芳香烴 高二化學人教版（2019）選擇性必修3

第二章烴第三節(jié)芳香烴在烴類化合物中，有很多分子里含有一個或多個苯環(huán)，這樣的化合物屬于芳香烴，苯是最簡單的芳香烴。一、苯

苯是一種無色、有特殊氣味的液體，有毒，不溶于水。苯易揮發(fā)，沸點80.1℃，熔點5.5℃，常溫下密度0.88g/cm3。苯是一種重要的化工原料和有機溶劑。1.苯的分子結(jié)構(gòu)向兩支各盛有2mL苯的試管中分別加入酸性高錳酸鉀溶液和溴水，用力振蕩，觀察現(xiàn)象。實驗表明，苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，也不與溴水反應。溴在苯中的溶解度比在水中的大，因此苯能將溴從溴水中萃取出來。根據(jù)苯的分子式C6H6

可以推測其分子的不飽和程度很大，應與烯烴、炔烴等不飽和烴具有相似的化學性質(zhì)。但是，以上實驗事實表明，苯的化學性質(zhì)與烯烴和炔烴有很大差別，說明苯分子具有不同于烯烴和炔烴的特殊結(jié)構(gòu)。研究表明，苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，其中的6個碳原子均采取sp2

雜化，分別與氫原子及相鄰碳原子以σ鍵結(jié)合，鍵間夾角均為120°，連接成六元環(huán)（如圖2-11）。每個碳碳鍵的鍵長相等，都是139pm，介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵的鍵長之間。每個碳原子余下的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π鍵，均勻地對稱分布在苯環(huán)平面的上下兩側(cè)（如圖2-11）。2.苯的化學性質(zhì)苯的大π鍵比較穩(wěn)定，在通常情況下不易發(fā)生烯烴和炔烴所容易發(fā)生的加成反應。苯有可燃性，在空氣里燃燒會產(chǎn)生濃重的黑煙。（1）取代反應

苯與溴在FeBr3催化下可以發(fā)生反應，苯環(huán)上的氫原子可被溴原子取代，生成溴苯。

純凈的溴苯是一種無色液體，有特殊的氣味，不溶于水，密度比水的大。

在濃硫酸作用下，苯在50~60℃還能與濃硝酸發(fā)生硝化反應，生成硝基苯。

純凈的硝基苯是一種無色液體，有苦杏仁氣味，不溶于水，密度比水的大。（2）加成反應

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，生成環(huán)己烷。二、苯的同系物苯環(huán)上的氫原子被烷基取代所得到的一系列產(chǎn)物稱為苯的同系物，其通式為CnH2n-6。苯的同系物一般是具有類似苯的氣味的無色液體，不溶于水，易溶于有機溶劑，密度比水的小。常見的苯的同系物及其部分物理性質(zhì)見表2-2。苯的同系物與苯都含有苯環(huán)，因此能在一定條件下發(fā)生溴代、硝化和催化加氫反應。但由于苯環(huán)與烷基的相互作用，苯的同系物的化學性質(zhì)與苯又有所不同。實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象解釋（1）向兩支分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入幾滴溴水，靜置（2）將上述試管用力振蕩，靜置溴水沉到液體底部溴水的密度大于苯和甲苯的密度兩支試管中液體均分層，均是上層為橙紅色，下層幾乎無色苯、甲苯與溴水均不能發(fā)生化學反應，但能夠萃取溴實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象解釋（3）向兩支分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，靜置（4）將上述試管用力振蕩，靜置續(xù)表紫紅色酸性KMnO4溶液沉到液體底部KMnO4溶液的密度大于苯和甲苯的密度苯未使酸性高錳酸鉀溶液褪色，甲苯使酸性高錳酸鉀溶液褪色苯與酸性KMnO4溶液不反應，甲苯與酸性KMnO4溶液反應甲苯分子中含有苯環(huán)和甲基（如圖2-13），因此其化學性質(zhì)與苯和甲烷有相似之處。同時，由于甲基與苯環(huán)之間存在相互作用，甲基使苯環(huán)上與甲基處于鄰、對位的氫原子活化而易被取代，而苯環(huán)也使甲基活化，因此甲苯的化學性質(zhì)又有不同于苯和甲烷之處。結(jié)合苯和甲苯的分子結(jié)構(gòu)特點及上述實驗結(jié)果，分析苯和甲苯的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)有哪些相似點和不同點。甲苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物在加熱條件下可以發(fā)生取代反應，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、對位為主。其中生成三硝基取代物的化學方程式為：2,4,6-三硝基甲苯又叫梯恩梯（TNT），是一種淡黃色晶體，不溶于水。它是一種烈性炸藥，廣泛用于國防、采礦、筑路、水利建設(shè)等。當堂練習1、苯環(huán)結(jié)構(gòu)中，不存在單雙鍵交替結(jié)構(gòu)，可作為證據(jù)的是()①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯分子中碳原子之間的距離均相等③苯在一定條件下與H2加成生成環(huán)己烷④經(jīng)實驗測得鄰二甲苯僅有一種結(jié)構(gòu)⑤苯在FeBr3存在的條件下與液溴發(fā)生取代反應，但不因化學變化而使溴水褪色A．②③④⑤

B．①③④⑤C．①②④⑤