高二化學苯芳香烴

第五節(jié)苯芳香烴第五章烴苯

有人說我笨，其實并不笨，脫去竹笠換草帽，化工生產(chǎn)逞英雄?；瘜W謎語：苯苯的發(fā)現(xiàn)史：19世紀歐洲許多國家都使用煤氣照明，煤氣通常是壓縮在桶里貯運的，人們發(fā)現(xiàn)這種桶里總有一種油狀液體，但長時間無人問津。英國科學家法拉第對這種油狀液體產(chǎn)生了濃厚的興趣，他花了整整五年時間提取這種液體，從中得到了一種無色油狀液體→一、苯的物理性質(zhì)和用途顏色無色氣味特殊氣味（苦杏氣味）狀態(tài)液態(tài)熔點5.5℃沸點80.1℃密度0.8765g/mL比水小毒性有毒溶解性不溶于水,易溶于有機溶劑。苯的用途：化工原料、有機溶劑合成纖維、合成橡膠、塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、香料等。苯也常用于有機溶劑易揮發(fā)（密封保存）

法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后，立即對苯的組成進行測定，他發(fā)現(xiàn)苯僅由碳、氫兩種元素組成，其中碳的質(zhì)量分數(shù)為92.3%，苯蒸氣密度為同溫、同壓下乙炔氣體密度的3倍，請確定苯的分子式。練習：C6H6二、苯的結(jié)構(gòu)烷烴：C6H14烯烴：C6H12炔烴：C6H10[思考題]1.根據(jù)苯的分子式，它是否屬于飽和烴？為什么？2.根據(jù)飽和烴的通式，苯的不飽和度如何？3.可能有多少雙鍵數(shù)？三鍵數(shù)？環(huán)的數(shù)目？[思考題]4.若苯為鏈狀結(jié)構(gòu)，寫出幾種可能的結(jié)構(gòu)簡式。（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[設問]這些結(jié)構(gòu)是否合理？如何用實驗證實？實驗證明：苯不能與溴水或酸性KMnO4反應，與不飽和烴有很大區(qū)別。凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯結(jié)構(gòu)的故事

凱庫勒是一位極富想象力的化學家，長期被苯分子的結(jié)構(gòu)所困惑。一天夜晚，他在書房中打起瞌睡，眼前又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的碳原子。碳原子的長鏈像蛇一樣盤繞卷曲，忽見一條蛇咬住了自己的尾巴，并旋轉(zhuǎn)不停。他像觸電般地猛然醒來，終于提出了苯分子的結(jié)構(gòu)。

對此，凱庫勒說："讓我們學會做夢吧！那么，我們就可以發(fā)現(xiàn)真理。"但凱庫勒的夢中發(fā)現(xiàn)并不是偶然的，這是跟他淵博的知識、豐富的想象、對問題的執(zhí)著追求分不開的。同學們現(xiàn)在只有掌握扎實的科學文化知識，今后才能有所發(fā)明創(chuàng)造。1865年德國化學家凱庫勒在睡夢中終于發(fā)現(xiàn)了苯的結(jié)構(gòu)。凱庫勒苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有關(guān)觀點：（1）6個碳原子構(gòu)成平面六邊形環(huán)；（2）每個碳原子均連接一個氫原子；（3）環(huán)內(nèi)碳碳單雙鍵交替。試根據(jù)凱庫勒的觀點畫出苯分子的結(jié)構(gòu)示意圖。實驗1：在溴水加入苯實驗2：在酸性KMnO4溶液中加入苯?2.苯的結(jié)構(gòu)：最簡式:CH(1825年，法拉第）分子式:C6H61833年米希爾里希結(jié)構(gòu)式:1865年，凱庫勒鍵參數(shù)的比較

鍵能(KJ/mol)鍵長

(10-10m)C—C

C==C

苯中碳碳鍵

348615約4941.541.331.40結(jié)構(gòu)式:1931年，鮑林C-C1.54×10-10mC=C1.33×10-10m苯的比例模型苯的結(jié)構(gòu)特點：（1）苯分子為平面正六邊形（2）鍵角：120°鍵長：1.40×10-10m（3）苯分子中的碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的化學鍵。（4）苯分子里的6個碳原子和6個氫原子都在同一平面苯的分子結(jié)構(gòu)分子式C6H6最簡式CH結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式CCCCCCHHHHHH(凱庫勒式）課堂小結(jié)：

苯分子中，碳碳鍵介于單鍵與雙鍵之間，苯的結(jié)構(gòu)非常特殊，因此它既有類似烷烴的取代反應，又有類似烯烴的加成反應。但是與它們又有差異。在學習時應重點掌握苯的結(jié)構(gòu)與苯的主要化學性質(zhì)的關(guān)系。課堂小結(jié)：性質(zhì)預測：苯的特殊結(jié)構(gòu)苯的特殊性質(zhì)飽和烴的性質(zhì)不飽和烴的性質(zhì)取代反應加成反應三、苯的化學性質(zhì)：一般情況下，苯不能使KMnO4(H+)溶液褪色，也不能使溴水褪色，但能萃取溴水中的溴。1、可燃2C6H6+15O2→12CO2+6H2O點燃現(xiàn)象：火焰明亮，冒濃煙思考：苯燃燒會產(chǎn)生明亮的帶有濃煙的火焰，這是為什么？苯分子里含碳量很大（與乙炔相似）2、取代反應（1）苯與溴的反應溴苯溴苯：無色液體，不溶于水，密度比水大液溴現(xiàn)象：①錐形瓶中的導管口有白霧,溶液變渾濁。②杯底有褐色不溶于水的液體。實驗思考題：1.苯、溴、Fe屑等試劑加入燒瓶的順序是怎樣的？2.Fe屑的作用是什么？3.將Fe屑加入燒瓶后，燒瓶內(nèi)有什么現(xiàn)象？這說明什么？4.長導管的作用是什么？5.為什么導管末端不插入液面下？6.哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應而不是加成反應？7.純凈的溴苯應是無色的，為什么所得溴苯為褐色？怎樣使之恢復本來的面目？苯液溴Fe屑用作催化劑劇烈反應，輕微翻騰，有氣體逸出。反應放熱。用于導氣和冷凝回流（或冷凝器）溴化氫易溶于水，防止倒吸。苯與溴反應生成溴苯的同時有溴化氫生成，說明它們發(fā)生了取代反應而非加成反應。因加成反應不會生成溴化氫。因為未發(fā)生反應的溴和反應中的催化劑FeBr3溶解在生成的溴苯中.用水和堿溶液反復洗滌可以使褐色褪去,還溴苯以本來的面目.第五節(jié)苯芳香烴第二課時注意：①鐵粉起催化劑的作用（實際上是FeBr3)，如果沒有催化劑則苯與溴水混合發(fā)生的是萃取現(xiàn)象。③為什么溴苯留在燒瓶中，而HBr揮發(fā)出來？②導管的作用：一是導氣，二是冷凝欲揮發(fā)出的苯和溴使之回流，并冷凝生成的HBr。注意導管末端不可插入錐形瓶內(nèi)液面以下，否則將發(fā)生倒吸。④褐色是因為溴苯中含有雜質(zhì)溴，可用NaOH溶液洗滌產(chǎn)物，除去溴，而得無色的溴苯。因為溴苯的沸點較高，156.43℃。3、根據(jù)實驗室制溴苯的裝置圖，回答下列問題：（1）燒瓶中加入苯再加純溴，其現(xiàn)象是：（2）再加入鐵屑，現(xiàn)象是：（3）寫出燒瓶中反應的化學方程式：（4）燒瓶中連接一個長導管，其作用是：（5）插入錐形瓶的導管不伸入液面下，其原因是：（6）反應完畢，把燒瓶中的液體倒入盛有冷水的燒杯中，現(xiàn)象是：溴苯是純溴溶于苯，不反應劇烈反應，呈沸騰狀，導管口出現(xiàn)白霧的液體。導氣、冷凝防止倒吸燒瓶底部有褐色油狀液體無色不溶于水，密度比水大C6H6+Br2C6H5Br+HBr催化劑課堂練習三（2）苯的硝化反應硝化反應：烴分子中的H原子被硝基取代的反應。硝基苯硝基:－NO2(注意與NO2、NO2－區(qū)別）硝基苯：苦杏仁味的無色油狀液體，不溶于水，密度比水大，有毒，是制造染料的重要原料。+HO－NO2濃H2SO455℃~60℃－NO2+H2OH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，因為反應放熱，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會分解，同時苯和濃硫酸在70~80℃時會發(fā)生反應。②什么情況采用水浴加熱?③溫度計的位置⑥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長導管的作用：⑤不純的硝基苯顯黃色，因為溶有NO2，而純凈硝基苯是無色，有苦杏仁味，比水重油狀液體。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?。?～300℃）、沙浴溫度更高。冷凝回流。必須放在懸掛在水浴中。(3)苯的磺化反應：苯與濃硫酸共熱至700C~800C時發(fā)生反應，生成苯磺酸。苯分子里的氫原子被硫酸分子里的磺酸基(-SO3H)取代的反應叫磺化反應。3、加成反應注：苯不與溴水反應，但可萃取溴水中的溴而使溴水層褪色！環(huán)己烷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%高課堂練習B1、下列關(guān)于苯分子結(jié)構(gòu)的說法中，錯誤的（

）

A、各原子均位于同一平面上，6個碳原子彼此連接成為一個平面正六邊的結(jié)構(gòu)。

B、苯環(huán)中含有3個C－C單鍵，3個C=C雙鍵

C、苯環(huán)中碳碳鍵的鍵長介于C－C和C=C之間

D、苯分子中各個鍵角都為120o2、下列各組物質(zhì)，可用分液漏斗分離的是（）

A、酒精與水B、溴水與水

C、硝基苯與水D、苯與溴苯C3.3.9g的某烴完全燃燒后生成物通入石灰水，完全反應后有30g沉淀生成，又知該烴的蒸氣對空氣的相對密度為2.69,求該烴的相對分子質(zhì)量和分子式，并寫出它的結(jié)構(gòu)簡式。A.B.C.D.4.下列各組中互為同分異構(gòu)體的是（）ClClClClClClClClClClClClClClClCD四、芳香烴有機物分子中，含有一個或多個苯環(huán)的烴叫芳香烴。萘蒽甲苯二苯第五節(jié)苯芳香烴第三課時苯的同系物CH3

甲苯乙苯CH2CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

3HC

鄰-二甲苯

間-二甲苯對-二甲苯苯的同系物的通式CnH2n-6

n>6烴分子中只含有一個苯環(huán)，且側(cè)鏈為烷基的芳香烴。沸點：144.40C沸點：139.10C沸點：138.40C苯的同系物與苯的性質(zhì)的相似性1、取代反應TNT烈性炸藥CH3CH3NO2-NO2O2N-+3HO-NO2

3H2O+濃H2SO42,4,6-三硝基甲苯一種淡黃色的晶體，不溶于水。它是一種烈性炸藥，廣泛用于國防、開礦、筑路、興修水利等。遷移應用寫出甲苯與足量氫氣發(fā)生加成的反應式2、加成反應+3H2→CH3苯的同系物的特性——可使KMnO4(H+)溶液褪色3、氧化反應KMnO4(H+)溶液-R-COOH苯的同系物都有與苯相似的化學性質(zhì)寫出方程式甲苯與液溴,鐵作催化劑(2)乙苯與濃硫酸和濃硝酸共熱(3)間二甲苯與氫氣加成(4)乙苯與KMnO4(H+)溶液反應設計實驗步驟：如何鑒別苯、甲苯、己烯、CCl4?歸納小節(jié)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)芳烴其它芳烴練一與ClClClCl____(是，不是)同一種物質(zhì)，理由是____________________________由此可見，能證明苯分子中不存在C-C、C=C交替排布的事實是_________________________是苯環(huán)的碳碳鍵完全相同。苯的鄰二氯代物只有一種練二將溴水與苯充分混合振蕩，靜置后觀察到的現(xiàn)象是_________________________________這種操作叫做_____。欲將此溶液分開，必須使用到的儀器是________。將分離出的苯層置于一試管中，加入某物質(zhì)后可產(chǎn)生白霧，這種物質(zhì)是_____________，反應方程式是___________溶液分層；上層顯橙紅色，下層近無色萃取分液漏斗Fe(或FeBr3)+Br2

FeBr3Br+HBr練三CH3叫做甲苯，其苯環(huán)上鄰、對位的H原子比苯分子更易被取代。請?zhí)接懠妆脚c液氯在不同條件下可發(fā)生哪些反應，并試寫出相關(guān)的反應式。(1)光照條件下，側(cè)鏈發(fā)生取代；(2)催化條件下，苯環(huán)發(fā)生取代；(3)特定條件下，苯環(huán)發(fā)生加成。例題1、A、B兩份混合氣體，A是烷烴R與足量氧氣的混合氣體，B是烷烴R與炔烴Q及足量氧氣的混合氣體。在標準狀況下，各取A、B2.24L引燃，A充分燃燒后氣體總體積仍為2.24L;B充分燃燒后氣體總體積為2.38L(燃燒后的產(chǎn)物均為氣體，體積已換算成標準狀況)。求(1)烷烴R和Q的分子式。(2)2.24LB中，烷烴R所允許的最大體積。謝謝,再見！溴苯實驗課后思考題：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(jié)果是否可靠？為什么？如何除去混在HBr中的溴蒸氣？5.如何分離出燒瓶中反應生成的溴苯？mqv60hnp一些心，但明兒個破土動工這樣的大事兒，你可一定得去哇！”耿老爹笑著說：“那是自然啦，明兒個這破土動工是大事兒呢，爹肯定是要去的！對啦，小直子，你今兒個下午和哥哥分頭去召集人馬！英子，你和蘭蘭去鎮(zhèn)上多買一些二踢腳和千響大掛鞭，咱們熱熱鬧鬧地開工！還有，將筆、墨、紙、硯也準備好。今兒個吃了晚飯后，英子你去說給大壯，讓他和青山明兒個早飯后早點兒套好騾車，過來把咱們家的八仙桌拉過去，再拉幾把椅子，咱們把現(xiàn)在就能幫工的鄉(xiāng)親們的名單登記一下！”耿正和耿英都點點頭。耿直卻悶悶地說：“爹啊，俺都不認識誰，怎么去召集人馬呢？”郭氏在一旁插話了，說：“就是哇，你們那一年走的時候，小直子他還是個連雞、狗都嫌的頑皮小子呢，他可認得幾個人？俺說他爹，你就不要難為他了！”耿蘭趕快說：“那就叫二哥教俺打算盤哇？姐姐也不需要把那么多的二踢腳和大掛鞭炮買回家