第二节 芳香烃
[目标定位] 1.认识苯的分子结构和化学性质，学会溴苯、硝基苯的实验室制取。2.知道苯的同系物的结构与性质的关系，知道芳香烃的来源及其应用。
一 苯的结构与性质
1.苯的分子式是C6H6，结构简式是(1)苯分子为平面正六边形结构。
，其分子结构特点：
(2)分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。
(3)6个碳碳键键长完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。 2.苯是无色、有特殊气味的液体，把苯倒入盛碘水的试管中，振荡、静置，发现液体分层，上层呈紫红色，下层呈无色，说明苯的密度比水小，而且不溶于水。加几滴植物油于盛苯的试管中，振荡，发现植物油溶于苯，说明苯是很好的有机溶剂。
3.苯易发生取代反应，能发生加成反应，难被氧化，其化学性质不同于烷烃和烯烃。 (1)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，在空气中能够燃烧，燃烧时产生明亮的火焰并有浓烟产生，燃烧的化学方程式为2C6H6＋15O2――→12CO2＋6H2O。
(2)①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
点燃
。
②苯与浓硝酸反应的化学方程式为
。
(3)一定条件下，苯能与H2发生加成反应，化学方程式为4.溴苯和硝基苯的实验室制取 (1)溴苯的实验室制取
①实验装置如下图所示。装置中的导管具有导气、冷凝回流的作用。
。
②将苯和少量液溴放入烧瓶中，同时加入少量铁屑作催化剂，用带导管的塞子塞紧。观察实验现象：
a.常温下，整个烧瓶内充满红棕色气体，在导管口有白雾(HBr遇水蒸气形成)； b.反应完毕后，向锥形瓶中滴加AgNO3溶液，有淡黄色的AgBr沉淀生成； c.锥形瓶中导管不能插入液面以下的原因是HBr极易溶于水_，防止倒吸。 d.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。 注意 制溴苯装置中长导管起导气和冷凝作用；除去溴苯中的Br2可采用加入NaOH溶液分液的方法。
(2)实验室制备硝基苯的实验装置如图所示，主要步骤如下：
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸混合酸，加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定质量的苯，充分振荡，混合均匀。 ③在50～60℃下发生反应，直至反应结束。
④除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。 填写下列空白：
a.配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸混合酸时，操作注意事项是________________________________________________________________________。 b.步骤③中，为了使反应在
50～60℃下进行，常用的方法是
________________________________________________________________________。 c.步骤④中洗涤和分离粗硝基苯应使用的仪器是________________________________________________________________________。 d.
步
骤
④
中
粗
产
品
用
5%NaOH
溶
液
洗
涤
的
目
的
是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 e.纯硝基苯是无色、密度比水________(填“小”或“大”)、具有苦杏仁味的油状液体。
答案 a.先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却 b.将反应器放在50～60℃的水浴中加热 c.分液漏斗
d.除去粗产品中残留的酸 e.大
苯的化学性质
(2)苯与溴反应时要注意： ①应该用纯溴，苯与溴水不反应；
②要使用催化剂Fe或FeBr3，无催化剂不反应。 (3)苯的硝化反应中应注意： ①浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂；
②必须用50～60℃水浴加热，且温度计的水银球插入水浴中测量温度。
1.苯环实际上不具有碳碳单键和双键的简单交替结构，可以作为证据的事实有( ) ①苯的间位二取代物只有一种 ②苯的邻位二取代物只有一种 ③苯分子中碳碳键的键长均相等 ④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 ⑤苯在加热和催化剂存在条件下，与氢气发生加成反应 ⑥苯在FeBr3存在的条件下，与液溴发生取代反应，但不能因化学变化而使溴水褪色 A.①②③④ C.③④⑤⑥ 答案 B
解析 苯不能因化学变化使溴水褪色，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都说明苯分子中没有典型的双键。若苯环上具有单键和双键交替的结构，碳碳键的键长应该不等(双键键长比单键
B.②③④⑥ D.全部
键长短)，其邻位二氯代物应该有
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
两种，而间位二氯代物只有一种。
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，苯加入到溴水中，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。
二 苯的同系物 芳香烃及其来源
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，通式为CnH2n－6(n>6)。
(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
。
①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，实质是苯环上的甲基被酸性KMnO4溶液氧化。
3n－3②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CnH2n－6＋2O2――→nCO2＋(n－3)H2O。
③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
点燃
，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
。
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②③⑤。
(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。
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 ( ) ①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 ②甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能 ③甲苯燃烧产生带浓烟的火焰