苯与硝酸发生硝化反应是典型的电芳香取代反应，生成硝基苯和水。这个反应通常在浓硫酸的催化下进行，浓硫酸不仅作为催化剂，还起到脱水剂的作用，促进反应向生成硝基苯的方向进行。
反应的化学方程式如下：
C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O
在这个反应中，苯环上的一个氢原子被硝基（-NO₂）取代。具体来说，苯环中的一个氢原子与硝酸中的氢原子结合生成水，而硝基则连接到苯环上。这个反应是可逆的，因此需要使用过量的苯或硝酸来提高硝基苯的产率。
反应机理可以简化为以下步骤：
1. 硝酸在浓硫酸的作用下生成硝酰阳离子（NO₂⁺），这是亲电试剂。
2. 苯环中的一个氢原子被硝酰阳离子取代，生成σ复合物。
3. σ复合物失去一个质子，重新恢复苯环的芳香性，生成硝基苯。
这个反应是放热反应，需要控制温度以避免副反应的发生。通常反应温度控制在50-60℃之间。通过这个反应，我们可以得到纯度较高的硝基苯，它在有机合成中具有重要的应用价值。