【高中化學(xué)】苯的同系物 2022-2023學(xué)年高二化學(xué)課件（人教版2019選擇性必修3）

第二課時

苯的同系物第三節(jié)芳香烴

化學(xué)家預(yù)言第一次世界大戰(zhàn)

1912-1913年，德國在國際市場上大量收購石油。由于有利可圖，許多國家的石油商都不惜壓低價格爭著與德國人做生意，但令人不可理解的是，德國人只要婆羅洲的石油，其他的一概不要，并急急忙忙地把收購到婆羅洲的石油運到德國本土去。在石油商人感到百思不得其解時,一位化學(xué)家提醒世人說：“德國人在準備發(fā)動戰(zhàn)爭了！”果然不出化學(xué)家所料，德國于1914年發(fā)動了第一次世界大戰(zhàn)。【情境引入】

這位化學(xué)家為何知道德國將發(fā)動戰(zhàn)爭呢？這一奇怪現(xiàn)象引起了一位化學(xué)家的注意，他經(jīng)過化驗，發(fā)現(xiàn)婆羅洲的石油成分與其他地區(qū)的不同，它含有很少的直鏈烴，它含有大量的苯和甲苯等芳香烴，正是適宜制造“TNT”(三硝基甲苯)烈性炸藥的的基礎(chǔ)成分。這位化學(xué)家們就是在對婆羅洲石油的化學(xué)成分進行分析之后才向世人提出歷史性預(yù)言的?！厩榫骋搿磕敲?，“TNT”(三硝基甲苯)是怎么制備的呢？下面我們來認識以“甲苯”為代表的苯的同系物的性質(zhì)。─Br─CH＝CH2─CH3─CH3─NO2─CH3C2H5──CH3思考交流：1、苯的“尋親記”：以上物質(zhì)中找一找苯的同系物？同系物：結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差一個或若干個“CH2”原子團的有機物。2、苯的同系物有什么特點？二、苯的同系物1.概念：二、苯的同系物②側(cè)鏈為烷烴基3.通式：CnH2n-6(n≥6)苯分子中的H原子被烷烴基取代后的產(chǎn)物。2.結(jié)構(gòu)特點：①有且只有一個苯環(huán)——“苯環(huán)+烷基”判斷：下列物質(zhì)中屬于苯的同系物的是（）Ａ

Ｂ

Ｃ

ＤEFG

A─OH─C≡CH寫出下列苯的同系物的結(jié)構(gòu)簡式并命名。甲苯乙苯鄰二甲苯間二甲苯C7H8C8H10練一練CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH3CH3對二甲苯正丙苯鄰甲乙苯間甲乙苯C9H12CH3CH2CH2對甲乙苯CH3CHCH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3連三甲苯均三甲苯偏三甲苯異丙苯

間二甲苯>>4.苯的同系物的物理性質(zhì)一般為無色特殊氣味的有毒液體(或固體).難溶于水，密度比水小.其中甲苯、二甲苯常用作有機溶劑.(與苯相似)思考:下列三種二甲苯的沸點高低情況如何呢？為什么？

鄰二甲苯對二甲苯144℃139℃138℃CH3CH3CH3CH3CH3CH3沸點：同分異構(gòu)體：對稱性越好，熔沸點越低！二、苯的同系物P43P444.苯的同系物的物理性質(zhì)二、苯的同系物P44→隨碳原子數(shù)增多，熔、沸點依次升高，密度依次增大；總體來說：P444.苯的同系物的物理性質(zhì)二、苯的同系物P44→同分異構(gòu)體之間，苯環(huán)上的支鏈越多，對稱性越好，溶、沸點越低，密度越小總體來說：5.化學(xué)性質(zhì)都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似例如:可燃燒；易取代(鹵代、硝化)；能加成等?！狢H31)比較苯和甲苯結(jié)構(gòu)的異同點，推測甲苯的化學(xué)性質(zhì)。甲苯含有甲基，由于苯環(huán)和甲基相互影響，在化學(xué)性質(zhì)上與苯也有不同之處。對比思考:二、苯的同系物2CnH2n-6+3(n-1)O2點燃

2nCO2+2(n-3)H2O（1）可燃性現(xiàn)象：火焰明亮并帶有濃煙5.化學(xué)性質(zhì)二、苯的同系物實驗2-2二、苯的同系物5.化學(xué)性質(zhì)實驗2-2實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象解釋

溴水沉到液體底部溴水的密度大于苯和甲苯的密度兩支試管中液體均分層，均是上層為橙紅色，下層幾乎無色苯、甲苯與溴水均不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但能夠萃取溴二、苯的同系物5.化學(xué)性質(zhì)(2)將上述試管用力振蕩，靜置(1)向兩支分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入幾滴溴水，靜置苯環(huán)中的碳碳鍵是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共價鍵。？實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象解釋(3)向兩支分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液,靜置紫紅色酸性KMnO4溶液沉到液體底部苯未使酸性高錳酸鉀溶液褪色，甲苯使酸性高錳酸鉀溶液褪色苯與酸性KMnO4溶液不反應(yīng)，甲苯與酸性KMnO4溶液反應(yīng)酸性KMnO4溶液的密度大于苯和甲苯的密度實驗2-2二、苯的同系物5.化學(xué)性質(zhì)(4)將上述試管用力振蕩，靜置？KMnO4(H+)─CH3─COOH試從結(jié)構(gòu)角度分析甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的原因。KMnO4(H+)溶液

不反應(yīng)KMnO4(H+)溶液

不反應(yīng)KMnO4(H+)溶液─CH3─COOH[性質(zhì)探究](H—CH3)CH4苯環(huán)取代甲烷上一個H苯環(huán)上的烷烴基比烷烴性質(zhì)活潑?！窘Y(jié)論】苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈甲基能被KMnO4/H+(aq)氧化苯的同系物都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色嗎？資料卡片：①②能使酸性高錳酸鉀溶液褪色③④不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色根據(jù)以上信息，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？CH2─CH3─CH──CH3CH2─CH2──CH3─CCH3──CH2CH3─H3C─CCH3──CH3─H3C【思考交流】KMnO4/H+(aq)COOH與苯環(huán)直接相連的碳原子上必須連有氫原子KMnO4/H+(aq)COOH，并且烷基均被氧化為-COOH。②①④③苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的條件：CH3

|—C—CH3|CH3CH3||CH2—RCH3

|CH3—CH—CH3

|—C—CH3|CH3HOOC||COOHHOOC—KMnO4/H+思考1：產(chǎn)物是什么？

C|—C—C|C×苯環(huán)直接相連的碳上無氫原子的側(cè)鏈不能被氧化KMnO4/H+規(guī)律：思考2、如何鑒別苯和甲苯？可用酸性高錳酸鉀溶液鑒別。思考3：如何除去苯中溶解的少量甲苯?KMnO4/H+(aq)COOH分液NaOH(aq)COONa苯甲苯苯苯(1)可燃性(2)使酸性高錳酸鉀溶液褪色[1].氧化反應(yīng)思考交流：苯環(huán)可以影響烷基，讓其易被氧化，烷基是否可以影響苯環(huán)呢？(總結(jié)歸納)二、苯的同系物5.化學(xué)性質(zhì)區(qū)別苯和苯的同系物結(jié)論：苯環(huán)對側(cè)鏈影響：苯環(huán)活化側(cè)鏈，使側(cè)鏈易于氧化。KMnO4/H+鄰硝基甲苯對硝基甲苯CH3+HNO3濃硫酸300CCH3NO2CH3NO2+H2O[2].取代反應(yīng)①硝化反應(yīng)+H2O結(jié)論:側(cè)鏈影響了苯環(huán)，使苯環(huán)上的H(尤其是鄰、對位)更活躍，易于取代！二、苯的同系物5.化學(xué)性質(zhì)→溫度不同，反應(yīng)產(chǎn)物不同。硝基取代的位置以甲基的鄰、對位為主。2，4，6-三硝基甲苯簡稱三硝基甲苯，又叫TNT是一種淡黃色針狀晶體，不溶于水，是一種烈性炸藥CH3||NO2CH3|NO2O2N+3HNO3+3H2O濃硫酸TNT廣泛用于國防、開礦、筑路、興修水利等[2].取代反應(yīng)①硝化反應(yīng)注意書寫規(guī)范TNT炸藥爆炸時的場景②鹵代反應(yīng)+Br2FeBr3CH3CH3Br+HBr原因:苯環(huán)受側(cè)鏈影響，鄰位和對位上的H易被取代CH3Br+HBr其他純的鹵素單質(zhì)(X2)也能發(fā)生類似的取代反應(yīng)如，甲苯使溴水褪色，是因萃取使水層顏色變淺。注意：但不能與鹵水取代！[2].取代反應(yīng)產(chǎn)物以鄰溴甲苯、對溴甲苯為主比較下列兩個反應(yīng)，指出反應(yīng)的條件是什么？+Br2CH3CH3Br+HBr催化劑(FeBr3)+Br2CH3CH2Br+HBr思考:光照(側(cè)鏈被取代)(苯環(huán)上H被取代)規(guī)律：①光照條件下，苯的同系物取代反應(yīng)發(fā)生在烷基側(cè)鏈上②鹵化鐵做催化劑，苯的同系物取代發(fā)生在苯環(huán)上烷基的鄰位、對位上特點：有機產(chǎn)物不唯一產(chǎn)物以鄰、對位為主環(huán)己烷+3H2NiΔ（3）加成反應(yīng)1:31:3(較困難)一元取代產(chǎn)物有幾種？討論：4種5種甲基環(huán)己烷CH3|CH3|+3H2催化劑△催化劑＋3H2─R─R通式：①可燃性1、氧化反應(yīng):苯環(huán)與側(cè)鏈的相互影響將使苯的同系物具有特性！2、取代反應(yīng)3、加成反應(yīng)(較困難)側(cè)鏈對苯環(huán)的影響，使鄰位和對位上的H易被取代KMnO4（H+）——說明了苯環(huán)對側(cè)鏈的影響，使側(cè)鏈更易氧化小結(jié)：苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)②可使KMnO4(H+)溶液褪色多苯代脂烴：苯環(huán)通過脂肪烴基連接在一起。聯(lián)苯或聯(lián)多苯：苯環(huán)之間通過碳碳單鍵直接相連。稠環(huán)芳香烴：由兩個或兩個以上的苯環(huán)共用相鄰的兩個碳原子。萘C10H8蒽C14H10二苯甲烷聯(lián)苯對三聯(lián)苯多環(huán)芳香烴(了解)

——CH2—稠環(huán)芳香烴(課本P46資料卡片)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。C10H8(課本P46資料卡片)萘萘是無色片狀晶體，具有特殊的氣味，易升華，曾經(jīng)用來防蛀、驅(qū)蟲，但因它有一定的毒性，現(xiàn)已禁止使用。萘是一種重要的化工原料。苯并芘C14H10蒽蒽是生產(chǎn)染料的主要原料。蒽也是一種無色的晶體，易升華菲C14H10芳香烴的來源及應(yīng)用十九世紀初，由于冶金工業(yè)的發(fā)展，需要大量焦炭，生產(chǎn)焦炭的主要方法是煤的干餾，即對煤隔絕空氣加強熱。

煤的干餾除得到焦炭外還能獲得有用的煤氣，但同時卻生成一種黑糊糊、粘乎乎有特殊臭味的油狀液體！人們把它稱作煤焦油。

當(dāng)時，煤焦油被當(dāng)作廢物扔掉，污染環(huán)境，造成公害。隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展，煤焦油的堆積也愈來愈嚴重，煤焦油的利用就成為當(dāng)時生產(chǎn)中迫切需要解決的一個重要的環(huán)境和社會問題。(了解)

后來，以法拉第為代表的科學(xué)家對煤焦油產(chǎn)生了興趣，并從煤焦油中分離出了以芳香烴為主的多種重要芳香族化合物，又以這些芳香族化合物為原料合成了多種染料、藥品、香料、炸藥等有機產(chǎn)品。到十九世紀中葉，形成了以煤焦油為原料的有機合成工業(yè)。自從1845年人們從煤焦油內(nèi)發(fā)現(xiàn)苯及其他芳香烴，很長時間里煤是一切芳香烴的主要來源。但是，從1噸煤中僅可以提取1千克苯和2.5千克其他芳香烴。由于芳香烴的需求在不斷增長，僅從煤中提煉芳香烴遠不能滿足化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的需要。芳香烴的來源及應(yīng)用(了解)

大約到了1930年，由煤生產(chǎn)苯已經(jīng)發(fā)展成為世界性的大噸位工業(yè)。1940年以來，通過石油催化重整生成苯、甲苯、二甲苯等；烴裂解制乙烯時，裂解汽油副產(chǎn)物中含芳香烴達40—48%，因此石油也成為芳香烴的重要來源。芳香烴的來源①煤的干餾②石油的催化重整和裂解芳香烴的來源及應(yīng)用(了解)

1.芳香烴的來源傳統(tǒng)工藝：煤焦油新工藝：石油產(chǎn)品的催化重整和裂解簡單的芳香烴，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯等是基本的有機原料，可用于合成炸藥、染料、藥品、農(nóng)藥、合成材料等。2.芳香烴的應(yīng)用芳香烴的來源及應(yīng)用(了解)

芳香烴對人體及環(huán)境的危害燒烤中含有超量的芳香烴，對人體有害。抽煙呼出的煙氣中，含有超量的芳香烴，對人體有危害！新裝修的居室含有超量的芳香烴，對人體有害。課堂檢測1．下列有關(guān)苯及其同系物的說法錯誤的是A．苯在空氣中燃燒，火焰明亮伴有濃煙B．用酸性高錳酸鉀溶液驗證苯環(huán)上是否存在碳碳雙鍵C．苯和乙烯都能使溴水褪色，其褪色原理相同D．甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明苯環(huán)使甲基變活潑C課堂檢測2．下列實驗中能獲得成功的是A．在甲苯和苯中分別滴加幾滴KMnO4酸性溶液，用力振蕩，紫色都會褪去B．制硝基苯時，在濃H2SO4中加入濃HNO3后，立即加苯混合，進行振蕩C．溴苯中含有溴單質(zhì)，可用NaOH溶液洗滌，再經(jīng)分液而除去D．在液體苯中通氫氣可制得環(huán)己烷C3．下列說法正確的是A．甲苯在光照下與Cl2發(fā)生的主要反應(yīng)為苯環(huán)上引入氯原子的取代反應(yīng)B．苯的溴化實驗中需要的儀器有三頸燒瓶，冷凝管，錐形瓶等C．苯與溴水混合后加入鐵粉，發(fā)生放熱反應(yīng)，制備密度大于水的溴苯D．苯和甲苯都屬于芳香烴，都能使酸性KMnO4溶液褪色B課堂檢測4．如圖表示的一些物質(zhì)或概念間的從屬關(guān)系中，不正確的是課堂檢測選項XYZA苯的同系物芳香烴芳香化合物B烯烴不飽和烴烴C氯乙烷鹵代烴烴的衍生物D甲苯環(huán)狀化合物芳香烴D5．晶體蒽(如圖所示)是發(fā)光效率最高的有機閃爍體，屬于稠環(huán)芳烴，可用作閃爍計數(shù)器的閃爍劑。下列關(guān)于蒽的說法中正確的是課堂檢測A．分子中含有碳碳雙鍵和碳碳單鍵

B．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C．難溶于水，能溶于苯、乙醚

D．分子中最多有14個原子共面C分子中所有原子共面性質(zhì)與苯相似，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色6．下列關(guān)于芳香烴的敘述中不正確的是A．乙烷和甲苯中都含有甲基，甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸，

而乙烷不能被其氧化，說明苯環(huán)對側(cè)鏈產(chǎn)生了影響。B．苯和濃硝酸、濃硫酸混合物在100—1100C才能生成二硝基苯，而甲苯在1000時即可生成三硝基甲苯，說明甲基對苯環(huán)產(chǎn)生了影響。C．苯、甲苯等是重要的有機溶劑，萘（俗稱衛(wèi)生球）是一種重要的綠色殺蟲劑。D．除去苯中混入的少量甲苯可加入適量的酸性KMnO4溶液，充分反應(yīng)后再加入足量的NaOH溶液，然后分液即可。課堂檢測C課堂檢測7.“苯寶寶”表情包，如圖所示。下列有關(guān)苯及苯的衍生物的說法正確的是A．乙苯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化

B．“苯寶寶多慮（氯）了”可溶于水

C．苯分子中存在碳碳單鍵和碳碳雙鍵

D．苯能與溴水在FeBr3催化下發(fā)生取代反應(yīng)A課堂檢測8．如圖所示為甲苯的有關(guān)轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物沒有標(biāo)出)，下列敘述正確的是（）A．反應(yīng)①為取代反應(yīng)，其產(chǎn)物可能是B．反應(yīng)②的現(xiàn)象是火焰明亮并伴有濃煙

C．甲基環(huán)己烷與甲烷互為同系物

D．苯和甲苯均不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B課堂檢測9．關(guān)于苯及苯的同系物的說法，不正確的是（）A．利用甲苯的硝化反應(yīng)可以制得TNT炸藥

B．苯與甲苯互為同系物，可以用KMnO4酸性溶液進行鑒別

C．苯和溴水振蕩后，由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使溴水的水層顏色

D．煤焦油中含有苯和甲苯，用蒸餾的方法把它們分離出來C10、下列關(guān)于芳香烴的敘述中不正確的是()A.乙烷和甲苯中都含有甲基，甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸，而乙烷不能被其氧化，說明苯環(huán)對側(cè)鏈產(chǎn)生了影響。B.苯和濃硝酸、濃硫酸混合物在100—110℃才能生成二硝基苯，而甲苯在100℃時即可生成三硝基甲苯，說明甲基對苯環(huán)產(chǎn)生了影響。C.苯、甲苯等是重要的有機溶劑，萘(俗稱衛(wèi)生球)是一種重要的綠色殺蟲劑。D.除去苯中混入的少量甲苯可加入適量的酸性KMnO4溶液，充分反應(yīng)后再加入足量的NaOH溶液，然后分液即可。C×√√√課堂檢測11.已知分子式為C12H12的物質(zhì)A結(jié)構(gòu)簡式如下，則A環(huán)上的一溴代物有()A、2種B、3種C、4種D、6種B③①①②②③Br5種1)一個溴定在①號位

A環(huán)上的二溴代物有

種同分異構(gòu)體？15423課堂檢測③①①②②③—Br123××2)一個溴定在②號位3種11.已知分子式為C12H12的物質(zhì)A結(jié)構(gòu)簡式如下，則A環(huán)上的一溴代物有()A、2種B、3種C、4種D、6種B5種1)一個溴定在①號位

A環(huán)上的二溴代物有

種同分異構(gòu)體？課堂檢測③①①②②③—Br××××13)一個溴定在③號位1種9由此推斷A環(huán)上的四溴代物的異構(gòu)體的數(shù)目有

種。92)一個溴定在②號位3種11.已知分子式為C12H12的物質(zhì)A結(jié)構(gòu)簡式如下，則A環(huán)上的一溴代物有()A、2種B、3種C、4種D、6種B5種1)一個溴定在①號位

A環(huán)上的二溴代物有

種同分異構(gòu)體？課堂檢測12.寫出下列稠環(huán)芳香烴的分子式，并根據(jù)對稱性原理推導(dǎo)其一氯代物的種數(shù)。萘:C10H8蒽:C14H10菲:C14H10C13H9

12（2種）

23

1（3種）

1

2

3

（5種）

12（2種）課堂檢測45有機物烷烴烯烴炔烴芳香烴代表物CH4C2H4C2H2C6H6結(jié)構(gòu)特點全部單鍵飽和烴含碳碳雙鍵不飽和含碳碳叁鍵不飽和特殊的鍵不飽和空間結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)燃燒與溴水KMnO4主要反應(yīng)類型烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的比較正四面體型平面型直線型平面正六邊形無色氣體，難溶于水無色液體易燃，完全燃燒時生成CO2和H2O不反應(yīng)不反應(yīng)取代加成反應(yīng)氧化反應(yīng)加成、聚合加成反應(yīng)氧化反應(yīng)加成、聚合不反應(yīng)可能發(fā)生氧化取代、加成以下物質(zhì)：(1)甲烷(2)苯(3)聚乙烯(4)聚乙炔(5)2--丁炔(6)環(huán)己烷(7)鄰二甲苯(8)苯乙烯。既能使KMnO4酸性溶液褪色，又能使溴水因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而褪色的是(

)A、(3)(4)(5)(8)B、(4)(5)(7)(8)C、(4)(5)(8)D、(3)(4)(5)(7)(8)C遷移練習(xí)√√√因化學(xué)反應(yīng)使溴水褪色的烴：

；能使酸性KMnO4溶液褪色的烴：

；既能使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色的烴：

；既不能使溴水褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色的烴：

；因為萃取作用使溴水褪色的烴：

。烯烴、炔烴烯烴、炔烴、苯的同系物烯烴、炔烴烷烴、苯液態(tài)烷烴、苯、苯的同系物以上各類烴遇溴水、KMnO4溶液的褪色比較烷烴、烯烴、炔烴、苯及苯的同系物【專題】原子共線、共面一.明確五類結(jié)構(gòu)模板結(jié)構(gòu)四面體形平面形直線形模板

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