高三化学一轮复习苯及同系物的结构和性质教学案
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1 高三化学一轮复习教学案
第3讲 苯及同系物的结构和性质
【考纲要求】
1．掌握苯的结构和性质、芳香烃的概念。
2．了解甲苯、二甲苯的结构和性质的关系。
3．掌握苯环上的取代反应，苯侧链的氧化、苯环上取代基的位置异构、苯环分子空间结构等知识。
【知识梳理】
一、苯分子的组成和结构
分子式： 最简式（ ） 结构简式： 或（ ）（凯库勒式）
结构特点：
二、苯的性质
1、物理性质
2、苯的化学性质
苯分子的特殊结构决定了苯分子稳定性，常温下苯（ ）与溴水发生加成反应，也（ ）与酸性KMnO4溶液反应，在一定条件下，苯能与Cl2溴单质浓度硫酸，硝酸等发生反应。
①易（ ）
②难（
） ③难氧化：不能被酸性KMnO4溶液氯化 燃烧产生大量的浓烟（ ）（写方程式）
思考：通过怎样的实验证明苯分子中不存在碳碳单键、碳碳双键交替的结构？
三、苯的同系物 1、①芳香烃：环烃中分子中有（ ）的称为芳香烃
②苯的同系物：苯分子中的一个或几个氢原子被（ ）取代的产物
通式26(6)nnCHn
③芳香族化合物：分子里含有一个或多个苯环的化合物
如： 等
④芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物的关系 +（ ） —Br+（ ） Fe
+（ ） —NO2+（ ） 浓H2SO4
55℃—60℃
+（ ） —SO3H+（ ） △
+（ ） 催化剂
加热、加压
─OH ─NO2
2 2、苯的同系物的物理性质
苯的同系物一般为无色液体，具有特殊气味，有毒，（ ）于水，密度比相对分子质量相近的烷烃及烯烃的（ ），但小于1，其中甲苯、二甲苯常用作有机溶剂.
3、苯的同系物的化学性质
苯的同系物中含苯环和烷基，二者共同影响，使苯的同系物的性质不是苯和烷烃的性质的简单相加。苯的同系物的化学性质与苯相似。
①取代（比苯更容易侧链对
的影响）
硝化： 说明：a在—CH3作用下，苯环活泼性（ ）可被—NO2取代3个位置上的氢（两邻一对）
b产物叫三硝基甲基，又叫TNT，黄色炸药
c浓H2SO4 作用：催化剂，脱水剂
溴代：
（苯环上的H被取代）
说明：产物除 外,还有 两种,可见苯环受甲基的影响,
不同位置的碳原子上氢的（ ）不同.
（烃基上的氢被取代）
②氧化反应
被 ++44KMnO(H):KMnO(H)氧化使 色
（苯环对 的影响）
说明：a烷烃不被KMnO4（H+）氧化，但苯的同系物中，由于苯环的影响使烷基活泼性（ ）被KMnO4（H+）氧化为（ ）基（—COOH）
b若烷基不是一个碳时，氧化时也只氧化靠近苯环的碳原子
若靠近苯环上的碳原子无氢原子，则（ ）被KMnO4（H+）氧化
c、若苯环上有n个烃基，则氧化后得到n元酸。
如：
思考：鉴别苯与甲苯的方法？
—CH2CH3 —COOH KMnO4（H+） 3 ③加成反应
说明：①苯及其同系物能将溴水中的溴萃取，但不能发生加成反应，萃取了溴的苯或苯的同系物在上层，呈橙色，水在下层。
②发生加成反应，苯及其同系物比烯烃、炔烃困难。
四、苯的同系物同分异构现象
书写苯的同系物的同分异构体时，苯环不变，变取代基的位置，变取代基碳链的长短。
如C9H12对应的苯的同系物有以下八种同分异构体。
（ ） （ ） （ ）（ ）
思考：写出分子式：C8H10的苯的同系物的同分异构体的结构简式
五、取代反应断键规律
1．卤代反应 断键规律：断C-H键 (A)烷烃的卤代 反应条件：光照、液溴（纯态）
方程式：
(B)苯的卤代反应条件：催化剂（Fe3+)、液溴
方程式：
(C)苯的同系物的卤代 反应条件：催化剂、液溴
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受侧链的影响而变得活泼。
(D)酚的卤代 反应条件：浓溴水
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受羟基的影响而变得很活泼。
(E)醇的卤代 断键规律：断C-O键
反应条件：浓硫酸作催化剂和吸水剂
方程式：
2．硝化反应 断键规律：断C-H键
(A)苯的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂,水浴加热到55℃-60℃。
方程式：
(B)苯的同系物的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂。加热。
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受侧链的影响而变得活泼。 CH3—CH—CH3 │
CH2—CH2—CH3 │ CH2—CH3 │ │ CH3 CH2—CH3 │ CH3 — 4 (C)酚的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂。加热。
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受羟基的影响而变得很活泼。
3．磺化反应 断键规律：断C-H键
反应条件：水浴加热到70℃-80℃
方程式：
4．酯化反应 断键规律：断C-O和O-H键
(A)一元酸与一元醇的酯化
方程式：
(B)二元酸与一元醇的酯化
方程式：
(C)二元酸与二元醇的酯化
(a)成链酯
方程式：
(b)成环酯
方程式：
(c)成聚酯
方程式：
(D)羟基酸的酯化
(a)成链酯
方程式：
(b)成环酯
方程式：
(c)成聚酯
方程式：
(E)无机酸与一元醇的酯化
方程式：
(F)无机酸与多元醇的酯化
方程式：
5．水解反应
(A)卤代烃的水解
断键规律：断C-X键 方程式：
(B)酯的水解
断键规律：断C-O和O-H键，
方程式：
6。其它取代反应
(A)乙炔的的制取 断键规律：断离子键 方程式：
(B)乙醇脱水 断键规律： 断O-H键 方程式： 5 (C)脱羧反应 断键规律：断C-C键 方程式：
7.以苯的实验为基础的有机实验网络
(1)溴苯制取实验——长导管的作用——带有长导管的实验： .
(2)硝基苯的制取实验——水浴加热——需水浴加热的实验：
等。
(3)硝基苯的制取实验——温度计的使用——需要使用温度计的实验： 等。
(4)苯与甲苯的鉴别——酸性高锰酸钾溶液——能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的物质：
。
(5)苯与苯酚的分离——分液或分馏——分馏和分液的操作过程——常见的分离方法
。
【例题解析】
一、关于苯分子结构的考查
例1苯环结构中，不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，可以作为证据的事实是：
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；②苯中碳碳键的键长均相等；③苯能在加热和催化剂存在的条件下跟H2加成生成环已烷；④经实验测得邻二甲苯仅有一种结构；⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应，但不因化学变化而使溴水褪色（ ）
A、②③④⑤ B、①③④⑤ C、①②④⑤ D、①②③④
二、关于同分异构体的考查
例2 二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体，可以用还原法制得三种二甲苯，它们的熔点分别如下：
六种溴二甲苯的熔点/℃ 234 206 213 204 214 205
对应还原二甲苯的熔点/℃ 13 —54 —27 —54 —27 —54
由此可推断熔点为234℃的分子的结构简式为 ，熔点为—54℃的分子的结构简式为 。
三、关于实验的考查
例3 实验室用如图所示装置进行苯与溴反应的实验，请回答下列问题。
（1）若装置中缺洗气瓶，则烧杯中产生的现象无法说明苯与溴的反应是取代反应，理由是：
（2）反应后得到的粗溴苯中溶有少量的苯、溴、三溴苯、溴化铁和溴化氢。可通过以下操作除去：①水洗；②碱洗；③水洗；④干燥；⑤……。其中，操作②碱洗的目的是
