步步高 同課異構(gòu)化學(xué)芳香烴人教選修

會計(jì)學(xué)1步步高同課異構(gòu)化學(xué)芳香烴人教選修第二節(jié)芳香烴一、苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)二、苯的同系物三、芳香烴的來源及其應(yīng)用1、苯的結(jié)構(gòu)2、苯的物理性質(zhì)3、苯的化學(xué)性質(zhì)⑴加成反應(yīng)⑵取代反應(yīng)①鹵代②硝化③磺化1.苯的同系物2.通式：CnH2n-6

(n≥6)3.化學(xué)性質(zhì)(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似(2)苯的同系物含有側(cè)鏈，性質(zhì)與苯又有不同①多苯代脂烴：聯(lián)苯或多聯(lián)苯：稠環(huán)芳烴②芳香烴對健康的危害第1頁/共37頁歷史含義：具有香味的物質(zhì)現(xiàn)代含義：含苯環(huán)的有機(jī)化合物現(xiàn)實(shí)意義：名稱沿用芳香烴：含苯環(huán)的碳?xì)浠衔?

簡稱又稱“芳烴”苯的同系物：苯的苯環(huán)上氫原子被烷基代替而得到的芳烴。

芳香族化合物芳香族化合物芳香烴苯及苯的同系物第2頁/共37頁一、苯C6H6

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)？分子式思考：1mLKMnO4酸性溶液2mL苯振蕩（）1mL溴水振蕩（）2mL苯紫紅色不褪去橙黃色不褪去而轉(zhuǎn)移到苯層1、苯的結(jié)構(gòu)第3頁/共37頁（苯的凱庫勒式）HCH

CCHC

HC

HH

C結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式

一、苯第4頁/共37頁苯分子的比例模型和球棍模型

一、苯第5頁/共37頁

一、苯苯分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu)。

1、6個碳原子、6個氫原子均在同一平面上。

2、各個鍵角都是120。O3、苯分子中的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獨(dú)特的鍵。因此常用來表示苯分子。苯的結(jié)構(gòu)使苯的性質(zhì)比烯烴穩(wěn)定。第6頁/共37頁1、證明苯分子中不存在單雙鍵交替的理由是（）（A）苯的鄰位二元取代物只有一種

（B）苯的間位二元取代物只有一種

（C）苯的對位二元取代物只有一種

（D）苯的鄰位二元取代物有二種A練一練第7頁/共37頁2、下列物質(zhì)中所有原子都有可能在同一平面上的是（）(A)(B)(C)(D)BCCH=CH2CH3Cl

一、苯第8頁/共37頁2、苯的物理性質(zhì)液體分成兩層2mL水1mL苯振蕩（

）1mL碘水振蕩、靜置（）液體分成兩層，上層呈紫紅色，下層幾乎無色

苯是無色，有特殊氣味的有毒液體，熔點(diǎn)5.5℃，沸點(diǎn)80.1℃

，易揮發(fā)，比水輕，不溶于水，是重要的有機(jī)溶劑。

一、苯第9頁/共37頁3、苯的化學(xué)性質(zhì)1、氧化----在空氣中燃燒2C6H6+15O212CO2+6H2O點(diǎn)燃苯燃燒時(shí)發(fā)生明亮帶有濃煙的火焰。2、取代反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng)---苯跟溴的反應(yīng)+Br2FeBr+HBr↑*溴苯是密度比水大的無色液體第10頁/共37頁實(shí)驗(yàn)：苯跟溴的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案（1）鹵代反應(yīng)---苯跟溴的反應(yīng)第11頁/共37頁問題1：導(dǎo)管口為什么在液面上？問題2：什么現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)？問題3：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。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)上的一個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。（1）鹵代反應(yīng)---苯跟溴的反應(yīng)第12頁/共37頁注意：1、鐵粉起催化劑的作用（實(shí)際上是FeBr3)2、長導(dǎo)管的作用：一是導(dǎo)氣，二是冷凝回流第13頁/共37頁（2）苯的硝化反應(yīng)

在一個大試管里，先加入1.5毫升濃硝酸和2毫升濃硫酸，搖勻，冷卻到50—600C以下，然后慢慢地滴入1毫升苯，不斷搖動，使混和均勻，然后放在600C的水浴中加熱10分鐘，把混和物倒入另一個盛水的試管里。硝基苯為無色、具有苦杏仁味的油狀液體，密度大于水[實(shí)驗(yàn)方案和裝置圖]+HO—NO2—NO2+H2O50—600C濃硫酸第14頁/共37頁注意：①濃硝酸和濃硫酸的混合酸要冷卻到50-60℃以下，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，同時(shí)苯和濃硫酸在70-80℃時(shí)會發(fā)生反應(yīng)。②什么時(shí)候采用水浴加熱：需要加熱，而且一定要控制在100℃以下，均可采用水浴加熱。如果超過100℃，還可采用油浴（0～300℃）、沙浴溫度更高。第15頁/共37頁⑤為提純硝基苯，一般將粗產(chǎn)品依次用

蒸餾水和NaOH溶液洗滌。④不純的硝基苯顯黃色③溫度計(jì)的位置，必須懸掛在水浴中。

（因?yàn)槿苡蠳O2）而純凈硝基苯是無色，有苦杏仁味，比水重，油狀液體。第16頁/共37頁（3）磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反應(yīng)）小結(jié)：易取代、難加成、難氧化+H2O

（苯磺酸）+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H3、苯的加成反應(yīng)3+H2催化劑△環(huán)己烷第17頁/共37頁

二、苯的同系物苯的苯環(huán)上氫原子被烷基代替而得到的芳烴。CH3|CH2CH3|CH3||CH3|CH3CH3|CH3CH3H3CH3C甲苯(C7H8)乙苯(C8H10)對二甲苯(C8H10)六甲基苯(C12H18)只含有一個苯環(huán)，且側(cè)鏈為C-C單鍵的芳香烴。2.通式：CnH2n-6

(n≥6)1.苯的同系物：第18頁/共37頁下列屬于苯的同系物的是（）

D

二、苯的同系物第19頁/共37頁(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似①氧化反應(yīng)②取代反應(yīng)③加成反應(yīng)3.化學(xué)性質(zhì)催化劑△+3H2CH3CH3

二、苯的同系物第20頁/共37頁2CnH2n-6+3(n-1)O2點(diǎn)燃2nCO2+2(n-3)H2O①燃燒反應(yīng)現(xiàn)象：火焰明亮并帶有濃煙

二、苯的同系物第21頁/共37頁2mL苯3滴高錳酸鉀酸性溶液用力振蕩2mL甲苯3滴高錳酸鉀酸性溶液用力振蕩⑵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)結(jié)論：苯不能被KMnO4酸性溶液氧化，甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化未褪色褪色

二、苯的同系物第22頁/共37頁

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：CH3KMnO4、H+COOH（苯甲酸）

這樣的氧化反應(yīng)，都是苯環(huán)上的烷烴基被氧化，說明了苯環(huán)上的烷烴基比烷烴性質(zhì)活潑。這活潑性是苯環(huán)對烷烴基影響的結(jié)果。

二、苯的同系物第23頁/共37頁②苯的同系物的氧化反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理：|—C—H|

O||C—OH|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

H|—C—H|H

H||—C—C—

||

H

C|—C—C|C×

二、苯的同系物第24頁/共37頁CH3

|—C—CH3|CH3CH3||CH2—RCH3

|CH3—CH—CH3

|—C—CH3|CH3HOOC||COOHHOOC—KMnO4/H+思考：產(chǎn)物是什么？

可用KMnO4酸性溶液作試劑鑒別苯的同系物和苯、苯的同系物和烷烴。

二、苯的同系物第25頁/共37頁鄰硝基甲苯對硝基甲苯222CH3+HNO3濃硫酸300CCH3NO2CH3NO2++H2O2，4，6-三硝基甲苯簡稱三硝基甲苯，又叫TNT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100℃?zhèn)孺溣绊懕江h(huán)⑵側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)鄰對位上的氫易取代第26頁/共37頁(2)苯的同系物含有側(cè)鏈，性質(zhì)與苯又有不同①側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)上的氫原子比苯更易被取代②苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈能被強(qiáng)氧化劑氧化(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似①氧化反應(yīng)：②取代反應(yīng)：③加成反應(yīng)：小結(jié)：化學(xué)性質(zhì)第27頁/共37頁

三、芳香烴的來源及其應(yīng)用多苯代脂烴：苯環(huán)通過脂肪烴連在一起聯(lián)苯或多聯(lián)苯：苯環(huán)之間通過碳碳單鍵直接相連稠環(huán)芳烴：苯環(huán)之間通過共用苯環(huán)的若干環(huán)邊而形成—CH2——二苯甲烷(C13H12)聯(lián)苯(C12H10)萘(C10H8)蒽(C14H10)芳香烴主要來源：石油的催化重整和煤的干餾第28頁/共37頁芳香烴對健康的危害苯是黏合劑、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≤40mg·m-3居室內(nèi)空氣中苯含量平均每小時(shí)≤0.09mg·m-3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)白血病稠環(huán)芳烴致癌物質(zhì)萘——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香煙的煙霧中

三、芳香烴的來源及其應(yīng)用第29頁/共37頁有機(jī)物烷烴烯烴炔烴芳香烴代表物CH4C2H4C2H2C6H6結(jié)構(gòu)特點(diǎn)全部單鍵飽和烴含碳碳雙鍵不飽和含碳碳叁鍵不飽和特殊的鍵不飽和空間結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)燃燒與溴水KMnO4主要反應(yīng)類型烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的比較正四面體平面型直線型平面正六邊形無色氣體，難溶于水無色液體易燃，完全燃燒時(shí)生成CO2和H2O不反應(yīng)不反應(yīng)取代加成反應(yīng)氧化反應(yīng)加成、聚合加成反應(yīng)氧化反應(yīng)加成、聚合不反應(yīng)側(cè)鏈可氧化取代、加成第30頁/共37頁小節(jié)第二節(jié)芳香烴一、苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)二、苯的同系物三、芳香烴的來源及其應(yīng)用1、苯的結(jié)構(gòu)2、苯的物理性質(zhì)3、苯的化學(xué)性質(zhì)⑴加成反應(yīng)⑵取代反應(yīng)①鹵代②硝化③磺化1.苯的同系物2.通式：CnH2n-6

(n≥6)3.化學(xué)性質(zhì)(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似(2)苯的同系物含有側(cè)鏈，性質(zhì)與苯又有不同①多苯代脂烴：聯(lián)苯或多聯(lián)苯：稠環(huán)芳烴②芳香烴對健康的危害第31頁/共37頁4CH3

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|CH3B己烷1―己烯鄰二甲苯KMnO4[不褪色褪色1―己烯鄰二甲苯己烷[溴水不褪色褪色鄰二甲苯1―己烯第32頁/共37頁+Br2FeBr+HBr↑+HO—NO2—NO2+H2O50—600C濃硫酸+H2催化劑△環(huán)己烷加成反應(yīng)取代反應(yīng)取代反應(yīng)第33頁/共37頁化學(xué)家預(yù)言第一次世界大戰(zhàn)

1912-1913年，德國在國際市場上大量收購石油。由于有利可圖，許多國家的石油商都不惜壓低價(jià)格爭著與德國人做生意，但令人不可理解的是，德國人只要婆羅洲的石油，其他的一概不要，并急急忙忙地把收購到婆