高中化学专题2芳香烃

专题03芳香燃

一、苯

1.苯的结构

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2.苯的物理性质

颜色状态气味密度溶解性毒性

带有特比水丕溶于水，易溶于有

无色液态有毒

殊气味小机溶剂

3.苯的化学性质

与液覆

取代L-s—Br+HBr

反应

I恸化

反应

bH€>—NO

NC,+ILO

CC或反应（与H：）

工飞理软|火首明亮.带有侬馔

化学方舞式：

点燃

2c1kHg+15Oz--H2CO?+6H2O

・不能使戢性KMtA溶液解色

注意：苯虽然不与滨水发生化学反应，但是可以因为萃取而使溟水褪色。

典例1制备溟苯的实验装置如下图，将液澳从恒压滴液漏斗慢慢滴入盛有苯和铁粉的烧瓶A。反应结束

后，对A中的液体进行后续处理即可获得漠苯。

4

-R

(1)写出A中制备澳苯的化学反应方程式:

(2)B中盛放的CCL的作用是________________________________________

(3)冷凝管的作用是,冷凝管中的水应从(填“a”或"b”)口进入。

(4)向C中加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液可证明苯和液澳发生的是取代反应而不是加成反应，反应现象

是___________________________________________

也可使用试纸更简便地证明上述结论。

(5)取出A中的粗澳苯，要用如下操作提纯:

①蒸储；②水洗；③用干燥剂干燥；④用10%的NaOH溶液洗涤。正确的操作顺序是(填序

号)。

【答案】

上HBr

(2)除去漠化氢气体中的澳蒸气

(3)冷凝回流a

(4)有淡黄色沉淀生成蓝色石蕊

(5)②④②③①

【解析】(1)在催化剂的作用下,苯环上的氢原子被滨原子所取代，生成澳苯，同时有澳化氢生成,

则A中制备混苯的化学反应方程式为

Br+HBr.

(2)根据相似相溶原理，漠极易溶于四氯化碳，所以B中盛放的CCL的作用是除去澳化氢气体中的澳蒸

气。

⑶冷凝管的作用是冷凝回流反应物，使反应物充分利用；水逆流冷凝效果最好，则冷凝管中的水应

从a口流入。

(4)如果发生取代反应，生成澳化氢，澳化氢易溶于水电离出广和Br,只要检验含有氢离子或漠离子

即可，澳离子的检验：取C中溶液，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，如果有淡黄色沉淀生成，就证明含有澳

离子；氢离子的检验：如果C中溶液能使蓝色石蕊试纸变红，就证明含有氢离子。

(5)粗澳苯含有苯、澳苯、澳化铁和澳，提纯时，为减少氢氧化钠的用量，可先用水洗，除去澳化铁

和少量的澳，然后加入10%的NaOH溶液洗涤，除去澳，再用水洗除去碱液，经过干燥后进行蒸储可以得到

澳苯，所以顺序为②④②③①。

二、苯的同系物

1.苯的同系物是指苯环上的氢原子被尴基取代的产物，其分子中有二个苯环，侧链都是烷基,通式

为n~6(心7)。

2.苯的同系物的化学性质(以甲苯为例)

(1)氧化反应

①甲苯能使KMnO」酸性溶液诞色，这是由于甲苯上的里基被KMnO」氧化的结果。

注意：苯、甲烷不能使KMnO,酸性溶液提色，而甲苯能使KMnOa酸性溶液褪色，原因是甲苯分子中，苯

环对甲基影响，使甲基上的氢原子变得活泼，易被氧化。

②燃烧。

燃烧通式为

+^-^-02J1CO2+(72—3)H20O

(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发生反应生成2,4,6-三硝基甲苯，方程式为

/—\浓

H；SO4

<O>CI!3+3HONO2------------

NQf

O»N+3H?O.

NOj

注意：苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在一定条件下发生反应生成硝基苯，而甲苯与浓硝酸和浓硫酸的

混合物在一定条件下发生反应生成2,4,6-三硝基甲苯，原因是甲苯分子中，甲基对苯环有影响，使苯环上

的氢原子变得活泼，易被取代。

(3)加成反应

在一定条件下甲苯与压发生加成反应，生成甲基环己烷，方程式为

CH3CH

注意：苯的同系物发生取代反应时，反应条件不同，其取代的位置也不同。如：

dCHCI

『人Z2

CH3Y

_£!i.CHCHJ

\Z13ci1

FcCItX\ZXX

1--rr我j.

Ci

典例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.甲苯与硝酸发生取代反应生成三硝基甲苯

B.甲苯能使热的酸性KMnO,溶液褪色

C.甲苯燃烧时产生带浓烈黑烟的火焰

D.1mol甲苯最多能与3mol氢气发生加成反应

【答案】A

【解析】按题意可知，侧链对苯环的影响，即由于甲基的存在而使苯环上的H活性变大，即A项；B项

是苯环对煌基的影响；C项是有机物的通性；D项是苯环的性质。

三、芳香燃的来源及其应用

1.概念

CH3CH-CH2

分子中含有一个或多个苯环的天,如（苯乙烯）、I（蔡）、

，L5/I

|||I（K）等。

2.来源

（1）1845年至20世纪40年代，煤是芳香煌的主要来源。

（2）20世纪40年代以后，通过石油化学工业中的催化重整等工艺获得。

3.应用

简单的芳香烧，如苯、甲苯等可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等。

典例3下列说法中错误的是（）

A.石油中含C5〜Cu的烷烽，可以通过石油的分储得到汽油

B.含C18以上的烷烧的重油经过催化裂化可以得到汽油

C.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物

D.煤中含苯和甲苯，可以用先干储后分储的方法把它们分离出来

【答案】D

【解析】煤是含多种无机物和有机物的混合物，并不含苯和甲苯等芳香烧，但煤干储的产物煤焦油中

含苯和甲苯，可通过分储的方法将它们分离出来。

【拓展延伸】

1.苯的结构特点

(1)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

1个正六边形。

(2)苯分子中碳碳键的键长完全相等，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种独特的键。

典例4下列化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是()

A.甲苯B.硝基苯

C.2-甲基丙烯D.2-甲基丙烷

【答案】D

【解析】在有机物分子结构中，与苯环、碳碳双键直接相连的碳原子在同一个平面内。甲苯可看作

一CHs取代了苯分子中的一个H原子，2-甲基丙烯分子中相当于一CL取代了碳碳双键上的一个H原子，所以

只有2-甲基丙烷的碳原子不可能全部处于同一平面。

2.苯的同系物的结构特点

(1)只含有一个苯环。

(2)侧链都是烷基，不含有其他官能团。

3.苯和苯的同系物的异同

苯苯的同系物

组成与①都有一个苯环

结构②都符合通式CH〃-6(AN6)

化学①具有可燃性②都易发生苯环上的取代反应③都能发生加

相同点

性质成反应

物理

都能萃取滨水中的Br?,使滨水分层

性质

取代易发生取代反应，主要得到一更容易发生取代反应，常得到多

不同点反应元取代产物元取代产物

氧化难氧化，不能使酸性高锯酸钾有些能被强氧化剂氧化，能使酸

反应溶液褪色性高锦酸钾溶液褪色

苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，苯环影响侧链，使侧链煌基性

差异原

质活泼而易被氧化；侧链煌基影响苯环，使苯环邻、对位的氢原子更活泼

因

而易被取代

典例5下列说法中，正确的是（）

A.芳香煌的分子通式是心压〃—6（"26）

B.苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有燃类化合物

C.苯和甲苯都不能使KMnO.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

【答案】D

【解析】芳香煌是分子中含一个或多个苯环的烧类化合物，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烧类化合物，其通式为C„H2„-6（〃27,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KMnOi酸性溶液褪色而苯不能，这是由于苯环与侧链之间的影响所

致。

课后练习：

1、苯环实际上不具有碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构，可以作为证据的事实有（）

①苯的间位二取代物只有一种②苯的邻位二取代物只有一种③苯分子中碳碳键的键长均相等④

苯不能使酸性KMnCh溶液褪色⑤苯在加热和催化剂存在条件下，与氢气发生加成反应⑥苯在FeBe存在

的条件下，与液澳发生取代反应，但不能因化学变化而使滨水褪色

A.①②③④B.②③④⑥

C.③④⑤⑥D.全部

【答案】B

【解析】苯不能因化学变化使滨水褪色，不能使酸性高锈酸钾溶液褪色，都说明苯分子中没有典型的

碳碳双键。若苯环上具有碳碳单键和碳碳双键交替的结构，碳碳键的键长应该不等（双键键长比单键键长

人CI入。|

短），其邻位二取代物应该有j"和||两种，而间位二取代物只有一种。

ClVCl|

2、下列各组物质用酸性高锌酸钾溶液和滨水都能区别的是（）

A,苯和甲苯B.1-己烯和二甲苯

C.苯和1-己烯D.己烷和苯

【答案】C

【解析】苯和甲苯、己烷和苯都能从滨水中萃取澳而使滨水褪色，1-己烯和二甲苯都能使酸性高镒酸

钾溶液褪色。苯不能使澳水（萃取）和酸性高镒酸钾溶液褪色，1-己烯则能使澳水（加成）和酸性高铳酸钾溶

液（氧化）褪色。

3、有机物的结构可用“键线式”表示，如C%—CH=CH—C&的键线式为/\/。已知有机物X的键线

式为，£），Y是X的同分异构体且属于芳香烧。下列关于Y的说法正确的是（）

A.Y的结构简式为‘，

-CH—CH•

B.Y能使滨水褪色，且反应后的混合液静置后不分层

C.Y不能发生取代反应

D.Y分子中的所有原子一定共面

【答案】A

【解析】根据X的键线式结构，可得其分子式为CBL,Y是X的同分异构体，并且属于芳香煌，即分子

中含有苯环，则Y的结构简式为‘一CHT'H」A项正确。苯乙烯能和澳水发生双键上的加成

__/•

反应，由于生成的有机物不易溶于水，故反应后的混合液静置后会分为两层，B项错误。苯乙烯可以发

生取代反应，c项错误—CH—CH?中苯环上的碳原子与1号碳原子间形成的单键可以发生

12

\/

旋转，使苯环和C=C构成的平面不重叠，所以苯乙烯分子中所有原子不一定共面，D项错误。

/\

4、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

【答案】C

【解析】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，因为苯不溶于水而易溶于硝基苯，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。

J（Hi

II,,

5、\不具有的性质是（）

A.在一定条件下与Hz发生加成反应

B.在一定条件下与浓硝酸发生硝化反应

C.与滨水发生加成反应

D.在光照条件下与CL发生侧链上的取代反应

【答案】C

【解析】苯及其同系物在催化剂作用下可以与卤素单质发生苯环上的取代反应；但不能与澳水发生加

成反应。

6、对于苯乙烯的下列叙述中，正确的是（）

①能使酸性KMnO,溶液褪色；②可发生加成反应；③可溶于水；④可溶于苯中；⑤能与浓硝酸在浓

压SO,作用下发生取代反应；⑥所有的原子可能共平面。

A.①②③④⑤B.①②⑤⑥

C.①②④⑤⑥D.全部

【答案】C

【解析】①因为苯乙烯分子中含有碳碳双键，所以能使酸性KMnO,溶液褪色，正确；②因为苯乙烯分子

中含有碳碳双键，所以可发生加成反应，正确；③苯乙烯属于烧，而所有的垃均不溶于水，错误；④根据

相似相溶原理，苯乙烯可溶于苯中，正确；⑤苯乙烯分子中含有苯环，能与浓硝酸在浓H2sO,作用下发生取

代反应，正确；⑥苯环与碳碳双键均是平面结构，故所有的原子可能共平面，正确。

7、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.苯及其同系物都能与滨水发生取代反应

C.苯及其同系物都能与氯气发生取代反应

D.苯及其同系物都能被KMnO,酸性溶液氧化

【答案】C

【解析】苯及其同系物都只含1个苯环，如果有多个苯环，就不符合“与苯相差1个或若干个“C比”

原子团”的条件了，A错误；苯及其大部分的同系物在Fe存在的条件下可以与澳单质发生取代反应，而不

是与澳水反应，B错误；苯及其大部分的同系物在Fe存在的条件下可以与氯气发生取代反应，而所有的苯

的同系物在光照条件下可以与氯气发生取代反应，C正确；苯不能被酸性KMnO&溶液氧化，D错误。

8、在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下：

对二甲苯邻二甲苯间二甲苯苯

沸点//p>

熔点/℃13-25-476

下列说法不正确的是（）

A.该反应属于取代反应

B.甲苯的沸点高于144℃

C.用蒸储的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来

D.从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来

【答案】B

【解析】由两个甲苯分子（'CH'）生成二甲苯（如1）和［］卜从结构简式可以

知道发生的是取代反应，A选项正确；甲苯的相对分子质量小于二甲苯，故其沸点低于二甲苯，B选项不正

确；苯的沸点最低，故用蒸储的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来，C选项正确；二甲苯混合物

中，对二甲苯的熔点最高，故从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来，D选项正

确。

9、关于HC二（H-（HCII的说法正确的是（）

A.所有碳原子有可能都在同一平面上

B.最多可能有9个碳原子在同一平面上

C.只可能有3个碳原子在同一直线上

D.有7个碳原子可能在同一直线上

【答案】A

【解析】A.乙快分子是直线形分子，苯分子是平面分子，乙烯分子是平面分子，甲基碳原子取代乙烯

分子中的氢原子，在乙烯的平面上。由于乙焕分子中碳原子所在直线上有四点在苯分子的平面上，因此

所有点都在苯的平面上，苯分子与乙烯分子的平面可能共平面，正确；B.通过A选项分析可知最多在一个

平面上的碳原子数为H,错误；C.苯分子中对角线上的碳原子在一条直线上，与该两个碳原子连接的碳原

子也在这条直线上，乙烯分子中键角是120°,因此有5个碳原子在同一直线上，错误；D.根据C选项分析

可知有5个碳原子在同一直线上，错误。

10、下列物质属于芳香烧，但不是苯的同系物的是（）

CH(HIII

OH

CH-CH

A.③④B.②⑤

C.①②⑤⑥D.②③④⑤⑥

【答案】B

【解析】；CH和CHCII,含有一个苯环和烷基，属于苯的同系物;

、（）,和：OH尽管含有一个苯环，但其中含有氧等原子，故属于苯的衍生物；

CH-C”含有碳碳双键，尽管属于芳香烧，但不是苯的同系物；含有两个

苯

环，不是苯的同系物。

11、下列说法正确的是（）

A.鉴别苯和甲苯可以用酸性高锌酸钾溶液

B.苯的同系物能和澳水发生取代反应

C.鉴别苯和甲苯可以用浓硫酸、浓硝酸的混合液加热，观察现象

D.苯和苯的同系物与压加成时，需要的量不同

【答案】A

【解析】甲苯能使酸性高镒酸钾溶液褪色，而苯不能，A项正确；只有澳单质才能和苯及其同系物取

代，B项错误；C项中两物质均能硝化，现象相同，故C项错误；D项中在苯环上加成，只需3molH2,苯

的同系物支链是饱和的，也只需3molH2,故B、C、D均错。

12、要检验己烯中是否混有少量甲苯，正确的实验方法是（）

A.先加足量的酸性高锯酸钾溶液，然后再滴加澳水

B.先加足量澳水，然后再滴加酸性高锦酸钾溶液

C.点燃这种液体，然后再观察火焰的颜色

D.加入浓硫酸与浓硝酸后加热

【答案】B

【解析】A项，若先加足量的酸性高铳酸钾溶液，己烯和甲苯都能被氧化；B项，先加足量溟水，己

烯与澳水发生加成反应，然后再滴加酸性高锦酸钾溶液，若溶液褪色，说明有甲苯；C项，点燃这种液

体，无论是否混有甲苯都会有黑烟生成；D项，加入浓硫酸与浓硝酸后加热，己烯和甲苯都能反应。

13、苯并(a)氏是一种致癌物、致畸源及诱变剂，也是多环芳燃中毒性最大的一种强致癌物。苯并(a)

花的结构简式如图所示，下列有关苯并(a)花的说法中不正确的是()

A.苯并(a)花的分子式为G此2,属于稠环芳香烧

B.苯并(a)花与互为同分异构体

C.苯并(a)花在一定条件下可以发生取代反应，但不能使酸性KMnO,溶液褪色

D.苯并(a)花不易溶于水，易溶于苯、氯仿等有机溶剂

【答案】B

【解析】根据结构简式可得苯并(a)花的分子式为C2°H⑵苯并(a)花是由5个苯环形成的稠环芳香烧，A

对；苯并(a)花与分子式不同，结构不同，不属于同分异构体，B错；苯并(a)花分子中苯环上

的氢原子在一定条件下可以发生取代反应，但不能使酸性KMnO,溶液褪色，C对；苯并(a)荏属于稠环芳香

煌，是一种相对分子质量比较大的有机物，易溶于有机溶剂苯、氯仿等，不易溶于水，D对。

14、下列变化中发生取代反应的是()

A.苯与滨水混合，水层褪色

B.乙烯使澳的四氯化碳溶液褪色

C.甲苯制三硝基甲苯

D.苯和氯气在一定条件下生成六氯环己烷

【答案】C

【解析】A中苯与澳水不反应，但可萃取滨水中的澳而使之褪色；B、D发生的是加成反应。

15、下列叙述中，错误的是()

A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55〜60℃反应生成硝基苯

B.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷

C.乙烯与澳的四氯化碳溶液反应生成1,2-二澳乙烷

D.甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4-二氯甲苯

【答案】C

【解析】苯与浓硝酸、浓硫酸共热发生取代反应，生成、"一、"，A正确；苯乙烯

CH2CH3

<<11—(II[J

(*-Z')在合适条件下与压发生加成反应，生成乙基环己烷(、•/),B正确；乙烯与B。

发生加成反应生成1,2-二澳乙烷(BrCH2cHzBr),C正确；甲苯与氯气在光照下发生苯环侧链上的取代反应，

不能生成2,4-二氯甲苯，D错误。

16、若A是相对分子质量为128的烧，则其分子式只可能是或,若A是易升华的片

状晶体，则其结构简式是,若A在常温下是液体，其一氯代物只有两种结构，则A的结构简式可

能是________

【答案】C10H8C此。

(CHs)3c—CH2—C(CHs)3或C(CH2cH3)4

【解析】一般思路中128+14=9余2,则分子式为C9H2。，将12个氢原子换成1个碳原子，则应为。出，

若是C10H8,则不饱和程度高，可能是芳香烧；C此。是烷爆，通常以液态形式存在，由于其一氯代物只有2

种结构，表明其分子中只有2种化学环境不同的氢原子，从而写出其可能的结构简式。

17、人们对苯及芳香煌的认识是一个不断深化的过程。

(1)由于苯的含碳量与乙快相同，人们认为它是一种不饱和烧，写出分子式为C6H6的含两个三键且无支

链的链煌的结构简式(写一种即可)。

(2)已知分子式为C6H6的结构有多种，其中的两种为

①这两种结构的区别

定性方面(即化学性质方面)：(II)能而(I)不能。

a.被酸性高镒酸钾溶液氧化

b.与滨水发生加成反应

c.与澳发生取代反应

d.与氢气发生加成反应

定量方面(即消耗反应物的量的方面)：1molC6H6与上加成时(I)需消耗氢气moL而(II)

需消耗氢气mol„

②今发现&上还可能有另一种正三棱柱形的立体结构：该结构的二氯代物有种。

(3)蔡也是一种芳香烧，它的分子式是。曲，它的结构简式可能是下列中的=

B.(「,必

DH3C『C%

LZ

H3C

(4)根据第(3)小题中得到的蔡的结构简式，它不能解释蔡的下列事实。

A.蔡不能使酸性高镒酸钾溶液褪色

B.蔡能与压发生加成反应

C.蔡分子中所有原子在同一平面内

D.一澳代蔡(CuHBr)只有2种同分异构体

(5)现代化学认为蔡分子中碳碳之间的键是o

［答案］⑴CH三C一C三C—CH2—CH3(其他合理答案均可)

(2)①ab32②3

(3)C(4)A(5)介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的化学键

【解析】(1)分子式为C6H6,含有两个三键且无支链的链煌的结构简式有CK—C三C—C三C—CL、

CH三C—CH?—CHz—C三CH、CH三C—CH?—C三C—C%、CH=C—C=C—CH2—CH3o

-

(2)①(II)中含有碳碳双键，能发生a、b、d项中的反应，含有—能发生c中的反应，(I)只

H<

能发生c、d项中的反应；与氢气发生加成反应，1mol(I)消耗氢气3mol,而1mol(II)消耗氢气2mol；

②二氯代物中的两个氯原子在同一底面内只有1种结构，在同一侧面内有2种结构，故二氯代物共有3种。

⑶根

据分子式判断只有C项符合。(4)可以视为蔡中含有双键，能发生加成反应，由苯环的结构所决定，所有