有机化学苯和芳香烃
高一化学苯和芳香烃试题答案及解析
高一化学苯和芳香烃试题答案及解析1.下列有关说法不正确的是A．同时用食醋和酒烧菜，菜味更香B．蔗糖溶液中加入银氨溶液水浴加热，有银镜生成C．苯中碳碳键是介于C－C和C=C之间的一种特殊共价键D．反应2CrO3 + 3CH3CH2OH +3H2SO4= Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O可用于检验是否酒后驾驶，该反应中CrO3作氧化剂【答案】B【解析】A项用食醋和酒烧菜，会反应产生乙酸乙酯（有香味），使菜味更香，正确；B项蔗糖无还原性，错误；C项苯中碳碳键是介于碳碳单键与双键之间的独特的键，正确；D项在该反应中乙醇作还原剂，CrO3作氧化剂，正确。
【考点】考查有机化学反应。
2.下列物质中，属于芳香烃且属于苯的同系物的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】同系物指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，具有如下特征：结构相似、化学性质相似、分子式通式相同，分子式不同、物理性质不同，研究范围为有机物．芳香烃通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物；苯的同系物含有1个苯环，侧链为烷基，组成通式为Cn H2n-6。
【考点】考查苯的同系物等相关知识。
3.苯是重要的有机化工原料。
下列关于苯的性质说法正确的是A．常温常压下为气体B．易燃C．不能发生取代反应D．易溶于水【答案】B【解析】A、苯在常温常压下为液体，A不正确；B、苯一燃烧，B正确；C、苯在一定条件下能发生取代反应，例如生成溴苯和硝基苯等，C不正确；D、苯难溶于水，D不正确，答案选B。
【考点】考查苯的结构与性质4.工业上获得苯的主要途径是()。
A．煤的干馏B．石油的常压分馏C．石油的催化裂化D．以环己烷为原料脱氢【答案】A【解析】熟悉中学涉及的常见物质的实验室制法或工业制法。
5.已知二氯苯的同分异构体有三种,从而可以推知四氯苯的同分异构体数目是()。
A．1B．2C．3D．4【答案】C【解析】二氯苯是苯分子中的2个H被Cl取代,而四氯苯可认为是六氯苯上的2个Cl被H取代,其取代方式相似,即同分异构体数目相同。
苯及芳香烃
A．由于大量苯溶于水中，渗入土壤，会对周边农田、
C．可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到部分 清除泄漏物的目的 D．处理事故时，由于事故发生地周围比较空旷，有 人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物，但由于 苯燃烧会产生大量的黑烟扩大污染，所以该办法 未被采纳
解析
答案
苯不易溶于水，所以大量苯不会溶入水中，渗入土
解析
烧瓶 a 中发生的化学反应为 C6 H6+Br2
FeBr3
C6H5 Br+HBr，该反应放热，容易使溴挥发产生大量的红 棕色气体，如果没有导管 b 的冷凝回流作用，挥发出 来的溴蒸气溶解在水中生成 HBr， 也能和锥形瓶 d 中的 AgNO3 反应，则无法检验产物中是否有 HBr。
壤，但是仍然会对周边农田、水渠造成污染。
A
2．关于苯的化学性质叙述正确的是 A．难取代、难氧化、难加成 B．易取代、难氧化、能加成 C．难取代、难氧化、易加成
( B )
D．易取代、易氧化、难加成 解析 由于苯环中含有的化学键是介于单双键之间的 特殊的化学键，所以，苯具有饱和烃取代反应的性质， 同时又具有不饱和烃加成反应的性质，苯的性质是易取 代、难氧化、能加成。
烯烃
苯
溴水 加成
褪色
易被 酸 性KMnO4 溶液 氧 化
纯溴 催化剂 取代
不褪色 苯不被酸性 KMnO4溶液 氧化
光照 取代
不褪色
不被 酸性 KMnO4溶 液 氧化
与 酸 性
KMnO4
现象
作 用
结 论
现象 结论
点 燃
淡蓝色火焰， 火焰明亮， 无烟
有黑烟
火焰明亮， 有浓烟
含碳 量低
含碳量 较高
含碳量高
苯 芳香烃总结
苯芳香烃芳香烃并不一定具有芳香气味，有的有恶臭一苯概述（苯是最简单的芳香烃）1.物理性质;无色透明液体，有芳香气味，有毒，易挥发，不易溶于水，溶解度比水小。
用冰冷却可以变成无色晶体，一种良好的有机溶剂，溶解有机物和一些非极性的无机物。
实验式CH ,键角120°，共轭体系，闭合共轭体系，苯环有高度的对称性和特殊的稳定性二苯的化学性质（易取代，能加成，难氧化，）;1既不能使溴的四氯化碳溶液褪色，也不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，但可以将溴从溴水中萃取出来2氧化反应2C6H6+15O2==点燃==12CO2+6H2O苯在空气中易氧化，火焰明亮且伴有黑烟，苯的含碳量特别高，且成液态，比气态的乙烯更难充分燃烧。
3取代反应（氢被溴取代，该反应放热）操作;把苯和少量液溴放在烧瓶中，同时加入少量铁屑作催化剂，（实际催化剂是溴化铁）用带导管的瓶塞塞紧瓶口，跟瓶口垂直的一段导管起冷凝器的作用现象;1常温时很快看到导管口附近形成白雾（溴遇水蒸气形成）2 反应完毕后，向锥形瓶中倒入溴化银溶液，有浅黄色沉淀形成3把烧瓶的液体倒入盛有冷水的烧杯中，底部有褐色不容于水的沉淀（溴苯，密度比水大不溶于水的无色液体，有芳香气味溶于溴呈褐色）4 想得到纯溴用稀氢氧化钠洗涤除溴4苯的硝化苯与浓硝酸浓硫酸的混合酸在55℃到66℃时发生反应，生成硝基苯硝基苯无色油状液体，有苦杏仁的特殊气味，不易溶于水，密度比水大，有剧毒。
实验制得的产品含有二硝基苯及氮氧化物呈淡黄色铁粉和盐酸可以还原硝基苯，得到苯胺，苯胺是合成染料的基本原料。
5.苯的磺化苯与发烟硫酸直接作用，或与浓硫酸混合加热到70到80℃，生成苯磺酸（强酸）6．苯环上的烷基化反应在无水路易斯酸的作用下，芳香烃和卤代烃，醇，酰卤等作用，氢原子可被烷基或酰基取代，叫傅克反应，制备烷基苯和芳香酮的方法. 7加成反应1催化加氢2与氯气加成（俗名666农药）8苯汽油添加剂火山爆发森林火灾可产生三．苯的同系物芳香烃用苯环取代烷烃分子里的一个氢原子就成了苯的同系物，其中最简单的是甲苯甲苯;芳香气味，不溶于水，溶于乙醇乙醚和丙酮，甲苯兼具甲烷和苯的性质甲苯溶解溴后，在光照条件下，甲基上的氢原子被溴原子取代溴化铁催化下，苯基上氢原子被溴原子取代甲苯分子中的甲基和苯基互相影响，使甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质（1）苯环上的取代反应，甲苯比苯容易进行（2）烷基（侧链）的氧化反应甲苯二甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色，甲苯分子中的甲基常温下被高锰酸钾氧化，生成苯甲酸二甲苯的三种同分异构体苯的同系物（甲苯乙苯二甲苯异丙基苯）稠环芳香烃，萘，蒽，菲，均为平面型分子，多个苯环并在一起含有苯环的化合物叫做芳香族化合物，芳香烃只是芳香族化合物的一类。
高一化学苯和芳香烃试题
高一化学苯和芳香烃试题1.分子式符合C7H6Cl2的芳香族化合物共有A．4B．6C．8D．10【答案】D【解析】芳香族化合物分子中含有苯环，C7H6Cl2的芳香族化合物中同分异构体的判断，只需考虑Cl原子的位置即可。
若2个Cl原子连在甲基上，只有1种结构；若1个Cl原子连在甲基上，则有3种结构；若2个Cl原子连在苯环上，Cl原子的位置有3种，每种中再把甲基作取代基，则有6种结构，所以共有10种不同结构，答案选D。
【考点】考查同分异构体的判断2.下列物质中，在一定条件下能发生取代反应和加成反应，但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是A．乙烷B．甲烷C．苯D．乙烯【答案】C【解析】A、乙烷能和氯气在光照的条件下发生取代反应，它属于饱和烃，不能发生加成反应，不能被高锰酸钾氧化，故A错误；B、甲烷能和氯气在光照的条件下发生取代反应，它属于饱和烃，不能发生加成反应，不能被高锰酸钾氧化，故B错误；C、苯的化学性质特点是：易取代难加成，可以和溴发生取代反应生成溴苯，可以和氢气发生加成反应生成环己烷，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；D、乙烯能被高锰酸钾氧化为二氧化碳，能使高锰酸钾褪色，故D错误，故选C。
【考点】考查有机物的化学性质和有机反应类型3.（8分）某化学课外小组用下图装置制取溴苯并探究该反应的类型。
先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液滴入反应器A（A下端活塞关闭）中。
（1）写出A中反应的化学方程式：________________________________________ 。
（2）实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，目的是_________________________。
（3）C中盛放CCl4的作用是_________________________。
（4）若要证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，通常有两种方法，请按要求填写下表。
【答案】(8分)（10分）（1）＋Br2＋HBr（2）除去溶于溴苯中的溴（3）除去溴化氢气体中的溴蒸气（4）方法一：AgNO3溶液产生（淡黄色）沉淀方法二：石蕊试液溶液变红色（或其他合理答案）【解析】（1）苯与溴在铁作催化剂时发生取代反应，生成溴苯和溴化氢，化学方程式为＋Br2＋HBr（2）B中盛有NaOH溶液，溴苯中混有的溴可与NaOH反应，从而出去溴；（3）由于反应放热，苯和液溴均易挥发，溴易溶于有机溶剂，所以溴化氢中混有的溴蒸汽可以溶于CCl4中，从而除去，以防干扰检验H+和Br-；；（4）如果发生取代反应，生成溴化氢，溴化氫易溶于水电离出H+和Br-，只要检验产物中含有氢离子或溴离子即可，溴离子的检验：取溶液滴加硝酸银溶液，如果生成淡黄色沉淀就证明是溴离子；氢离子的检验：如果能使紫色石蕊试液变红，就证明含有氢离子。
有机化学 8 芳烃
H 苯的结构最早由奥地利 化学家洛斯密特
〔Loschmidt〕提出〔在 H 1861年〕
3
凯库勒结构不完善：
①.不能解释为什么苯分子的不饱和度为4，如此之大，
却不发生类似于烯烃和炔烃的加成反响。
②.假定邻位两个氢被取代，但按此式应该有两种产物：
X X
X X
但实际上只有一种。 ③.由物理方法测定的苯分子中碳碳键长为0.139nm,
1,4-二甲苯 p-二甲苯
H3C
CH3
对二甲苯 para
8
3. 结构复杂的化合物
以苯作为取代基：
CH 2 OH
COOH
CH CH 2
苯甲醇
CH3CHC2H CH3
苯甲酸
苯乙烯
CHCOOH2-对异丁基苯基丙酸
CH3
2-(4-异丁基苯基)丙酸
9
4. 苯环上有多个不同取代基的化合物
O
原那么：R NH2 OH CHO或 C
NO 2
NO 2
发烟 H2SO4 浓 HNO3
110℃,5天
NO 2
O 2N
NO 2
CH 3
CH 3
CH 3
浓 H2SO4 浓 HNO3 30℃
NO 2
+
甲苯硝化比苯容易，为什么？
NO 2
19
3. 磺化反响 发烟 H2SO4
SO3H
机理：
2H2SO4
SO3 + H 3 O + HSO4
O
慢
+S
OO
R Ar X(,FC ,B rl,I)
38
特点：除烃基外，自由价所连原子上要么有孤电子对，要
么有负电荷。 2). 第二类定位基：间位定位基，它们使第二个取代基
芳香烃和苯的同系物
|
NO2
2,4,6—三硝基甲苯（TNT）
不溶于水的淡黄色针状晶体 黄色烈性炸药
5
烷基（甲基）与苯环的相互影响
• 苯环上的甲基可以与高锰酸钾反应，普通 的甲基是不能与高锰酸钾反应
• 甲苯硝化时一次向苯环引入三个硝基，而 苯只能引入一个硝基
讨论： 1、比较苯、苯的同系物（甲苯）、烯烃
（己烯）的结构，叙述鉴别三者的方法。 2、分别写出甲苯与氯气在光照和铁催化条 件下反应的化学方程式。
2. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是（ C ）
A.乙烯 B.乙炔 C.苯 D.甲苯
3.下列属于苯的同系物是 （ A ）
A.
B.
C.
D.
10
4．直链烷烃的通式可用CnH2n+2表示，现有一系列芳 香烃，按下列特点排列：
若用通式表示这一系列化合物，其通式应为（ B ）
H2n-6
B.C6n+4H2n+6 C.C4n+6H2n+6 D.C2n+4H6n+6
12
( C7H8)
-CH3 -CH3
C| H3 -CH3
C| H=CH2
几种重要 的芳香烃
C| H3
C| H2CH3
|
CH3
( C8H10)
( C10H8)
( C8H8)
9
1．下列物质中，不与溴水发生反应是（ B ）
①乙苯 ②1，3-丁二烯 ③苯乙烯 ④溴乙烷
A．只有①
B．只有①、④
C．只有③、④
D．只有①、③
11
5.烷基取代苯 R可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成 COOH，但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上
烃—苯及芳香烃的识用
定位效应 －OCH3>－CH3
NO2 COOH
定位效应 －NO2>－COOH
②两个取代基不同类时，定位效应受邻对位定位基控制， 但主产物在间位定位基的邻位而不是对位。
3．定位规律的应用
➢预测反应的主产物
Br2
CH2
OCH3 Fe
CH2
Br OCH3
O C NH
HNO3 H2SO4
CO
NH
+
O2N
• 合成苯磺酸衍生物
亲油端
亲水端
C 1 2 H 2 5
H 2 S O 4 () C 1 2 H 2 5
N a O H S O 3 H C 1 2 H 2 5
S O 3 N a
H 3 C
合成洗涤剂
H 2 S O 4 ()
H 3 C S O 3 H (有机强酸，固体）
TsOH，对甲基苯磺酸
• 由磺酸转化为其它衍生物
+ CH3CH CH2
AlCl3/HCl
。
95 C
CH CH3 CH3
异丙苯
+ CH3CH2CH2Cl AlCl3
CHCH3 + CH3
65~69%
CH2CH2CH3 30~35%
+
H3C H3C
CHCH2Cl
AlCl3
CH3 C CH3 CH3
唯一产物
CH2CH
CH3 CH3
（c）苯环上连有强吸电子基（如—NO2、—SO3H等） 的芳环不发生烷基化反应。
C
H
或简写为
1865年凯库勒 Kekulé式
或
3．苯的化学性质和用途
➢ 苯的化学性质较为稳定
Br2 / CCl4
7、邢其毅版基础有机化学第二版课件--苯和芳香烃
G
G E + + E
G
E+ 亲电取代
几率 40%
E
40%
20%
如果不考虑取 代基的影响， 代基的影响， 仅从统计规律 的角度来分析， 的角度来分析， 邻对位产物应 为60%，间位 ， 产物为40%。 产物为 。
邻对位定位基： 为邻对位定位基。 邻对位定位基：邻对位产物 > 60%，G为邻对位定位基。 ， 为邻对位定位基
Na NH3(l) C2H5OH
1 K、Li能代替 ，乙胺能代替氨。 、 能代替 能代替Na，乙胺能代替氨 能代替氨。 2 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。
反应机理： 反应机理： Na + NH3 Na+ + （e-) NH3
溶剂化电子 金属钠溶解在液 氨中可得到一种 兰色的溶液， 兰色的溶液，这 是由钠与液氨作 用生成的溶剂化 电子引起的。 电子引起的。
hν hν
苯
棱晶烷
苯
杜瓦苯
Kekule’式 式
1825年 法拉第发现了苯。 年 法拉第发现了苯。 1857年 凯库勒提出碳四价。 年 凯库勒提出碳四价。 1858年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 1865年 提出摆动双键学说。 年 提出摆动双键学说。
CH3 CH3
取代基的定位效 应：已有的基团 对后进入基团进 间位产物>40%。 G为间位定位基。 为间位定位基。 间 位 定 位 基：间位产物 。 为间位定位基 入苯环的位置产 生制约作用， 若取代基引入后， 活 化 基 团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应 生制约作用， 这种制约作用称 速度比苯快，则取代基为活化基团。 速度比苯快，则取代基为活化基团。 为取代基的定位 效应。 若取代基引入后， 钝 化 基 团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应 效应。 速度比苯慢，则取代基为钝化基团。 速度比苯慢，则取代基为钝化基团。
高中有机化学芳香烃 知识点梳理
三硝基甲苯（TNT）
其他：甲苯也能发生卤代反应，条件相同。也能发生氢气加成反应。
芳香烃来源：煤焦油、烯烃或炔烃的催化重整。
芳香烃：重要化工原料，用于医药、颜料、农药、塑化、橡胶等工业
2、苯与取代基相关作用，使甲苯具有如下特点：
能使溴水褪色（萃取）
不能使溴的四氯化碳褪色（没有双键）
能使酸性高锰酸钾溶液褪色（可以区别甲苯和苯）
备注：1、只要苯是的取代基，都可以被酸性高锰酸钾氧化成苯甲酸
2、当取代基与苯相连的碳没有氢将不能被氧化。
如 不能使酸性高锰酸钾褪色。
取代基使苯环邻位和对位氢比较活跃，发生取代反应。
化学性质：
1、不能使酸性的高锰酸钾褪色；不能使溴的四氯化碳褪色。（苯没有双键）
2、氧化反应（燃烧）
甲烷:明亮火焰乙烯:火焰更亮,有黑烟乙炔:浓烟,火焰明亮(氧炔焰)苯:浓黑烟,明亮
3、苯只有C-C C-H键和一个介于单键和双键之间的大π键更易应
+Br2 +HBr
反应条件：
苯和液体卤素单质（该反应不能在卤素水溶液或卤素四氯化碳溶液中进行）在铁粉的催化下（实际催化剂是卤化铁，不是三价铁），该反应是放热反应，不需要加热。
卤苯的分离：
1、加入蒸馏水，除去可溶于水的杂质（HBr和FeBr3）（苯和卤苯不溶于水）。
2、加入NaOH溶液，除去卤素单质。（卤素单质易溶于苯，用NaOH反应除去）。
高中化学选修5有机化学芳香烃知识点梳理
一、芳香烃含有苯环的烃最简单的芳香烃是苯
苯及同系物、芳香烃、芳香族化合物的区别和联系。
二、苯
物理性质：标况下为密度小于水、有特殊气味的液体，不溶于水的有机溶剂。
有机化学：芳香烃
现代物理方法测定苯的结构为：
苯分子模型
苯分子环状结构及 π 电子云分布图
六个碳原子上的六个π电子离域、完全平均化， π电子云均匀分布在苯环平面的上下两侧。
1. 具有 6π 电子的闭合共轭体系， 使得苯环具有高度的对称性和特 殊的稳定性。 2. 由于形成了闭合共轭体系，无单、 双键之分，故苯的邻位二元取代 物只能有一种。
分子式C6H6，高度不饱和性。
事实：苯极为稳定，不易氧化，难加成， 易取代（在催化剂的作用下）。 苯的这种性质来自苯的特殊结构。
历史上苯的表达方式
Kekule式
双环结构式
棱形结构式
杜瓦苯
棱晶烷
向心结构式
对位键 结构式
余价 结构式
苯现在的表达方式
价键式
分子轨道离域式
共振式
自旋偶合价键理论 （1986年Copper等提出）
离域式
（二）常见的亲电取代反应
1. 卤代反应
亲电试剂是卤素与卤化铁生成的配合物。
2. 硝化反应
亲电试剂是硝酰正离子 。 由浓硝酸与浓硫酸作用生成的。 硝酰正离子是很强的亲电试剂。
3. 磺化反应
苯与浓硫酸在75-80℃或发烟硫酸（SO3+浓 H2SO4）在40℃时反应。
苯磺酸
亲电试剂是 SO3（+SO3H ） 三氧化硫是电中性的分子，但可极化，SO3 的硫原子显正性，通过硫原子进攻苯环。
CH2
联苯和联多苯：分子中两个或 两个以上的苯环直接互相连接。
稠环芳香烃：苯环通过共用相邻的 碳原子相互稠合而成的芳香烃。
萘
蒽
芳香烃是合成芳香族化合物的重 要原料，而芳香族化合物又是医 学、染料及国防等工业的重要物 质。芳香烃主要来自石油C5-C8 馏分的芳构化。
苯和芳香烃
与亲电试剂反应分析
Nu E H E
－H+
Nu
H H E
加成
不利 （失去芳香性）
取代
E
有利 （恢复芳香性）
苯环上的亲电取代机理通式
E H
H E
H E
慢
E
势 能
H E
H E －H+
s-络合物
快
+E E
E
反应进程
常见的几类苯环上的亲电取代反应
X2 Fe or FeX3 HNO3 , 浓H2SO4
亲电中心
X2 ＋ Fe X2 ＋ FeX3
FeX3
X
X
FeX3
X
X
FeX3
H X
－H+ X
－FeX4
与自由基取代反应的区别
CH3 Fe or FeX3 CH3 ＋ X2 CH2 hv 自由基取代 X 亲电取代 X X ＋ CH3
芳环上的卤代在合成上的重要性
• 是芳环引入卤素（Cl、Br）的主要方法之一 • Ar－X是合成其它类型的化合物的重要中间体，
简写 p－ClC6H4CHO
• 多个基团时用数字表示相对位置
3 2
O－氨基苯甲酸
④ 其它情况
Ph CH2 NHCH3
2－苯基庚烷 苯基为取代基
甲基苄基胺
二．苯环上的亲电取代
1. 苯环的性质分析
有p电子，象烯烃
•与亲电试剂反应（主要性质） •不饱和，可加成 失去芳香性， 较难发生 •被氧化剂氧化
(有机强酸，固体）
TsOH，对甲基苯磺酸
• 由磺酸转化为其它衍生物
Ar SO3H POCl3 Ar SO2Cl
第七章苯和芳香烃一苯的结构三物理性质四苯及其同系物的
第七章苯和芳香烃一.苯的结构二.芳香烃的分类和命名三.物理性质四.苯及其同系物的化学性质五.苯环上取代基的定位效应及规律六.定位效应在有机合成中的应用七.稠环芳烃八.联苯和多苯代脂烃芳香化合物的定义第一阶段：从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香化合物。
第二阶段：将苯和含有苯环的化合物称为芳香化合物。
第三阶段：将具有芳香特性的化合物称为芳香化合物。
芳香烃：含有苯环（包括苯和苯的衍生物）或者结构和苯不同，但性质与苯相似的一大类非苯芳香族化合物。
芳香烃单环芳烃—只含有一个苯环：多苯代脂烃：多环芳烃：联苯类：稠环芳烃：CH3HC CH2CHCHCH苯型芳香烃非苯型芳香烃:N N OH分类：一. 苯的结构1. Kekule式19世纪初, 人们发现了这种物质;1825年, 法拉第测定苯的经验式为CH;1833年, Mitcherlish确立苯的分子式为C6H6;此后, 人们对苯的物理性质和化学性质有较充分的认识实验事实：易取代，不易加成一取代产物只有一种邻位二取代产物只有一种疑问: 1. 根据分子式, 苯应是一个高度不饱和的烃, 应表现出不饱和烃的典型反应, 易加成, 而实验事实却相反, 为什么?2. 一取代产物只有一种, 说明6个H 等同.1865年, Kekule 首先提出苯的结构是C-C 链首尾相连的环状结构, 环中三个单键, 三个双键相间, 每个碳和一个氢相连。
这种结构6个H等同，一取代产物只有一种；HH H HH H 简写为：而邻位二取代产物A 中与两个取代基相连的两个碳之间是双键；B 中与两个取代基相连的两个碳之间是单键，故A 与B 是不同的。
A B Kekule 提出苯中的双键没有固定的位置，它在不停的摆动，因此不能分出两个邻二卤代物，实际上它们是等同的X X X X X X XXH2119.5kJ/mol3H2按Kekule式，应为119.5×3= 358.5kJ/mol实际ΔH=208.2kJ/molΔE=358.5-208.2=150.3kJ/mol疑问：1.苯比环己三烯稳定, Kekule不能解释;2.根据Kekule式, 苯是环己三烯结构的, 高度不饱和,为什么不易发生加成, 反而易取代呢?2. 苯的结构sp 2H H H H H H 近代化学键的电子理论指出:(1)苯环上所有原子都处在同一平面上;(2) 6个C 都是sp2杂化，每个碳都以3个sp2杂化轨道分别与2个C 和1个H 结合形成三个σ键;(3) 余下的6个p 轨道都垂直于此平面，相互平行，彼此侧面交叠形成一个封闭的大π键，使π电子高度离域，达到完全平均化，故苯环中6个C-C 键长完全相等，无单、双键之分。
邢其毅《基础有机化学》(上册)笔记和课后习题(含考研真题)详解(苯和芳香烃 芳香亲电取代反应)
若叏代基上有不苯环共轭的双键，Birch 还原首先収生在共轭双键处。
丌不苯环共轭的双键丌能収生 Birch 还原。
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萘同样可以迚行 Birch 还原。萘収生 Birch 还原时，可以得到 l,4-二氢化萘和 l,4,5,8四氢化萘。
（2）催化氢化反应 苯在催化氢化反应中一步生成环己烷体系。萘在収生催化加氢反应时，使用丌同的催化 剂和丌同的反应条件，可分别得到丌同的加氢产物。当氢气过量时，使用 Ni 作催化剂，主 要得到反式十氢化萘；而使用 Pt 作催化剂，主要得到顺式十氢化萘。蒽和菲的 9,10 位化学 活性较高，不氢气加成反应优先在 9,10 位収生。 （3）用金属还原 用醇和钠也可以还原萘，温度稍低时得 1,4-二氢化萘，温度高时得 l,2,3,4-四氢化萘。
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碳正离子的稳定性比较：
碳自由基的稳定性比较：
3. 稠环芳烃的结构和表达 萘是一个白色闪光的晶体，分子式为 C10H8，平面分子。 蒽是无色的单斜片状晶体，有蓝紫色的荧光。分子式为 C14H10，是含三个环的稠环体 系。 菲是无色有荧光的单斜形片状晶体，为蒽的异构体。 4. 足球烯 足球烯是由 60 个碳原子结合形成的稳定分子，分子式为 C60，每个碳原子都为 sp2 杂 化，每个碳原子各用三个 sp2 杂化轨道不其他三个碳原子 sp2 杂化轨道重叠，剩下的一个 p 轨道亏相重叠形成一个含 60 个 π 电子的闭壳层电子结构，在近似环形的笼内和笼外都围绕 着 π 电子。因此足球烯是一个具有芳香性的稳定体系。
有机化学 苯及芳香烃
第十一章 苯和芳香烃 芳香亲电取代反应
芳香类化合物是指从植物胶里取得的具有芳香气味的物质。
现在人们把具有下列特殊稳定的不饱和环状化合物称为方向化合物： （1）从结构上看①芳香化合物一般都具有平面或接近平面的环状结构②键长趋于平均化③具有较高的C/H 比（2）从性质上看①芳香化合物的芳环一般都难以氧化、加成②而易于发生亲电取代反应③具有特殊的光学性质，如芳环环外氢的化学位移处于NMR 低场，而环内氢处于高场等。
上述这些特点被称为芳香性。
1. 芳香烃的结构1.1苯的结构和表达 1.1.1苯的结构第十一章 苯和芳香烃 芳香亲电取代反应120º108pm140pm1.1.2苯的芳香性环己烯的氢化热ΔH=-120kJ/mol，1,3-环己二烯的氢化热ΔH=-232kJ/mol（由于其共轭双键增加了其稳定性）。
而苯的氢化热ΔH=-208kJ/mol。
1,3-环己二烯失去两个氢变成苯时，不但不吸热，反而放出少量的热量。
这说明：苯比相应的环己三烯类要稳定得多，从1,3-环己二烯变成苯时，分子结构已发生了根本的变化，并导致了一个稳定体系的形成。
苯难于氧化和加成，而易于发生亲电取代反应，与普通烯烃的性质有明显的区别。
1.2.3苯的表达自1825年英国物理学家和化学家Farady M（法拉第）首先从照明气中分离出苯后，人们一直在探索苯结构的表达式。
科学家们提出了各种有关苯结构式的假设；其中比较有代表性的苯的结构式有：凯库勒式双环结构式棱形结构式向心结构式对位键结构式余键结构式（凯库勒（杜瓦（拉敦保格（阿姆斯特朗、拜耳（克劳斯（悌勒1865年提出）1866-1867年提出）1869年提出）1887-1888年提出）1888年提出）1899年提出）用内部带有一个圆圈的正六边形表示苯，圆圈强调了π电子的离域作用和电子云的均匀分布，它很好地说明了碳碳键键长的均等性和苯环的完全对称性，但是这种方式用来表示其他方向体系时就不合适了，例如表示萘时很容易造成误解，因为萘不是完全对称的分子，萘分子的碳碳键长也不是完全均等的。
有机化学 第4章芳香烃
卤代反应
NO2
SO 3 H
R
酰基化 反应* 反应
硝化反应
磺化反应
烷基化反应
1.卤代反应 1.卤代反应
+ Br 2 Fe 或 FeBr 3 Br + HBr
卤代反应机制： 卤代反应机制： （1）产生亲电试剂Br+： 产生亲电试剂Br
Fe + Br2 FeBr 3 + Br2 FeBr 3 Br + FeBr 4
4. 烷基化反应
H + CH 3CH2 Cl
无水AlC l 3
25 ℃
CH 2 CH 3 + HCl
此反应又称付瑞德尔-克拉夫茨 此反应又称付瑞德尔-克拉夫茨(Friedel付瑞德尔 Crafts)烷基化反应，简称“付-克”烷基化反应。 烷基化反应，简称“ 烷基化反应 烷基化反应。 在“付-克”烷基化反应中，当烷基大于2 烷基化反应中，当烷基大于2 个碳原子时，则发生碳链异构化作用。例如： 个碳原子时，则发生碳链异构化作用。例如：
CH3 + HNO 3
H2 SO 4 30℃ ℃
CH3 NO2
CH3
CH3
+
NO2
+
NO 2
(59％) ％
(37％) ％
(4%)
硝基苯硝化时，须提高温度， 硝基苯硝化时，须提高温度，并增加硝酸的浓 主产物为间-二硝基苯。 度，主产物为间-二硝基苯。
NO2 + HNO 3
H2 SO 4 95~100℃ ℃
1. 一烷基苯 一烷基苯命名时，多以苯为母体， 一烷基苯命名时，多以苯为母体，烷基为取 代基，称为“某苯” 例如: 代基，称为“某苯”。例如:
高中化学有机化学-苯-芳香烃
苯芳香烃一、苯的物理性质苯是无色有特殊气味的液体,密度比水小,不溶于水,苯的沸点80.1C（易挥发）,熔点5.5C （结冰，无色晶体），有毒二.苯的分子结构1.分子式C6H6苯是不饱和烃。
2.苯的结构凯库勒式：苯分子是平面正六边形结构,平面形分子，12个原子共平面。
各个键的键角都是120°。
因为苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯与溴水混合不加成。
结论:苯与一般的不饱和烃在性质上有很大的差异，苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键。
用下式表示更好:既有烷烃的性质又有不饱和烃的性质3.芳香族化合物芳香族化合物：分子里含有一个或多个苯环的化合物属于芳香族化合物。
芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃，苯是最简单的芳香烃。
苯的同系物：分子里含有一个苯环，侧链是烷基的烃。
三、苯的化学性质和用途易于取代，难于加成。
㈠、取代反应:①卤代用的是液溴,不是溴水,铁粉的作用:催化(真正的催化剂是FeBr3)，将反应的混合物倒入水中的现象是什么?[有红褐色的油状液体沉于水底，表面有油状苯，还有红色溴]。
溴苯的物理性质如何?[比水重,不溶于水,油状]。
如何除去溴苯中的溴?[水洗,再用10%烧碱溶液洗,再干燥,蒸馏]②苯的硝化反应条件：混酸，水浴温度:50-60C；浓硫酸的作用:催化剂,吸水剂；倒入水中，硝基苯的物质性质如何?硝基苯——无色油状液体，不溶于水比水重，毒性。
③磺化反应苯磺酸：中强酸。
㈡苯的加成反应苯分子的碳碳键不是典型的双键,不容易发生加成反应,在特定条件下也能发生加成反应,注意发生加成反应的条件(1)加氢+ 3H2→环己烷(2)加氯+3Cl2→C6H6Cl6㈢、苯的氧化反应2C6H6+ 15O2→12CO2+ 6 H2O 现象：火焰明亮,有黑烟，含C% = 92.3%遇到酸性高锰酸钾四、苯的同系物1. C7H8、C8H10、C9H12用—CH3取代苯分子中的H原子,得到的分子其分子式是C7H8,其结构式是用—CH2CH3取代，得到的分子其分子式是C8H10，其结构式是，乙苯C8H10有几种同分异构体？含有苯环的同分异构体有4种：1+3用—C3H7取代，得到的分子其分子式是C9H12，其结构式是C9H12有几种同分异构体？含有苯环的同分异构体有：2+3+3它们都是苯的同系物,苯的同系物的通式是C n H2n-6。
刑其毅有机化学-苯和芳香烃
HCl
CH2CH2CH3
AlCl3 + CH3CH2CH2Cl
(30%)
CH2CH2CH3
>C=O >CH2 Clemmensen还原法 Zn-Hg/HCl
反应的局限性； 芳环上有吸电子基如: 硝基、羰基等不发生F-C酰化反应。
5. 氯甲基化与加特曼-科赫反应
+ HCHO + HCl 无水 ZnCl2
给电子诱导效应（+I） 诱导效应
（I） 吸电子诱导效应（-I）
p-π 共轭
共轭效应
（C） π -π 共轭 σ -π 共轭
超共轭效应 σ -p 共轭
诱导效应：σ 电子的偏移。用→表示。
δδδ+ δδ+ δ+
δ-
CH3 CH2 CH2 CH2 Cl
• 诱导效应为短程效应。
吸电子基：原子或基团的电负性大于氢原子 N+R3 NO2 COOH X ...
CH3
CHO NH2
Cl
间氯苯酚
SO3H
对甲苯磺酸
邻氨基苯甲醛
三 1)三基团相同 1,2,3-(连) 1,2,4-(偏) 1,3,5-(均)
取 代
2)三基团不同
苯 ① 先定主管能团并编号为1；
② 取代基位号尽可能小；
③ 写名称, 次序规则小的基团优先。
CHO NH2
NO2 Cl
HO
2-氨基-5-羟基苯甲醛
+
CH2CH3
CH2CH3
+ HCl + AlCl3
[讨论]
+ CH3 CHCH2Cl
AlCl3
?
CH3
高中化学苏教版选修3有机化学基础学案-苯的同系物和芳香烃
08苯的同系物和芳香烃知识梳理芳香烃的来源与应用 1．来源：（1）煤煤焦油 芳香烃（即最初来源于）（2）石油化工催化重整、裂化（现代来源）在芳香烃中，作为基本有机原料应用的最多的是 、和 2．苯的同系物 （1）概念苯的同系物只有一个苯环，它们可以看成是由苯环上的H 被 代替而得到的。
例如：甲苯乙苯 苯的同系物的通式： （2）性质 ①相似性：A ．都能燃烧，产生明亮火焰、冒浓黑烟。
B ．都能和X 2、HNO 3等发生氧化反应。
甲苯与浓硝酸的反应：2，4，6---三硝基甲苯（TNT ）是一种 溶于水的 色针状晶体，烈性炸药。
C ．都能与H 2发生加成反应 ②不同点：A ．侧链对苯环的影响使苯环侧链 位上的氢原子容易被取代，如甲苯发生硝化反应生成三硝基甲苯，而苯一般只生成一硝基苯。
B ．苯环对侧链的影响实验：甲苯中加入酸性KMnO 4溶液→KMnO 4溶液，现象 乙苯中加入酸性KMnO 4溶液→KMnO 4溶液，现象 色结论：若与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子，则该苯的同系物就能够使酸性KMnO 4溶液 ，与苯环直接相连的烷基通常被氧化为 。
3〖例1〗下列关于苯及其同系物的说法中，正确的是 （ ） A ．苯及其同系物可以含有1个苯环，也可以含有多个苯环B ．苯及其同系物都能溴水发生取代反应C ．苯及其同系物都能氯气发生取代反应D ．苯及其同系物都能被酸性KMnO 4溶液氧化〖例2〗某芳香族化合物的分子式为C 8H 6O 2,它的分子（除苯环外不含其它环）中不可能有A ．两个羟基B ．一个醛基C ．两个醛基D ．一个羧基 （ ） 〖例3〗烷基取代基R 可被酸性高锰酸钾溶液氧化为COOH（苯甲酸），但若烷基R 中直接与苯环相连接的碳原子上没有C －H 键，则不容易被氧化得到苯甲酸。
现有分子式为C 11H 16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化称为苯甲酸的异构体有7种，其中3种是：CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3、CHCH 2CH 2CH 3CH 3、CH 22CH 3CH 3请写出其它4种的结构简式_____________________________。
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间位定位致钝基
Meta-directing deactivators
• 一些常见取代基
间位致钝基
Benzene
（苯） 邻对位致钝基
邻对位致活基
NO2
O
O
SO3H COH C H
Br F
R
OR
NH2
Reactivity
O
O
NR3
C N CR COR I
CF3 C C l3
Cl H Ar
强致钝
中致钝
弱致钝
（混酸）
X
卤代反应
NO2
硝化反应
浓 H 2SO 4 or
＋
发 烟 H 2SO 4
S O 3H
磺化反应
R X , A lC l3
O R C X , A lC l3
R
烷基化反应
Friedel-Crafts 反应 （傅－克反应）
O
CR
酰基化反应
2. 苯环上的卤代反应
＋ X 2F e o rF e X 3
N O 2
机理
H O NO2
H O SO3H
浓H2SO4作用：
•产生NO2 •除去生成的水
H H O NO2 + HSO4
H2O+ NO2
N O 2
H － H + N O 2
N O 2
硝化反应在合成上的重要性
• 制备硝基苯类化合物（炸药）
CH3 HNO3(浓) / H2SO4(浓) 55oC
CH3 NO2 +
A rH
A rN O 2
A rN H 2
H 2 S O 4 ( 浓 )
（ 还 原 ）
苯胺类化合物的
主要制备方法
4. 苯环上的磺化反应
H 2SO 4 (浓 )， 110oC 或H 2SO 4 (发 烟 )， 40oC
(含 10％ SO 3)
SO 3H 磺化反应
苯磺酸
注意：磺化反应是可逆的
H 2 S O 4 , H 2 O （ 大 量 ） S O 3 H
• 是芳环引入卤素（Cl、Br）的主要方法之一 • Ar－X是合成其它类型的化合物的重要中间体，
➢ 芳环的氟代和碘代方法
HNO3 I2 ＋
I Cl
H －H+ I
I
(I2 ＋ Cl2)
HF / CCl4
＋ XeF2
F
（自由基型反应）
3. 苯环上的硝化反应
无 H2SO4时反应很慢
H 2 S O 4 (浓 ) ＋ H N O 3 (浓 ) 5 5 ~ 6 0 o C
OH
CH3 Cl
42%
OH CH3
19%
Cl CH3
OH
两者定 CH3 位一致
COOH
58% CH3
17%
43%
20%
两个间位 NO2 定位基
有不同类定位基时，服从邻对位基定位
OH
CH3
OH NO2
CHO
NO2
两者定位一致
4. 位阻对反应取向的影响
CH3 H3C C CH3
HNO3 H2SO4
CH3
与Friedel－Crafts酰基化类似
C H O 甲酰基
• 机理
CO ＋ HCl
O H C Cl
AlCl3
H C O AlCl4
H CHO －H+
CHO
苯环上的亲电取代反应小结
SO3H
NO2
浓 H2SO4 or
发烟 H2SO4
R
HNO3
RX
浓H2SO4
AlCl3
X X=Cl, Br
X2 Fe or FeX3
H2CO, HCl ZnCl2
CH2Cl
RCOCl or (RCO)2O
AlCl3 CO, HCl
AlCl3, CuCl
CHO
O CR
本次课小结 ➢ 芳香族化合物类型， Hückel规则，芳香性 ➢ 苯环的卤代反应，芳环上不同卤素的引入方法 ➢ 苯环上的硝化反应，合成上的应用 ➢ 苯环上的磺化，反应的可逆性，苯磺酸的去磺酸基及其
TiCl4, BF3等
•机理
R X ＋ AlCl3
R ＋ X AlCl3
•正碳离
子证据
R
H －H+
R
R
CH3CH2CH2X AlCl3
CH2CH2CH3 ＋
CH3 CH
CH3
AlCl3 CH3CH2CH2X
CH3CHCH2 H
~H
CH3CHCH3
苯环烷基化其它方法
问题：正碳离子的产生途径还有那些？
CH3
HNO3(发烟) / H2SO4(浓) 80oC
O2N
CH3 NO2 +
CH3 NO2
NO2
• 转变为苯胺衍生物
NO2
HNO3(发烟)/ H2SO4(浓) O2N 110oC
CH3 NO2
NO2 (TNT)
2, 4, 6-三硝基甲苯
H N O 3 ( 浓 )
F e o r S n /H C l
RO H
A r SO 3HPO C l3
A r SO 2C l R N H 2
A r SO 2O R 磺酸酯
A r SO 2N H R 磺酰胺
5. 苯环上的烷基化反应（Friedel-Crafts烷基化反应）
＋ R X A lC l3 Lewis 酸催化剂
其它催化剂： RSnCl4, FeCl3, ZnCl2,
•由烯烃 •由醇
R
R
H+
CC
R
R
R C
R
R CR H
H+
R OH
R OH2
R
与苯环 反应
+ H2O
例
H2C CHCH3/ HF
CH3
CH
CH3
CH3CH2OH/ H2SO4
CH2CH3
思考题：完成上述两例反应的机理。
6. 苯环上的酰基化反应（Friedel-Crafts酰基化反应）
O R C Cl
氯甲基化反应（与Friedel－Crafts烷基化类似）
O
Z n C l2
＋ H C H ＋ H C l
氯甲基
C H 2 C l
• 机理
O
H Cl
HC H
OH HC H
OH HC H
H
CH2OH －H+
CH2OH HCl ZnCl2
CH2Cl
Gattermann-Koch反应
A lC l3 , C u C l ＋ C O ＋ H C l
失去芳香性， 较难发生
➢ 与亲电试剂反应分析
E H E
Nu
加成
－H+
取代
Nu H
H 不利 （失去芳香性）
E
有利 E （恢复芳香性）
苯环上的亲电取代机理通式
E H
慢
E
H
H
E
E
势 能
H E
+E
H E
－H+ 快
s-络合物
E
E
反应进程
常见的几类苯环上的亲电取代反应
X2 Fe or FeX3 H N O 3 , 浓 H 2SO 4
最稳定 (满足八隅体)
3. 双取代基时的反应取向
两个同类定位基时服从定位能力强者，差别不大时，得混合物
定位能力： 邻对位定位基 间位定位基
OO
N R 2 ( H )>O H ( R )>N H C R >O C R > O R >X N R 3 ( H )>N O 2 >C N >S O 3 H >C R
N N Ph
P hN 2C l 为弱亲电试 剂，只与活化芳环
反应。
O R C Cl
A lC l3
不能二取代
规律：环上有 钝化基时，不 能发生FriedelCrafts反应
NHR2
硝化反应
NO2
难进行。
少量
2. 取代基对反应活性及定位的分析和解释 ① 取代基的电子效应对苯环电荷密度的影响
诱导效应的影响
X ( X = C l ,B r )
机理
X2 ＋ Fe X2 ＋ FeX3
FeX3
亲电中心
X X FeX3
X X FeX3
H －H+
X
－FeX4
X
➢ 与自由基取代反应的区别
CH3 ＋ X2
Fe or FeX3 亲电取代
hv 自由基取代
CH3 X ＋
CH2 X
CH3 X
➢ 芳环上的卤代在合成上的重要性
NO2
95oC
6%
1%
93%
10－4
取代基对反应有两方面影响——反应活性和反应取向
1. 取代基的分类
• 致活基团和致钝基团（考虑对反应活性及速度的影响）
（activating groups and deactivating groups)
如： CH3
致活基团 （亲电取代反应比苯快）
致钝基团
（亲电取代反
合成中的应用 ➢ 苯环上的Friedel-Crafts烷基化反应，机理的关键中间
体——碳正离子 ➢ 苯环上的Friedel-Crafts酰基化反应及在合成中的应用 ➢ 芳环的氯甲基化反应和Gattermann-Koch反应
苯和芳香烃（2）
主要内容
苯环上取代基对亲电反应的影响。取代基的分类，致活 基和致钝基，邻对位定位基和间位定位基。
SO3 + H+
反应进程