2.3.1苯課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修3

衡陽市八中高二化學(xué)組

第二章烴第三節(jié)

芳香烴第一課時(shí)苯σ鍵

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第課時(shí)苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)PART01PART02從化學(xué)鍵的特殊性了解苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而理解苯性質(zhì)的特殊性，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力。通過回顧苯的發(fā)現(xiàn)史，了解研究有機(jī)物的一般過程。根據(jù)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，預(yù)測(cè)苯的化學(xué)性質(zhì)，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證【新課導(dǎo)入】我國芳香油的利用具有悠久的歷史，遠(yuǎn)在2300多年前，詩人屈原在《楚辭》中就寫下了“蕙肴蒸兮蘭藉”的詩文。在之后科學(xué)家的研究中發(fā)現(xiàn)，有芳香氣味的物質(zhì)中的很多化合物有一個(gè)共同的特點(diǎn)：含有一個(gè)相同的結(jié)構(gòu)單元——苯環(huán)。在有機(jī)化學(xué)發(fā)展的初期，便有芳香族化合物這一分類，其是指具有芳香氣味的物質(zhì)。芳香烴：分子中含有苯環(huán)的碳?xì)浠衔?。一、苯的物理性質(zhì)閱讀課本：苯還有什么物理性質(zhì)？（色、味、狀態(tài)、毒性、揮發(fā)性、熔沸點(diǎn)、密度）苯是一種無色、有特殊氣味的_______體，有毒，_____溶于水。苯易揮發(fā)，沸點(diǎn)為80.1℃，熔點(diǎn)為5.5℃，常溫下密度為____________。液不0.88g/cm3苯是一種重要的化工原料和有機(jī)溶劑1.苯的物理性質(zhì)1825年，[英]法拉第從煤焦油中分離出“苯”，并向皇家學(xué)會(huì)報(bào)告：略帶香味，常溫為液態(tài)…18世紀(jì)中期，

[法]熱拉爾等測(cè)得苯相對(duì)分子質(zhì)量為78，確定分子式為C6H6，奧地利化學(xué)家洛施密特提出苯具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。不飽和程度很大三元環(huán)？四元環(huán)？五元環(huán)？六元環(huán)？二、苯的結(jié)構(gòu)1865年，[德]凱庫勒在分析了大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)后認(rèn)為，苯分子中的6個(gè)碳原子形成一個(gè)六元環(huán)，由碳原子以單、雙鍵相互交替結(jié)合形成。你能根據(jù)所學(xué)的知識(shí)檢驗(yàn)苯環(huán)是否存在碳碳雙鍵么？二、苯的結(jié)構(gòu)【實(shí)驗(yàn)2-1】酸性KMnO4溶液和溴水→實(shí)驗(yàn)視角實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

液體分層，上層

色，下層_____色液體分層，上層

色，下層___色無紫紅橙黃無萃取【結(jié)論1】苯分子不具有雙鍵結(jié)構(gòu)。

【結(jié)論2】苯不被酸性KMnO4溶液氧化，也不與溴水反應(yīng)，但能萃取溴。二、苯的結(jié)構(gòu)還能根據(jù)哪些角度去證明苯環(huán)并不屬于單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)呢？→同分異構(gòu)體的視角閱讀P43科學(xué)史話ClCl→X射線衍射法測(cè)定結(jié)構(gòu)鍵長(pm,即10-12m)C—C154C==C133苯中碳碳鍵139苯每個(gè)碳碳鍵的鍵長相等二、苯的結(jié)構(gòu)④分子中6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子都在同一平面內(nèi)。①6個(gè)碳碳鍵鍵長完全相同。②是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊化學(xué)鍵。⑤苯分子中處于對(duì)位的兩個(gè)碳原子及與它們相連的兩個(gè)氫原子，在同一條直線上。③苯的6個(gè)氫原子所處的化學(xué)環(huán)境完全相同。2.苯的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鍵角120°碳碳鍵的鍵長均為139pm二、苯的結(jié)構(gòu)苯的成鍵特點(diǎn)120°碳原子均采取_____雜化，每個(gè)碳的雜化軌道分別與氫原子及相鄰碳原子的_____雜化軌道以σ鍵結(jié)合，鍵間夾角均為_____，連接成六元環(huán)狀。sp2sp2120°HHHHHH每個(gè)碳原子余下的p軌道_______碳、氫原子構(gòu)成的平面，相互_________形成______鍵，均勻地對(duì)稱分布在苯環(huán)平面的上下兩側(cè)。大π垂直于平行重疊苯的大π鍵結(jié)構(gòu)使苯的性質(zhì)比烯烴穩(wěn)定。球棍模型空間填充模型苯的分子結(jié)構(gòu)可表示為：苯分子的空間構(gòu)型鍵線式二、苯的結(jié)構(gòu)課堂練習(xí)1：在探索苯分子結(jié)構(gòu)的過程中，人們寫出了符合分子式“C6H6”的多種可能結(jié)構(gòu)(如圖所示)，下列說法正確的是()A.五種物質(zhì)均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)B.b、c、e的一氯代物均有三種C.五種物質(zhì)中，只有a分子的所有原子處于同一平面D.a、b、c、e能使溴的四氯化碳溶液褪色C

練習(xí)鞏固三、苯的化學(xué)性質(zhì)難易苯的特殊結(jié)構(gòu)飽和烴的性質(zhì)不飽和烴的性質(zhì)取代反應(yīng)加成反應(yīng)苯的特殊性質(zhì)大π鍵使苯分子中6個(gè)碳原子之間結(jié)合的更加牢固，使得與C相連的氫原子活動(dòng)性增強(qiáng)。即一定條件下，苯分子中的C-H鍵可斷裂，H原子可被其他的原子或原子團(tuán)取代！當(dāng)能量足夠、條件適宜時(shí)，苯分子中的大π鍵也會(huì)被破壞，故，苯也可發(fā)生加成反應(yīng)。在一定條件下還可發(fā)生氧化反應(yīng)。三、苯的化學(xué)性質(zhì)(1)氧化反應(yīng)：2C6H6

＋

15O2

12CO2

＋

6H2O點(diǎn)燃①可燃性現(xiàn)象:火焰明亮，伴有濃重的黑煙(與乙炔相同)

【注意】①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯和溴水發(fā)生萃取而使之褪色。苯和溴水

——萃取

——物理變化苯和液溴

——是否反應(yīng)？三、苯的化學(xué)性質(zhì)(2)取代反應(yīng)：Br2

①鹵代反應(yīng)

：苯與液溴在FeBr3催化下可以發(fā)生反應(yīng)：苯環(huán)上的氫原子可被溴原子取代，生成溴苯FeBr3BrHBr↑Fe

H<0溴苯Fe3+作催化劑，無催化劑不反應(yīng)無色液體，有特殊氣味，不溶于水，密度比水大液溴，不能用溴水濃溴水主要成份是HBrO3和HBr三、苯的化學(xué)性質(zhì)【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的實(shí)驗(yàn)裝置液溴苯鐵粉溴苯的制取實(shí)驗(yàn)裝置【知識(shí)鏈接】

1.液溴是一種易揮發(fā)有劇毒的藥品

2.液溴的密度比苯的大

3.溴與苯的反應(yīng)非常緩慢，常用FeBr3作為催化劑

4.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，不需要加熱

5.反應(yīng)最后苯和溴會(huì)有剩余，它們易揮發(fā)

6.

HBr的性質(zhì)與HCl相似先加苯→再加液溴→最后加鐵屑AgNO3溶液長導(dǎo)管的作用：導(dǎo)氣、冷凝回流。導(dǎo)管末端不能伸入到液面中(防止倒吸)三、苯的化學(xué)性質(zhì)【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：I)導(dǎo)管口有白霧產(chǎn)生

II)錐形瓶中出現(xiàn)淺黃色沉淀III)反應(yīng)結(jié)束后燒瓶中液體倒入盛有水的燒杯中，燒杯底部有油狀

的褐色液體生成的HBr遇水蒸氣產(chǎn)生AgBr沉淀溴苯中混有溴2Fe+3Br2=2FeBr3問題1：Fe屑的作用是什么？與溴反應(yīng)生成催化劑三、苯的化學(xué)性質(zhì)【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的實(shí)驗(yàn)裝置問題2：如何提純溴苯？產(chǎn)物中可能含有溴苯、苯、HBr和Br2試劑：操作：目的：水分液除HBrHBr水溶液溴苯

苯、溴試劑：操作：目的：NaOH分液除Br2NaBr溶液NaBrO溶液溴苯苯溴苯苯蒸餾除苯操作：目的：①、水洗：除去溴化鐵，氫溴酸②、NaOH洗滌：除去溴單質(zhì)③、水洗：除去NaOH等無機(jī)物④、分液、干燥：除去水分⑤、蒸餾：除去苯Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O三、苯的化學(xué)性質(zhì)問題3：哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)？苯與溴反應(yīng)生成溴苯的同時(shí)有溴化氫生成，說明它們發(fā)生了取代反應(yīng)而非加成反應(yīng)。深度思考：用AgNO3溶液對(duì)HBr的檢驗(yàn)結(jié)果是否可靠？為什么？不可靠，因?yàn)殇逡讚]發(fā)。紫色石蕊試液或AgNO3溶液AgNO3+HBr=AgBr↓+HNO3防止倒吸除去其中的溴和苯課堂練習(xí)2：(19國Ⅰ)實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的反應(yīng)裝置如下圖所示，關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯(cuò)誤的是(

)A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開KB.實(shí)驗(yàn)中裝置b中的液體逐漸變?yōu)闇\紅色C.裝置c中的碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫

D.反應(yīng)后的混合液經(jīng)稀堿溶液洗滌、結(jié)晶，得到溴苯D練習(xí)鞏固三、苯的化學(xué)性質(zhì)(2)取代反應(yīng)：

②硝化反應(yīng)：在濃硫酸作用下，苯在50~60℃還能與濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)，生成硝基苯HNO350~60℃濃硫酸NO2H2O硝基苯無色液體，有苦杏仁氣味，不溶于水，密度比水的大HONO2HOH催化劑和吸水劑加熱方式的比較水浴溫度0-100-°C(水作為熱浴物質(zhì))油浴溫度100-250-°C(油作為熱浴物質(zhì))沙浴溫度400-600-°C(沙石作為熱浴物質(zhì))加熱時(shí)，待加熱的物質(zhì)通常置于容器內(nèi)，容器置于熱源上，有些容器，如玻璃容器和陶瓷容器，若直接置于熱源上，則往往因受熱不均，溫升過快，產(chǎn)生炸裂，或因熱傳遞不良，使加熱物質(zhì)受熱不均勻。為此，對(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的加熱容器產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行熱浴處理。所謂熱浴，是將容器置于熱浴物質(zhì)內(nèi)，讓熱浴物質(zhì)的溫度緩慢升高到一定程度，再讓其緩慢冷卻，從而達(dá)到改善容器熱傳遞性能，使容器質(zhì)底均勻的方法。在實(shí)驗(yàn)室常用的熱浴方法：大鹿化學(xué)三、苯的化學(xué)性質(zhì)【拓展延伸】苯的硝化實(shí)驗(yàn)裝置50~60℃水浴加熱溫度計(jì)必須懸掛在水浴中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，邊加邊振蕩慢慢滴入反應(yīng)放熱，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會(huì)分解，同時(shí)苯和濃硫酸在75-80℃時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)思考：純凈的硝基苯是無色的，為何反應(yīng)得到的硝基苯為黃色？因?yàn)樵谙趸街腥苡蠬NO3分解產(chǎn)生的NO2三、苯的化學(xué)性質(zhì)【拓展延伸】苯的硝化實(shí)驗(yàn)思考思考：如何從上述粗產(chǎn)品中得到純凈的硝基苯？除雜：1）蒸餾水洗滌(除去NO2)2）NaOH溶液洗滌(除去未反應(yīng)的硝酸和硫酸)3）蒸餾水洗滌(除去NaOH溶液及與其反應(yīng)生成的鹽)4）分液6）蒸餾(除去苯)產(chǎn)物→蒸餾水→NaOH→蒸餾水→分液→無水CaCl2干燥→蒸餾→純物質(zhì)5）無水CaCl2干燥三、苯的化學(xué)性質(zhì)③磺化反應(yīng)：苯與濃硫酸在70~80℃發(fā)生取代反應(yīng)。(2)取代反應(yīng)：HOSO3H苯磺酸SO3HHOH易溶于水，強(qiáng)酸磺酸基濃硫酸作用：反應(yīng)物和吸水劑苯磺酸可以看作是硫酸分子里的一個(gè)羥基被苯環(huán)取代的產(chǎn)物?；腔磻?yīng)可用于制備合成洗滌劑。三、苯的化學(xué)性質(zhì)(3)加成反應(yīng)+H2催化劑(Ni)△環(huán)己烷3①苯與H2加成：②苯與Cl2在紫外線作用下加成六氯環(huán)己烷或(農(nóng)藥六六六)苯的大π鍵比較穩(wěn)定，通常狀態(tài)下不易發(fā)生加成反應(yīng)(Pt或Ni作為催化劑并且加熱)+3Cl2紫外線三、苯的化學(xué)性質(zhì)注意：反應(yīng)條件不同，反應(yīng)原理相差很大。+Cl2

Cl

+

HCl

FeCl3取代反應(yīng)加成反應(yīng)三、苯的化學(xué)性質(zhì)苯的化學(xué)性質(zhì)小結(jié)：(2)可燃(1)穩(wěn)定(3)易取代：(4)難加成：2C6H6+15O212CO2+6H2O點(diǎn)燃磺化反應(yīng)與氫氣、氯氣加成不能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色。鹵代反應(yīng)硝化反應(yīng)+HO-NO2

濃H2SO4500C—600CNO2+H2O+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H+H2O+Br2FeBr3Br+HBr總體來說，苯的化學(xué)性質(zhì)是“易取代，能加成，難氧化”練習(xí)鞏固課堂練習(xí)3：有關(guān)“苯寶寶”的表情包非常流行，如圖：下列有關(guān)苯的說法錯(cuò)誤的是A．苯分子結(jié)構(gòu)中對(duì)位上的4個(gè)原子在一條直線上B．苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可用表示

，說明含有3個(gè)碳碳雙鍵C．苯的一氯代物有1種D．苯是一種碳原子的價(jià)鍵遠(yuǎn)沒有飽和的烴B課堂練習(xí)4：下列關(guān)于苯的敘述正確的是（）A.常溫下反應(yīng)①不能進(jìn)行,需要加熱B.反應(yīng)②不能發(fā)生,但是仍有分層現(xiàn)象,紫色層在下層C.反應(yīng)③為加成反應(yīng)D.反應(yīng)④能發(fā)生,證明苯中是單雙鍵交替結(jié)構(gòu)B練習(xí)鞏固5、某化學(xué)興趣小組為探究苯與溴發(fā)生反應(yīng)的原理，用如圖所示裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)知識(shí)回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉K2，開啟K1和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液。過一會(huì)兒，在裝置Ⅲ中可能觀察到的現(xiàn)象是______________________________________。(2)整套實(shí)驗(yàn)裝置中能防止倒吸的裝置有________(填序號(hào))。(3)苯與溴反應(yīng)化學(xué)方程式：_____________________(4)該實(shí)驗(yàn)中采用冷凝裝置，其作用是_________________________________(5)裝置Ⅲ中小試管內(nèi)苯的作用是_____________________________________(6)若實(shí)驗(yàn)時(shí)無液溴，但實(shí)驗(yàn)室有溴水，該實(shí)驗(yàn)____(填“能”或“不能”)成功。除去HBr中的Br2，防止干擾HBr的檢驗(yàn)小試管中有氣泡產(chǎn)生，液體變?yōu)樽攸S色；廣口瓶中有白霧出現(xiàn)，AgNO3溶液中有淡黃色沉淀生成Ⅲ和Ⅳ冷凝揮發(fā)出的苯和溴蒸氣，減少苯和溴的損失能練習(xí)鞏固6、某有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)如下關(guān)于該分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是(

)A.除苯環(huán)外的其余碳原子有可能都在一條直線上B.除苯環(huán)外的其余碳原子不可能都在一條直線上C.12個(gè)碳原子不可能都在同一平面上D.12個(gè)碳原子一定都在同一平面上C≡C?CH3CH3?HC═CH?B

練習(xí)鞏固專題：原子共線共面問題一.明確五類結(jié)構(gòu)模板專題：原子共線共面問題1．復(fù)雜有機(jī)分子共面情況的分析思路二、有機(jī)物原子共面、共線的分析方法③單鍵可以旋轉(zhuǎn)，雙鍵不能旋轉(zhuǎn)②有機(jī)物分子中的氫原子被其他原子/原子團(tuán)取代后，

取代前后的共面情況保持不變①以甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛的分子構(gòu)型為基礎(chǔ)，

將復(fù)雜的有機(jī)物分子拆分成幾個(gè)部分。2.常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)的共面規(guī)律有機(jī)物結(jié)構(gòu)共面規(guī)律甲烷型碳原子與其相連的4個(gè)原子為四面體結(jié)構(gòu)，最多3個(gè)原子共面只要出現(xiàn)一個(gè)飽和碳原子，則該有機(jī)物中不可能所有原子共面乙烯型每出現(xiàn)1個(gè)碳碳雙鍵，則該有機(jī)物中至少有6個(gè)原子共面

乙炔型每出現(xiàn)1個(gè)碳碳三鍵