Question

15．人們對苯及芳香烴的認識是一個不斷深化的過程．
請回答下列：
（1）1866年凱庫勒根據(jù)苯的分子式C₆H₆提出了苯的單鍵，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)，但有一些問題仍未能解決．
①凱庫勒結(jié)構(gòu)不能解釋的事實是BD（填序號）
A．苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)
B．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．溴苯?jīng)]有同分異構(gòu)體
D．鄰二溴苯只有一種結(jié)構(gòu)
②現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)C₆H₆還能以如圖所示的結(jié)構(gòu)形式存在（各邊和棱均代表碳碳單鍵）．該結(jié)構(gòu)的二氯代物有3種．
（2）苯和甲苯不容易與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，而易與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)．寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①苯與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)．
②甲苯與濃硫酸和濃硝酸的混酸發(fā)生取代反應(yīng)．
（3）苯乙烯在常溫下用鎳做催化劑與氫氣加成得到乙苯，很難得到乙苯環(huán)乙烷，這說明：苯環(huán)中的碳碳鍵比碳碳雙鍵穩(wěn)定的多．
（3）苯不易被氧化，而烯烴和炔烴卻容易被酸性高錳酸鉀溶液氧化，反映出苯中的碳碳鍵與烯烴和炔烴不同．某烴的分子式為C₁₁H₂₀，1mol該烴在催化劑的作用下可以吸收2molH₂；用酸性高錳酸鉀溶液氧化，得到丁酮（）、丙酮和琥珀酸（HOOC-CH₂CH₂-COOH）的混合物，該烴的結(jié)構(gòu)簡式是CH₃CH₂C（CH₃）=CHCH₂CH₂CH=C（CH₃）₂．

Answer 1

分析 （1）①苯中若是單、雙鍵交替的平面六邊形結(jié)構(gòu)，苯具有烯烴的性質(zhì)，雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng)，苯具有烷烴的性質(zhì)，能發(fā)生取代反應(yīng)；
②根據(jù)等效氫，有1種氫原子，二氯代物的同分異構(gòu)體可以采用固定一個氯原子的方法來尋找，即先進行一氯代物，產(chǎn)物有一種，再在一氯代物的基礎(chǔ)用一個氯原子代替一個氫原子可得二氯代物，兩個氯原子的位置只有三種情況：一是都位于正方形面的邊上（連接兩個三角形面的邊），二是正方形面的對角線上，三是三角形面的邊上；
（2）①苯與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯和溴化氫；
②甲苯與濃硫酸和濃硝酸的混酸發(fā)生取代反應(yīng)生成2，4，6-三硝基甲苯和水；
（3）苯乙烯在常溫下用鎳做催化劑與氫氣加成得到乙苯，很難得到乙苯環(huán)乙烷說明苯環(huán)中的碳碳鍵比碳碳雙鍵穩(wěn)定的多；

（4）1mol該烴在催化劑作用下可以吸收2mol H₂，則含2個C=C或1個C≡C；酸性KMnO₄溶液氧化，得到丁酮（）、丙酮（）和琥珀酸（）三者的混合物，則含2個C=C，據(jù)此解答；

解答 解：（1）①A．苯能在一定條件下跟H₂加成生成環(huán)己烷，發(fā)生加成反應(yīng)是雙鍵具有的性質(zhì)，能證明苯環(huán)結(jié)構(gòu)中存在C-C單鍵與C=C雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，凱庫勒提出的苯的結(jié)構(gòu)能解釋，故A錯誤；
B．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，說明苯中不含雙鍵，可證明苯環(huán)結(jié)構(gòu)中不存在C-C單鍵與C=C雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，故B正確；
C．苯中無論是否是單雙鍵交替，溴苯都沒有同分異構(gòu)體，所以不能證明苯環(huán)結(jié)構(gòu)中是否存在C-C單鍵與C=C雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，故C錯誤；
D．若苯環(huán)結(jié)構(gòu)中存在C-C單鍵與C=C雙鍵的交替結(jié)構(gòu)是鄰二溴苯有二種結(jié)構(gòu)，事實鄰二溴代物有一種，可以說明苯環(huán)結(jié)構(gòu)中不存在C-C單鍵與C=C雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，故D正確；
故選：BD；
  ②根據(jù)等效氫，該結(jié)構(gòu)有1種氫原子，先進行一氯代物，產(chǎn)物有一種，再在一氯代物的基礎(chǔ)用一個氯原子代替一個氫原子可得二氯代物，兩個氯原子的位置只有三種情況：一是都位于正方形面的邊上（連接兩個三角形面的邊），二是正方形面的對角線上，三是三角形面的邊上，所以二氯代物有3種同分異構(gòu)體．
故答案為：3；
（2）①苯與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯和溴化氫，化學(xué)方程式：；
故答案為；；
②甲苯與濃硫酸和濃硝酸的混酸加熱反應(yīng)生成三硝基甲苯和水發(fā)生的是取代反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，
故答案為：；

（3）苯乙烯在常溫下用鎳做催化劑與氫氣加成得到乙苯，很難得到乙苯環(huán)乙烷說明苯環(huán)中的碳碳鍵比碳碳雙鍵穩(wěn)定的多；
故答案為：苯環(huán)中的碳碳鍵比碳碳雙鍵穩(wěn)定的多；
（4）1mol該烴在催化劑作用下可以吸收2mol H₂，則含2個C=C或1個C≡C；酸性KMnO₄溶液氧化，得到丁酮（）、丙酮（）和琥珀酸（）三者的混合物，則含2個C=C，分子式為C₁₁H₂₀的結(jié)構(gòu)簡式為，
故答案為：CH₃CH₂C（CH₃）=CH CH₂ CH₂CH=C（CH₃）₂；

點評 本題考查了有機化合物的性質(zhì)，明確苯的結(jié)構(gòu)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．