第36講苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2024年高考化學(xué)精準(zhǔn)一輪復(fù)習(xí)講義

第36講苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（解析板）

目錄：

【內(nèi)容1苯的分子組成及結(jié)構(gòu)】

【內(nèi)容2苯與濃硝酸的取代反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)）】

【內(nèi)容3苯的氧化反應(yīng)】

【內(nèi)容4苯與澳的取代反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)）】

【內(nèi)容5苯的同系物】

【內(nèi)容6苯的同系物的命名】

【內(nèi)容7苯的同系物及一氯代物的秒殺】

一、苯的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)

1、苯的分子組成及結(jié)構(gòu)

4與氫原子

及相鄰碳原子的sp2雜化軌道以°鍵結(jié)合，鍵間夾角均為120。，連接成六元環(huán)。每個(gè)碳

碳鍵的鍵長(zhǎng)相等，都是139pm,介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵的鍵長(zhǎng)之間。每個(gè)碳原子余

下的p軌道垂直于碳、氫原子構(gòu)成的平面，相互平行重疊形成大兀犍，均勻地對(duì)稱分布

在苯環(huán)平面的上下兩側(cè)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：苯的分子式C6H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式碳原子是sp?雜化，空間結(jié)

構(gòu)為平面正六邊形，所有原子在同一平面上，碳碳鍵長(zhǎng)相等，且介于碳碳單健和碳碳雙

鍵之間;六個(gè)碳原子余下的P軌道相互平行重疊形成大n鍵。

2、物理性質(zhì)：苯是一種無(wú)色、有特殊氣味的液體，有毒，不溶于水。苯易揮發(fā)，沸點(diǎn)

為80.1℃,熔點(diǎn)為5.5C,常溫下密度比水的小

3、應(yīng)用：苯是一種重要的化工原料和有機(jī)溶劑

二、苯的化學(xué)性質(zhì)

1、苯與濃硝酸的取代反應(yīng)：在濃硫酸作用下，苯在50?60c能與濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)，

生成硝基苯

+IIONO?°，皿

,...0

（2）硝化反應(yīng)：苯分子里的氫原子被硝基取代的反應(yīng)叫做硝化反應(yīng)，苯的硝化反應(yīng)屬于

取代反應(yīng)

（3）硝基笨的制備

反應(yīng)原料：苯、濃硝酸、濃硫酸

實(shí)驗(yàn)原理：0+HO-NO,辭鼠。^+也

實(shí)驗(yàn)裝第：

實(shí)驗(yàn)步驟：①配制混合酸：先將1.5mL濃硝酸注入大試管中，再慢慢注入2mL濃硫酸,

并及時(shí)搖勻和冷卻

②向冷卻后的混合酸中逐滴加入1mL苯，充分振蕩，混合均勻

③將大試管放在50—60°C的水浴中加熱

④粗產(chǎn)品依次用蒸偏水和5%NaOH溶液洗滌，最后再用蒸儲(chǔ)水洗滌

⑤將用無(wú)水CaCL干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸儲(chǔ)，得到純硝基苯

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將反應(yīng)后的液體倒入一個(gè)盛有水的燒杯中，可以觀察到燒杯底部有黃色油狀

物質(zhì)生成

【注意事項(xiàng)】

①試劑加入的順序：先將濃硝酸注入大試管中，再慢慢注入濃硫酸，并及時(shí)搖勻和冷

卻，最后注入苯

②水浴加熱的好處：受熱均勻，容易控制溫度

③為了使反應(yīng)在50?60℃下進(jìn)行，常用的方法是水浴加熱；溫度計(jì)的位置：水浴中

④濃硫酸的作用：催化劑和吸水劑

⑤玻璃管的作用：冷凝回流

⑥簡(jiǎn)述粗產(chǎn)品獲得純硝基苯的實(shí)驗(yàn)操作：依次用蒸儲(chǔ)水和氫氟化鈉溶液洗滌（除去硝

酸和硫酸），再用蒸儲(chǔ)水洗滌（除去氫氧化鈉溶液及與其反應(yīng)生成的鹽），然后用無(wú)水

氯化鈣干燥，最后進(jìn)行蒸儲(chǔ)（除去苯）可得純凈的硝基苯

⑦純硝基苯是無(wú)色、難溶于水、密度比水大，具有苦杏仁味氣味的油狀液體，實(shí)驗(yàn)室

制得的硝基苯因溶有少量HNO3分解產(chǎn)生的NO2而顯黃色

⑧硝基基有毒，沾到皮膚上或它的蒸汽被人體吸收都能引起中毒。如果硝基基的液體

沾到皮膚上，應(yīng)迅速用酒精擦洗，再用肥皂水洗凈

⑨使?jié)釮NO3和濃H2s的混合酸冷卻到50?60℃以下，可能原因是：

a.防止?jié)釮NO3分解

b.防止混合放出的熱使苯和濃HNO3揮發(fā)

c.溫度過(guò)高有副反應(yīng)發(fā)生（生成苯磺酸和間二硝基苯）

2、苯的氧化反應(yīng)

⑴與氧氣的燃燒反應(yīng)：2c6H6+1502:點(diǎn)'燃.>12CO2+6H2O

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：空氣里燃燒產(chǎn)生濃重的黑煙，同時(shí)放出大展的熱

（2）苯不能使酸性高鎰酸鉀溶液褪色，不能被酸性KMML溶液氧化

3、苯與澳的取代反應(yīng)：苯與溟在FeBc催化下可以發(fā)生反應(yīng)，苯環(huán)上的氫原子可被濱

原子取代，生成澳苯

+Br-^A-Br+HBrf

..................................O?

（2）淡苯的制備

反應(yīng)原料：苯、純濕、鐵

實(shí)驗(yàn)原理?O+Bn上4O-Br+叫

實(shí)驗(yàn)步驟：①安裝好裝置.，檢查裝置氣密性②把苯和少量液態(tài)浸放入燒瓶中

③加入少量鐵屑作催化劑④用帶導(dǎo)管的橡膠塞塞緊瓶口

實(shí)驗(yàn)裝置：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①劇烈反應(yīng)，圓底燒瓶?jī)?nèi)液體微沸，燒瓶?jī)?nèi)充滿大量紅棕色氣體

②錐形瓶?jī)?nèi)的管口有白霧出現(xiàn)，溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀

③左側(cè)導(dǎo)管口有棕色油狀液體滴下，把燒瓶里的液體倒入冷水里，有褐色不溶于水的液

體

尾氣處理：用堿液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和揮發(fā)出來(lái)的Bn

【注意事項(xiàng)】

①該反應(yīng)要用液澳，苯與澳水不反應(yīng)；加入鐵粉起催化作用，實(shí)際上起催化作用的是

FcBr3

②加藥品的順序：鐵?苯---->溪

③長(zhǎng)直導(dǎo)管的作用：導(dǎo)出氣體和充分冷凝回流逸出的苯和澳的蒸氣（冷凝回流的目的

是提高原料的利用率）

④導(dǎo)管末端不可插入堆形瓶?jī)?nèi)水面以下的原因是防止倒吸，因?yàn)镠Br氣體易溶于水

⑤導(dǎo)管口附近出現(xiàn)的白霧，是澳化氫遇空氣中的水蒸氣形成的氫浪酸小液滴

⑥it凈的淡笨是無(wú)色的液體，密度比水大，難溶于水。反應(yīng)完畢以后，將燒瓶中的液

體倒入盛有冷水的澆杯里

可以觀察到燒杯底部有褐色不溶于水的液體，這可能是因?yàn)橹频玫陌谋街谢煊辛死?/p>

的緣故

⑦簡(jiǎn)述獲得純凈的澳笨應(yīng)進(jìn)行的實(shí)臉操作：先用水洗后分液（除去溶于水的雜質(zhì)如汰

化鐵等），再用氫氧化鈉溶液洗滌后分液（除去浪），最后水洗（除去氫氧化鈉溶液及

與其反應(yīng)生成的鹽卜干燥（除去水），蒸儲(chǔ)（除去苯）可得純凈的溟苯

⑧AgNCh溶液中有淺黃色沉淀生成，說(shuō)明有HBr氣體生成，該反應(yīng)應(yīng)為取代反應(yīng)，

但是前提必須是在圓底燒瓶和錐形瓶之間增加一個(gè)CCL的洗氣瓶，吸收Bn（g），防

止對(duì)HBr檢驗(yàn)的干擾（若無(wú)洗氣瓶，則AgNCh溶液中有淺黃色沉淀生成，不能說(shuō)

明該反應(yīng)為取代反應(yīng)，因?yàn)锽n（g）溶于水形成濱水也能使AgNCh溶液中產(chǎn)生淺黃色

沉淀）

⑨苯能萃取汲水中的溟，萃取分層后水在下層，澳的苯溶液在上層，溟水是橙色的，

萃取后澳的苯溶液一般為橙紅色（淡水也褪色，但為萃取褪色）

制備濱紫實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置

4、苯與濃硫酸的取代反應(yīng)：苯與濃硫酸在70?80C可以發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸

⑴反應(yīng)的化學(xué)方程式:+HO-SOjH+"e

（2）苯磺酸易溶于水，是?種強(qiáng)酸，可以看作是硫酸分子里的?個(gè)羥基被苯環(huán)取代的產(chǎn)物。

磺化反應(yīng)可用于制備合成洗滌劑

5、苯的加成反應(yīng)：在以Pt、Ni等為催化劑并加熱的條件下，苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),

生成環(huán)己烷

反應(yīng)的化學(xué)方程式：（1）同2*0

環(huán)己烷

苯不能使溟的四氯化碳溶液褪色,說(shuō)明苯環(huán)中不含碳碳雙鍵，但苯能使濱水褪色是Br2

被苯萃取，不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng).

三、苯的同系物

1、芳香族化合物、芳香短和苯的同系物

（1）芳香族化合物：分子里含有苯環(huán)的化合物

:H]

如：O^、O"?。/、Of

8、60、O-c00H.

（2）芳香煌：分子里含有一個(gè)苯環(huán)或若干個(gè)苯環(huán)的燒稱為芳香燃

如:0HCH,

(3)苯的同系物：苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物，其分子中有一個(gè)苯環(huán)，側(cè)鏈都是烷

基，通式為C,H2〃_6(/G7)

如:

2、苯的同系物的物理性質(zhì)

(1)苯的同系物為無(wú)色液體，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，密度比水的小

(2)三種二甲苯的熔、沸點(diǎn)與密度

①沸點(diǎn)：鄰二甲米〉間二甲采〉對(duì)二甲米

②密度：鄰二甲苯〉間二甲苯〉對(duì)二甲苯

3、苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)(以甲苯為例)

苯的同系物與苯都含有苯環(huán)，因此和苯具有相似的化學(xué)性質(zhì)，能在一定條件下發(fā)生澳

代、硝化和催化加氫反應(yīng)，但由于苯環(huán)和烷基的相互影響，使苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)

與苯和烷姓又有所不同

(1)氧化反應(yīng)

①莘的同系物燃燒通式：C?H2?_6+^^O2>HCO24-(/I-3)H2O

甲苯與氧氣燃燒：C7HS4-9O2--->7CO2+4H2O

②苯的同系物大多數(shù)能被酸性KMnO』溶液氧化而使其褪色(苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈的影響)

a.反應(yīng)的化學(xué)方程式：6用也46H

00(酸性高銃酸鉀紫色

褪去)

b.對(duì)煌基的結(jié)構(gòu)要求：與笨環(huán)直接相連的碳上必須有氫原子，無(wú)論側(cè)鏈有多長(zhǎng)，

均將度基氧化為覆基

如：

c.應(yīng)用：鑒別苯和苯的同系物

(2)取代反應(yīng)

①甲苯的硝化反應(yīng)：日苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物在加熱條件卜可以發(fā)生取代反應(yīng),

生成一硝基取代物、二硝基取代物和三硝基取代物，硝基取代的位置均以甲基的鄰、

對(duì)位為主。生成三硝基的取代產(chǎn)物的化學(xué)方程式為：

②甲苯的鹵代反應(yīng)：甲苯與。2反應(yīng)時(shí)，若在光照條件下，發(fā)生在側(cè)鏈；若有催化劑

時(shí)，發(fā)生在笨環(huán)上

a.甲笨與氯氣在光照條件下(側(cè)鏈取代)：

b.甲笨與液氯在鐵粉催化劑作用下(苯環(huán)上取代)：

(3)加成反應(yīng)：在一定條件下甲苯與H2發(fā)生加成反應(yīng)，生成甲基環(huán)己烷

化學(xué)反應(yīng)方程式為：△

4、苯與苯的同系物在分子組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的異同

取代反應(yīng)：苯易發(fā)生取代反應(yīng)，主要得到一元取代產(chǎn)物而笨的同系物更容易發(fā)生取代反

應(yīng)，常得到多元取代產(chǎn)物.

氧化反應(yīng)：苯難被氧化，不能使酸性KMnCh溶液褪色而苯的同系物易被氧化劑氧化,

能使酸性KMnO_i溶液褪色.

兩者性質(zhì)不同：苯的同系物分子中，苯環(huán)與側(cè)鏈相互影響。苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈堤基

性質(zhì)活潑而易被氧化；側(cè)鏈煌基影響苯環(huán)，使苯環(huán)上?；?、對(duì)位的氫更活潑而被取代.

四、苯的同系物的命名

1、習(xí)慣命名法

(1)笨的一元取代物的命名：苯分子中的一個(gè)氫原子被烷基取代后，命名時(shí)以苯作母體,

苯環(huán)上的烷基為側(cè)鏈進(jìn)行命名。先讀側(cè)鏈，后讀苯環(huán)，稱為：稱為“某苯”

甲苯：‘y",出乙苯：

⑵笨的二元取代物的命名：當(dāng)有兩個(gè)取代基時(shí)，取代基在苯環(huán)上有鄰、間、對(duì)三種位

置，所以取代基的位置可用“鄰、間、對(duì)”來(lái)表示

CH3

鄰二甲苯：間二甲笨.：Q對(duì)二甲苯：

2、系統(tǒng)命名法

(1)當(dāng)苯環(huán)上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的取代基時(shí)，可將苯環(huán)上的6個(gè)碳原子編號(hào)，以某個(gè)最

簡(jiǎn)單的取代基所在的碳原子的位置編為1號(hào)，并沿使取代基位次和較小的方向進(jìn)行

(按順時(shí)針編號(hào))

以“二甲苯”為例：

若將苯環(huán)上的6個(gè)碳原子編號(hào)，以某個(gè)甲基所在的碳原子的位置為1號(hào)，選取最小位次

號(hào)給另一個(gè)甲基編號(hào)

1,2一二甲苯:1,3—二甲苯：

CH3

1,4一二甲苯：HjC

CI13

CH2cH3

1,4一二甲基一2一乙基苯

CII3

(2)若笨環(huán)側(cè)鏈較復(fù)雜時(shí)，或苯環(huán)上含有不飽和涇基時(shí)，命名時(shí)一般把苯環(huán)作取代基,

將較長(zhǎng)的碳鏈作主掛進(jìn)行命名

2一苯基丙烷:0^1小

苯乙烯：

苯乙塊:

2,5一二甲基一4一乙基一3一苯基庚烷

五、苯的同系物及一氯代物的秒殺

CHwOi*):去掉苯環(huán)六個(gè)碳原子，先一個(gè)側(cè)鏈、再兩個(gè)側(cè)鏈，依次類推

以"C'Hi?！睘槔?，并找出一氯代物

T

s

共有I

情況)

有3種

1(共

)、、

情況

5種

0=

t

CM,

3種

、對(duì)

、間

有鄰

結(jié)構(gòu)

，其

代基

個(gè)取

連有2

環(huán)上

若苯

：(1)

技巧

種

有3

結(jié)構(gòu)

，其

取代基

相同的

有3個(gè)

上連

苯環(huán)

(2)若

種

構(gòu)有6

其結(jié)

基，

取代

Y3個(gè)

X、一

X、一

連有一

苯環(huán)上

(3)若

種

有10

結(jié)構(gòu)

，其

取代基

同的

3個(gè)不

、-Z

X、-Y

連有一

苯環(huán)上

(4)若

的是

錯(cuò)誤

敘述

下列

圖，

流程如

乙烯的

產(chǎn)聚苯

一種生

例1.

應(yīng)

成反

于加

①屬

反應(yīng)

A.

雜化

為sp‘

原子均

子中C

烯分

B.乙

面

共平

可能

原子

所有

子中

苯分

C.乙

溶液

化碳

四氯

Br?的

烯可用

與苯乙

鑒別苯

D.

】C

【答案

確；

A正

反應(yīng)，

是加成

應(yīng)類型

應(yīng)，反

苯的反

乙烯和

應(yīng)①是

，反

可知

.由圖

】A

【詳解

：

正確

化，B

p?雜

為：s

化方式

，其雜

碳原子

個(gè)雙鍵

有2

烯中

B.乙

構(gòu),

體結(jié)

四面

形成

原子

連的

之相

子，與

和碳