1、第二节芳香烃答案：(1)苯分子中碳碳键是介于单键与双键之间的一种独特的键，苯分子是平面正六边形结构(5)2C6H615O212CO2 6H2O(6)只含有一个苯环，苯环上连接烷基(7) (8)3H2O(9)CnH2n6(3n3)/2O2nCO2(n3)H2O(10)使高锰酸钾酸性溶液褪色1苯的结构与性质(1)苯的结构分子式结构式结构简式比例模型球棍模型C6H6(凯库勒式) 或苯的结构特点：苯分子是平面结构，分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内，分子中的6个碳原子构成一个正六边形；苯分子中碳碳键键长完全相等，是介于碳碳单键与双键之间的一种独特的键。如何证明苯的分子结构中的碳碳键不是单双键
2、交替排列的？苯分子中的碳碳键键长、键能均相等。苯的邻位二元取代物只有一种即不存在同分异构体。从性质上看，苯不能使KMnO4酸性溶液褪色。以上事实说明苯分子中的碳碳键不是单双键交替排列的。(2)苯的物理性质苯是最简单的芳香烃。在常温下，苯是无色、有特殊气味的液体，有毒。熔点5.5 ，沸点80.1 ；密度比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂。(3)苯的化学性质 在通常情况下比较稳定，在一定条件下能发生氧化、加成、取代等反应。氧化反应苯在空气中燃烧，火焰明亮并伴有浓烟产生。2C6H615O212CO2 6H2O但是，苯不能被高锰酸钾酸性溶液氧化，即苯不能使高锰酸钾酸性溶液褪色。 取代反应a苯和溴的反应实
3、验原理实验装置实验步骤实验装置，并检验装置的气密性。把少量苯和液态溴放在烧瓶里，同时加入少量铁粉，并用带导管的塞子塞紧实验现象整个烧瓶充满红棕色气体，液体轻微翻腾，导管口有白雾，烧瓶底部有褐色不溶于水的液体生成，硝酸银溶液中生成浅黄色沉淀注意事项该反应要用纯溴，苯与溴水不反应；用FeBr3作催化剂；溴化氢易溶于水，为防止倒吸，导管末端不能插入液面下；长导管的作用是用于导气和冷凝回流；纯净的溴苯为无色液体，实验制得的溴苯中因为混有了溴而显褐色，可以用NaOH溶液洗涤，再用分液漏斗分液的方法除去溴苯中的溴，得到纯净溴苯b苯的硝化反应实验原理HONO2NO2H2O实验装置实验步骤先将1.5 mL浓硝
4、酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却；向冷却后的酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀；将混合物控制在5060 的条件下约10 min实验现象将反应后的液体倒入盛冷水的烧杯中，可以看到烧杯底部有黄色油状物生成(溶有NO2)，经过分离得到粗硝基苯注意事项浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂；必须用水浴加热，且在水浴中插入温度计测量温度；玻璃管的作用是回流冷凝；粗硝基苯依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤，将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到无色、有苦杏仁味的油状液体纯硝基苯(3)加成反应在一定条件下，苯可以与H2、X2等发生加成反应。3H2 环己
5、烷【例1】 下列关于苯的说法中，正确的是()A苯的分子式是C6H6，不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，所以属于饱和烃B从苯的凯库勒式()看，分子中含有双键，所以属于烯烃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个碳原子之间的键完全相同解析：A饱和烃的通式为CnH2n2，苯的分子式为C6H6，从苯分子中的碳氢比来看，苯是一种远没有达到饱和的烃B苯的凯库勒式并不能代表苯分子真实的结构，用凯库勒式表示苯的结构式只是一种习惯用法，苯分子中的碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键C在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，是一种取代反应，而不是
6、加成反应D苯分子中所有原子都在同一平面内，分子中碳碳键长完全相等，键角都是120答案：D2苯的同系物(1)苯的同系物结构特点苯的同系物：苯环上的氢原子被烷基取代的产物。结构特点：只含有一个苯环，苯环上连接烷基。苯的同系物通式：CnH2n6(n7)。苯的同系物的同分异构现象：书写苯的同系物的同分异构体时，苯环不变，变换取代基的位置及取代基碳链的长短，便可以写出。如C8H10对应的苯的同系物的同分异构体有：(2)物理性质甲苯、乙苯等简单的苯的同系物，在通常状况下都是无色液体，熔沸点随分子中碳原子数的增多而升高，有特殊的气味，密度都小于水，不溶于水，但都易溶于有机溶剂，同时，它们自身也都是有机溶剂。
7、苯的同系物的各同分异构体中，苯环上的侧链分布得越散，物质的熔沸点越低。如二甲苯的熔沸点有如下关系：邻二甲苯间二甲苯对二甲苯。(3)化学性质由于苯环和烷基的相互影响，使其性质与苯的性质相比发生了一定的变化。与苯相比，既有相似之处又有不同。氧化反应a.可燃性：苯的同系物都可以燃烧：CnH2n6 (3n3)/2O2 nCO2 (n3)H2Ob苯的同系物可以被高锰酸钾酸性溶液氧化苯的同系物可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，发生以下变化：RCOOH苯的同系物比苯更易被氧化，这是因为苯环对烷基产生了影响，使得侧链的饱和烃基变活泼，可以被高锰酸钾酸性溶液氧化，使高锰酸钾酸性溶液褪色。应用 可利用高锰酸钾酸性溶液鉴
8、别苯和苯的同系物。取代反应(可与卤素、浓硝酸等反应)甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物可以发生取代反应。a30 时，苯环上的氢原子被硝基取代，主要得到的是邻硝基甲苯()和对硝基甲苯()两种一取代产物。b甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合酸在一定条件下可以发生反应生成三硝基甲苯。 3H2O2,4,6三硝基甲苯简称三硝基甲苯，又叫梯恩梯(TNT)，是一种淡黄色针状晶体，不溶于水。它是一种烈性炸药，广泛应用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。加成反应甲苯与苯相似，在一定条件下也能与H2发生加成反应。苯的同系物的卤代反应苯的同系物与X2发生取代反应时，条件不同，产物也不同：在光照的条件下，取代的是苯环侧链上的氢原子；在
9、有催化剂的条件下，取代的是苯环上烷基的邻位或对位上的氢原子。【例2】 下列说法中正确的是()A芳香烃的通式为CnH2n6(n6)B苯的同系物是分子中只含一个苯环的所有烃类化合物C苯和甲苯都不能使高锰酸钾酸性溶液褪色D苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应解析：芳香烃是分子中含一个或多个苯环的碳氢化合物，而苯的同系物仅指分子中含有一个苯环，且苯环的侧链全部为烷烃基的碳氢化合物，苯的同系物的通式为CnH2n6(n6)；苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应，苯不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，但是甲苯可以，这是由于苯环与侧链的影响所致。答案：D(4)稠环芳香烃由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个
10、碳原子而成的芳香烃，称为稠环芳香烃。如：(5)芳香烃的来源及其应用来源应用：简单的芳香烃，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯等是基本的有机化工原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等。3苯与苯的同系物比较苯和苯的同系物是芳香烃中最重要的两类物质，由于苯环和烷基的相互影响，使苯的同系物的性质既不同于苯也不同于烷烃。下面列表对苯、甲苯的结构和性质进行对比：苯甲苯分子式C6H6C7H8结构简式结构相同点都含有苯环不同点苯环上没有取代基苯环上含CH3化学性质溴水不反应(萃取)不反应(萃取)液溴(溴化铁催化)生成溴苯苯环上甲基的邻对位氢原子被取代高锰酸钾酸性溶液不反应被氧化，溶液褪色生成苯甲酸硝化反应生
11、成硝基苯可生成三硝基甲苯(甲基邻对位氢原子被取代)苯或苯的同系物均不与溴水发生反应，但二者均可作为溶剂萃取溴水溶液中的溴从而使溴水的水层褪色，该过程属于物理变化过程。既能被高锰酸钾酸性溶液氧化又能与溴水反应的有机物结构中应含有不饱和键，如C=C、CC等。【例31】 向苯的同系物乙苯(C2H5)中加入少量的高锰酸钾酸性溶液，振荡后褪色；而向苯()中加入高锰酸钾酸性溶液或把乙烷(C2H6)通入高锰酸钾酸性溶液，溶液均不褪色，下列解释正确的是()A苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多B苯环受侧链的影响易被氧化C侧链受苯环影响易被氧化D由于苯环和侧链的影响均易被氧化解析：把乙烷(C2H6)
12、通入高锰酸钾酸性溶液不褪色，说明乙烷不能被氧化，而苯的同系物中被氧化的部分是侧链CH2CH3COOH，比较乙烷和乙苯的结构，可以看出差别在于乙苯中多了苯环，所以是由于苯环的存在，影响了烷基的活性，使烷基易被氧化。所以C是正确的。答案：C【例32】 下列物质中，既能因发生化学反应而使溴水褪色，又能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是()CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH=CH2 ABC D只有解析：丁烷不能使溴水褪色，也不能使高锰酸钾酸性溶液褪色；1丁烯分子中含有碳碳双键，既能与溴水发生加成反应而使溴水褪色，也能被高锰酸钾酸性溶液氧化而使高锰酸钾酸性溶液褪色；苯分子结构稳定，不能被高锰酸钾酸性溶液氧
13、化，但是可以萃取溴水中的溴而使溴水褪色；邻二甲苯苯环上的甲基可以被高锰酸钾酸性溶液氧化，从而使高锰酸钾酸性溶液褪色，二甲苯也可萃取溴水中的溴使溴水褪色，但是萃取属于物理变化过程；因此本题中符合题意的只有。答案：D4含有苯环的有机物同分异构体判断技巧由于苯环的结构特殊并具有高度对称性，因此含有苯环结构的有机物同分异构体也有其特殊的地方。(1)对称法：苯分子中所有的氢原子的化学环境相同，含有多条对称轴，但是如果苯环上连有取代基，其对称性就会受到影响，如邻二甲苯只有1条对称轴，间二甲苯有1条对称轴，而对二甲苯有2条对称轴，故邻二甲苯苯环上的一氯代物有2种，而间二甲苯苯环上的一氯代物有3种，对二甲苯苯
14、环上的一氯代物有1种。如图所示：(箭头方向表示可以被氯原子取代的氢原子位置)(2)换元法：对于芳香烃，若苯环上氢原子数为m，且有abm，则该芳香烃苯环上的a元卤代物和b元卤代物的同分异构体种类相同。如对二甲苯苯环上的一氯取代物共有1种，则三氯取代物也为1种。【例41】 已知分子式为C12H12的某有机物的结构简式为，则该物质苯环上的一溴代物的同分异构体有_种；若知道该物质苯环上的二溴代物有9种同分异构体，由此可推断其苯环上的四溴代物的同分异构体有_种。解析：分析该物质的结构，可知分子是中心对称的，如图，故其一氯代物有3种同分异构体；该物质苯环上共有6个氢原子，苯环上的二溴取代物结构中，苯环上有
15、2个溴原子和4个氢原子；在苯环上的四溴取代物结构中，苯环上有4个溴原子和2个氢原子。二者的关系为，前者结构中溴原子的位置相当于后者氢原子的位置，前者结构中氢原子的位置相当于后者溴原子的位置，故两者的同分异构体数相同。答案：39【例42】 联苯由两个苯环通过单键连接而成。假定二氯联苯分子中，苯环间的单键可以自由旋转，理论上由异构而形成的二氯联苯共有()A6种 B9种 C10种 D12种解析：注意对称性，每个苯环上有三种不同的氢原子，可用排列组合法，先用、给相应的碳原子编号得：，则同一苯环上有(1种)、(2种)、(1种)、(1种)、(1种)共6种；不同苯环间有(1种)，(1种)、(1种)、(1种)、(1种)、(1种)共6种。总计为12种。答案：D
