第2章 4 第三节 芳香烃（Word教参）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3（人教版）

本讲义聚焦芳香烃核心知识点，系统梳理苯的组成结构、物理性质及氧化、取代、加成反应，延伸至苯的同系物的概念、命名与性质，通过结构特殊性探究性质差异，构建从基础到拓展的学习支架。 资料以实验探究（如苯与酸性高锰酸钾、溴水反应）培养科学探究与实践能力，对比苯与同系物结构性质发展科学思维，强调结构决定性质的化学观念。课中辅助实验教学，课后通过习题巩固，助力查漏补缺。

第三节　芳香烃 【学习目标】　1.从化学键的特殊性理解芳香烃的组成和结构特点，比较它们的组成、分子结构和性质的差异。　2.认识加成、取代反应的特点和规律，了解有机反应类型与有机化合物的组成及结构特点的关系。　3.根据苯分子的平面正六边形结构模型，判断含苯环有机化合物分子中原子间的位置关系。 知识点一　苯 1．芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃类化合物。苯是最简单的芳香烃。 2．苯的物理性质 颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性 挥发性 无色 液体 有特殊 气味 有毒 比水 小 不溶 于水 易挥发 3.苯的分子结构 (1)实验探究 实验 操作 实验 现象 液体分层，上层为无色，下层为紫红色 液体分层，上层为橙红色，下层为无色 实验 结论 苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与溴水反应。溴在苯中的溶解度比在水中的大，苯能将溴从溴水中萃取出来 原因 苯分子具有不同于烯烃和炔烃的特殊结构 (2)结构特点 4．苯的化学性质 (1)氧化反应——可燃性 化学方程式：＋15O212CO2＋6H2O(火焰明亮，产生浓重的黑烟)。 (2)取代反应 ①苯与液溴： (溴苯)＋HBr↑。纯净的溴苯是一种无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。 ②苯的硝化反应：＋HO—NO2 (硝基苯)＋H2O。纯净的硝基苯是一种无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。 ③苯的磺化反应：＋HO—SO3H (苯磺酸)＋H2O。苯磺酸易溶于水，是一种强酸，可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。 (3)加成反应 苯的大π键比较稳定，通常情况下不易发生加成反应，在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应：＋3H2 (环己烷)。 　苯环实际上不具有碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构。现有如下事实，可以作为证据的有哪些？ ①苯的间位二取代物只有一种 ②苯的邻位二取代物只有一种 ③苯分子中碳碳键的键长均相等 ④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 ⑤苯在加热和催化剂存在条件下，能与氢气发生加成反应 ⑥苯在FeBr3存在的条件下，能与液溴发生取代反应，但不能因化学变化而使溴水褪色 提示：②③④⑥。若苯环具有碳碳单键和碳碳双键交替的结构，则碳碳键的键长应该不相等(双键键长比单键键长短)，苯的邻位二氯取代物应该有两种。苯不能因化学变化而使溴水褪色，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都说明苯分子中没有碳碳双键。 (1)在一定条件下苯能与氯气发生加成反应(　　) (2)苯与溴水在FeBr3催化下可发生取代反应(　　) (3)苯和乙烯都能使溴水褪色，二者褪色原理相同(　　) (4)1 mol苯可以与3 mol H2发生加成反应，说明1个苯分子中含有3个碳碳双键(　　) (5)除去溴苯中的溴可采用加入氢氧化钠溶液分液的方法(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 1．下列有关苯分子结构的说法不正确的是(　　) A．碳原子以sp3杂化方式成键，键间夹角为120° B．每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道，相互平行重叠形成大π键 C．大π键中6个电子被6个碳原子共用，故称 ∏ D．分子中12个原子共面，六个碳碳键完全相同 解析：选A。苯分子中碳原子均采取sp2杂化，A错误。 2．实验室制备硝基苯(密度为1.45 g·cm-3，不溶于水)时，经过配制混酸、硝化反应(50～60 ℃)、洗涤分离、干燥、蒸馏等步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是(　　) A.配制混酸 B.硝化反应 C.分离硝基苯 D.蒸馏硝基苯 解析：选C。浓硫酸的密度较大，为防止酸液飞溅，应将浓硫酸加入浓硝酸中，故A不能达到实验目的；硝化反应应控制温度为50～60 ℃，需水浴加热且需要温度计，故B不能达到实验目的；硝基苯不溶于水，可通过分液分离，故C能达到实验目的；直形冷凝管中水的方向错误，为充分冷凝，应从下端进水，故D不能达到实验目的。 3．某同学分别用下列a和b装置制备溴苯，下列说法不正确的是 (　　) A.a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀，可推断烧瓶中发生取代反应 B．两烧瓶中均出现红棕色气体，说明液溴的沸点低 C．b装置具支试管中CCl4吸收Br2，液体变为橙色 D．b装置中的倒置漏斗起防倒吸作用，漏斗内可形成白烟 解析：选A。挥发出的溴会和水反应生成HBr，HBr也会和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀，故不能说明烧瓶中发生取代反应，A错误；两烧瓶中均出现红棕色气体，说明液溴的沸点低，挥发出溴蒸气，B正确；溴能溶于四氯化碳，故b装置具支试管中CCl4吸收Br2，液体变为橙色，C正确；b装置中生成的溴化氢气体进入倒置漏斗和浓氨水反应生成NH4Cl固体颗粒，观察到漏斗内形成白烟，且倒置漏斗能起防倒吸的作用，D正确。 苯的取代反应实验 项目 制取溴苯 制取硝基苯 实 验 装 置 注 意 事 项 ①应该用液溴(纯溴)； ②因需用催化剂FeBr3，故需加入铁屑； ③因HBr极易溶于水，锥形瓶中的导管不能插入液面以下，防止倒吸 ①试剂添加顺序：浓硝酸→浓硫酸→苯； ②浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂； ③必须用水浴加热，温度计插入水浴中测量水的温度 除 杂 流 程 知识点二　苯的同系物 1．概念：苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物称为苯的同系物，其通式为CnH2n－6。 2．命名 (1)习惯命名法 苯的同系物的命名以苯作为母体，其他基团作为取代基。如的名称为甲苯；二甲苯有三种同分异构体，即，名称分别为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。 (2)系统命名法 将苯环上的6个碳原子编号，以某个烷基所在的碳原子的位置为1号，选取最小位次号给其他烷基编号。以二甲苯为例，系统命名见下表： 芳香烃 系统命名 1，2­二甲苯 1，3­二甲苯 1，4­二甲苯 3.物理性质：苯的同系物一般是具有类似苯的气味的无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。 4．化学性质 (1)实验探究 ①实验操作： 现象 解释 振荡前 溴水在下层 溴水的密度大于苯和甲苯的密度 振荡后 液体分层，上层均为橙红色，下层几乎无色 苯、甲苯与溴水均不反应，但能萃取溴单质 ②实验操作： 现象 解释 振荡前 酸性KMnO4溶液在下层 酸性KMnO4溶液的密度大于苯和甲苯的密度 振荡后 盛有苯的试管中无明显现象，盛有甲苯的试管中溶液紫红色褪去 苯不能与酸性KMnO4溶液反应，甲苯能与酸性KMnO4溶液反应 (2)化学性质 ①氧化反应 a．燃烧的通式： CnH2n－6＋O2nCO2＋(n－3)H2O。 b．苯的同系物大多数能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色。 [注意]　苯的同系物侧链的烷基中，直接与苯环连接的碳原子上没有氢原子时，一般不能被KMnO4(H＋)氧化。 ②取代反应 甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被取代。 a.卤代 ＋Br2。 b．硝化 甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下可以发生取代反应，生成一硝基取代物、二硝基取代物和三硝基取代物，硝基取代的位置均以甲基的邻、对位为主。其中生成三硝基取代物的化学方程式为 。 生成的三硝基甲苯的系统命名为2，4，6­三硝基甲苯，又叫梯恩梯(TNT)，是一种淡黄色晶体，不溶于水。它是一种烈性炸药，广泛用于国防、采矿、筑路、水利建设等。 　(1)在光照条件下，甲苯与氯气能发生类似甲烷与氯气的取代反应，请写出可能的有机产物的结构简式。 (2)对比苯与甲苯的结构，以及二者发生硝化反应的产物，你能得出什么结论？ 提示：(1) 。 (2)甲苯比苯更容易发生取代反应，且能生成邻、对位三取代产物。 ③加成反应 (1)苯的同系物、芳香族化合物中都含有苯环，所以是官能团(　　) (2) 都是苯的同系物(　　) (3) 的系统命名为1，3，4­三甲苯(　　) (4)甲苯与溴蒸气反应时条件不同，取代氢原子的位置就不同(　　) (5)苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色(　　) (6)甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2，4，6­三硝基甲苯，说明苯环对甲基产生了影响(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× 1．异丙苯的结构简式为，下列说法错误的是(　　) A．异丙苯的分子式为C9H12 B．异丙苯的沸点比苯的高 C．异丙苯分子中碳原子可能都处于同一平面 D．异丙苯和苯互为同系物 解析：选C。A项，异丙苯的分子式为C9H12，正确；B项，异丙苯的相对分子质量比苯的大，故异丙苯的沸点比苯的高，正确；C项，由于异丙基与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，而饱和碳原子为四面体结构，故饱和碳原子和与其相连的三个碳原子一定不在同一平面上，错误；D项，异丙苯与苯结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，正确。 2．下列有关甲苯的实验事实中，能说明侧链对苯环性质有影响的是(　　) A．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．甲苯燃烧产生带浓烟的火焰 C．甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯 D．1 mol甲苯能与3 mol H2发生加成反应 解析：选C。甲苯中苯环影响了甲基，使甲基易被酸性高锰酸钾溶液氧化成羧基，导致高锰酸钾溶液褪色，故A不符合题意；甲苯燃烧产生带浓烟的火焰，不能说明侧链对苯环性质有影响，故B不符合题意；甲苯中甲基影响了苯环，使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活泼性增强，易被硝基取代，故C符合题意；甲苯能与氢气发生加成反应，最多消耗3 mol氢气，不能说明侧链对苯环性质有影响，故D不符合题意。 3．利用傅克反应可制备芳香族化合物，如＋C4H9Cl＋HCl↑。下列有关说法不正确的是(　　) A.该反应属于取代反应 B．属于烃 C．分子式为C4H9Cl的物质有3种 D．能发生加成反应 解析：选C。傅克反应的原理是苯环上的氢原子被烃基取代，属于取代反应，A正确；只含有碳、氢元素，属于烃，B正确；丁基有4种结构，C4H9Cl可看作氯原子取代丁烷分子中的一个氢原子，故分子式为C4H9Cl的物质有4种，C错误；分子中含有苯环，在一定条件下能与氢气等发生加成反应，D正确。 1．下列关于苯和甲苯的叙述正确的是(　　) A．都能与溴水发生取代反应 B．分子中所有原子在同一平面上 C．甲苯与氯气在光照条件下反应主要生成2，4，6­三氯甲苯 D．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能 解析：选D。苯、甲苯均不能与溴水反应，故A错误。苯是平面结构，甲苯分子中甲基中最多有一个氢原子与苯环在同一平面上，故B错误。甲苯与氯气在光照条件下反应，甲基上的氢原子被氯原子取代，不能得到2，4，6­三氯甲苯，故C错误。苯环上的侧链甲基受苯环的影响易被氧化，所以苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。 2．某烃的结构简式如下图所示，下列说法正确的是(　　) A．该烃的核磁共振氢谱有5组峰 B．1 mol该烃完全燃烧消耗16.5 mol O2 C．该烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．该烃是苯的同系物 解析：选C。根据该烃的结构简式可判断其具有3种不同化学环境的氢原子，故该烃的核磁共振氢谱有3组峰，故A错误；该烃的分子式为C14H14，1 mol该烃完全燃烧消耗17.5 mol氧气，故B错误；该烃苯环上连有甲基，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；含有一个苯环且侧链为烷基的烃为苯的同系物，该烃含有两个苯环，不是苯的同系物，故D错误。 3．(2025·长沙高二质检)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示，下列关于实验操作的叙述错误的是(　　) A．向圆底烧瓶中滴加苯和液溴的混合液前需先打开K B．实验中，装置b中液体呈浅红色 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：选D。苯和液溴均易挥发，苯与液溴在溴化铁的催化作用下发生剧烈的放热反应，释放出溴化氢气体(含少量苯和溴蒸气)，先打开K，后加入苯和液溴，避免因装置内气体压强过大而发生危险，A项正确；四氯化碳用于吸收挥发出的溴蒸气，溴溶于四氯化碳，使装置b中液体呈浅红色，B项正确；碳酸钠溶液呈碱性，能够吸收反应生成的溴化氢气体，C项正确；反应后的混合液中含有苯、溴及溴化铁等杂质，需经过碱洗、水洗、分液得到含有苯的溴苯，再经过蒸馏得到溴苯，D项错误。 4．苯可发生如下图所示的反应，下列叙述错误的是(　　) A．反应①为取代反应，向反应后的液体中加入水，有机产物在上层 B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并伴有浓重的黑烟 C．反应③为取代反应，有机产物是一种芳香族化合物 D．反应④中1 mol苯最多能与3 mol H2发生加成反应 解析：选A。苯与液溴在FeBr3催化作用下发生取代反应生成溴苯和HBr，溴苯的密度比水的大，且与水互不相溶，故有机产物在下层，A错误；苯的含碳量高，在氧气中燃烧时发出明亮火焰并伴有浓重的黑烟，B正确；苯与浓硝酸在50～60 ℃、浓硫酸催化作用下发生取代反应生成硝基苯和水，硝基苯属于芳香族化合物，C正确；1 mol苯最多能与3 mol氢气发生加成反应，D正确。 5．结合所学知识，分析以下反应： 下列推论不正确的是(　　) A．甲苯比苯容易硝化，硝基苯比苯难硝化 B．甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代 C．硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代 D．甲苯、硝基苯发生硝化反应时，均产生3种硝化产物，故甲基、硝基对苯环产生的影响相同 解析：选D。根据反应发生需要的温度可知，甲苯比苯容易硝化，硝基苯比苯难硝化，故A正确；甲苯发生硝化反应时，产物的量仅为4%，说明甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代，故B正确；硝基苯发生硝化反应时，产物、的量很少，说明硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代，故C正确；甲苯与硝基苯发生硝化反应时，虽然都产生了3种硝化产物，但每种产物的量不同，故甲基、硝基对苯环产生的影响不同，故D错误。 6．芳香族化合物是一种基本化工原料，可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如下图所示： 回答下列问题： (1)A的名称是________；E属于__________(填“饱和烃”或“不饱和烃”)。 (2)A→E的化学方程式是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在A→B反应的副产物中，与B互为同分异构体的副产物的结构简式为________________________________________________________________________。 (4)A→C的反应类型为____________，C可能的结构有________种。 (5)A与酸性KMnO4溶液反应可得到D，写出D的结构简式：________________。 解析：芳香族化合物A含有苯环，结合分子式和B的结构简式可知，A的结构简式为，在光照条件下与溴单质发生取代反应生成B；A在FeBr3催化作用下与溴单质发生取代反应生成的C为；A与酸性高锰酸钾溶液反应生成的D为；A与氢气发生加成反应生成的E为。 答案：(1)邻二甲苯(或1，2­二甲苯)　饱和烃 (2) (3) 　(4)取代反应　2　(5) 学科网（北京）股份有限公司 $