专题3 石油化工的基础物质——烃 分层作业11 苯的结构和性质（含答案）--2025苏教版化学选择性必修3同步练习题
文档属性
| 名称 | 专题3 石油化工的基础物质——烃 分层作业11 苯的结构和性质（含答案）--2025苏教版化学选择性必修3同步练习题 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 852.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-29 09:58:36 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学选择性必修3
专题3分层作业11 苯的结构和性质
必备知识基础练
1.下列关于苯的说法正确的是( )
A.易溶于水
B.分子中C、H元素的质量比为1∶1
C.苯的密度比水的大
D.在空气中燃烧时产生较多的浓烟
2.下列有关苯的说法正确的是( )
A.是一种无色无毒的液体
B.分子中碳碳单键和碳碳双键交替存在
C.在一定条件下发生取代反应生成溴苯
D.在空气中燃烧只能生成二氧化碳和水
3.下列有关苯的说法正确的是( )
A.1 mol苯中含有的碳碳双键的物质的量为3 mol
B.苯分子中含6个原子,为平面正六边形结构
C.用苯萃取溴水中的溴,分液时有机层从分液漏斗上口倒出
D.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应
4.[2024河北石家庄期中]利用下列装置(夹持装置略)或操作进行实验,能达到实验目的的是( )
A.制备溴苯 B.探究CH4与Cl2的取代反应
C.检验产物乙炔[已知实验室可用电石(CaC2)与水反应制取乙炔,制得的乙炔中通常会含有硫化氢等杂质气体] D.分离甲苯和乙醇
5.实验室利用苯与浓硝酸、浓硫酸制取并提纯硝基苯的实验过程中,下列装置未涉及的是( )
A.①② B.①③
C.③④ D.④⑤
6.人们对苯及芳香烃的认识是一个不断深化的过程。
(1)已知分子式为C6H6的烃结构有多种,其中的两种为(Ⅰ)和(Ⅱ)。
①这两种结构的区别表现在:
定性方面(即化学性质方面):Ⅰ能 (填字母)而Ⅱ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 mol H2,而Ⅱ需 mol H2。
②现在发现C6H6还可能有另一种立体结构(如图所示),该结构的二氯代物有 种。
(2)萘也是一种芳香烃,它的分子式是C10H8。请你判断它的结构简式是下列中的 (填字母)。
A.
B.
C.
(3)现代化学认为苯分子中碳碳之间的键是 。
7.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)上一步得到粗溴苯后,依次用如下操作精制:水洗;10% NaOH溶液洗涤;水洗;干燥;蒸馏。用10% NaOH溶液洗涤的作用是 。
关键能力提升练
8.下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是 ( )
A.在苯中滴入溴水,溴水褪色;乙烯与溴水反应
B.甲烷与氯气混合后光照反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
D.苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液反应生成油状液体;乙烯与水生成乙醇的反应
9.下列关于苯的叙述正确的是( )
A.反应①常温下不能进行
B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在上层
C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃的衍生物
D.反应④能发生,从而证明苯中是单双键交替结构
10.符合分子式“C6H6”的多种可能结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.1~5对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个
B.1~5对应的结构中一氯取代物只有1种的有3个
C.1~5对应的结构中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4个
D.1~5对应的结构均能与氢气在一定条件下发生加成反应
11.文献指出,苯与液溴在加入铁粉时发生反应的历程如下:2Fe+3Br22FeBr3,FeBr3+Br2FeB+Br+,+Br+,+FeB+HBr+FeBr3。关于该反应下列说法不正确的是( )
A.该反应起催化作用的是FeBr3
B.有水存在时,液溴与苯依然可以发生反应得到溴苯
C.苯与溴发生有机反应的类型为取代反应
D.产物溴苯中会含有一定量的溴,可加入氢氧化钠溶液,再通过分液的方法除去溴苯中的溴
12.实验室一般用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制备溴苯,某兴趣小组设计了如下流程提纯制得的粗溴苯。
已知:溴苯与苯互溶,液溴、苯、溴苯的沸点依次为59 ℃、80 ℃、156 ℃。下列说法错误的是( )
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用到的主要玻璃仪器是分液漏斗
B.水层①中加入KSCN溶液后显红色,说明溴化铁已完全被除尽
C.加入NaOH溶液的目的是除去有机层①中的单质溴
D.操作Ⅳ、操作Ⅴ分别是过滤和蒸馏
13.已知:①R—NO2R—NH2;
②+HO—SO3H+H2O;
③苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。
以下是用苯作原料制备某些化合物的转化关系图:
(1)A是一种密度比水 (填“小”或“大”)的无色液体;A转化为B的化学方程式是 。
(2)在“CD”的所有反应中属于取代反应的是 (填字母),属于加成反应的是 (填字母);用1H核磁共振谱可以证明化合物D中有 种处于不同化学环境的氢原子。
(3)B中苯环上的二氯代物有 种同分异构体;CH3—NH2的所有原子 (填“可能”或“不可能”)在同一平面上。
学科素养创新练
14.[2024河北邢台期中]硝基苯是重要的基本有机中间体。实验室制备硝基苯的步骤为:
ⅰ.配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸30 mL(过量),小心加入三颈烧瓶中。
ⅱ.向室温下的混合酸中逐滴加入12.48 g苯,充分振荡,混合均匀。
ⅲ.在电热套(一种能精确控温加热的仪器)上控制温度为50 ℃进行反应,实验装置如图(加热和夹持装置已省略)。
相关物质的性质如表:
有机物 苯 硝基苯
密度/(g·cm-3) 0.88 1.21
沸点/℃ 80 211
水中溶解性 不溶 难溶
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称为 ;球形冷凝管中进水口为 (填“b”或“c”);的空间结构为 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填字母);三颈烧瓶内反应的化学方程式为 。
A.25 mL B.50 mL
C.100 mL D.150 mL
(3)分离提纯硝基苯。
①反应结束后,先加冷水洗涤,然后用5%NaOH溶液进行“碱洗”,“碱洗”时,发生反应的离子方程式为 ;“碱洗”后获得有机物需要的仪器有 (填字母)。
②“碱洗”后“水洗”,“水洗”后进行蒸馏,最终获得9.84 g硝基苯,则该实验中硝基苯的产率为 %。
分层作业11 苯的结构和性质
1.D 解析 烃类物质都不溶于水,故A错误;分子式为C6H6,分子中C、H元素的质量比为12∶1,故B错误;苯的密度比水的小,故C错误;苯的含碳量较大,在空气中燃烧时产生较多的浓烟,故D正确。
2.C 解析 苯有毒,故A错误;苯中不含碳碳双键,为介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键,故B错误;苯环上H可发生取代反应,催化剂条件下与液溴发生取代反应生成溴苯,故C正确;若燃烧不完全会生成C、CO,完全燃烧生成二氧化碳和水,故D错误。
3.C 解析 苯不含碳碳双键,碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,故A错误;苯分子含有6个C原子和6个H原子,故B错误;用苯萃取溴水中的溴,由于苯的密度比水的小,故上层是有机层,下层为水层,分液时,下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,故C正确;苯虽然不能与酸性高锰酸钾溶液反应,但是可以与氧气反应,可以被氧气氧化,故D错误。
4.C 解析 苯和液溴反应制备溴苯,苯和浓溴水不发生化学反应,A不能达到实验目的;甲烷与氯气混合物强光照射会发生爆炸,B不能达到实验目的;电石和饱和食盐水反应生成乙炔,其中混有H2S等杂质,通入硫酸铜溶液除去杂质气体,再通入溴水,溴水褪色,检验产物乙炔,C能达到实验目的;用蒸馏法分离甲苯和乙醇,蒸馏时温度计测量蒸气的温度,故温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口处对齐,D不能达到实验目的。
5.D 解析 制备硝基苯的实验,一般步骤为:a.在反应器中配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合液,冷却;b.在不断振荡下,逐滴加入一定量的苯;c.用水浴加热在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束;d.除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤,期间进行多次分液操作;e.将用无水CaCl2干燥后的粗产品进行蒸馏,得到纯硝基苯。故实验中发生反应需要用到水浴加热装置②,除杂过程需要用到分液操作装置③,最后分离出纯硝基苯还要用到蒸馏装置①,只有④⑤装置未涉及。
6.答案 (1)①ab 2 3 ②3
(2)B
(3)介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键
解析 (1)①Ⅰ是环状烯烃,碳碳双键可被酸性KMnO4溶液氧化,可与H2、Br2加成,含有的饱和碳可与Br2发生取代反应,而Ⅱ(苯)不含碳碳双键,不能被酸性KMnO4溶液氧化,不能与溴水发生加成反应。
1 mol Ⅰ与H2加成时需2 mol H2,1 mol Ⅱ(苯)与H2加成时需3 mol H2。
(2)由分子式C10H8可判断萘的结构简式只能是B选项。
7.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 生成浅黄色沉淀
(4)除去溴和HBr
解析 (1)苯和溴在溴化铁作催化剂的条件下能发生取代反应生成溴苯,反应的化学方程式为+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,会使CCl4由无色变为橙红色,有AgNO3溶液的试管中现象是生成浅黄色沉淀。
(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和HBr。
8.D 解析 苯与溴水发生萃取,是物理现象,乙烯与溴水发生加成反应,A错误;甲烷与Cl2在光照下发生取代反应,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色发生氧化反应,B错误;乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,生成CH2Br—CH2Br,苯与H2在一定条件下发生加成反应生成(环己烷),C错误;苯与浓硫酸、浓硝酸的混合液的反应是硝化反应,属于取代反应,乙烯与水在一定条件下生成乙醇是加成反应,D正确。
9.C 解析 苯与液溴在催化剂状态下,不需要加热就可以发生取代反应生成溴苯,A错误;苯为不溶于水的有机溶剂,密度小于水,紫色层应位于下层,B错误;苯与浓硝酸反应生成硝基苯的反应为取代反应,硝基苯为烃的衍生物,C正确;苯分子中不存在碳碳双键,但能够与氢气发生反应,D错误。
10.A 解析 只有1对应的结构中所有原子均可能处于同一平面,其他都含有饱和碳原子,所有原子不可能处于同一平面,A正确;1、4对应的结构中的一氯取代物有1种,2对应的结构中的一氯取代物有3种,3、5对应的结构中的一氯取代物有2种,B错误;2、3、5对应的结构中都含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,1、4不可以,C错误;1中含有苯环,2、3、5含有碳碳双键,均能与氢气在一定条件下发生加成反应,而4不能与氢气发生加成反应,D错误。
11.B 解析 苯与溴单质的反应过程中FeBr3参与反应,最后又生成FeBr3,所以FeBr3是催化剂,A项正确;有水存在时,溴和苯不能反应生成溴苯,B项错误;苯与溴反应生成溴苯与HBr,苯中的氢原子被溴原子取代,属于取代反应,C项正确;单质溴与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的盐,与溴苯分层,可以通过分液分离,D项正确。
12.B 解析 粗溴苯中含有溴苯、苯、Br2、FeBr3等。粗溴苯水洗后,液体分层,FeBr3易溶于水进入水层,溴、苯和溴苯一起进入有机层,分液得水层①和有机层①,操作Ⅰ为分液;再加入NaOH溶液除去Br2,再次分液,操作Ⅱ为分液;水层②中主要含有NaBr、NaBrO等,有机层②中含有苯、溴苯等。第二次水洗除去有机层②中可能含有的少量NaOH、NaBr、NaBrO,分液后得水层③和有机层③,操作Ⅲ为分液。加入无水氯化钙吸水,过滤,得有机层④,其中含有苯和溴苯,最后根据二者沸点不同,利用蒸馏实现分离,则操作Ⅳ和操作Ⅴ分别为过滤和蒸馏。水层①中加入KSCN溶液后显红色,只能说明水层①中含有铁离子,但不能说明溴化铁已完全被除尽。综上可知,B项符合题意。
13.答案 (1)大 +CH3Cl+HCl
(2)a、b c 3
(3)6 不可能
解析 (1)结合框图中苯转化为A的条件,可知A为硝基苯。运用逆推法可确定B中苯环上甲基的位置,得出B为。
(2)由苯到的各个转化条件可知C为,D为。从而可推知各个反应的反应类型。
(3)B中苯环上的二氯代物有:,,,3+2+1=6种。CH3—NH2可看成CH4中的一个H原子被NH2取代,CH4的空间结构为四面体形,因此CH3NH2的所有原子不可能在同一平面上。
14.答案 (1)恒压滴液漏斗 b 平面三角形
(2)C +HNO3+H2O
(3)①H++OH-H2O A ②50
解析 (1)由图可知,仪器A的名称为恒压滴液漏斗;球形冷凝管中进水口为b;N中中心原子的价电子对数为=3,其空间结构为平面三角形。
(2)反应过程中加入混合酸30 mL和12.48 g苯,由于三颈烧瓶中液体体积不能超过其体积的,则适宜的规格为100 mL;三颈烧瓶内苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下反应生成硝基苯和水,其反应的化学方程式为+HNO3+H2O。
(3)①反应结束后,先加冷水洗涤,然后用5%NaOH溶液进行“碱洗”,“碱洗”时,除去未反应的硝酸和硫酸,其反应的离子方程式为H++OH-H2O;“碱洗”后分液可获得有机物,需要的仪器是分液漏斗;
②“碱洗”后“水洗”,“水洗”后进行蒸馏,最终获得9.84 g硝基苯,理论上生成硝基苯的质量为×123 g=19.68 g,则该实验中硝基苯的产率为×100%=50%。
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2025鲁科版化学选择性必修3
专题3分层作业11 苯的结构和性质
必备知识基础练
1.下列关于苯的说法正确的是( )
A.易溶于水
B.分子中C、H元素的质量比为1∶1
C.苯的密度比水的大
D.在空气中燃烧时产生较多的浓烟
2.下列有关苯的说法正确的是( )
A.是一种无色无毒的液体
B.分子中碳碳单键和碳碳双键交替存在
C.在一定条件下发生取代反应生成溴苯
D.在空气中燃烧只能生成二氧化碳和水
3.下列有关苯的说法正确的是( )
A.1 mol苯中含有的碳碳双键的物质的量为3 mol
B.苯分子中含6个原子,为平面正六边形结构
C.用苯萃取溴水中的溴,分液时有机层从分液漏斗上口倒出
D.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应
4.[2024河北石家庄期中]利用下列装置(夹持装置略)或操作进行实验,能达到实验目的的是( )
A.制备溴苯 B.探究CH4与Cl2的取代反应
C.检验产物乙炔[已知实验室可用电石(CaC2)与水反应制取乙炔,制得的乙炔中通常会含有硫化氢等杂质气体] D.分离甲苯和乙醇
5.实验室利用苯与浓硝酸、浓硫酸制取并提纯硝基苯的实验过程中,下列装置未涉及的是( )
A.①② B.①③
C.③④ D.④⑤
6.人们对苯及芳香烃的认识是一个不断深化的过程。
(1)已知分子式为C6H6的烃结构有多种,其中的两种为(Ⅰ)和(Ⅱ)。
①这两种结构的区别表现在:
定性方面(即化学性质方面):Ⅰ能 (填字母)而Ⅱ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 mol H2,而Ⅱ需 mol H2。
②现在发现C6H6还可能有另一种立体结构(如图所示),该结构的二氯代物有 种。
(2)萘也是一种芳香烃,它的分子式是C10H8。请你判断它的结构简式是下列中的 (填字母)。
A.
B.
C.
(3)现代化学认为苯分子中碳碳之间的键是 。
7.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)上一步得到粗溴苯后,依次用如下操作精制:水洗;10% NaOH溶液洗涤;水洗;干燥;蒸馏。用10% NaOH溶液洗涤的作用是 。
关键能力提升练
8.下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是 ( )
A.在苯中滴入溴水,溴水褪色;乙烯与溴水反应
B.甲烷与氯气混合后光照反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
D.苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液反应生成油状液体;乙烯与水生成乙醇的反应
9.下列关于苯的叙述正确的是( )
A.反应①常温下不能进行
B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在上层
C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃的衍生物
D.反应④能发生,从而证明苯中是单双键交替结构
10.符合分子式“C6H6”的多种可能结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.1~5对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个
B.1~5对应的结构中一氯取代物只有1种的有3个
C.1~5对应的结构中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4个
D.1~5对应的结构均能与氢气在一定条件下发生加成反应
11.文献指出,苯与液溴在加入铁粉时发生反应的历程如下:2Fe+3Br22FeBr3,FeBr3+Br2FeB+Br+,+Br+,+FeB+HBr+FeBr3。关于该反应下列说法不正确的是( )
A.该反应起催化作用的是FeBr3
B.有水存在时,液溴与苯依然可以发生反应得到溴苯
C.苯与溴发生有机反应的类型为取代反应
D.产物溴苯中会含有一定量的溴,可加入氢氧化钠溶液,再通过分液的方法除去溴苯中的溴
12.实验室一般用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制备溴苯,某兴趣小组设计了如下流程提纯制得的粗溴苯。
已知:溴苯与苯互溶,液溴、苯、溴苯的沸点依次为59 ℃、80 ℃、156 ℃。下列说法错误的是( )
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用到的主要玻璃仪器是分液漏斗
B.水层①中加入KSCN溶液后显红色,说明溴化铁已完全被除尽
C.加入NaOH溶液的目的是除去有机层①中的单质溴
D.操作Ⅳ、操作Ⅴ分别是过滤和蒸馏
13.已知:①R—NO2R—NH2;
②+HO—SO3H+H2O;
③苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。
以下是用苯作原料制备某些化合物的转化关系图:
(1)A是一种密度比水 (填“小”或“大”)的无色液体;A转化为B的化学方程式是 。
(2)在“CD”的所有反应中属于取代反应的是 (填字母),属于加成反应的是 (填字母);用1H核磁共振谱可以证明化合物D中有 种处于不同化学环境的氢原子。
(3)B中苯环上的二氯代物有 种同分异构体;CH3—NH2的所有原子 (填“可能”或“不可能”)在同一平面上。
学科素养创新练
14.[2024河北邢台期中]硝基苯是重要的基本有机中间体。实验室制备硝基苯的步骤为:
ⅰ.配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸30 mL(过量),小心加入三颈烧瓶中。
ⅱ.向室温下的混合酸中逐滴加入12.48 g苯,充分振荡,混合均匀。
ⅲ.在电热套(一种能精确控温加热的仪器)上控制温度为50 ℃进行反应,实验装置如图(加热和夹持装置已省略)。
相关物质的性质如表:
有机物 苯 硝基苯
密度/(g·cm-3) 0.88 1.21
沸点/℃ 80 211
水中溶解性 不溶 难溶
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称为 ;球形冷凝管中进水口为 (填“b”或“c”);的空间结构为 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填字母);三颈烧瓶内反应的化学方程式为 。
A.25 mL B.50 mL
C.100 mL D.150 mL
(3)分离提纯硝基苯。
①反应结束后,先加冷水洗涤,然后用5%NaOH溶液进行“碱洗”,“碱洗”时,发生反应的离子方程式为 ;“碱洗”后获得有机物需要的仪器有 (填字母)。
②“碱洗”后“水洗”,“水洗”后进行蒸馏,最终获得9.84 g硝基苯,则该实验中硝基苯的产率为 %。
分层作业11 苯的结构和性质
1.D 解析 烃类物质都不溶于水,故A错误;分子式为C6H6,分子中C、H元素的质量比为12∶1,故B错误;苯的密度比水的小,故C错误;苯的含碳量较大,在空气中燃烧时产生较多的浓烟,故D正确。
2.C 解析 苯有毒,故A错误;苯中不含碳碳双键,为介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键,故B错误;苯环上H可发生取代反应,催化剂条件下与液溴发生取代反应生成溴苯,故C正确;若燃烧不完全会生成C、CO,完全燃烧生成二氧化碳和水,故D错误。
3.C 解析 苯不含碳碳双键,碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,故A错误;苯分子含有6个C原子和6个H原子,故B错误;用苯萃取溴水中的溴,由于苯的密度比水的小,故上层是有机层,下层为水层,分液时,下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,故C正确;苯虽然不能与酸性高锰酸钾溶液反应,但是可以与氧气反应,可以被氧气氧化,故D错误。
4.C 解析 苯和液溴反应制备溴苯,苯和浓溴水不发生化学反应,A不能达到实验目的;甲烷与氯气混合物强光照射会发生爆炸,B不能达到实验目的;电石和饱和食盐水反应生成乙炔,其中混有H2S等杂质,通入硫酸铜溶液除去杂质气体,再通入溴水,溴水褪色,检验产物乙炔,C能达到实验目的;用蒸馏法分离甲苯和乙醇,蒸馏时温度计测量蒸气的温度,故温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口处对齐,D不能达到实验目的。
5.D 解析 制备硝基苯的实验,一般步骤为:a.在反应器中配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合液,冷却;b.在不断振荡下,逐滴加入一定量的苯;c.用水浴加热在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束;d.除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤,期间进行多次分液操作;e.将用无水CaCl2干燥后的粗产品进行蒸馏,得到纯硝基苯。故实验中发生反应需要用到水浴加热装置②,除杂过程需要用到分液操作装置③,最后分离出纯硝基苯还要用到蒸馏装置①,只有④⑤装置未涉及。
6.答案 (1)①ab 2 3 ②3
(2)B
(3)介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键
解析 (1)①Ⅰ是环状烯烃,碳碳双键可被酸性KMnO4溶液氧化,可与H2、Br2加成,含有的饱和碳可与Br2发生取代反应,而Ⅱ(苯)不含碳碳双键,不能被酸性KMnO4溶液氧化,不能与溴水发生加成反应。
1 mol Ⅰ与H2加成时需2 mol H2,1 mol Ⅱ(苯)与H2加成时需3 mol H2。
(2)由分子式C10H8可判断萘的结构简式只能是B选项。
7.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 生成浅黄色沉淀
(4)除去溴和HBr
解析 (1)苯和溴在溴化铁作催化剂的条件下能发生取代反应生成溴苯,反应的化学方程式为+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,会使CCl4由无色变为橙红色,有AgNO3溶液的试管中现象是生成浅黄色沉淀。
(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和HBr。
8.D 解析 苯与溴水发生萃取,是物理现象,乙烯与溴水发生加成反应,A错误;甲烷与Cl2在光照下发生取代反应,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色发生氧化反应,B错误;乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,生成CH2Br—CH2Br,苯与H2在一定条件下发生加成反应生成(环己烷),C错误;苯与浓硫酸、浓硝酸的混合液的反应是硝化反应,属于取代反应,乙烯与水在一定条件下生成乙醇是加成反应,D正确。
9.C 解析 苯与液溴在催化剂状态下,不需要加热就可以发生取代反应生成溴苯,A错误;苯为不溶于水的有机溶剂,密度小于水,紫色层应位于下层,B错误;苯与浓硝酸反应生成硝基苯的反应为取代反应,硝基苯为烃的衍生物,C正确;苯分子中不存在碳碳双键,但能够与氢气发生反应,D错误。
10.A 解析 只有1对应的结构中所有原子均可能处于同一平面,其他都含有饱和碳原子,所有原子不可能处于同一平面,A正确;1、4对应的结构中的一氯取代物有1种,2对应的结构中的一氯取代物有3种,3、5对应的结构中的一氯取代物有2种,B错误;2、3、5对应的结构中都含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,1、4不可以,C错误;1中含有苯环,2、3、5含有碳碳双键,均能与氢气在一定条件下发生加成反应,而4不能与氢气发生加成反应,D错误。
11.B 解析 苯与溴单质的反应过程中FeBr3参与反应,最后又生成FeBr3,所以FeBr3是催化剂,A项正确;有水存在时,溴和苯不能反应生成溴苯,B项错误;苯与溴反应生成溴苯与HBr,苯中的氢原子被溴原子取代,属于取代反应,C项正确;单质溴与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的盐,与溴苯分层,可以通过分液分离,D项正确。
12.B 解析 粗溴苯中含有溴苯、苯、Br2、FeBr3等。粗溴苯水洗后,液体分层,FeBr3易溶于水进入水层,溴、苯和溴苯一起进入有机层,分液得水层①和有机层①,操作Ⅰ为分液;再加入NaOH溶液除去Br2,再次分液,操作Ⅱ为分液;水层②中主要含有NaBr、NaBrO等,有机层②中含有苯、溴苯等。第二次水洗除去有机层②中可能含有的少量NaOH、NaBr、NaBrO,分液后得水层③和有机层③,操作Ⅲ为分液。加入无水氯化钙吸水,过滤,得有机层④,其中含有苯和溴苯,最后根据二者沸点不同,利用蒸馏实现分离,则操作Ⅳ和操作Ⅴ分别为过滤和蒸馏。水层①中加入KSCN溶液后显红色,只能说明水层①中含有铁离子,但不能说明溴化铁已完全被除尽。综上可知,B项符合题意。
13.答案 (1)大 +CH3Cl+HCl
(2)a、b c 3
(3)6 不可能
解析 (1)结合框图中苯转化为A的条件,可知A为硝基苯。运用逆推法可确定B中苯环上甲基的位置,得出B为。
(2)由苯到的各个转化条件可知C为,D为。从而可推知各个反应的反应类型。
(3)B中苯环上的二氯代物有:,,,3+2+1=6种。CH3—NH2可看成CH4中的一个H原子被NH2取代,CH4的空间结构为四面体形,因此CH3NH2的所有原子不可能在同一平面上。
14.答案 (1)恒压滴液漏斗 b 平面三角形
(2)C +HNO3+H2O
(3)①H++OH-H2O A ②50
解析 (1)由图可知,仪器A的名称为恒压滴液漏斗;球形冷凝管中进水口为b;N中中心原子的价电子对数为=3,其空间结构为平面三角形。
(2)反应过程中加入混合酸30 mL和12.48 g苯,由于三颈烧瓶中液体体积不能超过其体积的,则适宜的规格为100 mL;三颈烧瓶内苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下反应生成硝基苯和水,其反应的化学方程式为+HNO3+H2O。
(3)①反应结束后,先加冷水洗涤,然后用5%NaOH溶液进行“碱洗”,“碱洗”时,除去未反应的硝酸和硫酸,其反应的离子方程式为H++OH-H2O;“碱洗”后分液可获得有机物,需要的仪器是分液漏斗;
②“碱洗”后“水洗”,“水洗”后进行蒸馏,最终获得9.84 g硝基苯,理论上生成硝基苯的质量为×123 g=19.68 g,则该实验中硝基苯的产率为×100%=50%。
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