2022高考化学第11章有机化学基础第2节烃和卤代烃考点2芳香烃的结构与性质讲与练含解析

第十一章　有机化学基础李仕才考点二　芳香烃的结构与性质1．苯和苯的同系物的结构比较2.苯和苯的同系物的主要化学性质苯的化学性质：易取代，能加成，难氧化；苯的同系物的化学性质：易取代，能加成，能氧化。(1)取代反应。①硝化反应。a．苯的硝化反应：11\nb．甲苯的硝化反应：上述反应中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，硝基苯是一种具有苦杏仁气味、密度比水大、不溶于水的油状液体，2,4,6三硝基甲苯俗称为TNT。②卤代反应。a．苯与液溴的取代反应：b．对二甲苯与液溴(FeBr3作催化剂)的取代反应，写出生成一溴代物的化学方程式：c．对二甲苯与氯气(光照条件)的取代反应，写出生成一氯代物的化学方程式：11\n苯的同系物与卤素单质发生取代反应时，反应条件不同，取代的位置不同，在光照条件下，苯环的侧链发生取代反应，在三卤化铁催化下，发生苯环上的取代反应。③加成反应。a．苯与氢气的加成反应：b．甲苯与氢气的加成反应：④氧化反应。苯和苯的同系物均可燃烧，苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色。甲苯被酸性KMnO4溶液氧化的反应表示为3．芳香烃(1)芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃。(2)芳香烃在生产、生活中的作用：苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料，苯还是一种重要的有机溶剂。11\n(3)芳香烃对环境、健康产生影响：油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物，秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃，对环境、健康产生不利影响。4．苯的同系物的同分异构体(1)C8H10。(2)C9H12。①丙苯类：、；②甲乙苯类：11\n、、；③三甲苯类：、、。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．苯不具有典型的双键所具有的加成反应的性质，故不可能发生加成反应。(　×　)2．C2H2和的最简式相同。(　×　)3．乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同。(　×　)4．苯不能使KMnO4酸性溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应。(　×　)5．用溴水鉴别苯和戊烷。(　×　)6．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同。(　√　)7．苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷，说明苯分子中存在碳碳双键。(　×　)8．符合分子式C8H10，属于芳香烃的同分异构体有4种，且苯环上的一氯取代只有一种的有1种。(　√　)11\n1．与苯环相连的碳原子上有氢的苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色。2．苯的同系物的侧链烃基中，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，均能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。3．苯与溴单质要发生取代反应，必须用液溴，并且有合适的催化剂(如FeBr3)存在，苯与溴水不能发生取代反应生成，只能将Br2从溴水中萃取出来。一、芳香烃的结构与性质1．苯环中不存在单双键交替结构，可以作为证据的事实是(　　)①苯不能使KMnO4(H＋)溶液褪色　②苯分子中碳原子之间的距离均相等　③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷　④经实验测得邻二甲苯仅一种结构　⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可以发生取代反应，但不因化学变化而使溴水褪色A．②③④⑤B．①②④⑤C．①③④⑤D．①②③④解析：苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，①正确；苯环上碳碳键的键长相等，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在C—C单键与C==11\n=C双键的交替结构，②正确；与氢气加成是苯和碳碳双键都有的性质，不能证明苯环中不存在单双键交替结构，③错误；如果是单双键交替结构，邻二甲苯的结构有两种，邻二甲苯只有一种结构，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在C—C单键与C===C双键的交替结构，④正确；苯不因化学变化而使溴水褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，可以证明苯环结构中不存在C—C单键与C===C双键的交替结构，⑤正确。答案：B2．下列说法正确的是(　　)解析：苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，A错；B中最多有10个碳原子共平面，错误；苯的同系物侧链为烷烃基，C错；光照条件下，异丙苯与Cl2发生侧链上的取代反应，生成2种一氯代物，D项正确。答案：D3．下列叙述中，错误的是(　　)A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃反应生成硝基苯B．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷C．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2二溴乙烷D．甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4二氯甲苯解析：A项，苯在浓硫酸作催化剂以及55～6011\n℃水浴加热下，和浓硝酸发生取代反应，生成硝基苯，故说法正确；B项，苯乙烯中含有碳碳双键和苯环，都可以和氢气发生加成反应，生成乙基环己烷，故说法正确；C项，乙烯含有碳碳双键，可以和溴的四氯化碳发生加成反应，生成1,2二溴乙烷，故说法正确；D项，甲苯和氯气在光照的条件下，氯气取代甲基上的氢原子，故说法错误。答案：D4．要鉴别己烯中是否混有少量甲苯，正确的实验方法是(　　)A．先加入足量的KMnO4酸性溶液，然后再加入溴水B．先加入足量溴水，然后再加入KMnO4酸性溶液C．点燃这种液体，然后观察火焰的明亮程度D．加入浓H2SO4与浓HNO3后加热解析：要鉴别出己烯中是否混有甲苯，只能利用溴水和KMnO4酸性溶液，若先加KMnO4酸性溶液，己烯也可以使KMnO4酸性溶液褪色，故A不对；若先加入足量溴水，则可以把己烯转变成卤代烃，卤代烃不能与KMnO4酸性溶液反应，若后加入的KMnO4酸性溶液褪色，则说明有甲苯。故正确答案为B。答案：B5．有8种物质：①乙烷；②乙烯；③乙炔；④苯；⑤甲苯；⑥溴乙烷；⑦聚丙烯；⑧环己烯。其中既不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能与溴水反应使溴水褪色的是(　　)A．①②③⑤B．④⑥⑦⑧C．①④⑥⑦D．②③⑤⑧解析：乙烯、乙炔、环己烯既能使酸性KMnO4溶液褪色又能与溴水反应使溴水褪色。甲苯酸使酸性KMnO4溶液褪色。答案：C6．异丙苯是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是(　　)A．异丙苯是苯的同系物B．可用酸性KMnO4溶液区别苯与异丙苯C．在光照条件下，异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种D．在一定条件下能与氢气发生加成反应解析：在光照条件下，异丙苯与Cl2发生侧链上的取代反应，可生成多种氯代物，包括一氯代物、二氯代物等。答案：C7．有机物中碳原子和氢原子个数比为3∶4，不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机物可能是(　　)11\n解析：因该有机物不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色，所以排除A、C；又因铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物，说明苯环上的一溴代物有两种，只能是B，而D中苯环上的一溴代物有四种。答案：B8．对于苯乙烯的下列叙述：①能使酸性KMnO4溶液褪色，②可发生加聚反应，③可溶于水，④可溶于苯中，⑤苯环能与溴水发生取代反应，⑥所有的原子可能共面。其中完全正确的是(　　)A．①②④B．①②④⑥C．①②④⑤⑥D．①②③④⑤⑥解析：苯乙烯中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，可发生加聚反应，①②正确；苯乙烯属于烃类，不溶于水，易溶于有机溶剂如苯中，③错误，④正确；苯乙烯中，苯环不能与溴水发生取代反应，⑤错误；苯乙烯中，和—CH===CH2均为平面结构，两结构可处于同一平面，则所有原子处于同一平面内，⑥正确。答案：B二、芳香烃的同分异构体9．下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是(　　)A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种B．与互为同分异构体的芳香族化合物有6种C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种11\nD．菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物解析：含3个碳原子的烷基有两种，甲苯苯环上的氢原子有3种，故产物有6种，A正确；B项中物质的分子式为C7H8O，与其互为同分异构体的芳香族化合物中有1种醇(苯甲醇)、1种醚(苯甲醚)、3种酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)，总共有5种，B错误；含有5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，正戊烷、异戊烷和新戊烷，其一氯代物分别为3、4、1种，故C正确；由菲的结构可以看出其结构中含有5种不同化学环境的氢原子，可生成5种一硝基取代物，D正确。答案：B10．苯的同系物中，有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成芳香酸，反应如下：(1)现有苯的同系物甲、乙，分子式都是C10H14，甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸，它的结构简式是___________________________________________________；乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸，则乙可能的结构有________种。(2)有机物丙也是苯的同系物，分子式也是C10H14，它的苯环上的一溴代物只有一种，试写出丙所有可能的结构简式_______________________________________________________。解析：能被氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点：侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子，产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目，若苯的同系物能被氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸(二元酸)，说明苯环上有两个侧链，可能是两个乙基，也可能是一个甲基和一个丙基，而丙基又有两种结构(11\n)，两个侧链在苯环上的位置又有邻位、间位和对位3种可能，故分子式为C10H14，有两个侧链的苯的同系物有3×3＝9种结构，分子式为C10H14的苯的同系物的苯环上的一溴代物只有一种，其苯环上可能只有2个相同侧链且位于对位，或4个相同的侧链。答案：(1)　9(2)、、、11