1、第二单元第二单元 芳香烃芳香烃 核心素养发展目标 1.宏观辨识与微观探析：从化学键的特殊性了解苯的结构特点，进而 理解苯性质的特殊性。了解有机反应类型与分子结构特点的关系。2.证据推理与模型认知： 根据平面正六边形模型，能判断含苯环有机物分子中原子之间的空间位置关系。 一、苯的结构与性质 1苯的分子组成及结构特点 (1)苯分子为平面正六边形结构，分子中 12 个原子共平面。 (2)6 个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。 2苯的物理性质 苯是无色、有特殊气味的液体，密度比水小，有毒，不溶于水，易溶于有机溶剂，也是良好 的有机溶剂。 3苯的化学性质 (1)氧化反应 苯在
2、空气中燃烧：燃烧时产生明亮的火焰并有浓烟产生，其化学方程式为： 2C6H615O2 点燃 12CO26H2O。 不能使酸性 KMnO4溶液褪色。 (2)取代反应 苯不与溴水反应，但在催化剂作用下能与液溴发生取代反应，化学方程式为： 。 苯与浓硝酸反应的化学方程式为： 。 (3)加成反应 一定条件下，苯能与 H2发生加成反应，化学方程式为：。 (1)从分子组成上看，苯属于不饱和烃，但分子中没有典型的不饱和键，不能像乙烯那样与溴 水(溴的四氯化碳溶液)发生加成反应。 (2)从化学键上看，苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊键，易发生取代 反应，能氧化，难加成。 例 1 下列关于苯的叙
3、述正确的是( ) A反应常温下不能进行，需要加热 B反应不能发生，但是仍有分层现象，紫色层在下层 C反应为加成反应，产物是一种烃的衍生物 D反应能发生，从而证明苯中是单双键交替结构 答案 B 解析 常温下苯与液溴在催化剂作用下发生取代反应生成溴苯， 故 A 错误； 苯不含碳碳双键， 不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，苯密度小于水，不溶于水，有分层现象，故 B 正确；反应 为苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂条件下发生取代反应生成硝基苯， 故 C 错误； 反应中 1 mol 苯最多与 3 mol H2发生加成反应，但是苯分子中不含碳碳双键，故 D 错误。 【考点】苯的综合考查 【题点】苯的结构与性质的综合分析
4、 例 2 下列区分苯和己烯的实验方法和判断中，正确的是( ) A分别点燃，无黑烟生成的是苯 B分别加入溴水振荡，静置后分层，下层红棕色消失的是己烯 C分别加入溴水振荡，静置后分层，上层红棕色消失的是己烯 D分别加入酸性 KMnO4溶液振荡，紫色消失的是己烯 答案 D 解析 苯与己烯性质的区别：苯不能使酸性 KMnO4溶液褪色，也不能使溴水因加成而褪色， 但己烯可以；另外，苯加入溴水中，会将溴从溴水中萃取出来，使水层褪色，而苯层(上层) 则呈橙红色。苯与己烯在燃烧时都会产生黑烟。 【考点】苯的综合考查 【题点】苯的结构与性质的综合分析 相关链接 制取溴苯和硝基苯的实验设计 1溴苯的实验室制取 (
5、1)反应装置如图所示： (2)长直导管的作用：一是冷凝回流；二是导气。 (3)导管末端不能伸入液面中的原因是防止倒吸。 (4)锥形瓶中的液体为 AgNO3溶液，说明发生了取代反应而不是加成反应的现象是 AgNO3溶 液中有浅黄色溴化银沉淀生成。 (5)反应完毕以后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯里，可以观察到烧杯底部有褐色不溶 于水的液体，这可能是因为制得的溴苯中混有了溴的缘故。纯溴苯为无色油状液体，密度比 水大。 (6)简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作： 先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)， 再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)，最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、
6、 干燥(除去水)，蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯。 2实验室制备硝基苯的实验装置如图所示： (1)水浴加热的好处：受热均匀，容易控制温度；温度计的位置：水浴中。 (2)试剂添加的顺序：先将浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却，最 后注入苯。 (3)将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，分离出粗硝基苯。 (4)纯硝基苯为无色、具有苦杏仁气味的油状液体，其密度大于水。 (5)简述粗产品获得纯硝基苯的实验操作：依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫 酸)，再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)，然后用无水氯化钙干燥，最 后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯。 二
7、、苯的同系物 芳香烃的来源及其应用 1苯的同系物的组成和结构特点 (1)苯的同系物是苯环上的氢原子被烷基取代后的产物，其分子中只有一个苯环，侧链都是烷 基，分子组成通式为 CnH2n6(n6)。 (2)分子式 C8H10对应的苯的同系物有 4 种同分异构体， 分别为、 、。 2苯的同系物的化学性质 (1)氧化反应 苯不能被酸性 KMnO4溶液氧化，甲苯、二甲苯等苯的同系物能被酸性 KMnO4溶液氧化。 只有与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，该苯的同系物才能使酸性 KMnO4溶液褪色。 苯的同系物均能燃烧，火焰明亮有浓烟，其燃烧的化学方程式的通式为 CnH2n63n3 2 O2 点燃 nCO2(
8、n3)H2O。 鉴别苯和甲苯的方法：滴加酸性 KMnO4溶液，溶液褪色的是甲苯。 (2)取代反应 甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在一定条件下反应生成三硝基甲苯，化学方程式为 ， 三硝基甲苯的系统命名为 2,4,6- 三硝基甲苯，又叫 TNT，是一种淡黄色晶体，不溶于水。它 是一种烈性炸药，广泛用于国防、开矿、筑路等。 (3)加成反应 3H2 催化剂 。 3芳香烃及其来源 (1)芳香烃是分子里含有一个或多个苯环的烃。下列物质中为芳香烃的是。 (2)1845 年至 20 世纪 40 年代，煤是芳香烃的主要来源。20 世纪 40 年代以后，通过石油化学 工业中的催化重整等工艺获得芳香烃。 苯环与侧链的
9、关系 苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，使苯的同系物与苯的性质有不同之处： (1)苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而被氧化。苯的同系物被氧化时，不论它的侧链长短 如何，氧化都发生在跟苯环直接相连的碳原子上。 (2)侧链对苯环的影响，使苯环上侧链邻、对位上的 H 原子变得活泼。甲苯与硝酸反应时，生 成三硝基甲苯，而苯与硝酸反应只生成硝基苯。 例 3 现有下列六种物质： (1)不属于芳香化合物的是_。 (2)属于芳香烃的是_。 (3)属于苯的同系物的是_。 答案 (1) (2) (3) 解析 凡是分子中含有苯环的有机物都属于芳香化合物，中不含苯环，不符合要求；分子 中含苯环且仅由 C、H 两种
10、元素组成的有机物属于芳香烃，符合要求的有；分子中含 有一个苯环，且侧链为烷基的有机物属于苯的同系物，符合要求的只有。 思维启迪 芳香化合物、芳香烃、苯的同系物的关系如下： 例 4 (2018 广南县一中月考)在苯的同系物中加入少量 KMnO4酸性溶液，振荡后褪色，正 确的解释为( ) A苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多 B苯环受侧链影响易被氧化 C侧链受苯环影响易被氧化 D由于苯环和侧链的相互影响均易被氧化 答案 C 解析 苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色， 原因是苯环对侧链产生影响， 故选项 C 正确。 【考点】苯的同系物的化学性质 【题点】苯的同系物性质的综合考查 例 5
11、 下列叙述中，错误的是( ) A苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持 5060 可反应生成硝基苯 B甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应，主要生成 2- 氯甲苯或 4- 氯甲苯 C乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为 (苯甲酸) D苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷 答案 B 解析 苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持 5060 发生取代反应生成硝基苯和水，A 项正确； 甲苯与氯气在光照下反应，甲基上的氢原子被取代而苯环上的氢原子不被取代，B 项错误； 乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸，C 项正确；苯环和碳碳双键在合适的条件下均能 与氢气发生加成反应，苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷，D 项正确
12、。 【考点】苯的同系物的化学性质 【题点】苯的同系物性质的综合考查 相关链接 苯与苯的同系物在分子组成、结构和性质上的异同 苯 苯的同系物 相 同 点 结构 组成 分子中都含有一个苯环 都符合分子通式 CnH2n6(n6) 化学 性质 燃烧时现象相同，火焰明亮，伴有浓烟 都易发生苯环上的取代反应难 都能发生加成反应，都比较困 不 同 点 取代 反应 易发生取代反应， 主要得到 一元取代产物 更容易发生取代反应，常得 到多元取代产物 氧化 难被氧化，不能使酸性易被氧化剂氧化，能使酸性 反应 KMnO4溶液褪色 KMnO4溶液褪色 差异原因 苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响。苯环影响侧链， 使
13、侧链烃基性质活泼而易被氧化；侧链烃基影响苯环，使 苯环上烃基邻、对位的氢更活泼而被取代 1正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)苯的结构简式可写为“”， 说明苯分子中碳碳单键和碳碳双键是交替排列的( ) (2)苯的同系物、芳香烃、芳香化合物中都含有苯环，所以是官能团( ) (3)苯的一氯代物只有一种结构，说明苯分子中的碳碳键完全相同，不存在单双键交替排列的 形式( ) (4)苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色( ) (5)甲苯在一定条件下与硝酸反应生成 2,4,6- 三硝基甲苯，说明苯环对甲基产生了影响( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 2下列关于苯的说法中，正确的是
14、( ) 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()可以看出，苯分子中含有碳碳双键，应属于烯烃 C苯中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，不能与 H2发生加成反应 D苯分子为平面正六边形结构，6 个碳原子之间的价键完全相同 答案 D 解析 从苯的分子式 C6H6可以看出，其氢原子远未达到饱和，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都相同，是一种介于碳碳单键与碳碳双键之间 的独特的键，A 错误；苯的凯库勒式并未反映出苯的真实结构，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
15、剂的作用下，苯与 H2能发生加成反应生成环 己烷，C 错误；苯分子为平面正六边形结构，其分子中 6 个碳原子之间的价键完全相同，D 正确。 【考点】苯的综合考查 【题点】苯的结构与性质的综合分析 3下列有关甲苯的实验事实中，与苯环上的甲基有关(或受到影响)的是 ( ) 甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物反应生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能 甲苯燃烧产生带浓烟的火焰 1 mol 甲苯与 3 mol H2发生加成反应 A B C D 答案 C 解析 由于甲基对苯环的影响，使苯环上与甲基相连的碳的邻、对位碳上的氢变得活泼，更 容易被取代，正确；由于苯环对甲基的影响，使甲基易
16、被酸性 KMnO4溶液氧化，正确。 【考点】苯的同系物的化学性质 【题点】苯的同系物性质的综合考查 4下列说法中正确的是( ) A、都是苯的同系物 B苯和甲苯都能发生取代反应 C的一氯取代产物有 8 种 D甲苯和苯乙烯都能使溴水褪色，两者褪色原理相同 答案 B 解析 苯的同系物指的是仅含一个苯环且苯环上的侧链均为烷基的芳香烃，故 、都不是苯的同系物， A 项错误；是 具有对称结构的芳香烃，因 CC 键能够旋转，故其一氯代物只有 4 种，C 项错误；甲苯使 溴水褪色是由于甲苯将溴从溴水中萃取出来，发生的是物理变化，苯乙烯使溴水褪色是由于 苯乙烯与溴发生了加成反应，发生的是化学变化，可见两者褪色原理不同，D 项错误。 【考点】苯及其同系物的结构与性质 【题点】苯及其同系物的结构与性质
