【寒假自学】2023年人教版(2019)高二化学-第8讲《芳香烃》寒假精品讲学练（含解析）

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第8讲　芳香烃发 展 目 标体 系 构 建1.了解苯及其同系物的组成与结构，理解苯及其同系物的性质及应用，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2．了解苯的同系物分子中的苯环与烷基的相互影响及引起的化学性质变化，培养“变化观念与科学探究”的核心素养。 [自主学习]一、苯1．芳香烃在烃类化合物中，含有一个或多个_______的化合物。最简单的芳香烃为苯。2．苯的物理性质与应用(1)物理性质苯是一种无色、有特殊气味的   体，有毒，    溶于水。苯易挥发，沸点为80.1 ℃，熔点为5.5 ℃，常温下密度比水的      。(2)应用：苯是一种重要的化工原料和             。3．苯的分子结构(1)分子式为    ，结构简式为和，为                  结构。(2)化学键形成苯分子中的6个碳原子均采取    杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以 键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于        和       的键长之间。每个碳原子余下的    轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大      键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。4．苯的化学性质苯的结构稳定，苯不与酸性KMnO4溶液、溴水反应。但苯可以萃取溴水中的溴。(1)氧化反应：苯有可燃性，空气里燃烧产生                  ，化学方程式为                          。(2)取代反应(写出有关化学反应方程式，后同)③磺化反应：                                。(3)加成反应(与H2加成)                                  。点拨：①纯净的溴苯为无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。②纯净的硝基苯为无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。③苯磺酸易溶于水，是一种强酸。二、苯的同系物1．苯的同系物是指苯环上的氢原子被     取代所得到的一系列产物，其分子中有     个苯环，侧链都是       ，通式为                。2．苯的同系物的物理性质(1)苯的同系物为无色液体，     溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的    。(2)三种二甲苯的熔、沸点与密度①熔点：          ＞             ＞            。②沸点：           ＞            ＞                。③密度：             ＞           ＞             。3．苯的同系物的化学性质(以甲苯为例)(1)氧化反应①甲苯能使酸性KMnO4溶液         ，这是由于甲苯上的     被酸性KMnO4氧化的结果。②燃烧燃烧的通式为                              。(2)取代反应甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下发生反应生成2,4,6­三硝基甲苯，发生反应的化学方程式为                                      。(3)加成反应在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷，化学反应方程式为                                  点拨：2,4,6­三硝基甲苯又叫梯恩梯(TNT)，是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药。三、稠环芳香烃1．定义由两个或两个以上的苯环共用相邻的     个碳原子的         是稠环芳香烃。2．示例(1)萘：分子式为      ，结构简式，是一种无色片状晶体，有特殊气味，易升华，不溶于水。(2)蒽：分子式为              ，结构简式，是一种无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯。试一试:1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)(1)符合CnH2n－6(n≥6)通式的有机物一定是苯及其同系物。  (　　)(2)苯的邻、间、对位二元取代物都只有一种，均能证明苯分子中不存在单、双键交替结构。                            (　　)(3)含有一个苯环的烃一定属于苯的同系物。  (　　)(4) 中含有碳碳双键，与溴水可以反应。  (　　)2．下列关于苯的叙述正确的是(　　)A．苯的分子式是C6H6，它不能使酸性KMnO4溶液褪色，所以苯属于饱和烃B．从苯的凯库勒式()看，分子中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃C．在催化剂作用下，苯与液溴发生反应生成溴苯，该反应属于加成反应D．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的键完全相同3．有下列物质：(1)属于芳香烃的是___________________________________。(2)属于苯的同系物的是_______________________________。(3)⑥的一氯代物有________种。(4)①的硝化反应生成TNT的化学方程式为_______________________________________________________ [核心突破]苯及苯的同系物的结构与性质1．(1)向盛有苯和甲苯的试管中滴加溴水，用力振荡试管，静置，观察到的现象是什么？为什么？(2)向盛有苯和甲苯的试管中加入酸性KMnO4溶液，用力振荡，静置，观察到的现象是什么？为什么？  2．(1)在光照条件下，甲苯与氯气能发生类似甲烷与氯气的取代反应，请写出可能的有机产物的结构简式。分离提纯这些有机化合物的方法是什么？(2)在FeBr3催化下，甲苯与溴发生取代反应可以生成一溴代甲苯，请写出该反应的主要有机产物的结构简式，并从化学键和官能团的角度分析反应中有机化合物的变化。    (3)在Pt作催化剂和加热的条件下，  甲苯与氢气能发生类似苯与氢气的加成反应，请写出该反应的化学方程式。(4)对比苯与甲苯的结构，以及二者发生硝化反应的产物，你能得出什么结论？  [归纳总结]1．苯及苯的同系物的组成与结构(1)通式：CnH2n－6(n≥6)。2．苯及苯的同系物的化学性质(1)氧化反应：均可燃烧、苯不能与酸性KMnO4溶液反应。由于苯环对侧链的影响，使苯的同系物的侧链易被氧化。在苯的同系物中，如果侧链烷基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，它就能被酸性KMnO4溶液氧化，侧链烷基通常被氧化为羧基(—COOH)。(2)取代反应：①苯及其同系物均可发生溴代、硝化反应，但苯的同系物受烷基影响苯环上的氢活性增强，易发生取代。②苯的同系物的烷基在光照下与X2发生取代反应。(3)加成反应：苯及其同系物均可与H2发生加成，生成环烷烃。[针对练习1]有关苯的结构和性质，下列说法正确的是(　　)A．苯分子中碳碳键是单键和双键交替排列的B．易被酸性KMnO4溶液氧化C．与溴水发生加成反应而使溴水褪色D．苯分子中存在大π键，碳原子采取sp2杂化 [针对练习2]如图是两种烃的球棍模型，以下说法正确的是(　　)甲　　　　　　乙A．二者与Cl2不能反应B．二者互为同分异构体C．都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．都不能发生加成反应 [针对练习3]下列说法中正确的是(　　) [针对练习4]下列说法中，正确的是   (　　)A．芳香烃的分子通式是CnH2n－6(n≥6)B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物C．在苯的同系物分子中存在大π键，每个碳原子均采取sp2杂化D．苯和甲苯都能与卤素单质、浓硝酸等发生取代反应 [针对练习5]下列物质中，既能因发生化学反应使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色，还能在光照条件下与溴发生取代反应的是(　　) [针对练习6]异丙苯[]是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是  (　　)A．异丙苯是苯的同系物B．可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯C．在光照条件下，异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种D．在一定条件下能与氢气发生加成反应 [针对练习7]关于化合物2­苯基丙烯()，下列说法正确的是(　　)A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B．可以发生加成聚合反应C．分子中所有原子共平面  D．易溶于水及甲苯 芳香烃的空间结构和同分异构体 1．有下列有机物：①CH2===CH2　②CH3—C≡CH请分析回答：(1)上述有机物中所有原子可能共面的有________(填序号)。(2)②中共线原子有________个。(3)⑤中最多共面原子有________个。2．写出分子式为C9H12的所有芳香烃同分异构体，并命名。 [归纳总结]1．有机物分子的共面、共线问题分析与判断(1)四种代表物的空间结构：甲烷的四面体结构(其中3个原子共面)，乙烯的6原子共面结构，乙炔的4原子共线结构，苯的12原子共面结构。(2)判断方法①分子中出现饱和碳原子，整个分子不共面。②分子中出现一个，至少有6个原子共面。③分子中出现一个，至少有4个原子共线。④分子中出现一个苯环，至少有12个原子共面。2．苯的同系物的同分异构体及命名(2)命名①编序号：以最简取代基苯环上的碳原子为1号，且使取代基序号和最小。②写名称：例如1,3­二甲基­2­乙基苯。[针对练习1]某烃的结构简式为，有关其结构说法正确的是(　　)A．所有原子可能在同一平面上B．所有原子可能在同一条直线上C．所有碳原子可能在同一平面上D．所有氢原子可能在同一平面上 [针对练习2]某烃的分子式为C10H14，不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，且可以被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸，则此烃的结构共有    (　　)A．2种　　　B．5种　　　C．4种　　　D．3种 [针对练习3]下列有机物的系统命名正确的是(　　) [针对练习4]苯的某些同系物可被酸性高锰酸钾溶液氧化，例如：某分子式为C11H16的单烷基取代苯，已知它可以被氧化成苯甲酸的同分异构体共有7种，其中的3种是：请写出其他4种的结构简式________________、________________、________________、________________。