【甲苯和硝酸反应方程式】甲苯是一种常见的芳香烃，化学式为C₇H₈。在有机化学中，甲苯与硝酸的反应是典型的硝化反应之一，常用于合成硝基化合物。该反应通常在浓硫酸的存在下进行，以提高反应效率并控制反应条件。
甲苯的硝化反应主要生成邻位、对位以及间位的硝基甲苯，具体产物取决于反应条件和催化剂的作用。以下是甲苯与硝酸的主要反应及其产物总结。
一、反应概述
甲苯（C₆H₅CH₃）与硝酸（HNO₃）在浓硫酸催化下发生亲电取代反应，硝基（-NO₂）取代甲苯环上的氢原子，形成硝基甲苯。由于甲基是一个给电子基团，它会引导硝基进入邻位和对位，因此主要产物为邻硝基甲苯和对硝基甲苯。
二、反应方程式及产物总结
| 反应条件 | 反应物 | 主要产物 | 化学方程式 | 备注 |
| 硝化反应（浓硫酸作催化剂） | 甲苯 + 硝酸 | 邻硝基甲苯、对硝基甲苯 | C₆H₅CH₃ + HNO₃ → C₆H₄(NO₂)CH₃ + H₂O | 主要产物为邻位和对位异构体，间位较少 |
| 低温反应 | 甲苯 + 硝酸 | 邻硝基甲苯为主 | C₆H₅CH₃ + HNO₃ → C₆H₄(NO₂)CH₃ + H₂O | 温度较低时，邻位产物比例较高 |
| 高温反应 | 甲苯 + 硝酸 | 对硝基甲苯为主 | C₆H₅CH₃ + HNO₃ → C₆H₄(NO₂)CH₃ + H₂O | 温度升高时，对位产物增多 |
三、注意事项
1. 反应条件：硝化反应需要浓硫酸作为脱水剂和催化剂，同时控制温度，避免副反应。
2. 产物选择性：甲基的给电子效应使硝基优先进入邻位和对位，但实际产物比例受温度和浓度影响。
3. 应用：硝基甲苯是重要的化工原料，可用于生产染料、药物和炸药等。
四、总结
甲苯与硝酸的反应是典型的亲电取代反应，生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯为主要产物。反应过程中需使用浓硫酸作为催化剂，并根据温度调节产物比例。该反应在工业和实验室中均有广泛应用，是芳香烃硝化反应的重要案例之一。
