Question

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。为了验证凯库勒有关苯环的观点，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检验装置的气密性；③在A中加入适量的苯和液溴的混合液体，再加入少量铁粉，塞上橡皮塞，打开止水夹K₁、K₂、K₃④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，观察实验现象回答下列问题。

(1)A中所发生的有机反应的化学方程式为___________________________________，能证明凯库勒观点错误的实验现象是________________________________________。

(2)装置B的作用是________________。

(3)反应完毕后，将装置A内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______________

A．②③①④⑤  B．②④⑤③①   C．④②③⑤①   D．②④①③⑤  

(4)经研究表明，苯分子中6个碳碳键完全相同，发生化学反应具有以下特点：______取代、_________加成、_________氧化(填“难”、“易”或“能”)，但取代基的引入会改变苯的性质，则对的叙述不正确的是____________

A．分子中9个碳原子一定位于同一平面内   　B．该物质能使酸性KMnO₄溶液褪色

C．1mol该有机物可与4molH₂发生加成反应 　D．该物质与苯乙烯互为同系物

Answer

+Br2+HBr 烧瓶中产生“喷泉”现象 除去未反应的苯蒸气和溴蒸气 B 易 能 难 A

【解析】

苯与溴在溴化铁做催化剂的条件下发生取代反应，生成溴苯和溴化氢；由于反应放热，苯和液溴均易挥发，溴的存在干扰检验H+和Br-；除去混合酸后，粗溴苯中主要含有苯、少量的酸、水等杂质，需进一步精制，操作为水洗、用10%的NaOH溶液洗、水洗、用干燥剂干燥、蒸馏；根据苯的化学性质分析解答；根据的结构分析它的性质。

(1)苯与溴在溴化铁做催化剂的条件下生成溴苯和溴化氢，苯分子里的氢原子被溴原子所代替，化学方程式为：+Br2+HBr，该反应为取代反应，不是加成反应，所以苯分子中不存在碳碳单双键交替，所以凯库勒观点错误，生成的溴化氢极易溶于水，所以C中产生“喷泉”现象；

(2)由于反应放热，苯和液溴均易挥发，苯和溴极易溶于四氯化碳，用四氯化碳除去溴化氢气体中的溴蒸气和苯，以防干扰检验H+和Br−；

(3)产品粗溴苯的精制，应先水洗，除去溶有的酸，再用10%NaOH溶液洗涤，将Br2转化为易溶于水的NaBr和NaBrO，然后水洗、干燥，最后蒸馏，故正确的顺序为②④⑤③①；

(3)苯分子中6个碳碳键完全相同，具有平面正六边形结构，可以和卤素单质等发生取代反应，易取代；可以和氢气等发生加成反应，能加成；苯不能被酸性高锰酸钾氧化，难氧化；但取代基的引入会改变苯的性质；

A．苯环和乙烯具有平面形结构，与苯环直接相连的原子可能在同一个平面上，也可能不在一个面上，故A错误；

B．含有碳碳双键和甲基，都可被酸性高锰酸钾氧化，故B正确；

C．苯环和碳碳双键都可与氢气发生加成反应，则1 mol该有机物可与4 mol H2发生加成反应，故C正确；

D．该物质含有碳碳双键和苯环，与苯乙烯结构相似，组成上相差一个CH2基团，故互为同系物，故D正确；

答案选A。