人教版高中化学必修二教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：23【基础】苯
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修二教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：23【基础】苯 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 163.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-12 11:23:44 | ||
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文档简介
苯
【学习目标】
1、了解苯的物理性质和分子组成；
2、掌握苯的结构式并认识苯的结构特征；
3、掌握苯的化学性质。
【要点梳理】
要点一、苯的分子结构
1、苯的分子组成和表示方法
分子式
结构式
结构简式
比例模型
球棍模型
C6H6
/
/
/
/
2、苯的空间构型：苯分子具有平面正六边形结构，六个碳原子、六个氢原子在同一平面上，键角120°。 3、苯的结构特征
要点诠释：
（1）六元环上碳碳之间的键长相同，键能也相同。
（2）苯环上碳碳间的键不是一般的碳碳单键，也不是一般的碳碳双键，而是一种介于单键和双键之间的独特的键，六个碳碳键是等同的，所以用/来表示苯的结构简式更恰当。
要点二、苯的性质
【 苯的物理性质】
1、苯的物理性质
苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒、难溶于水，密度比水小，熔沸点较低，是常用的有机溶剂。
【 苯的化学性质】
2、苯的化学性质
由于苯的结构的特殊性，使其兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。
（1）氧化反应
2C6H6+15O2/12CO2+6H2O
要点诠释：
a、苯在空气中燃烧，产生明亮的火焰，并带有浓烈的黑烟。
b、燃烧带浓烟是由于苯分子里含碳量很高，在空气中燃烧不充分的缘故。
c、苯易燃烧，但很难被高锰酸钾等氧化剂氧化，故在一般的条件下苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
（2）取代反应
苯分子的环状结构使得环上的氢原子容易被其他原子或原子团所代替，因此使其具有了和烷烃相似的化学性质——取代反应。
①苯与溴的反应
在FeBr3催化剂的作用下，苯环上的氢原子被溴原子所取代，生成溴苯。
/
要点诠释：
a、该实验用的溴为液溴，苯与溴水不反应，仅发生萃取分层。
b、该反应不需加热，常温下即可反应，且放出大量的热，使反应器内充满红棕色的气体（溴蒸气），导气管口有白雾。
c、溴苯为无色液体，密度比水大，不溶于水，实验时溴苯因溶解了没反应的溴而呈褐色。
d、溴苯的提纯：用NaOH溶液洗涤（Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O），然后再分液。
e、在催化剂存在时，苯也可以与其他卤素发生取代反应，又称卤代反应。
各类烃与液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液反应的比较
液溴
溴水
溴的四氯化碳溶液
酸性KMnO4溶液
烷烃
与溴蒸气在光照条件下发生取代反应
不反应，液态烷烃可发生萃取而使溴水层褪色
不反应，互溶，不褪色
不反应
烯烃
加成
加成褪色
加成褪色
氧化褪色
苯
一般不反应，催化可取代
不反应，发生萃取而使溴水层褪色
不反应，互溶，不褪色
不反应
②苯与硝酸的反应
在浓硫酸作用下，苯在50～60℃还可以与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯。
/
要点诠释：
a、硝酸分子中的-NO2原子团叫做硝基，苯分子中的氢原子被-NO2所取代的反应，叫做硝化反应，硝化反应的实质属于取代反应。
b、浓硫酸在苯的硝化反应中的主要作用是催化剂和脱水剂。
c、该反应的温度必须控制在50～60℃，故采用水浴加热（易于控制温度，且受热均匀），且需借用温度计控制水浴温度。
d、实验时加入试剂的顺序是先加浓硝酸，再加浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌，最后加苯。
e、硝基苯是无色、有苦杏仁味、密度比水大、难溶于水的油状液体，有毒，常因溶有NO2而显黄色，可采用多次水洗或NaOH溶液洗涤的方法提纯。
（3）加成反应
苯虽然不具有像烯烃一样典型的碳碳双键，但在特定条件下，仍能发生加成反应。例如，在镍作催化剂的条件下苯可以与氢气发生加成反应。
/
乙烷、乙烯和苯的比较
乙烷
乙烯
苯
分子式
C2H6
C2H4
C6H6
结构简式
CH3—CH3
CH2=CH2
/
结构特点
C—C可以旋转
①C=C不能旋转 ②双键中一个键易断裂
①苯环很稳定 ②介于单、双键之间的独特的键
主要化学性质
取代、氧化（燃烧）
加成、氧化
取代、加成、氧化（燃烧）
要点三、烃的燃烧规律
要点诠释：
（1）等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，消耗氧气的量取决于“x+y/4”的值，此值越大，耗氧量越多。
（2）等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量取决于CxHy中y/x的的值，此值越大，耗氧量越多。
（3）若烃分子的组成中碳、氢原子个数之比为1:2，则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。
（4）等质量的且最简式相同的各种烃完全燃烧时其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。
（5）气态烃CxHy完全燃烧后生成CO2和H2O。
①若燃烧后生成的水为液态
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O（液）
1 ( x+y/4) x
△V= V后-V前=-（1+ y/4）＜0（减小）
因此，若生成的水为液态时，燃烧后气体的体积一定减小，且减小值只与烃中氢原子数有关，而与碳原子数无关。
②若燃烧后水为气态
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O（气）
1 ( x+y/4) x y/2
△V= V后-V前= y/4-1
a、当y=4时，△V=0，气态烃主要为CH4、C2H4、C3H4。
b、当y＞4时，△V＞0（增大），分子中N(H)＞4的气体烃都符合。
c、当y＜4时，△V＜0（减小），气态烃中只有C2H2符合。
【典型例题】
类型一：苯的结构
例1、（2019 江西省新余期末考）能说明苯环的结构中碳碳键不是单双键交替排列的事实是（ ）。
A．苯的一元取代物没有同分异构体 B．苯的间位二元取代物只有一种
C．苯的邻位二元取代物只有一种 D．苯的对位二元取代物只有一种
【思路点拨】苯的邻位二元取代物在单双键交替结构中有两种结构：两个取代原子连在形成双键的两个碳原子上面，或者他们之间的碳原子是通过单键相连。根据这两种结构的区别解答。
【答案】C
【解析】A．无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键，苯的一元取代物都无同分异构体，所以不能说明苯不是单双键交替结构，故A错误；
B．无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键，苯的间位二元取代物都无同分异构体，所以不能说明苯不是单双键交替结构，故B错误；
C．若苯的结构中存在单双键交替结构，苯的邻位二元取代物有两种，但实际上无同分异构体，所以能说明苯不是单双键交替结构，故C正确；
D．无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键，苯的对位二元取代物都无同分异构体，所以不能说明苯不是单双键交替结构，故D错误。
【总结升华】验证有机物的结构特点时首先要弄清楚可能有哪些结构，其次找出这些结构的区别，最后利用区别答题。
举一反三：
【变式1】（2019 山东省武城二中期末考）苯环结构中不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，可以作为证据的是（ ）。
①苯能使溴水萃取分层
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应
④经测定，邻二甲苯只有一种结构
⑤经测定，苯环上碳碳键的键长相等
A．④⑤ B．①②③⑤ C．①②③ D．②④⑤
【答案】D
【解析】①苯能使溴水萃取分层，体现了有机溶剂的物理性质，故①错误；
②由于苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，可以证明苯环结构中不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故②正确；
③苯能和卤素单质发生取代反应，体现烷烃的性质，苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷，发生加成反应是双键或三键具有的性质，所以不能证明苯环结构中不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故③错误；
④如果是单双键交替结构，邻二甲苯的结构有两种，一种是两个甲基夹C—C，另一种是两个甲基夹C＝C。邻二甲苯只有一种结构，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故④正确；
⑤苯分子中的碳碳键完全相同，不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故⑤正确。
类型二：苯的性质
例2、1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列事实的有（ ）。
A．苯不能因发生化学反应使溴水褪色 B．苯能与H2发生加成反应 C．溴苯没有同分异构体 D．邻二溴苯只有一种 【思路点拨】本题考查了对苯环结构的理解。解题时可从苯环的结构是单、双键交替的正六边形平面结构，还是6个碳原子间的键完全相同两个不同的结论思考入手，找出不同结构会导致苯有哪些不同性质。
【答案】AD
【解析】苯环的结构如果是单、双键交替的正六边形平面结构，从分子结构中含有C＝C角度看，它应具有与溴发生加成反应使溴水褪色和与H2发生加成反应的性质；从碳原子所处环境看，6个碳原子的环境完全相同，故溴苯没有同分异构体，但邻二溴苯存在着/?和/两种结构。若苯环的结构是6个碳原子间的键完全相同的结构，它没有典型的碳碳双键，不能与溴发生加成反应而使溴水褪色，但仍能在特定条件下与H2发生加成反应；而一溴代物和邻位的二溴代物均无同分异构体。
【总结升华】从本题的解题思维过程中可以看出，我们既应具备根据分子结构推测化学实验事实的思维方法，也应具备根据化学实验事实推测分子结构的思维方法。这是我们探究物质结构和性质需要的基本能力。
举一反三：
【变式1】科学家对物质性质的推断一般要基于一些实验事实。下列能说明苯与一般的烯烃性质不同的事实是（ ）。
A．苯分子是高度对称的平面型分子
B．苯不与溴水反应
C．苯不与酸性KMnO4溶液反应
D．1 mol苯在一定条件下可与3 mol氯气发生加成反应
【答案】BC
【解析】碳碳双键也可以形成高度对称的平面型分子，所以A项不能证明；根据苯的结构简式，若有3条双键，也恰好与3 mol氯气发生加成反应，D项也不能证明；但是若有双键，则可以与溴水反应，也能使酸性KMnO4溶液褪色，但实际苯不具备这两种性质，所以B、C能证明。
例3、实验室用溴和苯反应制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④10%NaOH溶液洗；⑤水洗。正确的操作顺序是（ ）。
A．①②③④⑤ B．②④⑤③① C．④②③①⑤ D．②④①⑤③
【思路点拨】做本题的关键是理清由溴和苯制得粗溴苯后有哪些杂质，根据杂质的性质确定除杂方法和除杂的先后顺序。
【答案】B
【解析】粗溴苯中主要含有溴、苯、溴化铁等杂质，先用水洗，FeBr3溶于水而被洗去；再用NaOH溶液洗，溴与NaOH溶液反应生成易溶于水的盐（NaBr、NaBrO）而被洗去；第二次用水洗时有效地除去残存在有机物中易溶于水的杂质；干燥时少量的水被除去，最后蒸馏时将溴苯中的苯分离出去（利用两者沸点的差异）。故答案为B。 【总结升华】本题考查：a.溴与苯的反应；b.物质的鉴别和提纯。做此题时需要认真分析、考虑周到。
举一反三：
【变式1】将浓溴水加入苯中，溴水的颜色变浅，这是由于发生了（ ）。
A．化学反应 B．取代反应 C．加成反应 D．萃取过程
【答案】D
【解析】苯与液溴在催化剂的作用下可发生取代反应，苯与浓溴水不反应，苯使溴水褪色仅是因为溴在苯中的溶解度比在水中大，苯从水中萃取溴。
类型三：烃的燃烧
例4、室温时，20mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温，气体体积减少了50mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又减少了40mL。求气态烃的分子式。
【思路点拨】燃烧产物通过浓硫酸时，水蒸气被吸收，再通过苛性钠溶液时，CO2气体被吸收，故CO2的体积为40mL。根据体积减小可考虑用体积差量法计算。
【答案】C2H6
【解析】设烃的分子式为CxHy，其燃烧的化学方程式为：
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O △V
1 ( x+y/4) x 1+ y/4
20mL 40mL 50mL
列比例式：1:x=20:40，解得x=2
1:（1+ y/4）=20:50，解得y=6
所以该气态烃的分子式为C2H6。
【总结升华】本题需要特别注意的问题是一开始气体减少了50mL不是水蒸气的体积，而是反应前后气体的总体积减少了50mL。
举一反三：
【变式1】在1.01×105Pa、150℃条件下，某烃完全燃烧，反应前后压强不发生变化，该有机物可能是（ ）。
A．CH4 B．C2H6 C．C2H4 D．C2H2
【答案】AC
【解析】设烃的分子式为CxHy，其燃烧的化学方程式为：
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O
150℃下H2O为气态，由反应前后气体压强不变可得：
1+( x+y/4)=x+y/2，y=4
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．能说明苯分子苯环的平面正六边形结构中，碳碳键不是单双键交替排布的事实是（ ）。
A．苯的一元取代物无同分异构体 B．苯的间位二元取代物只有一种
C．苯的邻位二元取代物只有一种 D．苯的对位二元取代物只有一种
2．（2019 江苏南京师大附中模拟考）苯是重要的有机化工原料。下列关于苯的性质说法正确的是（ ）。
A．常温常压下为气体 B．能发生氧化反应
C．不能发生取代反应 D．易溶于水
3．杭甬高速公路萧山路段一辆运送化学物品的槽罐车侧翻，罐内15 t苯泄入路边300 m长的水渠中，造成了严重危害，许多新闻媒体对此进行了报道，下列报道中有科学性错误的是（ ）。 A．由于大量苯溶入水中、渗入土壤，会对周边农田、水源造成严重污染 B．由于苯是一种易挥发、易燃的物质，周围地区如果有一个火星就可能引起爆炸 C．可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到清除部分泄漏物的目的 D．处理事故时，由于事故发生地周围比较空旷，有人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物，但由于苯燃烧会产生大量的黑烟扩大污染，所以该办法未被采纳
4．（2019 北京模拟考）一定条件下能与苯发生化学反应的物质是（ ）。
A．H2 B．溴水 C．NaOH溶液 D．KMnO4酸性溶液
5．区别苯和已烯的下列实验方法与判断都正确的是（ ）。
A．分别点燃，无黑烟生成的是苯
B．分别加入溴水振荡，静置后分层，下层红棕色消失的是已烯
C．分别加入溴水振荡，静置后分层，上、下两层红棕色消失的是已烯
D．分别加入酸性高锰酸钾溶液振荡，静置后水层紫色消失的是已烯
6．可用来鉴别乙烯、四氯化碳、苯的方法是（ ）。
A．酸性高锰酸钾 B．溴水 C．液溴 D．硝化反应
7．下列各组物质能用分液漏斗分离的是（ ）。 A．溴和苯 B．溴和溴苯 C．水和已烷 D．水和硝基苯
8．2005年11月13日中国石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故，大量硝基苯泄漏，引起松花江水污染，安全生产和环保问题再次引起人们的关注。下列关于硝基苯的叙述正确的是（ ）。
A．硝基苯是一种油状物质，会浮在水面上
B．实验室制硝基苯需要用水浴加热
C．硝基苯中毒是由蒸气吸入或误食引起的，与皮肤接触不会引起中毒
D．硝基苯是由苯和硝酸直接反应生成的
9．在实验室中，下列除去杂质的方法正确的是（ ）。
A．溴苯中混有溴，加入KI溶液，振荡，用汽油萃取出溴
B．乙烷中混有乙烯，通过氢气在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷
C．硝基苯中混有浓HNO3和H2SO4，将其倒入到NaOH溶液中，静置，分液
D．乙烯中混有SO2和CO2，将其通入NaOH溶液中洗气
10．（2019 江西省分宜县三模）下列叙述中，错误的是（ ）。
A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃反应生成硝基苯
B．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
C．乙烯和溴的四氯化碳溶液反应生成1，2-二溴乙烷
D．甲苯与氯气在光照下反应主要生成2，4-二氯甲苯
11．两种物质不论以什么质量比混合，只要混合物的质量一定，充分燃烧时产生的水的量总为定值，这组混合物是（ ）。
A．C2H2和C4H6 B．C2H6和C4H10 C．C6H6和C7H8 D．C2H2和C6H6
二、非选择题
1．（1）若将苯倒入盛有碘水的试管中，振荡后静置，现象是 ，说明苯的密度比水 ，且 。
（2）若将乒乓球碎片、食盐固体分别加入盛有苯的试管中，振荡后静置，现象是 ，说明苯是很好的 。
（3）将盛有苯的两支试管分别插入100℃的沸水和0℃的冰水现象是 ，说明苯的沸点 ，熔点 。
2．实验室制备硝基苯的主要步骤如下：
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸，加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。
③在50~60℃下发生反应，直至反应结束。
④除去混合酸后，粗产品依次用H2O和5％ NaOH溶液洗涤，最后再用H2O洗涤。
⑤将无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。
填写下列空白：
（1）配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时，操作注意事项是 ；
（2）步骤③中，为了使反应在50~60℃下进行，可采用的方法是 ；
（3）步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是 ；
（4）步骤④中粗产品用5％NaOH溶液洗涤的目的是 ；
（5）纯硝基苯是无色，密度比水 （填“大”或“小”），具有________气味的油状液体。
【答案与解析】
一、选择题
1．C
【解析】苯的邻位二元取代物在单双键交替结构中有两种结构：两个取代原子连在形成双键的两个碳原子上面，或者他们之间的碳原子是通过单键相连。而如果是一种介于单键和双键之间的化学键，那么邻位二元取代物则只有一种。
2．B
【解析】A．根据苯的物理性质可知，苯常温下为液体，不是气体，故A错误；
B．苯分子中只含有碳氢元素，能够燃烧，与氧气反应生成二氧化碳和水，所以能发生氧化反应，故B正确；
C．苯在一定条件下能够与液溴、浓硝酸等发生取代反应，故C错误；
D．苯为一种有机溶剂，苯不溶于水，故D错误。
3．A
【解析】苯是一种不溶于水的液体，所以不会有大量苯溶入水中，A项不正确；苯是一种易挥发、易燃的物质，遇明火就可能引起爆炸，B项正确；苯是一种不溶于水但密度比水小的液体，所以可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到清除部分泄漏物的目的，C项正确；苯中含碳量很高，燃烧会产生大量的黑烟，D项正确。
4．A
【解析】A项，苯和氢气在催化剂作用下反应生成环己烷，故A正确；B项，苯与液溴在Fe作催化剂时发生取代反应生成溴苯，但苯与溴水不能反生反应，故B错误；C项，苯性质稳定，与强碱不能发生反应，故C错误；D项，苯性质稳定，与酸性高锰酸钾溶液不能发生反应，故D错误。
5．CD
【解析】苯和己烯都属于不饱和烃，点燃时都会燃烧不充分，形成黑烟；苯和己烯加入溴水后，都可以使水层褪色（己烯是与溴发生加成反应，而苯是萃取了水中的溴从而使之褪色），故CD符合题意。
6．AB
【解析】乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而四氯化碳遇酸性高锰酸钾溶液出现分层现象，上层呈紫色、下层无色，苯遇酸性高锰酸钾溶液也出现分层，上层无色而下层呈紫色，故A项可以。乙烯、四氯化碳、苯与溴水混合时，乙烯和溴发生加成反应，溴水褪色；四氯化碳、苯与溴水发生萃取，不同的是四氯化碳沉到溶液的底部，而苯浮在水层的上面，则B项正确。乙烯与液溴发生加成反应而使液溴褪色，而四氯化碳、苯与液溴互溶，则C项不可以。只有苯能发生硝化反应，则D项不可以。
7．CD
【解析】能用分液漏斗分离的两种溶液要求互不相溶，C、D两项中的两种溶液不相溶。
8．B
【解析】硝基苯是一种油状液体，但是其密度大于水，故而泄漏时排入河流，会在水底随水流而动，A错；硝基苯对于人体的皮肤有一定的腐蚀性，故而C的说法也是错误的；硝基苯是苯和硝酸在硫酸催化下硝化生成，故而D也是错误的。
9． CD
【解析】A项生成I2溶于溴苯，且汽油和溴苯互溶不分层。B项反应不能进行到底，无法控制氢气的量，氢气量少了无法除净其中的乙烯，氢气过量又会引入新的杂质。
10．D
【解析】A项，苯的硝化反应：苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃反应生成硝基苯，故A正确；B项，碳碳双键能发生加成反应，苯环也可发生加成反应，所以苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷，故B正确；C项，碳碳双键能发生加成反应，所以乙烯和溴的四氯化碳溶液反应生成1，2-二溴乙烷，故C正确；D项，甲苯与氯气在光照条件下反应主要发生的是侧链上的氢原子被取代，不能得到苯环上氢原子被取代的产物2，4-二氯甲苯，故D错误。
11．D
【解析】符合题意的烃类应该具有相同的最简式，故而C2H2和C6H6（最简式都为CH）符合题意。
二、非选择题
1．（1）液体分层，上层为紫红色，下层为无色 小 不溶于水
（2）乒乓球碎片溶解于苯，而食盐不溶 有机溶剂
（3）插入沸水中的苯沸腾，插入水中的苯则凝结成无色晶体 低于100℃ 高于0℃
2．（1）先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却
（2）将反应器放在盛有50~60℃（或回答60℃）水的烧杯中，水浴加热
（3）分液漏斗
（4）除去粗产品中残留的酸（或回答除去残留的硝酸、硫酸）
（5）大 苦杏仁
【解析】（1）制取浓硝酸与浓硫酸混合酸时，可按照稀释浓硫酸的方法操作。
（2）采用水浴能更好地控制温度在50~60℃ 。
（3）对于不相溶的混合液应采取分液的方法分离。
（4）反应后，硝基苯中可能还含有H2SO4、HNO3等，可用NaOH溶液洗涤、分液。
（5）硝基苯的密度比水大，是具有苦杏仁气味的油状液体。
【学习目标】
1、了解苯的物理性质和分子组成；
2、掌握苯的结构式并认识苯的结构特征；
3、掌握苯的化学性质。
【要点梳理】
要点一、苯的分子结构
1、苯的分子组成和表示方法
分子式
结构式
结构简式
比例模型
球棍模型
C6H6
/
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/
2、苯的空间构型：苯分子具有平面正六边形结构，六个碳原子、六个氢原子在同一平面上，键角120°。 3、苯的结构特征
要点诠释：
（1）六元环上碳碳之间的键长相同，键能也相同。
（2）苯环上碳碳间的键不是一般的碳碳单键，也不是一般的碳碳双键，而是一种介于单键和双键之间的独特的键，六个碳碳键是等同的，所以用/来表示苯的结构简式更恰当。
要点二、苯的性质
【 苯的物理性质】
1、苯的物理性质
苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒、难溶于水，密度比水小，熔沸点较低，是常用的有机溶剂。
【 苯的化学性质】
2、苯的化学性质
由于苯的结构的特殊性，使其兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。
（1）氧化反应
2C6H6+15O2/12CO2+6H2O
要点诠释：
a、苯在空气中燃烧，产生明亮的火焰，并带有浓烈的黑烟。
b、燃烧带浓烟是由于苯分子里含碳量很高，在空气中燃烧不充分的缘故。
c、苯易燃烧，但很难被高锰酸钾等氧化剂氧化，故在一般的条件下苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
（2）取代反应
苯分子的环状结构使得环上的氢原子容易被其他原子或原子团所代替，因此使其具有了和烷烃相似的化学性质——取代反应。
①苯与溴的反应
在FeBr3催化剂的作用下，苯环上的氢原子被溴原子所取代，生成溴苯。
/
要点诠释：
a、该实验用的溴为液溴，苯与溴水不反应，仅发生萃取分层。
b、该反应不需加热，常温下即可反应，且放出大量的热，使反应器内充满红棕色的气体（溴蒸气），导气管口有白雾。
c、溴苯为无色液体，密度比水大，不溶于水，实验时溴苯因溶解了没反应的溴而呈褐色。
d、溴苯的提纯：用NaOH溶液洗涤（Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O），然后再分液。
e、在催化剂存在时，苯也可以与其他卤素发生取代反应，又称卤代反应。
各类烃与液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液反应的比较
液溴
溴水
溴的四氯化碳溶液
酸性KMnO4溶液
烷烃
与溴蒸气在光照条件下发生取代反应
不反应，液态烷烃可发生萃取而使溴水层褪色
不反应，互溶，不褪色
不反应
烯烃
加成
加成褪色
加成褪色
氧化褪色
苯
一般不反应，催化可取代
不反应，发生萃取而使溴水层褪色
不反应，互溶，不褪色
不反应
②苯与硝酸的反应
在浓硫酸作用下，苯在50～60℃还可以与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯。
/
要点诠释：
a、硝酸分子中的-NO2原子团叫做硝基，苯分子中的氢原子被-NO2所取代的反应，叫做硝化反应，硝化反应的实质属于取代反应。
b、浓硫酸在苯的硝化反应中的主要作用是催化剂和脱水剂。
c、该反应的温度必须控制在50～60℃，故采用水浴加热（易于控制温度，且受热均匀），且需借用温度计控制水浴温度。
d、实验时加入试剂的顺序是先加浓硝酸，再加浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌，最后加苯。
e、硝基苯是无色、有苦杏仁味、密度比水大、难溶于水的油状液体，有毒，常因溶有NO2而显黄色，可采用多次水洗或NaOH溶液洗涤的方法提纯。
（3）加成反应
苯虽然不具有像烯烃一样典型的碳碳双键，但在特定条件下，仍能发生加成反应。例如，在镍作催化剂的条件下苯可以与氢气发生加成反应。
/
乙烷、乙烯和苯的比较
乙烷
乙烯
苯
分子式
C2H6
C2H4
C6H6
结构简式
CH3—CH3
CH2=CH2
/
结构特点
C—C可以旋转
①C=C不能旋转 ②双键中一个键易断裂
①苯环很稳定 ②介于单、双键之间的独特的键
主要化学性质
取代、氧化（燃烧）
加成、氧化
取代、加成、氧化（燃烧）
要点三、烃的燃烧规律
要点诠释：
（1）等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，消耗氧气的量取决于“x+y/4”的值，此值越大，耗氧量越多。
（2）等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量取决于CxHy中y/x的的值，此值越大，耗氧量越多。
（3）若烃分子的组成中碳、氢原子个数之比为1:2，则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。
（4）等质量的且最简式相同的各种烃完全燃烧时其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。
（5）气态烃CxHy完全燃烧后生成CO2和H2O。
①若燃烧后生成的水为液态
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O（液）
1 ( x+y/4) x
△V= V后-V前=-（1+ y/4）＜0（减小）
因此，若生成的水为液态时，燃烧后气体的体积一定减小，且减小值只与烃中氢原子数有关，而与碳原子数无关。
②若燃烧后水为气态
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O（气）
1 ( x+y/4) x y/2
△V= V后-V前= y/4-1
a、当y=4时，△V=0，气态烃主要为CH4、C2H4、C3H4。
b、当y＞4时，△V＞0（增大），分子中N(H)＞4的气体烃都符合。
c、当y＜4时，△V＜0（减小），气态烃中只有C2H2符合。
【典型例题】
类型一：苯的结构
例1、（2019 江西省新余期末考）能说明苯环的结构中碳碳键不是单双键交替排列的事实是（ ）。
A．苯的一元取代物没有同分异构体 B．苯的间位二元取代物只有一种
C．苯的邻位二元取代物只有一种 D．苯的对位二元取代物只有一种
【思路点拨】苯的邻位二元取代物在单双键交替结构中有两种结构：两个取代原子连在形成双键的两个碳原子上面，或者他们之间的碳原子是通过单键相连。根据这两种结构的区别解答。
【答案】C
【解析】A．无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键，苯的一元取代物都无同分异构体，所以不能说明苯不是单双键交替结构，故A错误；
B．无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键，苯的间位二元取代物都无同分异构体，所以不能说明苯不是单双键交替结构，故B错误；
C．若苯的结构中存在单双键交替结构，苯的邻位二元取代物有两种，但实际上无同分异构体，所以能说明苯不是单双键交替结构，故C正确；
D．无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键，苯的对位二元取代物都无同分异构体，所以不能说明苯不是单双键交替结构，故D错误。
【总结升华】验证有机物的结构特点时首先要弄清楚可能有哪些结构，其次找出这些结构的区别，最后利用区别答题。
举一反三：
【变式1】（2019 山东省武城二中期末考）苯环结构中不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，可以作为证据的是（ ）。
①苯能使溴水萃取分层
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应
④经测定，邻二甲苯只有一种结构
⑤经测定，苯环上碳碳键的键长相等
A．④⑤ B．①②③⑤ C．①②③ D．②④⑤
【答案】D
【解析】①苯能使溴水萃取分层，体现了有机溶剂的物理性质，故①错误；
②由于苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，可以证明苯环结构中不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故②正确；
③苯能和卤素单质发生取代反应，体现烷烃的性质，苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷，发生加成反应是双键或三键具有的性质，所以不能证明苯环结构中不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故③错误；
④如果是单双键交替结构，邻二甲苯的结构有两种，一种是两个甲基夹C—C，另一种是两个甲基夹C＝C。邻二甲苯只有一种结构，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故④正确；
⑤苯分子中的碳碳键完全相同，不存在C—C单键与C＝C双键的交替结构，故⑤正确。
类型二：苯的性质
例2、1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列事实的有（ ）。
A．苯不能因发生化学反应使溴水褪色 B．苯能与H2发生加成反应 C．溴苯没有同分异构体 D．邻二溴苯只有一种 【思路点拨】本题考查了对苯环结构的理解。解题时可从苯环的结构是单、双键交替的正六边形平面结构，还是6个碳原子间的键完全相同两个不同的结论思考入手，找出不同结构会导致苯有哪些不同性质。
【答案】AD
【解析】苯环的结构如果是单、双键交替的正六边形平面结构，从分子结构中含有C＝C角度看，它应具有与溴发生加成反应使溴水褪色和与H2发生加成反应的性质；从碳原子所处环境看，6个碳原子的环境完全相同，故溴苯没有同分异构体，但邻二溴苯存在着/?和/两种结构。若苯环的结构是6个碳原子间的键完全相同的结构，它没有典型的碳碳双键，不能与溴发生加成反应而使溴水褪色，但仍能在特定条件下与H2发生加成反应；而一溴代物和邻位的二溴代物均无同分异构体。
【总结升华】从本题的解题思维过程中可以看出，我们既应具备根据分子结构推测化学实验事实的思维方法，也应具备根据化学实验事实推测分子结构的思维方法。这是我们探究物质结构和性质需要的基本能力。
举一反三：
【变式1】科学家对物质性质的推断一般要基于一些实验事实。下列能说明苯与一般的烯烃性质不同的事实是（ ）。
A．苯分子是高度对称的平面型分子
B．苯不与溴水反应
C．苯不与酸性KMnO4溶液反应
D．1 mol苯在一定条件下可与3 mol氯气发生加成反应
【答案】BC
【解析】碳碳双键也可以形成高度对称的平面型分子，所以A项不能证明；根据苯的结构简式，若有3条双键，也恰好与3 mol氯气发生加成反应，D项也不能证明；但是若有双键，则可以与溴水反应，也能使酸性KMnO4溶液褪色，但实际苯不具备这两种性质，所以B、C能证明。
例3、实验室用溴和苯反应制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④10%NaOH溶液洗；⑤水洗。正确的操作顺序是（ ）。
A．①②③④⑤ B．②④⑤③① C．④②③①⑤ D．②④①⑤③
【思路点拨】做本题的关键是理清由溴和苯制得粗溴苯后有哪些杂质，根据杂质的性质确定除杂方法和除杂的先后顺序。
【答案】B
【解析】粗溴苯中主要含有溴、苯、溴化铁等杂质，先用水洗，FeBr3溶于水而被洗去；再用NaOH溶液洗，溴与NaOH溶液反应生成易溶于水的盐（NaBr、NaBrO）而被洗去；第二次用水洗时有效地除去残存在有机物中易溶于水的杂质；干燥时少量的水被除去，最后蒸馏时将溴苯中的苯分离出去（利用两者沸点的差异）。故答案为B。 【总结升华】本题考查：a.溴与苯的反应；b.物质的鉴别和提纯。做此题时需要认真分析、考虑周到。
举一反三：
【变式1】将浓溴水加入苯中，溴水的颜色变浅，这是由于发生了（ ）。
A．化学反应 B．取代反应 C．加成反应 D．萃取过程
【答案】D
【解析】苯与液溴在催化剂的作用下可发生取代反应，苯与浓溴水不反应，苯使溴水褪色仅是因为溴在苯中的溶解度比在水中大，苯从水中萃取溴。
类型三：烃的燃烧
例4、室温时，20mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温，气体体积减少了50mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又减少了40mL。求气态烃的分子式。
【思路点拨】燃烧产物通过浓硫酸时，水蒸气被吸收，再通过苛性钠溶液时，CO2气体被吸收，故CO2的体积为40mL。根据体积减小可考虑用体积差量法计算。
【答案】C2H6
【解析】设烃的分子式为CxHy，其燃烧的化学方程式为：
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O △V
1 ( x+y/4) x 1+ y/4
20mL 40mL 50mL
列比例式：1:x=20:40，解得x=2
1:（1+ y/4）=20:50，解得y=6
所以该气态烃的分子式为C2H6。
【总结升华】本题需要特别注意的问题是一开始气体减少了50mL不是水蒸气的体积，而是反应前后气体的总体积减少了50mL。
举一反三：
【变式1】在1.01×105Pa、150℃条件下，某烃完全燃烧，反应前后压强不发生变化，该有机物可能是（ ）。
A．CH4 B．C2H6 C．C2H4 D．C2H2
【答案】AC
【解析】设烃的分子式为CxHy，其燃烧的化学方程式为：
CxHy+( x+y/4) O2/xCO2+y/2H2O
150℃下H2O为气态，由反应前后气体压强不变可得：
1+( x+y/4)=x+y/2，y=4
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．能说明苯分子苯环的平面正六边形结构中，碳碳键不是单双键交替排布的事实是（ ）。
A．苯的一元取代物无同分异构体 B．苯的间位二元取代物只有一种
C．苯的邻位二元取代物只有一种 D．苯的对位二元取代物只有一种
2．（2019 江苏南京师大附中模拟考）苯是重要的有机化工原料。下列关于苯的性质说法正确的是（ ）。
A．常温常压下为气体 B．能发生氧化反应
C．不能发生取代反应 D．易溶于水
3．杭甬高速公路萧山路段一辆运送化学物品的槽罐车侧翻，罐内15 t苯泄入路边300 m长的水渠中，造成了严重危害，许多新闻媒体对此进行了报道，下列报道中有科学性错误的是（ ）。 A．由于大量苯溶入水中、渗入土壤，会对周边农田、水源造成严重污染 B．由于苯是一种易挥发、易燃的物质，周围地区如果有一个火星就可能引起爆炸 C．可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到清除部分泄漏物的目的 D．处理事故时，由于事故发生地周围比较空旷，有人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物，但由于苯燃烧会产生大量的黑烟扩大污染，所以该办法未被采纳
4．（2019 北京模拟考）一定条件下能与苯发生化学反应的物质是（ ）。
A．H2 B．溴水 C．NaOH溶液 D．KMnO4酸性溶液
5．区别苯和已烯的下列实验方法与判断都正确的是（ ）。
A．分别点燃，无黑烟生成的是苯
B．分别加入溴水振荡，静置后分层，下层红棕色消失的是已烯
C．分别加入溴水振荡，静置后分层，上、下两层红棕色消失的是已烯
D．分别加入酸性高锰酸钾溶液振荡，静置后水层紫色消失的是已烯
6．可用来鉴别乙烯、四氯化碳、苯的方法是（ ）。
A．酸性高锰酸钾 B．溴水 C．液溴 D．硝化反应
7．下列各组物质能用分液漏斗分离的是（ ）。 A．溴和苯 B．溴和溴苯 C．水和已烷 D．水和硝基苯
8．2005年11月13日中国石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故，大量硝基苯泄漏，引起松花江水污染，安全生产和环保问题再次引起人们的关注。下列关于硝基苯的叙述正确的是（ ）。
A．硝基苯是一种油状物质，会浮在水面上
B．实验室制硝基苯需要用水浴加热
C．硝基苯中毒是由蒸气吸入或误食引起的，与皮肤接触不会引起中毒
D．硝基苯是由苯和硝酸直接反应生成的
9．在实验室中，下列除去杂质的方法正确的是（ ）。
A．溴苯中混有溴，加入KI溶液，振荡，用汽油萃取出溴
B．乙烷中混有乙烯，通过氢气在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷
C．硝基苯中混有浓HNO3和H2SO4，将其倒入到NaOH溶液中，静置，分液
D．乙烯中混有SO2和CO2，将其通入NaOH溶液中洗气
10．（2019 江西省分宜县三模）下列叙述中，错误的是（ ）。
A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃反应生成硝基苯
B．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
C．乙烯和溴的四氯化碳溶液反应生成1，2-二溴乙烷
D．甲苯与氯气在光照下反应主要生成2，4-二氯甲苯
11．两种物质不论以什么质量比混合，只要混合物的质量一定，充分燃烧时产生的水的量总为定值，这组混合物是（ ）。
A．C2H2和C4H6 B．C2H6和C4H10 C．C6H6和C7H8 D．C2H2和C6H6
二、非选择题
1．（1）若将苯倒入盛有碘水的试管中，振荡后静置，现象是 ，说明苯的密度比水 ，且 。
（2）若将乒乓球碎片、食盐固体分别加入盛有苯的试管中，振荡后静置，现象是 ，说明苯是很好的 。
（3）将盛有苯的两支试管分别插入100℃的沸水和0℃的冰水现象是 ，说明苯的沸点 ，熔点 。
2．实验室制备硝基苯的主要步骤如下：
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸，加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。
③在50~60℃下发生反应，直至反应结束。
④除去混合酸后，粗产品依次用H2O和5％ NaOH溶液洗涤，最后再用H2O洗涤。
⑤将无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。
填写下列空白：
（1）配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时，操作注意事项是 ；
（2）步骤③中，为了使反应在50~60℃下进行，可采用的方法是 ；
（3）步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是 ；
（4）步骤④中粗产品用5％NaOH溶液洗涤的目的是 ；
（5）纯硝基苯是无色，密度比水 （填“大”或“小”），具有________气味的油状液体。
【答案与解析】
一、选择题
1．C
【解析】苯的邻位二元取代物在单双键交替结构中有两种结构：两个取代原子连在形成双键的两个碳原子上面，或者他们之间的碳原子是通过单键相连。而如果是一种介于单键和双键之间的化学键，那么邻位二元取代物则只有一种。
2．B
【解析】A．根据苯的物理性质可知，苯常温下为液体，不是气体，故A错误；
B．苯分子中只含有碳氢元素，能够燃烧，与氧气反应生成二氧化碳和水，所以能发生氧化反应，故B正确；
C．苯在一定条件下能够与液溴、浓硝酸等发生取代反应，故C错误；
D．苯为一种有机溶剂，苯不溶于水，故D错误。
3．A
【解析】苯是一种不溶于水的液体，所以不会有大量苯溶入水中，A项不正确；苯是一种易挥发、易燃的物质，遇明火就可能引起爆炸，B项正确；苯是一种不溶于水但密度比水小的液体，所以可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到清除部分泄漏物的目的，C项正确；苯中含碳量很高，燃烧会产生大量的黑烟，D项正确。
4．A
【解析】A项，苯和氢气在催化剂作用下反应生成环己烷，故A正确；B项，苯与液溴在Fe作催化剂时发生取代反应生成溴苯，但苯与溴水不能反生反应，故B错误；C项，苯性质稳定，与强碱不能发生反应，故C错误；D项，苯性质稳定，与酸性高锰酸钾溶液不能发生反应，故D错误。
5．CD
【解析】苯和己烯都属于不饱和烃，点燃时都会燃烧不充分，形成黑烟；苯和己烯加入溴水后，都可以使水层褪色（己烯是与溴发生加成反应，而苯是萃取了水中的溴从而使之褪色），故CD符合题意。
6．AB
【解析】乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而四氯化碳遇酸性高锰酸钾溶液出现分层现象，上层呈紫色、下层无色，苯遇酸性高锰酸钾溶液也出现分层，上层无色而下层呈紫色，故A项可以。乙烯、四氯化碳、苯与溴水混合时，乙烯和溴发生加成反应，溴水褪色；四氯化碳、苯与溴水发生萃取，不同的是四氯化碳沉到溶液的底部，而苯浮在水层的上面，则B项正确。乙烯与液溴发生加成反应而使液溴褪色，而四氯化碳、苯与液溴互溶，则C项不可以。只有苯能发生硝化反应，则D项不可以。
7．CD
【解析】能用分液漏斗分离的两种溶液要求互不相溶，C、D两项中的两种溶液不相溶。
8．B
【解析】硝基苯是一种油状液体，但是其密度大于水，故而泄漏时排入河流，会在水底随水流而动，A错；硝基苯对于人体的皮肤有一定的腐蚀性，故而C的说法也是错误的；硝基苯是苯和硝酸在硫酸催化下硝化生成，故而D也是错误的。
9． CD
【解析】A项生成I2溶于溴苯，且汽油和溴苯互溶不分层。B项反应不能进行到底，无法控制氢气的量，氢气量少了无法除净其中的乙烯，氢气过量又会引入新的杂质。
10．D
【解析】A项，苯的硝化反应：苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃反应生成硝基苯，故A正确；B项，碳碳双键能发生加成反应，苯环也可发生加成反应，所以苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷，故B正确；C项，碳碳双键能发生加成反应，所以乙烯和溴的四氯化碳溶液反应生成1，2-二溴乙烷，故C正确；D项，甲苯与氯气在光照条件下反应主要发生的是侧链上的氢原子被取代，不能得到苯环上氢原子被取代的产物2，4-二氯甲苯，故D错误。
11．D
【解析】符合题意的烃类应该具有相同的最简式，故而C2H2和C6H6（最简式都为CH）符合题意。
二、非选择题
1．（1）液体分层，上层为紫红色，下层为无色 小 不溶于水
（2）乒乓球碎片溶解于苯，而食盐不溶 有机溶剂
（3）插入沸水中的苯沸腾，插入水中的苯则凝结成无色晶体 低于100℃ 高于0℃
2．（1）先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却
（2）将反应器放在盛有50~60℃（或回答60℃）水的烧杯中，水浴加热
（3）分液漏斗
（4）除去粗产品中残留的酸（或回答除去残留的硝酸、硫酸）
（5）大 苦杏仁
【解析】（1）制取浓硝酸与浓硫酸混合酸时，可按照稀释浓硫酸的方法操作。
（2）采用水浴能更好地控制温度在50~60℃ 。
（3）对于不相溶的混合液应采取分液的方法分离。
（4）反应后，硝基苯中可能还含有H2SO4、HNO3等，可用NaOH溶液洗涤、分液。
（5）硝基苯的密度比水大，是具有苦杏仁气味的油状液体。