第二節(jié) 芳香烴

1、化學(xué)選修化學(xué)選修5 有機化學(xué)基礎(chǔ)有機化學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)第二節(jié) 芳香烴芳香烴1.什么叫芳香烴？分子中含有苯環(huán)的一類烴屬于芳香烴2.最簡單的芳香烴是最簡單的芳香烴是 苯苯C CH H3 3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH31,2,3-三甲苯三甲苯1,2,4-三甲苯三甲苯1,3,5-三甲苯三甲苯CH3CH3(CH2)3CH(CH3)2CH3CHCHCH3COOHNO2CCHCH2CHCHCHCH3CH3二、苯的物理性質(zhì)二、苯的物理性質(zhì)顏色顏色無色無色氣味氣味特殊氣味特殊氣味狀態(tài)狀態(tài)液態(tài)液態(tài)熔點熔點5.5沸點沸點8

2、0.1密度密度比水小比水小 毒性毒性有毒有毒溶解性溶解性 不溶于水不溶于水,易溶于有機易溶于有機溶劑。溶劑。三、苯的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)：三、苯的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)：1 1）結(jié)構(gòu)式）結(jié)構(gòu)式2 2）結(jié)構(gòu)簡式）結(jié)構(gòu)簡式CCCCCCHHHHHH 3）結(jié)構(gòu)特點：）結(jié)構(gòu)特點： （1 1）苯分子是平面六邊）苯分子是平面六邊形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；（2 2）苯分子中碳碳鍵是）苯分子中碳碳鍵是介于碳碳單鍵與碳碳雙介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的一種獨特的鍵鍵之間的一種獨特的鍵, ,碳原子采取碳原子采取spsp2 2雜化；雜化；（3 3）苯分子中六個碳原子苯分子中六個碳原子等效，六個氫原子等效。等效，六個氫原子等

3、效。1、組成與結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)： 分子式：分子式： C6H6說明什么說明什么?6個個H原子完成相同原子完成相同事實事實事實事實苯的一取代物只有一種苯的一取代物只有一種,二取代物共有兩種。二取代物共有兩種。推論：苯分子中六個碳原子是完全等同的。推論：苯分子中六個碳原子是完全等同的。苯的氫化熱比苯的氫化熱比1，3-環(huán)己二烯還小。環(huán)己二烯還小。推論：苯環(huán)相當穩(wěn)定。推論：苯環(huán)相當穩(wěn)定。苯不能通過化學(xué)反應(yīng)使酸性高錳酸鉀溶苯不能通過化學(xué)反應(yīng)使酸性高錳酸鉀溶液褪色。液褪色。推論：苯分子中不存在獨立的碳碳雙鍵推論：苯分子中不存在獨立的碳碳雙鍵C=C或碳碳三鍵或碳碳三鍵CC。三、苯的化學(xué)性質(zhì)三、苯的化學(xué)性質(zhì) 總體

4、印象總體印象:在通常情況下比較穩(wěn)定，在一定在通常情況下比較穩(wěn)定，在一定條件下能發(fā)生氧化、加成、取代等反應(yīng)。條件下能發(fā)生氧化、加成、取代等反應(yīng)。1.苯的化學(xué)性質(zhì)和烷烴、烯烴、炔烴有何異苯的化學(xué)性質(zhì)和烷烴、烯烴、炔烴有何異同點同點?為什么為什么?2. 分別寫出苯與氧氣反應(yīng)分別寫出苯與氧氣反應(yīng),與氫氣加成與氫氣加成,與溴與溴和硝酸發(fā)生取代的化學(xué)方程式和硝酸發(fā)生取代的化學(xué)方程式.1）苯的）苯的氧化反應(yīng)：氧化反應(yīng)：在空氣中燃燒在空氣中燃燒2C6H6+15O2 12CO2+ 6H2O點燃點燃但不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色但不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色產(chǎn)生產(chǎn)生濃煙濃煙2）苯的）苯的加成反應(yīng)加成反應(yīng) :（與（與H

5、2、Cl2)+ H2Ni環(huán)己烷環(huán)己烷3）苯的）苯的取代反應(yīng)取代反應(yīng)（鹵代鹵代、硝化、磺化、硝化、磺化）+ Br2Br + HBrFeBr3 1.根據(jù)苯與溴、濃硝酸發(fā)生反應(yīng)的條件，根據(jù)苯與溴、濃硝酸發(fā)生反應(yīng)的條件，請你設(shè)計制備溴苯和硝基苯的實驗方案（注請你設(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）意儀器的選擇和試劑的加入順序）鹵代鹵代2Fe + 3Br2 = 2FeBr3+ Br2Br + HBrFeBr3AgNO3 +HBr = AgBr +HNO3實驗步驟實驗步驟:按左圖連按左圖連接好實驗裝置接好實驗裝置,并檢并檢驗裝置的氣密性驗裝置的氣密性.把把少量苯和液態(tài)溴放少量苯

6、和液態(tài)溴放在燒瓶里在燒瓶里.同時加入同時加入少量鐵粉少量鐵粉.在常溫下在常溫下,很快就會看到實驗很快就會看到實驗現(xiàn)象現(xiàn)象.請比較兩請比較兩個裝置個裝置.實驗思考題：實驗思考題：1.1.實驗開始后實驗開始后, ,可以看到哪些現(xiàn)象可以看到哪些現(xiàn)象? ?2.Fe2.Fe屑的作用是什么？屑的作用是什么？3.3.長導(dǎo)管的作用是長導(dǎo)管的作用是什么？什么？4.4.為什么導(dǎo)管末端不插入液面下？為什么導(dǎo)管末端不插入液面下？5.5.哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)？哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)？6.6.純凈的溴苯應(yīng)是無色的，為什么所得溴苯為褐色？怎樣純凈的溴苯應(yīng)是無色的，為什么所得溴苯為褐色？

7、怎樣使之恢復(fù)本來的面目？使之恢復(fù)本來的面目？與溴反應(yīng)生成催化劑與溴反應(yīng)生成催化劑液體輕微翻騰，有氣體逸出液體輕微翻騰，有氣體逸出. .導(dǎo)管口有白霧，溶液中生成導(dǎo)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淺黃色沉淀。燒瓶底部有褐色不溶于水的液體用于導(dǎo)氣和冷凝回流用于導(dǎo)氣和冷凝回流溴化氫易溶于水，防止倒吸溴化氫易溶于水，防止倒吸。苯與溴反應(yīng)生成溴苯的同時有溴化氫生成，說明它們發(fā)生苯與溴反應(yīng)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(yīng)而非加成反應(yīng)。因加成反應(yīng)不會生成溴化氫。了取代反應(yīng)而非加成反應(yīng)。因加成反應(yīng)不會生成溴化氫。因為未發(fā)生反應(yīng)的溴和反應(yīng)中的催化劑因為未發(fā)生反應(yīng)的溴

8、和反應(yīng)中的催化劑FeBr3FeBr3溶解在生成的溴苯中。溶解在生成的溴苯中。用水和堿溶液反復(fù)洗滌可以使褐色褪去，還溴苯以本來的面目。用水和堿溶液反復(fù)洗滌可以使褐色褪去，還溴苯以本來的面目。+ HNO3（濃）（濃）NO2+ H2O濃濃H2SO45060硝化硝化玻璃管玻璃管實驗步驟實驗步驟:先將先將1.5mL濃硝酸注濃硝酸注入大試管中入大試管中,再慢慢注入再慢慢注入2mL濃硫濃硫酸酸,并及時搖勻和冷卻并及時搖勻和冷卻.向冷卻后的酸中逐滴加入向冷卻后的酸中逐滴加入1mL苯苯,充分振蕩充分振蕩,混和均勻混和均勻.將混合物控制在將混合物控制在50-60的條件的條件下約下約10min,實驗裝置如左圖實驗裝

9、置如左圖.將反應(yīng)后的液體到入盛冷水的將反應(yīng)后的液體到入盛冷水的燒杯中燒杯中,可以看到燒杯底部有黃色可以看到燒杯底部有黃色油狀物生成油狀物生成,經(jīng)過分離得到粗硝基經(jīng)過分離得到粗硝基苯苯. 粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5%NaOH溶液洗滌溶液洗滌,最后再用蒸餾最后再用蒸餾水洗滌水洗滌.將用無水將用無水CaCl2干燥后的干燥后的粗硝基苯進行蒸餾粗硝基苯進行蒸餾,得到純硝基苯得到純硝基苯.實驗裝置圖實驗裝置圖1.1.配制濃硫酸與濃硝酸混和酸時配制濃硫酸與濃硝酸混和酸時, ,是否可以將是否可以將濃硝酸加入到濃硫酸中濃硝酸加入到濃硫酸中? ?為什么為什么? ?2.2.步驟步驟中中, ,為了使反

10、應(yīng)在為了使反應(yīng)在50-6050-60下進行下進行, ,常常用的方法是什么用的方法是什么? ?3.3.步驟步驟中洗滌、分離粗硝基苯使用的主要中洗滌、分離粗硝基苯使用的主要儀器是什么儀器是什么? ?4.4.步驟步驟中粗產(chǎn)品用中粗產(chǎn)品用5%NaOH5%NaOH溶液洗滌的目的溶液洗滌的目的是什么是什么? ?5.5.敞口玻璃管的作用是什么敞口玻璃管的作用是什么? ?濃硫酸的作用是濃硫酸的作用是什么什么? ?四、苯的同系物四、苯的同系物1.1.定義定義: :通式：結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點: 只含有一個苯環(huán)只含有一個苯環(huán),苯環(huán)上連結(jié)烷基苯環(huán)上連結(jié)烷基.1.比較苯和甲苯結(jié)構(gòu)的異同點比較苯和甲苯結(jié)構(gòu)的異同點,推測甲苯的

11、化推測甲苯的化學(xué)性質(zhì)學(xué)性質(zhì).2.設(shè)計實驗證明你的推測設(shè)計實驗證明你的推測.苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物CnH2n-6(n6)1.取苯、甲苯各取苯、甲苯各2分別注入分別注入2支試支試管中，各加入管中，各加入3滴滴KMnO4酸性溶酸性溶液，充分振蕩，觀察現(xiàn)象。液，充分振蕩，觀察現(xiàn)象。結(jié)論結(jié)論:甲苯能被酸性甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化溶液氧化COOHKMnO4H+CH閱讀課本閱讀課本P51、53的內(nèi)容的內(nèi)容思考思考:1.甲苯與硝酸的反應(yīng)和苯與硝酸的反應(yīng)有什甲苯與硝酸的反應(yīng)和苯與硝酸的反應(yīng)有什么不同么不同? 2.比較苯和甲苯與比較苯和甲苯與KMnO4溶液的作用溶液的作

12、用,以及硝化以及硝化 反應(yīng)的條件產(chǎn)物等反應(yīng)的條件產(chǎn)物等,你從中得到什么啟示你從中得到什么啟示?2、化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)： 1)取代反應(yīng)取代反應(yīng)(可與鹵素、硝酸、硫酸等反應(yīng)可與鹵素、硝酸、硫酸等反應(yīng))CH3對苯環(huán)的影響對苯環(huán)的影響使取代反應(yīng)更易進行使取代反應(yīng)更易進行淡黃色針狀晶體，淡黃色針狀晶體，不溶于水。不穩(wěn)不溶于水。不穩(wěn)定，易爆炸定，易爆炸2）氧化反應(yīng)）氧化反應(yīng)可燃性可燃性可使酸性高錳酸可使酸性高錳酸鉀溶液褪色（可鑒鉀溶液褪色（可鑒別苯和甲苯等苯的別苯和甲苯等苯的同系物）同系物）CH3NO2NO2O2NCH3濃硫酸濃硫酸 + 3HNO3+ 3H2O苯環(huán)對甲基的影響使甲基可苯環(huán)對甲基的影響使甲基可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化以被酸性高錳酸鉀溶液氧化3）加成反應(yīng)）加成反應(yīng)CH3CH3催化劑催化劑+ 3H2五、芳香烴的來源及其應(yīng)用五、芳香烴的來源及其應(yīng)用1 1、來源：、來源：a a、煤的干餾、煤的干餾 b b、石油的催化重整、石油的催化重整2 2、應(yīng)用：簡單的芳香烴是基本的有機、應(yīng)用：簡單的芳香烴是基本的