Question

【題目】甲學生用如1圖所示裝置證明溴和苯的反應是取代反應而不是加成反應，主要實驗步驟如下：

（1）檢查裝置的氣密性，然后向燒瓶中加入一定量的苯和液溴。

（2）向錐形瓶中加入適量某液體，小試管中加入CCl4，并將右邊的長導管口浸入CCl4液面下。

（3）將A裝置中的純鐵絲小心向下插入混合液中。

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①根據(jù)課本所學知識：苯是平面型分子（所有原子共平面），甲烷是正四面體型分子，由此推測中最多______個原子共平面。

②裝置B的錐形瓶中小試管內(nèi)CCl4的作用是_______；小試管外的液體是________。

③反應后，向錐形瓶B中滴加______，現(xiàn)象是___________________。

④乙同學使用圖2裝置，a中加入一定量的苯，液溴，鐵屑，d中液體仍與圖1B中小試管外液體相同，后續(xù)操作仍然為③，用此裝置證明溴和苯的反應是取代反應而不是加成反應，甲認為乙同學的實驗不嚴密，試說明不嚴密的理由______________。

⑤寫出苯與液溴反應的化學方程式____________________________________________。

Answer 1

【答案】13吸收揮發(fā)的溴蒸氣冷水硝酸銀有淡黃色沉淀生成a中揮發(fā)出來的溴蒸汽遇水可生成HBr，產(chǎn)生與③中相同的現(xiàn)象

【解析】

①甲苯可以看作甲烷中1個H被苯基取代,甲烷為正四面體結(jié)構(gòu),苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu)；

②溴單質(zhì)易溶于四氯化碳中,小試管外的液體吸收HBr氣體,溴化氫極易溶于水；

③溴化銀為淡黃色沉淀,因此可利用銀離子和溴離子反應溴化銀檢驗溴離子；

④反應一段時間后,在C試管內(nèi)看到有淺黃色沉淀生成,即有AgBr沉淀生成,而沉淀的生成原因可能是HBr和AgNO3溶液反應生成的,還可能是揮發(fā)出的溴和AgNO3溶液反應生成的,據(jù)此分析；

⑤苯和液溴在Fe作催化劑條件下能發(fā)生取代反應生成溴苯與HBr；

①甲烷為正四面體結(jié)構(gòu),苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu),甲苯中苯基有11個原子共平面,甲基中最多有2個原子與苯基共平面,最多有13個原子共平面；因此，本題正確答案是:13。

②裝置B的錐形瓶中小試管內(nèi)四氯化碳的作用是吸收揮發(fā)的溴蒸氣,小試管外的液體是水,其作用是吸收HBr氣體；因此，本題正確答案是:吸收揮發(fā)的溴蒸氣，冷水。

③反應后，向錐形瓶中滴加硝酸銀溶液，HBr與硝酸銀反應生成AgBr沉淀，現(xiàn)象是有淡黃色沉淀生成，其作用是檢驗溴離子；因此，本題正確答案是:硝酸銀；有淡黃色沉淀生成。

④反應一段時間后,在C試管內(nèi)看到有淺黃色沉淀生成,即有AgBr沉淀生成,而沉淀的生成原因可能是HBr和AgNO3溶液反應生成的,還可能是揮發(fā)出的溴和AgNO3溶液反應Br2+2AgNO3+H2O=AgBr↓+2H2O生成的，故該同學得出苯與溴的反應是取代反應而不是加成反應的結(jié)論是不正確的；應將生成的氣體通入苯或四氯化碳溶液洗氣，將溴蒸汽除去后,然后再通入AgNO3溶液中,如果還有淡黃色沉淀生成,才能說明苯和溴發(fā)生的是取代反應而非加成反應；因此，本題正確答案是: a中揮發(fā)出來的溴蒸汽遇水可生成HBr，產(chǎn)生與③中相同的現(xiàn)象 。

⑤在催化劑的作用下,苯環(huán)上的氫原子被溴原子所取代,生成溴苯,同時有溴化氫生成,反應為；因此，本題正確答案是：。