新高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案第十二章56芳香烴及答案

案56芳香烴[考綱要求]1以芳香烴的代表物為例，比較與其他烴類在組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)上的差異。2舉例說(shuō)明芳香烴在有機(jī)合成和有機(jī)工中的重要作用。知識(shí)點(diǎn)一苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．苯的結(jié)構(gòu)和芳香烴(1)苯的分子式為6H6，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_________，苯分子具有__________結(jié)構(gòu)；苯分子中不存在一般的碳碳雙鍵，6個(gè)碳原子之間的鍵長(zhǎng)、鍵能相等，是一種介于__________________________的獨(dú)特的鍵。(2)分子里含有苯環(huán)的碳?xì)浜衔铮瑢儆诜枷銦N，苯是最簡(jiǎn)單的芳香烴。問(wèn)題思考1．哪些事實(shí)能說(shuō)明苯分子中不存在單、雙鍵交替的結(jié)構(gòu)？2．苯的性質(zhì)(1)物性質(zhì)苯為_(kāi)___色、________氣味的液體，有毒，____溶于水，密度比水____，熔點(diǎn)僅為55℃。(2)苯分子的特殊結(jié)構(gòu)決定了苯兼有烷烴和烯烴的性質(zhì)，即易取代，能加成，難氧。①取代反應(yīng)：苯與溴發(fā)生反應(yīng)：________________________________________________________________________；苯與硝酸發(fā)生反應(yīng)：________________________________________________________________________；苯與硫酸發(fā)生反應(yīng)：________________________________________________________________________；②苯與H2發(fā)生加成反應(yīng)：________________________________________________________________________。③氧反應(yīng)：．苯不能使酸性MO4溶液褪色。b．苯在空氣中燃燒，產(chǎn)生明亮火焰并冒出黑煙。問(wèn)題思考2．硝基苯是無(wú)色、密度比水大的油狀液體，實(shí)驗(yàn)室制得的硝基苯常因溶有NO2而顯黃色，如何洗去硝基苯中的黃色？知識(shí)點(diǎn)二苯的同系物由于苯環(huán)受烴基的影響，使苯的同系物與苯有所不同。(1)氧反應(yīng)：①燃燒。②苯的同系物分子中的烴基一般可以被酸性MO4溶液氧為羧基。(2)取代反應(yīng)：甲苯與濃HNO3、濃H2SO4的混合物反應(yīng)：。問(wèn)題思考3．己烯中混有少量甲苯，如何檢驗(yàn)？知識(shí)點(diǎn)三芳香烴的及其應(yīng)用1．芳香烴于煤的提煉和石油工業(yè)中的催重整。2．一些簡(jiǎn)單的芳香烴如苯、甲苯等可用于合成炸藥、染料、農(nóng)藥等。一、苯、苯的同系物、芳香烴1．苯與溴反應(yīng)生成溴苯，采用的是液溴還是溴水，為什么？2．是不是所有苯的同系物都能使酸性MO4溶液褪色？3．苯的同系物與芳香烴有何異同點(diǎn)？從范圍大小分析，二者有何關(guān)系？4．烴的及應(yīng)用(填寫下表空白處)條件產(chǎn)品石油常壓分餾減壓分餾催裂、裂解催重整天然氣煤煤焦油的分餾直接或間接液典例導(dǎo)悟1分子組成為9H12的苯的同系物，已知苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，下列說(shuō)法中正確的是()A．該有機(jī)物不能發(fā)生加成反應(yīng)，但能發(fā)生取代反應(yīng)B．該有機(jī)物不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但能使溴水褪色．該有機(jī)物分子中的所有原子可能在同一平面上D．該有機(jī)物的一溴代物最多有6種同分異構(gòu)體聽(tīng)課記錄：變式演練1用一種試劑可將三種無(wú)色液體：四氯碳、苯、甲苯鑒別出，這種試劑是()A．硫酸 B．水．溴水 D．酸性MO4溶液二、含苯環(huán)的合物的同分異構(gòu)體的書寫1．寫出苯的一氯代物、二氯代物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。2．分子式為8H10的芳香烴的同分異構(gòu)體有幾種？試寫出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。3．乙苯的一氯代物有幾種？試寫出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。思維升華怎樣確定芳香族有機(jī)物同分異構(gòu)體的目？典例導(dǎo)悟2某芳香烴能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，碳、氫原子個(gè)比為3∶4,01該烴完全燃燒后，產(chǎn)物通入濃H2SO4中增重108g，已知該烴中只有一個(gè)支鏈，且側(cè)鏈上的一溴代物有兩種。(1)試計(jì)算推出該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)寫出該烴側(cè)鏈一溴代物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。變式演練2二甲苯苯環(huán)上的一溴代物共有6種，可用還原的方法制得3種二甲苯，它們的熔點(diǎn)分別列于下表：6種一溴二甲苯的熔點(diǎn)243℃206℃2138℃204℃2145℃205℃對(duì)應(yīng)還原的二甲苯的熔點(diǎn)13℃－54℃－27℃－54℃－27℃－54℃由此推斷熔點(diǎn)為243℃的分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_____________________________，熔點(diǎn)為－54℃的分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)________________。1．(2010·上海，10)下列各組有機(jī)物只用一種試劑無(wú)法鑒別的是()A．乙醇、甲苯、硝基苯 B．苯、苯酚、己烯．苯、甲苯、環(huán)己烷 D．甲酸、乙醛、乙酸2(2011·上海，28)異丙苯()是一種重要的有機(jī)工原料。根據(jù)題意完成下列填空：(1)由苯與2-丙醇反應(yīng)制備異丙苯屬于__________反應(yīng)；由異丙苯制備對(duì)溴異丙苯的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件為_(kāi)_________________。(2)異丙苯有多種同分異構(gòu)體，其中一溴代物最少的芳香烴的名稱是__________。(3)α-甲基苯乙烯()是生產(chǎn)耐熱型ABS樹脂的一種單體，工業(yè)上由異丙苯催脫氫得到。寫出由異丙苯制取該單體的另一種方法(用反應(yīng)方程式表示)。(4)耐熱型ABS樹脂由丙烯腈(H2=HN)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯共聚生成，寫出該樹脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(不考慮單體比例)。3．(2010·安徽綜，26)F是新型降壓藥替米沙坦的中間體，可由下列路線合成：(1)A→B的反應(yīng)類型是________________，D→E的反應(yīng)類型是________________，E→F的反應(yīng)類型是________________。(2)寫出滿足下列條件的B的所有同分異構(gòu)體________________________________________________________________________________________________________________________________________________(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。①含有苯環(huán)②含有酯基③能與新制(OH)2反應(yīng)(3)中含有的官能團(tuán)名稱是________________。已知固體在加熱條件下可溶于甲醇，下列→D的有關(guān)說(shuō)法正確的是________。．使用過(guò)量的甲醇，是為了提高D的產(chǎn)率b．濃硫酸的吸水性可能會(huì)導(dǎo)致溶液變黑c．甲醇既是反應(yīng)物，又是溶劑d．D的式為9H9NO4(4)E的同分異構(gòu)體苯丙氨酸經(jīng)聚合反應(yīng)形成的高聚物是________________________________________________________________________(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。(5)已知在一定條件下可水解為和，則F在強(qiáng)酸和長(zhǎng)時(shí)間加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)的方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。題組一苯1．與鏈烴相比，苯的性質(zhì)的主要特征是()A．難氧、難取代、難加成B．易氧、易取代、易加成．難氧、可加成、易取代D．易氧、易加成、難取代2．下列各組有機(jī)物中，只需加入溴水就能一一鑒別的是()A．己烯、苯、四氯碳 B．苯、己炔、己烯．己烷、苯、環(huán)己烷 D．甲苯、己烷、己烯3．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室制取少量溴苯的裝置，回答下列問(wèn)題：(1)燒瓶A中裝的物質(zhì)為_(kāi)_________________，發(fā)生反應(yīng)的方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)導(dǎo)管B的主要作用是________________________________________________________________________。(3)導(dǎo)管口處附近會(huì)出現(xiàn)白霧，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)反應(yīng)后，向燒杯中滴加AgNO3溶液時(shí)觀察到的現(xiàn)象是____________________，相應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________________。4．(2011·淄博月考)苯環(huán)上原有的取代基對(duì)新導(dǎo)入苯環(huán)上的取代基的位置有一定的影響，其規(guī)律是：①苯環(huán)上新導(dǎo)入的取代基所占的位置主要決定于原取代基的性質(zhì)；②可以把原取代基分成兩類：第一類取代基如—OH、—、—Br、—OOR、—R等，可使新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入原取代基的鄰位和對(duì)位；第二類取代基如—NO2、—SO3H、—HO等可使新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入原取代基的間位。(1)寫出②的方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__________________；(2)寫出同分異構(gòu)體D、E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：D________________；E________________。題組二芳香烴5．(2011·紹興質(zhì)檢)下列說(shuō)法中，正確的是()A．芳香烴的分子通式是H2－6(≥6，∈N)B．苯的同系物是分子中僅含有一個(gè)苯環(huán)的所有烴類物質(zhì)．苯和甲苯都不能使酸性MO4溶液褪色D．苯和甲苯都能與鹵素單質(zhì)、硝酸等發(fā)生取代反應(yīng)6．有機(jī)物中碳原子和氫原子個(gè)比為3∶4，不能與溴水反應(yīng)卻能使MO4酸性溶液褪色。其蒸氣密度是相同狀況下甲烷密度的75倍。在鐵存在時(shí)與溴反應(yīng)，能生成兩種一溴代物。該有機(jī)物可能是()7．下列物質(zhì)屬于芳香烴，但不是苯的同系物的是()A．③④ B．②⑤．①②⑤⑥ D．②③④⑤⑥8．蘇丹紅是很多國(guó)家禁止用于食品生產(chǎn)的合成色素，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖。下列關(guān)于蘇丹紅說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．分子中含一個(gè)苯環(huán)和一個(gè)萘環(huán)B．屬于芳香烴．能被酸性高錳酸鉀溶液氧D．能溶于苯9．苯環(huán)上連接有一個(gè)烴基—R和3個(gè)—基的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)共有()A．4種 B．5種 ．6種 D．7種題號(hào)1256789答案10有機(jī)反應(yīng)因反應(yīng)條件不同，可生成不同的有機(jī)產(chǎn)品。例如：ⅠH＋H3—H=H2—q\b\c\|\rc\(\\v4\\c1(\(→,\\p7(加熱))HH3H3,\(→,\\p7(H2O2))H3—H2—H2))Ⅱ苯的同系物與鹵素單質(zhì)混合，若在光照條件下，側(cè)鏈上的氫原子被鹵素原子取代；若在催劑作用下，苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代。工業(yè)上利用上述信息，按下圖所示路線合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為的物質(zhì)，該物質(zhì)是一種香料。請(qǐng)根據(jù)上述路線回答下列問(wèn)題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)反應(yīng)①、③的反應(yīng)類型分別為_(kāi)_________、________________________________________________________________________。(3)反應(yīng)④的方程式為(有機(jī)物寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并注明反應(yīng)條件)____________。(4)工業(yè)生產(chǎn)中，中間產(chǎn)物A需經(jīng)反應(yīng)③④⑤得D，而不采取直接轉(zhuǎn)為D的方法，其原因是________________________________________________________________________。11．烷基取代苯可以被酸性MO4溶液氧生成，但若烷基R中直接與苯環(huán)連接的碳原子上沒(méi)有氫原子，則不能被氧得到?，F(xiàn)有分子式為11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧成為的同分異構(gòu)體共有7種，其中的3種是：請(qǐng)寫出其他的4種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：___________________、______、_______________________、______________。題組三實(shí)驗(yàn)探究12．(2011·滄州模擬)用A、B、三種裝置都可制取溴苯，請(qǐng)仔細(xì)分析三套裝置，并完成下列問(wèn)題：(1)寫出三個(gè)裝置中都發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的方程式：________________________________________________________________________，________________________________________________________________________。寫出B的試管中還發(fā)生的反應(yīng)的方程式：________________________________________________________________________。(2)裝置A、中長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是________________________________________________________________________。(3)B、裝置已連接好，并進(jìn)行了氣密性檢驗(yàn)，也裝入了合適的藥品，接下要使反應(yīng)開(kāi)始，對(duì)B應(yīng)進(jìn)行的操作是___________________________________________________________，對(duì)應(yīng)進(jìn)行的操作是_________________________________________________________________________________________________________。(4)A中存在加裝藥品和及時(shí)密封的矛盾，因而在實(shí)驗(yàn)中易造成的不良后果是________________________________________________________________________。(5)B中采用了雙球吸收管，其作用是________________________________________________________________________；反應(yīng)后雙球管中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________；雙球管內(nèi)液體不能太多，原因是________________________________________________________________________。(6)B裝置也存在兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)，使實(shí)驗(yàn)的效果不好或不能正常進(jìn)行，這兩個(gè)缺點(diǎn)是________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。案56芳香烴【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二問(wèn)題思考1．①苯不能使溴水因發(fā)生加成反應(yīng)而褪色，也不能使酸性MO4溶液褪色；②苯分子中碳碳鍵完全等同，其分子結(jié)構(gòu)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)；③苯的鄰二取代物不存在同分異構(gòu)體。2．可用NOH溶液洗去，方程式為：2NO2＋2NOH=NNO3＋NNO2＋H2O。3．先加入足量溴水，然后再加入酸性高錳酸鉀溶液。即檢驗(yàn)苯的同系物之前必須排除烯烴的干擾?！菊n堂活動(dòng)區(qū)】一、1苯與溴單質(zhì)要發(fā)生取代反應(yīng)，必須用液溴，并且有合適的催劑(如F)存在，苯與溴水不能發(fā)生取代反應(yīng)，只能將Br2從水中萃取出。2．不是。當(dāng)與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒(méi)有氫原子時(shí)，此類物質(zhì)不能使酸性MO4溶液褪色，如3．(1)相同點(diǎn)：①都含、H元素；②都含苯環(huán)。(2)不同點(diǎn)：苯的同系物只含一個(gè)苯環(huán)，通式為H2－6，芳香烴含一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)，沒(méi)有通式。(3)二者關(guān)系可表示為4條件產(chǎn)品石油常壓分餾石油氣、汽油、煤油、柴油等減壓分餾潤(rùn)滑油、石蠟等催裂、裂解輕質(zhì)油、氣態(tài)烯烴催重整芳香烴天然氣甲烷煤煤焦油的分餾芳香烴直接或間接液燃料油、多種工原料思維升華芳香族有機(jī)物同分異構(gòu)體目的確定可分解成兩個(gè)過(guò)程：一是取代基種類一定但在苯環(huán)上位置不同。當(dāng)苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基時(shí)，二者在苯環(huán)上的位置關(guān)系只有鄰、間、對(duì)三種位置關(guān)系；當(dāng)有三個(gè)取代基時(shí)，它們?cè)诒江h(huán)上有“連、偏、勻”三種位置關(guān)系：二是苯環(huán)上取代基的相對(duì)位置確定但取代基種類不同，此時(shí)可利用中的排列組合知識(shí)確定同分異構(gòu)體的目，如一個(gè)—H3與一個(gè)—4H9在苯環(huán)上的位置關(guān)系有3×4＝12種(丁基有4種，每種與甲基均存在鄰、間、對(duì)3種位置關(guān)系)。典例導(dǎo)悟1．D[A項(xiàng)，只要含有苯環(huán)就可以發(fā)生加成反應(yīng)；B項(xiàng)，當(dāng)與苯環(huán)直接相連的碳原子上含有H時(shí)，可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，使溴水褪色是由于萃取的緣故；項(xiàng)，只要含有烷基，所有原子不可能共平面；D項(xiàng)，當(dāng)苯環(huán)上的取代基為正丙基時(shí)有六種一溴代物，當(dāng)苯環(huán)上的取代基為異丙基時(shí)有五種一溴代物。]解析(H2O)＝q\f(108g,18g·－1)＝06。1該芳香烴中氫原子的物質(zhì)的量為：q\f(06×2,01)＝12碳原子的物質(zhì)的量為：12×q\f(3,4)＝9該芳香烴的分子式為9H12因該芳香烴只有一個(gè)支鏈，且側(cè)鏈上的一溴代物有兩種，它的結(jié)構(gòu)為變式演練1．D[能使酸性MO4溶液褪色的是甲苯；液體分層，上層為無(wú)色層的是苯，下層為無(wú)色層的是4。]解析二甲苯的同分異構(gòu)體有3種：一溴代物種分別為：2種，3種，1種，故對(duì)應(yīng)的二甲苯熔點(diǎn)－54℃的為間二甲苯，熔點(diǎn)為13℃的為對(duì)二甲苯。因此生成一溴代二甲苯的熔點(diǎn)為243℃的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為【課后練習(xí)區(qū)】高考集訓(xùn)1．[A可用水鑒別：互溶的為乙醇，油層在上的為甲苯，油層在下的為硝基苯；B可用溴水鑒別：兩層都無(wú)色的是己烯，有白色沉淀生成的是苯酚，油層呈橙紅色而水層無(wú)色的為苯；D可用新制的(OH)2懸濁液鑒別：沉淀不溶解的為乙醛，加熱后不出現(xiàn)紅色沉淀的為乙酸。]2．(1)取代Br2/FBr3(或Br2/F)(2)1,3,5-三甲苯(4)(其他合答案均可)解析(1)由苯與2-丙醇()制備異丙苯屬于取代反應(yīng)，由異丙苯制備對(duì)溴異丙苯需要在苯環(huán)上的對(duì)位引入—Br，所以與苯的鹵代反應(yīng)條件相同，需用液溴在鐵(或溴鐵)作催劑條件下反應(yīng)。(2)異丙苯的同分異構(gòu)體中，結(jié)構(gòu)對(duì)稱的1,3,5-三甲苯中等效氫原子最少，故其一溴代物最少(共2種)。(3)由異丙苯制備α-甲基苯乙烯，首先對(duì)此二者結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，可以看出異丙苯中的—變成了α-甲基苯乙烯中的，因此需要先鹵代、后消去兩步反應(yīng)，即(4)ABS樹脂由丙烯腈(H2=H—N)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯在一定條件下加聚而成，反應(yīng)為3．(1)氧反應(yīng)還原反應(yīng)取代反應(yīng)(3)硝基、羧基cd(解析(1)由D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和B到的反應(yīng)條件可推得、B分別為，因此A→B的反應(yīng)類型為氧反應(yīng)，D→E的反應(yīng)類型為還原反應(yīng)，E→F的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。(2)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，根據(jù)要求，既有酯基又能與新制(OH)2反應(yīng)，則一定是甲酸某酯，故其同分異構(gòu)體有：(鄰、間、對(duì)三種)、(3)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，因此其含有的官能團(tuán)有硝基和羧基；濃H2SO4的脫水性可能會(huì)使溶液變黑，故只有b不正確。(4)E的同分異構(gòu)體苯丙氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，故其發(fā)生縮聚反應(yīng)生成的高聚物為(5)根據(jù)信息可知發(fā)生水解和酯類發(fā)生水解類似，因此F發(fā)生水解反應(yīng)的方程式為：考點(diǎn)集訓(xùn)1．[苯分子中碳碳之間的鍵完全相同，是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨(dú)特的鍵，與酸性MO4溶液不能發(fā)生反應(yīng)(難氧)；但可與液溴、濃H2SO4等發(fā)生取代反應(yīng)(易取代)；不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，但在特定條件下可以與氫氣等發(fā)生加成反應(yīng)(可加成)。]2．A3．(1)液溴、苯、鐵粉(2)冷凝回流和導(dǎo)氣(3)溴氫氣體遇空氣中的水蒸氣而形成酸霧(4)淺黃色沉淀Ag＋＋Br－=AgBr↓解析燒瓶中裝入的是液溴、苯、鐵粉，發(fā)生＋Br2q\(→,\\p7(F))＋HBr反應(yīng)；B管起導(dǎo)管兼起冷凝器作用；反應(yīng)中有HBr產(chǎn)生，它遇空氣中的水蒸氣而形成酸霧；當(dāng)向燒杯中滴加AgNO3溶液時(shí)，會(huì)發(fā)生Ag＋＋Br－=AgBr↓反應(yīng)，產(chǎn)生淺黃色沉淀。4．(1)＋Br2q\(→,\\p7(催劑))解析A是硝基苯，其中—NO2可使新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入原取代基的間位；而—Br可使新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入原取代基的鄰位和對(duì)位。5．D[苯可與液溴發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯，與硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯，D正確；苯的同系物是由一個(gè)苯環(huán)和烷烴基構(gòu)成的，其通式為H2－6(∈N)，A、B均錯(cuò)；甲苯可使酸性MO4溶液褪色，錯(cuò)。]6．B[因該有機(jī)物不能與溴水反應(yīng)卻能使酸性MO4溶液褪色，所以排除A、；又因鐵存在時(shí)與溴反應(yīng)，能生成兩種一溴代物，說(shuō)明苯環(huán)上的一溴代物有兩種，只能是B，而D中苯環(huán)上的一溴代物有四種。]7．B[和都含有一個(gè)苯環(huán)，屬于苯的同系物；盡管含有一個(gè)苯環(huán)，但其中含有雜原子，故屬于苯的