芳香烴【知識精講+備課精研】高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3

第二章烴第三節(jié)芳香烴教學(xué)目標(biāo)1、教學(xué)目標(biāo)1)通過實驗活動，預(yù)測、驗證并分析苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì)。2)通過對比、類比等方法，說出苯和苯的同系物的性質(zhì)的異同，舉例說明有機化合物中官能團之間的相互影響。2、教學(xué)重點和難點1)重點：苯及其同系物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。2)難點：苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。一、芳香烴顏色：無色氣味：特殊氣味狀態(tài)：液體熔點：5.5℃沸點：80.1℃密度：比水小毒性：有毒溶解性：其他：1、苯的物理性質(zhì)不溶于水易揮發(fā)、標(biāo)況下為固體、是一種常見的有機溶劑一、芳香烴2、苯的分子結(jié)構(gòu)[猜測]依據(jù)苯的分子式C6H6可推測其分子的不飽和程度很大，應(yīng)與烯烴、炔烴等不飽和烴具有相似的化學(xué)性質(zhì)。教材P41·實驗2?1向盛有2mL苯的試管中加入酸性高錳酸鉀溶液，用力振蕩，觀察現(xiàn)象。向盛有2mL苯的試管中加入溴水，用力振蕩，觀察現(xiàn)象。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論一、芳香烴2、苯的分子結(jié)構(gòu)教材P41·實驗2?1向盛有2mL苯的試管中加入酸性高錳酸鉀溶液，用力振蕩，觀察現(xiàn)象。向盛有2mL苯的試管中加入溴水，用力振蕩，觀察現(xiàn)象。實驗操作實驗結(jié)論實驗現(xiàn)象液體分層，上層為無色，下層為紫色液體分層，上層呈橙紅色，下層無色苯不能被高錳酸鉀酸性溶液氧化苯不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)實驗結(jié)果：說明苯分子具有不同于烯烴和炔烴的特殊結(jié)構(gòu)一、芳香烴2、苯的分子結(jié)構(gòu)研究表明：1)苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，其中的6個碳原子均采取sp2雜化，分別與氫原子及相鄰碳原子以σ鍵結(jié)合，鍵間夾角均為120o，連接成六元環(huán)狀。2)每個碳碳鍵的鍵長相等，都是139pm，介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵的鍵長之間。3)每個碳原子余下的p軌道垂直于碳、氫原子構(gòu)成的平面，相互平行重疊形成大π鍵，均勻地對稱分布在苯環(huán)平面的上下兩側(cè)。分子中的所有原子處在同一平面。一、芳香烴2、苯的分子結(jié)構(gòu)①分子式：②結(jié)構(gòu)簡式：③空間結(jié)構(gòu)：C6H6或一、芳香烴3、苯的化學(xué)性質(zhì)在通常情況下不易發(fā)生烯烴和炔烴所容易發(fā)生的加成反應(yīng)，在一定條件下可發(fā)生氧化、加成和取代反應(yīng)。1)氧化反應(yīng)：能燃燒、不能使酸性KMnO4溶液褪色現(xiàn)象:火焰明亮，伴有濃重的黑煙(與乙炔相同)

方程式:2C6H6

＋

15O2

12CO2

＋

6H2O點燃一、芳香烴3、苯的化學(xué)性質(zhì)2)取代反應(yīng)：苯與溴在FeBr3催化下，可將苯環(huán)上的H取代＋

Br2FeBr3＋HBrBr

純凈的溴苯是一種無色液態(tài)，有特殊的氣味，不溶于水，密度比水大，常因溶有溴單質(zhì)而呈褐色。鹵代反應(yīng)一、芳香烴3、苯的化學(xué)性質(zhì)2)取代反應(yīng)：在濃硫酸、50~60oC，可與濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)＋HO?NO2＋H2ONO2濃硫酸50~60oC純凈的硝基苯是一種無色液態(tài)，有苦杏仁氣味，不溶于水，密度比水的大，常因溶有NO2而呈微黃色。硝化反應(yīng)＋HO?SO3H＋H2OSO3HΔ補:苯的磺化反應(yīng)苯磺酸易溶于水的強酸一、芳香烴3、苯的化學(xué)性質(zhì)3)加成反應(yīng)：在以Pt、Ni等為催化劑并加熱的條件下，苯能與H2發(fā)生加成反應(yīng)＋3H2

Ni?環(huán)己烷一、芳香烴制取溴苯的實驗設(shè)計＋

Br2FeBr3＋HBrBr已知：①苯、液溴在鐵屑作用下劇烈反應(yīng)生成溴苯，且放出熱量；②液溴、苯等有揮發(fā)性。注意：I)實驗中需使用液溴，不能使用溴水II)反應(yīng)中加入的是鐵粉，實際起催化作用的是FeBr3III)苯與Br2只發(fā)生一元取代反應(yīng)IV)長導(dǎo)管的作用：導(dǎo)氣兼起冷凝回流作用V)導(dǎo)管末端不能伸入到液面中(防止倒吸)一、芳香烴制取溴苯的實驗設(shè)計＋

Br2FeBr3＋HBrBr實驗現(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沉淀溴苯中混有溴一、芳香烴思考：如何獲得純凈的溴苯？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溶液溴苯苯操作：目的：溴苯苯蒸餾除苯一、芳香烴思考：如何改進？冷凝回流導(dǎo)氣吸收HBr防止污染防倒吸除溴苯中溶解的溴一、芳香烴(19國Ⅰ)實驗室制備溴苯的反應(yīng)裝置如下圖所示，關(guān)于實驗操作或敘述錯誤的是()A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開KB.實驗中裝置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，得到溴苯一、芳香烴制取硝基苯的實驗設(shè)計＋

HO?NO2＋H2ONO2濃硫酸50~60oC思考：1)為何要嚴(yán)格控制溫度？2)水浴加熱的優(yōu)點？3)濃硫酸的作用？反應(yīng)放熱，溫度過高，苯易揮發(fā)、硝酸會分解，同時苯和濃硫酸在70

~

80℃時發(fā)生副反應(yīng)容易控制溫度，受熱均勻催化劑一、芳香烴思考：如何獲得純凈的硝基苯？產(chǎn)物中可能含有硝基苯、苯、硫酸、硝酸、NO2試劑：操作：目的：水分液除酸酸液硝基苯苯殘余酸試劑：操作：目的：NaOH分液除酸鹽溶液硝基苯苯操作：目的：溴苯苯蒸餾除苯二、苯的同系物1、苯的同系物1)概念：苯環(huán)上的氫原子被烷基取代所得到的一系列產(chǎn)物2)苯的同系物結(jié)構(gòu)特點：分子中只有一個苯環(huán)與苯環(huán)相連接的全部是烷基CH3CH2CH3CH=CH2CH3—CH—CH—CH3OH3)苯及其同系物的通式：CnH2n-6(n≥6)二、苯的同系物4)苯的同系物的同分異構(gòu)體問：試寫成分子式為C9H12屬于苯的同系物的同分異構(gòu)體？分析：一個丙基:_______一個甲基＋一個乙基:_______三個甲基:_______一種三種三種1、苯的同系物二、苯的同系物2、苯的同系物的物理性質(zhì)一般具有類似苯的氣味的無色液態(tài)，不溶于水，易溶于有機溶劑，密度比水的小。二、苯的同系物表2?2常見的苯的同系物及其部分物理性質(zhì)苯的同系物CH3C2H5CH3CH3CH3CH3CH3CH3名稱熔點/℃沸點/℃密度/(g·cm?3)甲苯乙苯鄰二甲苯(1,2-二甲苯)間二甲苯(1,3-二甲苯)對二甲苯(1,4-二甲苯)?95?95?25?48131111361441391380.8670.8670.8800.8640.861二、苯的同系物3、苯與苯的同系物的性質(zhì)比較1)都能燃燒(火焰明亮并伴有濃重的黑煙→都含有苯環(huán))CnH2n?6＋O2nCO2＋(n?3)H2O(3n?3)2點燃3)組合性(體現(xiàn)烷烴與苯的性質(zhì)的綜合)2)都能加成(都含有苯環(huán))+3H2催化劑Δ

CH3CH3二、苯的同系物3、苯與苯的同系物的性質(zhì)比較3)組合性(體現(xiàn)烷烴與苯的性質(zhì)的綜合)Cl2/FeCl2/hvCH3ClCH3CH3ClCH3ClCH2ClCHCl2CCl3二、苯的同系物3、苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)4)相互影響(苯環(huán)與烷基的相互影響)二、苯的同系物教材P44·實驗2?2苯和甲苯的性質(zhì)比較實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象解釋(1)向兩只分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入幾滴溴水，靜置(2)將上述試管用力振蕩，靜置(3)向兩只分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入酸性高錳酸鉀溶液，靜置(4)將上述試管用力振蕩，靜置兩支試管中的液體均分層，上層為無色的有機層，下層均是溴水苯和甲苯都不溶于水，密度都比水小兩支試管中的液體均分層，上層為橙色，下層無色溴在苯和甲苯中的溶解度比在水中的大兩支試管中的液體均分層，上層為無色的有機層，下層均是紫色的酸性高錳酸鉀溶液苯和甲苯都不溶于水，密度都比水小盛有甲苯的試管中溶液褪色，而盛有苯的試管中無明顯變化甲苯可以酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，而苯不與其反應(yīng)二、苯的同系物3、苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)4)相互影響(苯環(huán)與烷基的相互影響)①烴基對苯環(huán)的影響：受烴基的影響，苯環(huán)的活動性有所增強，較易發(fā)生多元取代反應(yīng)，同時?CH3會使苯環(huán)上位于甲基鄰、對位上的H原子易于取代。＋3HNO3濃硫酸Δ

＋

3H2OCH3CH3NO2NO2O2N2,4,6-三硝基甲苯又叫TNT，是一種淡黃色晶體，不溶于水，它是一種烈性炸藥，廣泛用于國防、開礦、建筑等。二、苯的同系物3、苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)4)相互影響(苯環(huán)與烷基的相互影響)②苯環(huán)對烴基的影響：

受苯環(huán)的影響，苯的同系物中作為側(cè)鏈的烴基的活動性有所增強，如果側(cè)鏈烴基中與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子，該烴基就能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，且與烷基的多少和大小無關(guān)。即：CH酸性高錳酸鉀溶液COOH二、苯的同系物4)相互影響(苯環(huán)與烷基的相互影響)②苯環(huán)對烴基的影響：

受苯環(huán)的影響，苯的同系物中作為側(cè)鏈的烴基的活動性有所增強，如果側(cè)鏈烴基中與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子，該烴基就能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，且與烷基的多少和大小無關(guān)。CH2CH3CH3C(CH3)3酸性高錳酸鉀溶液COOHCOOHC(CH3)3應(yīng)用：鑒別苯和部分苯的同系物二、苯的同系物練、芳香化合物A是一種基本化工原料，可以從煤和石油中得到。A、B、C、D、E轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱是___________E屬于_________(填“飽和烴”或“不飽和烴”)。(2)A→B的反應(yīng)類型是__________在該反應(yīng)的副產(chǎn)物中，與B互為同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為___________(3)A→C的化學(xué)方程式為____________________。(4)A與酸性KMnO4溶液反應(yīng)可得到D，寫出D的結(jié)構(gòu)簡式：_________。鄰二甲苯(1,2--二甲基苯)飽和烴取代反應(yīng)CBr3CH2BrCOOHCOOH＋Br2FeBr3CH3CH3＋HBrBrCH3CH3BrCH3CH3二、苯的同系物資料卡片：稠環(huán)芳香烴萘蒽菲C10H8C14H10C14H10思考：萘的二氯代物有

種二、苯的同系物思考：萘的二氯代物有

種方法一：“定一移一”ClCl①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩方法二：“組合法”αβαααβββ①α＋α組合：

種②β＋β組合：

種③α＋β組合：

種334三、有機分子里的共線、共面問題練、某有機物分子結(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個碳原子不可能都在同一平面上D.12個碳原子一定都在同一平面上C≡C?CH3CH3?HC═CH?解決該類問題時還應(yīng)注意：1、認(rèn)真審題：如分子中最多有多少個原子共面？可能共面的原子有多少個？一定共面的原子有多少個？最多有多少個碳原子共面？2、單鍵可以旋轉(zhuǎn)，而雙、三鍵不能旋轉(zhuǎn)。三、有機分子里的共線、共面問題甲烷乙烯