第1章　有机化合物的结构与性质　烃 分层作业7　（含答案）苯、苯的同系物及其性质--2025鲁科版化学选择性必修3同步练习题

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2025鲁科版化学选择性必修3
分层作业7　苯、苯的同系物及其性质
A级必备知识基础练
题组1.苯及其同系物的结构和命名
1.下列物质属于苯的同系物的是(　　)
A.
B.
C.
D.
2.某烃的分子式为C10H14,它不能使溴水褪色,但可使酸性KMnO4溶液褪色,分子结构中只含有两个不相同烷基,符合条件的烃有(　　)
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
3.已知a、b、c三种有机化合物的结构简式如图所示:(a)、(b)、(c)。下列说法不正确的是(　　)
A.a、b、c互为同分异构体
B.a、b、c均能与Br2发生反应
C.a、b、c的一氯代物均有三种
D.a、b、c中只有a的所有碳原子处于同一平面
题组2.苯及其同系物的性质
4.下列反应只能得到一种有机物的是(　　)
A.丙烯与HCl发生反应
B.在FeBr3催化下,甲苯与液溴反应
C.乙苯与酸性高锰酸钾溶液反应
D.甲苯在光照条件下与Cl2反应
5.下列有关叙述正确的是(　　)
A.可用溴水区别苯和乙苯
B.制硝基苯时,在浓硫酸中加入浓硝酸后,立即加苯混合,进行振荡
C.若溴苯中含有溴单质,可用NaOH溶液洗涤,再经分液而除去
D.除去甲苯中少量的对二甲苯可加入适量的酸性KMnO4溶液,充分反应后再加入足量的NaOH溶液,然后分液即可
6.分析下列表格:
①组 ②组
CH4、聚乙烯、 CH3CHCHCH3、乙烯、
将以上物质分为两组的依据是(　　)
A.根据物质是否能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.根据物质是否能发生取代反应
C.根据物质是否能与溴的四氯化碳溶液发生化学反应
D.根据物质中所有的碳原子是否在同一平面内
7.甲苯的转化关系如图所示(部分产物未标出)。下列说法正确的是(　　)
A.反应①的主要产物是
B.反应②说明甲基使苯环上的氢原子易被取代
C.反应③的两种物质刚混合时分层,上层呈紫红色
D.反应④的产物的一氯取代物有4种
8.用如下装置制取溴苯,回答下列问题:
(1)写出制备溴苯的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)装置A、C中烧瓶上部的竖直长导管的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)B装置中采用了双球吸收管,其作用是　　　　　　　　　　　　　　;装有AgNO3溶液的试管中现象:　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)得到粗溴苯后,依次用如下操作精制:水洗;10%NaOH溶液洗涤;水洗;干燥;蒸馏。请问用10%NaOH溶液洗涤的作用是　　　　。
(5)B装置存在的缺点是　　　　　　　　　　　　　　。
B级关键能力提升练
以下选择题中有1~2个选项符合题意。
9.下列说法中正确的是(　　)
A.、、都是苯的同系物
B.苯和甲苯都能发生取代反应
C.的一氯取代产物有8种
D.甲苯和苯乙烯都能使溴水褪色,两者褪色原理相同
10.(2024·菏泽期中)已知,苯甲酸100 ℃时迅速升华。一定量的甲苯和酸性KMnO4溶液反应得到混合物。按如下流程分离出苯甲酸、回收未反应的甲苯。下列说法错误的是(　　)
A.苯甲酸的官能团是羧基
B.操作Ⅰ为蒸发结晶
C.甲苯、苯甲酸依次由①、②获得
D.苯甲酸粗品还可用升华法提纯
11.已知:,下列关于M、N两种有机物的说法正确的是(　　)
A.M、N均可以用来萃取溴水中的溴
B.M、N的一氯代物均只有4种(不考虑立体异构)
C.M、N均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.M、N分子中所有原子均可能处于同一平面
12.工业上可由乙苯生产苯乙烯:+H2↑,下列有关说法正确的是(　　)
A.乙苯和苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应和氧化反应
B.用溴水可以区分苯乙烯和乙苯
C.1 mol苯乙烯最多可与4 mol H2加成,加成产物的一氯代物共有5种
D.乙苯和苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多都为8
13.实验小组用如图所示装置制备2-硝基甲苯,反应原理为+HNO3+H2O,下列说法错误的是(　　)
A.球形冷凝管应从a口进水
B.本实验会生成副产物
C.水浴加热的优点是受热均匀,易于控制温度
D.将产物倒入氢氧化钠溶液中,振荡后溶液分层,2-硝基甲苯在上层
14.多环芳烃是指具有两个或两个以上苯环的芳香烃,如萘、蒽、菲等。苯并芘的致癌性很强,常作为多环芳烃的代表,它占全部致癌性多环芳烃的1%~20%。二苯基甲烷、联苯、萘、苯并芘都是严重的致癌物,结构简式如下。
　
　
　
Ⅰ.下列说法正确的是　　　　(填字母,下同)。
A.甲苯属于多环芳烃
B.二苯基甲烷和萘的一氯代物的数目相同
C.在一定条件下,1 mol苯并芘最多与10 mol H2发生加成反应
D.联苯属于苯的同系物
Ⅱ.相对分子质量均小于100的芳香烃A、B(均是合成二苯基甲烷的原料),其中M(A)(1)下列关于A、B的说法正确的是　　　　。
A.A能发生加成反应、取代反应,但不能发生氧化反应
B.B的一溴代物只有3种
C.将A、B分别加入酸性KMnO4溶液中产生的现象不同
D.标准状况下,2.24 L B完全燃烧消耗0.9 mol O2
(2)利用A、B合成二苯基甲烷的方法如下:
BC二苯基甲烷
①写出由B生成有机物C的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②C→二苯基甲烷发生反应的类型为　　　　　　　　。
15.人们对苯及芳香烃的认识是一个不断深化的过程。
(1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出分子式为C6H6的含两个碳碳三键且无支链的链烃的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　(写一种即可)。
(2)已知分子式为C6H6的结构有多种,其中的两种为
(Ⅰ)　(Ⅱ)
①这两种结构的区别。
定性方面(即化学性质方面):(Ⅱ)能　　　　　(填字母)而(Ⅰ)不能。
a.被酸性高锰酸钾溶液氧化
b.与溴水发生加成反应
c.与溴发生取代反应
d.与氢气发生加成反应
定量方面(即消耗反应物的量的方面):1 mol C6H6与H2加成时(Ⅰ)需消耗氢气　　　　　 mol,而(Ⅱ)需消耗氢气　　　　　 mol。
②今发现C6H6还可能有另一种正三棱柱形的立体结构,该结构的二氯代物有　　　种。
(3)萘也是一种芳香烃,它的分子式是C10H8,它的结构简式可能是下列中的　　　　(填字母,下同)。
A. B.
C. D.
(4)根据第(3)小题中得到的萘的结构简式,它不能解释萘的下列　　　　　事实。
A.萘易升华
B.萘能与H2发生加成反应
C.萘分子中所有原子在同一平面内
D.一溴代萘(C10H7Br)只有2种同分异构体
(5)现代化学认为萘分子中碳碳之间的键是　　　　　　　　　　　　　。
C级学科素养拔高练
16.苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响,其规律如下:
Ⅰ.苯环上新导入的取代基所取代的位置主要取决于原有取代基的性质。
Ⅱ.可以把原有取代基分为两类:第一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环原取代基的邻位和对位,如—OH、—CH3(或烃基)、—Cl、—Br等;第二类取代基主要使新导入的取代基进入苯环上原取代基的间位,如—NO2、—SO3H、—CHO等。
根据上述规律,写出下列转化过程中②④⑤三步反应的化学方程式(已知反应产物中苯环上都是在原取代基的基础上引入一个取代基)。
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
⑤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
分层作业7　苯、苯的同系物及其性质
1.A　解析 苯的同系物必须符合如下结构特点:①结构中只有一个苯环;②侧链为烷基,因此选A。
2.D　解析 该烃不能使溴水褪色,可使酸性KMnO4溶液褪色,可判断该烃为苯的同系物;分子结构中含有两个不相同的烷基,则一个为甲基(—CH3),另一个为丙基(—C3H7),丙基有两种结构(—CH2—CH2—CH3、),而两个烷基在苯环上有邻、间、对三种位置,故符合条件的烃共有6种。
3.C　解析 a、b、c的分子式均为C7H8,三者结构不同,所以a、b、c互为同分异构体,A正确;a与液溴能发生取代反应,b、c能与Br2发生加成反应,B正确;a的一氯代物有4种,C错误;b、c中连接两个环的碳原子均采用sp3杂化,b、c中所有碳原子不可能处于同一平面,D正确。
4.C　解析 丙烯和HCl发生加成反应生成1-氯丙烷和2-氯丙烷,所以有两种有机物生成,A不符合题意;在FeBr3催化下,甲苯与液溴反应可以生成邻溴甲苯、对溴甲苯等,B不符合题意;乙苯与酸性高锰酸钾溶液反应只生成一种有机物苯甲酸,C符合题意;甲苯和氯气在光照条件下发生取代反应,甲基上的氢原子可能有一个被取代、两个被取代和三个被取代,所以有三种有机物生成,D不符合题意。
5.C　解析 苯和乙苯不能用溴水区别开来,A错误;制硝基苯时,将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中,并同时搅拌,冷却后加苯(顺序不能颠倒),B错误;若溴苯中含有Br2,可用NaOH溶液洗涤,再经分液除去,C正确;甲苯、对二甲苯都与酸性高锰酸钾溶液反应,D错误。
6.C　解析 ①组中邻二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,②组中全部可以,A错误;CH3CHCHCH3、CH4均可发生取代反应,B错误;①组均不能与溴的CCl4溶液反应,而②组均可以,C正确;邻二甲苯和2-丁烯分子中所有的碳原子一定在同一平面内,D错误。
7.B　解析 反应①的反应条件为光照,氯原子应在—CH3上发生取代反应,A错误;与苯相比,甲苯较易发生取代反应,这是甲基对苯环影响的结果,B正确;甲苯的密度小于水,刚混合时分层,下层呈紫红色,C错误;反应④的产物为甲基环己烷,其一氯取代物有5种,D错误。
8.答案 (1)+Br2+HBr↑
(2)导气(导出HBr)兼冷凝回流(冷凝苯和溴蒸气)
(3)吸收挥发出来的溴和苯蒸气　生成浅黄色沉淀
(4)除去溴　(5)可能发生倒吸
解析 (1)苯和溴发生取代反应生成溴苯,化学方程式为+Br2+HBr↑。
(2)苯和溴的取代反应中有溴化氢生成,苯和溴易挥发,所以烧瓶上部的竖直长导管除导气外,还起到冷凝回流的作用,减少苯和溴的挥发。
(3)B装置中采用了双球吸收管,利用四氯化碳吸收反应中随HBr逸出的溴和苯的蒸气,则会使CCl4由无色变为橙红色,有AgNO3溶液的试管中生成浅黄色AgBr沉淀。
(4)得到粗溴苯后,溴苯中混有溴和HBr,用10%NaOH溶液洗涤的作用是除去溴。
(5)B装置中导气管不能直接插入AgNO3溶液中,否则HBr被AgNO3溶液吸收时可能发生倒吸。
9.B　解析 是苯的同系物,和均不是苯的同系物,A项错误;苯与甲苯均可在一定条件下发生溴代反应与硝化反应,均属于取代反应,B项正确;根据分子的对称性可知,分子内含4种氢原子,其一氯取代产物有4种,C项错误;甲苯与溴水不反应,溴易溶于甲苯,苯乙烯中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,两者褪色原理不同,D项错误。
10.B　解析 苯甲酸的官能团是羧基,A正确;滤液经过萃取分为有机相和水相,有机相经过无水硫酸钠干燥,蒸馏后得到甲苯,B错误;甲苯、苯甲酸依次由①、②获得,C正确;苯甲酸在100 ℃时迅速升华,可用升华法提纯苯甲酸,D正确。
11.BC　解析 N含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,不能用于萃取溴,故A错误;M、N分别含有4种H原子,则一氯代物均只有4种,故B正确;M中苯环上连有甲基,N含有碳碳双键,则M、N均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;M含有甲基,具有甲烷的结构特点,则所有的原子不可能共平面,故D错误。
12.BD　解析 乙苯不能发生加聚反应,故A错误;苯乙烯含有碳碳双键,可使溴水褪色,而乙苯不反应,可鉴别,故B正确;1 mol苯乙烯最多可以与4 mol H2加成,所得产物为乙基环己烷(),所得产物的一氯代物有6种,故C错误;苯环和碳碳双键都为平面结构,则乙苯和苯乙烯都最多有8个碳原子共平面,故D正确。
13.D　解析 冷凝管中水的流向应为下口进水上口出水,故A正确;甲基使苯环的邻对位上的氢原子变得易被取代,故会生成副产物,故B正确;水浴加热的优点是受热均匀,易于控制温度,故C正确;2-硝基甲苯密度大于水,与氢氧化钠溶液分层后,2-硝基甲苯在下层,故D错误。
14.答案 Ⅰ.C　Ⅱ.(1)C
(2)①+Cl2+HCl
②取代反应
解析 Ⅰ.根据题目信息可知,多环芳烃是指具有两个或两个以上苯环的芳香烃,而甲苯只有1个苯环,所以它不是多环芳烃,A错误;的一氯代物有4种,的一氯代物只有2种,B错误;根据苯并芘的结构简式可知,1 mol该有机物最多能与10 mol H2发生加成反应,C正确;苯的同系物中含有一个苯环,且侧链为烷基,而含有两个苯环,所以联苯不是苯的同系物,D错误。
Ⅱ.(1)A、B的相对分子质量均小于100,因M(A)(2)①B为,在光照下与Cl2发生取代反应生成C()和HCl,属于取代反应;②C→二苯基甲烷是与在催化剂作用下发生取代反应生成。
15.答案 (1)CH≡C—C≡C—CH2—CH3(其他合理答案均可)
(2)①ab　3　2　②3
(3)C　(4)A
(5)介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的化学键
解析 (1)分子式为C6H6,含有两个碳碳三键且无支链的链烃的结构简式有CH3—C≡C—C≡C—CH3、
CH≡C—CH2—CH2—C≡CH、CH≡C—CH2—C≡C—CH3、
CH≡C—C≡C—CH2—CH3。
(2)②二氯代物中的两个氯原子在同一底面内只有1种结构,在同一侧面内有2种结构,故二氯代物共有3种。
(5)萘分子的结构与苯环类似,其中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键。
16.答案 ②+Br2+HBr　④+HNO3+H2O
⑤+Br2(或)+HBr
解析 首先根据苯的化学性质可推知A为,可推知反应②产物中—Br应在苯环上—NO2的间位,同理可推知反应④产物中—NO2在苯环上—Br的邻位或对位,即C为,在反应⑤中,因的苯环上可取代的两个位置,既属于—Br的邻位或对位,又属于—NO2的间位,因此可得D、E结构简式应该为、。
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