第三章第二节来自石油和煤的两种基本化工原料-苯及其同系物(16-4-28)).doc

1、（www.e- ） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 www.e- 集全国化学资料精华，按“四套教材（旧人教版、新课标人教版、苏教版、鲁科 版）目录、知识体系”编排。资源丰富，更新及时。欢迎上传下载。 第 1 页 3 3- -2 2 来自石油和煤的来自石油和煤的 两种基本化工原料两种基本化工原料- -苯苯 【引言】【引言】猜谜语：有人说他笨，其实他不笨， 脱去竹笠换草帽，化工生产逞英豪。 【讲述】【讲述】我们首先讲讲苯的发现史：19 世纪 初， 英国城市的照明普遍使用煤气， 从生产煤 气的原料中制备出煤气后， 剩下一种液体却长 时间无人问津， 法拉第是第一位对这种液体感 兴趣的

2、科学家， 他用蒸馏的方法将这种液体分 离，得到另一种液体，这就是苯。法国化学家 日拉尔等人又通过测定得出苯蒸气密度为氢 气的 39 倍，而含碳量却高达 92.1%，试计算 苯的分子式 。 【知识点一】【知识点一】 一苯的分子结构一苯的分子结构 从苯的分子组成可推出很多结构,比如： A. CHC- CH2- CH2- CCH B. C. CH2=CH- CH=CH- CCH E. F. CH2=C=CH- CH=C=CH2 【探究实验】【探究实验】在苯中加入酸性高锰酸钾溶液 或溴水， 都不出现褪色现象， 说明苯的分子结 构中并不含有 C=C 或 CC。 结构式 凯库勒式 最合理的还是: 【探究原

3、理】【探究原理】苯的结构特点： 苯分子里不存在一般的碳碳双键， 苯分子 里 6 个碳原子之间的键完全相同， 这是一种介 于单键和双键之间的独特的键， 且苯分子里的 6 个碳原子和 6 个氢原子都在同一平面上， 六 个碳原子形成平面正六边形结构，12 个原子 共平面，C- C 键的键能完全相同，键角 是 。 球棍模型 比例模型 二苯的物理性质苯的物理性质 苯是一种无色、 有特殊气味的液体， 有毒, 不溶于水、易溶于有机溶剂, 密度比水的小， 熔点为 5.5,沸点为 80.1,易挥发,用冰水 冷却,苯易凝结为无色晶体. 三. 苯的化学性质苯的化学性质( (易取代易取代, ,难加成难加成) ) 1.

4、氧化反应: 燃烧反应: 2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O 火焰明亮，放出浓烟，与乙炔燃烧现象相似。 苯不能被酸性高锰酸钾氧化 2.取代反应: (1)卤代反应: + Br2 Br + HBr Fe 【实验装置】【实验装置】 【改进装置【改进装置】 （www.e- ） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 www.e- 集全国化学资料精华，按“四套教材（旧人教版、新课标人教版、苏教版、鲁科 版）目录、知识体系”编排。资源丰富，更新及时。欢迎上传下载。 第 2 页 【思考与讨论】【思考与讨论】 1. 苯只能与液溴发生取代，不能与溴水发 生取代。如何证明苯和液溴发生的是取

5、 代反应而不是加成反应？ 。 2.此取代反应需使用铁粉作催化剂，实际起 催化作用的是什么成分？ 。 3.溴苯为不溶于水且密度大于水的无色油状 液体， 但实验中由于溴苯中混有溴而带有褐 色。如何分离提纯溴苯？ 向反应混合物中加入 溶液， 充 分振荡静置后 ，取 层液体。 4.装置中长导管的作用什么？ 使挥发出来的苯与溴 到容器中。 （2）硝化反应: + HNO3 NO2 + H2O H2SO4(浓浓) 5060 硝基苯 硝基苯无色油状液体，有苦杏仁气味，密度 比水大,有毒。 【思考与讨论】【思考与讨论】 1. 此反应中反应物是苯和浓硝酸， 浓硫酸的 作用是什么？ 2. 试剂加入顺序是什么？ 先加

6、 ，再加 ，冷 却后再入滴苯。 3.如何控制反应的温度在 5060 ？ 用 装置加热。 4. 实验制得的硝基苯有一定黄色， 是因为浓 硝酸分解生成的 NO2溶于其中所致，可用 试剂除杂? 。 5.试管上方长导管的作用是什么？ 。 苯胺 （3）磺化反应： +HO- SO3H +H2O 苯磺酸 【注意事项】【注意事项】 反应物是苯与浓硫酸，反应条件共热至 70 80。 生成的苯磺酸是一种强酸， 具有酸的通性。 3.加成反应： + 3H2 （环己烷） 反应条件：镍作催化剂，温度 180250。 【知识点二【知识点二】 一芳香烃一芳香烃和和芳香族化合物芳香族化合物 1.芳香烃： 分子中含有一个或多个苯

7、环的烃。 2.芳香族化合物：分子中含有一个或多个苯 环的化合物。 二苯的同系物二苯的同系物 1.特点:只含一个苯环，侧链全部为烷烃基， 且分子组成上相差一个或多个CH2原子团 的烃。 2.通式：CnH2n- 6( n6) 3.举例; CH3 CH2CH3 甲苯 乙苯 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 沸点：144.4 139.1 138.4 三者沸点由高到低的顺序为： 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 4.物理性质：跟苯相似，不溶于水，密度比 水的小，有芳香气味的液体。 5.化学性质： 苯环和侧链的相互影响，使苯环更容易发 生取代反应，且苯环上的侧链能被

8、酸性高锰 酸钾溶液氧化成羧基。 (1)氧化反应： 燃烧： NO2 NH2 Fe+HCl SO3H （www.e- ） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 www.e- 集全国化学资料精华，按“四套教材（旧人教版、新课标人教版、苏教版、鲁科 版）目录、知识体系”编排。资源丰富，更新及时。欢迎上传下载。 第 3 页 CnH2n- 6+(3n- 3)/2O2 nCO2 + (n- 3)H2O 能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色: CH3 O COOH O CH2CH3 CH3 COOH COOH 【规律】【规律】不论其侧链有多长, 都被氧化成 只含有一个碳的羧基(COOH)， 有多少 侧链,

9、 就产生多少羧基。 利用这点可以鉴别苯和苯的同系物。 （2）取代反应： CH3 + 3HNO3 + 3H2O CH3 O2N NO2 NO2 H2SO4(浓) 2,4,6- 三硝基甲苯（TNT） 三硝基甲苯是淡黄色针状晶体，不溶于水， 是一种烈性炸药，广泛应用于采矿和国防工 业。 苯的同系物在铁粉作用下发生苯环上的取 代，而在光照条件下则发生侧链上的取代。 （3）加成反应： CH3 + 3H 2 Ni CH3 甲基环己烷 【强化练习】【强化练习】 1.( ) 可用分液漏斗分离的一组混合物是 A硝基苯和酒精 B. 溴苯和溴 C.苯和水 D. 硝基苯和水 2. ( ) 下列物质不能使酸性高锰酸钾溶

10、 液褪色的是 A.己烯 B.苯 C.己烷 D.甲苯 3. ( ) 下列说法正确的是 A.芳香烃的通式为 CnH2n- 6(n6) B.从苯的分子组成看远没有达到饱和，所以 在它能使溴水褪色。 C.由于苯分子组成的含碳量高，所以在空气 中燃烧时会产生明亮并带有浓烟的火焰 D.已烯和乙苯都能使溴水和酸性高锰酸钾溶 液褪色。 4. ( ) 对于苯乙烯() 的下列叙述:能使 KMnO4酸性溶液褪色; 可发生加聚反应;可溶于水;可溶于苯; 能与浓硝酸发生取代反应;所有的原子可 能共平面。其中正确的是 A. B. C. D. 5. ( ) 能证明苯分子中不存在碳碳单、 双键交替排布的事实是 A.苯的一溴代

11、物没有同分异构体 B.苯的间位二溴代物只有一种 C.苯的对位二溴代物只有一种 D.苯的邻位二溴代物只有一种 6. ( ) 能用酸性高锰酸钾溶液鉴别，而不 能用溴水鉴别的是 A.甲烷和乙烯 B.丙烯和丁烯 C.苯和乙苯 D.苯和苯乙烯 7. ( ) 只用一种试剂就能将甲苯、己烯、 四氯化碳、碘化钾四种溶液区分开来，这种 试剂是 A.酸性高锰酸钾溶液 B.溴水 C.NaOH 溶液 D,紫色石蕊试液 8. ( ) 下列各组有机物中只需加入溴水 就能一一鉴别的是： A.苯、己烯、己炔 B.己烯、苯、四氯化碳 C.己烷、苯、甲苯 D.甲苯、己烯、己烷 9. ( ) 下列有关反应和反应类型不相符 的是 A

12、甲苯与浓硝酸、浓硫酸混合反应制 TNT （取代反应） B苯与乙烯在催化剂存在下反应制取乙苯 （取代反应） C 甲苯与酸性 KMnO4溶液反应 （氧化反应） D甲苯制取甲基环已烷（加成反应） 10.（ ）.下列化合物的分子中,所有原子 都处于同一平面的有 乙烷 甲苯 氟苯 四氯乙烯 A. B. C. D. 11.( )要鉴别己烯中是否混有少量甲苯, 正确的实验方法是 CH3 CH3 Cl Fe 粉 光照 CH2Cl （www.e- ） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 www.e- 集全国化学资料精华，按“四套教材（旧人教版、新课标人教版、苏教版、鲁科 版）目录、知识体系”编排。

13、资源丰富，更新及时。欢迎上传下载。 第 4 页 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.加入浓硫酸与浓硝酸后加热 12. ( ) 菲的结构简式为，若它 与硝酸反应，可能生成的一硝基取代物有 A 4 种 B6 种 C5 种 D10 种 13. （ ） 四联苯 的一氯代物有 A.3 种 B.4 种 C.5 种 D. 6 种 14. ( ) 分子式为 C10H14 芳香烃，在它的 分子中只有一个烷基，其苯环上一溴代物有 12 种，则此烷基的结构有 A.2 种 B.3 种 C.4 种

14、D.5 种 15. ( ) 结构不同的二甲基氯苯的数目有 A.4 种 B.5 种 C.6 种 D.7 种 16. ( ) 实验室用溴和苯反应制取溴苯， 得到粗溴苯后，要用如下操作精制：蒸馏； 水洗；用干燥剂干燥；用 10%NaOH 溶液洗；水洗。正确的操作顺序是 A B C D 17. ( ) 已知二氯苯的同分异构体有三 种，从而推知四氯苯的同分异构体有 A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种 18.（ ）甲烷分子中的 4 个氢原子全部被 苯基取代，所得物质的分子结构如图所示， 对该物质的描述不正确的是 A其分子式为 C25H20 B分子内的所有碳原子 不可能共平面 C该分子的一氯代物

15、只有 2 种 D该物质在 FeBr3催化下可和液溴反应 19.（ ）下列化合物属于苯的同系物的是 A. B. C. D. 20. ( ) （2016 年海南高考 T12 改编）工 业上可由乙苯生产苯乙烯： 下列说法正确的是 A该反应的类型为加成反应 B乙苯的同分异构体共有三种 C可用 Br2/CCl4鉴别乙苯和苯乙烯 D乙苯和苯乙烯分子内共平面的 碳原子数均为 7 21.（ ）美国康乃尔大学的魏考克斯 (C Wilcox)所合成的一种有机分子，就像一 尊释迦牟尼佛 (所有原子在同一平面)。有关 该有机分子的说法正确的是 A该有机物属于芳香烃 B该有机物属于苯的同系物 C该有机物分子中含有 20

16、 个碳原子 D该有机物的一氯代物只有 3 种 22. （ ） (2013 新课标卷理综)下列叙 述中，错误的是 A苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持 5060 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 23. 某有机物的结构简式如下： （1）该物质苯环上一氯代物有_种； （2）1 mol 该物质和溴水混合，消耗 Br2 的物质的量为_mol； （3）1 mol 该物质和 H2加成最多需 H2_mol； （4）下列说法不正确的是_(填序号)。 A.此物质可发生加成、 取代、

17、 氧化等反应 B.物质难溶于水 C.能使溴水褪色 D.能使酸性 KMnO4溶液褪色，且发生的 是加成反应。 （www.e- ） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 www.e- 集全国化学资料精华，按“四套教材（旧人教版、新课标人教版、苏教版、鲁科 版）目录、知识体系”编排。资源丰富，更新及时。欢迎上传下载。 第 5 页 24. 如图所示， A 是制取溴苯的实验装置， B、 C 是改进后的装置。请仔细分析，对比三个 装置，回答下列问题： (1)写出三个装置中共同发生的两个反应的 化学方程式：_， _。写出装置 B 的试管 中发生反应的化学方程式_ _。 (2)装置 A 和 C 均

18、采用了长玻璃导管， 其作用 是_。 按装置 B、 C 装好仪器及药品后， 要使反应开始，应对装置 B 进行的操作是 _， 应对装置 C 进行的操作是_。 (4)装置 B、C 较好地解决了 A 中加装药品和 使装置及时密封的矛盾，方便了操作，装置 A中这一问题在实验中造成的后果是_。 (5)B 中采用了洗气瓶吸收装置，其作用是 ，反应后洗气瓶中可能出 (6)B 装置也存在两个明显的缺点，使实验的 效果不好或不能正常进行，这两个缺点是 _。 25.已知苯与卤代烃在催化剂存在时，发生 取代反应生成苯的同系物，例如： CH3Cl CH3ClH+ 催化剂 + 现以苯、十二烷（C12H26）为原料（其 它

19、无机原料任取） ，制取十二烷基苯磺 酸钠()请选择合成路线，写出有关反应 方程式。 26. 代居室装修可造成污染，苯是污染物之 一。家居内的苯主要来自于建筑装饰中使用 的大量化工原料，如涂料、填料及各种有机 溶剂等。 长期吸入含苯空气可导致各种疾病， 人们对苯的认识有一个不断深化的过程。 (1)由于苯的含碳量与乙炔 C2H2相同，人们 认为它是一种不饱和烃， 写出 C6H6的一种含 三键且无支链链烃的结构简式_， 苯 不能使溴水褪色，性质类似烷烃，任写一个 苯发生取代反应的化学方程式 _。 (2)烷烃中脱去 2 mol 氢原子形成 1 mol 双键 要吸热。但 1,3- 环己二烯()脱去 2

20、mol 氢原子变成苯却放热。可推断苯比 1,3- 环己二烯_(填“稳定”或“不稳定”)。 (3)1866 年凯库勒提出了苯的单、双键交替 的正六边形平面结构， 解释了苯的部分性质， 但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列 _事实(填入编号)。 A苯不能使溴水褪色 B苯能与 H2发生加成反应 C溴苯没有同分异构体 D邻二溴苯只有一种 (4)现代化学认为苯分子中碳碳之间的键 是 。 27.苯环上原有的取代基对新取代导入苯环 上的取代基位置有一定的影响， 其规律如下： （1） 苯环上新导入的取代基所占的位置主要 决定于原有取代基的性质。 （2） 第一类取代基主要使新导入的取代基 进入苯环的邻位和对位

21、，如：OH、 CH3、Cl 等； 第二类取代基主要使新导入的取代基进入 苯环的间位，例- NO2、- SO3H 等。 请写出上图三步反应的化学方程式： 。 。 。 （www.e- ） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 www.e- 集全国化学资料精华，按“四套教材（旧人教版、新课标人教版、苏教版、鲁科 版）目录、知识体系”编排。资源丰富，更新及时。欢迎上传下载。 第 6 页 第三章第三章 有机化合物有机化合物 来自石油和煤的两种基本化工原料来自石油和煤的两种基本化工原料- -苯苯及其同系物及其同系物参考答案参考答案 1.CD 2.BC 3.C 4.C 5.D 6.C 7.B 8

22、B. 9.B【解析】苯与乙烯在催化剂存在下制取乙苯的反应属于加成反应。 10.D【解析】乙烷和甲苯分子中均含有甲基，因而具有立体结构，所有原子不可能在 同一平面内。答案选 D。 11.D 12.C 13.C 14.C 【解析】 分子式为 C10H14 芳香烃分子中有一个丁基，丁基有四种，苯环上每一 个丁基的邻、间、对位均有三种异构体，故该烃的一溴代物有 12 种。故正确选项为 C。 15.C【解析】二甲基氯苯中，可先定位两个氯原子，分别为邻位、间位和对位，再分 别引入一个甲基，可得到 2+3+1=6 种异构体。 16. B【解析】粗溴苯中主要含有溴、苯、溴化铁等杂质，先用水洗，FeBr3溶于水

23、而被 洗去；再用 NaOH 溶液洗，溴与 NaOH 溶液反应生成易溶于水的盐(NaBr、NaBrO)而被洗 去；第二次用水洗时有效地除去残存在有机物中易溶于水的杂质；干燥时少量的水被除去， 最后蒸馏时将溴苯中的苯分离出去(利用两者沸点的差异)。答案：B 17.C【解析】因为二氯苯的同分异构体有三种，所以用换元法得知四氯苯的同分异构体 同样有三种。答案：C。 18.B 19.A 20.C 21.A 22.D【解析】甲苯与氯气在光照下反应只发生侧链上的取代反应，所以不可能生成 2,4- 二氯甲苯。正确答案选：C。 23.（1）4 （2）2 （3）5 (4)D 24. (2)导出 HBr，兼起冷凝器

24、的作用 (3)B 中旋开分液漏斗的活塞，使溴和苯的混合液滴到铁 粉上；C 中托起软橡胶袋，使铁粉落入溴和苯的混合液中 (4)溴蒸气和苯蒸气逸出，污染 环境 (5)吸收反应中随 HBr 逸出的 Br2蒸气和苯蒸气；CCl4由无色变成橙色 25. 【解析】2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2； C12H26+Cl2 C12H25Cl+HCl； ； ； （www.e- ） 集各地最新资料精华 按“教材目录、知识体系”编排 www.e- 集全国化学资料精华，按“四套教材（旧人教版、新课标人教版、苏教版、鲁科 版）目录、知识体系”编排。资源丰富，更新及时。欢迎上传下载。 第 7 页 26. (3)A、D (4)介于单键和双键之间特殊的键 27.