专题92 芳香烃精讲深剖解析版.docx

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专题92芳香烃精讲深剖解析版

第02讲芳香烃

真题速递

1.（2019全国Ⅰ卷）关于化合物2−苯基丙烯（

），下列说法正确的是

A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色

B.可以发生加成聚合反应

C.分子中所有原子共平面

D.易溶于水及甲苯

【答案】B

【解析】A项、2-苯基丙烯的官能团为碳碳双键，能够与高锰酸钾溶液发生氧化反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误；B项、2-苯基丙烯的官能团为碳碳双键，一定条件下能够发生加聚反应生成聚2-苯基丙烯，B正确；C项、有机物分子中含有饱和碳原子，所有原子不可能在同一平面。

2-苯基丙烯中含有甲基，所有原子不可能在同一平面上，故C错误；D项、2-苯基丙烯为烃类，分子中不含羟基、羧基等亲水基团，，难溶于水，易溶于有机溶剂，则2-苯基丙烯难溶于水，易溶于有机溶剂甲苯，故D错误。

2．（2018课标Ⅲ）苯乙烯是重要的化工原料。

下列有关苯乙烯的说法错误的是

A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应

B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯

D.在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯

【答案】C

【解析】苯乙烯中有苯环，液溴和铁粉作用下，溴取代苯环上的氢原子，A正确。

苯乙烯中有碳碳双键可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B正确。

苯乙烯与HCl应该发生加成反应，得到的是氯代苯乙烷，C错误。

乙苯乙烯中有碳碳双键，可以通过加聚反应得到聚苯乙烯，D正确。

3.（2016课标Ⅱ）下列各组中的物质均能发生加成反应的是

A．乙烯和乙醇B．苯和氯乙烯C．乙酸和溴乙烷D．丙烯和丙烷

【答案】B

【解析】苯和氯乙烯中均含有不饱和键，能与氢气发生加成反应，乙醇、溴乙烷和丙烷分子中均是饱和键，只能发生取代反应，不能发生加成反应，答案选B。

4．（2017课标Ⅲ）[化学——选修5：

有机化学基础]（15分）

氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。

实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：

回答下列问题：

（1）A的结构简式为____________。

C的化学名称是______________。

（2）③的反应试剂和反应条件分别是____________________，该反应的类型是__________。

（3）⑤的反应方程式为_______________。

吡啶是一种有机碱，其作用是____________。

（4）G的分子式为______________。

（5）H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有______种。

（6）4-甲氧基乙酰苯胺（

）是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚（

）制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线___________（其他试剂任选）。

【答案】

（1）

，三氟甲苯；

（2）浓硝酸、浓硫酸，并加热取代反应；

（3）

吸收反应产物的HCl，提高反应转化率

（4）C11H11O3N2F3

（5）9种

（6）

【解析】

（1）反应①发生取代反应，应取代苯环取代基上的氢原子，根据B的结构简式，A为甲苯，即结构简式为：

，C的化学名称为三氟甲苯；

（2）反应③是C上引入－NO2，且在对位，C与浓硝酸、浓硫酸，并且加热得到，此反应类型为取代反应；（3）根据G的结构简式，反应⑤发生取代反应，Cl取代氨基上的氢原子，即反应方程式为：

；吡啶的作用是吸收反应产物的HCl，提高反应转化率；

（4）根据有机物成键特点，G的分子式为：

C11H11O3N2F3；

（5）－CF3和－NO2处于邻位，另一个取代基在苯环上有3种位置，－CF3和－NO2处于间位，另一取代基在苯环上有4种位置，－CF3和－NO2属于对位，另一个取代基在苯环上有2种位置，因此共有9种结构；

（6）根据目标产物和流程图，苯甲醚应首先与混酸反应，在对位上引入硝基，然后在铁和HCl作用下－NO2转化成－NH2，最后在吡啶作用下与CH3COCl反应生成目标产物，合成路线是：

。

考纲解读

考点

内容

说明

物质的量

掌握苯的结构与性质。

高考中常以选题的形式出现。

考点精讲

考点一苯的结构与性质

1．苯的结构

⑴分子式：

C6H6，最简式（实验式）：

CH

⑵结构简式：

①苯分子中6个H所处的化学环境相同。

1866年，德国化学家凯库勒提出苯环结构，称为凯库勒式：

②苯的邻位二取代物只有一种

【名师点拨】苯分子中碳碳键的键长都是一样长（1.4×10-10m），这说明碳原子之间形成的一种介

于单键和双键之间的特殊共价建。

③苯不能使溴的CCl4和酸性KMnO4溶液褐色，说明苯分子中没有双键。

⑶分子空间构型

苯分子是正六边型结构，键角120°，所有原子都在一个平面上。

2．苯的物理性质

苯是无色，带有特殊气味的液体，苯有毒，不溶于水，密度比水小。

用冰冷却，苯凝结成无色的晶体，通常可萃取溴水中的溴，是一种有机溶剂。

3．苯的化学性质

⑴苯的溴代反应

①原理：

②装置图

③反应装置：

固+液

气

④尾气处理：

吸收法（用碱液吸收，一般用NaOH溶液）

【深度讲解】

①将反应混合物倒入水中，呈褐色不溶于水的液体，是因为未反应的溴溶解在溴苯中的缘故，可用碱溶液（NaOH溶液）反复洗涤在分液。

②不能用加苯的方法来除去溴苯中溶解的溴，因为苯也能溶解溴苯。

③AgNO3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。

④若无吸收管，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。

⑤吸收管中CCl4的作用是吸收Br2（g），防止对HBr检验的干扰。

⑥原料：

溴应是液溴。

加入铁粉起催化作用，但实际上起催化作用的是FeBr3。

现象：

剧烈反应，红棕色气体充满烧瓶（反应放热）。

导管口有棕色油状液体滴下。

锥形瓶中导管口附近出现白雾，（是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴）。

⑦添加药品顺序：

苯，溴，铁的顺序加药品。

⑧伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是导气、冷凝回流（提高原料的利用率和产品的产率）。

⑨导管未端不可插入锥形瓶内水面以下，因为HBr气体易溶于水，防止倒吸（进行尾气吸收，

以保护环境免受污染）。

⑩反应后的产物是什么？

如何分离？

纯净的溴苯是无色的液体，而烧瓶中液体倒入盛有水的烧

杯中，烧杯底部是油状的褐色液体，这是因为溴苯溶有溴的缘故。

除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振荡，再用分液漏斗分离。

分液后再蒸馏便可得到纯净溴苯（分离苯）。

2.苯的硝化反应：

⑴原理：

⑵装置：

（如右图）

⑶实验室制备硝基苯的主要步骤如下：

①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混和酸，加入反应器中。

②向室温下的混和酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混和均匀。

先浓硝酸再浓硫酸→冷却到50-60C，再加入苯（苯的挥发性）。

③在50-60℃下发生反应，直至反应结束。

④除去混和酸后，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。

【深度讲解】

①配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混和酸时，操作注意事项是：

先浓硝酸再浓硫酸→冷却到50-60C，再加入苯（苯的挥发性）。

②步骤③中，为了使反应在50-60℃下进行，常用的方法是水浴。

水浴温度不宜过高，如温度过高不仅会引起苯和硝酸的挥发，还会使浓硝酸分解产生NO2等，也容易生成较多的副产物二硝基苯（有剧毒）。

因此控制好温度是做好本实验的关键。

③步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是分液漏斗。

④步骤④中粗产品用5％NaOH溶液洗涤的目的是除去混合酸。

⑤纯硝基苯是无色，密度比水大（填“小”或“大”），具有苦杏仁味气味的油状液体。

因混有少量NO2而使制得的硝基苯呈淡黄色。

⑥需要空气冷却

⑦使浓HNO3和浓H2SO4的混合酸冷却到50--60℃以下,这是为何：

a防止浓NHO3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.苯的加成反应

在催化剂镍的作用下，苯与H2能在180～250℃、压强为18MPa的条件下发生加成反应：

+3H2

4.氧化反应

可燃性：

2C6H6+15O2

12CO2+6H2O现象：

燃烧产生明亮火焰，冒浓黑烟。

苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

典例1（广东省潮州市2018届高三二模）下列关于有机物的叙述正确的是（）

A．乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键

B．苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色

C．氯苯分子中所有原子都处于同一平面

D．

、

、

互为同系物

【答案】C

【解析】A.聚氯乙烯为氯乙烯的加聚产物、苯分子中不含碳碳双键，故A错误；B.油脂含有碳碳双键，可被氧化，可使高锰酸钾溶液褪色，故B错误；C.氯苯具有苯的结构特征，所有的原子在同一个平面上，故C正确；D.同系物是指结构相似，分子组成相差一个或几个-CH2原子团的有机物，

、

、

结构不同，不符合同系物概念，故D错误。

典例2（湖南省湘潭市2019届高三下学期第二次模拟考试）傅克反应是合成芳香族化合物的一种重要方法。

有机物a（－R为烃基）和苯通过傳克反应合成b的过程如下（无机小分子产物略去）

下列说法错误的是

A．一定条件下苯与氢气反应的产物之一环己烯与螺［2．3］己烷

互为同分异构体

B．b的二氯代物超过三种

C．R为C5H11时，a的结构有3种

D．R为C4H9时，1molb加成生成C10H20至少需要3molH2

【答案】C

【解析】A.环己烯

分子式为C6H10，螺［2．3］己烷

分子式为C6H10，所以互为同分异构体，故A正确；B.若全部取代苯环上的2个H原子，若其中1个Cl原子与甲基相邻，另一个Cl原子有如图

所示4种取代位置，有4种结构，若其中1个Cl原子处于甲基间位，另一个Cl原子有如图

所示2种取代位置，有2种结构,若考虑烃基上的取代将会更多，故B正确；C.若主链有5个碳原子，则氯原子有3种位置，即1－氯戊烷、2－氯戊烷和3－氯戊烷；若主链有4个碳原子，此时甲基只能在2号碳原子上，而氯原子有4种位置，分别为2－甲基－1－氯丁烷、2－甲基－2－氯丁烷、3－甲基－2－氯丁烷和3－甲基－1－氯丁烷；若主链有3个碳原子，此时该烷烃有4个相同的甲基，因此氯原子只能有一种位置，即2，3－二甲基－1－氯丙烷。

综上所叙分子式为C5H11Cl的同分异构体共有8种，故C错误；D.-C4H9已经达到饱和，1mol苯环消耗3mol氢气，则lmolb最多可以与3molH2加成，故D正确。

考点一精练：

1．（广东省广州市2019届高三3月综合测试一）工业上用乙苯

经催化脱氢生产苯乙烯

，下列说法错误的是

A．乙苯可通过石油催化重整获得

B．乙苯的同分异构体超过四种

C．苯乙烯与氯化氢反应可生成氯代苯乙烯

D．乙苯和苯乙烯分子所有碳原子均可处于同一平面

【答案】C

【解析】A．石油催化重整可获得芳香烃，所以通常可通过石油的催化重整来获取乙苯，选项A正确；B．苯可连接乙基或2个甲基，2个甲基在苯环上有邻、间、对三种位置，则乙苯的同分异构体中属于芳香烃的共有四种，还有含有碳碳三键等链烃的同分异构体，故乙苯的同分异构体超过四种，选项B正确；C、苯乙烯与氯化氢发生加成反应，可生成氯代苯乙烷，选项C错误；D．乙苯中侧链2个C均为四面体构型，但碳碳单键可以旋转，分子内所有碳原子有可能共平面；苯乙烯中苯环、双键均为平面结构，分子内所有原子有可能共平面，选项D正确。

2．（广东省揭阳市2019年高中毕业班高考第一次模拟考试）工业生产苯乙烯是利用乙苯的脱氢反应：

+H2（正反应吸热），下列说法正确的是

A．乙苯、苯乙烯都能够发生氧化反应和还原反应

B．苯乙烯中所有原子一定共平面

C．平衡后，在恒温恒容条件下，再充入乙苯，平衡正向移动，平衡常数增大

D．苯、乙苯的主要来源是石油的分馏

【答案】A

【解析】A项、乙苯和苯乙烯都是芳香烃，都能够燃烧发生氧化反应；都能与氢气加成，发生还原反应，故A正确；B项、苯乙烯分子中含有单键，单键是可以旋转的，苯环和乙烯基上的原子可能共平面，故B错误；C项、平衡后，在恒温恒容条件下，再充入乙苯，反应物浓度增大，平衡正向移动，但温度不变，平衡常数不变，故C错误；D项、苯、乙苯的主要来源是煤的干馏及石油的催化重整，故D错误。

3．（湖南省岳阳市2019届高三教学质量检测一模）查阅资料可知，苯可被臭氧氧化，发生如下反应：

。

则二甲苯通过上述反应得到的产物有几种

A．2B．3C．4D．5

【答案】B

【解析】若二甲苯为邻二甲苯，则断键位置可能为从两个甲基相连碳处断开，形成二甲基乙二醛和乙二醛，若在两个甲基中间碳断键，则形成甲基乙二醛和乙二醛，共三种，若为对二甲苯或间二甲苯，则断键得到甲基乙二醛和乙二醛，因此得到的产物最多有三种，故选B。

考点二芳香烃的来源与应用

1．来源：

⑴煤

煤焦油

芳香烃（即最初来源于煤）

⑵石油化工

催化重整、裂化（现代来源）

2．苯的同系物

⑴概念

苯的同系物只有一个苯环，它们可以看成是由苯环上的H被烷基代替而得到的。

例如：

甲苯乙苯

苯的同系物的通式：

CnH2n-6（n≥6）

⑵性质

①相似性：

A．都能燃烧，产生明亮火焰、冒浓黑烟。

B．都能和X2、HNO3等发生取代反应。

甲苯与浓硝酸的反应：

2，4，6---三硝基甲苯（TNT）是一种溶于水的淡黄色针状晶体，烈性炸药。

C．都能与H2发生加成反应。

不同点：

A．侧链对苯环的影响

使苯环邻、对位上的氢原子容易被取代，如甲苯发生硝化反应生成三硝基甲苯，而苯一般只生成一硝基苯。

B．苯环对侧链的影响

实验：

甲苯中加入酸性KMnO4溶液→KMnO4溶液，现象KMnO4溶液褐色；

乙苯中加入酸性KMnO4溶液→KMnO4溶液，现象KMnO4溶液褐色；

二甲苯中加入酸性KMnO4溶液→KMnO4溶液，现象KMnO4溶液褐色；

结论：

若与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子，则该苯的同系物就能够使酸性KMnO4溶液褪色，与苯环直接相连的烷基通常被氧化为羧基。

四.多环芳烃

典例1（2019届东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）高考化学一模）2018年11月3日福建泉州港区发生碳九泄露事件。

碳九主要含三甲苯、异丙苯、正丙苯、乙基甲苯等有机物。

下列关于碳九说法不正确的是

A．碳九是多种芳香烃的混合物，可通过石油催化重整得到

B．进入碳九的泄露区应佩戴含活性炭的口罩，避免吸入有害气体

C．碳九含上述四种分子的分子式均为C9H12，它们互为同分异构体

D．碳九含有的有机物均易溶于水，会造成泄露处海域严重污染

【答案】D

【解析】

碳九主要含三甲苯、异丙苯、正丙苯、乙基甲苯等有机物，为混合物，由石油催化重整可得到，A正确；B.活性炭具有吸附性，可防止有机物中毒，B正确；C.三甲苯、异丙苯、正丙苯、乙基甲苯分子式相同，都为C9H12，但结构不同，互为同分异构体，C正确D.烃类有机物不溶于水，D错误。

典例2（河南省2018届普通高中毕业班高考适应性测试）异丙苯（

）和异丙烯苯（

）是两种重要的化工原料，下列关于它们的说法中正确的是

A．两种物质都能使溴的四氯化碳溶液褪色

B．异丙苯转化为异丙烯苯的反应属于加成反应

C．两种分子中，所有的碳原子都可能共平面

D．不考虑立体异构，异丙苯的一溴代物有5种

【答案】D

【解析】A．异丙苯（

）中没有碳碳双键，不能和溴发生加成反应，故A错误；B．异丙苯转化为异丙烯苯的反应形成了碳碳双键，一定不属于加成反应，故B错误；C.异丙苯（

）中含有饱和碳原子，其中侧链的四个碳原子一定不在同一平面上，故C错误；D、异丙苯有5种不同类型的氢，故一溴代物有5种，故D正确。

考点二精练：

1．（广西省2018届高三下学期第二次模拟）聚苯乙烯塑料在生产、生活中有广泛应用，其单体可由乙苯和二氧化碳在一定条件下反应制得，其反应原理如下:

下列有关说法不正确的是

A．苯乙烯可通过加聚反生成聚苯乙烯

B．苯乙烯分子中所有原子可能共平面

C．乙苯、苯乙烯均能使溴水褪色，且其褪色原理相同

D．等质量的聚苯乙烯与苯乙烯中所含的碳原子数相同

【答案】C

【解析】A．苯乙烯中含有碳碳双键，所以能发生加聚反应生成聚苯乙烯，故A正确；B．苯和乙烯都是平面结构，所有原子共平面，则苯乙烯分子中所有原子可以共平面，故B正确；C．乙苯具有的特殊结构，和溴水不发生反应，但能使溴水萃取褪色，苯乙烯和溴单质发生加成反应使溴水褪色，二者褪色原理不同，故C错误；D.聚苯乙烯与苯乙烯的最简式相同，都是CH，等质量的聚苯乙烯与苯乙烯中所含的碳原子数相同，故D正确。

2．（辽宁省大连市2018届高三双基测试）有关甲苯和

叙述不正确的是

A．二者互为同分异构休

B．甲苯最多13个原子共面

C．在一定条件下都能与H2发生加成反应

D．一氯代物都有4种

【答案】D

【解析】A．甲苯和

的结构不同，分子式均为C7H8，属于同分异构体，故A正确；B．苯环是平面结构，甲基是四面体结构，则所有原子不都处于同一平面，甲苯最多13个原子共面，故B正确；C、甲苯中含有苯环，

中含有碳碳双键，一定条件下都能与H2发生加成反应，故C正确；D．甲苯分子中含4种氢原子，一氯代物有4种，

分子中含3种氢原子（

），一氯代物有3种，故D错误。

3．（湖南省株洲市2018届高三教学质量统一检测第二次理科）2016年诺贝尔化学奖由三位化学家共同获得，以表彰他们在研究纳米分子机器中的“马达分子”取得的成就，“马达分子”的关键组件是三蝶烯（图1），下列说法正确的是

A．三蝶烯的分子式为C20H16B．三蝶烯属于苯的同系物

C．金刚烷（图2）属于饱和烃D．三蝶烯和金刚烷的一氯代物均只有一种

【答案】C

【解析】A、根据三蝶烯的结构简式，三个苯环共同连在两个碳原子上，因此分子式为C20H14，故A错误；B、苯的同系物只含有一个苯环，且通式为CnH（2n－6），三蝶烯含有三个苯环，且分子式不符合通式，三蝶烯不属于苯的同系物，故B错误；C、金刚烷中碳原子都是以单键的形式存在，属于饱和烃，故C正确；D、三蝶烯中有3种不同H，一氯代物有3种，金刚烷中有2种不同H，一氯代物有2种，故D错误。