专题3 第二单元 第2课时

第2课时 芳香烃的来源与应用

[明确学习目标] 1.知道苯的同系物的结构与性质的关系。2.知道芳香烃的来源及其应用。

一、芳香烃的来源与苯的同系物

1．芳香烃的来源

(1)芳香烃最初来源于□

01煤焦油中，现代主要来源于石油化学工业中的□

02催化重整和□03裂化。□04苯、□05乙苯和□06对二甲苯是应用最多的基本有机原料。

(2)工业上，乙苯、异丙苯主要通过苯与乙烯、□

07丙烯反应获得。苯与乙烯反应的化学方程式为：

2．苯的同系物

(1)概念：苯环上的氢原子被烷基取代后的产物。

(2)结构特点：分子中只有□

091个苯环，侧链是□10烷基。 (3)通式：□

11C n H 2n －6(n ≥7)。 (4)常见的苯的同系物有：

3．芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物的关系

二、苯的同系物的化学性质(以甲苯为例)

1．2,4,6-三硝基甲苯的简称是□05三硝基甲苯，俗称□06

TNT，是一种□07淡黄色针状晶体，□08不溶于水，可以做□09烈性炸药。

2．苯的同系物使酸性KMnO4溶液褪色，必须满足与苯环直接相连的碳原子上有□10氢原子。

三、多环芳烃

1．概念：含有□01多个苯环的芳香烃。

2．分类

1．符合C n H2n－6(n≥6)通式的有机物一定是苯及其同系物吗？

提示：苯及其同系物的通式可表示为C n H2n－6(n≥6)，但符合C n H2n－6(n≥6)通式的有机物不一定是苯及其同系物。例如，CH≡C—CH2—CH2—C≡CH的分子式为C6H6，符合通式C n H2n－6(n≥6)，但该有机物不是苯。

2．所有苯的同系物均能使酸性高锰酸钾溶液褪色吗？

提示：苯的同系物中，当直接与苯环相连的碳原子上有

氢原子时，其能使酸性高锰酸钾溶液褪色；若直接与苯环相连的碳原子上没有氢原子，则其不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

一、苯环与侧链的相互影响

侧链和苯环的相互影响：苯的同系物中，既含苯环，又含烷基，两者会相互影响，所以苯的同系物的性质，不完全是苯和烷烃的性质之和；苯环对侧链的影响，使侧链烷烃基变得活泼了，此烷烃基易被氧化；反之，侧链对苯环也有影响，使苯环上的氢原子变得活泼了，比苯易发生取代反应。

1．由于侧链对苯环的影响，使苯的同系物的苯环上氢原子的活性增强，易被其他的原子或原子团取代。如甲苯和浓硝酸发生取代反应可生成三硝基甲苯(即TNT，一种烈性炸药)：

2．由于苯环对侧链的影响，使苯的同系物的侧链易被氧化。在苯的同系物中，如果侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，它就能被酸性高锰酸钾溶液氧化，且无论侧链长短，其氧化产物都为苯甲酸

如甲苯、乙苯均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，据此可鉴别苯和苯的同系物。

[对点练习]

1．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

④1 mol甲苯与3 mol H2发生加成反应

A．①③B．②④

C．①②D．③④

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，①正确；由于苯环对甲基的影响，使甲基易被酸性KMnO4溶液氧化，②正确。

2．有机结构理论中有一个重要的观点：有机化合物分子中，原子(团)之间相互影响会导致它们具有不同的化学性质。以下事实中，不能够说明此观点的是()

A．乙烯能使KMnO4酸性溶液褪色，而甲烷不能

B．甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色，而甲烷不能

C．乙酸能与碳酸氢钠反应放出气体，而乙醇不能

D．苯发生硝化反应一般生成硝基苯，而甲苯发生硝化反应生成三硝基甲苯

答案 A

解析乙烯能使KMnO4酸性溶液褪色，而甲烷不能，是因为乙烯具有碳碳双键，而非原子间影响所致；甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色，而甲烷不能，是因为苯环的存在增强了甲基的活性，使其易被氧化；乙酸能与碳酸氢钠反应放出气体，而乙醇不能，是因为羰基的存在增强了羟基的活性，使其易电离出H＋；苯发生硝化反应一般生成硝基苯，而甲苯发生硝化反应生成三硝基甲苯，是因为甲基的存在增强了苯

环的活性，使其易生成多硝基取代物。

二、芳香烃同分异构体的判断

1．苯的同系物的同分异构体主要取决于以下两个方面

(1)烷基的种类与个数，即碳链异构；

(2)烷基在苯环上的位次，即位置异构。

一个侧链：不存在位置异构；

两个侧链：存在邻、间、对三种位置异构；

三个相同的侧链：存在连、偏、均三种位置异构。

综合考虑上述两种因素，即可确定苯的同系物的同分异构体。

2．判断芳香烃同分异构体的数目，通常用到以下几种方法

(1)等效氢法

分子中完全对称的氢原子互为等效氢原子，其中引入一个新的原子或原子团时只形成一种物质；在移动原子或原子团时，要按照一定的顺序，避免重复或遗漏。例如，根据分

子的对称性，可知分子中只有两种不同的氢原子，其一氯代物只有两种。

(2)定一(或二)移一法

在苯环上连有两个新原子或原子团时，可固定一个，移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；在苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原子或原子团，从而确定出

异构体的数目。

[对点练习]

3．苯环上连接一个羟基(—OH)和3个—X基的有机物的结构共有()

A．4种B．5种

C．6种D．7种

答案 C

解析将3个—X先排到苯环上，可得到三种结构：

然后将—OH逐一取代苯环上的氢原子，其中①式中苯环上有一种位置；②式中苯环上有两种不同位置；③式中苯环上有三种不同位置。故—OH取代后共有6种不同的结构，选C。

4．下列芳香烃的一氯代物的同分异构体数目最多的是()