(2)制取硝基苯时应控制温度不能过高,若温度超过70 ℃,则主要发生磺化反应生
成 (苯磺酸)。
【典题例证2】 某化学课外小组用下图装置制取溴苯。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
(1)写出A中反应的化学方程式：_____________________。
(2)观察到A中的现象是__________________________________________。 (3)实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是_______________________________________________,写出有关的化学方程式：____________________________。
(4)C中盛放CCl4的作用是________________________。
(5)能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入____________,现象是__________________________。 【试题解析】由于苯、液溴的沸点较低,且反应
为
放热反应,故A中观察到的现象为：反应液微沸,有红棕色气体充满A容器。HBr中混有的Br2在经过CCl4时被吸收；在制备的溴苯中常混有Br2,一般加入NaOH溶液中,因发生反应Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O 而除去。若该反应为取代反应则必有HBr生成,若为加成反应则没有HBr生成,故只需检验D中是否含有大量H＋或Br－即可。
答案 (1)
(2)反应液微沸,有红棕色气体充满A容器
(3)除去溶于溴苯中的溴 Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O(或3Br2＋6NaOH===5NaBr＋NaBrO3＋3H2O) (4)除去溴化氢气体中的溴蒸气
(5)石蕊试液 溶液变红色(其他合理答案也可)
【变式训练2】 实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。请回答下列问题：
(1)反应需在50～60 ℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是________,其优点是________和________。
(2)在配制混合酸时应将________加入________中去。 (3)该反应的化学方程式是___________________________。 (4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是： _________________________________________________。 (5)反应完毕后,除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制： ①蒸馏 ②水洗 ③用干燥剂干燥 ④用10% NaOH溶液洗 正确的操作顺序是________(填序号)。
【试题解析】(1)反应条件中加热温度在100 ℃以下时,可以采用水浴加热法,此方法优点在于使反应物受热均匀,且易于控制温度。
(2)混合浓硫酸与浓硝酸时,应将浓硫酸加入到浓硝酸中(与浓硫酸的稀释操作类似)。
(4)由于缺乏冷凝回流装置,苯、浓硝酸等受热易挥发,造成环境污染。
(5)结合苯、硝基苯、浓硫酸、浓硝酸的物理化学性质,可知粗产品先用水洗去大
部分酸液,再用10%的NaOH溶液洗去水洗未洗净的少量酸液,然后再水洗洗去NaOH溶液,经过干燥得到苯与硝基苯的混合物,再经蒸馏即可得到纯净的硝基苯。
答案 (1)水浴加热 便于控制温度 受热均匀 (2)浓硫酸 浓硝酸
(3)
(4)苯、浓硝酸等挥发到空气中,造成污染 (5)②④②③①
探究三、苯的同系物的结构和性质 【合作交流】
1.以甲苯为例,分析哪些化学反应或事实说明甲基对苯环产生了影响？
【温馨提示】：甲基的引入,使苯环上的氢原子活泼性增强,苯发生硝化反应的产物为一取代物,甲苯发生硝化反应时生成的是三硝基甲苯。
2.以甲苯为例,分析哪些化学反应或事实说明苯环对甲基产生了影响？
【温馨提示】：甲烷不能被酸性高锰酸钾溶液氧化而甲苯能够被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸。甲苯可以看作甲烷分子中的一个氢原子被苯环取代,由于苯环的影响,使甲基的性质比甲烷活泼,容易被氧化。
3.怎样由甲苯分别制得？
【温馨提示】：甲苯与溴反应,条件不同,溴取代氢原子的位置就不同。甲苯与溴蒸气在光照条件下反应,溴取代侧链上的氢原
子,；
甲苯与液溴在溴化铁催化下发生反应,则溴取代苯环上的甲基邻位或对位的氢原
子,
【点拨提升】
苯和苯的同系物的性质归纳
。
【典题例证3】 分子组成为C9H12的苯的同系物,已知苯环上只有一个取代基,下列说法中正确的是( )
A.该有机物不能发生加成反应,但能发生取代反应 B.该有机物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但能使溴水褪色 C.该有机物分子中的所有原子可能在同一平面上 D.该有机物的一溴代物最多有6种同分异构体
【试题解析】由分子式可知该物质苯环上的支链是丙基,分子中不存在碳碳双键。A项,苯环可发生加成反应；B项,苯环上有烷烃基,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水褪色；C项,所有原子不可能共平面；D项,当苯环上的取代基为正丙基时有6种一溴代物,当苯环上的取代基为异丙基时有5种一溴代物。 答案 D
【变式训练3】 将甲苯与液溴混合,加入铁粉,其反应产物可能有( )
A. ①②③ C. ③④⑤⑥
B. ⑥ D.全部都有
【试题解析】苯的同系物在催化剂(Fe3＋)的作用下,只发生苯环上的取代反应,可取代与甲基相邻、相间、相对位上的氢原子,也可以同时取代。甲基对苯环的作用,使邻、对位上的氢原子变得活泼,容易被取代,实验测定,邻、对位上的取代物比间位上的取代物多一些,但并不是无间位取代物。 答案 C
1.下列关于苯的说法中,正确的是( )
A.苯的分子式为C6H6,它不能使酸性KMnO4溶液褪色,属于饱和烃
B.从苯的凯库勒式()看,苯分子中含有碳碳双键,应属于烯烃
C.在催化剂作用下,苯与液溴反应生成溴苯,发生了加成反应 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
【试题解析】从苯的分子式C6H6看,其氢原子数远未达到饱和,应属不饱和烃,而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色是由于苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键与碳碳
双键之间的独特的键所致,A错误；苯的凯库勒式()并未反映出苯的真实结
构,只是由于习惯而沿用,不能由其来认定苯分子中含有双键,因而苯也不属于烯烃,B错误；在催化剂的作用下,苯与液溴反应生成了溴苯,发生的是取代反应而不是加成反应,C错误；苯分子为平面正六边形结构,其分子中6个碳原子之间的键
2020版高中化学人教版选修5有机化学基础课件第2章 第2节
