苯的結構與性質

關于苯的結構與性質第1頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六1825年法拉第從煤焦油中分離出一種新的物質——苯。法拉第（英國科學家）苯的發(fā)現(xiàn)第2頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六一、苯的物理性質比水輕，密度為0.88g/ml。無色液體，有特殊氣味；熔點為5.5℃，沸點為80℃，不溶于水；如果用冰冷卻，苯凝結成無色晶體，放入沸水中，將沸騰揮發(fā)；（苯有毒??！是常用的有機溶劑。）苯是一種什么樣的物質呢？第3頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六問題：苯分子具有怎樣的分子組成呢？法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后，對苯的組成進行測定，發(fā)現(xiàn)苯僅由碳、氫兩種元素組成，其中碳的質量分數為92.3%，苯蒸氣密度為同溫、同壓下乙炔氣體密度的3倍。苯的分子式

。結構？C6H6第4頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六（1）CＨ２＝C＝CＨ－ＨC＝C＝CＨ２（2）CＨ≡C－CＨ2－CＨ2－C≡CＨ（3）CＨ≡C－C≡C－CＨ2－

CＨ3（4）

CＨ3－

C≡C－

C≡C－

CＨ3（5）

CＨ2＝

CＨ－CＨ＝

CＨ－C≡CＨ第5頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六從苯的分子式看，它是遠未達飽和的烴，那么它的性質是否和不飽和烴相似？【探索】在分別盛有溴水和酸性高錳酸鉀溶液的試管中各加入少量苯，用力振蕩，靜置，觀察現(xiàn)象。問題：這些結構是否合理？如何用實驗證實？第6頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六1ml溴水2ml苯2ml苯1mlKMnO4(H+)溶液（）

振蕩振蕩（）（）結論：苯與酸性高錳酸鉀、溴水都不反應，由此說明苯中不存在與乙烯、乙炔相同的雙鍵和叁鍵，苯與不飽和烴有很大區(qū)別。紫紅色不褪色上層橙黃色下層幾乎無色實驗與結論水層顏色為何變淺？第7頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六科學家為確定苯分子的結構做了大量的科學研究…...第8頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六凱庫勒凱庫勒式1865—1866年凱庫勒提出假說：凱庫勒的假說科學嗎?第9頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六以下兩種結構式相同嗎？第10頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六與是同一種物質。－Cl－Cl－ClCl

科學事實：推論：凱庫勒式存在不合理之處。第11頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六缺陷2：苯的一氯代物只有一種；苯的鄰二氯代物也只有一種；凱庫勒式凱庫勒苯環(huán)結構的的缺陷缺陷1：不能解釋苯為何不起類似烯烴的加成反應第12頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六苯分子里不存在一般的碳碳雙鍵，分子里的6個碳原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的特殊(獨特)的鍵。大π鍵！1935年，經X射線衍射法發(fā)現(xiàn)苯的真實結構。第13頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六證明苯分子中無碳碳單、雙鍵交替存在的事實？六個鍵長鍵角都相等不能使酸性高錳酸鉀或溴水溶液褪色苯環(huán)上的鄰位二元取代物只有一種苯分子里6個C原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的特殊(獨特)的鍵第14頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六分子式：C6H6最簡式：CH結構式結構簡式二、苯的分子結構第15頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六由于大π鍵的形成，使得苯分子中6個碳原子之間的電子云密度很大，因而它們之間結合的更牢固了，使C與C間的化學鍵較難被破壞。故，通常狀況下，它不與高錳酸鉀、溴水等反應，比較穩(wěn)定！正是由于大π鍵使苯分子中6個碳原子之間結合的更牢固了，使與C相連的氫原子活動性增強。即在一定條件下，苯分子中的C-H鍵可以斷裂，H原子被其他的原子或原子團取代！當然，能量足夠、條件適宜時，苯分子中的大π鍵仍然會被破壞，因而，苯也可以發(fā)生加成反應。易取代、難加成！第16頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六現(xiàn)象：

明亮的火焰并伴有大量的黑煙2C6H6+15O212CO2+6H2O點燃不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，即：不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。三、苯的化學性質1、氧化反應第17頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六（1）苯與Br2的反應Br－Br+催化劑+

HBr－Br溴苯在催化劑的作用下，苯也可以和其它鹵素發(fā)生取代反應，稱為鹵代反應。2、取代反應注意溴苯的物理性質第18頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六苯與溴的反應

設計制備溴苯的實驗方案反應現(xiàn)象：劇烈反應，輕微翻騰，三頸燒瓶內充滿紅棕色氣體導管口附近出現(xiàn)的白霧，是溴化氫遇空氣中的水蒸氣形成的氫溴酸小液滴。第19頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六對苯與溴的反應實驗，注意下列幾點：A、溴應是純溴，而不是溴水。加入鐵粉起催化作用，實際上起催化作用的是FeBr3。B、伸出燒瓶外的導管要有足夠長度，其作用是導氣、冷凝。C、導管未端不可插入錐形瓶內水面以下，因為HBr氣體易溶于水，以免倒吸。D、純凈的溴苯是無色油狀液體，燒杯底部是油狀的褐色液體，這是因為溴苯溶有溴的緣故。除去溴苯中的溴可先水洗，然后加入NaOH溶液，再水洗，干燥后蒸餾振蕩，1、各試劑在反應中所起到的作用？2、導管為什么要這么長？其末端為何不插入錐形瓶中的液面？3、反應后的產物是什么？如何分離？F、生成的HBr中常混有溴蒸氣，此時用AgNO3溶液對HBr的檢驗結果有影響，如何除去混在HBr中的溴蒸氣？4、如何證明苯與液溴的反應是取代反應？E、向錐形瓶中加入AgNO3溶液，若有黃色沉淀生成證明為HBr。第20頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六1.燒瓶中的試劑順序能夠顛倒嗎？為什么？能用濃溴水代替液溴嗎？為什么？2.該反應的催化劑是FeBr3,而反應時加的是Fe屑，F(xiàn)e屑是怎樣轉化為FeBr3的？反應的速度為什么一開始較緩慢，一段時間后明顯加快？3.該反應是放熱反應，而苯、液溴均易揮發(fā)，為了減少放熱對苯及液溴揮發(fā)的影響，裝置上有哪些獨特的設計和考慮？4.生成的HBr中?；煊袖逭魵?，此時用AgNO3溶液對HBr的檢驗結果是否可靠？為什么？如何除去混在HBr中的溴蒸氣？第21頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六試一試：寫出苯與液溴反應的二溴取代物可能的結構簡式？第22頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六硝基苯烴分子中的氫原子被－NO2所取代的反應叫做硝化反應硝基:－NO2(注意與NO2－區(qū)別）（２）苯與硝酸反應濃H2SO455℃~60℃－NO2+H2O+HO－NO2H注意硝基苯的物理性質吸水劑和催化劑濃硫酸的作用：第23頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六條件：５０～６０℃水浴加熱純凈的硝基苯是無色而有苦杏仁氣味的油狀液體，不溶于水，密度比水大。硝基苯蒸氣有毒性。（２）苯與硝酸反應第24頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六②水浴的溫度一定要控制在60℃以下，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會分解，同時苯和濃硫酸反應生成苯磺酸等副反應。③濃硫酸的作用：催化劑和吸水劑。④反應裝置中的溫度計，應插入水浴液面以下，以測量水浴溫度。⑤把反應的混合物倒入一個盛水的燒杯里，燒杯底部聚集淡黃色的油狀液體，這是因為在硝基苯中溶有HNO3分解產生的NO2的緣故。除去雜質提純硝基苯，可將粗產品依次用蒸餾水和NaOH溶液洗滌，再用分液漏斗分液。為何要水浴加熱，并將溫度控制在60℃？濃硫酸的作用？溫度計的位置？如何得到純凈的硝基苯？①加入藥品時，先濃硝酸再濃硫酸冷卻到50-60℃，再加入苯切不可將濃硝酸注入濃硫酸中，因混和時要放出大量的熱量，以免濃硫酸濺出，發(fā)生事故。如何混合硫酸和硝酸的混合液？第25頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六練一練：苯與濃H2SO4（HO–SO3H）在一定條件下化學反應方程式？第26頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六條件＿＿＿＿＿＿*（３）磺化反應吸水劑和磺化劑（磺酸基：—SO3H）苯磺酸磺化反應的原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿磺酸基與苯環(huán)的連接方式：濃硫酸的作用：第27頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六環(huán)己烷3、加成反應+3H2催化劑△

催化劑△

+3H2苯在一定的條件下能進行加成反應。跟氫氣在鎳的存在下加熱可生成環(huán)己烷苯也能與Ｃl2發(fā)生加成反應第28頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六苯+Cl2在紫外光條件下的反應+3Cl2紫外光ClClClClClCl第29頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六1.不能說明苯分子中的碳碳鍵不是單、雙鍵交替的事實是（）A.苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.苯環(huán)中的碳碳鍵的鍵長均相等C.鄰二甲苯沒有同分異構體D.苯的一元取代物沒有同分異構體D練一練第30頁，共32頁，2022年，5月20日，3點33分，星期六