第07课 苯
1．认识苯的组成和结构特点； 2．掌握苯的物理和化学性质； 3．了解苯在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
一、苯的分子组成及结构
1.预测苯的结构与性质
化学键 实验操作 预测现象
碳碳双键或碳碳三建 取少量样品滴加酸性KMnO4溶液
取少量样品滴加溴水溶液
2.实验探究——苯的结构与性质【实验2-1p43】
实验操作
实验现象 液体分层，上层 色，下层 色 液体分层，上层 色，下层 色
结论原因 苯 被酸性高锰酸钾溶液氧化，也 与溴水反应，苯分子具有 于烯烃和炔烃的特殊结构。
3.苯的分子结构
分子式 结构式 结构简式 空间充填模型
化学键 形成 苯分子中的6个碳原子均采取 杂化，每个碳的杂化轨道分别与氢原子及相邻碳原子的 杂化轨道以σ键结合，键间夹角均为 ，连接成六元环。每个碳碳键的键长 ，都是139 pm，介于碳碳 键和碳碳 键的键长之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成 键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧
结构特点 ①6个碳碳键键长 。 ②是一种介于碳碳 键和碳碳 键之间的特殊化学键。 ③苯的6个氢原子所处的化学环境 。 ④分子中6个碳原子和6个氢原子都在 内。 ⑤苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，在 上。
【易错提醒】（1）大π键是一种介于单键和双键之间的独特的化学键。
键长 立体构型 键角 共面情况 碳原子杂化方式 化学键类型
139pm
（2）苯分子中不是单键和双键交替的结构依据
①苯分子中碳碳键的键长均 。
②核磁共振只显示 种氢。
③苯 使酸性KMnO4溶液褪色。
④苯 因化学变化而使溴水褪色。
⑤苯的邻位二取代物只有 种。
二、苯的物理性质：
1.色态： 色、有 气味、有 的 体；
2.熔沸点：苯 挥发，沸点是80℃，熔点5.5℃；
3.密度：常温下密度比水 ；
4.溶解性： 溶于水，是一种重要的有机溶剂。
【注意】“苯的外观似水，而并非水”。
三、苯的化学性质
1.苯的氧化反应
(1)与氧气的燃烧反应：2C6H6＋15O212CO2＋6H2O,实验现象：空气里燃烧产生浓重的 ，同时放出大量的 。
(2)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能被酸性KMnO4溶液氧化。
2.苯的取代反应
(1)苯与溴的取代反应：苯与溴在FeBr3催化下可以发生反应，苯环上的氢原子可被溴原子取代，生成溴苯
①反应的化学方程式：
②溴苯的制备
反应原料 苯、纯溴、铁
实验原理
实验步骤 ①安装好装置，检查装置气密性 ②把苯和少量液态溴放入烧瓶中 ③加入少量铁屑作催化剂 ④用带导管的橡胶塞塞紧瓶口
实验装置
实验现象 ①剧烈反应，圆底烧瓶内液体 ，烧瓶内充满大量 气体 ②锥形瓶内的管口有 出现，溶液中出现 沉淀 ③左侧导管口有 液体滴下，把烧瓶里的液体倒入冷水里，有 液体
尾气处理 用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收 和挥发出来的
【注意事项】
①该反应要用 ，苯与溴水不反应；加入铁粉起 作用，实际上起催化作用的是 。
②加药品的顺序：铁苯溴。
③长直导管的作用： 气体和充分冷凝回流逸出的 和 的蒸气 (冷凝回流的目的是 原料的利用率)。
④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下的原因是防止 ，因为HBr气体 溶于水。
⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的 小液滴。
⑥纯净的溴苯是 色的液体，密度比水 ， 溶于水。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 的液体，这可能是因为制得的溴苯中混有了 的缘故。
⑦简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作：先用 洗后 (除去溶于水的杂质如 等)，再用 溶液洗涤后 (除去 )，最后 洗(除去 溶液及与其反应生成的 )、干燥(除去 )，蒸馏(除去 )可得纯净的溴苯。
⑧AgNO3溶液中有 色沉淀生成，说明有 气体生成，该反应应为 反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个 的洗气瓶，吸收 ， 对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代反应，因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀)。
⑨苯能萃取溴水中的 ，萃取分层后水在 层，溴的苯溶液在 层，溴水是 色的，萃取后溴的苯溶液一般为 色 (溴水也褪色，但为 褪色)。
(2)苯与浓硝酸的取代反应：在 作用下，苯在 能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯
①反应的化学方程式：
②硝化反应：苯分子里的 被 取代的反应叫做 反应，苯的 反应属于 反应
③硝基苯的制备
反应原料 苯、浓硝酸、浓硫酸
实验原理
实验步骤 ①配制混合酸：先将1.5 mL 注入大试管中，再慢慢注入2 mL ，并及时摇匀和冷却 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL ，充分振荡，混合均匀 ③将大试管放在50～60 ℃的 中加热 ④粗产品依次用 和 洗涤，最后再用 洗涤 ⑤将用 干燥后的粗硝基苯进行 ，得到纯硝基苯
实验装置
实验现象 将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有 物质生成
【注意事项】
①试剂加入的顺序：先将 注入大试管中，再慢慢注入 ，并及时摇匀和冷却，最后注入
②水浴加热的好处：受热 ，容易控制
③为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是 加热；温度计的位置： 中
④浓硫酸的作用： 剂和 剂
⑤玻璃管的作用：
⑥简述粗产品获得纯硝基苯的实验操作：依次用 和 溶液洗涤(除去 和 )，再用 洗涤(除去 溶液及与其反应生成的 )，然后用 干燥，最后进行 (除去 )可得纯净的硝基苯
⑦纯硝基苯是 色、 溶于水、密度比水 ，具有 的 液体，实验室制得的硝基苯因溶有少量HNO3分解产生的NO2而显 色
⑧硝基苯有 ，沾到皮肤上或它的蒸汽被人体吸收都能引起中毒。如果硝基苯的液体沾到皮肤上，应迅速用 擦洗，再用 洗净
⑨使浓HNO3和浓H2SO4的混合酸冷却到50～60℃以下，可能原因是：
浓HNO3分解
b． 混合放出的热使苯和浓HNO3挥发
c．温度过高有 发生(生成苯磺酸和间二硝基苯)
(3)苯与浓硫酸的取代反应：苯与浓硫酸在 可以发生 反应，生成苯磺酸，属于 反应。
①反应的化学方程式：
②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。磺化反应可用于制备合成洗涤剂
3.苯的加成反应：
(1)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，生成环己烷
①反应的化学方程式：
②讨论：生成物是否还是平面结构？其一氯和二氯代物各有几种？
(2)在紫外线照射下，苯能与氯气发生加成反应，生成六六六粉（六氯环己烷）
①反应的化学方程式：
②六六六粉对昆虫有触杀、熏杀和胃毒作用，是一种高效高残留农药，是2B类致癌物，现已禁止生产和使用。
四、苯的应用：苯是一种重要的化工原料和有机溶剂
问题一 苯分子的结构
【典例1】3．苯分子结构中不存在碳碳单键、双键交替结构，不能作为其证据的事实是
A．苯分子中碳碳键的键长均相等
B．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．经实验测得邻二甲苯只有一种结构
D．苯和足量氢气发生加成反应生成环己烷
【变式1-1】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．苯能与H2发生加成反应 B．苯不能因发生化学反应使溴水褪色
C．溴苯没有同分异构体 D．硝基苯没有同分异构体
【变式1-2】(无机苯)的结构如图，与苯类似也有大π键。下列关于的说法错误是
A．无机苯的二氯代物有3种 B．分子中所有原子共平面
C．分子中B和N的杂化方式相同且为杂化 D．形成大π键的电子全部由N原子提供
问题二 苯的取代反应实验
【典例2】某实验小组利用如图装置制取溴苯，并提纯和检验产物。下列说法正确的是
A．分液漏斗中是苯和溴水的混合物
B．实验结束后打开A下端活塞后，锥形瓶底部只有油状液体
C．C中盛放的主要作用是吸收挥发出的溴蒸气和苯蒸气
D．D中有淡黄色沉淀生成，一定能证明苯发生了取代反应
【变式2-1】实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是( )
A．水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B．仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率
C．浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应先向浓硫酸中缓缓加入浓硝酸，待冷却至室温后，再将苯逐滴滴入
D．反应完全后，可用蒸馏的方法分离苯和硝基苯
【变式2-2】关于实验室制硝基苯，下列说法正确的是
A．试剂的添加顺序：先将浓硫酸加入试管中再缓慢加入浓硝酸，摇匀冷却后加入苯
B．由粗产品得到纯硝基苯的操作：①水洗后分液②氢氧化钠溶液洗涤后分液③水洗后分液④无水 CaCl2干燥⑤蒸馏
C．将反应后的液体倒入盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯上部有黄色油状物质生成
D．水浴加热温度应控制在70-80℃
1．今年3月11日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，造成严重危险，新闻媒体进行了连续报道，以下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，达到清除泄漏物的目的
D．有人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物，但苯燃烧会产生大量的黑烟，故该办法未被采纳
2．苯环结构中，不存在单双键交替结构，可以作为证据的事实是
①苯不能使KMnO4(H+)溶液褪色
②苯中碳碳键的键长均相等
③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷
④经实验测得邻二甲苯仅一种结构
⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应，但不是因加成而使溴水褪色
A．②③④⑤ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④
3．实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A．水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B．浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应向浓硫酸中加入浓硝酸，待冷却至室温后，再将苯逐滴滴入
C．仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率
D．反应完全后，可通过分液得到粗硝基苯
4．下列关于苯的叙述正确的是
A．苯分子的碳原子在同一平面，氢原子不在同一平面
B．苯的结构简式可写为，但没有碳碳双键
C．苯若不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则苯是饱和烃
D．苯分子中既含有碳碳单键又含有碳碳双键
5．下列关于苯的说法正确的是
A．苯能与溴水在溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应
B．苯与乙烯一样，是很重要的化工原料，可作消毒剂、有机溶剂、洗涤剂
C．苯分子中的碳原子没有达到饱和，因此能发生化学反应使溴水褪色
D．苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间独特的键，因此苯难发生加成反应
6．硝基苯常作有机合成中间体及用作生产苯胺的原料，用于生产染料、香料、炸药等有机合成工业，被世界卫生组织国际列入致癌物清单。
(1)请写出实验室制备硝基苯的化学方程式 。试剂加入的顺序应该为 ，该反应中浓硫酸的作用是 。
(2)该实验为水浴加热，温度计的位置应该在 。中学阶段我们也学习过一些其他使用温度计的实验，如实验室模拟石油的分馏，温度计的位置应该在 ；实验室制备乙烯，温度计的位置应该在 。
(3)硝基苯是无色的油状液体，该实验会得到淡黄色的溶液原因是 。将实验后的生成物倒入试管充分振荡并静置一段时间，下列现象合理的是 (填序号)。
1．关于苯的下列说法正确的是
A．苯的分子是环状结构，其性质跟烷烃相似
B．表示苯的分子结构，其中含有碳碳双键，因此苯的性质跟烯烃相同
C．苯的分子式是C6H6，分子中的碳原子远没有饱和，因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键
2．已知苯可发生如下转化，下列叙述正确的是
A．反应①生成的溴苯是苯的同系物
B．反应②不发生，但是仍有分层现象，紫色层在下层
C．反应③为加成反应，产物是一种烃的衍生物
D．反应④能发生，证明苯是单双键交替结构
3．化学上通常把原子数和电子数相等的分子或离子称为等电子体，人们发现等电子体间的结构和性质相似(即等电子原理)，B3N3H6被称为无机苯，它与苯是等电子体，则下列说法中不正确的是
A．无机苯分子中只含有极性键
B．无机苯能发生加成反应和取代反应
C．无机苯的二氯代物有3种同分异构体
D．无机苯不能使KMnO4酸性溶液褪色
4．硝基苯是一种重要的化工原料，制备、提纯硝基苯的流程如图：
下列叙述错误的是
A．配制混酸时，应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中，边滴加边搅拌
B．步骤①需用水浴加热，以便于控制反应温度
C．步骤②所用仪器为分液漏斗
D．步骤③蒸馏操作时，温度计应插入液面以下
5．图1是实验室合成溴苯并检验其部分生成物的装置(夹持装置已略去)，下列说法正确的是
A．可以用萃取除去溴苯中混有的溴
B．装置B中的液体逐渐变为橙红色，是因为溴与苯发生氧化还原反应
C．装置E具有防倒吸的作用，不可以用图2所示装置代替
D．装置C中石蕊试液慢慢变红，装置D中产生浅黄色沉淀
6．苯是一种重要的化工原料，也是一种重要的溶剂，请回答下列问题：
(1)下图是某些有机物的填充模型，其中表示苯的是___________(填字母)。
A． B． C． D．
(2)把苯加入盛有溴水的试管中，液体会出现分层现象，充分振荡、静置，苯在上层，体现了苯的哪些性质 ，出现红棕色液体的一层在 (选填“上”或“下”)层，接下来要将两层液体分开的仪器是 。把苯加入盛有少量酸性高锰酸钾溶液的试管中，振荡后，酸性高锰酸钾溶液不褪色，说明苯分子中 (选填“有”或“没有”)碳碳双键。
(3)对于苯曾有人提出两种立体结构(如图)，就该两种立体结构回答下列有关问题：
若苯的结构为(Ⅱ)， 则下列说法正确的是 (选填字母)。
A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．燃烧时产生浓烟
C．能使溴水褪色第07课 苯
1．认识苯的组成和结构特点； 2．掌握苯的物理和化学性质； 3．了解苯在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
一、苯的分子组成及结构
1.预测苯的结构与性质
化学键 实验操作 预测现象
碳碳双键或碳碳三建 取少量样品滴加酸性KMnO4溶液 紫色褪去
取少量样品滴加溴水溶液 溴水褪色
2.实验探究——苯的结构与性质【实验2-1p43】
实验操作
实验现象 液体分层，上层无色，下层紫红色 液体分层，上层橙黄色，下层无色
结论原因 苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能与溴水反应，苯分子具有不同于烯烃和炔烃的特殊结构。
3.苯的分子结构
分子式 结构式 结构简式 空间充填模型
C6H6 或
化学键 形成 苯分子中的6个碳原子均采取sp2杂化，每个碳的杂化轨道分别与氢原子及相邻碳原子的sp2杂化轨道以σ键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧
结构特点 ①6个碳碳键键长完全相同。 ②是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。 ③苯的6个氢原子所处的化学环境完全相同。 ④分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。 ⑤苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，在同一条直线上。
【易错提醒】（1）大π键是一种介于单键和双键之间的独特的化学键。
键长 立体构型 键角 共面情况 碳原子杂化方式 化学键类型
139pm 平面正六边形 120o 所有C、H原子 sp2杂化 σ键、大π键
（2）苯分子中不是单键和双键交替的结构依据
①苯分子中碳碳键的键长均相等。
②核磁共振只显示一种氢。
③苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。
④苯不能因化学变化而使溴水褪色。
⑤苯的邻位二取代物只有一种。
二、苯的物理性质：
1.色态：无色、有特殊气味、有毒的液体；
2.熔沸点：苯挥发，沸点是80℃，熔点5.5℃；
3.密度：常温下密度比水小；
4.溶解性：不溶于水，是一种重要的有机溶剂。
【注意】“苯的外观似水，而并非水”。
三、苯的化学性质
1.苯的氧化反应
(1)与氧气的燃烧反应：2C6H6＋15O212CO2＋6H2O,实验现象：空气里燃烧产生浓重的黑烟，同时放出大量的热。
(2)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能被酸性KMnO4溶液氧化。
2.苯的取代反应
(1)苯与溴的取代反应：苯与溴在FeBr3催化下可以发生反应，苯环上的氢原子可被溴原子取代，生成溴苯
①反应的化学方程式：
②溴苯的制备
反应原料 苯、纯溴、铁
实验原理
实验步骤 ①安装好装置，检查装置气密性 ②把苯和少量液态溴放入烧瓶中 ③加入少量铁屑作催化剂 ④用带导管的橡胶塞塞紧瓶口
实验装置
实验现象 ①剧烈反应，圆底烧瓶内液体微沸，烧瓶内充满大量红棕色气体 ②锥形瓶内的管口有白雾出现，溶液中出现淡黄色沉淀 ③左侧导管口有棕色油状液体滴下，把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体
尾气处理 用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和挥发出来的Br2
【注意事项】
①该反应要用液溴，苯与溴水不反应；加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3。
②加药品的顺序：铁苯溴。
③长直导管的作用：导出气体和充分冷凝回流逸出的苯和溴的蒸气 (冷凝回流的目的是提高原料的利用率)。
④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下的原因是防止倒吸，因为HBr气体易溶于水。
⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴。
⑥纯净的溴苯是无色的液体，密度比水大，难溶于水。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。
⑦简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作：先用水洗后分液(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。
⑧AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代反应，因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀)。
⑨苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色，但为萃取褪色)。
(2)苯与浓硝酸的取代反应：在浓硫酸作用下，苯在50～60℃能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯
①反应的化学方程式：
②硝化反应：苯分子里的氢原子被硝基取代的反应叫做硝化反应，苯的硝化反应属于取代反应
③硝基苯的制备
反应原料 苯、浓硝酸、浓硫酸
实验原理
实验步骤 ①配制混合酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀 ③将大试管放在50～60 ℃的水浴中加热 ④粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯
实验装置
实验现象 将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物质生成
【注意事项】
①试剂加入的顺序：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
②水浴加热的好处：受热均匀，容易控制温度
③为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是水浴加热；温度计的位置：水浴中
④浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂
⑤玻璃管的作用：冷凝回流
⑥简述粗产品获得纯硝基苯的实验操作：依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫酸)，再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)，然后用无水氯化钙干燥，最后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯
⑦纯硝基苯是无色、难溶于水、密度比水大，具有苦杏仁味气味的油状液体，实验室制得的硝基苯因溶有少量HNO3分解产生的NO2而显黄色
⑧硝基苯有毒，沾到皮肤上或它的蒸汽被人体吸收都能引起中毒。如果硝基苯的液体沾到皮肤上，应迅速用酒精擦洗，再用肥皂水洗净
⑨使浓HNO3和浓H2SO4的混合酸冷却到50～60℃以下，可能原因是：
a．防止浓HNO3分解
b．防止混合放出的热使苯和浓HNO3挥发
c．温度过高有副反应发生(生成苯磺酸和间二硝基苯)
(3)苯与浓硫酸的取代反应：苯与浓硫酸在70～80℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸，属于取代反应。
①反应的化学方程式：
②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。磺化反应可用于制备合成洗涤剂
3.苯的加成反应：
(1)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，生成环己烷
①反应的化学方程式：
②讨论：生成物是否还是平面结构？其一氯和二氯代物各有几种？
(2)在紫外线照射下，苯能与氯气发生加成反应，生成六六六粉（六氯环己烷）
①反应的化学方程式：
②六六六粉对昆虫有触杀、熏杀和胃毒作用，是一种高效高残留农药，是2B类致癌物，现已禁止生产和使用。
四、苯的应用：苯是一种重要的化工原料和有机溶剂
问题一 苯分子的结构
【典例1】3．苯分子结构中不存在碳碳单键、双键交替结构，不能作为其证据的事实是
A．苯分子中碳碳键的键长均相等
B．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．经实验测得邻二甲苯只有一种结构
D．苯和足量氢气发生加成反应生成环己烷
【答案】D
【解析】A．苯分子中碳碳键的键长均相等，说明苯环中的化学键只有1种，不存在碳碳单双键交替结构，A不符合题意；B．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯环中不含碳碳双键，可以证明苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构，B不符合题意；C．如果苯分子结构中是碳碳单双键交替结构，则邻二甲苯的结构有两种，一种是两个甲基连接C-C单键，另一种是两个甲基连接C=C双键，而经实验测得邻二甲苯只有一种结构，说明苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构，C不符合题意；D．苯和氢气发生加成反应生成环己烷，发生加成反应是双键或三键具有的性质，不能证明苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构，D符合题意；故选D。
【解题必备】(1)苯中碳原子采取sp2杂化，除σ键外还含有大π键。苯分子为平面形结构，分子中的6个碳原子和6个氢原子共平面。
(2)苯不存在单双键交替结构，可以从以下几个方面证明：
①结构上：苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形；
②性质上：苯不能发生碳碳双键可发生的反应，如使酸性KMnO4溶液褪色、不能因化学变化而使溴水褪色等；
③二氯代苯的结构：邻二氯苯只有一种结构，而若为单双键交替应有两种结构(和)；
④氢原子的种类：核磁共振只显示一种氢；
【变式1-1】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．苯能与H2发生加成反应 B．苯不能因发生化学反应使溴水褪色
C．溴苯没有同分异构体 D．硝基苯没有同分异构体
【答案】B
【解析】A．苯是单、双键交替的正六边形平面结构，故苯能与H2发生加成反应，故A不符合题意；B．凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，如果含有C=C键的话，则能发生加成反应而使溴水褪色，但真实的情况是苯不能使溴水应发生反应而褪色，这一点不能解释，故B符合题意；C．因为苯上的氢原子都是等效氢原子，所以溴取代它们中的哪一个氢原子都是一样的，所以没有同分异构体，故C不符合题意；D．因为苯上的氢原子都是等效氢原子，所以硝基取代它们中的哪一个氢原子都是一样的，所以没有同分异构体，故D不符合题意；答案选B。
【变式1-2】(无机苯)的结构如图，与苯类似也有大π键。下列关于的说法错误是
A．无机苯的二氯代物有3种
B．分子中所有原子共平面
C．分子中B和N的杂化方式相同且为杂化
D．形成大π键的电子全部由N原子提供
【答案】A
【解析】A．无机苯的二氯代物有4种， 两个氯原子分别代替①②号个H原子、两个氯原子分别代替①③号个H原子、两个氯原子分别代替①④号个H原子、两个氯原子分别代替②③号个H原子，故A错误；B．无机苯的结构与苯相似，因此无机苯分子中所有原子共平面，故B正确；C．无机苯的结构与苯相似，为平面结构，分子中B和N的杂化方式相同且为杂化，故C正确；D．分子中大π键是三个N提供三对孤对电子，三个B提供三个空P轨道，形成六中心六电子的大π键，故D正确；选A。
问题二 苯的取代反应实验
【典例2】某实验小组利用如图装置制取溴苯，并提纯和检验产物。下列说法正确的是
A．分液漏斗中是苯和溴水的混合物
B．实验结束后打开A下端活塞后，锥形瓶底部只有油状液体
C．C中盛放的主要作用是吸收挥发出的溴蒸气和苯蒸气
D．D中有淡黄色沉淀生成，一定能证明苯发生了取代反应
【答案】D
【解析】A．分液漏斗中是苯和液溴的混合物，A错误；B．制取溴苯过程中，Fe和Br2反应生成FeBr3，打开A下端活塞后，随液体一起进入装有NaOH溶液的锥形瓶，FeBr3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀，因此锥形瓶底部除了油状液体，还有Fe(OH)3沉淀，B错误；C．苯对后续实验没有影响，所以C中盛放的主要作用是除去HBr气体中的溴蒸气，C错误；D．若苯跟溴单质发生了取代反应，则生成溴化氢，若为加成反应，则没有溴化氢生成，溴化氢易溶于水电离出氢离子和溴离子，D中有淡黄色沉淀生成，说明有AgBr沉淀生成，说明溶液中有溴离子，则可证明苯跟溴单质发生了取代反应，D正确； 故选D。
【解题必备】1．苯的溴化反应
(1)实验原理
+Br2+HBr
(2)实验现象：三颈烧瓶内反应剧烈，锥形瓶内有白雾(HBr遇水蒸气形成)出现，溶液底部有褐色油状液体出现，滴加NaOH溶液后三颈烧瓶中有红褐色沉淀形成。
(3)注意事项
①应该用纯溴；
②要使用催化剂FeBr3，需加入铁屑；
③锥形瓶中的导管不能插入液面以下，防止倒吸，因HBr极易溶于水。
(4)产品处理(精制溴苯)
2．苯的硝化反应
(1)实验原理
+HNO3+H2O
(2)实验现象：将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有黄色油状物质(溶有NO2)生成，然后用NaOH(5%)溶液洗涤，最后用蒸馏水洗涤后得无色油状、有苦杏仁味、密度比水大的液体。
(3)注意事项
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
说明：精制硝基苯的流程同上述精制溴苯的流程。
【变式2-1】实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是( )
A．水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B．仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率
C．浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应先向浓硫酸中缓缓加入浓硝酸，待冷却至室温后，再将苯逐滴滴入
D．反应完全后，可用蒸馏的方法分离苯和硝基苯
【答案】C
【解析】A．水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度，故A正确；B．冷凝管可冷凝回流反应物，则仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率，故B正确；C．混合时先加浓硝酸，后加浓硫酸，最后加苯，则混合时，应向浓硝酸中加入浓硫酸，待冷却至室温后，再向所得混合物中加入苯，故C错误；D．苯和硝基苯相互混溶，可根据沸点差异利用蒸馏的方法分离苯和硝基苯，故D正确。
【变式2-2】关于实验室制硝基苯，下列说法正确的是
A．试剂的添加顺序：先将浓硫酸加入试管中再缓慢加入浓硝酸，摇匀冷却后加入苯
B．由粗产品得到纯硝基苯的操作：①水洗后分液②氢氧化钠溶液洗涤后分液③水洗后分液④无水 CaCl2干燥⑤蒸馏
C．将反应后的液体倒入盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯上部有黄色油状物质生成
D．水浴加热温度应控制在70-80℃
【答案】B
【解析】实验室制硝基苯，是苯、浓硫酸、浓硝酸在加热条件下发生取代反应生成硝基苯的过程。A．浓硫酸溶于水会放出大量的热，故先加浓硝酸，再加浓硫酸，冷却后再加苯，A错误；B．粗产品中含有没有反应完的硝酸、苯，以及硫酸，①水洗后分液除去较大量的易溶于水的硝酸和硫酸，②氢氧化钠溶液洗涤后分液除去其中剩余的少量的酸性杂质③水洗后分液，再次除去易溶于水的杂质④无水 CaCl2干燥除去少量的水⑤蒸馏分离苯和硝基苯，B正确；C．硝基苯的密度大于水，应该在烧杯下部有黄色油状物质生成，C错误；D．硝基苯的制备温度应该在50-60℃之间，D错误；故选B。
1．今年3月11日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，造成严重危险，新闻媒体进行了连续报道，以下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，达到清除泄漏物的目的
D．有人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物，但苯燃烧会产生大量的黑烟，故该办法未被采纳
【答案】A
【解析】A．苯是难溶于水的物质，因此题中所给大量苯溶入水中，这句话是错误，故A符合题意；B．苯是一种无色、易挥发、易燃的的液体，周围地区如果有一个火星就可能引起爆炸，故B不符合题意；C．苯的密度小于水，且不溶于水，可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到清除泄漏物的目的，故C不符合题意；D．苯能燃烧，因为苯为液体，且苯的含碳量高，燃烧时会出现浓黑烟，对环境带来污染，故D不符合题意；答案为A。
2．苯环结构中，不存在单双键交替结构，可以作为证据的事实是
①苯不能使KMnO4(H+)溶液褪色
②苯中碳碳键的键长均相等
③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷
④经实验测得邻二甲苯仅一种结构
⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应，但不是因加成而使溴水褪色
A．②③④⑤ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④
【答案】C
【解析】①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①正确；②苯中碳碳键完全相同，为平面正六边形分子，说明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，键能均相等，故②正确；③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，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④正确；⑤苯在FeBr3存在下同液溴可发生取代反应，生成溴苯，苯不因化学变化而使溴水褪色，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，故选：C。
3．实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A．水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B．浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应向浓硫酸中加入浓硝酸，待冷却至室温后，再将苯逐滴滴入
C．仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率
D．反应完全后，可通过分液得到粗硝基苯
【答案】B
【解析】A．水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度，故A正确；B．混合时先加浓硝酸，后加浓硫酸，最后加苯，则混合时，应向浓硝酸中加入浓硫酸，待冷却至室温后，再将所得混合物加入苯中，故B错误；C．浓硝酸和苯都易挥发，冷凝管可冷凝回流反应物，则仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率，故C正确；D．完全反应后，粗硝基苯含有苯，与混合酸会有分层现象，先用碱液洗涤，再用分液的方法可得粗硝基苯，故D正确。答案选B。
4．下列关于苯的叙述正确的是
A．苯分子的碳原子在同一平面，氢原子不在同一平面
B．苯的结构简式可写为，但没有碳碳双键
C．苯若不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则苯是饱和烃
D．苯分子中既含有碳碳单键又含有碳碳双键
【答案】B
【解析】A．苯分子是平面形分子，所有的碳原子和氢原子在同一平面，A错误；B．苯的结构简式可写为，但没有碳碳双键，6个碳碳键均为介于单键和双键之间独特的键，B正确；C．苯若不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但苯一定条件下能与H2加成反应，是不饱和烃，C错误；D．苯分子中不含有碳碳单键和碳碳双键，6个碳碳键均为介于单键和双键之间独特的键，D错误；故答案为：B。
5．下列关于苯的说法正确的是
A．苯能与溴水在溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应
B．苯与乙烯一样，是很重要的化工原料，可作消毒剂、有机溶剂、洗涤剂
C．苯分子中的碳原子没有达到饱和，因此能发生化学反应使溴水褪色
D．苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间独特的键，因此苯难发生加成反应
【答案】D
【解析】A．苯与液溴在溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应，苯与溴水不反应，A错误；B．苯有毒，不能用作消毒剂、洗涤剂，B错误；C．苯中不含碳碳双键，不能使溴水和高锰酸钾褪色，C错误；D．苯的分子式是C6H6，分子中碳原子不饱和，但苯分子不含碳碳双键，苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间独特的键，因此苯难发生加成反应，D正确；故选D。
6．硝基苯常作有机合成中间体及用作生产苯胺的原料，用于生产染料、香料、炸药等有机合成工业，被世界卫生组织国际列入致癌物清单。
(1)请写出实验室制备硝基苯的化学方程式 。试剂加入的顺序应该为 ，该反应中浓硫酸的作用是 。
(2)该实验为水浴加热，温度计的位置应该在 。中学阶段我们也学习过一些其他使用温度计的实验，如实验室模拟石油的分馏，温度计的位置应该在 ；实验室制备乙烯，温度计的位置应该在 。
(3)硝基苯是无色的油状液体，该实验会得到淡黄色的溶液原因是 。将实验后的生成物倒入试管充分振荡并静置一段时间，下列现象合理的是 (填序号)。
【答案】(1) 先加硝酸，再加浓硫酸，恢复至室温后加入苯 催化剂、吸水剂
(2)水浴中 蒸馏烧瓶支管口处 反应液面以下
(3)硝基苯中溶有硝酸分解产生的NO2 乙
【解析】（1）实验室利用苯和浓硝酸在浓硫酸作催化剂并在加热条件下发生取代反应生成硝基苯，反应方程式为；试剂加入顺序应该是先加浓硝酸，再加浓硫酸，待温度降至室温时再加苯。先加浓硝酸和浓硫酸，是为了使两者形成一个亚硝酰的中间体()，然后再在加入苯后经过一系列的反应最后形成硝化，生成硝基苯，所以加的顺序应该是先加两种浓酸，再加苯，加两种酸时相当于浓硫酸的稀释一样，是把密度大的浓硫酸缓缓加到密度小的硝酸里，并不断搅拌；浓硫酸在反应中的作用是催化剂和吸水剂。
（2）实验过程中一般控制温度在50～60℃，水浴加热过程中温度计应放在水浴中以测定水浴的温度；分馏实验中温度计用于测定气体的温度，因此温度计水银球应放置于蒸馏烧瓶支管口处；实验室制备乙烯是通过乙醇在浓硫酸的作用下，控制温度在170℃左右发生消去反应生成乙烯，因此需测定反应液的温度，即温度计水银球应置于反应液中。
（3）由于硝酸具有不稳定性，在受热情况下会发生分解生成NO2，NO2溶于硝基苯使得溶液呈淡黄色；硝基苯与苯能混溶，且有机混液不溶于水，密度大于水，因此淡黄色液体在下层，水溶液在上层。
1．关于苯的下列说法正确的是
A．苯的分子是环状结构，其性质跟烷烃相似
B．表示苯的分子结构，其中含有碳碳双键，因此苯的性质跟烯烃相同
C．苯的分子式是C6H6，分子中的碳原子远没有饱和，因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键
【答案】D
【解析】A．苯环是特殊的环状结构，其性质跟环烷烃并不相似，如苯能与H2发生加成反应，但烷烃不能与H2加成，A错误；B．表示苯的分子结构，但是在分子中并不含有碳碳双键，六个碳碳键均为介于单键与双键之间独特的键，因此苯的性质跟烯烃不相同，B错误；C．苯的分子式是C6H6，分子中的C原子远没有饱和，但是由于苯环有其特殊的稳定性，所以不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；D．苯环上的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键，所以其的键能、键长介于单双建之间，D正确；故答案为：D。
2．已知苯可发生如下转化，下列叙述正确的是
A．反应①生成的溴苯是苯的同系物
B．反应②不发生，但是仍有分层现象，紫色层在下层
C．反应③为加成反应，产物是一种烃的衍生物
D．反应④能发生，证明苯是单双键交替结构
【答案】B
【解析】A．在溴化铁做催化剂的条件下，苯与液溴在常温下能够发生取代反应生成溴苯，与苯的官能团不同，不属于同系物，故A错误；B．苯不溶于水，密度小于水，所以苯与酸性高锰酸钾溶液混合后分层，苯在上层，高锰酸钾溶液在下层，下层为紫色，故B正确；C．苯生成硝基苯的反应属于取代反应，不属于加成反应，故C错误；D．苯分子中的碳碳键为一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键，不存在碳碳双键；苯能够与氢气反应，只证明苯不属于饱和烃，故D错误；故选B。
3．化学上通常把原子数和电子数相等的分子或离子称为等电子体，人们发现等电子体间的结构和性质相似(即等电子原理)，B3N3H6被称为无机苯，它与苯是等电子体，则下列说法中不正确的是
A．无机苯分子中只含有极性键
B．无机苯能发生加成反应和取代反应
C．无机苯的二氯代物有3种同分异构体
D．无机苯不能使KMnO4酸性溶液褪色
【答案】C
【分析】由信息可知，无机苯的结构和性质与苯相似，再结合苯的分子结构可知无机苯的结构为。
【解析】A．由分析可知，该分子结构中只含有极性键，A项正确；B．苯可以发生加成反应和取代反应，无机苯的结构和性质与苯相似，也能发生加成反应和取代反应，B项正确；C．苯分子中环上六个碳原子均是等效的，而无机苯中的环上三个B原子是等效的，三个N原子是等效的，所以该环上共有两种等效氢，故其二氯代物中，两个氯原子分别处在邻位或对位时各一种，而处在间位时，有两种，故其二氯代物的异构体有四种，C项错误；D．苯不能使酸性溶液褪色，无机苯的结构和性质与苯相似，也不能使酸性溶液褪色，D项正确；故选C。
4．硝基苯是一种重要的化工原料，制备、提纯硝基苯的流程如图：
下列叙述错误的是
A．配制混酸时，应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中，边滴加边搅拌
B．步骤①需用水浴加热，以便于控制反应温度
C．步骤②所用仪器为分液漏斗
D．步骤③蒸馏操作时，温度计应插入液面以下
【答案】D
【分析】将苯、浓硫酸、浓硝酸混合后水浴加热，得到硝基苯、苯、酸的混合物，通过分液进行分离，得到有机层溶液，再水洗，碳酸钠溶液洗，再蒸馏得到硝基苯；
【解析】A．配制混酸时，应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中，边滴加边搅拌，防止溶液飞溅造成危险，故A正确；B．步骤①控制温度在55-60℃，需用水浴加热，以便于控制反应温度，故B正确；C．步骤②是将水层和有机层进行分离，为分液操作，所用仪器为分液漏斗，故C正确；D．步骤③蒸馏操作时，温度计水银球应在支管口处，故D错误；故选D。
5．图1是实验室合成溴苯并检验其部分生成物的装置(夹持装置已略去)，下列说法正确的是
A．可以用萃取除去溴苯中混有的溴
B．装置B中的液体逐渐变为橙红色，是因为溴与苯发生氧化还原反应
C．装置E具有防倒吸的作用，不可以用图2所示装置代替
D．装置C中石蕊试液慢慢变红，装置D中产生浅黄色沉淀
【答案】D
【解析】A．溴苯和溴都易溶于，所以不能用萃取溴苯中混有的溴，故A错误；B．苯与液溴反应是放热反应，溴易挥发，因此A中产生的溴蒸气进入到B中，使B中的液体逐渐变为橙红色，故B错误；C．E倒扣漏斗具有防倒吸的作用，HBr不溶于，因此可用图2 代替装置，故C错误；D．B吸收挥发的溴蒸气，HBr进入到C、D、E中，因此可以观察到C中石蕊试液与HBr作用而慢慢变红，D中的产生浅黄色的沉淀，故D正确；答案选D。
6．苯是一种重要的化工原料，也是一种重要的溶剂，请回答下列问题：
(1)下图是某些有机物的填充模型，其中表示苯的是___________(填字母)。
A． B． C． D．
(2)把苯加入盛有溴水的试管中，液体会出现分层现象，充分振荡、静置，苯在上层，体现了苯的哪些性质 ，出现红棕色液体的一层在 (选填“上”或“下”)层，接下来要将两层液体分开的仪器是 。把苯加入盛有少量酸性高锰酸钾溶液的试管中，振荡后，酸性高锰酸钾溶液不褪色，说明苯分子中 (选填“有”或“没有”)碳碳双键。
(3)对于苯曾有人提出两种立体结构(如图)，就该两种立体结构回答下列有关问题：
若苯的结构为(Ⅱ)， 则下列说法正确的是 (选填字母)。
A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．燃烧时产生浓烟
C．能使溴水褪色
【答案】(1)D
(2)密度比水小，不溶于水，不与溴单质反应 上 分液漏斗 没有
(3)ABC
【解析】（1）苯分子中含有6个C原子、6个H原子，每个C原子和1个H原子之间形成1个共价键，6个碳原子之间形成一个大π键，根据图知，A是甲烷、B是乙烯、C是乙醇、D是苯，故答案为：D；
（2）把苯加入盛有溴水的试管中，液体会出现分层现象，充分振荡、静置，苯在上层，体现了苯的密度比水小，不溶于水，不与溴单质反应等性质，由于Br2易溶于苯，故出现红棕色液体的一层在上层，接下来要将两层液体分开进行的操作为分液，所需要的仪器是分液漏斗，把苯加入盛有少量酸性高锰酸钾溶液的试管中，振荡后，酸性高锰酸钾溶液不褪色，说明苯分子中没有碳碳双键，故答案为：密度比水小，不溶于水，不与溴单质反应；上；分液漏斗；没有；
（3）由题干信息可知，若苯的结构为(Ⅱ)，则分子中含有碳碳双键，具有乙烯的性质，故能使酸性高锰酸钾溶液褪色，能使溴水褪色，由于分子中C的含有很高，故燃烧时产生浓烟，故答案为：ABC；
