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贵州省贵阳一中2011届高三化学一轮复习教学案第39讲：
苯及其同系物的结构和性质
【考纲要求】
1.掌握苯的结构和性质、芳香烃的概念。
2.了解甲苯、二甲苯的结构和性质的关系。
3.掌握苯环上的取代反应，苯侧链的氧化、苯环上取代基的位置异构、苯环分子空间结构等知识。
教与学方案
【自学反馈】
1．“苯类”——苯的类别
2．“苯身”—— 苯分子的结构
苯的分子式 ，结构简式： ，凯库勒式： ，
空间构型： ，键角 。具有
的键。
3．“苯色”—— 苯的物理性质
4．“苯性”—— 苯的化学性质
5．“苯来”—— 苯的制取
6.取代反应断键规律
(1)卤代反应 断键规律：断C-H键
(A)烷烃的卤代 反应条件：光照、液溴（纯态） HO 。△
方程式：
(B)苯的卤代反应条件：催化剂（Fe3+)、液溴
方程式：
(C)苯的同系物的卤代 反应条件：催化剂、液溴
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受侧链的影响而变得活泼。
(D)酚的卤代 反应条件：浓溴水
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受羟基的影响而变得很活泼。
(E)醇的卤代 断键规律：断C-O键
反应条件：浓硫酸作催化剂和吸水剂
方程式：
(2) 硝化反应
断键规律：断C-H键
(A)苯的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂,水浴加热到55℃-60℃。
方程式：
(B)苯的同系物的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂。加热。
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受侧链的影响而变得活泼。
(C)酚的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂。加热。
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受羟基的影响而变得很活泼。
(3)磺化反应
断键规律：断C-H键
反应条件：水浴加热到70℃-80℃
方程式：
(4)酯化反应 断键规律：断C-O和O-H键
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(A)一元酸与一元醇的酯化
方程式：
(B)二元酸与一元醇的酯化
方程式：
(C)二元酸与二元醇的酯化
(a)成链酯
方程式：(b)成环酯
方程式：
(c)成聚酯
方程式：
(D)羟基酸的酯化
(a)成链酯
方程式：
(b)成环酯
方程式：
(c)成聚酯
方程式：(E)无机酸与一元醇的酯化
方程式：
(F)无机酸与多元醇的酯化
方程式：(5)水解反应
(A)卤代烃的水解
断键规律：断C-X键 方程式：
(B)酯的水解
断键规律：断C-O和O-H键，
方程式：
( 6)其它取代反应
(A)乙炔的的制取
断键规律：断离子键 方程式： (B)乙醇脱水
断键规律： 断O-H键 方程式：
(C)脱羧反应
断键规律：断C-C键 方程式：
7.以苯的实验为基础的有机实验网络
(1)溴苯制取实验——长导管的作用——带有长导管的实验：.
(2)硝基苯的制取实验——水浴加热——需水浴加热的实验：
等。
(3)硝基苯的制取实验——温度计的使用——需要使用温度计的实验：
(4)苯与甲苯的鉴别——酸性高锰酸钾溶液——能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的物
质： 。
(5)苯与苯酚的分离——分液或分馏——分馏和分液的操作过程——常见的分离方
法 。
【例题解析】
【例1】（1）今有A、B、C 3种二甲苯；将它们分别进行一硝化反应得到的产物分子式都是C8H9NO2,
但A得到两种产物，B得到3种产物，C只得到一种产物。由此可以判断A、B、C各是下列哪一结构，
请将字母填入结构式后面的括号中。
（2）请写出一个化合物的结构式。它的分子式是C8H9NO2,分子中有苯环，苯环上有三个取代基，其中之
一为羧基，但并非上述二甲苯的硝化产物。请任写二个。
解题思路: 。
易错点: 。
【例2】萘分子的结构式可以表示为，两者是等同的。苯并[a]芘是强致癌物质（存在于烟卤
灰、煤焦油、燃烧烟草的烟雾和内燃机的尾气中）。它的分子由五个苯环并合而成，其结构式可以表示(Ⅰ
)
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或(Ⅱ)，这两者也是等同的现有结构式（A）～（D），其中
（1）.跟(Ⅰ)、(Ⅱ)式等同的结构式是
（2）跟(Ⅰ)、(Ⅱ)式是同分异构体的
解题思路: 。
易错点: 。
【考题再现】
1.自20世纪90年代以来，芳炔类大环化合物的研究发展十分迅速，具有不同分子结构和几何形状的
这一类物质在高科技领域有着十分广泛的应用前景。合成芳炔类大环的一种方法是以苯乙炔（CH≡C
－
）为基本原料，经过反应得到一系列的芳炔类大环化合物，其结构为：
（1）上述系列中第1种物质的分子式为 。
（2）以苯乙炔为基本原料，经过一定反应而得到最终产物。假设反应过程中原料无损失，理论上消
耗苯乙炔与所得芳炔类大环化合物的质量比为 。
(3)在实验中，制备上述系列化合物的原料苯乙炔可用苯乙烯（CH2＝CH－）为起始物质，通过加成、
消去反应制得。写出由苯乙烯制取苯乙炔的化学方程式（所需的无机试剂自选）
思维方法: 。
展望高考:
2.人们对苯的认识有一个不断深化的过程。
(1)1834年德国科学家米希尔里希，通过蒸馏安息香酸
和碱石灰的混合物得到液体，命名为苯，写出苯甲酸钠与碱石灰共热生成苯的化学方程式
(2)苯不能使溴水褪色，性质类似烷烃，任写一个苯发生取
代反应的化学方程式
(3)1866年凯库勒（右图）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
（填入编号）
a.苯不能使溴水褪色 b.苯能与H2发生加成反应
c.溴苯没有同分异构体 d.邻二溴苯只有一种
(4)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是
思维方法: 。
展望高考:
【针对训练】
A. 基础训练
1.有三种不同的基团，分别为－X、―Y、―Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分
异构体数目是
A． 10 B． 8 C． 6 D． 4
2.萘环上的碳原子的编号如Ⅰ式，根据系统命名法，Ⅱ式可称为2硝基萘，则化合物Ⅲ的名称应是
Ⅰ Ⅱ Ⅲ A．2,6 二甲基萘 B．1,4 二甲基萘 C．4,7 二甲基萘 D．1,6 二甲基萘
B.提高训练
3.化合物B3N3H6俗名无机苯，有关它的说明不正确的是
A．它的结构式可表示为 B．它的结构式可表示为
C．该化合物不能发生加成反应，可发生取代反应
D．它是非极性分子
4.在烧杯中加入水和苯（密度：0.88 g / cm3）各50 mL。将一小粒金属钠（密度：0.97 g / cm3）投入烧杯中。观察到的现象可能是
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动
5.烷基取代苯可以被KMnO4的酸性溶液氧化成
但若烷基R
中直接与苯环连接的碳原子上没有
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现有分子式是C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化为苯甲酸的异构体有7种，其中的3种是：
C.能力训练
请写出其他四种的结构式： ， ， ， 。
6.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．甲苯能反应生成三硝基甲苯 B．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．甲苯燃烧产生带浓烈的黑烟的火焰
D．1 mol甲苯能与3 mol H2发生加成反应
7.药物菲那西汀的一种合成路线如下：
反应②中生成的无机物的化学式是 ，反应③中生成的无机物的化学式是 ，反应⑤的化学方程式是 ；菲那西汀水解的化学方程式是 。
D.奥赛一瞥
8.人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程。
(1)由于苯的含碳量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出分子式为 C6H6 的一种含两个叁键且无支链链烃的结构简式 。
(2)已知分子式为 C6H6 的结构有多种，其中的两种为
① 这两种结构的区别表现在：定性方面（即化学性质方面）：Ⅱ能_______(选
c、d，多选扣分)而Ⅰ不能
a．被酸性高锰酸钾溶液氧化 b．能与溴水发生加成反应，
填a、b、
c．能与溴发生取代反应 d．能与氢气发生加成反应
定量方面（即消耗反应物的量的方面）：1 mol C6H6 与H2加成时：Ⅰ需______mol，而Ⅱ 需 _______mol。 ② 今发现 C6H6 还可能有另一种如右图立体结构：该结构的二氯代物有_______种。
(3)萘 也是一种芳香烃，它的分子式是 C10H8 ,请你判断它的结构简式可能是下列中的_____（填入编号）
(4)根据第(3)小题中你判断得到的萘结构简式，它不能解释萘的下列事实（填入编号）
a． 萘不能使溴水褪色 b． 萘能与H2发生加成反应 c． 萘分子中所有原子在同一平面 d．一溴代萘（C10H7Br）只有两种
(5)现代化学认为萘分子碳碳之间的键是根据第(4)小题中萘的性质及我们学过的苯的结构简式推测，请你写出你认为的萘的结构简式 。
参考答案
【例题解析】
1.【解析】(1)分别写出三种二甲苯的硝化产物的同分异构体，再根据写出的同分异构体数目即可解答。
(2)根据题意可知，该类化合物可能为氨基酸，又因为有八个碳原子，则除了苯环外，还应含有-COOH、-NH2、-CH3。先写出两个取代基的同分异构体，再分别加上第三个基团，如下图所示，然后，任选二个即可。
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【答案】(1)(C)(A)(B)
或其它位置上异构体。
2.【解析】根据苯环的叠加顺序和碳
原子、氢原子数目即可答案。
【答案】.（1）A,D （2）B
[考题再现]
1. （1）C24H12 （2）51︰50 (3)－CH＝CH2＋Br2→
－CHBr－CH2Br＋
2NaOH
2.(1) (2)
(3)a d (4)介于单键和双键之间的特殊的键（或其它合理答案）
【针对训练】
1.A 2.D 3.BC 4.D
5.
6.A
7.②H2CO3或CO2、H2O③ Na2SO3、H2O；
反应 ⑤
8.(1)
(2)① a b ； 3 , 2。②3 种。
－CHBr－CH2
Br －C≡CH＋2NaBr＋2H2O
(3) c
(4) a
(5)介于单键与双键之间的独特的键；
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苯及其同系物的结构和性质
【考纲要求】
1.掌握苯的结构和性质、芳香烃的概念。
2.了解甲苯、二甲苯的结构和性质的关系。
3.掌握苯环上的取代反应，苯侧链的氧化、苯环上取代基的位置异构、苯环分子空间结构等知识。
教与学方案
【自学反馈】
1．“苯类”——苯的类别
2．“苯身”—— 苯分子的结构
苯的分子式 ，结构简式： ，凯库勒式： ，
空间构型： ，键角 。具有
的键。
3．“苯色”—— 苯的物理性质
4．“苯性”—— 苯的化学性质
5．“苯来”—— 苯的制取
6.取代反应断键规律
(1)卤代反应 断键规律：断C-H键
(A)烷烃的卤代 反应条件：光照、液溴（纯态） HO 。△
方程式：
(B)苯的卤代反应条件：催化剂（Fe3+)、液溴
方程式：
(C)苯的同系物的卤代 反应条件：催化剂、液溴
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受侧链的影响而变得活泼。
(D)酚的卤代 反应条件：浓溴水
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受羟基的影响而变得很活泼。
(E)醇的卤代 断键规律：断C-O键
反应条件：浓硫酸作催化剂和吸水剂
方程式：
(2) 硝化反应
断键规律：断C-H键
(A)苯的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂,水浴加热到55℃-60℃。
方程式：
(B)苯的同系物的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂。加热。
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受侧链的影响而变得活泼。
(C)酚的硝化
反应条件：浓硫酸作催化剂,吸水剂。加热。
方程式：
原因：苯环上的邻、对位上的氢原子受羟基的影响而变得很活泼。
(3)磺化反应
断键规律：断C-H键
反应条件：水浴加热到70℃-80℃
方程式：
(4)酯化反应 断键规律：断C-O和O-H键
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(A)一元酸与一元醇的酯化
方程式：
(B)二元酸与一元醇的酯化
方程式：
(C)二元酸与二元醇的酯化
(a)成链酯
方程式：(b)成环酯
方程式：
(c)成聚酯
方程式：
(D)羟基酸的酯化
(a)成链酯
方程式：
(b)成环酯
方程式：
(c)成聚酯
方程式：(E)无机酸与一元醇的酯化
方程式：
(F)无机酸与多元醇的酯化
方程式：(5)水解反应
(A)卤代烃的水解
断键规律：断C-X键 方程式：
(B)酯的水解
断键规律：断C-O和O-H键，
方程式：
( 6)其它取代反应
(A)乙炔的的制取
断键规律：断离子键 方程式： (B)乙醇脱水
断键规律： 断O-H键 方程式：
(C)脱羧反应
断键规律：断C-C键 方程式：
7.以苯的实验为基础的有机实验网络
(1)溴苯制取实验——长导管的作用——带有长导管的实验：.
(2)硝基苯的制取实验——水浴加热——需水浴加热的实验：
等。
(3)硝基苯的制取实验——温度计的使用——需要使用温度计的实验：
(4)苯与甲苯的鉴别——酸性高锰酸钾溶液——能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的物
质： 。
(5)苯与苯酚的分离——分液或分馏——分馏和分液的操作过程——常见的分离方
法 。
【例题解析】
【例1】（1）今有A、B、C 3种二甲苯；将它们分别进行一硝化反应得到的产物分子式都是C8H9NO2,
但A得到两种产物，B得到3种产物，C只得到一种产物。由此可以判断A、B、C各是下列哪一结构，
请将字母填入结构式后面的括号中。
（2）请写出一个化合物的结构式。它的分子式是C8H9NO2,分子中有苯环，苯环上有三个取代基，其中之
一为羧基，但并非上述二甲苯的硝化产物。请任写二个。
解题思路: 。
易错点: 。
【例2】萘分子的结构式可以表示为，两者是等同的。苯并[a]芘是强致癌物质（存在于烟卤
灰、煤焦油、燃烧烟草的烟雾和内燃机的尾气中）。它的分子由五个苯环并合而成，其结构式可以表示(Ⅰ
)
taoti.tl100.com 你的首选资源互助社区
或(Ⅱ)，这两者也是等同的现有结构式（A）～（D），其中
（1）.跟(Ⅰ)、(Ⅱ)式等同的结构式是
（2）跟(Ⅰ)、(Ⅱ)式是同分异构体的
解题思路: 。
易错点: 。
【考题再现】
1.自20世纪90年代以来，芳炔类大环化合物的研究发展十分迅速，具有不同分子结构和几何形状的
这一类物质在高科技领域有着十分广泛的应用前景。合成芳炔类大环的一种方法是以苯乙炔（CH≡C
－
）为基本原料，经过反应得到一系列的芳炔类大环化合物，其结构为：
（1）上述系列中第1种物质的分子式为 。
（2）以苯乙炔为基本原料，经过一定反应而得到最终产物。假设反应过程中原料无损失，理论上消
耗苯乙炔与所得芳炔类大环化合物的质量比为 。
(3)在实验中，制备上述系列化合物的原料苯乙炔可用苯乙烯（CH2＝CH－）为起始物质，通过加成、
消去反应制得。写出由苯乙烯制取苯乙炔的化学方程式（所需的无机试剂自选）
思维方法: 。
展望高考:
2.人们对苯的认识有一个不断深化的过程。
(1)1834年德国科学家米希尔里希，通过蒸馏安息香酸
和碱石灰的混合物得到液体，命名为苯，写出苯甲酸钠与碱石灰共热生成苯的化学方程式
(2)苯不能使溴水褪色，性质类似烷烃，任写一个苯发生取
代反应的化学方程式
(3)1866年凯库勒（右图）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
（填入编号）
a.苯不能使溴水褪色 b.苯能与H2发生加成反应
c.溴苯没有同分异构体 d.邻二溴苯只有一种
(4)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是
思维方法: 。
展望高考:
【针对训练】
A. 基础训练
1.有三种不同的基团，分别为－X、―Y、―Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分
异构体数目是
A． 10 B． 8 C． 6 D． 4
2.萘环上的碳原子的编号如Ⅰ式，根据系统命名法，Ⅱ式可称为2硝基萘，则化合物Ⅲ的名称应是
Ⅰ Ⅱ Ⅲ A．2,6 二甲基萘 B．1,4 二甲基萘 C．4,7 二甲基萘 D．1,6 二甲基萘
B.提高训练
3.化合物B3N3H6俗名无机苯，有关它的说明不正确的是
A．它的结构式可表示为 B．它的结构式可表示为
C．该化合物不能发生加成反应，可发生取代反应
D．它是非极性分子
4.在烧杯中加入水和苯（密度：0.88 g / cm3）各50 mL。将一小粒金属钠（密度：0.97 g / cm3）投入烧杯中。观察到的现象可能是
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能作上、下跳动
5.烷基取代苯可以被KMnO4的酸性溶液氧化成
但若烷基R
中直接与苯环连接的碳原子上没有
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现有分子式是C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化为苯甲酸的异构体有7种，其中的3种是：
C.能力训练
请写出其他四种的结构式： ， ， ， 。
6.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．甲苯能反应生成三硝基甲苯 B．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．甲苯燃烧产生带浓烈的黑烟的火焰
D．1 mol甲苯能与3 mol H2发生加成反应
7.药物菲那西汀的一种合成路线如下：
反应②中生成的无机物的化学式是 ，反应③中生成的无机物的化学式是 ，反应⑤的化学方程式是 ；菲那西汀水解的化学方程式是 。
D.奥赛一瞥
8.人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程。
(1)由于苯的含碳量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出分子式为 C6H6 的一种含两个叁键且无支链链烃的结构简式 。
(2)已知分子式为 C6H6 的结构有多种，其中的两种为
① 这两种结构的区别表现在：定性方面（即化学性质方面）：Ⅱ能_______(选
c、d，多选扣分)而Ⅰ不能
a．被酸性高锰酸钾溶液氧化 b．能与溴水发生加成反应，
填a、b、
c．能与溴发生取代反应 d．能与氢气发生加成反应
定量方面（即消耗反应物的量的方面）：1 mol C6H6 与H2加成时：Ⅰ需______mol，而Ⅱ 需 _______mol。 ② 今发现 C6H6 还可能有另一种如右图立体结构：该结构的二氯代物有_______种。
(3)萘 也是一种芳香烃，它的分子式是 C10H8 ,请你判断它的结构简式可能是下列中的_____（填入编号）
(4)根据第(3)小题中你判断得到的萘结构简式，它不能解释萘的下列事实（填入编号）
a． 萘不能使溴水褪色 b． 萘能与H2发生加成反应 c． 萘分子中所有原子在同一平面 d．一溴代萘（C10H7Br）只有两种
(5)现代化学认为萘分子碳碳之间的键是根据第(4)小题中萘的性质及我们学过的苯的结构简式推测，请你写出你认为的萘的结构简式 。
参考答案
【例题解析】
1.【解析】(1)分别写出三种二甲苯的硝化产物的同分异构体，再根据写出的同分异构体数目即可解答。
(2)根据题意可知，该类化合物可能为氨基酸，又因为有八个碳原子，则除了苯环外，还应含有-COOH、-NH2、-CH3。先写出两个取代基的同分异构体，再分别加上第三个基团，如下图所示，然后，任选二个即可。
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【答案】(1)(C)(A)(B)
或其它位置上异构体。
2.【解析】根据苯环的叠加顺序和碳
原子、氢原子数目即可答案。
【答案】.（1）A,D （2）B
[考题再现]
1. （1）C24H12 （2）51︰50 (3)－CH＝CH2＋Br2→
－CHBr－CH2Br＋
2NaOH
2.(1) (2)
(3)a d (4)介于单键和双键之间的特殊的键（或其它合理答案）
【针对训练】
1.A 2.D 3.BC 4.D
5.
6.A
7.②H2CO3或CO2、H2O③ Na2SO3、H2O；
反应 ⑤
8.(1)
(2)① a b ； 3 , 2。②3 种。
－CHBr－CH2
Br －C≡CH＋2NaBr＋2H2O
(3) c
(4) a
(5)介于单键与双键之间的独特的键；