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2.3 芳香烃(精练)
题组一 苯的性质
1.(2021·福建·莆田一中高二期中)下列关于苯的叙述中错误的是
A.苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应
B.在苯中加入酸性KMnO 溶液,振荡并静置后下层液体为紫色
4
C.在一定条件下,苯能与氢气发生加成反应
D.在苯中加入溴水,振荡并静置后下层液体为橙色
2.(2021·江苏·淮安市车桥中学高二开学考试)苯环结构中,不存在单双键交替结构,不可以作为证据的
事实是
A.苯不能使酸性KMnO 溶液褪色
4
B.苯能在一定条件下跟H 加成生成环已烷
2
C.经实验测得邻二甲苯仅一种结构
D.苯在FeBr 存在条件下与液溴发生取代反应,但不因化学变化而使溴水褪色
3
题组二 溴苯
1.(2021·四川省绵阳江油中学高二期中)某化学兴趣小组为探究苯与溴发生反应的原理,用如图所示装
置进行了实验。
根据相关知识回答下列问题:
(1)实验开始时,关闭K,开启K 和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液。过一会儿,在装置Ⅲ中可
2 1
能观察到的现象是___。整套实验装置中能防止倒吸的装置有___(填装置序号)。
(2)该实验中采用冷凝装置,其作用是__。装置Ⅲ中小试管内苯的作用是___。(3)实验室用溴和苯反应制取溴苯,除去铁屑后得到粗溴苯,采用如下操作进行精制:①蒸馏;②水洗、
分液;③用干燥剂干燥、过滤;④用10%NaOH溶液洗、分液;⑤水洗、分液。正确的操作顺序为___。
(4)在短线上填上除杂所用的试剂及分离方法。
A.溴苯中的溴___、___。
B.乙烷中的乙烯___、___。
2.(2020·四川省蓬安中学校高二阶段练习)如图是苯和溴的取代反应的实验装置图,其中A为具有支管
的试管改制成的反应容器,在其下端开了一个小孔,塞好石棉绒,再加入少量的铁屑粉。填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应。写出A中发生反应的化学方程式
___________
(2)试管C中苯的作用是___________
(3)反应开始后,试管D中观察到的现象是:___________,试管E中发生的离子方程式:___________
(4)在上述整套装置中,具有防倒吸作用的仪器有___________
(5)改进后的实验除①步骤简单,操作方便,成功率高;②各步现象明显;③对产品便于观察这三个优
点外,还有一个优点是:___________
3.(2021·安徽·蚌埠二中高二期中)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置及有关数据中如图:苯 溴 溴苯
密度/(g·cm-3) 0.88 3.10 1.50
沸点/℃ 80 59 156
微
水中溶解性 微溶 微溶
溶
按下列合成步骤回答问题:
(1)在装置a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在装置b中小心加入4.0 mL液溴。向装置a中滴入几滴液溴,
有白雾产生。继续滴加至液溴滴完。装置b的名称_______ ,装置c的作用_______ 。在该实验中,a中发
生的反应方程式_______。
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。加入NaOH溶液时发生的离子反应
_______。
③设计实验,验证苯与液溴发生取代反应:在c和d中间增加装有_______(填化学式)的洗气瓶。
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为苯,要进一步提纯,还需要进行的操作是_______。
3.(2021·广东湛江·高二期末)溴苯是重要的有机合成中间体,下图为溴苯的制备实验装置:
实验步骤:
Ⅰ._____。
Ⅱ.关闭止水夹 ,打开 、 和分液漏斗活塞,将苯和溴的混合物缓慢滴加到三颈烧瓶中,液体微沸。
Ⅲ.关闭 ,打开 ,A中液体倒吸入B中。
Ⅳ.拆除装置,将B中液体倒入盛有冷水的大烧杯中,分液,分别用a溶液和水洗涤有机物,再加入
固体,过滤,最后将所得有机物进行分离。(1)把实验步骤Ⅰ补充完整:___________。
(2) 连接处不能使用了乳胶管,原因是___________。
(3)装置B中苯和澳的反应方程式为___________。
(4)步骤Ⅱ中,C装置的实验现象是___________。
(5)步骤Ⅳ中a是___________。
(6)步骤Ⅳ中 ,固体的作用是___________,对有机物进行分离的操作名称是___________。
题组三 硝基苯
1.(2021·黑龙江)实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A.水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B.浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应先向浓硝酸中缓缓加入浓硫酸,待冷却至室温后,再将苯逐滴滴入
C.仪器a的作用是冷凝回流,提高原料的利用率
D.反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
2.(2021·四川巴中)实验室制取硝基苯常采用如图装置,下列说法错误的是
A.导管①有冷凝回流的作用B.该反应条件为:浓硫酸、水浴加热
C.试管②中硝化反应属于加成反应
D.反应产物可用蒸馏方法提纯
3.(2021·江苏)实验室用浓硝酸、浓硫酸和苯制取硝基苯,在制备和纯化硝基苯的实验中,下列操作未
涉及的是(已知硝基苯为油状液体,难溶于水,密度比水大,易溶于乙醇、乙醚、苯和油)
A. B.
C. D.
4.(2021·全国·高二课时练习)据媒体报道,某石化公司一装置发生爆炸,爆炸产生的主要污染物为硝基
苯、苯和苯胺等。下列说法正确的是
A.硝基苯可由苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在一定条件下发生反应来制取
B.苯、硝基苯中碳原子均采取 杂化
C.硝基苯有毒,密度比水小,可从水面上“捞出”
D.苯与硝基苯都属于芳香烃
5.(2021·云南师大附中)实验室制硝基苯的反应装置如图所示,下列关于实验操作或叙述错误的是A.导管1具有冷凝回流的作用
B.浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂
C.水浴加热可以控制温度为50℃~60℃,同时保证受热均匀
D.反应后的混合液经NaOH溶液中和后分液即可得到纯净的硝基苯
6.(2021·陕西富平·高一期末)乙烯和苯是来自石油和煤的两种重要化工原料。回答下列问题:
(1)下列物质中,不能通过乙烯发生加成反应得到的是_______(填字母)。
A. B. C.
(2)工业上可由乙烯在一定条件下水合法生产乙醇,写出该反应的化学方程式_______。
(3)下列关于苯的叙述中不正确的是_______(填字母)。
A.常温下苯是一种无色无味的有毒气体 B.苯可以燃烧并伴有浓烈的黑烟
C.苯分子为平面正六边形结构 D.苯中含有碳碳双键,化学性质与乙烯相似
(4)某同学用如图所示装置制取硝基苯:
①用水浴加热的优点是_______,分离硝基苯和水的混合物的方法是_______。
②写出制取硝基苯的化学方程式_______。
7.(2021·河南驻马店)硝基苯是一种重要的化工原料,制备过程需控制温度50~60℃,在温度稍高的情
况下会生成(间二硝基苯) 等副产物,请回答下列问题:(1)写出制备硝基苯的化学反应方程式_______。
(2)混酸的配制:取100mL烧杯,用浓硫酸20mL、浓硝酸18mL (密度为1.4 )配制混酸,其操作过程
为_______。
(3)安装反应装置:按图所示安装实验装置,冷凝管的作用是_______。
(4)反应步骤:
①把18mL的苯(密度为0.88 )加入到三颈瓶中,将混酸加入到分液漏斗中,逐滴滴加混酸,边滴加
边搅拌。
②混酸滴加完毕后,在加热搅拌的条件下反应半小时。加热的方法是_______,控制温度50~60℃的原因
是_______。
③分离和提纯:除去产物中没有反应的酸,可在产物中加入碱溶液,然后用_______分液(填仪器名称),
_______层物质为粗产品。洗涤、干燥、蒸馏得纯硝基苯18g。
(5)硝基苯的产率为_______(提示: )。
8.(2021·河南许昌·高二期末)硝基苯是一种重要的化工原料,实验室在55℃~60℃的条件下将20mL的
苯(密度为0.88g/cm3)与22mL浓硫酸和20mL浓硝酸的混合液共热来制备硝基苯(难溶于水的油状液体),制
备原理和装置示意图(加热和夹持装置省略)如下:
+HNO +H O
3 2查阅资料可知反应机理如下:
①
② + →
③?。
回答下列问题:
(1)中间产物 的分子构型是____
(2)中间体正离子( )中与硝基相连的碳原子的杂化方式是___________。上述第③步反应的方程
式为___________。
(3)为了很好的控制该实验反应温度,可采用___________加热的方法。仪器a的名称是___________。恒压
滴液漏斗与普通滴液漏斗相比,优点是___________。混合浓硫酸和浓硝酸的操作是往装有浓硝酸的烧杯
中加入浓硫酸并不断搅拌。不断搅拌的目的是___________。
(4)反应结束后,冷却反应混合物,分离出有机层,所得物质中除硝基苯外还含有硝酸、硫酸、苯等。依次
用蒸馏水、5%的NaOH溶液和蒸馏水洗涤,再用无水 干燥后得到粗硝基苯。有机层选用5%的NaOH
溶液洗涤是因为___________。第一次用蒸馏水洗涤的主要目的是___________。
(5)实验所用苯的质量为___________。若该实验制备得到纯硝基苯18g,则该实验依据苯的用量,计算的硝
基苯产率是___________(保留小数点后两位)
9.(2021·江西·南城县第二中学)某科学小组制备硝基苯的实验装置如下,有关数据列如下表:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g∙cm-3 溶解性
苯 5.5 80 0.88 不溶于水
硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水浓硫酸 338 1.84 易溶于水
实验步骤如下:
取100mL烧杯,用20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制成混和酸,将混合酸小心地加入B中。把0.2mol(15.6g)
苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,使溶液混和均匀。在50~60℃下发生反应,直
至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水
CaCl 颗粒,静置片刻,弃去CaCl ,进行蒸馏纯化,收集205~210℃馏分,得到纯硝基苯18g。
2 2
回答下列问题:
(1)图中B仪器的名称___________,图中装置C的作用是___________。
(2)制备硝基苯的化学方程式___________。
(3)为了使反应在50~60℃下进行,常用的加热方式是___________。反应结束并冷却至室温后A中液体就
是粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是溶有的浓硝酸分解生成___________,实验室常用氢氧化钠溶液除
去该有色物质生成两种盐,涉及的离子方程式为___________。
(4)将粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在___________(填“上”或“下”)层,步骤中加入
的无水CaCl 的作用是___________,若实验过程中省略该步操作,实验的产率___________ (填“偏高”
2
“偏低”或“不变”)。
(5)本实验所得到的硝基苯产率是___________。(结果保留3位有效数字)
题组五 芳香烃同分异构体
1.(2021·宁夏·中宁县中宁中学高二阶段练习)某芳香烃的分子式为C H ,其属于芳香烃的同分异构体
8 10
有
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种2.(2021·全国·高二课时练习)分子式C H 的芳香烃A,一定条件下与氢气完全加成得到产物B,下列说
8 8
法正确的是
A.A分子中所有原子一定在同一平面
B.B的一氯代物有5种同分异构体
C.B的二氯代物有15种同分异构体
D.A的同分异构体立方烷( 经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种
3.(2020·云南省玉溪第一中学高二期中)稠环芳香烃 的一溴代物的同分异构体数目为
( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
4.(2021·云南普洱 )某有机物的分子式为C H ,其属于芳香烃的同分异构体有(不考虑立体异构)(
9 12
)
A.6种 B.7种 C.8种 D.9种
5.(2021·宁夏·石嘴山市第三中学高二期末)分子式为C H 的芳香烃,苯环上只有一个取代基的同分异
11 16
构体数目有( )种
A.6种 B.7种 C.8种 D.9种
6.(2020·吉林·东北师大附中 )分子式为 C H 的芳香烃的同分异构体共有(不考虑立体异构)
10 14
A.16 种 B.19 种 C.21 种 D.22 种
7.(2021·上海·华东师范大学第一附属中学高二开学考试)“重整碳九"是指含有9个碳原子的芳香烃,
分子式为C H 的芳香烃中,含有两个侧链的同分异构体有
9 12
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
8.(2021·河北·鹿泉区第一中学高二阶段练习)某芳香烃的分子式为C H ,其一溴代物的同分异构体有
8 10
A.14种 B.9种 C.5种 D.12种
题组六 原子共线共面
1.(2021·广东广州·高二期末)下列化物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是A. B.
C. D.
2.(2021·湖北鄂州·高二期末)已知C-C或C-H等单键均可绕键轴旋转,关于结构简式为
的烃,下列有关说法中错误的是
A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
C.分子中最多有14个碳原子处于同一平面上
D.分子中最多有24个原子处于同一平面上
3.(2021·江西·南城县第二中学高二阶段练习)有关如图所示物质的下列叙述中,正确的是
A.所有原子共面
B.12个碳原子不可能共平面
C.共平面的原子最多20个,至少14个
D.共平面的原子最多20个,至少16个
4.(2021·重庆八中高二阶段练习)关于化合物 (b), (d),
(p)的下列说法正确的是
A.b、d都属于芳香烃,且互为同分异构体 B.b、d均有3种一氯代物
C.b、p最多都可有6个原子处于同一直线 D.d、p最少都可有10个碳原子处于同一平面
5.(2021·全国 高三专题练习)已知某兴奋剂乙基雌烯醇的结构简式如图所示。下列有关该物质的说法中
正确的是A.该物质可视为酚类
B.该物质分子中至少有6个原子共面
C.该物质分子中的所有碳原子均共面
D.该物质分子中至少有4个原子共线
6.(2021·全国·高三专题练习)下列说法中错误的是
A.乙炔(CH≡CH)所有原子共线 B.苯( )所有原子共平面
C.可用苯来区分乙醇和水 D.乙烷所有原子共平面
7.(2021·黑龙江·宾县第一中学 )下列说法中正确的是
A.甲苯( )所有原子共平面
B.苯乙炔( )所有原子共平面
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D.丙烯(CHCH=CH)所有碳原子共线
3 2
8.(2021·陕西·长安一中高二阶段练习)描述下列有机物的分子结构叙述中正确的是
A.CH-CH=CH-C≡C-CF 分子中6个碳原子都在同一平面上
3 3
B.有机物 最多可能有11个碳原子共面
C.2-苯基丙烯 分子中所有原子都能共面
D.CH-C≡C-CH=CH 分子中最多有4个碳原子共面
3 2
9.(2021·浙江诸暨·高二期末)下列说法正确的是
A. 中至少有8个碳原子共面
B.螺[2,2]戊烷( )中所有碳原子均处于同一平面C.2,4,6—三溴苯酚( )所有原子一定处于同一平面
D.有机物( )最多6个原子处于同一直线
10.(2022·全国·高二专题练习)某有机物结构简式为 ,对该有机物分子的描述
正确的是
A.最多有7个碳原子共线 B.所有碳原子都在同一平面上
C.其一氯代物最多有5种 D.最多有25个原子共面