第二節(jié)芳香烴第二課時

選修5《有機化學基礎(chǔ)》第二章烴和鹵代烴第二節(jié)芳香烴第二課時反應的化學方程式反應條件苯與溴發(fā)生取代反應

C6H5Br+HBr液溴.

鐵粉做催化劑苯與濃硝酸發(fā)生取代反應50℃～60℃水浴加熱、濃硫酸做催化劑吸水劑苯與氫氣發(fā)生加成反應C6H12鎳做催化劑，加熱加壓【思考與交流】填空P37C6H6+Br2C6H6+3H2實驗設(shè)計根據(jù)苯與溴、濃硝酸發(fā)生反應的條件，請你設(shè)計制備溴苯和硝基苯的實驗方案（注意儀器的選擇和試劑的加入順序）請同學們設(shè)計實驗時，考慮以下問題：

1.選用裝置2.加入藥品的順序3.如何控溫4.產(chǎn)物提純等【鏈接1】

1.溴是一種易揮發(fā)有劇毒的藥品

2.溴的密度比苯大

3.溴與苯的反應非常緩慢，常用鐵粉作為催化劑

4.該反應是放熱反應，不需要加熱思考與交流【苯與溴的實驗設(shè)計】ACD從反應方程式得知產(chǎn)物中有溴化氫，我們要檢驗該產(chǎn)物【鏈接2】

1.反應最后苯和溴會有剩余它們易揮發(fā)

2.長導管在很多實驗中被用作冷凝蒸氣使之回流

3.溴化氫的性質(zhì)與氯化氫相似1.用什么試劑去檢驗?現(xiàn)象是什么？2.檢驗過程中有沒有其他物質(zhì)干擾，有的話如何解決問題？

有幾個同學設(shè)計如下的實驗裝置用來檢驗HBr氣體，我們來看看是否合理？CCl42Fe+3Br2=2FeBr3+Br2Br+HBrFeBr3AgNO3+HBr=AgBr↓+HNO3

設(shè)計制備溴苯實驗方案【主要儀器】圓底燒瓶、長導管、錐形瓶、鐵架臺等【藥品】苯、液溴、鐵粉、硝酸銀溶液【反應原理】取代反應。實際起催化作用的是FeBr3.實驗：苯跟溴的取代反應實驗方案把苯和少量液態(tài)溴放在燒瓶里，同時加入少量鐵屑作催化劑。用帶導管的瓶塞塞緊瓶口，跟瓶口垂直的一段導管可以兼起冷凝器的作用。在常溫時，很快就會看到，在導管口附近出現(xiàn)白霧。反應完畢后，向錐形瓶里的液體滴入AgNO3溶液，注意觀察現(xiàn)象。把燒瓶里的液體倒在盛有冷水的燒杯里，燒杯底部有褐色不溶于水的液體?！颈脚c溴的反應實驗思考】1、試劑的加入順序怎樣？各試劑在反應中所起到的作用？A、為防止溴的揮發(fā)，先加入苯后加入溴，然后加入鐵粉。B、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。2、導管為什么要這么長？其末端為何不插入液面？C、伸出燒瓶外的導管要有足夠長度，其作用是導氣、冷凝。D、導管未端不可插入錐形瓶內(nèi)水面以下，因為HBr氣體易溶于水，以免倒吸。3、反應后的產(chǎn)物是什么？如何分離？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。4、實驗現(xiàn)象：E、純凈的溴苯是無色的液體，而燒瓶中液體倒入盛有水的燒杯中，燒杯底部是油狀的褐色液體，這是因為溴苯溶有溴的緣故。除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振蕩，再用分液漏斗分離。液體輕微翻騰，有氣體逸出.導管口有白霧，溶液中生成淺黃色沉淀。燒瓶底部有褐色不溶于水的液體5.哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應而不是加成反應？苯與溴反應生成溴苯的同時有溴化氫生成。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(zhuǎn)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(shè)計和考慮？4.生成的HBr中常混有溴蒸氣，此時用AgNO3溶液對HBr的檢驗結(jié)果是否可靠？為什么？如何除去混在HBr中的溴蒸氣？【再思考】苯與溴的反應

設(shè)計制備溴苯實驗方案——改進【資料】硝基苯，無色，油狀液體，苦杏仁味，有毒，密度大于水，難溶于水，易溶于有機溶劑。硝基苯蒸氣有毒性。設(shè)計苯的硝化反應實驗方案

1.苯與硝酸的反應在50℃--60℃

時產(chǎn)物是硝基苯，溫度過高會有副產(chǎn)物。

2.硫酸是該反應的催化劑，和硝酸混合時劇烈放熱。

3.反應過程中硝酸會部分分解。

4.苯和硝酸都易揮發(fā)。

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。[實驗方案和裝置圖]觀察到燒杯中有黃色油狀物質(zhì)生成。用蒸餾水和氫氧化鈉溶液洗滌，得純硝基苯?！颈降南趸磻獙嶒炈伎肌?、如何混合硫酸和硝酸的混合液？①先將濃硝酸注入大試管中，再慢慢注入濃硫酸，并及時搖勻和冷卻。②向冷卻到50-60℃后的混酸中逐滴加入苯，充分振蕩，混和均勻。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。2、為何要水浴加熱，并將溫度控制在60℃？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(chǎn)生的NO2的緣故。除去雜質(zhì)提純硝基苯，可將粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和NaOH溶液洗滌，再用分液漏斗分液。3、濃硫酸的作用？4、溫度計的位置？5、如何得到純凈的硝基苯？選修5《有機化學基礎(chǔ)》第二章烴和鹵代烴第二節(jié)芳香烴第二課時

【觀察下列5種物質(zhì)，分析它們的結(jié)構(gòu)回答】其中①、③、⑤的關(guān)系是____________.

其中②、④、⑤的關(guān)系是_________.

同分異構(gòu)體同系物CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C鄰-二甲苯間-二甲苯對-二甲苯沸點：144.40C沸點：139.10C沸點：138.40C同分異構(gòu)體對比思考:1.比較苯和甲苯結(jié)構(gòu)的異同點，推測甲苯的化學性質(zhì)。2.設(shè)計實驗證明你的推測。反應類型與常見物質(zhì)的作用氧化反應燃燒：酸性高錳酸鉀溶液：加成反應氫氣加成：溴水（溴的四氯化碳溶液）：取代反應液溴（鐵粉）：硝化反應：甲苯的化學性質(zhì)推測能不能能不能能能能能不能不能不能不能二、苯的同系物1、苯的同系物：具有苯環(huán)（1個）結(jié)構(gòu)，且在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物。通式：CnH2n-6(n≥6)CH3

CH2CH3

甲苯乙苯苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物。用數(shù)學方法確定苯（C6H6）的同系物（相差（CH2）x）的通式的過程：苯的同系物的通式：C6H6+CxH2x=C6+xH6+2x

令n=6+x則：C6+xH6+2x=?即苯的同系物的通式為：CnH2n-6C6+xH6+2x=CnH2n-6你能根據(jù)同系物的定義用數(shù)學的方法確定苯的同系物的通式嗎？想一想選取代表物苯的同系物太多了不可能全部去研究怎么辦呢？苯的同系物苯的同系物不溶于水，并比水輕。苯的同系物溶于酒精。同苯一樣，不能使溴水褪色，但能發(fā)生萃取。（一）氧化反應⑴可燃性⑵可使酸性高錳酸鉀溶液褪色2、苯的同系物的化學性質(zhì)KMnO4(H+)溶液-R-COOH【實驗】1.取一支試管，向其中加入2ml苯，再加入3-5滴酸性高錳酸鉀溶液，振蕩試管，觀察現(xiàn)象。2.取一支試管，向其中加入2ml甲苯，再加入3-5滴酸性高錳酸鉀溶液，振蕩試管，觀察現(xiàn)象。3.取一支試管，向其中加入2ml二甲苯，再加入3-5滴酸性高錳酸鉀溶液，振蕩試管，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象結(jié)論苯+酸性高錳酸鉀甲苯+酸性高錳酸鉀二甲苯+酸性高錳酸鉀你觀察到了什么現(xiàn)象？完成下表。酸性高錳酸鉀溶液褪色（較慢）酸性高錳酸鉀溶液褪色（較快）酸性高錳酸鉀溶液不褪色苯不能被酸性高錳酸鉀氧化？？苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但是甲苯和二甲苯卻可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色且二甲苯快。對比苯、甲苯、二甲苯的結(jié)構(gòu)特點，思考：可能是什么原因?qū)е铝艘陨犀F(xiàn)象？苯環(huán)的存在對連在苯環(huán)上的烷基產(chǎn)生了影響，使酸性高錳酸鉀溶液褪色?，F(xiàn)象探究你能用學過的知識證明嗎？苯的同系物的特性——可使KMnO4(H+)溶液褪色注意：不能使溴水褪色！因萃取使水層顏色變淺?！驹O(shè)計實驗】：如何鑒別苯、甲苯、己烯、CCl4?事實上還有：等能使酸性高錳酸鉀溶液褪色綜上所述：你又能找到什么規(guī)律？等不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色與酸性高錳酸鉀的反應（使高錳酸鉀溶液褪色）反應機理：

|—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×（可鑒別苯和甲苯等苯的同系物）㈡取代反應1.苯的同系物的硝化反應一種淡黃色的晶體，不溶于水。不穩(wěn)定，易爆炸。它是一種烈性炸藥，廣泛用于國防、開礦、筑路、興修水利等。2,4,6-三硝基甲苯CH3CH3NO2-NO2O2N-+3HO-NO2

3H2O+濃H2SO430℃-40℃2.苯的同系物的鹵化反應已知：請問：條件一和條件二分別指的是什么條件？條件一：光照條件二：FeCl3從上組反應中我們看到甲基受苯環(huán)影響使得甲基易被氧化；那么苯環(huán)的化學性質(zhì)有沒有受到甲基的影響呢？遷移閱讀思考:閱讀課本P38實驗以下的內(nèi)容填表溫度生成物苯甲苯50℃-60℃30℃硝基苯鄰、對位硝基甲苯甲苯的硝化反應比苯更容易進行苯的同系物的苯環(huán)易發(fā)生取代反應。比較苯和甲苯與KMnO4溶液的作用，以及硝化反應的條件產(chǎn)物等，你從中得到什么啟示?側(cè)鏈和苯環(huán)相互影響：側(cè)鏈受苯環(huán)影響易被氧化；苯環(huán)受側(cè)鏈影響易被取代。【結(jié)論】㈢苯的同系物加成反應

苯的同系物也和氫氣可以發(fā)生加成反應請寫出甲苯與氫氣加成的化學方程式：1、來源：三、芳香烴的來源及其應用a、煤的干餾

b、石油的催化重整應用：簡單的芳香烴是基本的有機化工原料。2、稠環(huán)芳香烴【概念】由兩個或兩個以上的苯環(huán)共用相鄰的2個碳原子而成的一類芳香烴，稱為稠環(huán)芳香烴。萘蒽C10H8C14H10【歸納】烴鏈烴環(huán)烴飽和鏈烴不飽和鏈烴脂環(huán)烴芳香烴（脂肪烴）烷烴烯烴二烯烴炔烴苯的同系物稠環(huán)芳烴其它芳烴環(huán)烷烴等苯與甲苯性質(zhì)比較對比與歸納烷烯苯與Br2作用Br2試劑反應條件反應類型與KMnO4作用點燃現(xiàn)象結(jié)論純溴溴水純溴溴水光照取代加成Fe粉取代萃取無反應現(xiàn)象結(jié)論不褪色褪色不褪色不被KMnO4氧化易被KMnO4氧化苯環(huán)難被KMnO4氧化焰色淺，無煙焰色亮，有煙焰色亮，濃煙C%低C%較高C%高【思考】討論甲苯與液氯在不同的條件下可發(fā)生哪些反應？已知分子式為C12H12的物質(zhì)A結(jié)構(gòu)簡式為

則A環(huán)上的一溴代物有()