芳香烴-2022-2023學年高二化學期中期末復習（人教版2019選擇性必修3）

微專題04芳香燃

考點1苯的兩個重要實驗

［典例1］某化學課外小組用下圖裝置制取澳苯。

先向分液漏斗中加入苯和液浸，再將混合液慢慢滴入反應器A(A下端活塞關閉)中。

(1)寫出A中反應的化學方程式o

(2)觀察到A中的現象是o

(3)實驗結束時，打開A下端的活塞，讓反應液流入B中，充分振蕩，目的是

，寫出有關的化學方程式o

(4)C中盛放CC14的作用是o

(5)能證明苯和液澳發(fā)生的是取代反應，而不是加成反應，可向試管D中加入AgNCh溶

液，若產生淡黃色沉淀，則能證明。另一種驗證的方法是向試管D中加入

___________________________________,現象是o

［解析］本題主要考查謨苯制備過程中的具體實驗知識。由于苯、液溟的沸點較低，且反

+Br2三+HBr

應\=/、=/為放熱反應，故A中觀察到的現象為：反應液微

沸，有紅棕色氣體充滿A容器。HBr中混有的Bn在經過CC14時被吸收；在制備的澳苯中常

混有Br2,一般加入NaOH溶液中，因發(fā)生反應Bn+2NaOH=NaBr+NaBrO+HzO而除去。

若該反應為取代反應則必有HBr生成，若為加成反應則沒有HBr生成，故只需檢查D中是否

含有大量H+或Bd即可。

C+Br?旦GpBr+HBr

［答案KDDD

(2)反應液微沸，有紅棕色氣體充滿A容器

(3)除去溶于漠苯中的澳Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O(或3Br2+

6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O)

(4)除去澳化氫氣體中的濱蒸氣

(5)石蕊試液溶液變紅色(其他合理答案也對)

［易錯提醒］澳易揮發(fā)，干擾HBr檢驗。

［典例2］

實驗室用苯和濃硝酸、濃硫酸發(fā)生反應制取硝基苯的裝置如圖所示。請回答下列問題:

(1)反應需在50?60℃的溫度下進行，圖中給反應物加熱的方法是,其優(yōu)點是

和O

(2)在配制混合酸時應將加入中去。

(3)該反應的化學方程式是。

(4)由于裝置的缺陷，該實驗可能會導致的不良后果是o

(5)反應完畢后，除去混合酸，所得粗產品用如下操作精制：

①蒸僧②水洗③用干燥劑干燥④用10%NaOH溶液洗

正確的操作順序是(填序號)。

［解析］(1)反應條件中加熱溫度在100℃以下時，可以采用水浴加熱法，此方法優(yōu)點在于

使反應物受熱均勻，且易于控制溫度。(2)配制混合酸時，應將濃硫酸加入濃硝酸中去。(4)由

于缺乏冷凝回流裝置，苯、濃硝酸等受熱易揮發(fā)，造成環(huán)境污染。(5)結合苯、硝基苯、濃硫

酸、濃硝酸的物理化學性質，可知粗產品先用水洗去多數酸液，再用10%的NaOH溶液洗去

水洗未洗凈的少量酸液，然后再水洗去NaOH溶液，經過干燥得到苯與硝基苯的混合物，再

經蒸儲即可得到純凈的硝基苯。

［答案］(1)水浴加熱便于控制溫度受熱均勻

(2)濃硫酸濃硝酸

濃硫酸彳、—N(),

+HNO3---------------->I廠、"2+H,()

(3)O50-60I

(4)苯、濃硝酸等揮發(fā)到空氣中，造成污染

(5)②④②③①

［易錯提醒］(1)苯和硝酸易揮發(fā)。

(2)混酸配制類比濃硫酸稀釋。

［關鍵能力］

苯的兩個重要實驗

1.鹵代反應——澳苯的實驗室制法

+BrBr+HBr

實驗原理2

澳苯是無色液體，不溶于水，密度比水大。

實驗方案裝置步驟

a.安裝好裝置，檢查氣密性；

1b.把苯和少量液態(tài)漠放在燒瓶中；

月V紫、液溟、

C.加入少量鐵屑作催化劑；

水d.用帶導管的橡膠塞塞緊瓶口

a.常溫時，很快看到在導管口附近出現白霧(漠化氫遇水

蒸氣形成)；

b.反應完畢后，向錐形瓶內的液體滴入AgNCh溶液，

實驗現象

有淡黃色濱化銀沉淀生成；

C.把燒瓶中的液體倒入盛有水的燒杯中，燒杯底部有褐

色不溶于水的液體出現

2.硝化反應——硝基苯的實驗室制法

濃硫酸

+HO—NO,-----^N()+H(：

\=/_50-60*0\=/22

實驗原理

硝基苯是無色、有苦杏仁呀t的油狀液體，密度比水大，不溶

于力:,有毒。

實驗方案裝置步驟

a.安裝好裝置，檢查氣密性；

b.配制混合酸：先將1.5mL濃硝酸注入大試管中，再慢慢注

苯和濃JJJL入2mL濃硫酸，并及時搖勻和冷卻；

5001c

的&混J合飛m器盟r^*

c.向冷卻后的混合酸中逐滴加入1mL苯，充分振蕩，混合

物B

均勻；

d.將大試管放在50?60℃的水浴中加熱

將反應后的液體倒入一個盛有水的燒杯，可以觀察到燒杯底

實驗現象

部有黃色油狀物質生成

考點2苯與苯的同系物化學性質的比較

［典例3］苯的同系物中，有的側鏈能被酸性KMnCU溶液氧化，生成芳香酸，反應如下:

(R、R'表示烷基或氫原子)

(1)現有苯的同系物甲、乙，分子式都是CioH小甲不能被酸性KMnCU溶液氧化為芳香

酸，它的結構簡式是;乙能被酸性KMnCU溶液氧化為分子式為C8H6。4的芳香酸，

則乙可能的結構有種。

(2)有機物丙也是苯的同系物，分子式也是CioHw它的苯環(huán)上的一澳代物只有一種，試

寫出丙所有可能的結構簡式：

［解析］(1)據題目信息，苯的同系物能被氧化為分子式為C8H6。4的芳香酸(二元酸)，說明

苯環(huán)上有2個側鏈，可能是2個乙基，也可能是1個甲基和1個丙基，而丙基又有2種結構

CH3

I

(―CH2cH2cH3和—CH-CH：、2個側鏈在苯環(huán)上的位置又有鄰位、間位和對位3種可能，

故分子式為CIOHM、有兩個側鏈能被酸性KMnCh溶液氧化的苯的同系物有3X3=9(種)可能的

結構。

(2)分子式為。0日4的苯的同系物的苯環(huán)上的一澳代物只有一種，說明其苯環(huán)上可能只有

2個相同側鏈且位于對位，或有4個相同的側鏈。

［易錯提醒］與苯環(huán)相連的碳原子有H才能被氧化

［關鍵能力］

苯和苯的同系物化學性質比較

由于苯環(huán)與側鏈的相互影響，使苯的同系物的化學性質與苯的化學性質，既有相似之

處又有不同之處。比較如下:

(1)燃燒：燃燒時火焰明亮并伴有濃煙，燃燒通式：

,3〃一3占、燃?

C?H2?-6+-y—02a必〃C02+(〃-3)H2O

與苯的化學性質相似之

(2)取代反應：能與鹵素單質(X2)、濃硝酸等發(fā)生取代反應

處

(3)加成反應：與H2等發(fā)生加成反應，如

rrCH^+3H,J^n-CH3

與苯的化學性質不同之(1)由于苯環(huán)上側鏈的影響，使苯的同系物的苯環(huán)上的氫原子的活

處性增強，發(fā)生取代反應的位置不同。例如：

)+HC1

+HC1

+H2()

⑵甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化而使其溶液褪色，而苯不能被

酸性KMnCU溶液氧化。該性質可用于鑒別苯和苯的同系物。

注意：只有與苯環(huán)直接相連的碳原子上含有氫原子時，苯的同系

物才能被酸性KMnCU溶液氧化，否則不能被氧化。

［提升1］下列有關甲苯的實驗事實中，能說明側鏈對苯環(huán)性質有影響的是（）

A.甲苯與硝酸反應生成三硝基甲苯

B.甲苯能使酸性高銹酸鉀溶液褪色

C.甲苯燃燒產生帶濃煙的火焰

D.1mol甲苯與3molH2發(fā)生加成反應

［解析］苯與硝酸反應只引進一個一NO2,甲苯與硝酸反應，可以引進三個一NO2,說明側

鏈活化了苯環(huán)上的氫原子。

［答案］A

［提升2］分子組成為C9H12的苯的同系物，已知苯環(huán)上只有一個取代基，下列說法中正確

的是（）

A.該有機物不能發(fā)生加成反應，但能發(fā)生取代反應

B.該有機物不能使酸性KMnO4溶液褪色，但能使澳水褪色

C.該有機物分子中的所有原子可能在同一平面上

D.該有機物的一溟代物最多有6種同分異構體

［解析］A項，苯環(huán)可發(fā)生加成反應，錯誤；B項，苯的同系物可使酸性KMnO4溶液褪色,

不能使濱水因反應而褪色，錯誤；C項，由于苯的同系物C9H12的側鏈為烷炫基(一C3H7),故

1456

2QJ-CH2—CH2—CH3

不可能所有原子共平面，錯誤；D項，若C9H時的結構簡式為2,

145

3UT|CH,

2CH3

其一謨代物有6種，若結構簡式為5,其一澳代物有5種，正確。

［答案］D

［歸納總結］

(1)苯的同系物特點：一個苯環(huán)、連接烷基。

(2)芳香煌的性質特點為：易取代難加成。

(3)苯的同系物與酸性KMnCU溶液反應的注意點：苯的同系物中，不管側鏈煌基的碳鏈有

多長，只要側鏈煌基中與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子，它就能被酸性KMnCU溶液氧化

而使酸性KMnO4溶液褪色，側鏈炫基通常被氧化為竣基。

考點3芳香煌的空間結構和同分異構體

［典例4］有下列有機物：①CH2=CH2②CH3—C三CH

④

請分析回答：

(1)上述有機物中所有原子可能共面的有(填序號)。

(2)②中共線原子有個。

⑶⑤中最多共面原子有個。

［提示］(1)①③(2)4⑶17

［典例5］寫出分子式為C9H12的所有芳香煌同分異構體，并命名。

［核心突破］

1.有機物分子的共面、共線問題分析與判斷

(1)四種代表物的空間結構：甲烷的四面體結構(其中3個原子共面)，乙烯的6原子共面結

構，乙煥的4原子共線結構，苯的12原子共面結構。

(2)判斷方法

①分子中出現飽和碳原子，整個分子不共面。

\/

②分子中出現一個C=C，至少有6個原子共面。

/\

③分子中出現一個一C三C一,至少有4個原子共線。

④分子中出現一個苯環(huán)，至少有12個原子共面。

2.苯的同系物的同分異構體及命名

一取代基的異構體

(1)同分異構體——取代基的個數

匚苯環(huán)上的位置(鄰、間、對)

(2)命名

①編序號：以最簡取代基苯環(huán)上的碳原子為1號，且使取代基序號和最小。

②寫名稱：例如1,3-二甲基2乙基苯。

c=c—CH=CH—CH;

［提升I1某煌的結構簡式為j,有關其結構說法正確的是（）

A.所有原子可能在同一平面上

B.所有原子可能在同一條直線上

C.所有碳原子可能在同一平面上

D.所有氫原子可能在同一平面上

［答案］C

［解析］該分子可表示為

a+b

根據乙烯、苯為平面結構，乙烘為直線形結構，CH4為四面體結構及單鍵能繞鍵軸旋轉,