篤學一

苯的化學性質1.氧化反應可燃性，苯燃燒的化學反應方程式為：，現象：燃燒產生明亮

火焰，冒黑煙

。不能

使酸性高錳酸鉀溶液退色。2．取代反應(1)在鐵粉的催化下和鹵素單質發生鹵代反應(2)在50～60℃及濃硫酸作用下和濃硝酸發生硝化反應?反應3．加成反應1.苯的同系物結構特點是(1)分子中只含一個苯環

。(2)苯環上的側鏈全部為烷基

。(3)通式為CnH2n－6(n≥6)

。2．簡單的苯的同系物(如甲苯、二甲苯、乙苯等)，在通常狀況下都是無

色液體，有特殊

的氣味，

不溶于水，密度比水小

，易溶于 ，其本身也是

。篤學二

苯的同系物的化學性質3．由于苯環與側鏈的相互影響，使苯的同系物與苯相比，既有相似之處也有不同之處。(1)相似性①都能燃燒，產生明亮

火焰、冒濃煙

。燃燒通式為：。②都能夠與X2、HNO3

等發生取代反應，是一種淺黃色甲苯是

2,4,6

甲苯

的簡稱，俗稱晶體，

不

溶于水，可以做

。烈性③都能夠和H2

發生加成反應(2)不同點①側鏈對苯環的影響使苯環側鏈鄰對

位上的氫原子容易被取代，如甲苯發生硝化反應生成 甲苯，而苯一般只生成一

。②苯環對側鏈的影響使側鏈在常溫下易被酸性KMnO4溶液等強氧化劑氧化成苯甲酸。該性質可以用于鑒別苯和苯的同系物。【慎思1】苯分子結構如何呢？如何去理解把握呢？提示 在用凱 式表示苯的分子結構時，絕不能認為苯環是碳碳間以單、雙鍵交替構成的環狀結構。實際上，苯分子里任意兩個直接相鄰的碳原子之間的化學鍵都是一種介于碳碳單、雙鍵之間的特殊的鍵，這可以從以下事實中得到證明：(1

鍵的鍵長和鍵能都相等，且相鄰各鍵之間的鍵角均為120°。(2)

是同一種物質【慎思2】苯發生取代反應條件及加入試劑順序如何？提示

(1)苯環發生溴代反應的條件是：①加入的試劑是純液溴而不是溴水。②加入鐵屑，作用是與Br2生成FeBr3，FeBr3作催化劑。③跟燒瓶垂直的一段導管要長一些(兼起冷凝作用)，錐形瓶的導管不能液面以下(否則會引起倒吸現象)。④加入試劑的順序是：先加苯和少量Br2，然后再加入少量鐵屑。⑤該過程不需加熱(2)苯的硝化反應冷卻后①加入試劑的順序：濃

HNO3―→濃

H2SO4

――→

苯。②控制溫度不要高于60

℃——水浴加熱。③加長玻璃管兼起冷凝回流反應物的作用。④最后將反應混合物倒入盛有冷水的燒杯里進行分離。【慎思3】反應條件是怎樣影響苯的同系物的鹵代反應的？提示

苯的同系物的鹵代反應(1)上面兩個反應的反應物相同，由于反應條件不同而產物也不同，在Fe粉作催化劑時鹵素原子取代苯環上的氫原子，而在光照時鹵素原子取代側鏈上的氫原子。(2)在第一個反應中主要產物中鹵素原子還可以取代苯環甲基對位上的氫原子。(3)苯和苯的同系物都不能與溴水反應而使溴水退色，但溴易溶于其中，可作為萃取劑，將溴水中的溴萃取出來。1．溴苯的(1)化學方程式：(2)反應裝置苯的化學性質(3)注意事項①CCl4的作用是吸收揮發出的溴單質。②AgNO3溶液的作用是檢驗溴與苯反應的產物中有HBr生成。③該反應中作催化劑的是FeBr3。④溴苯是無色油狀液體，在該實驗中因為溶解了溴而呈褐色。⑤應該用純溴，苯與溴水不反應。⑥試管中導管不能

液面以下，否則因HBr極易溶于水，而發生倒吸。⑦溴苯中因為溶有溴而呈褐色，可用NaOH溶液洗滌

再用分液的方法除去溴苯中的溴2．

的(1)化學方程式(2)裝置(部分裝置略)(3)注意事項①藥品的加入：將濃硫酸慢慢加入到濃硝酸中，并不斷振蕩降溫，降溫后再逐滴滴入苯，邊滴邊振蕩。②加熱方式及原因：采用水浴加熱方式，其原因是易控制反應溫度在50～60

℃范圍內。③溫度計放置的位置：溫度計的水銀球不能觸及燒杯底部及燒杯壁。④長直玻璃導管的作用是冷凝回流。⑤

是無色油狀液體，因為溶解了NO2而呈褐色。提醒(1)苯與溴單質發生取代反應，必須用液溴，并且有合適的催化劑(如FeBr3)存在，苯與溴水不能發生取代反應，只能將Br2從水中萃取出來。(2)

時應控制溫度不能過高，若溫度超

過

70

℃

， 發

生

磺

化

反

應

生

成(苯磺酸)。【例1】某化學課外小組用下圖裝置溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴，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

。(2)

觀

察

到

A

中

的

現

象

是

。(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

。(4)C

中

盛

放

CCl4

的

作

用

是。解析

本題主要考查溴苯 過程中的具體實驗知識。由于苯、液溴的沸點較低，且反應

↑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

Br2

在經過

CCl4

時被吸收；在 的溴苯中常混有

Br2，一般加入

NaOH

溶液中，因發生反應

Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O

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

H＋或

Br－即可。答案

(1)反應液微沸，有紅棕色氣體充滿A

容器除去溶于溴苯中的溴

Br2

＋

2NaOH===NaBr＋

NaBrO

＋H2O

或

3Br2＋6NaOH===5NaBr＋NaBrO3＋3H2O除去溴化氫氣體中的溴蒸氣石蕊試液 溶液變紅色(其他合理答案也對)只有在掌握好

實驗原理、操作等有關知識的基礎上，才可能對其中不足做科學的改造。本題通過CCl4洗氣瓶，就可以減少污染，避免Br2的干擾，通過NaOH溶液，就可以看到溴苯的

。【體驗

1】下列關于苯的說法中，正確的是(

)。苯的分子式為C6H6，它不能使酸性

KMnO4

溶液退色，屬于飽和烴從苯的凱

式( )看，苯分子中含有碳碳雙鍵，應屬于烯烴在催化劑作用下，苯與液溴反應生成溴苯，發生了加成反應D．苯分子為平面正六邊形結構，6

個碳原子之間的價鍵完全相同解析從苯的分子式

C6H6

看，其氫原子數未達飽和，應屬不飽和烴，而苯不能使酸性KMnO4溶液退色是由于苯分子中的碳碳鍵是介于單鍵與雙鍵之間的獨特的鍵所致；苯的凱式()并未反映出苯的真實結構，只是由于而沿用，不能由其來認定苯分子中含有雙鍵，因而苯也不屬于烯烴；在催化劑的作用下，苯與液溴反應生成了溴苯，發生的是取代反應而不是加成反應；苯分子為平面正六邊形結構，其分子中

6

個碳原子之間的價鍵完全相同。甲苯、二甲苯、乙苯被酸性KMnO4溶

化，被氧化的是側鏈，即甲基、乙基被氧化，該反應可簡單表示為：苯的同系物的化學性質這樣的氧化反應，都是苯環上的烷烴基被氧化，說明了苯環上的烷烴基比烷烴性質活潑。這種活潑性是苯環對烷烴基影響的結果。特別說明

①側鏈不論長短多少，只要αC原子(與苯環相連的第一個C原子)上有H原子，側鏈烴基通常被氧化為羧基；但側鏈的αC原子上如果沒有H原子(如

)，該有機物就不能使酸性KMnO4(aq)退色。②可用酸性KMnO4(aq)區分苯和苯的同系物，而不能用溴水(或溴的四氯化碳溶液)。各類烴的化學性質比較液溴溴水溴的四氯化碳溶液酸性高錳酸鉀溶液烷烴與溴蒸氣在光照條件下發生取代反應不反應，液態烷烴與溴水可以發生萃取從而使溴水層退色不反應，互溶不退色不反應烯常溫加成退常溫加成退氧化退苯一般不反應，催化條件下可取代不反應，發生萃取而使溴水層退色不反應，互溶不退色不反應苯的同系物一般不反應，光照條件下發生側鏈上的取代，催化條件下發生苯環上的取代不反應，發生萃取而使溴水層退色不反應，互溶不退色氧化退色特別提醒

應用上述性質可以鑒別不同類型的烴，同時要特別注意條件(如液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、光照、催化劑等)對反應的影響。【例2】怎樣通過實驗鑒別出苯、乙苯和己烯？寫出簡要的實驗方法。解析苯、乙苯和己烯為三種無色油狀液體，其中苯和乙苯不能使溴水退色而己烯可以，這樣通過溴水可鑒別出己烯；乙苯能使酸性

KMnO4

溶液退色而苯不可以，因此可用酸性

KMnO4溶液鑒別苯和乙苯。答案分別向三種液體中滴加溴水，使溴水退色的為己烯；向剩余的兩種液體中加入酸性

KMnO4溶液，使其退色的為乙苯。在描述有機反應時經常使用“油層”和“水層”兩個概念，在有機化學反應或在實驗操作時，經常有溶液分層的現象。所謂溶液分層即生成了有機化合物和無機物的水溶液。因此，通常把不溶于水的有機化合物稱為油層，而把易溶于水的有機化合物(乙醇、乙酸等)和無機鹽稱為水層。【體驗2】認真閱讀下列三個反應：利用這些反應，按以下步驟可從某烴A種

DSD酸。(試劑和條件已略去)—請寫出A、B、C、D的結構簡式：A

，B

，C

，D

。解析

本題主要考查苯和苯的同系物的取代反應(磺化反應和硝化反應)，同時考查對知識的遷移能力和題給新知識的運用能力。如苯胺具有弱堿性，易被氧化，所以必須在磺化反應和甲苯在NaClO

的條件下

1,2-

二苯乙烯后才能將

還原成

，否則易與磺酸基反應或被

NaClO

氧化。根據

DSD酸的結構可寫出

A、B、C、D

的結構簡式，利用逆推分析法：實驗探究六

苯的溴代反應【案例】

如圖中

A是

溴苯的實驗裝置，B、C是改進后的裝置，請仔細分析，對比三個裝置，回答以下問題：(1)寫出三個裝置中所共同發生的兩個反應的化學方程式：

；

。寫出B的右側試管中所發生反應的化學方程式

。(2)裝置A和C均采用了長玻璃導管，其作用是

。(3)在按裝置B、C裝好儀器及藥品后要使反應開始

，

應

對

裝

置

B

進

行

的

操

作

是

；應對裝置C進行的操作

是

。(5)B

中采用了洗氣瓶吸收裝置，其作用是

，反應后洗氣瓶中可能出現的現象是

。(6)B裝置也存在兩個明顯的缺點，使實驗的效果不好或不能正常進行。這兩個缺點是

。解析

苯在鐵粉作