高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 芳香烃测试题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三节 芳香烃测试题，共8页。试卷主要包含了有关苯分子的说法不正确的是，下列反应中,属于取代反应的是，下列关于和的说法错误的是，下列物质属于苯的同系物的是，石墨炔是一类新型碳材料等内容，欢迎下载使用。
基础巩固
1.有关苯分子的说法不正确的是( )。
A.苯分子中C原子均以sp3杂化方式成键,形成夹角为120°的三个sp3杂化轨道,故为正六边形的碳环
B.每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道,垂直碳环平面,相互交盖,形成大π键
C.大π键中6个电子被6个C原子共用,故称为6中心6电子大π键
D.苯分子中共有12个原子共面,6个碳碳键完全相同
答案:A
解析:苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键,形成夹角为120°的三个sp2杂化轨道,为正六边形的碳环,故A项错误;苯分子中每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道,垂直碳环平面,相互交盖,形成大π键,故B项正确;大π键中6个电子被6个C原子共用,故称为6中心6电子大π键,故C项正确;苯分子中共有12个原子共面,6个碳碳键完全相同,故D项正确。
2.下列反应中,属于取代反应的是( )。
A.苯在氯化铁存在时与氯气的反应
B.苯在镍作催化剂时与氢气的反应
C.苯在空气中燃烧
D.苯与溴水混合振荡
答案:A
解析:A项是取代反应;B项是加成反应;C项是氧化反应;D项是萃取。
3.下列关于和的说法错误的是( )。
A.常温下都是液态
B.与Cl2发生取代反应的条件相同
C.在一定条件下可转化为
D.苯的二氯代物有3种,的二氯代物有4种
答案:B
解析:苯和环己烷常温下都是无色液体,A项正确;苯与Cl2是在FeCl3的催化下发生取代反应,而环己烷与Cl2在光照下发生取代反应,故条件不同,B项错误;+3H2,C项正确;苯的二氯代物有邻、间、对三种,环己烷的二氯代物有邻、间、对和两个氯原子连在同一个碳原子上,共有4种,D项正确。
4.下列物质属于苯的同系物的是( )。
A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:苯的同系物为含有1个苯环而且侧链为饱和烃基的芳香烃,故A项正确。
5.实验室制备溴苯的反应装置如图所示,下列说法正确的是( )。
A.该实验装置缺乏加热仪器(如酒精灯等)
B.装置b中CCl4的作用是吸收苯
C.装置c中Na2CO3溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,即可得到溴苯
答案:C
解析:液溴与苯的反应不需要加热,A项错误;由于反应放热,所以苯和溴会挥发出来,故装置b中CCl4的作用是吸收苯和溴,B项错误;本实验中苯与溴发生取代反应会产生溴化氢,可以与Na2CO3发生反应,故装置c中的Na2CO3溶液的作用是吸收溴化氢,C项正确;因溴苯是油状液体,所以反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、分液后得到溴苯,D项错误。
6.在一定条件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下:
下列说法不正确的是( )。
A.该反应属于取代反应
B.甲苯的沸点高于144 ℃
C.用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来
D.从二甲苯混合物中,用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来
答案:B
解析:甲苯的相对分子质量比二甲苯小,沸点比二甲苯低,B项错误。
7.石墨炔是一类新型碳材料。一种具有弯曲碳碳三键结构的二维多孔石墨炔合成路线如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.均三甲苯的核磁共振氢谱有2组峰
B.反应条件1为Br2、FeBr3,反应条件2为Br2、光照
C.方框中C原子的杂化方式变化趋势为sp3→sp2→sp
D.⑥的反应类型为加聚反应
答案:D
解析:均三甲苯的分子结构对称,甲基上的所有H的化学环境均相同,苯环上的3个氢原子环境相同,所以其核磁共振氢谱有2组峰,A项正确;反应①是苯环上的氢原子被溴原子取代,所以条件1为Br2、FeBr3,反应②是甲基上的氢原子被溴原子取代,所以条件2为Br2、光照,B项正确;饱和碳原子上的价层电子对数为4,杂化方式为sp3,醛基上的碳原子的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,碳碳三键的碳原子的价层电子对数为2,杂化方式为sp,所以方框中C原子的杂化方式变化趋势为sp3→sp2→sp,C项正确;加聚反应是加成聚合反应,反应前后原子种类不发生变化,反应⑥的反应物中有溴原子,而生成物中没有溴原子,故反应类型不是加聚反应,D项错误。
8.芳香族化合物是一类重要的化合物,根据要求回答下列问题。
Ⅰ.由芳香烃a可以合成两种有机化合物b和c,反应流程如图所示:
(1)则a的结构简式是 。
(2)a→b的反应条件是 ,a→c的反应条件是 。
(3)下列关于有机化合物b和c的说法正确的是 (填字母)。
A.互为同系物
B.互为同分异构体
C.都属于烃的衍生物
D.都属于芳香族化合物
Ⅱ.对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料,E的实验室制取流程如图所示:
C D E
已知: D的分子式为C8H8Br2,且分子中含甲基和苯环。
(4)B的名称为 ,E中官能团的名称为 。
(5)催化剂a的化学式是 ; C的结构简式为 。
(6)A→B的反应类型为 。
(7)写出反应C→D的化学方程式: 。
答案:(1)
(2)光照 Fe或FeCl3作催化剂
(3)CD
(4)乙苯 碳溴键、碳碳双键
(5)FeBr3
(6)取代反应
(7)+Br2+HBr
解析:Ⅰ.(1)芳香烃a分子式为C7H8,可发生反应①生成,可发生反应②生成,可知a为甲苯,结构简式为。
(2)a→b的反应为甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应;a→c的反应为甲苯中甲基对位上的氢被溴取代,反应条件为Fe或FeCl3作催化剂。
(3)结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物,则b和c不互为同系物,A项错误;分子式相同,结构不同的物质互为同分异构体,b和c分子式不同,则不互为同分异构体,B项错误;有机化合物b和c都是由碳、氢和卤素组成的,则B和C都属于烃的衍生物,C项正确;b和c均含苯环,则b和c都属于芳香族化合物,D项正确。
Ⅱ.苯与溴乙烷在氯化铝催化条件下发生取代反应生成乙苯,乙苯与溴单质发生反应生成C,结合E的结构()可知,B→C的反应为苯环上乙基对位碳上的氢的取代反应,则C为对溴乙苯,C与溴单质在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D,D可能是或,又已知D中含有甲基,则D为。
(4)B的名称为乙苯;E中官能团的名称为碳溴键、碳碳双键。
(5)B→C反应为苯环上乙基对位碳上的氢的取代反应,催化剂a的化学式是FeBr3,C的结构简式为。
(6)苯与溴乙烷在氯化铝催化条件下发生取代反应生成乙苯,A→B的反应类型为取代反应。
(7)C为,C与溴单质在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D,D为,反应C→D的化学方程式:+Br2
+HBr。
能力提升
1.下列实验能获得成功的是( )。
A.用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯
B.加浓溴水,然后过滤可除去苯中少量己烯
C.苯、溴水、铁粉混合制成溴苯
D.可用分液漏斗分离己烷和苯的混合物
答案:A
解析:溴水与苯混合有机层在上层,溴水与四氯化碳混合有机层在下层,溴水与己烯发生加成反应而褪色,现象不同,可鉴别,故A项正确;溴易溶于苯,引入新杂质,应利用蒸馏法分离,故B项错误;苯、溴水不反应,应选苯、液溴、铁粉混合制成溴苯,故C项错误;己烷和苯互溶,不能利用分液法分离,应选择蒸馏法分离,故D项错误。
2.某烃的结构简式如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.该烃的核磁共振氢谱图上有3组吸收峰
B.1 ml该烃完全燃烧消耗17.5 ml O2
C.该烃分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
D.该烃是苯的同系物
答案:D
解析:由结构简式可知,该分子为对称结构,分子中含有3种氢原子,则核磁共振氢谱图上有3组吸收峰,A项正确;由结构简式可知,该烃的分子式为C14H14,由CxHy~(x+)O2可知,1mlC14H14完全燃烧消耗O2的物质的量为(14+)ml=17.5ml,B项正确;苯环上的碳原子及与苯环直接相连的碳原子共平面,由于单键可以旋转,则以左侧苯环为参考,右侧苯环与左侧苯环相连的碳原子、该碳原子的对位碳原子和右侧苯环上的甲基碳原子与左侧苯环一定在同一平面上,所以分子中至少有10个碳原子共面,C项正确;苯的同系物是含有1个苯环、侧链为烷烃基的芳香烃,由结构简式可知,该烃分子中含有2个苯环,所以该烃一定不是苯的同系物,D项错误。
3.已知:(M)(N),下列关于M、N两种有机化合物的说法正确的是( )。
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3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
答案:C
解析:N中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,不能用于萃取溴,A项错误;M、N均含有4种氢原子,则一氯代物均只有4种,B项错误;M含有甲基,N含有碳碳双键,则M、N均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,C项正确;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,D项错误。
4.下列关于的说法正确的是( )。
A.该有机化合物的分子式为C13H14,属于苯的同系物
B.1 ml该有机化合物与溴水发生加成反应最多消耗5 ml Br2,与氢气发生加成反应最多消耗5 ml H2
C.该有机化合物分子中最多有11个碳原子共平面
D.该有机化合物在一定条件下可发生取代反应、加成反应和氧化反应
答案:D
解析:由该有机化合物的结构简式可知其分子式为C13H14,由于该有机化合物苯环的侧链中含有不饱和碳碳键,因此该有机化合物不属于苯的同系物,故A项错误。该有机化合物侧链中含有一个碳碳双键和一个碳碳三键,因此1ml该有机化合物与溴水发生加成反应最多消耗3mlBr2,由于该有机化合物中还含有一个苯环,故与H2发生加成反应最多消耗6mlH2,故B项错误。由于苯环是平面结构,乙炔是直线形分子,乙烯是平面形分子,所以该有机化合物分子中最多有13个碳原子共平面,故C项错误。该有机化合物分子中含有苯环,可以发生硝化反应,还含有碳碳双键和碳碳三键,可以发生加成反应;碳碳双键和碳碳三键可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应,苯环上连有的取代基也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,故D项正确。
5.德国化学家凯库勒认为:苯分子是由6个碳原子以单、双键相互交替结合而成的环状结构。为了验证凯库勒关于苯环的观点,甲同学设计了如图实验方案。
①按如图所示的装置图连接好各仪器;
②检查装置的气密性;
③在A中加入适量的苯和液溴的混合液,再加入少量铁粉,塞上橡皮塞,打开弹簧夹K1、K2、K3;
④待C中烧瓶收集满气体后,将导管b的下端插入烧杯里的水中,挤压预先装有水的胶头滴管的胶头,观察实验现象。
请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 ,A中发生的有机反应的化学方程式为 。
(2)能证明凯库勒观点错误的实验现象是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)反应结束后,将装置A中反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯:①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④用10% NaOH溶液洗;⑤水洗,正确的操作顺序是 ;加入10% NaOH溶液的目的是 。
答案:(1)圆底烧瓶 +Br2(溴苯)+HBr
(2)C中会产生“喷泉”现象
(3)除去溴化氢气体中的溴蒸气和苯
(4)②④⑤③① 将未在水中溶解的Br2转化为易溶于水的物质
解析:(1)仪器a的名称是圆底烧瓶,A中为苯与液溴的取代反应,生成溴苯和溴化氢,所发生的有机反应的化学方程式为+Br2(溴苯)+HBr;(2)因为A中生成的HBr易溶于水,所以C中会产生“喷泉”现象,说明上述反应为取代反应,不是加成反应,所以凯库勒观点错误;(3)该反应放热,苯和液溴又易挥发,且易溶于四氯化碳,所以四氯化碳用来除去溴化氢气体中的溴蒸气和苯;(4)产品粗溴苯的精制,应先用水洗,除去可溶于水的物质,再用10%NaOH溶液洗涤,将未在水中溶解的Br2转化为易溶于水的物质,然后水洗、干燥,最后蒸馏,故正确的顺序为②④⑤③①;加入10%NaOH溶液的目的是将未在水中溶解的Br2转化为易溶于水的物质。名称
对二甲苯
邻二甲苯
间二甲苯
苯
沸点/℃
138
144
139
80
熔点/℃
13
-25
-48
6