第三章第二节第二课时 苯

19 世纪欧洲许多国家都使用煤气照明，煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体—苯，测得其中碳的质量分数为 92.3% Michael Faraday

(1791-1867)

苯的发现

1834 年，德国科学家米希尔里希制得这种无色液体，并将其命名为苯

之后，法国化学家日拉尔确定苯的相对分子质量为 78

■

一、苯的物理性质　　

苯通常是无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水，密度比水小，熔点为 5.5 ℃ ，沸点为 80.1 .℃

所以苯的分子式为 C6H6

二、苯的分子结构

78 × 92.3%C ：12

=6

H ： =6178 ×(1-92.3%)

解：

苯仅由碳、氢两种元素组成，相对分子质量为 78 ，其中碳的质量分数为 92.3% ，请确定苯的分子式。

德国化学家凯库勒根据碳原子形成四条价键、氢原子形成一条价键的原则，提出了许多开链式结构。CH=C=C=C=CHCH3

CH2=CHCH=C=C=CH2CH2=C=CHCH=C=CH2

……

凯库勒在 1866 年提出两点假设：（ 1 ）苯的六个碳原子形成闭合环 状的平面正六边形。（ 2 ）各碳原子间存在着单、双键 交替形式。请同学们据此假设书写苯的结构式。

凯库勒式

简写为

1 、若苯分子中含有 C=C ，则其应 具有那些重要的化学性质？2 、可设计怎样的实验来证明？＊能否使溴水褪色 ?

＊能否使高锰酸钾酸性溶液褪色？

探究

结论：由此说明苯的结构中不存在碳碳双键， 也不存在单双键交替的结构，苯比较 稳定。

试剂 现 象 结 论

2ml 苯1ml 溴水

2ml 苯几滴KMnO4(H+)

上层橙色下层几乎无色

萃取 ( 物理现象 )没有发生加成反应苯无 C=C 存在

溶液不褪色 苯中无 C=C 存在

C-C 1.54×10-10m

C=C 1.33×10-10m

结构特点 : 1. 具有平面正六边形结构，所有原子 ( 十二原子 ) 均在同一平面上； 2. 苯环中所有碳碳键等同，是一种介于单键和双键之间的独特的键。碳碳键的键角是 120° ； 3. 苯中的 6 个碳原子是等效的 ,6 个氢原子也是等效的。

球棍模型比例模型

巩固练习：1. 下列关于苯分子结构叙述错误的是 A 、苯的碳原子间的键是一种介于单双键 之间的特殊化学键 B 、苯分子的 12 个原子共平面 C 、苯环是一个单双键交替形成的六元环 D 、苯分子为一个正六边形

C

2. 下列事实能证明苯分子中没有碳碳双键的是 A. 苯不能使酸性高锰酸钾褪色 B. 苯不能与溴水发生反应 C. 苯环为正六边形的环 D. 苯燃烧时产生大量浓烟

A B

3. 将溴水与苯充分混合振荡，静置后观察到的现

象是 _________________________________

这种操作叫做 _____ 。欲将此溶液分开，必须使

用到的仪器是 ________ 。

溶液分层；上层显橙色，下层近无色萃取分液漏斗

性质苯的特殊结构 苯的特殊性质

饱和烃 不饱和烃

取代反应

加成反应

结构

化学性质预测　

不能被高锰酸钾氧化 ( 溶液不褪色 ) ，但可以点燃。

2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O点燃

现象：火焰明亮，有浓黑烟，与乙炔燃烧现象相同。

三、 苯的化学性质1 、氧化反应 :

H + Br Br

2 、苯的取代反应 溴苯是无色油状液体，不溶于水， ρ>ρ 水

（三）．苯的化学性质

⑴ 苯与液溴的反应现象：导管口有白雾，锥形瓶中滴入 AgNO3 溶液，出现浅黄色沉淀烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部呈油状的褐色液体

Br + HBr（溴苯）

FeBr3

催化剂。

思考：① FeBr3 的作用：

③ 为什么溴苯留在烧瓶中，而 HBr 挥发出来？

② 导管的作用：

④ 褐色是因为溴苯中含有杂质溴，可用什么试剂洗涤产物，除去溴，而得无色的溴苯。

一是导气，二是冷凝欲挥发出的苯和溴使之回流，并冷凝生成的 HBr 。注意导管末端不可插入锥形瓶内液面以下，否则将发生倒吸。

因为溴苯的沸点较高， 156.43℃ 。

NaOH 溶液。

反应条件：纯溴、催化剂FeBr3

+ Br2 Br

+ HBr

注意 :① 、溴水不与苯发生反应② 、只发生一取代反应③ 、溴苯是不溶于水，密度比水大的无色，油状液体，能溶解溴，溴苯溶解了溴时呈褐色

苯环上的 H 原子还可被其它卤素原子所代替

苯环上的氢被硝基 ( － NO2) 取代

思考 : 在苯的硝化反应中 ⑴ 为什么要将温度控制在 50 ～ 60℃ 之间？如何控制反应温度？温度计位置如何？ ⑵ 药品加入的先后顺序如何 ?

（ 2 ）硝化反应：

浓硝酸→浓硫酸→苯 , 一定要将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中，并不断振荡使之混合均匀。

硝基苯是一种无色油状液体，有苦杏仁气味，有毒，密度比水大，不溶于水。

防止硝酸挥发、分解；用水浴加热；温度计置于水浴中

硝基苯

注意：① 浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到50~60℃ 以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，因为反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸在70~80℃ 时会发生反应。② 什么时候采用水浴加热？需要加热，而且一定要控制在 100℃ 以下，均可采用水浴加热。如果超过 100 ℃ ，还可采用油浴（ 0 ～ 300 ℃ ）、沙浴温度更高。③ 温度计的位置，必须放在水浴中。

浓 H2SO4 的作用 : 催化剂 脱水剂

思考：苯的不饱和度这么高，那它能不能发生加成反应呢？

+3Cl2光

Cl

ClClCl

ClCl

（六氯环己烷）

(农药六六六 )

（ 3 ）加成反应

注意：苯不能与溴水发生加成反应 ( 但能萃取溴而使水层褪色 ) ，说明它比烯烃、炔烃难进行加成反应。

跟氢气在镍的存在下加热可生成环己烷：

四、苯的用途

⒈苯常用于有机溶剂； ⒉是重要的化工原料。

服装制鞋

纤维

食品防腐剂药物

烷烃 烯烃 苯

与Br2

作用

Br2 试剂反应条件反应类型

与酸性KMnO4

作用

点燃

现象

结论

纯溴 溴水或溴的四氯化碳溶液

纯溴光照取代 加成

催化剂取代

现象

结论

不褪色 褪色 不褪色不被 酸性KMnO4 溶液氧化

易被 酸性KMnO4 溶液 氧化

苯不被酸性 KMnO4 溶液氧化

淡蓝色火焰，无烟

火焰明亮，有黑烟

火焰明亮，有浓烟

含碳量低 含碳量较高 含碳量高

对比与归纳

总结苯的化学性质（较稳定）

1 、难氧化（但可燃）2 、易取代，难加成3 、苯兼有饱和烃和不饱和烃的 性质 , 但没有饱和烃稳定 ,比不饱和烃稳定 .

芳香族化合物：含有一个或多个苯环的化合物芳香烃：含有一个或多个苯环的烃类。苯的同系物：含有一个苯环结构的化合物。

五、苯的同系物

（ 1 ）、苯的同系物必含有且仅含有一个苯环，在组成上比苯多一个或若干个 CH2 原子团。

（ 2 ）、通式： CnH2n-6(n≥6)

因此，只含一个苯环的化合物，当苯环上的取代基是烷基时，才属于苯的同系物。

CH3

CH2CH3

CH3

CH3

甲苯

二甲苯

乙苯

苯的同系物化学性质与苯相似，但比苯活泼，多数能被酸性 KMnO4 溶液氧化。

判断：下列物质中属于苯的同系物的是（　 ）

Ａ　　　　　　　Ｂ　　　　　Ｃ　　　　

Ｄ　　　　　　　Ｅ　　　　　Ｆ

C F

2 、下列说法正确的是 （ ） A ．从苯的分子组成来看远没有达到饱和，所以

它能使溴水褪色B ．由于苯分子组成的含碳量高，所以在空气中

燃烧时，会产生明亮并带浓烟的火焰C ．一定条件下苯能发生取代反应和加成反应

D ．苯是单、双键交替组成的环状结构

BC

课堂练习 :1 、下列各组物质中可以用分液漏斗分离的 ( )

A. 酒精与碘 B. 溴与四氯化碳 C. 硝基苯与水 D. 苯与溴苯

C

3 、下列反应中，不属于取代反应的是（　　）　　Ａ、苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物共热　　Ｂ、苯与液溴后加入铁粉　　Ｃ、乙烯通入溴水中　　Ｄ、乙烷与氯气混合光照

Ｃ

4 、能说明苯分子中碳碳键不是单双键相间交替的事实是 ①苯不能使 KMnO4 溶液褪色；②苯环中碳碳键的键长均相等；③邻二氯苯只有一种；④在一定条件下苯与 H2 发生加成反应生成环己烷。 ( )

A. B①②③④ ．①②③ C. D②③④ ．①②④

B

5 、下列物质中，既能因发生化学反应使溴水褪色，又能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是：（ ）①SO2 CH② 3CH2CH＝ CH2

③ ④CH3CH3A ．①②③④ B ．③④C ．①②④ D ．①

②

D

SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr