高中化学第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料第2课时复习练习题

第2课时　苯

基础过关练

题组一　苯的分子结构

1.(2019河北唐山高一期中)苯的结构简式可用来表示,下列关于苯的叙述中正确的是(　　)

A.苯分子中6个碳碳键完全相同

B.苯中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃

C.苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料

D.苯是一种易挥发、无毒的液态有机溶剂

2.德国化学家凯库勒研究提出的苯分子结构模型如图所示:。

(1)请根据苯的分子结构模型,写出苯的分子式　　　　,结构式　　　　,结构简式　　　　。 

(2)向试管中加入3 mL酸性高锰酸钾溶液,再加入1 mL苯,振荡试管。观察到的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)向试管中加入1 mL溴水,再加入3 mL苯,振荡试管。观察到的实验现象是　　　　　　　　　　　。 

(4)你认为凯库勒提出的苯的分子结构符合实验事实吗?　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　。 

题组二　苯的性质

3.下列物质在一定条件下,可与苯发生化学反应的是(　　)

①浓硝酸　②溴水　③溴的四氯化碳溶液　④酸性KMnO4溶液　⑤氧气

A.①⑤      B.②④ 

C.②③⑤      D.③④⑤

4.(2020湖南怀化高二学考模拟)已知苯在一定条件下能发生如下反应,此反应属于(　　)

+3H2

A.取代反应                    B.加成反应

C.聚合反应            D.氧化反应

5.下列实验中,不能获得成功的是(　　)

A.用水检验苯和溴苯

B.苯、浓硫酸、浓硝酸共热制硝基苯

C.用溴水除去混在苯中的己烯

D.苯、液溴、溴化铁混合制溴苯

6.(2020黑龙江哈尔滨六中高二期中)下列物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是(　　)

A.甲烷 B.苯        C.乙烯      D.乙烷

题组三　苯的性质相关实验

7.(2020河南洛阳一中高二月考)实验室制取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.试剂加入顺序:先加浓硝酸,再加浓硫酸,最后加入苯

B.实验时,水浴温度需控制在50~60 ℃

C.长玻璃导管兼起冷凝回流苯和硝酸的作用,以提高反应物转化率

D.反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、结晶,得到硝基苯

8.实验室用不同的实验装置研究苯与液溴的反应并制取少量溴苯。试回答下列问题:

图甲

图乙

(1)若采用图甲装置进行实验,装置A中预先需加入的试剂是　　　　,装置E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若采用图乙装置进行实验,C中盛放的CCl4的作用是　　　　　　　　　　。 

(3)若使用图乙装置,实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,然后用　　　　(填仪器名称)分离出溴苯(仍含有少量苯)。写出有关的离子方程式:　                         。 

(4)反应完毕后,向试管D中滴加AgNO3溶液,若有　　　　　　　(填现象)生成,说明这种获得溴苯的反应属于　　　　　　　(填有机反应类型)。 

能力提升练

1.(2019甘肃平凉静宁一中高二月考,★★☆)苯环结构中,不存在碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构,可以作为证据的事实是(　　)

①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色

②苯分子中碳碳键的长度完全相等

③苯能在加热和催化剂存在的条件下与氢气发生反应生成环己烷()

④经实验测得对二甲苯()只有一种结构

⑤苯在溴化铁做催化剂条件下同液溴可发生取代反应,但不能因化学反应而使溴水褪色

A.②③④        B.②④⑤

C.①③⑤        D.①②⑤

2.(2019吉林省实验中学高二下期中,★★☆)苯与甲苯比较,下列说法不正确的是(　　)

A.都属于芳香烃

B.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C.都能与氢气发生加成反应,等物质的量的苯和甲苯完全反应消耗等量的氢气

D.都能在空气中燃烧且完全燃烧时生成的产物种类相同

3.(2019湖南株洲期中联考,疑难2,★★☆)有关乙烯和苯的性质实验:①乙烯通入酸性KMnO4溶液,②苯滴入酸性KMnO4溶液。对上述实验现象的描述,正确的是(　　)

A.①褪色,②不褪色 B.①不褪色,②褪色

C.①②均褪色 D.①②均不褪色

4.(2019河南郑州高一期中,疑难2,★★☆)下列有机物的鉴别和除杂说法正确的是(　　)

A.燃烧法无法区分甲烷和乙烯

B.可用酸性KMnO4溶液除去甲烷中混有的乙烯

C.可用溴的CCl4溶液鉴别乙烯和苯

D.苯和溴水在铁为催化剂条件下可发生取代反应生成溴苯

5.(2020广东惠州高三调研,★★☆)下列关于2-环己基丙烯()和2-苯基丙烯()的说法中正确的是(　　)

A.二者均为芳香烃

B.2-苯基丙烯分子中所有碳原子一定共平面

C.二者均可发生加聚反应和氧化反应

D.2-苯基丙烯的一氯代物只有3种

6.(2020安徽安庆二中高二期末,★★☆)工业上苯乙烯是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体,苯乙烯的结构简式为,下列关于该有机物的说法不正确的是(　　)

A.苯乙烯的分子式为C8H8

B.由苯乙烯可制备高分子化合物

C.苯乙烯与溴的四氯化碳溶液反应:+Br2

D.苯乙烯能发生加成反应,但不能发生取代反应

7.(2019湖北武汉高三模拟,★★★)四种有机物的结构简式如下图所示。

下列说法中错误的是(　　)

A.①②③④的分子式相同

B.①②中所有碳原子均处于同一平面

C.①④的一氯代物均有2种

D.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别③和④

8.(2019黑龙江哈尔滨六中高一下期中,疑难1,★★☆)苯和溴取代反应的实验装置如图所示,其中A为具支试管改制成的反应容器,在其下端开了一小孔,塞好石棉绒,再加入少量铁屑。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,几秒内就发生反应。写出A中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)B中NaOH溶液的作用是　                 。 

(3)试管C中苯的作用是　　　　　　　　　　　　　　。反应开始后,观察D和E两试管,看到的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,此现象可以验证苯和液溴的反应为　　　　(填反应类型)。 

(4)在上述整套装置中,具有防倒吸作用的仪器有　　　　(填字母)。 

答案全解全析

基础过关练

1.A　苯分子中的6个碳碳键是完全相同的,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的化学键,A项正确;苯分子中不存在碳碳双键,它是一种不饱和的烃,但并非烯烃,B项错误;苯主要是以煤为原料获得的一种重要化工原料,C项错误;苯是易挥发、有毒的液态物质,也是一种很好的有机溶剂,D项错误。

2.答案　(1)C6H6　　

(2)试管中的液体分为两层,上层呈无色,下层呈紫红色

(3)试管中的液体分为两层,上层呈红棕色,下层呈无色

(4)不符合　因为苯不能与溴水发生加成反应,也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,说明它没有典型的碳碳双键　　

解析　(1)根据给出的苯分子结构模型,可确定苯的分子式为C6H6,根据每个C上连接1个H,碳环上单、双键交替排列,可写出其结构式和结构简式。(2)苯分子中碳碳键比较特殊,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,且苯和酸性高锰酸钾溶液不互溶,密度又比水小,即试管中液体分为两层,上层呈无色,下层呈紫红色。(3)苯分子不能与溴水发生反应,但能萃取溴水中的溴,即试管中加入溴水和苯,振荡静置后液体出现分层,上层呈红棕色,下层呈无色。(4)由苯不能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应,说明苯分子中没有典型的碳碳双键,故凯库勒提出的苯的分子结构不符合实验事实。

3.A　①苯在浓硫酸存在且加热条件下能够与浓硝酸发生硝化反应;②苯分子中不含碳碳双键,不能与溴水反应;③苯不能与溴的四氯化碳溶液反应;④苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化;⑤苯能够在氧气中燃烧,被氧气氧化,所以能够与苯发生化学反应的有①⑤。

4.B　苯与氢气反应生成环己烷,符合加成反应的概念,即所属反应类型为加成反应。

5.C　苯和溴苯均不溶于水,苯的密度比水的小在上层,溴苯的密度比水的大在下层,可以检验;在浓H2SO4催化作用下,苯与浓硝酸反应生成硝基苯;溴与己烯加成后的产物仍能溶在苯中,不能用溴水除去苯中的己烯;苯和液溴在溴化铁催化作用下能反应生成溴苯。

6.C　甲烷、乙烷等烷烃均不与酸性高锰酸钾溶液反应,不能使其褪色,A项、D项错误;苯与酸性高锰酸钾溶液混合发生分层,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误;乙烯易被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,C项正确。

7.D　实验时先配制混酸,即向浓硝酸中逐滴加入浓硫酸,并不断振荡,当温度低于50~60 ℃时再加入苯,A项正确;实验时用水浴法加热,并将温度控制在50~60 ℃,B项正确;受热时苯和硝酸均易挥发,长玻璃导管兼起冷凝回流苯和硝酸的作用,以提高反应物转化率,C项正确;反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、分液,最终得到硝基苯,D项错误。

8.答案　(1)Fe或FeBr3　尾气处理,防止未被吸收的HBr气体释放到空气中　(2)吸收HBr中的溴蒸气　(3)分液漏斗　Br2+2OH- Br-+BrO-+H2O　(4)浅黄色沉淀　取代反应

解析　(1)苯与液溴的反应需要催化剂溴化铁或铁粉,在催化剂作用下苯和溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢;E中碱石灰可吸收尾气,防止污染环境。

(2)溴易挥发,易溶于四氯化碳,不易溶于水,则C中盛放的四氯化碳的作用是吸收HBr中的溴蒸气。

(3)实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入氢氧化钠溶液中,吸收溴单质,充分振荡后静置分层,利用分液漏斗分离出溴苯。

(4)试管D中吸收的是溴化氢气体,溴化氢溶于水中电离出溴离子和氢离子,加入硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀溴化银,说明溴单质和苯的反应是取代反应。

能力提升练

1.D　苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,即可证明分子中不存在单、双键交替结构,①正确;苯分子中碳碳键的长度完全相等,说明苯分子中只有一种碳碳键,可证明不存在单、双键交替结构,②正确;苯在催化剂作用下与H2反应生成环己烷,可证明苯分子中含不饱和键,但无法证明是否为单、双键交替结构,③错误;对二甲苯只有一种结构,无法判断是否存在单、双键交替结构,④错误;苯在催化剂作用下与溴发生取代反应生成溴苯,而不能发生化学反应使溴水褪色,可说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在碳碳单键、碳碳双键交替结构,⑤正确。

2.B　苯与甲苯都只含C、H两种元素,且都含苯环,所以都属于芳香烃,A正确;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;苯环与氢气发生加成反应,1 mol苯环与3 mol氢气发生加成反应,所以等物质的量的苯和甲苯完全反应消耗等量的氢气,C正确;苯与甲苯都能在空气中燃烧,且完全燃烧时生成二氧化碳和水,D正确。

3.A　乙烯中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯中的碳碳键是介于单键和双键之间独特的化学键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A项正确。

4.C　含碳量:乙烯>甲烷,含碳量越高,燃烧时黑烟越浓,则可用甲烷、乙烯燃烧时产生烟的不同区分甲烷和乙烯,A错误;酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成二氧化碳,不能用酸性KMnO4溶液除去甲烷中混有的乙烯,B错误;乙烯与溴发生加成反应,苯不能,则可用Br2的CCl4溶液鉴别乙烯和苯,C正确;苯与溴水不反应,D错误。

5.C　中不含苯环,不是芳香烃,A项错误;2-苯基丙烯分子中所有碳原子不一定共平面,B项错误;两者均含碳碳双键,均可发生加聚反应和氧化反应,C项正确;因2-苯基丙烯分子中含5种等效氢原子,其一氯代物有5种,D项错误。

6.D　由苯乙烯的结构简式可确定分子式为C8H8,A项正确;苯乙烯可发生类似乙烯生成聚乙烯的反应,得到的聚苯乙烯是一种高分子化合物,B项正确;苯乙烯与溴可发生加成反应生成,C项正确;苯乙烯分子中含碳碳双键,能发生加成反应,含有苯环,能发生取代反应,D项错误。

7.B　①②③④的分子式都是C8H8,A正确;①中含有多个饱和的碳原子,根据甲烷分子的正四面体结构可以判断,分子中所有碳原子不可能共平面,B错误;①④分子中都有2种等效氢,所以一氯代物均有2种,C正确;③分子中没有碳碳双键,④分子中有碳碳双键,③不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,④能,可用酸性高锰酸钾溶液鉴别③和④,D正确。

8.答案　(1)+Br2 +HBr

(2)除去溶于溴苯中的溴　(3)除去HBr气体中混有的溴蒸气　D试管中紫色石蕊试液慢慢变红,并在导管口有白雾产生,E试管中出现浅黄色沉淀　取代反应　(4)DEF

解析　(1)苯与液溴在三溴化铁的催化作用下发生反应:+Br2 +HBr。

(2)B中氢氧化钠溶液的作用是除去溶解在溴苯中的溴单质。

(3)溴易挥发,易溶于有机溶剂,所以用苯来吸收溴化氢中的溴单质,防止对溴化氢的检验造成干扰;溴化氢溶于水完全电离,产生氢离子和溴离子,所以溶液显酸性,能使紫色石蕊试液变红色,在导管口能看到有白雾产生,硝酸银溶液中的银离子与溴离子反应生成淡黄色沉淀;上述现象可以验证苯和液溴的反应为取代反应。

(4)D、E试管中导管在液面上方,可防止液体倒吸,F装置中倒扣的漏斗也可防止液体倒吸。