“苯及其同系物”考點(diǎn)聚焦

張新中

(江蘇省邗江中學(xué) 225009)

一、苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

例11866年凱庫(kù)勒提出了苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu)，解釋了苯的部分性質(zhì)，但還有一些問(wèn)題尚未解決.苯環(huán)結(jié)構(gòu)中，不存在碳碳單鍵和碳碳雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，可以作為證據(jù)的事實(shí)是( ).

①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；

②苯中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)均相等；

③苯能在加熱和催化劑存在的條件下跟H2加成生成環(huán)己烷；

④經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得鄰二甲苯僅有一種結(jié)構(gòu)；

⑤苯在FeBr3存在的條件下同液溴可發(fā)生取代反應(yīng)，但不因化學(xué)變化而使溴水褪色.

A．②③④⑤ B．①③④⑤

C．①②④⑤ D．①②③④

解析如果苯分子中存在碳碳單鍵和碳碳雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，則碳碳鍵的鍵長(zhǎng)就不會(huì)相等，苯就會(huì)使酸性KMnO4溶液褪色，使溴水因加成反應(yīng)而褪色，同時(shí)鄰二甲苯上兩個(gè)甲基有可能分布在單鍵兩端碳原子上，也可能分布在雙鍵兩端碳原子上，故①②④⑤可以作為證據(jù).答案：C

二、芳香烴共面、共線(xiàn)的判斷

例2某有機(jī)物結(jié)構(gòu)如下：

關(guān)于該分子結(jié)構(gòu)的說(shuō)法正確的是( ).

A．最多有18個(gè)原子在同一平面上

B．最多有4個(gè)碳原子在一條直線(xiàn)上

C．最多有12個(gè)碳原子在同一平面上

D．所有原子都可能在同一平面上

解析以碳碳雙鍵為中心，根據(jù)乙烯、苯、乙炔、甲烷的結(jié)構(gòu)，可以畫(huà)出如下結(jié)構(gòu)示意圖：

由圖可知，只有炔直線(xiàn)上的4個(gè)C原子在一條直線(xiàn)上；苯平面、烯平面、炔直線(xiàn)上的C原子都可能在同一平面上，根據(jù)甲烷的結(jié)構(gòu)可知，在炔直線(xiàn)之外的2個(gè)C原子最多有1個(gè)在平面上，故最多有8+4+1=13個(gè)C原子在同一平面上；苯環(huán)中的4個(gè)H原子都在同一平面上，烯平面上的2個(gè)H原子可能在同一平面上，炔直線(xiàn)上的1個(gè)H原子在同一平面上，與苯環(huán)所有甲基上有1個(gè)H原子可能在同一平面上，故最多有13+4+2+1+1=21個(gè)原子在同一平面上.答案：B

三、苯的性質(zhì)

例3苯是重要的有機(jī)化工原料.下列關(guān)于苯的說(shuō)法正確的是( ).

A．在通常狀況下為氣體

B．能在空氣中燃燒，燃燒時(shí)冒濃煙

C．能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色

D．在通常狀況下，易溶于水

解析A項(xiàng)，苯在通常狀況下為液體，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，苯分子中含碳量高，故其在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生較多的黑煙，正確；C項(xiàng)，苯分子中不存在碳碳雙鍵，故不能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，苯是有機(jī)物，難溶于水，錯(cuò)誤.答案：B

四、溴苯的制備

例4實(shí)驗(yàn)室用液溴和苯反應(yīng)制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸餾；②水洗；③用干燥劑干燥；④用10%的NaOH溶液洗；⑤水洗.正確的操作順序是( ).

A．①②③④⑤ B．②④⑤③①

C．④②③①⑤ D．②④①⑤③

解析除去溴苯中的溴時(shí)，由于開(kāi)始含溴較多，應(yīng)先用水清洗，然后再用NaOH溶液除去少量的溴，再用水洗去多余的NaOH，然后干燥、蒸餾可得純凈的溴苯.答案：B

五、苯的同系物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

例5下列不屬于苯的同系物的是( ).

六、苯的同系物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

例6下列說(shuō)法中正確的是( ).

C．(CH3)3CCH2CH3的二氯代物有7種

七、苯的同系物的同分異構(gòu)體

例7用相對(duì)分子質(zhì)量為43的烷基取代甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫原子，所得的化合物可能有( ).

A．3種 B．4種

C．5種 D．6種

解析若苯環(huán)上有兩個(gè)取代基時(shí)，有鄰、間、對(duì)三種結(jié)構(gòu)，而相對(duì)分子質(zhì)量為43的烴基，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為—C3H7，有如下兩種結(jié)構(gòu)—CH2CH2CH3和—CHCH3CH3，則甲苯苯環(huán)上的取代物有2×3=6種.答案：D

八、苯及其同系物的相關(guān)計(jì)算

例8某一定量的苯的同系物完全燃燒，生成的氣體依次通過(guò)濃硫酸和堿石灰，經(jīng)測(cè)定，前者質(zhì)量增加10.8 g，后者質(zhì)量增加39.6 g(設(shè)均為完全吸收)．又知經(jīng)氯化處理后，該苯的同系物苯環(huán)上的一氯代物、二氯代物、三氯代物都只有一種，根據(jù)上述條件：

(1)推斷該苯的同系物的分子式為_(kāi)___；

(2)寫(xiě)出該苯的同系物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___.

解析(1)設(shè)苯的同系物的分子式為CnH2n-6，

44n18(n-3)

39.6 g 10.8 g

解得n=9，故苯的同系物的分子式為C9H12.