第五节苯和芳香烃[教学目的要求]1．使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的化学性质。
2．使学生了解芳香烃的概念。
3．使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。
[本节教学重点]苯的主要化学性质以及子结构的关系。
苯的同系物的主要化学性质。
[本节教学难点]苯的化学性质与分子结构的关系[知识讲解]一、苯的结构分子式：_________，结构式：_________可简写为：________或_______。
分子构型：某分子中所有的C、H原子都处于__________上（具有_______形结构），苯分子中不存在一般的C=C键。
苯环中所有的碳原子间的键完全相同，是一种介于C—C和C=C之间的独特的键，键间的夹角为______。
苯和甲烷、乙烯、乙炔都属于_______性分子。
二、苯的物理性质苯是____色、带有______气味的液体，_____溶于水，密度比水____，熔、沸点较______，且苯有毒。
说明：由于苯的熔点较低，只有 5.5℃，因此有关苯的实验若需加热，一般用水浴加热，而不用酒精灯直接加热。
苯是致癌物质，主要损害人的中枢神经和肝功能，尤其是危及血液和造血器官，易引起白血病和感染败血症等疾病。
三、苯的化学性质由于苯分子中C、C原子间的键介于C=C和C—C之间，其结构上既类似于饱和烃，又类似于烯烃，因此苯兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。
但苯的性质比不饱和烃稳定，具体表现在苯较易发生取代反应(但比烷烃的取代反应要困难些，因苯的取代反应一般需催化剂或加热等条件)，较难发生加成反应，难以发生氧化反应(除燃烧外)。
1、不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能使溴水褪色——说明苯具有类似饱和烃的性质，即通常情况下较稳定。
说明：苯和溴水混合后，由于苯的密度比水小，且不溶于水，而溴在水中的溶解度较小，且易溶于有机溶剂(如苯等)，这样混合液振荡后，本来无色的上层——有机苯层，较变为橙红色，而本来黄色的下层——无机水层，则转变为无色。
2、取代反应1)卤代反应——苯环上的氢原子被卤原子(X)取代。
说明：①X2须用纯的单质，不能用卤素(X2)的水溶液。
②苯的卤代反应产物一般只考虑其—取代的产物，而不同于烷烃的卤代反应产物——多种多元卤代烃同时共存。
③苯环上一个氢原子被取代时，仍需一个卤素(X2)分子，同时生成1个HX分子，和烷烃的取代反应的这一特点相同。
④溴苯是一种无色油状液体，密度比水大，且不溶于水。
⑤该反应中常会看到液面上有大量白雾出现，这是由于生成的HBr不溶于该体系中的液体，而挥发到空气中形成了酸雾。
2)硝化反应——苯环上的氢原子被硝基(—NO2)所取代。
说明：①反应中的用的HNO3、H2SO4都是浓溶液，不用稀溶液。
②浓H2SO4的作用：催化剂、吸水剂。
③该反应的温度一般用55～60℃，不能太高、太低。
用温度太低，反应速率较小，而温度太高时，苯易于挥发，且浓HNO3易分解，同时还易发生更多的副反应。
④硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色油状液体，密度比水大，且不溶于水。
⑤硝基苯在写结构简式时，硝基(—NO2)中应是氮原子与苯环上的碳原子相连，而不能写成氧原子与碳原子相连。
如硝基苯还可写成O2N—不能写成NO2—⑥注意比较“—NO2”、“NO2—”、“NO2”三种表示形式的异同。
相同点：都由一个氮原子和两个氧原子构成。
不同点：“—NO2”表示硝基，是一种中性基团，不能单独稳定存在，短线“—”与氮原子相连。
也可写成“O2N —”。
“NO2-”表示亚硝酸根离子，是带一个单位负电荷的阴离子，也不能单独稳定存在，短线“—”只能写在基团“NO2”的右上角。
“NO2”表示二氧化氮气体分子，是一种中性物质，可以单独稳定存在，在其周围不能标出短线“—”。
3）磺化反应——苯环上的氢原子被硫酸分子里的磺酸基（—SO3H）所代替。
说明：①苯磺酸是一种一元强酸。
②该反应的逆向强度较大，一般用“”表示，而其他有机反应常用“→”表示。
③苯磺酸在写结构简式时，磺酸基(—SO3H)中应是硫原子与苯环上的碳原子相连，而不能写成其它原子(O或H)与碳原子相连，如苯磺酸也可写成HO3S—,但不能写成SO3H—④注意比较“—SO3H”与“HSO3—”两种表示形式的异同。
相同点都由一个硫原子、三个氧原子及一个氢原子构成。
不同点：“—SO3H”表磺酸基，是一种中性基团，不能单独稳定存在，短线“—”只能与硫原子连，也可写成“HO3S—”。
而“HSO3-”表示亚硫酸根离子，是带一个单的负电荷的阴离子，也不能单独稳定存在，短线“—”只能写在基团“HSO3的右上角。
3、加成反应——说明苯具有不饱和烃(烯烃)的性质，此时苯可看作含三个C=C考虑，即苯与H2完全加成时其物质的量之比为1:3。
说明：①苯的加成反应在中学里常见的就是苯与H2的加成，而不考虑苯与其它物质的加成。
②苯与H2的加成比烯烃的加成要困难些，因其苯环上C、C间的键不具有典型C=C的特性。
4、氧化反应——仅指燃烧现象：火焰明亮，有浓烟(与C2H2燃烧的现象相似)说明：①苯与乙炔分子的最简式相同：CH，即它们C、H元素的质量分数都相同，因而燃烧的现象相同。
②应用：该燃烧的现象可区别苯与己烷等烷烃液体。
③有关烃中若计算得到的C、H原子数比为1:1时，常首先考虑到乙炔或苯这两种情况。
四、苯的用途苯是一种重要的化工原料，它广泛用于合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料和香料等，也是常用的有机溶剂。
五、苯的同系物1、概念：_______________________________________-。
2、通式：_______________________说明：烃分子符合上面的通式时，一般只考虑其为苯的同系物，而不考虑其它结构。
3—CH3甲苯(C7H8) C2H5乙苯(C8H10)邻—二甲苯(C8H10) 间一二甲苯(C8H10)3H3C CH3对一二甲苯(C8H10)333说明：①表示的是同一种物质，而不是同分异构体。
②分子式为C 8H 10的苯的同系物共用四种结构。
4、同分异构体——分子式符合C n H 2n-6的苯的同系物在写其同分异构体时，先确定苯环结构，再把余下的基团先当作一个取代基，再当作两个取代基（此时从邻、间对三种情况考虑），然后当作三个取代基考虑，依此递推下去。
如分子式C 9H 12的苯的同系物的同分异构体有：说明：同分异构体中，一般地分子结构越对称，分子的极性越小，其沸点越低。
如三种二甲苯的沸点：邻—二甲苯>间—二甲苯>对一二甲苯。
5、化学性质——由于苯环和侧链的相互影响，苯的同系物的化学性质与苯既有不同之处，也有相同之处。
1)不能使溴水褪色——与苯相似，只发生萃取作用。
2)氧化反应A 、能使酸性KMnO 4溶液褪色——这是由于苯环对侧链的影响，使侧链较易被氧化：说明：①该性质可区别苯与苯的同系物。
②不能使溴水褪色而能使酸性KMnO 4溶褪色的烃，常见的只有苯的同系物这种类型。
苯杂质，可采取先向样品中加入足量的KMnO 4的NaOH 溶液中和生成的 ，最后用分液漏斗分离出的上层即为苯。
B)燃烧—现象：产生带浓烟的火焰。
3)取代反应：A 、卤代反应说明：①苯的同系物的卤代反应与条件有关。
在光照条件下，一般是苯环侧链上的氢原子被取代，产物主要为多元卤代烃的混合物。
而在某些催化剂的作用下，一般是苯环上的氢原子被取代，产物主要是一元取代。
②二甲苯苯环上的某一种卤素的一取代物共有6种结构，其中邻—二甲苯的一取代物有两种结构，间—二甲苯的一取代物有3种结构，对—二甲苯的一取代物只有一种结构。
COO 3 3 3B、硝化反应：说明：①甲苯与HNO3的硝化反应，主要产物为三取代，而苯的硝化反应，产物主要是一取代。
②注意苯环上三个硝基(—NO2)的位置及写法。
三个硝基(—NO2)均处于彼此的间位上，且都是氮原子与苯环上的碳原子相连。
③TNT是一种淡黄色的晶体，不溶于水。
它是一种烈性炸药，常用于国际开矿，筑路、兴修水利等。
[典型例题]例1、由烃的分子量为128，则该烃可能的分子式为。
例2、将下列各种液体分别与溴水混合并振荡。
不能发生反应，但静置后溶液分液，且溴水层几乎无色的是（）A、CCl4B、戊烯C、苯D、酒精例3、下列各组物质中，可以用分液漏斗分离的是（）A、液溴和溴苯B、溴苯和苯C、硝基苯和水D、苯和硝基苯例4、用式量为43的烷基取代甲苯苯环上的1个氢原子，所得芳香烃产物的数目为（）A、3B、4C、5D、6 [练习]1、苯环结构中不存在C—C与C=C的简单交替结构，可以作为证据的事实是（）①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯不能使溴水因化学反应而褪色③经实验测定只有一种结构的邻二甲苯④苯能在加热和催化剂条件下氢化成环己烷⑤苯中相邻C、C原子间的距离都相等。
A、只有①②B、只有④⑤C、只有①②⑤D、只有①②③⑤2、下列说法正确的是（）A、芳香烃都符合通式C n H2n-6(n≥6)B、芳香烃属于芳香族化合物C、芳香烃都有香味，因此得名D、分子中含苯环的化合物都是芳香烃3、下列物质中由于发生化学反应，既能使酸性KMnO4溶液褪色，又能使溴水褪色的是（）A、戊炔B、苯C、甲苯D、己烷4、以下物质可能属于芳香烃的是（）A 、C 17H 26B 、C 8H 12 C 、C 8H 10D 、C 20H 365、可用来提取含有杂质Br 2的溴苯的试剂是（ ）A 、水 BC 、NaOH 溶液D 、苯6、苯乙烯的结构简式为： 2，将ag 聚苯乙烯树脂溶于bg 苯中，然后通入 cmol 乙炔气体，则充分混合后，所得产物中C 、H 两种元素的质量比是（ ）A 、12:1B 、6:1C 、8:3D 、1:127、四苯甲烷： C(C 6H 5)4 的一溴取代物有多少种（ ）A 、1种B 、2种C 、3种D 、4种8、某苯的同系物的分子式为C 11H 16，测定数据表明，分子中除含苯环外不再含其他环状结构，分子中还含有两个—CH 3，两个—CH 2—和一个—CH —。
则该分子由碳链异构所形成的同分异构体，有（ ）A 、3种B 、4种C 、5种D 、6种9、平面环状结构的(BH 2N)3称为无机苯，它和苯的结构相似(如下图)，则无机苯的二氯代物的同分异构体有（ ）A 、2种B 、3种C 、5种D 、4种 10、下列各组内物质不论以任何比例混合，只要当混合物的质量一定时，混合物完全燃烧后生成的二氧碳量不变的是（ ）A 、甲苯和乙苯B 、乙烯和丁烯C 、乙炔和乙烯D 、乙炔和苯二、填空题11、分子式为C 8H 10的芳香烃，苯环上的一氯取代物只有1种，该芳香烃的结构简式为 ，名称是 。
若芳香烃C 9H 12的苯环上的一氯取代物只有：①1种结构时，则其结构简式为②2种结构时，则其结构简式可能为③3种结构时，其结构简式可能为 。
