烴和鹵代烴第二節(jié)芳香烴苯及苯的同系物

1、4/25/2022 11:45 PM歷史含義：具有香味的物質(zhì)歷史含義：具有香味的物質(zhì)現(xiàn)代含義：現(xiàn)代含義：含苯環(huán)的有機(jī)化合物含苯環(huán)的有機(jī)化合物現(xiàn)實(shí)意義：名稱沿用現(xiàn)實(shí)意義：名稱沿用芳香烴：芳香烴：含苯環(huán)的碳?xì)浠衔锖江h(huán)的碳?xì)浠衔? , 簡稱又稱簡稱又稱“芳烴芳烴”苯的苯環(huán)上氫原子被苯的苯環(huán)上氫原子被 烷基代替而得到的芳烴。烷基代替而得到的芳烴。 芳香族化合物芳香族化合物芳香族化合物芳香族化合物芳香烴芳香烴苯及苯的苯及苯的同系物同系物4/25/2022 11:45 PM 一、苯一、苯C6H6 從苯的分子組成看，高度不飽和，從苯的分子組成看，高度不飽和，苯是否具有不飽和烴的典型性質(zhì)？苯是否具有不飽

2、和烴的典型性質(zhì)？分子式分子式思考：思考：1mLKMnO4酸性溶液酸性溶液2mL苯苯振蕩振蕩（ ） 1mL溴水溴水振蕩振蕩（ ） 2mL苯苯紫紅色不褪去紫紅色不褪去橙黃色不褪去橙黃色不褪去 而轉(zhuǎn)移到苯層而轉(zhuǎn)移到苯層1 1、苯的結(jié)構(gòu)、苯的結(jié)構(gòu)4/25/2022 11:45 PM（苯的凱庫勒式）（苯的凱庫勒式）HCH CCHC HC HH C結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)簡式 一、苯一、苯4/25/2022 11:45 PM苯分子的比例模型和球棍模型苯分子的比例模型和球棍模型 一、苯一、苯4/25/2022 11:45 PM 一、苯一、苯苯分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu)。苯分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu)。 1 1、6

3、 6個(gè)碳原子、個(gè)碳原子、6 6個(gè)氫原子個(gè)氫原子均在同一平面上。均在同一平面上。 2 2、各個(gè)鍵角都是、各個(gè)鍵角都是120 120 。O3 3、苯分子中的、苯分子中的6 6個(gè)碳原個(gè)碳原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵。因此常用之間的獨(dú)特的鍵。因此常用 來表示來表示苯分子。苯的結(jié)構(gòu)使苯的性質(zhì)比烯烴穩(wěn)定。苯分子。苯的結(jié)構(gòu)使苯的性質(zhì)比烯烴穩(wěn)定。4/25/2022 11:45 PM 1 1、證明苯分子中不存在單雙鍵交替、證明苯分子中不存在單雙鍵交替的理由是的理由是 （ ）（A A）苯的鄰位二元取代物只有一種）苯的鄰位二元取代物只有一種（B B

4、）苯的間位二元取代物只有一種）苯的間位二元取代物只有一種（C C）苯的對位二元取代物只有一種）苯的對位二元取代物只有一種（D D） 苯的鄰位二元取代物有二種苯的鄰位二元取代物有二種A4/25/2022 11:45 PM 2、下列物質(zhì)中所有原子都有可能在、下列物質(zhì)中所有原子都有可能在同一平面上的是同一平面上的是 （ ）(A) ( B)(C) (D)CCH=CH2CH3Cl 一、苯一、苯4/25/2022 11:45 PM2 2、苯的物理性質(zhì)、苯的物理性質(zhì)液體分成兩層液體分成兩層2mL水水1mL苯苯振蕩振蕩（ ） 1mL碘水碘水振蕩、靜置振蕩、靜置（ ） 液體分成兩層，上層液體分成兩層，上層呈紫紅

5、色，下層幾乎呈紫紅色，下層幾乎無色無色 苯是無色，有特殊氣味的有毒液體，苯是無色，有特殊氣味的有毒液體，熔點(diǎn)熔點(diǎn)5.5，沸點(diǎn)，沸點(diǎn)80.1 ，易揮發(fā)，易揮發(fā)，比水輕比水輕，不溶于水，是重要的有機(jī)溶劑。不溶于水，是重要的有機(jī)溶劑。 一、苯一、苯4/25/2022 11:45 PM1 1、氧化、氧化-在空氣中燃燒在空氣中燃燒 2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O點(diǎn)燃點(diǎn)燃苯燃燒時(shí)發(fā)生明亮帶有濃煙的火焰。苯燃燒時(shí)發(fā)生明亮帶有濃煙的火焰。2 2、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)（1 1）鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng)-苯跟溴的反應(yīng)苯跟溴的反應(yīng)+ Br2FeBr+ HBr* *溴苯是密度比水大的無色液體溴苯是密度比水大

6、的無色液體4/25/2022 11:45 PM實(shí)驗(yàn)：苯跟溴的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)：苯跟溴的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案（1 1）鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng)-苯跟溴的反應(yīng)苯跟溴的反應(yīng)4/25/2022 11:45 PM問題問題1 1：導(dǎo)管口為什么在液面上？：導(dǎo)管口為什么在液面上？問題問題2 2：什么現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)？：什么現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)？問題問題3 3：怎樣除去無色溴苯中所溶解的溴？：怎樣除去無色溴苯中所溶解的溴？溴化氫易溶于水，防止倒吸。溴化氫易溶于水，防止倒吸。導(dǎo)管口有白霧。錐形瓶里滴入硝酸銀溶液后導(dǎo)管口有白霧。錐形瓶里滴入硝酸銀溶液后生成淺黃色沉淀，說明苯跟溴反應(yīng)時(shí)苯環(huán)上生成淺黃色沉淀，說明苯跟溴

7、反應(yīng)時(shí)苯環(huán)上的一個(gè)氫原子被溴原子取代，生成溴化氫。的一個(gè)氫原子被溴原子取代，生成溴化氫。用氫氧化鈉溶液洗滌，用分液漏斗分液。用氫氧化鈉溶液洗滌，用分液漏斗分液。（1 1）鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng)-苯跟溴的反應(yīng)苯跟溴的反應(yīng)4/25/2022 11:45 PM注意：注意：1 1、鐵粉起催化劑的作用、鐵粉起催化劑的作用（實(shí)際上是實(shí)際上是FeBr3)2 2、長導(dǎo)管的作用：一是導(dǎo)氣，、長導(dǎo)管的作用：一是導(dǎo)氣， 二是二是冷凝回流冷凝回流4/25/2022 11:45 PM（2 2）苯的硝化反應(yīng)）苯的硝化反應(yīng) 在一個(gè)大試管里，先加入在一個(gè)大試管里，先加入1.51.5毫毫升升濃硝酸濃硝酸和和2 2毫升毫升濃硫酸濃硫酸

8、，搖勻，冷，搖勻，冷卻到卻到506050600 0C C以下，然后慢慢地滴入以下，然后慢慢地滴入1 1毫升毫升苯苯，不斷搖動，使混和均勻，不斷搖動，使混和均勻，然后放在然后放在60600 0C C的的水浴水浴中加熱中加熱1010分鐘，分鐘，把混和物倒入另一個(gè)盛水的試管里。把混和物倒入另一個(gè)盛水的試管里。硝基苯為無色、具有苦杏仁味的油狀液體，密度大于水硝基苯為無色、具有苦杏仁味的油狀液體，密度大于水 實(shí)驗(yàn)方案和裝置圖實(shí)驗(yàn)方案和裝置圖 + HONO2NO2+ H2O50600C濃硫酸濃硫酸4/25/2022 11:45 PM注意：注意：濃硝酸和濃硫酸的混合酸要冷卻到濃硝酸和濃硫酸的混合酸要冷卻到5

9、0-60以以下，再慢慢滴入苯，邊加邊振蕩，因?yàn)榉磻?yīng)放下，再慢慢滴入苯，邊加邊振蕩，因?yàn)榉磻?yīng)放熱，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會分解，熱，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會分解，同時(shí)苯和濃硫酸在同時(shí)苯和濃硫酸在70-80時(shí)會發(fā)生反應(yīng)。時(shí)會發(fā)生反應(yīng)。什么時(shí)候采用什么時(shí)候采用水浴加熱水浴加熱：需要加熱，而且一：需要加熱，而且一定要控制在定要控制在100以下，均可采用水浴加熱。以下，均可采用水浴加熱。如果超過如果超過100 ，還可采用油浴，還可采用油?。?300 ）、沙浴溫度更高。沙浴溫度更高。4/25/2022 11:45 PM為提純硝基苯，一般將粗產(chǎn)品依次用為提純硝基苯，一般將粗產(chǎn)品依次用 蒸餾水蒸餾

10、水和和NaOH溶液溶液洗滌。洗滌。不純的硝基苯顯不純的硝基苯顯黃黃色色溫度計(jì)的位置，必須溫度計(jì)的位置，必須懸掛懸掛在在水浴水浴中。中。 （因（因?yàn)槿苡袨槿苡蠳O2）而純凈硝基苯是無色，有）而純凈硝基苯是無色，有苦杏仁味，比水重，油狀液體?？嘈尤饰?，比水重，油狀液體。4/25/2022 11:45 PM（3 3）磺化）磺化（苯分子中的（苯分子中的H原子被磺原子被磺酸基取代的反應(yīng)）酸基取代的反應(yīng)）小結(jié)：易取代、難加成、難氧化小結(jié)：易取代、難加成、難氧化+ H2O （苯磺酸）（苯磺酸）+ HOSO3H7080SO3H3、苯的加成反應(yīng)、苯的加成反應(yīng) 3+ H2催化劑催化劑環(huán)己烷環(huán)己烷4/25/2022

11、 11:45 PM 二、苯的同系物二、苯的同系物苯的苯的苯環(huán)苯環(huán)上氫原子被上氫原子被烷基烷基代替而得到的芳烴。代替而得到的芳烴。CH3 |CH2CH3 |CH3 | |CH3 |CH3CH3 |CH3CH3H3CH3C甲苯甲苯( (C7H8) ) 乙苯乙苯( ( C8H10) ) 對二甲苯對二甲苯( (C8H10) ) 六甲基苯六甲基苯( (C12H18)只含有只含有一個(gè)苯環(huán)一個(gè)苯環(huán)，且側(cè)鏈為，且側(cè)鏈為C-CC-C單鍵單鍵的芳香烴的芳香烴。2.2.通式：通式：C Cn nH H2n-6 2n-6 (n6)(n6)1.1.苯的同系物苯的同系物：4/25/2022 11:45 PM下列屬于苯的同系

12、物的是（下列屬于苯的同系物的是（ ） D 二、苯的同系物二、苯的同系物4/25/2022 11:45 PM(1)(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)加成反應(yīng)加成反應(yīng)3.3.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)催化劑催化劑+ 3H2CH3CH3 二、苯的同系物二、苯的同系物4/25/2022 11:45 PM2CnH2n-6 + 3 (n-1)O2點(diǎn)燃點(diǎn)燃 2nCO2+ 2(n-3)H2O燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng)現(xiàn)象：現(xiàn)象：火焰明亮并帶有濃火焰明亮并帶有濃煙煙 二、苯的同系物二、苯的同系物4/25/2022 11:45 PM2mL苯苯3 3滴高錳酸鉀酸性溶液滴高錳酸鉀酸

13、性溶液用力振蕩用力振蕩2mL甲苯甲苯3 3滴高錳酸鉀酸性溶液滴高錳酸鉀酸性溶液用力振蕩用力振蕩苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈能被強(qiáng)氧化劑氧化苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈能被強(qiáng)氧化劑氧化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：結(jié)論：苯苯不能不能被被KMnO4酸性溶液氧化，酸性溶液氧化，甲苯甲苯能能被被KMnO4酸性溶液氧化酸性溶液氧化未褪色未褪色褪色褪色 二、苯的同系物二、苯的同系物4/25/2022 11:45 PM 甲苯被氧化的是側(cè)鏈，即甲基被氧化，甲苯被氧化的是側(cè)鏈，即甲基被氧化，該反應(yīng)可簡單表示為：該反應(yīng)可簡單表示為：CH3KMnOKMnO4 4、H H+ +COOH（苯甲酸）（苯甲酸） 這樣的氧化反應(yīng)，都是苯環(huán)上的烷烴基被這樣的

14、氧化反應(yīng)，都是苯環(huán)上的烷烴基被氧化，說明了氧化，說明了苯環(huán)上的烷烴基苯環(huán)上的烷烴基比烷烴性質(zhì)比烷烴性質(zhì)活潑活潑。這活潑性是苯環(huán)對烷烴基影響的結(jié)果。這活潑性是苯環(huán)對烷烴基影響的結(jié)果。 二、苯的同系物二、苯的同系物4/25/2022 11:45 PM苯的同系物的氧化反應(yīng)苯的同系物的氧化反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理：反應(yīng)機(jī)理： |CH | O | COH |酸性高錳酸鉀溶液酸性高錳酸鉀溶液烷基上與苯環(huán)直接相連的碳直接連氫原子烷基上與苯環(huán)直接相連的碳直接連氫原子 H |CH | H H | |CC | | H C |CC | C 二、苯的同系物二、苯的同系物4/25/2022 11:45 PM CH3 |CCH3 |

15、 CH3CH3 | |CH2R CH3 |CH3CH CH3 |CCH3 | CH3HOOC | |COOHHOOCKMnOKMnO4 4/H/H+ +思考：產(chǎn)物是什么？思考：產(chǎn)物是什么？ 可用可用KMnOKMnO4 4酸性溶液作試劑鑒別苯的酸性溶液作試劑鑒別苯的同系物和苯、苯的同系物和烷烴。同系物和苯、苯的同系物和烷烴。 二、苯的同系物二、苯的同系物4/25/2022 11:45 PM鄰硝基甲苯鄰硝基甲苯對硝基甲苯對硝基甲苯222CH3 + HNO3濃硫酸濃硫酸30300 0C CCH3NO2CH3NO2+ + H2O2 2，4 4，6-6-三硝基甲苯三硝基甲苯簡稱三硝基甲苯，又叫簡稱三硝基

16、甲苯，又叫TNTTNT是一種淡黃色晶體，不溶于水，是一種烈性炸藥是一種淡黃色晶體，不溶于水，是一種烈性炸藥CH3 | |NO2CH3 |NO2O2N + 3HNO3 + 3H2O濃硫酸濃硫酸100側(cè)鏈影側(cè)鏈影響苯環(huán)響苯環(huán)側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)鄰對位上的氫易取代側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)鄰對位上的氫易取代4/25/2022 11:45 PM(2)(2)苯的同系物含有側(cè)鏈，性質(zhì)與苯又有不同苯的同系物含有側(cè)鏈，性質(zhì)與苯又有不同側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)上的氫原子比苯更易側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)上的氫原子比苯更易被取代被取代苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈能被強(qiáng)氧化劑氧化苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈能被強(qiáng)氧化劑氧化(1)(1)苯的同系物和

17、苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似氧化反應(yīng)：氧化反應(yīng)：取代反應(yīng)：取代反應(yīng)：加成反應(yīng)：加成反應(yīng)：小結(jié)：化學(xué)性質(zhì)小結(jié)：化學(xué)性質(zhì)4/25/2022 11:45 PM 三、三、芳香烴的來源及其應(yīng)用芳香烴的來源及其應(yīng)用多苯代脂烴多苯代脂烴：苯環(huán)通過脂肪烴連在一起：苯環(huán)通過脂肪烴連在一起聯(lián)苯或多聯(lián)苯聯(lián)苯或多聯(lián)苯：苯環(huán)之間通過碳碳單鍵直接相連：苯環(huán)之間通過碳碳單鍵直接相連稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴：苯環(huán)之間通過共用苯環(huán)的若干環(huán)邊：苯環(huán)之間通過共用苯環(huán)的若干環(huán)邊 而形成而形成CHCH2 2二苯甲烷二苯甲烷(C(C1313H H1212) )聯(lián)苯聯(lián)苯(C(C1212H H1010) )萘萘(C(C1

18、010H H8 8) )蒽蒽(C(C1414H H1010) )芳香烴主要來源：石油的催化重整和煤的干餾芳香烴主要來源：石油的催化重整和煤的干餾4/25/2022 11:45 PM芳香烴對健康的危害芳香烴對健康的危害苯苯是黏合劑、油性涂料、油墨等的常用有機(jī)溶劑是黏合劑、油性涂料、油墨等的常用有機(jī)溶劑操作車間空氣中苯的濃度操作車間空氣中苯的濃度40mg40mgm m-3-3居室內(nèi)空氣中苯含量平均每小時(shí)居室內(nèi)空氣中苯含量平均每小時(shí)0.09mg0.09mgm m-3-3制鞋、皮革、箱包、家具、噴漆、油漆等工作制鞋、皮革、箱包、家具、噴漆、油漆等工作引起急性中毒或慢性中毒，誘發(fā)白血病引起急性中毒或慢性

19、中毒，誘發(fā)白血病稠環(huán)稠環(huán)芳烴芳烴致癌物質(zhì)致癌物質(zhì)萘萘過去衛(wèi)生球的主要成分過去衛(wèi)生球的主要成分秸稈、樹葉等不完全燃燒形成的煙霧中秸稈、樹葉等不完全燃燒形成的煙霧中香煙的煙霧中香煙的煙霧中 三、三、芳香烴的來源及其應(yīng)用芳香烴的來源及其應(yīng)用4/25/2022 11:45 PM有機(jī)物有機(jī)物烷烴烷烴烯烴烯烴炔烴炔烴芳香烴芳香烴代表物代表物CH4C2H4C2H2C6H6結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)全部單鍵全部單鍵 飽和烴飽和烴含碳碳雙含碳碳雙鍵不飽和鍵不飽和含碳碳叁含碳碳叁鍵不飽和鍵不飽和特殊的鍵不特殊的鍵不飽和飽和空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)物理性質(zhì)燃燒燃燒與溴水與溴水 KMnOKMnO4 4主要反應(yīng)主要反應(yīng)類型類型 烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的比較烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的比較正四面體