高考化学 58个考点精讲 考点44 苯 芳香烃

考点44苯芳香烃

1．复习重点

1．苯的结构、化学性质、用途；

2．苯的同系物的组成、结构、性质特点。

2．难点聚焦

一、苯的物理性质

无色、有特殊气味的液体，有毒；不溶于水、密度比水小；熔点5.5℃、沸点80.1℃。

1.装在无色试剂瓶中的苯并闻其气味。

观察苯的颜色状态：是一种无色的液体，苯具有特殊的气味。

2.在一试管中加入1 mL 苯，另外加3 mL 水，振荡之后静置。

观察现象：振荡时溶液混浊，静置后分层，在液面下1 mL 处有一明显界面。

说明苯不溶于水；所加的1 mL 苯在上层，3 mL水在下层，又表明苯的密度比水小。

3.设计一个实验，证明苯的熔点高于0℃!

二、苯的结构

苯的分子式为C6H6，请大家根据所学的烷烃、烯烃和炔烃的通式，分析苯该属于哪种烃？具有什么样的结构？学生设计C6H6的结构简式并写出后证明。

［演示实验］（由一名学生完成）在两支试管中分别加入适量苯，然后向一试管中滴加酸性KMnO4溶液，向另一试管中滴加溴水，振荡试管，静置观察：两试管中溶液均分层，滴酸性KMnO4溶液的试管上层为无色的苯，下层为紫色的KMnO4酸性溶液，另一试管上层苯中呈橙色，下层变为无色。

［设疑］两支试管中的现象说明了什么？为什么苯和溴水混合振荡后苯层变为橙色？

两试管中的颜色均没有褪去，说明苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，既不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不能和溴发生加成反应，不符合不饱和烃的特点。至于溴水和苯混合后苯层变为橙色是由于苯将溴从溴水中萃取出来的结果。

学生自学《苯的发现和苯分子结构学说》

［讲叙］从分子组成上看苯应该为一种不饱和烃，但苯又不能使酸性KMnO4溶液以及溴水褪色，这和烷烃的性质比较相符，那么苯分子该是一种什么样的结构呢？德国科学家凯库勒经过很长的时间研究，从一次梦中得到启发意识到苯分子应该是一个环状结构。(结构模型) 凯库勒式

那么这种结构式是否能真实地反应出苯的结构呢？

［答］结合刚才的实验现象分析、思考：如果苯分子真如凯库勒式这样的结构，那么就应该能使两种溶液褪色，很显然与实验结果不符，所以凯库勒式不能真实地反应苯分子的结构。但我们还是习惯上沿用凯库勒式。

可以肯定，苯分子为环状结构，这也正是凯库勒的贡献，但碳原子之间不是以单、双键交替结合的，那么又是怎样结合的呢？

对苯分子结构的进一步研究表明，苯分子里不存在一般的碳碳双键，苯分子里6个碳原子之间的键完全相同，这是一种介于单键和双键之间的独特的键。

［模型展示］苯分子的比例模型

不难看出，苯分子里的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面上。为了表示苯的分子结构特点，常用下列结构式表示苯分子。

［设疑］什么叫芳香烃？芳香烃真的芳香吗？

芳香烃：是指分子里含一个或多个苯环的烃，简称芳烃。

芳香烃只是沿用名而已，因大多数芳香类的化合物并没有芳香味，因此该名称没有实际意义。［过渡］我们经常强调结构决定性质，那么苯分子的这种环状结构会使苯有什么样的化学性质呢？

三、苯的化学性质

苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，表明苯不能被酸性KMnO4溶液氧化；也不能使溴水褪色，表明一般情况下也不能与溴发生加成反应，其化学性质比烯烃、炔烃稳定。但在一定条件下苯也能发生一些化学反应。首先，苯如大多数有机物一样可以燃烧，即可以发生氧化反应。

苯的氧化反应

燃烧时火焰明亮，伴有较浓的黑烟，因为碳燃烧不充分。

2C6H6+15O212CO2+6H2O。

［讲叙］苯分子的环状结构使得环上的氢原子容易被其他原子或原子团所取代，因此使其具有了和烷烃相似的重要性质--取代反应。

1.取代反应

（1）苯与溴的反应

反应物：苯和液溴（不能用溴水）

反应条件：催化剂、温度（该反应是放热反应，常温下即可进行）。

［设疑］溴苯是不溶于水、密度比水大的无色油状液体，溴苯中溶解了溴时显褐色，那么如何除去溴苯中溶解的溴？

［答］用NaOH溶液洗涤，然后用分液漏斗分液，先流下的是较纯的溴苯，后流下的为NaOH 吸收了溴的混合溶液。

（2）苯的硝化反应

反应条件：催化剂浓硫酸，温度55℃~60℃

［设疑］反应所需的55℃~60℃如何实现？

［答］用水浴加热的方法控制，当然需用温度计来指示。

［问］在往反应容器中添加反应物和催化剂时，顺序有无要求？应该怎样加？

（讨论、分析后回答）：有。添加试剂的顺序应该是浓硝酸、浓硫酸、苯。

（提示）苯应等到浓硝酸与浓硫酸混合液冷却后再逐滴加入，以防浓硫酸溅出，且可以防止副反应发生。

（3）苯的磺化反应

反应条件：温度70℃~80℃，不必加催化剂

主要生成物：苯磺酸（）

硫酸分子中的-SO3H原子团叫做磺酸基，由磺酸基取代了苯分子中氢原子的反应称为磺化反应，同样在上述条件下苯分子也只有一个氢原子被取代，磺化反应也属于取代反应，与溴苯、硝基苯相比，苯磺酸易溶于水。

［过渡］我们从苯分子的结构可以知道苯环上的碳原子之间的化学键是一种介于C-C单键和C==C双键之间的一种特殊的键，既然它能像甲烷那样能发生取代反应，那么它也应该能像烯烃那样发生加成反应，前边已经证实其不能使溴水褪色，即一般不易加成，但在特殊的条件

下，苯仍能发生加成反应。

2.苯的加成反应

从结构上不难看出，环己烷像烷烃一样饱和，故其化学性质与烷烃相似。至此，我们可以这样来归纳苯的化学性质：易燃烧，但其他氧化反应一般不能发生；易取代、难加成。

小结：本节课我们通过观察分析认识了苯的物理性质，了解了苯的组成和结构特征，苯分子中碳碳原子结合是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，所以其化学性质就既能像烷烃那样易发生取代反应如与溴的取代、硝化反应、磺化反应等，也能像烯烃那样发生加成，尽管很困难，大家在学习时应重点掌握苯的主要化学性质及其与苯的结构的关系。

四、苯的同系物

苯分子中的一个或几个氢原子被烷基取代的产物

苯环上的1个H被CH3－取代后就成了甲苯，甲苯的分子式就为C7H8，同理二甲苯的分子式为C8H10，它们分子里就都含有一个苯环结构，它们都是苯的同系物。当然由于同分异构体的因素，二甲苯的分子式为C8H10，但分子式为C8H10的物质不一定为二甲苯，如乙苯的分子式也为C8H10，也是苯的同系物。

1.苯的同系物的通式为CnH2n－6（n≥6）

从形式上看当苯分子里的1个氢原子被甲基取代后生成甲苯（副板书），

若2个氢原子被甲基取代后，生成二甲苯，那么大家从同分异构体的角度分析，二甲苯的结构简式是不是惟一的？

邻-二甲苯间-二甲苯对-二甲苯沸点：144.4℃沸点：139.1℃沸点：138.4℃

2.苯的同系物的分子结构特点

分子中都含有一个苯环，侧链的取代基为烷基。

［过渡］苯的同系物分子与苯相比，分子中增加了侧链，那么这些侧链会对其化学性质有什么影响呢？

［演示实验5-10］（由三名同学操作）每一位同学各取一支试管，其中一个加2 mL 苯，另一个加2 mL 甲苯，第三个中加2 mL 二甲苯，然后各加入3滴酸性KMnO4溶液，用力振荡，然后面向大家展示，观察现象：在苯中酸性KMnO4溶液未褪色，在甲苯、二甲苯中酸性KMnO4溶液褪色。

该现象说明了什么？

［答］苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，而甲苯、二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化。

［讲解］这表明苯环和侧链的相互影响使苯的同系物的性质发生明显的变化。应该注意甲苯、二甲苯被酸性KMnO4溶液氧化，被氧化的是侧链，即甲基被氧化。类似的氧化反应，都是苯环上的烷基被氧化，这也是苯环对烷基影响的结果。

苯的同系物分子中，通过上述实验表明苯环对侧链上的烃基产生了明显的影响，使其易被酸性KMnO4溶液氧化，而我们知道作用是相互的，反过来侧链上的烃基对苯环会不会有什么影响呢？

3.苯的同系物的化学性质

由于侧链烃基的影响，使得苯环上的氢更容易被取代了，如甲苯易发生硝化反应。

（1）取代反应

［设疑］甲苯在发生硝化反应时，苯环上有几个氢被取代了？哪几个氢被取代了？［答］苯环上有三个氢被硝基取代，分别是与甲基相邻的两个氢以及与甲基相对的1个氢被