专题3 第2单元 第1课时 苯的结构和性质（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第三册（苏教版）

本高中化学讲义聚焦苯的结构和性质核心知识点，从芳香族化合物定义切入，通过实验现象推导苯环平面正六边形结构及碳碳键特殊性，再基于结构讲解物理性质及氧化、取代（溴苯、硝基苯制备）、加成反应，构建“结构决定性质”的学习支架。 资料通过溴苯、硝基苯制备的实验设计与问题讨论，培养科学探究与实践能力，结合实验现象推理苯环结构训练科学思维，例题与练习辅助课中教学和课后巩固，落实结构决定性质的化学观念，助力学生查漏补缺。

第二单元　芳香烃 第一课时　苯的结构和性质 [素养目标]　1.理解苯的结构特征。2.掌握苯的主要化学性质。3.通过实验理解溴苯和硝基苯的制备原理、装置及注意事项。 知识点一　苯的结构 1．芳香族化合物 (1)芳香族化合物是指含有苯环的有机化合物，并不是指具有芳香气味的有机物。 (2)芳香烃是芳香族碳氢化合物的简称，苯是最简单的芳香烃。 2．苯的分子组成及结构特点 (1)苯分子为平面正六边形结构，分子中12个原子共平面。 (2)6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。 根据苯的分子式C6H6可以推测其分子的不饱和程度很大，应与烯烃、炔烃等不饱和烃具有相似的化学性质，但向两支各盛有2 mL苯的试管中分别加入酸性KMnO4溶液和溴水，振荡后静置，液体都分层，加入酸性KMnO4溶液的试管中，上层无色，下层紫红色；加入溴水的试管中，上层橙红色，下层基本无色。 1．通过上述实验现象能得到什么结论？ 提示　苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯不能被酸性KMnO4溶液氧化；加入溴水后上层橙红色说明苯不与溴水反应，可将溴从水中萃取出来。 2．苯分子中存在单、双键交替连结的结构吗？ 提示　不存在。若存在单、双键交替连结，则可被酸性KMnO4溶液氧化，也会与溴水发生加成反应而使其褪色。 3．研究表明，苯分子中碳碳键的键长都为1.40×10－10 m，则与互为同分异构体吗？ 提示　与是同种物质。 4．苯分子中碳原子的杂化方式是什么？ 提示　sp2杂化。 (1)结构简式正确地表示了苯分子结构的客观特点，而凯库勒式不符合苯分子结构的实际情况。但是，以凯库勒式表示苯分子结构的方法仍被沿用。 (2)在用凯库勒式表示苯的分子结构时，绝不应认为苯环是碳碳间以单、双键交替构成的环状结构。这可以从以下事实中得到证明： ①苯分子中碳碳键的键长和键能都介于碳碳单键和碳碳双键之间。 ②和是同一种物质而非同分异构体。 ③从性质上讲，苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但能与H2发生加成反应，能在催化剂作用下发生取代反应。 1．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苯不能使溴水褪色　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，都是1.40×10－10 m A．①②④⑤　　　 B．①②③⑤ C．①②③ D．①② 解析　①苯没有发生加成反应而使溴水褪色，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①正确；②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苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应，如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具有的性质，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，一种是两个甲基在C—C单键上，另一种是两个甲基在C===C双键上，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经测定，苯环上碳碳键的键长相等，都是1.40×10－10 m，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⑤正确；所以①②④⑤可以作为苯分子中不存在单、双键交替排列结构的证据。 答案　A 2．苯的结构简式可用来表示，下列关于苯的叙述正确的是(　　) A．由苯的结构式知，苯分子中含有三个碳碳双键 B．苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃 C．苯分子中6个碳碳键完全相同 D．苯可以与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应而使它们褪色 解析　苯分子中6个碳碳键完全相同，C正确；苯分子中不含有碳碳双键，所以苯不属于烯烃，A、B错误；苯不能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应而使它们褪色，D错误。 答案　C 知识点二　苯的性质 1．苯的物理性质 苯是无色、有特殊气味的液体，密度比水小，有毒，不溶于水，易溶于有机溶剂，也是良好的有机溶剂。 2．苯的化学性质 (1)氧化反应 ①苯在空气中燃烧：燃烧时产生明亮的火焰并有浓烟产生，其化学方程式为 2C6H6＋15O212CO2＋6H2O。 ②不能使酸性KMnO4溶液褪色。 (2)取代反应 ①苯不与溴水反应，但在催化剂作用下能与液溴发生取代反应，化学方程式为 。 ②苯与浓硝酸反应的化学方程式为 。 (3)加成反应 一定条件下，苯能与H2发生加成反应，化学方程式为。 1．溴苯制备实验中能否用溴水代替纯溴？反应中加入Fe粉的作用是什么？ 提示　不能。苯与溴水不能发生取代反应生成溴苯。 Fe与Br2发生反应生成FeBr3，FeBr3作该反应的催化剂。 2．纯净的溴苯是一种无色密度比水大的油状液体，但溴苯制备实验中得到的溴苯呈褐色，其原因是什么？如何除去褐色？ 提示　溴苯中溶解了Br2而使溴苯呈褐色，除去的方法是用NaOH溶液洗涤。 3．硝基苯制备实验中为何需要控制温度在50 ℃～60 ℃？ 提示　温度过低反应速率慢，温度过高会导致副反应发生。 制取溴苯和硝基苯的实验设计 1．溴苯的实验室制取 (1)反应装置如图所示 (2)长直导管的作用：一是冷凝回流；二是导气。 (3)导管末端不能伸入液面中或倒扣漏斗的原因是防止倒吸。 (4)锥形瓶中的液体为AgNO3溶液，说明发生了取代反应而不是加成反应的现象是AgNO3溶液中有浅黄色溴化银沉淀生成。 (5)反应完毕以后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯里，可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体，这可能是因为制得的溴苯中混有了溴的缘故。纯溴苯为无色液体，密度比水大。 (6)简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作： 水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)―→再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)―→ 最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水)、蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯 (7)溴苯的创新制取 创新装置的优点： ①有分液漏斗，可控制液溴的量。 ②加装一个用CCl4除溴蒸气的装置。 ③倒扣的漏斗可以防倒吸，还可以尾气吸收。 2．实验室制备硝基苯的实验装置(如图所示) (1)水浴加热的好处：受热均匀，容易控制温度；温度计的位置：水浴中。 (2)试剂添加的顺序：先将浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却，最后注入苯。 (3)将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，分离出粗硝基苯。 (4)纯硝基苯为无色、具有苦杏仁气味的油状液体，其密度大于水。 (5)简述粗产品获得纯硝基苯的实验操作： 用蒸馏水和氢氧化钠溶 用蒸馏水洗涤(除去氢氧化 ―→ 液洗涤(除去硝酸和硫酸) 钠溶液及与其反应生成的盐) ―→用无水氯化钙干燥，最后进行蒸馏(除去苯) 可得纯净的硝基苯 制备溴苯、硝基苯的注意事项 (1)溴苯与溴互溶，不能用直接分液的方法分离。 (2)苯与溴的反应中催化剂不是Fe，而是FeBr3。 (3)配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸时，一定要将浓硫酸注入浓硝酸，即将密度大的加入密度小的液体中，切不可将试剂的添加顺序颠倒。　 1．已知苯与液溴的反应是放热反应，某校学生为探究苯与溴发生的反应，用如图装置进行实验。下列说法错误的是(　　) A．通过装置Ⅱ集气瓶中有浅黄色沉淀生成不可以推断苯和液溴发生取代反应 B．装置Ⅱ中的小试管的作用之一是防止HBr溶于水而引起的倒吸 C．实验结束后，提纯装置Ⅰ集气瓶中溴苯的具体步骤为水洗后分液→碱洗后分液→水洗后分液→干燥→蒸馏 D．一段时间后，装置Ⅱ中的小试管内无分层现象，硝酸银溶液变为橙黄色 解析　HBr中混有的溴蒸气溶解在苯中，排除了Br2对检验HBr的干扰，装置Ⅱ集气瓶中有浅黄色沉淀生成，表明苯与液溴反应生成了HBr，由此可推断出苯和液溴发生了取代反应，A错误；若将反应产生的气体直接导入装置Ⅱ的AgNO3溶液中，可能会因HBr易溶于水而产生倒吸，所以小试管的作用之一是防止HBr溶于水而引起的倒吸，B正确；实验结束后，装置Ⅰ集气瓶中的混合物含有溴苯、苯、溴、FeBr3等，应先水洗(溶解FeBr3)后分液，再碱洗(吸收Br2)后分液，然后再次水洗(溶解少量碱、NaBr等)后分液，所得有机相中，除苯和溴苯外，还有少量水，故应干燥(除去有机化合物中的少量水)后再蒸馏分离苯和溴苯，C正确；装置Ⅱ中，随反应发生，液溴不断溶解在苯中得到溴的苯溶液，小试管内无分层现象，HBr与AgNO3反应生成AgBr浅黄色沉淀和HNO3，一段时间后，生成的HNO3会将一部分HBr氧化为Br2，Br2溶解在硝酸银溶液中使硝酸银溶液变为橙黄色，D正确。 答案　A 2．下列实验操作中正确的是(　　) A．将溴水、铁粉和苯混合加热即可制得溴苯 B．除去溴苯中红棕色的溴，可用稀NaOH溶液反复洗涤，并用分液漏斗分液 C．用苯和浓HNO3在浓H2SO4催化下反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计应放在混合液中 D．制取硝基苯时，应先取浓H2SO4 2 mL，再加入1.5 mL浓HNO3，再滴入苯约1 mL，然后放在水浴中加热 解析　苯和液溴在铁的催化下反应可得溴苯，而溴水不行。苯和浓HNO3、浓H2SO4反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计应放在水浴中测水的温度，控制在50～60 ℃。混合浓硫酸和浓硝酸时，应将浓硫酸加入浓硝酸中，且边加边搅拌，冷却后再加入苯。 答案　B 1．下列关于苯的叙述正确的是(　　) A．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的价键完全相同 B．苯分子中含有碳碳双键，属于烯烃 C．在催化剂作用下，苯与硝酸反应生成硝基苯，发生了加成反应 D．苯的分子式为C6H6，它不能使酸性KMnO4溶液褪色，属于饱和烃 解析　苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的键是一种介于单键和双键之间的特殊的化学键，完全相同，A正确；苯不含碳碳双键，不是烯烃，B错误；在催化剂作用下，苯与硝酸反应生成硝基苯，同时生成H2O，为取代反应，C错误；苯可与氢气发生加成反应，属于不饱和烃，D错误。 答案　A 2．下列说法正确的是(　　) A．与甲烷性质相似，苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，因此苯为饱和烃 B．苯的结构简式为，有三个双键，可与溴水发生加成反应 C．苯的邻位二元取代产物只有一种 D．苯的邻位二元取代产物有两种 解析　苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，不能与溴水发生加成反应，说明苯分子不是单、双键交替的结构，苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键，六个键完全相同，因此其邻位二元取代产物只有一种，C正确，B、D错误；苯的分子式为C6H6，为不饱和烃，故A错误。 答案　C 3．下列实验事实中，能说明苯环上的取代基对苯环的性质造成影响的是(　　) A．甲苯使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．甲苯和浓硝酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯 C．甲苯与氯气在光照条件下反应生成 D．甲苯和氢气加成生成甲基环己烷 解析　烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化时，被氧化的位置是甲基，故体现的是苯环使甲基活化，A错误；苯发生硝化反应时一般生成硝基苯，甲苯发生硝化反应时，生成2,4,6-三硝基甲苯，能说明苯环上的取代基对苯环的性质造成影响，B正确；甲苯与氯气在光照条件下发生取代反应，取代甲基上的氢原子，故不能说明苯环上的取代基对苯环的性质造成影响，C错误；甲苯中苯环含有不饱和键，能与氢气发生加成反应，不能说明苯环上的取代基对苯环的性质造成影响，D错误。 答案　B 4．如图是实验室制溴苯的装置图，下列说法正确的是(　　) A．仪器A左上侧的分液漏斗中加入的是苯和溴水 B．仪器A的名称叫蒸馏烧瓶 C．锥形瓶中的导管口出现大量白雾 D．碱石灰作用是防止空气中水蒸气进入反应体系 解析　与Br2的反应用液溴，A错误；仪器A叫三颈烧瓶，B错误；碱石灰的作用是防止溴蒸气及HBr进入空气中，D错误。 答案　C 5．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________。 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到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)反应后试管中有机物为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。 答案　(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 学科网（北京）股份有限公司 $