1、1第二单元 芳香烃第一课时 苯的结构与性质选考要求1苯的结构特点和化学性质(b)2苯的用途(a)3苯的同系物的结构特点和化学性质(c)1.苯的结构简式为 或 ，苯分子为平面正六边形结构，分子中所有原子处于同一平面上，苯分子中的化学键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。2苯与液溴在 FeBr3的催化作用下反应的化学方程式为3苯在浓硫酸作用下，与浓硝酸发生硝化反应的化学方程式为苯 的 组 成 与 结 构1三式分子式 结构式 结构简式C6H62空间结构平面正六边形，所有的原子都在同一平面上。3化学键2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独特的键。1如何证明苯的分子结构中碳碳键不
2、是单、双键交替？提示：苯不能使溴的四氯化碳溶液和酸性 KMnO4溶液褪色，苯的邻位二元取代物只有一种，证明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替结构。21 mol 含 3 mol 碳碳双键和 3 mol 碳碳单键吗？如何用实验证明？提示：不是，苯中无碳碳双键；滴入溴水或酸性 KMnO4溶液中，颜色无变化。(1)结构简式 正确地表示了苯分子结构的客观特点，而凯库勒式 不符合苯分子结构的实际情况。但是，以凯库勒式表示苯分子结构的方法仍被沿用。(2)在用凯库勒式表示苯的分子结构时，绝不应认为苯环是碳碳间以单、双键交替构成的环状结构。实际上，苯分子里任意两个直接相邻的碳原子之间的化学键都是一种介于单、双键之
3、间的独特的键，这可以从以下事实中得到证明。苯分子中碳碳键的键长和键能都介于碳碳单键和碳碳双键之间。 和 是同一种物质而非同分异构体。从性质上讲，苯不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，但能与 H2发生加成反应。能在催化剂作用下发生取代反应。1能说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替，而是所有碳碳键都完全相同的事实是( )A苯的一元取代物没有同分异构体B苯的邻位二元取代物只有一种C苯的间位二元取代物只有一种D苯的对位二元取代物只有一种解析：选 B A 项，苯的六个顶点上的碳原子完全相同，故一元取代物肯定只有一种，无法证明，错误；若苯分子中为单、双键交替，则苯的间位和对位二元取代物均只有一种(即取代物分别位于
4、单键和双键上)，而邻位二元取代物有两种(位于单键两端和双键两端)，因此 B 正确，C、D 错误。2苯的结构简式可用 来表示，下列关于苯的叙述正确的是( )A由苯的结构 式知，苯分子中含有三个碳碳双键3B苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃C苯分子中 6 个碳碳键完全相同D苯可以与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应而使它们褪色解析：选 C 苯分子中 6 个碳碳键完全相同，正确；苯分子中不含有碳碳双键，所以苯不属于烯烃；苯不能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应而使它们褪色；苯主要是以煤和石油为原料而获得的一种重要化工原料。苯 的 性 质1物理性质颜色 状态 气味 密度 溶解性 沸点 毒性无色 液态特殊气味比水小不溶
5、于水，有机溶剂中易溶沸点比较小，易挥发有毒2化学性质(1)燃烧现象：发出明亮火焰，产生浓黑烟。(2)取代反应在三溴化铁的作用下和溴单质发生取代反应的化学方程式为生成的二溴代物以邻位和对位取代产物为主。在 60、浓硫酸作用下，和浓硝酸发生硝化反应：(3)加成反应在催化剂、加热条件下，与 H2加成的化学方程式为(4)苯的特性苯不与高锰酸钾酸性溶液和溴水反应，由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大的差别。苯在催化剂(Fe 或 FeBr3)作用下与液溴发生取代反应，说明苯具有烷烃的性质。4苯又能够与 H2或 Cl2分别在催化剂作用下发生加成反应，说明苯具有烯烃的性质。苯容易发生取代反应，而难于发生加成反应
6、，难被氧化，其化学性质不同于烷烃、烯烃和炔烃。1实验室制取溴苯(简易装置如图)问题思考(1)该实验中能否用溴水代替纯溴？提示：不能。苯与溴水不能发生取代反应生成溴苯。(2)反应中加入 Fe 粉的作用是什么？提示：Fe 与 Br2发生反应生成 FeBr3，FeBr 3作该反应的催化剂。(3)纯净的溴苯是一种无色密度比水大的油状液体，但实验得到的溴苯呈褐色，其原因是什么？如何除去褐色？提示：溴苯中溶解了 Br2而使溴苯呈褐色；除去的方法是用 NaOH 溶液洗涤。(4)若利用上图装置检验产物中的 HBr，挥发出的 Br2会产生干扰，应做何改进排除干扰？提示：在烧瓶和锥形瓶之间连接一个盛有 CCl4的
7、洗气瓶，吸收 HBr 气体中混有的 Br2，如右图。2实验室制取硝基苯(装置如图)问题思考(1)该反应中浓硫酸的作用是什么？提示：催化剂和吸水剂。(2)实验中为何需控制温度在 5060 ？提示：温度过低反应速率慢，温度过高会导致副反应发生，而生成苯磺酸。溴苯、硝基苯的制备反应类型 苯与液溴的反应 苯与硝酸的反应(硝化反应)5实验原理实验装置实验现象整个烧瓶充满红棕色气体，在导管口有白雾(HBr 遇水蒸气形成)；反应完毕后，向锥形瓶中滴加AgNO3溶液，有浅黄色的 AgBr 沉淀生成；把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色不溶于水的液体生成将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，烧杯
8、底部有黄色油状物质(溶有 NO2)生成，然后用NaOH(5%)溶液洗涤， 最后用蒸馏水洗涤后得无色油状、有苦杏仁味、密度比水大的液体注意事项应该用纯溴，苯与溴水不反应；要使用催化剂 Fe，无催化剂不反应；锥形瓶中的导管不能插入液面以下，防止倒吸，因 HBr极易溶于水浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂；必须用水浴加热，温度计插入水浴中测量水的温度1(2015浙江 10 月选考)有关苯的结构与性质，下列说法正确的是( )A分子中含有碳碳双键B易被酸性 KMnO4溶液氧化C与溴水发生加成反应而使溴水褪色D在一定条件下可与浓硝酸和浓硫酸的混合酸反应生成硝基苯解析：选 D 苯分子中无碳碳双键，A 错误；苯不能
9、使酸性 KMnO4溶液褪色，B 错误；苯使溴水褪色是因为苯萃取了溴水中的 Br2，而非苯与 Br2发生了加成反应，C 错误；苯可发生硝化反应生成硝基苯，D 正确。2实验室用如图所示装置进行苯与溴反应的实验。6(1)由分液漏斗往烧瓶中滴加苯和溴的混合液时，反应很剧烈，可明显观察到烧瓶中充满了_色气体。(2)若装置中缺洗气瓶，则烧杯中产生的现象无法说明苯与溴的反应是取代反应，其理由是_。(3)实验完毕，关闭 K，由分液漏斗往烧瓶中加 NaOH 溶液，加 NaOH 溶液的目的是_；_。解析：苯与溴的取代反应需要催化剂且反应是放热反应，容易使苯与溴挥发出来，若缺少洗气瓶，挥发出的溴蒸气溶解在水中能生成
10、 HBr，HBrAgNO 3=AgBrHNO 3，无法证明苯与溴是否发生了取代反应。答案：(1)红棕 (2)溴易挥发(3)使液体分层 除去未反应的溴三级训练节节过关 1等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。下列图示现象正确的是( )解析：选 D 苯、汽油均难溶于水，且密度比水的小，液体分成上、下两层，上层为苯和汽油的混合液，占总体积的 。232(2016浙江 4 月选考)有关苯的结构和性质，下列说法正确的是( )B苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟C煤干馏得到的煤焦油中可以分离出苯，苯是无色无味的液态烃D向 2 mL 苯中加入 1 mL 酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置，可观察到液体分层，
11、上层7呈紫红色解析：选 B 苯环中的碳碳键只有一种，所以邻二甲苯也只有一种，A 项错误；苯是无色有芳香气味的液态物质，C 项错误；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，由于苯的密度比水小，且又与水互不相溶，所以苯在上层，酸性高锰酸钾溶液在下层，上层应该是无色的，D 项错误。3下图是实验室制溴苯的装置图，下列说法正确的是( )A仪器 A 左上侧的分液漏斗中加入的是苯和溴水B仪器 A 的名称叫蒸馏烧瓶C锥形瓶中的导管口出现大量白雾D碱石灰作用是防止空气中水蒸气进入反应体系解析：选 C 与 Br2的反应该用纯溴，A 选项错误；仪器 A 叫三颈烧瓶，B 选项错误；碱石灰的作用是防止溴蒸气及 HBr 进入空气，
12、D 选项错误。4实验室制取硝基苯常用如右图装置：(1)苯的硝化反应是在浓 H2SO4和浓 HNO3的混合酸中进行的，混酸的添加顺序是先加_，后加_。(2)请写出该反应的化学方程式_。(3)被水浴加热的试管口部都要带一长导管，其作用是_。解析：浓 H2SO4和浓 HNO3混合时，应先将浓 HNO3注入容器中，再慢慢加入浓 H2SO4，并不断搅拌和冷却。若先注入浓 H2SO4，再注入浓 HNO3，会造成浓 HNO3受热迸溅、挥发。因苯易挥发，加热时试管口带一长导管可使苯蒸气冷凝回流，减少挥发。答案：(1)浓 HNO3 浓 H2SO48(2) (3)使苯蒸气冷凝回流，减少挥发 1用分液漏斗可以分离的
13、一组液体混合物是( )A溴和 CCl4 B苯和溴苯C硝基苯和水 D汽油和苯解析：选 C 硝基苯和水互不相溶，二者分层，可用分液漏斗分离。其他三个选项中的物质均互溶不分层。2已知二氯苯有三种同分异构体，则四溴苯共有同分异构体( )A1 种 B2 种C3 种 D4 种解析：选 C 苯共有 6 个氢原子可被取代，由于这 6 个氢原子是等效的，故二元取代物与四元取代物的数目相等。3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、难加成D易氧化、易取代、难加成解析：选 C 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
14、氧化也难加成，但是在一定条件下易发生取代反应。4下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是( )A苯是无色带有特殊气味的液体B常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体C苯在一定条件下能与溴发生取代反应D苯不含真正的双键，故不可能发生加成反应解析：选 D 苯是没有颜色，带有特殊气味的液体，苯有毒，不溶于水，密度比水小。苯在铁粉作催化剂的条件下和液溴发生取代反应；在一定条件下，苯还可以和氢气发生加成反应生成环己烷。5已知在苯分子中，不存在单、双键交替的结构。下列可以作为证据的实验事实是( )苯不能使酸性 KMnO4溶液褪色苯中 6 个碳碳键完全相同苯的一溴代物没有同分异构体9实验测得邻二甲苯只有一种结构
15、苯不能使溴水因反应而褪色A BC D解析：选 D 苯不能使酸性 KMnO4溶液褪色，说明无双键；苯中 6 个碳碳键完全相同，说明无碳碳单键与双键；苯的一溴代物没有同分异构体，无法说明无碳碳单键与双键；实验测得邻二甲苯只有一种结构，说明无碳碳单键与双键；苯不能使溴水因反应而褪色，说明分子结构中无双键；选项 D 符合题意。6(2016绍兴一中高三 9 月测试)下列实验现象，是由于发生加成反应而引起的是( )A乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色B苯与溴水混合，反复振荡后溴水层颜色变浅C乙炔使溴的四氯化碳溶液褪色D甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失解析：选 C A 项，乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为
16、乙烯被高锰酸钾氧化而引起的；B 项，苯与溴水混合，反复振荡后溴水层颜色变浅属于萃取现象；D 项，甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失，属于取代反应。答案选 C。7实验室用溴和苯反应制溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作精制：蒸馏、水洗、用干燥剂干燥、10% NaOH 溶液润洗、水洗。正确的操作顺序是( )A BC D解析：选 B 首先要了解溴苯的制取反应原料是苯、液溴、铁粉，反应原理是，生成物有溴化氢，溴苯中含有多余的液溴，另有催化剂 Fe 与 Br2生成的 FeBr3，要用一定的方法除杂干燥，才能得到精制的溴苯。先用水洗除去水溶性杂质，如溴化氢、少量的溴，然后用 10%的 NaOH 溶液，可
17、把溴转变为水溶性的钠盐除去；需再用水洗一次，把残余的 NaOH 洗去；接着用干燥剂除水，最后蒸馏得到溴苯。正确的顺序是。8下图为有关苯的转化关系图：10以下说法正确的是( )A反应为取代反应，反应为加成反应B反应的现象是火焰明亮并带有浓烟C反应的产物所有原子在同一平面上D反应中 1 mol 苯最多能与 3 mol H2发生加成反应，是因为苯分子中含有三个碳碳双键解析：选 B 反应、均为取代反应，A 项错误；反应的产物为环己烷，所有原子并不在同一平面上，C 项错误；苯分子中不含碳碳双键，苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键，D 项错误。9(1)由于苯的含碳量与乙炔相同，人们
18、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：_。(2)苯不能使溴水因反应而褪色，性质类似烷烃，但能与液溴、浓硝酸等发生取代反应，写出苯的硝化反应的化学方程式：_。(3)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”)。(4)1866 年凯库勒(右图)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邻二溴苯只有一种(5)现代化学认为苯分子中碳碳之间的键是_。解析：(1)苯的分子式为 C6H6，与同碳原子数烷烃相比少了 8 个 H，故分子式为链烃时其分子中应含 2 个 或一个 和两个 等。(2)苯发生硝化反应时 NO2取代苯环上的一个 H 而生成 和 H2O。(3)化学反应中放热越多生成物的状态越稳定，反之，吸热越多反应物的状态越稳定。(4)苯不具有烯烃的性质，是苯的凯库勒结构所不能解释的事实，若按照苯的凯库勒结
