第三章第二節(jié)苯

有人說(shuō)我笨，其實(shí)我不笨，脫去竹笠戴草帽，化工生產(chǎn)逞英豪。（打一字）

猜字謎新課標(biāo)人教版化學(xué)必修Ⅱ

第三章第二節(jié)來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料第二課時(shí)苯19世紀(jì)，歐洲許多國(guó)家都使用煤氣照明。煤氣通常是壓縮在桶里貯運(yùn)的，人們發(fā)現(xiàn)這種桶里總有一種油狀液體，但長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人問(wèn)津。英國(guó)科學(xué)家法拉第對(duì)這種液體產(chǎn)生濃厚的興趣，他花了整整五年時(shí)間提取這種液體，從中得到了苯：一種無(wú)色油狀液體。

苯的發(fā)現(xiàn)史讀一讀

MichaelFaraday

(1791-1867)觀察苯的物理性質(zhì)：（1）無(wú)色，有特殊芳香氣味的液體，有毒（2）密度小于水（不溶于水）（3）易溶有機(jī)溶劑（4）熔點(diǎn)5.5℃,沸點(diǎn)80.1℃（5）易揮發(fā)（密封保存）（色、態(tài)、味、密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性、特性）試試看：推測(cè)苯的分子式法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后，法國(guó)化學(xué)家熱拉爾等人立即對(duì)苯的組成進(jìn)行測(cè)定。他們發(fā)現(xiàn)苯僅由碳、氫兩種元素組成，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.31%.(1)試確定苯的最簡(jiǎn)式。(2)苯蒸氣密度為同溫、同壓下乙炔（C2H2）氣體密度的3倍，試確定苯的分子式。[解]M苯=3×26g.mol-1＝78g.mol-1所以，苯的分子式：78×92.3%C：12=6H：=6178×(1-92.3%)C6H61.根據(jù)分子式C6H6，它屬于飽和烴還是不飽和烴？思考：2.根據(jù)飽和鏈烴的通式，苯分子中可能含有的雙鍵數(shù)目？3.寫(xiě)出C6H6分子的可能鏈狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（不飽和烴）（4）19世紀(jì)科學(xué)家曾預(yù)測(cè)的苯的結(jié)構(gòu)！C6H6可能的結(jié)構(gòu):凱庫(kù)勒苯環(huán)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)：6個(gè)碳原子構(gòu)成平面六邊形環(huán)；每個(gè)碳原子均連接一個(gè)氫原子；環(huán)內(nèi)碳碳單雙鍵交替。結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

科學(xué)史話：凱庫(kù)勒發(fā)現(xiàn)苯的過(guò)程

“夢(mèng)的啟示”

19世紀(jì)60年代，德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒已經(jīng)知道苯的分子式為C6H6，但它們是如何排列、連接的呢？他提出多種可能的排法，但經(jīng)過(guò)推敲后都放棄了，他被這件工作弄得疲憊不堪。一天，他擱下寫(xiě)滿字的厚厚一疊紙便朦朧地睡了。他在夢(mèng)中看見(jiàn)6個(gè)碳原子組成了古怪的形狀。6個(gè)碳原子組成的“蛇”不斷“彎彎曲曲地蠕動(dòng)著”。突然這條蛇似乎被什么東西所激怒，它狠狠地咬著自己的尾巴，后來(lái)牢牢地銜在尾巴尖，就此不動(dòng)了。凱庫(kù)勒哆嗦一下，醒了過(guò)來(lái)。多么奇怪的夢(mèng)啊，總共只有一瞬間的夢(mèng)，但是在他眼前的原子和分子卻沒(méi)有消失，他記住了在夢(mèng)中看見(jiàn)的分子中原子的排列順序，也許這就是答案吧？他匆匆地在紙上寫(xiě)下了他所能夠回想的一切，后來(lái)凱庫(kù)勒提出了三點(diǎn)假設(shè)。但是經(jīng)過(guò)后來(lái)科學(xué)家對(duì)苯結(jié)構(gòu)的繼續(xù)研究，發(fā)現(xiàn)苯環(huán)中并不是以碳碳單雙鍵交替。想一想：你能設(shè)計(jì)方案，從哪些角度證明凱庫(kù)勒的假設(shè)是錯(cuò)誤的嗎？討論實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論方案一：向試管中加入少量苯，再加入溴水，振蕩分層，上層為橙黃色，下層為無(wú)色苯的性質(zhì)不活潑，苯分子結(jié)構(gòu)中不存在類(lèi)似乙烯的碳碳雙鍵方案二：向試管中加入少量苯，再加入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩分層，苯在上層，高錳酸鉀溶液不褪色實(shí)驗(yàn)3-1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證苯分子中有無(wú)碳碳雙鍵上下層各是什么溶液？信息資料信息1：從凱庫(kù)勒觀點(diǎn)看是否是同一種物質(zhì)？

ClClClCl信息:2：C-C鍵長(zhǎng)：1.54×10－10mC=C鍵長(zhǎng)：1.33×10－10m

苯中鍵長(zhǎng)：1.40×10－10m信息3：隧道掃描顯微鏡下觀察到苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu)。但資料表明其熔沸點(diǎn)：熔點(diǎn)：-17.5℃熔點(diǎn)：-17.5℃

沸點(diǎn)：180.4℃沸點(diǎn)：180.4℃

由此看是否同一種物質(zhì)？結(jié)論1：鄰一二氯苯只有一種結(jié)構(gòu)，說(shuō)明苯分子中無(wú)單、雙鍵交替的結(jié)構(gòu)；結(jié)論2：苯分子中只有一種碳碳鍵，是一種介于單、雙鍵之間的獨(dú)特的鍵；結(jié)論3：苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，12原子共面。

結(jié)論：現(xiàn)代苯分子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)（1）苯分子為平面正六邊形（2）鍵角：120°（3）苯分子中的碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的化學(xué)鍵。（4）苯分子里的6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子都在同一平面，6個(gè)碳原子等效，6個(gè)氫原子等效。苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)小結(jié)：凱庫(kù)勒式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示方法：結(jié)構(gòu)式表示方法：課堂習(xí)題一１．苯環(huán)結(jié)構(gòu)中不存在碳碳單鍵與碳碳雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，下列可以作為證據(jù)的事實(shí)的有哪些？①苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色②苯不能使溴水因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而褪色③苯環(huán)中碳碳鍵長(zhǎng)完全相等④鄰二氯苯只有一種⑤間二氯苯只有一種①②③④２.關(guān)于苯的下列說(shuō)法正確的是（

）

A．苯分子是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其性質(zhì)跟環(huán)烷烴相似

B．表示苯的分子結(jié)構(gòu)，其中含有碳碳雙鍵，因此苯的性質(zhì)跟烯烴相同

C．苯的分子式是C6H6，分子式中的碳原子遠(yuǎn)沒(méi)有飽和，因此能使溴水褪色D．苯環(huán)上的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵的獨(dú)特的鍵，因此苯易發(fā)生取代反應(yīng)而難發(fā)生加成反應(yīng)

Ｄ３．將①己烯

②碘化鉀溶液

③酒精

④苯

⑤四氯化碳分別加入到少量溴水中，振蕩，靜置后液體分層，上層幾乎無(wú)色的是（）

A．僅①

B．僅①⑤

C．僅①④

D．①③④⑤

Ｂ４．在①丙烯

②氯乙烯

③苯

④甲苯，四種有機(jī)化合物中，分子內(nèi)所有原子均在同一平面上的是（

）

A.①②

B.②③

C.③④

D.②④

Ｂ根據(jù)苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)預(yù)測(cè)苯具有的化學(xué)性質(zhì)？苯的特殊結(jié)構(gòu)苯的特殊性質(zhì)飽和烴不飽和烴取代反應(yīng)加成反應(yīng)苯的化學(xué)性質(zhì)：(難氧化、易取代、可加成)現(xiàn)象：有明亮的火焰并帶有濃煙（含碳量92％）注意：苯易燃燒，但難被酸性高錳酸鉀氧化甲烷乙烯苯一、苯的氧化反應(yīng)

2C6H6+15O212CO2+6H2O點(diǎn)燃a、反應(yīng)物：苯和液溴（不能用溴水）b、反應(yīng)條件：催化劑:三溴化鐵溫度：放熱反應(yīng)，常溫進(jìn)行二、苯的取代反應(yīng)①苯的溴代反應(yīng)+Br2

FeBr3Br+HBr溴苯（無(wú)色難溶于水油狀液體，密度大于水）苯與溴的反應(yīng)想一想：1.Fe屑的作用是什么？2.長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是什么？3.為什么導(dǎo)管末端不插入液面下？4.哪些現(xiàn)象說(shuō)明發(fā)生了取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)？用作催化劑用于導(dǎo)氣和冷凝回流溴化氫易溶于水，防止倒吸AgNO3溶液中出現(xiàn)黃色沉淀，說(shuō)明苯與溴反應(yīng)生成溴苯的同時(shí)有溴化氫生成，說(shuō)明它們發(fā)生了取代反應(yīng)而非加成反應(yīng)。因?yàn)榧映煞磻?yīng)不會(huì)生成溴化氫。（）苯液溴（）長(zhǎng)導(dǎo)管口處（）（）（）（）濃氨水靠近錐形瓶?jī)?nèi)滴入AgNO3溶液燒瓶?jī)?nèi)液體倒入燒杯內(nèi)水中Fe屑互溶，不反應(yīng)、深紅棕色劇烈反應(yīng)白霧白煙淡黃色沉淀燒杯底部有褐色油狀物、不溶于水實(shí)驗(yàn)小結(jié):注意：1、溴為液溴（純溴），溴水不與苯發(fā)生反應(yīng)，但苯可以通過(guò)萃取使溴水褪色。2、苯與溴的取代反應(yīng)需要催化劑。3、生成的溴苯不溶于水且密度大于水，無(wú)色，油狀物（溶解了溴時(shí)呈褐色）。4、只取代一個(gè)氫原子，生成一溴代物。課堂練習(xí)１．關(guān)于苯的性質(zhì)敘述正確的是（）

A.難取代、難氧化、難加成

B.易取代、難氧化、難加成

C.難取代、難氧化、易加成

D.易取代、易氧化、難加成

2、下列實(shí)驗(yàn)?zāi)塬@得成功的是（）A.苯和濃溴水用鐵作催化劑制取溴苯B.甲烷與氯氣光照制得純凈的一氯甲烷C.乙烯通入溴的四氯化碳溶液得到1,2—二溴乙烷D.將乙烷和乙烯的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液除去乙烯氣體CCompanyLogo+HNO3

濃硫酸△NO2+H2O硝基苯①.硝基苯是無(wú)色有苦杏仁味的油狀液體，不溶于水，密度比水大,有毒。②.混合時(shí)，要將濃硫酸緩緩注入濃硝酸中，并不斷振蕩。③.條件:50-60oC水浴加熱④.濃H2SO4的作用:催化劑、吸水劑注意事項(xiàng):（2）硝化反應(yīng)CompanyLogo環(huán)己烷＋3H2

Ni△

三、加成反應(yīng)平面型分子空間立體結(jié)構(gòu)烷烴烯烴苯Br2作用Br2試劑反應(yīng)條件反應(yīng)類(lèi)型與酸性KMnO4作用點(diǎn)燃現(xiàn)象結(jié)論純溴溴水純溴光照取代加成催化劑取代現(xiàn)象結(jié)論不褪色褪色不褪色不被酸性KMnO4溶液氧化易被酸性KMnO4溶液氧化苯不被酸性KMnO4溶液氧化淡藍(lán)色火焰，無(wú)煙火焰明亮，有黑煙火焰明亮，有濃煙含碳量低含碳量較高含碳量高下列各組物質(zhì)中可以用分液漏斗分離的()A.酒精與碘B.溴與四氯化碳C.硝基苯與水

D.苯與溴苯CompanyLogoCCH3CH3CH3C2H5CH3CHCH3C3H7觀察下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及分子式，總結(jié)他們之間的關(guān)系C7H8C8H10C8H10C9H12C9H12CompanyLogo分子中含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的烴。－CH3－CH3CH3－CH3CH3CH3CH3甲苯鄰二甲苯間二甲苯對(duì)二甲苯芳香族化合物分子中含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的化合物。（除C、H外還有其他的元素）芳香烴芳香族化合物并不一定都有香味CH3CH3CH3C2H5CH3CHCH3C3H7觀察下列芳香烴的結(jié)構(gòu)及分子式，總結(jié)他們之間的關(guān)系C7H8C8H10C8H10C9H12C9H121、概念：

具有苯環(huán)（1個(gè)）結(jié)構(gòu)，且在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)物。2、通式：CnH2n-6(n≥6)

注意：苯環(huán)上的取代基必須是烷基。苯的同系物芳香族化合物芳香烴苯及苯的同系物苯及苯的同系物，芳香烴，芳香族化合物的關(guān)系？判斷：下列物質(zhì)中屬于苯的同系物的是（）ＡＢＣＤＥＦCF①甲苯被氧化的是側(cè)鏈，即甲基被氧化，該反應(yīng)可簡(jiǎn)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(shuō)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(duì)烷烴基影響的結(jié)果。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可以被氧化

H|—C—H|H

H

||—C—C—

||

H

C|—C—C|C×KMnO4（H+）RR-R：烷基或H。無(wú)論-R的碳鏈有多長(zhǎng)，氧化產(chǎn)物都是苯甲酸。苯環(huán)對(duì)烴基的影響，使烴基被氧化為-COOH。注意：?jiǎn)⑹荆?/p>

在苯的同系物中，由于烴基與苯環(huán)的相互影響。使苯環(huán)上鄰對(duì)位的氫原子更易被取代，而烴基則易被氧