第二节芳香烃[课标要求]1．了解苯的结构特点及化学性质。
2．认识苯的同系物的结构与性质的关系。
3．了解芳香烃的来源及应用。
苯的结构与性质1．苯的结构特点2．苯的物理性质(1)取代反应 ①与Br 2反应：溴苯是无色液体，不溶于水，密度比水大。
②与浓硝酸反应(硝化反应)硝基苯是无色有苦杏仁味的油状液体，密度比水大，不溶于水，有毒。
③磺化反应(2)加成反应(与H2)(3)氧化反应①苯在空气中燃烧产生明亮的带有浓烟的火焰，化学方程式：2C 6H 6＋15O 2――→点燃12CO 2＋6H 2O 。
②苯不能使酸性KMnO 4溶液褪色；苯也不能使溴水褪色，但苯能将溴从溴水中萃取出来。
[特别提醒](1)苯与溴单质发生取代反应，必须用液溴，并有合适的催化剂(如FeBr 3)存在，苯不能与溴水反应，但苯因萃取溴水中的溴而使溴水褪色。
(2)苯分子为平面形分子，所有原子共平面。
(3)苯分子中的碳碳键完全相同，而且介于碳碳单键和碳碳双键之间，决定了苯既具有饱和烃的性质，又具有不饱和烃的性质。
1．实验室制取溴苯(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，FeBr3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50～60 ℃？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1．下列关于苯的说法中，正确的是( )A ．苯的分子式为C 6H 6，它不能使酸性KMnO 4溶液褪色，属于饱和烃B ．从苯的凯库勒式()看，苯分子中含有碳碳双键，应属于烯烃C ．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了加成反应D ．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的价键完全相同解析：选D 从苯的分子式C 6H 6看，其氢原子数远未达到饱和，应属于不饱和烃，而苯不能使酸性KMnO 4溶液褪色是由于苯分子中的碳碳键是介于单键与双键之间的独特的键所致；苯的凯库勒式()并未反映出苯的真实结构，只是由于习惯而沿用，不能由其来认定苯分子中含有双键，因而苯也不属于烯烃；在催化剂的作用下，苯与液溴反应生成了溴苯，发生的是取代反应而不是加成反应；苯分子为平面正六边形结构，其分子中6个碳原子之间的价键完全相同。
2．50 ℃～60 ℃时，苯与浓硝酸在浓硫酸催化下可制取硝基苯，反应装置如图。
下列对该实验的描述错误的是( )A ．最好用水浴加热，并用温度计控温B ．长玻璃管起冷凝回流作用C ．提纯硝基苯时只需直接用水去洗涤，便可洗去混在硝基苯中的杂质D ．加入过量硝酸可以提高苯的转化率解析：选C 该反应温度不超过100 ℃，所以用水浴加热，A 项正确；因反应物受热易挥发，所以用长玻璃管起冷凝回流作用，B项正确；用水洗涤不能除去没反应完的苯，因为苯不易溶于水，C项错误；加入过量硝酸可以使平衡向右移动，从而提高苯的转化率，D项正确。
3．实验室用如图所示装置进行苯与溴反应的实验。
(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①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。
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HBr，HBr＋AgNO3===AgBr↓＋HNO3，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)①使液体分层②除去未反应的溴苯的同系物的结构与性质1．苯的同系物(1)概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物。
(2)结构特点：分子中只含有一个苯环，且苯环上的氢被烷基取代。
(3)通式：C n H2n－6(n>6)。
2．常见的苯的同系物3.物理性质甲苯C 7H 8、乙苯C 8H 10等简单的苯的同系物，在通常状况下都是无色液体，随着分子中碳原子数的增多，熔、沸点逐渐升高，有特殊的气味，密度都比水的小，不溶于水，但都易溶于有机溶剂，同时它们本身也是常用的有机溶剂。
4．化学性质 (1)氧化反应①苯的同系物大多数能被酸性KMnO 4氧化而使其褪色。
②均能燃烧，燃烧的化学方程式通式为C n H 2n －6＋3n －32O 2――→点燃n CO 2＋(n －3)H 2O (2)取代反应甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在一定条件下反应生成三硝基甲苯的化学方程式为[特别提醒](1)苯的同系物的侧链必须是烷基。
(2)由于苯环和烷基的相互影响，苯的同系物易发生苯环上的取代反应和侧链的氧化反应。
(3)苯和苯的同系物发生溴代反应时所用试剂为液溴而不是溴水，且需催化剂。
1．怎样鉴别苯和甲苯？提示：可用酸性KMnO 4溶液进行鉴别，能使酸性KMnO 4溶液褪色的是甲苯。
2．哪些实验事实说明在苯的同系物分子中，苯环与侧链之间发生了相互影响？提示：(1)苯环对侧链的影响，使苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色，而烷烃不能。
(2)侧链对苯环的影响，如甲苯与硝酸反应使苯环上甲基的邻位和对位的氢原子变得活泼，生成三硝基甲苯，而苯与硝酸反应只生成硝基苯。
3．以C8H10为例，思考如何书写苯的同系物的同分异构体？提示：(1)考虑苯环上烷基的同分异构(碳链异构)，，只有1种。
(2)考虑烷基在苯环上的位置异构(邻、间、对)，，共3种。
所以C8H10共有4种同分异构体。
苯与苯的同系物的比较1．下列说法中，正确的是( )A．芳香烃的分子通式是C n H2n－6(n≥6)B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物C．苯和甲苯都不能使酸性KMnO4溶液褪色D．苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应解析：选D 芳香烃是分子中含一个或多个苯环的烃类化合物，而苯的同系物仅指分子中含有一个苯环，苯环的侧链全部为烷基的烃类化合物，其通式为C n H2n－6(n≥7，且n为正整数)；苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应，但甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而苯不能，这是由于苯环与侧链之间的影响所致。
2．下列有关甲苯的实验事实中，能说明侧链对苯环性质有影响的是( )A．甲苯通过硝化反应生成三硝基甲苯B．甲苯能使溴水褪色C．甲苯燃烧产生很浓的黑烟D．1 mol甲苯与3 mol氢气发生加成反应解析：选A A项中甲苯硝化反应生成三硝基甲苯，和苯的硝化反应不一样，所以A正确；B项中苯和甲苯均能萃取溴水中的溴，使水层褪色，与侧链对苯环的影响无关；C项中产生黑烟是苯中碳的含量高造成的；D项中无论是苯还是苯的同系物均能与H2发生加成反应并且比例均为1∶3。
3．乙苯的结构简式为，它的侧链具有烷烃的性质。
下列关于它的性质的叙述中不正确的是( )A．在光照条件下，它可以与氯气发生取代反应B．它能和溴水发生加成反应而使溴水褪色C．它的分子式为C8H10D．在一定条件下，它可以与H2发生加成反应解析：选B 光照时，侧链—CH2CH3上的氢原子可以被氯气中的氯原子取代，A项正确；乙苯不能与溴水发生加成反应，但是可以和溴水发生萃取而使溴水层褪色，B项错误；1 mol乙苯最多可以和3 mol H2发生加成反应生成，D项正确。
4．有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯，符合下列各题要求的分别是：(1)不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用下能与液溴反应的是________，生成的有机物名称是________，反应的化学方程式为__________________，此反应属于________反应。
(2)不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是________。
(3)能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是________。
(4)不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是________。
答案：(1)苯溴苯＋HBr 取代(2)苯、己烷(3)己烯(4)甲苯芳香烃的来源及其应用1．芳香烃分子里含有一个或多个苯环的烃。
2．芳香烃的来源芳香烃最初是从煤经过干馏得到的煤焦油中提取的，现代工业中是通过石油化学工业的催化重整等工艺得到的。
3．芳香烃的应用苯、甲苯、二甲苯、乙苯等简单的芳香烃是基本的有机原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等。
[特别提醒](1)苯的同系物属于芳香烃，但芳香烃不一定是苯的同系物。
(2)芳香化合物是指含苯环的化合物，包括芳香烃和芳香烃的衍生物。
1．下列物质属于芳香烃的是( )A．①②B．②③C．③④ D．①④解析：选B 的组成元素只有C和H，且含有苯环，二者属于芳香烃。
2．下列芳香烃的一氯代物的同分异构体数目最多的是( )解析：选B 采用对称法求同分异构体数目：3．下列叙述中，不正确的是( )A．天然气是以甲烷为主要成分的高效清洁燃料B．煤的干馏可得到煤焦油，通过煤焦油的分馏可获得各种芳香烃C．石油中含有烷烃和环烷烃，因此由石油不可能获得芳香烃D．通过石油的催化裂化及裂解可以得到轻质油和气态烯烃解析：选C 天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧时产物无污染，是高效清洁燃料，故A正确；煤的干馏可以得到煤焦油，通过对煤焦油的分馏可得到各种芳香烃，故B正确；在石油化学工业中，通过石油的催化重整工艺可以获得芳香烃，故C错误；石油催化裂化可得到更多轻质油，裂解可以得到气态烯烃等化工原料，故D正确。