第3课时 苯、苯的同系物及其性质
1.下列实验能获得成功的是（ ）
A.用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯
B.加浓溴水然后过滤，可除去苯中少量己烯
C.苯、溴水、铁粉混合制成溴苯
D.用分液漏斗分离己烷和苯的混合物
2.有关苯的结构和性质，下列说法正确的是（ ）
A.与不是同一种物质，因为苯分子中碳碳双键、碳碳单键交替排列
B.苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟，说明苯组成中含碳量较高
C.煤干馏得到的煤焦油可以分离出苯，苯是无色无味的液态烃
D.向2 mL苯中加入1 mL溴的四氯化碳溶液，振荡后静置，可观察到液体分层，上层呈橙红色
3.某芳香烃分子式为C10H14，经测定分子中除含苯环外还含两个—CH3和两个—CH2—，则符合条件的同分异构体有（ ）
A.3种 B.4种
C.6种 D.9种
4.甲苯的转化关系如图所示（部分产物未标出）。下列说法正确的是（ ）
A.反应①的主要产物是
B.反应②说明甲基使苯环上的氢原子易被取代
C.反应③的两种物质刚混合时分层，上层呈紫红色
D.反应④的产物的一氯代物有4种
5. 在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的熔、沸点如表：
对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 苯
沸点/℃ 138 144 139 80
熔点/℃ 13 －25 －47 6
下列说法正确的是（ ）
A. 该反应属于加成反应
B.甲苯的沸点高于144 ℃
C.用分液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
6.烷基取代苯（）可被酸性高锰酸钾溶液氧化为（苯甲酸），但若烷基（—R）中直接与苯环相连接的碳原子上没有氢原子，则不能被氧化得到苯甲酸。据此判断，分子式为C11H16的一烷基取代苯可以被氧化为苯甲酸的同分异构体共有（ ）
A.6种 B.7种
C.8种 D.9种
7.向苯的同系物乙苯（）中加入少量的酸性高锰酸钾溶液，振荡后褪色；而向苯（）中加入酸性高锰酸钾溶液或把乙烷（C2H6）通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液均不褪色，下列解释正确的是（ ）
A.苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B.苯环受侧链的影响易被氧化
C.侧链受苯环的影响易被氧化
D.由于苯环和侧链之间的影响均易被氧化
8.蒽与苯炔反应生成化合物X（立体对称图形）的过程如图所示：
（1）蒽与X都属于 （填字母）。
a.环烃 b.烃 c.不饱和烃
（2）苯炔的分子式为 ，苯炔不具有的性质是 （填字母）。
a.能溶于水 b.能发生氧化反应
c.能发生加成反应 d.常温常压下为气体
（3）下列属于苯的同系物的是 （填字母）。
A. B.
C. D.
9.下列说法中正确的是（ ）
A.、、都是苯的同系物
B.苯和甲苯都能发生取代反应
C.的一氯代物有8种
D.甲苯和苯乙烯都能使溴水褪色，两者褪色原理相同
10.某有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4，不能与溴水反应，却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在Fe存在时与液溴反应，能生成两种一溴代物。该有机化合物可能是（ ）
A.CH≡C—CH3 B.
C.CH2CHCH3 D.
11.一种生产聚苯乙烯的流程如图，下列叙述不正确的是（ ）
A.①是加成反应
B.乙苯和氢气加成后的产物的一氯代物最多有6种
C.鉴别乙苯与苯乙烯可用酸性高锰酸钾溶液
D.乙烯和聚苯乙烯均可以和H2发生加成反应
12.以下是用苯作为原料制备一系列化合物的转化关系图。
已知：
回答下列问题：
（1）C中所含官能团名称为 。
（2）由D生成的反应类型为 。
（3）分子中最多有 个原子共面。
（4）D分子中苯环上的任意两个氢原子被氯原子取代后，得到的二氯代物有 种同分异构体。
（5）已知：R—BrR—OH（R表示烃基），苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著的影响，根据上述转化关系，若以苯环为原料有以下合成路线，则F的结构简式为 。
FG
13.某校学生用如图所示装置进行实验，以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。
回答下列问题：
（1）仪器A的名称是 ，冷凝管所起的作用为冷凝回流蒸气，冷凝水从 （填“a”或“b”）口进入。
（2）实验开始时，关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液，反应开始，Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
（3）能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是 ；若把Ⅲ中洗气瓶内的硝酸银溶液换为 （填试剂名称），当出现 现象也能说明发生取代反应。
（4）四个实验装置中能起到防倒吸的装置有 （填装置编号）。
（5）将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。
①用蒸馏水洗涤，振荡，分液；②用5％的NaOH溶液洗涤，振荡，分液；③用蒸馏水洗涤，振荡，分液；④加入无水氯化钙干燥；⑤ （填操作名称）。
第3课时 苯、苯的同系物及其性质
1.A 溴水与苯混合后苯会萃取溴水中的溴使溴水褪色，溴的苯溶液在上层，溴水与CCl4混合后分层，CCl4会萃取溴水中的溴使溴水褪色，溴的CCl4橙红色溶液在下层，己烯与溴发生加成反应使溴水褪色，现象各不相同，所以用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯，A正确；溴水与己烯发生加成反应生成的二溴己烷可溶于苯中，无法过滤分离，B错误；苯与溴水不反应，苯、液溴、铁粉混合制成溴苯，C错误；己烷和苯互溶，不可用分液法分离，D错误。
2.B 与是同一种物质，说明苯环中不是碳碳双键、碳碳单键交替排列；苯的分子式为C6H6，含碳量大，在空气中不易完全燃烧，燃烧时冒浓烟；苯具有特殊气味，为液态烃；四氯化碳与苯互溶，苯与溴的四氯化碳溶液混合后振荡、静置，溶液不分层。
3.C 芳香烃分子式为C10H14，分子式符合通式CnH2n－6（n≥6），可知该芳香烃分子中只有一个苯环，侧链为饱和烃基，属于苯的同系物；除含苯环外还含两个—CH3和两个—CH2—，则苯环上含2个侧链，若为—C1H3、—CH2CH2CH3，在苯环上存在邻、间、对3种位置关系，有3种；若为—CH2CH3、—CH2CH3，在苯环上存在邻、间、对3种位置关系，有3种；共6种，故选C。
4.B 由题图可知，反应①为甲苯在光照下进行取代，氯原子应在甲基上发生取代反应，A错误；反应②中甲苯的邻位和对位上的氢原子同时被取代，说明甲基使苯环上的氢原子易被取代，B正确；甲苯的密度小于水，高锰酸钾溶液层在下方，刚混合时分层，下层呈紫红色，C错误；由题图可知，反应④的产物为甲基环己烷，含有5种等效氢，即一氯代物有5种，D错误。
5.D 根据题意，该反应属于取代反应，A错误；苯的同系物中，其沸点与相对分子质量有关，相对分子质量越大，沸点越高，甲苯的沸点应该在80～138 ℃之间，B错误；苯属于有机溶剂，与甲苯、二甲苯互溶，不能用分液的方法分离，可以用蒸馏的方法分离，C错误；根据表中数据可知，对二甲苯在常温下为液态，温度低于13 ℃时为固态，且熔点均高于其他有机成分，可以用冷却结晶的方法分离出来，D正确。
6.B 由题意可知，分子式为C11H16的一烷基取代苯的苯环上只有一个侧链，即苯环上有一个戊基。戊基共有8种结构，即分子式为C11H16的一烷基取代苯有8种同分异构体，其中不能被氧化为苯甲酸，选B。
7.C 乙烷（C2H6）和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙烷、苯不能被其氧化，而乙苯可以使酸性KMnO4溶液褪色，并被氧化为，说明苯环的存在，影响了烷基的活性，使烷基易被氧化。
8.（1）abc （2）C6H4 ad （3）D
解析：（1）蒽和X都只含C、H两种元素，都有环状结构，且都含有不饱和碳原子，故a、b、c项均正确。（2）由苯炔的结构简式，结合碳的四价结构，可确定其分子式为C6H4。烃都不溶于水，常温常压下是气体的烃的碳原子数一般不超过4，因苯炔分子内含有不饱和键，可以发生氧化反应、加成反应。（3）苯的同系物分子中只有一个苯环，且侧链均为烷基，满足条件的只有D项。
9.B 苯的同系物指的是仅含一个苯环且苯环上的侧链均为烷基的芳香烃，故、都不是苯的同系物，A项错误；苯和甲苯均可在一定条件下发生取代反应，B项正确；是具有对称结构的芳香烃，故其一氯代物只有4种，C项错误；甲苯使溴水褪色是由于甲苯将溴单质从溴水中萃取出来，发生的是物理变化，苯乙烯使溴水褪色是由于苯乙烯与溴单质发生了加成反应，发生的是化学变化，可见两者褪色原理不同，D项错误。
10.B 有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4，可排除C项；又因其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍，则其相对分子质量为120，只有B项和D项符合题意；D项在Fe存在时与液溴反应能生成四种一溴代物，B项在Fe存在时与液溴反应能生成两种一溴代物。
11.C 根据苯和乙烯反应生成乙苯可得到该反应是加成反应，A正确；乙苯和氢气加成后的产物为，该物质有6种位置的氢即，则一氯代物最多有6种，B正确；乙苯和苯乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙苯与苯乙烯，可以用溴水，使溴水褪色的为苯乙烯，使溴水分层的为乙苯，C错误；乙烯含有碳碳双键，聚苯乙烯含有苯环，两者均可以和H2发生加成反应，D正确。
12.（1）碳溴键 （2）加成反应 （3）14 （4）4 （5）
解析：苯与浓硝酸发生硝化反应生成A为，A与一氯甲烷发生取代反应生成B，由B的还原产物结构可知A中引入的甲基在硝基的间位，故B为，B发生还原反应生成；苯与溴发生取代反应生成C，则C为，溴苯在浓硫酸条件下生成D，D与氢气发生加成反应生成，可知C与浓硫酸反应发生对位取代，故D为。
（1）C为溴苯，官能团名称为碳溴键。
（2）D为，其在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成。
（3）乙苯中最多有14个原子共面。
（4）苯环上的任意两个氢原子被氯原子取代后，得到的二氯代物有4种：、、、 。
（5）由第一条转化链可知，若先硝化再取代，甲基在硝基的间位，由第二条转化链可知，若先卤代再磺化，则—SO3H在—Br的对位，G水解生成，说明G中—NO2位于—Br的对位，“苯→F→G”应是先卤代再硝化，即得到苯与Br2在催化剂作用下发生取代反应生成，则F为；发生硝化反应生成，则G为。
13.（1）分液漏斗 a
（2）吸收挥发的溴蒸气，防止后续实验中干扰HBr的检验
（3）Ⅲ中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀 碳酸氢钠溶液 产生大量气泡
（4）Ⅲ和Ⅳ （5）蒸馏
解析：（2）实验开始时，关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液，反应开始，Ⅲ中小试管内苯的作用是吸收挥发的溴蒸气，防止后续实验中干扰HBr的检验。
（3）用小试管中的苯吸收溴蒸气后，若Ⅲ中AgNO3溶液中产生淡黄色沉淀，说明苯与液溴发生了取代反应，若把Ⅲ中洗气瓶中的硝酸银溶液换为碳酸氢钠溶液，产生大量气泡或换为石蕊溶液，溶液变为红色也能说明发生取代反应。（4）由于HBr极易溶于水，容易产生倒吸，故四个实验装置中Ⅲ和Ⅳ能起到防倒吸的作用。（5）将三颈烧瓶内反应后的液体先用蒸馏水洗涤、振荡、分液，可除去易溶于水的HBr、FeBr3；再用5％的NaOH溶液洗涤、振荡、分液，能够使Br2变为易溶于水的物质；然后用蒸馏水洗涤、振荡、分液，除去Br2与NaOH反应生成的钠盐及过量的NaOH溶液；再加入无水CaCl2粉末进行干燥处理，最后对苯与溴苯的液体混合物采用蒸馏的方法分离，就得到纯净的溴苯。
4 / 4第3课时 苯、苯的同系物及其性质
课程 标准 1.认识芳香烃的组成和结构特点，比较这些有机化合物的组成、结构和性质的差异。 2.了解烃类在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。 3.能描述和分析苯、苯的同系物的典型代表物的重要反应，能书写相应的化学方程式
分点突破（一） 苯及其同系物的结构特点及命名
1.苯及其同系物的组成和结构比较
类别 项目 苯 苯的同系物
化学式 C6H6/（CnH2n－6，n＝6） CnH2n－6（n＞6）
结构简式 苯环上的6个氢原子被1至6个烷基取代
结构特点 碳碳键为介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊共价键 只有 个苯环，侧链均为 基
各原子的位置关系 或分子的空间结构 相邻键角均为 ，平面正六边形 与苯环碳原子直接相连接的所有原子与苯环
2.苯及其同系物的命名
（1）习惯命名法
①苯的一元取代物
苯分子中的一个氢原子被烷基取代，称为某苯，如： 、： 。
②当有两个取代基时，取代基在苯环上可以有“邻”“间”“对”三种相对位置，可分别用“邻”“间”“对”来表示。
如二甲苯有三种结构，即、、，名称分别为 、 、 。
（2）系统命名法（以二甲苯为例）
将苯环上的6个碳原子编号，以某个最简单的取代基所在的碳原子的位置编为1号，顺时针或逆时针方向使支链的编号和最小给其他取代基编号，例如：
： ，： ，
： 。
3.苯同分异构体的书写
（1）侧链有一个取代基——当苯环上只有一个取代基时，侧链烃基有几种同分异构体，该芳香烃就有几种同分异构体，例如，侧链丁基（—C4H9）有4种同分异构体，故的同分异构体有4种。
（2）侧链有2个取代基——当苯环上有两个取代基时，可固定一个，移动另一个，位置关系有“邻”“间”“对”三种。
（3）侧链有3个取代基——采取“定二移一”的方法
①三个相同取代基——先固定两个取代基，即邻、间、对三种，再加另一个，从第一个开始书写，去掉重复的即可。例如三甲苯的一卤代物的同分异构体的书写与数目的判断，先写出三种二甲苯的结构，再加另一个甲基，共三种。
A中三种，B中两种均和A重复，C中一种也和A中重复，所以共三种。
相对位置描述为“连”“偏”“均”三种。
②两个取代基相同，一个不同——先固定两个相同的取代基，即邻、间、对三种，再加另一个，从第一个开始书写，去掉重复的即可。
例如判断二氯一溴苯的种数，第一步先在苯上进行二氯取代，得三种（邻、间、对）二氯苯，然后分别对这三种二氯苯进行一溴取代，共有（3＋2＋1＝6）六种。
③三个取代基均不同——“定二移一”，这时间位和邻位的四种位置完全不同，对位有两种，共十种。
4.芳香烃多元取代物同分异构体的判断
（1）等效氢法——画出芳香烃的同分异构体，通过等效氢法或“定一移一”法找出一元取代物或多元取代物的同分异构体。
（2）找取代基法
1.下列物质属于苯的同系物的是（ ）
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
A.③④⑧ B.①⑥
C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥⑦
2.苯有多种同系物，其中一种结构简式为，则它的名称为（ ）
A.2，4-二甲基-3-乙基苯
B.1，3-二甲基-2-乙基苯
C.1，5-二甲基-6-乙基苯
D.2-乙基-1，3-二甲基苯
3.已知分子式为C8H10的芳香烃，其苯环上的一个氢原子被氯原子取代，生成物有（ ）
A.7种 B.8种
C.9种 D.10种
分点突破（二） 苯及其同系物的性质
1.物理性质
物质 物理性质
苯 无色、有毒的液体；沸点为80 ℃，熔点为5.5 ℃；密度比水 ； 溶于水，能溶解许多物质，是良好的有机溶剂
苯的 同系物 甲苯、乙苯等在溶解性上与苯相似，毒性比苯稍
2.化学性质
（1）氧化反应
①均能燃烧，燃烧的通式：
CnH2n－6＋O2nCO2＋（n－3）H2O。
②苯的同系物与酸性KMnO4溶液的反应
苯 使酸性高锰酸钾溶液褪色；在苯的同系物中，如果侧链烃基与苯环直接相连的碳原子上有 ，侧链烃基就能被酸性高锰酸钾溶液氧化为 。
a. 。
b. 。
（2）与卤素单质、硝酸、浓硫酸的取代反应
①与卤素单质反应
a.化学方程式＋Cl2 ；
＋Cl2（或）＋HCl。
b.苯及其同系物与卤素单质发生苯环上的取代反应的催化剂是卤化铁，而不是铁粉，但在实验中往往使用铁粉，原因是Fe与卤素单质先反应生成卤化铁；苯的同系物与Cl2或Br2反应取代侧链上的氢需要光照条件。
②与硝酸反应
a.化学方程式＋HNO3 ；
＋3HO—NO2＋3H2O。
[2，4，6-三硝基甲苯（TNT）]
b.苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响。苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而易被氧化；侧链烃基影响苯环，使苯环上烃基邻、对位的氢原子更活泼而易被取代。
③与浓硫酸反应
＋H2SO4（浓） 。
（3）与氢气的加成反应
①苯： 。
②甲苯： 。
3.苯及其同系物和芳香烃的性质比较
液溴 溴水 酸性KMnO4溶液
苯 在催化剂作用下，发生苯环上氢原子的取代反应 不发生化学反应，可萃取溴 不反应
苯的 同系物 在催化剂作用下，发生苯环上氢原子的取代反应 不发生化学反应，可萃取溴 侧链被氧化为羧基，使酸性KMnO4溶液褪色（侧链烷基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子）
在光照条件下，发生侧链上氢原子的取代反应
芳香烃 侧链为饱 和烃基 在催化剂作用下，发生苯环上氢原子的取代反应 不发生化学反应，可萃取溴 侧链被氧化为羧基，使酸性KMnO4溶液褪色（侧链烷基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子）
在光照条件下，发生侧链上氢原子的取代反应
侧链为不 饱和烃基 考虑碳碳双键或碳碳三键的加成反应及被酸性KMnO4溶液氧化的反应
提醒
与苯有关的常见信息反应
（1）＋RCl，取代反应。
（2）＋RCHCH2，加成反应。
1.以苯为原料，不能通过一步反应制得的有机物是（ ）
A. B.
C. D.
2.下列关于苯及其同系物的说法正确的是（ ）
A.苯和苯的同系物都能与溴水发生取代反应
B.苯和苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.苯和苯的同系物都能与H2发生加成反应
D.苯的同系物比苯更易发生苯环上的取代反应是苯环对烷基影响的结果
3.下列叙述中错误的是（ ）
A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持50～60 ℃可反应生成硝基苯
B.甲苯与氯气在光照条件下发生一元取代反应，主要生成2-氯甲苯或4-氯甲苯
C.乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为
D.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
溴苯和硝基苯的制备实验（探究与创新）
某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯（包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯）：
实验步骤如下：
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物（混酸）；
②在三颈烧瓶里装15 mL甲苯（密度为0.866 g·cm－3）；
③装好其他药品，并组装好仪器；
④向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌；
⑤控制温度，大约反应10分钟至三颈烧瓶底有大量液体（淡黄色油状）出现；
⑥分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到一硝基甲苯共15 g。
（1）本实验的关键是控制温度在30 ℃左右，如果温度过高，则会产生 （填物质名称）等副产品。
（2）如何配制混酸？
（3）A仪器的名称是 ，作用是 。
（4）分离产品方案如下：
操作2的名称是 。经测定，产品2的分子中有5种类型氢原子，它的名称为 。
（5）写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式： 。
本实验中一硝基甲苯的产率为 （结果保留三位有效数字）。
【规律方法】
溴苯与硝基苯的实验室制法比较
溴苯的制备 硝基苯的制备
实验原理 ＋Br2（液溴）＋HBr ＋HNO3＋H2O
实验 装置
实验 现象 ①常温时，很快看到在导管口附近出现白雾（溴化氢遇水蒸气形成小液滴） ②反应完毕后，向锥形瓶内的液体中滴入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成 ③把烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有褐色不溶于水的液体出现 将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物质生成
注意事项 ①该反应要用纯溴，苯与溴水不反应 ②用Fe或FeBr3作催化剂 ③溴化氢易溶于水，为防止倒吸，导管末端不能插入液面以下 ④长导管的作用是导气和冷凝回流 ⑤纯净的溴苯为无色液体，实验制得的溴苯中因为混有了溴而显褐色，可以用NaOH溶液洗涤，再用分液漏斗分液的方法除去溴苯中的溴，得到纯净的溴苯 ①浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂 ②必须用水浴加热，且在水浴中插入温度计测量温度 ③玻璃管的作用是冷凝回流 ④硝基苯是无色油状液体，因为溶解了NO2而呈黄色 ⑤粗硝基苯先用蒸馏水和5％ NaOH溶液洗涤，然后再用蒸馏水洗涤，最后将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到无色油状、有苦杏仁味的液体
【迁移应用】
1.实验室制备溴苯的反应装置如图所示，下列关于实验操作或叙述错误的是（ ）
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯
2.实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。回答下列问题：
（1）反应需在50～60 ℃的温度下进行，图中给反应物加热的方法是水浴加热，其优点是 和 。
（2）在配制混合酸时应将 加入 中去。
（3）该反应的化学方程式是 ；反应类型： 。
（4）分离反应后试管中有机物和无机物的方法是 ，从有机混合物中获得硝基苯的方法是 。
1.下列关于苯的说法错误的是（ ）
A.是平面形分子
B.分子中存在单双键交替结构
C.有毒
D.可作有机溶剂
2.以下物质：①甲烷 ②苯 ③聚乙烯 ④聚乙炔 ⑤2-丁炔 ⑥环己烷 ⑦邻二甲苯 ⑧苯乙烯。既能使酸性KMnO4溶液褪色，又能使溴水因发生化学反应而褪色的是（ ）
A.③④⑤⑧ B.④⑤⑦⑧ C.④⑤⑧ D.③④⑤⑦⑧
3.下列能说明苯环对侧链的性质有影响的是（ ）
A.甲苯在加热条件下能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KMnO4溶液褪色
C.甲苯能燃烧产生带浓烟的火焰
D.1 mol甲苯最多能与3 mol H2发生加成反应
4.下列关于苯的叙述正确的是（ ）
A.反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层
B.反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓重黑烟
C.反应③为取代反应，有机产物是一种烃
D.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为一个苯分子含有三个碳碳双键
5.有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯。
按下列要求填空：
（1）不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用下能与液溴反应的是 ，生成的有机物名称是 ，反应的化学方程式为 ，此反应属于 反应。
（2）不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是 。
（3）能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是 。
（4）不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是 。
第3课时 苯、苯的同系物及其性质
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1. 一 烷 120° 共平面 2.（1）①甲苯 乙苯 ②邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 （2）1，2-二甲苯 1，3-二甲苯 1，4-二甲苯
自主练习
1.B ③分子中含有氮元素，④分子中含有氧元素，二者均不是烃；其他均为烃，但②分子结构中，苯环侧链取代基为不饱和烃基，不属于苯的同系物，⑤分子结构中含有2个苯环，不属于苯的同系物，⑦⑧分子结构中不含苯环，不属于芳香烃，也不属于苯的同系物；只有①⑥分子结构中含有1个苯环且侧链为饱和烃基，属于苯的同系物。
2.B 与甲基碳原子相连的碳原子为1号碳原子，根据最低系列的原则，与乙基相连的碳原子为2号碳原子，因此该物质的名称为1，3-二甲基-2-乙基苯。
3.C 分子式为C8H10的芳香烃的结构有、、、
。以上各芳香烃的对称结构和苯环上不同化学环境的氢原子种类如下：、、、。则其苯环上的一氯代物依次有3种、2种、3种、1种，共9种。
分点突破（二）
师生互动
1.小 不 小 2.（1）②不能 氢原子 羧基
a. b.
（2）①a.＋HCl ②a.＋H2O
③＋H2O （3）①＋3H2
②＋3H2
自主练习
1.A 苯与液溴在FeBr3作用下，一步生成溴苯，不能生成邻二溴苯。
2.C 苯和苯的同系物发生溴代反应时必须使用液溴，A错误；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误；苯的同系物比苯更易发生苯环上的取代反应是烷基对苯环影响的结果，D错误。
3.B 苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持50～60 ℃ 发生取代反应生成硝基苯和水，A项正确；甲苯与氯气在光照条件下反应，甲基上的氢原子能被取代而苯环上的氢原子不能被取代，B项错误。
【关键能力·细培养】
（1）提示：甲苯和浓硝酸反应可以生成一硝基甲苯或二硝基甲苯、三硝基甲苯，温度升高，会产生更多的二硝基甲苯或三硝基甲苯等副产品。
（2）提示：浓硫酸和浓硝酸混合时，应注意将浓硫酸加入浓硝酸中，具体过程为取一定量浓硝酸于烧杯中，向烧杯里缓缓注入浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌。
（3）提示：A为球形冷凝管，起冷凝、回流、导气的作用。
（4）提示：混合液分液后得有机混合物和无机混合物。互溶的有机混合物只能利用沸点的不同，采用蒸馏的方法分离；邻硝基甲苯的分子中有5种类型氢原子。
（5）提示：＋HNO3
＋H2O；甲苯的质量为15 mL×0.866 g·cm－3≈13 g，根据方程式分析理论产生的一硝基甲苯的质量为137 g·mol－1×≈19.4 g，则产率为×100％≈77.3％。
迁移应用
1.D 向圆底烧瓶中滴加液体前，要先打开K，以保证液体顺利滴下，A正确；装置b中CCl4的作用是吸收反应过程中未反应的溴蒸气，Br2溶于CCl4显浅红色，B正确；装置c中Na2CO3溶液的作用是吸收反应中产生的HBr气体，防止污染环境，C正确；反应后的混合液用稀碱溶液洗涤除去溴苯中的溴，然后分液，向有机层中加入适当的干燥剂，然后蒸馏，获得溴苯，不用结晶法提纯溴苯，D错误。
2.（1）便于控制温度 受热均匀
（2）浓硫酸 浓硝酸
（3）＋HNO3＋H2O
取代反应 （4）分液 蒸馏
解析：（1）图中给反应物加热的方法是水浴加热，水浴加热便于控制温度，受热均匀。
（2）配制混合酸时应将密度大的浓硫酸加入密度小的浓硝酸中去，并不断振荡，以防止溅出伤人。
（3）苯与浓硝酸在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成硝基苯与水，反应方程式为＋HNO3＋H2O。
（4）分离反应后试管中有机物硝基苯和苯不溶于水，而无机物为硝酸和硫酸易溶于水，故分离互不相溶的液体的方法是分液，由于苯和硝基苯互溶且沸点相差较大，故从有机混合物中获得硝基苯的方法是蒸馏。
【教学效果·勤检测】
1.B 苯是平面形分子，12个原子在同一平面内，A正确；苯分子中既不含单键也不含双键，是介于碳碳单键和碳碳双键之间特殊的键，B错误；苯有毒，C正确；苯不溶于水，可溶解很多溶质，常作有机溶剂，D正确。
2.C 能与KMnO4反应的有机物有烯烃、炔烃、苯的同系物、醇类，所以能使酸性KMnO4溶液褪色的有④⑤⑦⑧。能与溴水加成的物质含有不饱和的碳碳键如烯烃、炔烃等，有④⑤⑧。
3.B 甲苯和苯都能与浓硝酸发生取代反应，苯生成一硝基苯，甲苯生成三硝基甲苯，说明了甲基对苯环的影响，A错误；苯、甲烷均不能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色，甲苯被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸，苯环未变化，侧链甲基被氧化为羧基，说明苯环影响甲基的性质，B正确；苯、甲苯都能与H2发生加成反应，是苯环体现的性质，不能说明苯环对侧链的性质产生影响，D错误。
4.B 反应①为取代反应，有机产物为溴苯，其不溶于水，密度比水的大，在下层；反应②为苯的燃烧反应，属于氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓重黑烟；反应③为苯的硝化反应，属于取代反应，有机产物为硝基苯，硝基苯属于烃的衍生物；苯分子中的碳碳键为介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊共价键，苯分子中并不含有碳碳双键。
5.（1）苯 溴苯
＋Br2 取代
（2）苯、己烷 （3）己烯 （4）甲苯
解析：己烯、己烷、苯、甲苯4种物质中，既能和溴水反应，又能和酸性KMnO4溶液反应的只有己烯，均不能与二者反应的为己烷和苯，不能与溴水反应但能被酸性KMnO4溶液氧化的是甲苯，苯在铁屑的催化作用下能与液溴发生取代反应生成溴苯。
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第3课时 苯、苯的同系物及其性质
课程 标准 1.认识芳香烃的组成和结构特点，比较这些有机化合物的组
成、结构和性质的差异。
2.了解烃类在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作
用。
3.能描述和分析苯、苯的同系物的典型代表物的重要反应，
能书写相应的化学方程式
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 苯及其同系物的结构特点及命名
1. 苯及其同系物的组成和结构比较
类别 项目 苯 苯的同系物
化学式 C6H6/（CnH2n－6，n＝6） CnH2n－6（n＞6）
结构 简式 苯环上的6个氢原子被1至6
个烷基取代
类别 项目 苯 苯的同系物
结构 特点 碳碳键为介于碳碳单键与
碳碳双键之间的特殊共价
键 只有 个苯环，侧链
均为 基
各原子的位
置关系 或分子的空
间结构 相邻键角均为 ，
平面正六边形 与苯环碳原子直接相连接
的所有原子与苯环
一
烷
120°
共平
面
2. 苯及其同系物的命名
（1）习惯命名法
①苯的一元取代物
苯分子中的一个氢原子被烷基取代，称为某苯，
如 ： 、 ： 。
甲苯
乙苯
②当有两个取代基时，取代基在苯环上可以有
“邻”“间”“对”三种相对位置，可分别用
“邻”“间”“对”来表示。
如二甲苯有三种结构，
即 、 、 ，名称分别为
、 、 。
邻
二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
（2）系统命名法（以二甲苯为例）
将苯环上的6个碳原子编号，以某个最简单的取代基所在的碳
原子的位置编为1号，顺时针或逆时针方向使支链的编号和最
小给其他取代基编号，例如：
： ， ：
，
： 。
1，2-二甲苯
1，3-二甲
苯
1，4-二甲苯
3. 苯同分异构体的书写
（1）侧链有一个取代基——当苯环上只有一个取代基时，侧链烃
基有几种同分异构体，该芳香烃就有几种同分异构体，例
如 ，侧链丁基（—C4H9）有4种同分异构体，
故 的同分异构体有4种。
（2）侧链有2个取代基——当苯环上有两个取代基时，可固定一
个，移动另一个，位置关系有“邻”“间”“对”三种。
（3）侧链有3个取代基——采取“定二移一”的方法
①三个相同取代基——先固定两个取代基，即邻、间、对三
种，再加另一个，从第一个开始书写，去掉重复的即可。例
如三甲苯的一卤代物的同分异构体的书写与数目的判断，先
写出三种二甲苯的结构，再加另一个甲基，共三种。
A中三种，B中两种均和A重复，C中一种也和A中重复，所以
共三种。
相对位置描述为“连”“偏”“均”三种。
②两个取代基相同，一个不同——先固定两个相同的取代
基，即邻、间、对三种，再加另一个，从第一个开始书写，
去掉重复的即可。
例如判断二氯一溴苯的种数，第一步先在苯上进行二氯取
代，得三种（邻、间、对）二氯苯，然后分别对这三种二氯
苯进行一溴取代，共有（3＋2＋1＝6）六种。
③三个取代基均不同——“定二移一”，这时间位和邻位的
四种位置完全不同，对位有两种，共十种。
4. 芳香烃多元取代物同分异构体的判断
（1）等效氢法——画出芳香烃的同分异构体，通过等效氢法或
“定一移一”法找出一元取代物或多元取代物的同分异构
体。
（2）找取代基法
1. 下列物质属于苯的同系物的是（ ）
① ②
③ ④ ⑤ ⑥
⑦ ⑧
A. ③④⑧ B. ①⑥
C. ①②⑤⑥ D. ②③④⑤⑥⑦
解析： ③分子中含有氮元素，④分子中含有氧元素，二者均不
是烃；其他均为烃，但②分子结构中，苯环侧链取代基为不饱和烃
基，不属于苯的同系物，⑤分子结构中含有2个苯环，不属于苯的
同系物，⑦⑧分子结构中不含苯环，不属于芳香烃，也不属于苯的
同系物；只有①⑥分子结构中含有1个苯环且侧链为饱和烃基，属
于苯的同系物。
2. 苯有多种同系物，其中一种结构简式为 ，则它的名
称为（ ）
A. 2，4-二甲基-3-乙基苯 B. 1，3-二甲基-2-乙基苯
C. 1，5-二甲基-6-乙基苯 D. 2-乙基-1，3-二甲基苯
解析： 与甲基碳原子相连的碳原子为1号碳原子，根据最低系
列的原则，与乙基相连的碳原子为2号碳原子，因此该物质的名称
为1，3-二甲基-2-乙基苯。
3. 已知分子式为C8H10的芳香烃，其苯环上的一个氢原子被氯原子取
代，生成物有（ ）
A. 7种 B. 8种
C. 9种 D. 10种
解析： 分子式为C8H10的芳香烃的结构有 、 、
、
。以上各芳香烃的对称结构和苯环上不同化学环境的氢原子种类如下： 、 、 、
。则其苯环上的一氯代物依次有3种、2种、3种、1种，共9种。
分点突破（二） 苯及其同系物的性质
1. 物理性质
物质 物理性质
苯 无色、有毒的液体；沸点为80 ℃，熔点为5.5 ℃；密度
比水 ； 溶于水，能溶解许多物质，是良好
的有机溶剂
苯的同 系物 甲苯、乙苯等在溶解性上与苯相似，毒性比苯稍
小
不
小
2. 化学性质
（1）氧化反应
①均能燃烧，燃烧的通式：
CnH2n－6＋ O2 nCO2＋（n－3）H2O。
②苯的同系物与酸性KMnO4溶液的反应
苯 使酸性高锰酸钾溶液褪色；在苯的同系物中，如
果侧链烃基与苯环直接相连的碳原子上有 ，侧链
烃基就能被酸性高锰酸钾溶液氧化为 。
a. 。
b. 。
不能
氢原子
羧基
（2）与卤素单质、硝酸、浓硫酸的取代反应
①与卤素单质反应
a.化学方程式 ＋Cl2 ；
＋Cl2 （或 ）＋HCl。
b.苯及其同系物与卤素单质发生苯环上的取代反应的催化剂
是卤化铁，而不是铁粉，但在实验中往往使用铁粉，原因是
Fe与卤素单质先反应生成卤化铁；苯的同系物与Cl2或Br2反
应取代侧链上的氢需要光照条件。
＋HCl
②与硝酸反应
a.化学方程式 ＋HNO3 ；
＋3HO—NO2 ＋3H2O。
[2，4，6-三硝基甲苯（TNT）]
b.苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响。苯环影响侧
链，使侧链烃基性质活泼而易被氧化；侧链烃基影响苯环，
使苯环上烃基邻、对位的氢原子更活泼而易被取代。
＋H2O
③与浓硫酸反应
＋H2SO4（浓） 。
（3）与氢气的加成反应
①苯： 。
②甲苯： 。
＋H2O
＋3H2
＋3H2
3. 苯及其同系物和芳香烃的性质比较
液溴 溴水 酸性KMnO4溶液
苯 在催化剂作用下，发
生苯环上氢原子的取
代反应 不发生化
学反应，
可萃取溴 不反应
液溴 溴水 酸性KMnO4溶液
苯的 同系物 在催化剂作用下，发
生苯环上氢原子的取
代反应 不发生化
学反应，
可萃取溴 侧链被氧化为羧
基，使酸性KMnO4
溶液褪色（侧链烷
基中与苯环直接相
连的碳原子上有氢
原子）
在光照条件下，发生
侧链上氢原子的取代
反应 液溴 溴水 酸性KMnO4溶液
芳
香
烃 侧链为
饱和烃基 在催化剂作用下，发
生苯环上氢原子的取
代反应 不发生化
学反应，
可萃取溴 侧链被氧化为羧
基，使酸性KMnO4
溶液褪色（侧链烷
基中与苯环直接相
连的碳原子上有氢
原子）
在光照条件下，发生
侧链上氢原子的取代
反应 侧链为
不饱和烃基 考虑碳碳双键或碳碳三键的加成反应及被酸性KMnO4
溶液氧化的反应 提醒
与苯有关的常见信息反应
（1） ＋RCl ，取代反应。
（2） ＋RCH CH2 ，加成反应。
1. 以苯为原料，不能通过一步反应制得的有机物是（ ）
A. B.
C. D.
解析： 苯与液溴在FeBr3作用下，一步生成溴苯，不能生成邻
二溴苯。
2. 下列关于苯及其同系物的说法正确的是（ ）
A. 苯和苯的同系物都能与溴水发生取代反应
B. 苯和苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 苯和苯的同系物都能与H2发生加成反应
D. 苯的同系物比苯更易发生苯环上的取代反应是苯环对烷基影响的
结果
解析： 苯和苯的同系物发生溴代反应时必须使用液溴，A错
误；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误；苯的同系物比苯更易
发生苯环上的取代反应是烷基对苯环影响的结果，D错误。
3. 下列叙述中错误的是（ ）
A. 苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持50～60 ℃可反应生成硝基苯
B. 甲苯与氯气在光照条件下发生一元取代反应，主要生成2-氯甲苯或
4-氯甲苯
C. 乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为
D. 苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
解析： 苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持50～60 ℃ 发生取代反
应生成硝基苯和水，A项正确；甲苯与氯气在光照条件下反应，甲
基上的氢原子能被取代而苯环上的氢原子不能被取代，B项错误。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
溴苯和硝基苯的制备实验（探究与创新）
某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯（包括对硝基甲
苯和邻硝基甲苯）：
实验步骤如下：
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物（混酸）；
②在三颈烧瓶里装15 mL甲苯（密度为0.866 g·cm－3）；
③装好其他药品，并组装好仪器；
④向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌；
⑤控制温度，大约反应10分钟至三颈烧瓶底有大量液体（淡黄色油
状）出现；
⑥分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到一硝基甲苯共15 g。
（1）本实验的关键是控制温度在30 ℃左右，如果温度过高，则会产
生 （填物质名称）等副产品。
提示：甲苯和浓硝酸反应可以生成一硝基甲苯或二硝基甲苯、
三硝基甲苯，温度升高，会产生更多的二硝基甲苯或三硝基甲
苯等副产品。
（2）如何配制混酸？
提示：浓硫酸和浓硝酸混合时，应注意将浓硫酸加入浓硝酸
中，具体过程为取一定量浓硝酸于烧杯中，向烧杯里缓缓注入
浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌。
（3）A仪器的名称是 ，作用是 。
提示：A为球形冷凝管，起冷凝、回流、导气的作用。
（4）分离产品方案如下：
操作2的名称是 。经测定，产品2的分子中有5种类型氢原
子，它的名称为 。
提示：混合液分液后得有机混合物和无机混合物。互溶的有机
混合物只能利用沸点的不同，采用蒸馏的方法分离；邻硝基甲
苯的分子中有5种类型氢原子。
（5）写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式： 。
本实验中一硝基甲苯的产率为 （结果保留三位有
效数字）。
提示： ＋HNO3 ＋H2O；甲苯的
质量为15 mL×0.866 g·cm－3≈13 g，根据方程式分析理论产生
的一硝基甲苯的质量为137 g·mol－1× ≈19.4 g，则产
率为 ×100％≈77.3％。
【规律方法】
溴苯与硝基苯的实验室制法比较
溴苯的制备 硝基苯的制备
实验
原理 ＋Br2（液溴） ＋HBr ＋HNO3
＋H2O
实验 装置
溴苯的制备 硝基苯的制备
实
验 现
象 ①常温时，很快看到在导管口附近出现白雾
（溴化氢遇水蒸气形成小液滴） ②反应完毕后，向锥形瓶内的液体中滴入
AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成 ③把烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯中，
烧杯底部有褐色不溶于水的液体出现 将反应后的液体倒
入一个盛有冷水的
烧杯中，可以观察
到烧杯底部有黄色
油状物质生成
溴苯的制备 硝基苯的制备
注
意
事
项 ①该反应要用纯溴，苯与溴水
不反应 ②用Fe或FeBr3作催化剂 ③溴化氢易溶于水，为防止倒吸，导管末端不能插入液面以下 ④长导管的作用是导气和冷凝回流 ⑤纯净的溴苯为无色液体，实验制得的溴苯中因为混有了溴而显褐色，可以用NaOH溶液洗涤，再用分液漏斗分液的方法除去溴苯中的溴，得到纯净的溴苯 ①浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂
②必须用水浴加热，且在水浴中插入温度计测量温度
③玻璃管的作用是冷凝回流
④硝基苯是无色油状液体，因为溶解了NO2而呈黄色
⑤粗硝基苯先用蒸馏水和5％
NaOH溶液洗涤，然后再用蒸馏
水洗涤，最后将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到无色油状、有苦杏仁味的液体
【迁移应用】
1. 实验室制备溴苯的反应装置如图所示，下列关于实验操作或叙述错
误的是（ ）
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯
解析： 向圆底烧瓶中滴加液体前，要先打开K，以保证液体顺
利滴下，A正确；装置b中CCl4的作用是吸收反应过程中未反应的
溴蒸气，Br2溶于CCl4显浅红色，B正确；装置c中Na2CO3溶液的作
用是吸收反应中产生的HBr气体，防止污染环境，C正确；反应后
的混合液用稀碱溶液洗涤除去溴苯中的溴，然后分液，向有机层中
加入适当的干燥剂，然后蒸馏，获得溴苯，不用结晶法提纯溴苯，
D错误。
2. 实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。回答下列问题：
（1）反应需在50～60 ℃的温度下进行，图中给反应物加热的方法
是水浴加热，其优点是 和 。
解析： 图中给反应物加热的方法是水浴加热，水浴加热便于控制温度，受热均匀。
便于控制温度
受热均匀
（2）在配制混合酸时应将 加入 中去。
解析： 配制混合酸时应将密度大的浓硫酸加入密度小的浓硝酸中去，并不断振荡，以防止溅出伤人。
浓硫酸
浓硝酸
（3）该反应的化学方程式是
；反应类型： 。
解析： 苯与浓硝酸在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成硝基苯与水，反应方程式为 ＋HNO3 ＋H2O。
＋HNO3 ＋
H2O
取代反应
（4）分离反应后试管中有机物和无机物的方法是 ，从有
机混合物中获得硝基苯的方法是 。
解析： 分离反应后试管中有机物硝基苯和苯不溶于水，而无机物为硝酸和硫酸易溶于水，故分离互不相溶的液体的方法是分液，由于苯和硝基苯互溶且沸点相差较大，故从有机混合物中获得硝基苯的方法是蒸馏。
分液
蒸馏
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于苯的说法错误的是（ ）
A. 是平面形分子
B. 分子中存在单双键交替结构
C. 有毒
D. 可作有机溶剂
解析： 苯是平面形分子，12个原子在同一平面内，A正确；苯
分子中既不含单键也不含双键，是介于碳碳单键和碳碳双键之间特
殊的键，B错误；苯有毒，C正确；苯不溶于水，可溶解很多溶
质，常作有机溶剂，D正确。
2. 以下物质：①甲烷 ②苯 ③聚乙烯 ④聚乙炔 ⑤2-丁炔 ⑥环
己烷 ⑦邻二甲苯 ⑧苯乙烯。既能使酸性KMnO4溶液褪色，又
能使溴水因发生化学反应而褪色的是（ ）
A. ③④⑤⑧ B. ④⑤⑦⑧
C. ④⑤⑧ D. ③④⑤⑦⑧
解析： 能与KMnO4反应的有机物有烯烃、炔烃、苯的同系物、
醇类，所以能使酸性KMnO4溶液褪色的有④⑤⑦⑧。能与溴水加
成的物质含有不饱和的碳碳键如烯烃、炔烃等，有④⑤⑧。
3. 下列能说明苯环对侧链的性质有影响的是（ ）
A. 甲苯在加热条件下能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KMnO4溶液褪色
C. 甲苯能燃烧产生带浓烟的火焰
D. 1 mol甲苯最多能与3 mol H2发生加成反应
解析： 甲苯和苯都能与浓硝酸发生取代反应，苯生成一硝基
苯，甲苯生成三硝基甲苯，说明了甲基对苯环的影响，A错误；
苯、甲烷均不能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色，甲苯被酸性
KMnO4溶液氧化为苯甲酸，苯环未变化，侧链甲基被氧化为羧
基，说明苯环影响甲基的性质，B正确；苯、甲苯都能与H2发生加
成反应，是苯环体现的性质，不能说明苯环对侧链的性质产生影
响，D错误。
4. 下列关于苯的叙述正确的是（ ）
A. 反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层
B. 反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓重黑烟
C. 反应③为取代反应，有机产物是一种烃
D. 反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为一个苯分
子含有三个碳碳双键
解析： 反应①为取代反应，有机产物为溴苯，其不溶于水，密
度比水的大，在下层；反应②为苯的燃烧反应，属于氧化反应，反
应现象是火焰明亮并带有浓重黑烟；反应③为苯的硝化反应，属于
取代反应，有机产物为硝基苯，硝基苯属于烃的衍生物；苯分子中
的碳碳键为介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊共价键，苯分子中
并不含有碳碳双键。
5. 有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯。
按下列要求填空：
（1）不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用下能与液
溴反应的是 ，生成的有机物名称是 ，反应的
化学方程式为 ，此反应属
于 反应。
（2）不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是 。
（3）能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是 。
苯
溴苯
＋Br2
取代
苯、己烷
己烯
（4）不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是 。
解析：己烯、己烷、苯、甲苯4种物质中，既能和溴水反应，
又能和酸性KMnO4溶液反应的只有己烯，均不能与二者反应
的为己烷和苯，不能与溴水反应但能被酸性KMnO4溶液氧化
的是甲苯，苯在铁屑的催化作用下能与液溴发生取代反应生
成溴苯。
甲苯
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 下列实验能获得成功的是（ ）
A. 用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯
B. 加浓溴水然后过滤，可除去苯中少量己烯
C. 苯、溴水、铁粉混合制成溴苯
D. 用分液漏斗分离己烷和苯的混合物
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 溴水与苯混合后苯会萃取溴水中的溴使溴水褪色，溴的
苯溶液在上层，溴水与CCl4混合后分层，CCl4会萃取溴水中的溴使
溴水褪色，溴的CCl4橙红色溶液在下层，己烯与溴发生加成反应使
溴水褪色，现象各不相同，所以用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯，A
正确；溴水与己烯发生加成反应生成的二溴己烷可溶于苯中，无法
过滤分离，B错误；苯与溴水不反应，苯、液溴、铁粉混合制成溴
苯，C错误；己烷和苯互溶，不可用分液法分离，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
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12
13
2. 有关苯的结构和性质，下列说法正确的是（ ）
A. 与 不是同一种物质，因为苯分子中碳碳双键、
碳碳单键交替排列
B. 苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟，说明苯组成中含碳量
较高
C. 煤干馏得到的煤焦油可以分离出苯，苯是无色无味的液态烃
D. 向2 mL苯中加入1 mL溴的四氯化碳溶液，振荡后静置，可观察到
液体分层，上层呈橙红色
1
2
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解析： 与 是同一种物质，说明苯环中不是
碳碳双键、碳碳单键交替排列；苯的分子式为C6H6，含碳量大，
在空气中不易完全燃烧，燃烧时冒浓烟；苯具有特殊气味，为液态
烃；四氯化碳与苯互溶，苯与溴的四氯化碳溶液混合后振荡、静
置，溶液不分层。
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3. 某芳香烃分子式为C10H14，经测定分子中除含苯环外还含两个—
CH3和两个—CH2—，则符合条件的同分异构体有（ ）
A. 3种 B. 4种
C. 6种 D. 9种
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解析： 芳香烃分子式为C10H14，分子式符合通式CnH2n－6
（n≥6），可知该芳香烃分子中只有一个苯环，侧链为饱和烃
基，属于苯的同系物；除含苯环外还含两个—CH3和两个—CH2—
，则苯环上含2个侧链，若为—CH3、—CH2CH2CH3，在苯环上存
在邻、间、对3种位置关系，有3种；若为—CH2CH3、—CH2CH3，
在苯环上存在邻、间、对3种位置关系，有3种；共6种，故选C。
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4. 甲苯的转化关系如图所示（部分产物未标出）。下列说法正确的是
（ ）
A. 反应①的主要产物是
B. 反应②说明甲基使苯环上的氢原子易被取代
C. 反应③的两种物质刚混合时分层，上层呈紫红色
D. 反应④的产物的一氯代物有4种
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解析： 由题图可知，反应①为甲苯在光照下进行取代，氯原子
应在甲基上发生取代反应，A错误；反应②中甲苯的邻位和对位上
的氢原子同时被取代，说明甲基使苯环上的氢原子易被取代，B正
确；甲苯的密度小于水，高锰酸钾溶液层在下方，刚混合时分层，
下层呈紫红色，C错误；由题图可知，反应④的产物为甲基环己
烷，含有5种等效氢，即一氯代物有5种，D错误。
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5. 在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的熔、沸
点如表：
对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 苯
沸点/℃ 138 144 139 80
熔点/℃ 13 －25 －47 6
下列说法正确的是（ ）
A. 该反应属于加成反应
B. 甲苯的沸点高于144 ℃
C. 用分液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
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解析： 根据题意，该反应属于取代反应，A错误；苯的同系物
中，其沸点与相对分子质量有关，相对分子质量越大，沸点越高，
甲苯的沸点应该在80～138 ℃之间，B错误；苯属于有机溶剂，与
甲苯、二甲苯互溶，不能用分液的方法分离，可以用蒸馏的方法分
离，C错误；根据表中数据可知，对二甲苯在常温下为液态，温度
低于13 ℃时为固态，且熔点均高于其他有机成分，可以用冷却结
晶的方法分离出来，D正确。
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6. 烷基取代苯（ ）可被酸性高锰酸钾溶液氧化
为 （苯甲酸），但若烷基（—R）中直接与苯环相连
接的碳原子上没有氢原子，则不能被氧化得到苯甲酸。据此判断，
分子式为C11H16的一烷基取代苯可以被氧化为苯甲酸的同分异构体
共有（ ）
A. 6种 B. 7种 C. 8种 D. 9种
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解析： 由题意可知，分子式为C11H16的一烷基取代苯的苯环上
只有一个侧链，即苯环上有一个戊基。戊基共有8种结构，即分子
式为C11H16的一烷基取代苯有8种同分异构体，其中
不能被氧化为苯甲酸，选B。
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7. 向苯的同系物乙苯（ ）中加入少量的酸性高锰酸钾溶
液，振荡后褪色；而向苯（ ）中加入酸性高锰酸钾溶液或把
乙烷（C2H6）通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液均不褪色，下列解
释正确的是（ ）
A. 苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B. 苯环受侧链的影响易被氧化
C. 侧链受苯环的影响易被氧化
D. 由于苯环和侧链之间的影响均易被氧化
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解析： 乙烷（C2H6）和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说
明乙烷、苯不能被其氧化，而乙苯可以使酸性KMnO4溶液褪色，
并被氧化为 ，说明苯环的存在，影响了烷基的活性，
使烷基易被氧化。
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8. 蒽 与苯炔 反应生成化合物X（立体对称图形）
的过程如图所示：
（1）蒽与X都属于 （填字母）。
a.环烃 b.烃 c.不饱和烃
abc
解析： 蒽和X都只含C、H两种元素，都有环状结构，且都含有不饱和碳原子，故a、b、c项均正确。
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（2）苯炔的分子式为 ，苯炔不具有的性质是 （填
字母）。
a.能溶于水 b.能发生氧化反应
c.能发生加成反应 d.常温常压下为气体
C6H4
ad
解析：由苯炔的结构简式，结合碳的四价结构，可确定其分子式为C6H4。烃都不溶于水，常温常压下是气体的烃的碳原子数一般不超过4，因苯炔分子内含有不饱和键，可以发生氧化反应、加成反应。
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（3）下列属于苯的同系物的是 （填字母）。
A. B.
C. D.
D
解析：苯的同系物分子中只有一个苯环，且侧链均为烷
基，满足条件的只有D项。
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9. 下列说法中正确的是（ ）
A. 、 、
都是苯的同系物
B. 苯和甲苯都能发生取代反应
C. 的一氯代物有8种
D. 甲苯和苯乙烯都能使溴水褪色，两者褪色原理相同
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解析： 苯的同系物指的是仅含一个苯环且苯环上的侧链均为烷
基的芳香烃，故 、 都不是苯的同系物，A
项错误；苯和甲苯均可在一定条件下发生取代反应，B项正
确； 是具有对称结构的芳香烃，故其一氯代物只
有4种，C项错误；甲苯使溴水褪色是由于甲苯将溴单质从溴水中
萃取出来，发生的是物理变化，苯乙烯使溴水褪色是由于苯乙烯与
溴单质发生了加成反应，发生的是化学变化，可见两者褪色原理不
同，D项错误。
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10. 某有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4，不能与溴水反
应，却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷
密度的7.5倍。在Fe存在时与液溴反应，能生成两种一溴代物。该
有机化合物可能是（ ）
A. CH≡C—CH3 B.
D.
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解析： 有机化合物分子中碳和氢原子个数比为3∶4，可排除C
项；又因其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍，则其相对分
子质量为120，只有B项和D项符合题意；D项在Fe存在时与液溴
反应能生成四种一溴代物，B项在Fe存在时与液溴反应能生成两
种一溴代物。
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11. 一种生产聚苯乙烯的流程如图，下列叙述不正确的是（ ）
A. ①是加成反应
B. 乙苯和氢气加成后的产物的一氯代物最多有6种
C. 鉴别乙苯与苯乙烯可用酸性高锰酸钾溶液
D. 乙烯和聚苯乙烯均可以和H2发生加成反应
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解析： 根据苯和乙烯反应生成乙苯可得到该反应是加成反
应，A正确；乙苯和氢气加成后的产物为 ，该物质有
6种位置的氢即 ，则一氯代物最多有6种，B正确；
乙苯和苯乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此不能用酸性高
锰酸钾溶液鉴别乙苯与苯乙烯，可以用溴水，使溴水褪色的为苯
乙烯，使溴水分层的为乙苯，C错误；乙烯含有碳碳双键，聚苯
乙烯含有苯环，两者均可以和H2发生加成反应，D正确。
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12. 以下是用苯作为原料制备一系列化合物的转化关系图。
已知：
回答下列问题：
（1）C中所含官能团名称为 。
碳溴键
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（1）C为溴苯，官能团名称为碳溴键。
解析：苯与浓硝酸发生硝化反应生成A为 ，A与一
氯甲烷发生取代反应生成B，由B的还原产物结构可知A中
引入的甲基在硝基的间位，故B为 ，B发生还原反
应生成 ；苯与溴发生取代反应生成C，则C
为 ，溴苯在浓硫酸条件下生成D，D与氢气发生加
成反应生成 ，可知C与浓硫酸反应发生对位
取代，故D为 。
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（2）由D生成 的反应类型为 。
解析： D为 ，其在催化剂作用下与氢气发生加
成反应生成 。
（3） 分子中最多有 个原子共面。
解析：乙苯中最多有14个原子共面。
加成反应
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（4）D分子中苯环上的任意两个氢原子被氯原子取代后，得到的
二氯代物有 种同分异构体。
解析：苯环上的任意两个氢原子被氯原子取代后，得到的二
氯代物有4种： 、 、 、
。
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（5）已知：R—Br R—OH（R表示烃基），苯环上原有的取
代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著的影响，根据
上述转化关系，若以苯环为原料有以下合成路线，则F的结
构简式为 。
F G
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解析：由第一条转化链可知，若先硝化再取代，甲基在硝基
的间位，由第二条转化链可知，若先卤代再磺化，则—
SO3H在—Br的对位，G水解生成 ，说明G
中—NO2位于—Br的对位，“苯→F→G”应是先卤代再硝
化，即得到苯与Br2在催化剂作用下发生取代反应生
成 ，则F为 ； 发生硝化反应生
成 ，则G为 。
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13. 某校学生用如图所示装置进行实验，以探究苯与溴发生反应的原
理并分离提纯反应的产物。
回答下列问题：
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（1）仪器A的名称是 ，冷凝管所起的作用为冷凝回
流蒸气，冷凝水从 （填“a”或“b”）口进入。
分液漏斗
a
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（2）实验开始时，关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞，滴加苯和
液溴的混合液，反应开始，Ⅲ中小试管内苯的作用是
。
解析： 实验开始时，关闭K2、开启K1和分液漏斗活
塞，滴加苯和液溴的混合液，反应开始，Ⅲ中小试管内
苯的作用是吸收挥发的溴蒸气，防止后续实验中干扰HBr
的检验。
吸收
挥发的溴蒸气，防止后续实验中干扰HBr的检验
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（3）能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是
；若把Ⅲ中洗气瓶内的硝酸银溶液换
为 （填试剂名称），当出现
现象也能说明发生取代反应。
解析： 用小试管中的苯吸收溴蒸气后，若Ⅲ中
AgNO3溶液中产生淡黄色沉淀，说明苯与液溴发生了取
代反应，若把Ⅲ中洗气瓶中的硝酸银溶液换为碳酸氢钠
溶液，产生大量气泡或换为石蕊溶液，溶液变为红色也
能说明发生取代反应。
Ⅲ中硝酸银溶液
内出现淡黄色沉淀
碳酸氢钠溶液
产生大量气
泡
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（4）四个实验装置中能起到防倒吸的装置有 （填装置
编号）。
解析： 由于HBr极易溶于水，容易产生倒吸，故四个
实验装置中Ⅲ和Ⅳ能起到防倒吸的作用。
（5）将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到
较纯净的溴苯。
①用蒸馏水洗涤，振荡，分液；②用5％的NaOH溶液洗
涤，振荡，分液；③用蒸馏水洗涤，振荡，分液；④加入无
水氯化钙干燥；⑤ （填操作名称）。
Ⅲ和Ⅳ
蒸
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解析： 将三颈烧瓶内反应后的液体先用蒸馏水洗涤、
振荡、分液，可除去易溶于水的HBr、FeBr3；再用5％的
NaOH溶液洗涤、振荡、分液，能够使Br2变为易溶于水的物
质；然后用蒸馏水洗涤、振荡、分液，除去Br2与NaOH反应
生成的钠盐及过量的NaOH溶液；再加入无水CaCl2粉末进行
干燥处理，最后对苯与溴苯的液体混合物采用蒸馏的方法分
离，就得到纯净的溴苯。
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感谢欣赏
THE END
