第二单元 芳香烃教学目标

第二单元

芳香烃

第1课时

苯的结构与性质

【考试标准】

知识条目

1.苯的结构特点和化学性质

2.苯的用途

自

主

预

习

知识点一

苯的结构

苯分子中的6个碳原子和6个氢原子都处于同一平面上，为平面正六边形结构。大量的实验事实表明，在苯分子中并不存在独立的碳碳单键(C—C)和碳碳双键(C===C)，也就是说，苯的凯库勒式结构不能全面反映苯的结构，但习惯上人们仍普遍采用凯库勒式表示苯以及苯环的结构。

知识点二

苯的化学性质

1.苯的溴化反应

在三卤化铁作催化剂时，苯与氯单质、溴单质可发生取代反应，生成一卤代苯、二卤代苯等。生成的二卤代苯主要是邻位和对位取代产物。

加试要求

b a

2.苯的硝化反应

苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60__℃时生成一取代产物硝基苯，当温度升高至100～110 ℃时则生成二取代产物间二硝基苯。

3.苯的加氢反应

在催化剂镍作用下，苯与氢气能在温度为180～250 ℃、压强为18 MPa的条件下发生加成反应，这是工业上得到环己烷的主要方法。

4.其他

(1)苯的一取代产物只有一种，二取代产物共有三种。

(2)苯不能通过化学反应使高锰酸钾酸性溶液、溴的四氯化碳溶液褪色。

即

时

自

测

判断正误：

1.苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料(

) 2.苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃(

) 3.苯分子中6个碳碳键完全相同(

) 4.苯的核磁共振氢谱图中有两个峰(

) 5.苯在催化剂的作用下能与溴发生取代反应(

) 6.在苯中加入溴水，振荡后静置，上层液体为橙红色(

) 7.在苯中加入少量高锰酸钾溶液，振荡后静置，液体变为无色(

) 8.一定条件下，苯能与氢气发生加成反应(

) 答案

1.×

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√

7.× 8.√

探究一

苯的溴化反应

如图所示，在三颈烧瓶中加入少量铁粉，向三颈烧瓶上的一个分滴液漏斗中加入5 mL苯和1 mL 液溴的混合物，另一个分滴液漏斗中加入30 mL 10%的氢氧化钠溶液，锥形瓶中注入蒸馏水，干燥管中加入碱石灰，连接好仪器，检查装置气密性。先向三颈烧瓶中加入苯和液溴的混合物，观察三颈烧瓶和锥形瓶中出现的现象。反应完毕后，向三颈烧瓶中混入氢氧化钠溶液，观察三颈烧瓶中生成物的状态。

(1)实验现象：

①向三颈烧瓶中加入苯和液溴后，反应迅速进行，溶液几乎“沸腾”，一段时间后反应停止，三颈烧瓶中有红棕色气体。

②反应结束后，三颈烧瓶底部出现橙红色油状液体(溴苯)。

③锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀。

④向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀[Fe(OH)3]。

(2)注意事项：

①此处反应物为液溴(纯溴)而不是溴水。液溴的浓度大，可增大化学反应速率。而溴水与苯不能发生取代反应，混合后发生萃取，分层后，水在下层，溶有溴的苯在上层。

②苯与液溴反应必须有催化剂才能进行。虽然加入铁粉，但实际起催化作用的是FeBr3：2Fe＋3Br2===2FeBr3，上述实验现象中加入NaOH，即可验证有Fe3＋的存在。

③直形冷凝管的作用——使苯和溴苯冷凝回流，导出HBr和少量溴蒸气。

④导管不可插入液面下，以防倒吸，管口附近出现的白雾，是HBr遇水蒸气所形成的。

⑤纯净的溴苯是一种无色的液体，密度比水大，难溶于水。烧瓶中生成的溴苯因溶入溴而显橙红色，其提纯的方法是将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中，振荡，溴苯比水密度大，沉在下层，用分液漏斗分离出溴苯。化学方程式为：Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O。

【例1】

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

_____________________________________________________________________。

(4)C中盛放CCl4的作用是_______________________________________________ _____________________________________________________________________。

(5)要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________________。

解析

苯与液溴的反应为放热反应，会使混合液沸腾，液溴挥发有红棕色气体充满A容器，若没有CCl4，挥发出来的Br2溶于水也会产生浅黄色沉淀，无法验证，CCl4目的是除去HBr气体中混有的溴。

FeBr3答案

(1)C6H6＋Br2――→C6H5Br＋HBr↑

(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

(4)除去溴化氢气体中的溴蒸气

(5)石蕊试液

溶液变红色

【训练1】

实验室里用溴和苯反应制取溴苯。得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④用10%的NaOH溶液洗涤。正确的操作顺序是(

) A.①②③④②

C.④②③①②

B.②④②③①

D.②④①②③

解析

用溴和苯反应制取溴苯，得到的粗溴苯中必定会溶解有溴单质。要除去溴，必须经过水洗、碱洗、水洗、干燥、蒸馏这几个步骤。

答案

B 探究二

苯的硝化反应

(1)实验步骤：

①先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却。

②向冷却后的酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀。

③将混合物控制在50～60 ℃的条件下约10 min，实验装置如下图。

④将反应后的液体倒入盛冷水的烧杯中，可以看到烧杯底部有黄色油状物生成，经过分离得到粗硝基苯。

⑤粗产品依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤，最后将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。

硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色油状液体，密度比水大，有毒，易溶于酒精和乙醚。

(2)注意事项：

①加入药品顺序不可以颠倒，因为相当于浓H2SO4的稀释，过程是放热的。由于苯易挥发，故需冷却后才能加入。

②将反应容器放入水浴中，便于控制温度在50～60 ℃。因为温度在70～80 ℃时，苯将与硫酸发生磺化反应。当温度升高至100～110 ℃时则生成二取代产物(间二硝基苯)，化学方程式如下：

③长直导管的作用是将反应物冷凝回流。

④反应后的粗产品用5%的NaOH溶液洗涤，除去产品中残留的HNO3和H2SO4及NO2。

⑤浓H2SO4作用为：催化剂和脱水剂。

【例2】

实验室制备硝基苯的主要步骤如下：

①配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸，加入反应器中。

②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。

③在50～60 ℃

下发生反应。

④除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5%的NaOH溶液洗涤，最后用蒸馏水洗涤。

⑤将用无水氯化钙干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。

(1)配制一定比例浓硝酸和浓硫酸的混合酸时，操作注意事项是________________ _____________________________________________________________________。

(2)步骤③中为了使反应在50～60 ℃下进行，常用方法是_____________________ _____________________________________________________________________。

(3)步骤④中，洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是__________________________ _____________________________________________________________________。

(4)步骤④中，粗产品用5%的NaOH溶液洗涤的目的是______________________ _____________________________________________________________________。

(5)纯硝基苯是无色、密度比水______(填“大”或“小”)，具有______气味的油状液体。

解析

本题考查制取硝基苯的实验操作、除杂等问题，要求有一定的实验基本能力。配制浓硝酸与浓硫酸的混合酸时，可按照稀释浓硫酸的方法操作。水浴加热既利于均匀加热，也利于控制温度，所以选择水浴加热；反应后，硝基苯中含有H2SO4、HNO3等。可用NaOH溶液洗涤，分液。

答案

(1)先将浓硝酸注入容器，再沿容器壁缓缓注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却

(2)将反应器放在50～60 ℃的水浴中加热

(3)分液漏斗

(4)除去粗产品中残留的硝酸和硫酸

(5)大

苦杏仁

【训练2】

下列实验操作中正确的是(

)

A.将液溴、铁粉和苯混合加热即可制得溴苯

B.除去溴苯中红棕色的溴，可用稀NaOH溶液反复洗涤，并用分液漏斗分液

C.用苯和浓硝酸、浓硫酸反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计应放在混合液中

D.制取硝基苯时，应取浓硫酸2 mL，加入1.5 mL浓硝酸，再滴入苯约1 mL，然后放在水浴中加热

解析

在铁粉存在下，苯与液溴的反应非常剧烈，不需加热。苯和浓硝酸、浓硫酸反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计应放在水浴中测水的温度，控制在50～60 ℃。混合浓硫酸和浓硝酸时，应将浓硫酸加入到浓硝酸中，且边加边振荡(或搅拌)散热。

答案

B

1.1866年，凯库勒提出了苯的单双键交替的六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但他不能解释的是(

) A.苯与Cl2光照生成六氯环己烷

B.苯能与氢气发生加成反应

C.溴苯没有同分异构体

D.苯不能使KMnO4溶液褪色

解析

D项，如果是单双键交替的话，邻二溴苯应该有2种结构，即2个溴加在单键两端或2个溴加在双键两端，但其实这2种结构是同种结构的，所以不能解释。B、C项都可以用苯的单双键交替的正六边形平面结构来解释。

答案

D 2.与链烃相比，苯的化学性质的主要特征是(

) A.难氧化、难取代、难加成

B.易氧化、易取代、易加成

C.难氧化、易取代、能加成

D.易氧化、易取代、难加成

解析

苯中的碳碳键比较特殊，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键，难氧化能加成，但是在一定条件下易发生取代反应。

答案

C

3.现代居室装修可造成污染，苯是污染物之一。居室内的苯主要来自于建筑装饰中使用的大量化工原料，如涂料、填料及各种有机溶剂等。长期吸入含苯空气可导致各种疾病，人们对苯的认识有一个不断深化的过程。

(1)由于苯的含碳量与乙炔(C2H2)相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出C6H6的一种含叁键且无支链链烃的结构简式________，苯不能使溴水褪色，性质类似烷烃，任写一个苯发生取代反应的化学方程式________________。

(2)烷烃中脱去2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热。但1，3－环己二烯()脱去2 mol氢原子变成苯却放热。可推断苯比1，3－环己二烯________(填“稳定”或“不稳定”)。

(3)1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列________事实(填入编号)。

A.苯不能使溴水褪色

B.苯能与H2发生加成反应

C.溴苯没有同分异构体

D.苯不能使KMnO4溶液褪色

(4)现代化学认为苯分子中碳碳之间的键是________。

解析

C6H6比饱和链烃(C6H14)少8个H，分子中可以含有两个叁键。即HC≡C—C≡C—CH2CH3或HC≡C—CH2—C≡C—CH3或HC≡C—CH2CH2—C≡CH或CH3—C≡C—C≡C—CH3；由1，3－环己二烯变成苯放热，说明苯更稳定。

答案

(1)HC≡C—C≡C—CH2CH3(或其他合理答案)

(或其他合理答案) (2)稳定

(3)AD (4)介于单键和双键之间特殊的键

4.实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置图如右图所示。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________，优点是______________和________________；

(2)在配制混合酸时应将________加入到________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蒸镏

②水洗

③用干燥剂干燥

④10% NaOH溶液洗

⑤水洗

正确的操作顺序是________。

A.①②③④⑤

C.④②③①⑤

B.②④⑤③①

D.②④①⑤③

解析

配制混合酸时应将密度大的浓硫酸加入到密度小的浓硝酸中去；由于苯和硝酸都是易挥发且有毒的物质，设计实验装置时应该考虑它们可能产生的污染和由挥发导致的利用率降低；所得粗产品中可能还混有少量酸，若直接用NaOH溶液洗则太浪费，因此应在用NaOH溶液洗之前用水洗。

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)

浓H2SO4＋HNO3――――――→50～60 ℃＋H2O

(4)苯、硝酸等挥发到空气中，造成污染

(5)B

固

基

础

1.苯环实际上不具有碳碳单键和双键的简单交替结构，下列不可以作为证据的事实是(

) A.苯分子中碳碳键的键长均相等

B.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色

C.苯在加热和催化剂存在条件下，与氢发生加成反应

D.苯在FeBr3存在的条件下，与液溴发生取代反应，但不能因化学反应而使溴水褪色

解析

苯不能因化学反应使溴水褪色、不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都说明苯分子中没有典型的碳碳双键。

答案

C

2.下列有关苯的叙述中错误的是(

) A.苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应

B.在一定条件下苯能与氢气发生加成反应

C.在苯中加入酸性高锰酸钾溶液，振荡并静置后下层液体为紫红色

D.在苯中加入溴水，振荡并静置后下层液体为橙红色

解析

苯能萃取溴水中的溴，由于苯的密度比水小，所以振荡并静置后上层液体为橙红色。

答案

D 3.用括号内的试剂除去下列各物质中少量的杂质，正确的是(

) A.溴苯中的溴(碘化钾溶液) B.硝基苯中的硝酸(氢氧化钠溶液) C.乙烷中的乙烯(氢气) D.苯中的甲苯(水) 解析

A项，溴能氧化碘化钾，生成碘，仍会溶于溴苯中；B项，硝酸和氢氧化钠中和，再用分液法除去水层，即得到硝基苯；C项，乙烯与氢气反应既不易发生反应，也无法控制用量；D项，苯和甲苯都不溶于水，无法除去。

答案

B 4.可用来鉴别己烯、四氯化碳、苯的方法是(双选)(

) A.酸性高锰酸钾

C.液溴

B.溴水

D.硝化反应

解析

己烯、四氯化碳、苯与溴水混合时，己烯和溴发生加成反应，溴水褪色；四氯化碳、苯与溴水混合发生萃取，不同的是四氯化碳在水层的下面，而苯浮在水层的上面。

答案

AB 5.下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是(

) A.光照甲烷与氯气的混合物；乙烯使酸性KMnO4溶液褪色

B.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷

C.苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中并水浴加热；乙烯与水蒸气在一定条件下反应生成乙醇

D.在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯使溴水褪色

解析

甲烷与氯气、苯与浓硝酸和浓硫酸的反应均属于取代反应，苯与氢气、乙烯与溴、乙烯与水蒸气的反应均属于加成反应，乙烯与酸性KMnO4溶液发生氧化反应，苯与溴水不反应。

答案

C 光6.已知：CH4＋Br2(g)――→CH3Br＋HBr；

将甲苯与液溴混合，加入铁粉，其反应产物可能有(

)

A.①②③

C.①⑤

B.④⑤⑥⑦

D.①②③④⑤⑥⑦

解析

在铁与溴生成的FeBr3的催化作用下，甲苯与溴只能发生苯环上的取代反应。

答案

B 7.下列关于苯的叙述正确的是(

)

A.反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层

B.反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟

C.反应③为取代反应，有机产物是一种烃

D.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为苯分子含有三个碳碳双键

解析

反应①为取代反应，有机产物溴苯的密度大于水的密度，与水混合在下层，A不正确；反应②为氧化反应，苯分子中含碳量高，所以反应现象是火焰明亮并带有浓烟，B正确；反应③为取代反应，也是硝化反应，有机产物是硝基苯，不是一种烃，C不正确；苯分子能和氢气发生加成反应，但苯分子中不存在碳碳双键，苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种独特的化学键，D不正确，答案选B。

答案

B 8.等物质的量的甲烷、乙烯、乙炔、苯这四种有机物分别完全燃烧，需要O2最多的是________，等质量上述物质分别完全燃烧，需要O2最多的是________。

yyy点燃解析

CxHy＋(x＋4)O2――→xCO2＋2H2O，x＋4最大的等物质的量需要O2最多，含氢量越多，等质量需要O2越多。

答案

苯

甲烷

提

能

力

9.某实验小组用下图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)：

反应原理：

实验中可能用到的数据：

甲苯

对硝基甲苯

邻硝基甲苯

密度/g·cm－3

沸点/℃

0.866 1.286 1.162 110.6 237.7 222 溶解性

不溶于水，易溶于硝基甲苯

不溶于水，易溶于液态烃

不溶于水，易溶于液态烃

实验步骤：①

浓硫酸与浓硝酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40 mL；

②

在三颈瓶中加入13 g甲苯(易挥发)，按图所示装好药品和其他仪器；

③

向三颈瓶中加入混酸；

④

控制温度约为60 ℃，反应大约10 min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；

⑤

分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯共15 g。

请回答下列问题：

(1)实验前需要在三颈瓶中加入少许________，目的是_______________________ _____________________________________________________________________。

(2)冷凝管的作用是________；冷却水从冷凝管的________(填“a”或“b”)端进入。

(3)仪器A的名称是________，使用该仪器前必须进行的操作是________________。

(4)分离反应后产物的方案如下：

其中，操作1的名称为________，操作2必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管(尾接管)和____________、____________。

(5)本实验中一硝基甲苯的产率为________(结果保留小数点后一位数字)。

解析

制备一硝基甲苯：分别量取10 mL和30 mL的浓硫酸和浓硝酸，将浓硝酸倒入烧杯中，浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入，并不断搅拌，配制混合溶液(即混酸)共40 mL，因反应液体沸点较低，加热时容易发生暴沸，所以在三颈瓶中加入沸石，然后加入13 g甲苯(易挥发沸点为110.6 ℃)，再向三颈瓶中加入混酸，水浴(水的沸点100 ℃)目的能均匀加热，且便于控制反应速率，温度约为60 ℃，反应大约10 min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；两种一硝基化合物都为有机物，所以只能利用它们沸点的不同采用蒸馏的方法分离，经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯，本实验实际制得纯净的一硝基甲苯共15 g。

(1)甲苯的沸点为110.6 ℃易挥发，容易发生暴沸，需用碎瓷片(沸石)；(2)冷凝管

用于将蒸汽冷却为液体，故冷凝管的作用是冷凝回流，蒸馏时，冷却水从冷凝管的下口通入，上口流出，可使冷凝管充满冷水而进行充分冷却，所以冷却水从冷凝管的a端进入；(3)仪器A是分液漏斗，使用前必须检查是否漏液；(4)因为分离得到的是无机和有机两种液体，而有机物和无机物是不相溶的，因此操作1的名称为分液；分离两种一硝基化合物只能利用它们沸点的不同，因此采用蒸馏的方法，蒸馏烧瓶盛放两种一硝基化合物混合物，酒精灯用于加热蒸馏烧瓶，温度计测量蒸汽的温度，冷凝管用于将蒸汽冷却为液体，铁架台用于固定蒸馏烧瓶，牛角管(尾接管)用于承接冷凝后的液体，锥形瓶用于盛放产品，所以操作2必需的玻璃仪器还有蒸馏烧瓶、冷凝管，

(5)产率的计算方法就是用实际产量除以理论产量；根椐方程式，1 mol的甲苯可以得到1 mol的对硝基甲苯与1 mol的邻硝基甲苯，换成质量即：92 g的甲苯可以得到137 g的对硝基苯和137 g的邻硝基苯，则

13×13713 g的甲苯就能得到的一硝基苯的质量为：92＝19.35 g，本实验中分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到

15 g净的一硝基甲苯共15 g，所以一硝基苯的产量为：19.35 g×100%≈77.5%。

答案

(1)沸石(或碎瓷片)

防止暴沸

(2) 冷凝回流

a

(3)分液漏斗

检查是否漏液

(4)分液

蒸馏烧瓶、冷凝管

(5) 77.5% 10.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________________________________________________。

解析

本题主要考查溴苯制备过程中的具体实验知识。由于苯、液溴的沸点较低，Fe＋Br2――→且反应＋HBr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。

Fe＋Br2――→答案

(1)

＋HBr (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)石蕊溶液

溶液变红色(其他合理答案也可) 11.下图中A是制取溴苯的实验装置，B、C是改进后的装置。请仔细观察对比三个装置，完成以下问题：

(1)写出三个装置中所共同发生的两个反应的化学方程式：

___________________；

_____________________________________________________________________。

写出B的试管中所发生反应的化学方程式_________________________________ _____________________________________________________________________。

(2)装置A和C均采用了长玻璃导管，其作用是_____________________________ _____________________________________________________________________。

(3)在按图B、C装好仪器及加入药品后要使反应开始，应对B进行的操作是______________；应对C进行的操作是________________。

(4)装置B、C较好地解决了A中加装药品和使装置及时密封的矛盾，方便了操作。A装置中这一问题在实验中造成的后果是________________________。

(5)B中采用了双球吸收管，其作用是____________，反应后双球管中可能出现的现象是____________。

(6)B装置也存在两个明显的缺点，使实验的效果不好或不能正常进行。这两个缺点是__________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。

解析

苯在Fe粉作用下，可与液溴发生取代反应生成。B中随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气不能回流到反应器中，原料利用率低，由于导管插入AgNO3溶液中而产生倒吸现象。

答案

(1)2Fe＋3Br2===2FeBr3

AgNO3===AgBr↓＋HNO3

(2)兼起冷凝和导气的作用

FeBr3＋Br2――――→＋HBr

HBr＋(3)旋转分液漏斗活塞，使Br2和苯的混合液滴到铁粉上托起软橡胶袋使Fe粉沿导管落入溴和苯组成的混合液中

(4)Br2和苯的蒸气逸出、污染环境

(5)吸收反应中随HBr气体逸出的Br2和苯蒸气

CCl4由无色变橙色

(6)随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气不能回流到反应器中，原料利用率低；由于导管插入了AgNO3溶液中而产生倒吸

12.某学生为探究苯与溴发生反应的原理，用如图所示装置进行了实验。根据相关知识回答下列问题：

(1)实验开始时，关闭K2，开启K1和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液，反应开始。过一会儿，在装置Ⅲ中可能观察到的现象是_________________________ _____________________________________________________________________。

(2)整套实验装置中能防止倒吸的装置有________(填装置序号)。

(3)你认为通过该实验，有关苯与溴反应的原理方面能得出的结论是____________ _____________________________________________________________________。

(4)本实验能不能用溴水代替液溴？________。

(5)采用冷凝装置，其作用是_____________________________________________。

(6)Ⅲ装置中小试管内苯的作用是________________________________________。

(7)若实验时，无液溴，但实验室有溴水，该实验________(填“能”或“不能”)做成功。

解析

(1)在催化剂作用下，液溴与苯反应生成极易溶于水的溴化氢，溴化氢遇水蒸气形成白雾，HBr＋AgNO3===AgBr↓＋HNO3，则Ⅲ广口瓶里会产生淡黄色沉淀；少量溴溶于苯，呈橙红色。(2)溴化氢不溶于苯，在Ⅲ试管里苯与导管口接触，不会减少装置内气体压强，所以，不能引起倒吸；在Ⅳ烧杯中，倒立干燥管容积大，若水上升至干燥管里，使烧杯里液面下降，而上升的液体在重力作用下又回到烧杯里，故能防倒吸。(3)根据产物溴化氢可以证明苯与液溴发生取代反应。(4)不能用溴水，苯与液溴反应，实际上是溴化铁起催化作用，若用溴水代替液溴，不能起到催化作用，无法制溴苯。(5)苯和溴的沸点都较低，易挥发，使用冷凝装置，防止苯和溴挥发，减少苯和溴的损失，以提高原料利用率。(6)Ⅲ装置中小试管中苯是除去HBr中的Br2，防止干扰HBr的检验。(7)实验室中若无液溴，可先用苯萃取溴水中的溴，分液后，取苯层即可。

答案

(1)小试管中有气泡，液体变橙红色，有白雾出现，广口瓶内溶液中有淡黄色沉淀生成

(2)Ⅲ和Ⅳ

(3)苯与液溴可以发生取代反应

(4)不能

(5)防止溴和苯挥发，减少苯和溴的损失

(6)除去HBr中的Br2，防止干扰HBr的检验

(7)

能

13.溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

按下列合成步骤回答问题：

密度/g·cm—3

沸点℃

水中溶解度

苯

0.88 80 微溶

溴

3.10 59 微溶

溴苯

1.50 156 微溶

(1)写出实验室合成溴苯的化学方程式______________________。

(2)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了________气体，继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是______________。

(3)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：

①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是__________；

③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是______________。

(4)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为________；要进一步提纯，下列操作中必须的是________(填入正确选项前的字母)。

A.重结晶

C.萃取

B.过滤

D.蒸馏

解析

苯与液溴在Fe作催化剂时发生取代反应产生溴苯和HBr，生成溴苯的化学Fe＋Br2――→方程式是＋HBr；(2)在a中加入15 mL无水苯和少

量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了HBr气体；继续滴加至液溴滴完。装置d装置的作用是吸收HBr和Br2，防止倒吸现象的发生；(3)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2。③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是干燥、吸水；(4)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，由于苯与溴苯是互溶的沸点不同的液态混合物，所以要进一步提纯，题述操作中必须是蒸馏，因此选项是D。

Fe＋Br2――→答案

(1)

＋HBr (2)HBr

吸收HBr和Br2

防止倒吸

(3)②除去HBr和未反应的Br2

③干燥

(4)苯

D