第二節(jié) 芳香烴苯及苯的同系物

歷史含義：具有香味的物質(zhì)現(xiàn)代含義：含苯環(huán)的有機化合物現(xiàn)實意義：名稱沿用芳香烴：含苯環(huán)的碳氫化合物,

簡稱又稱“芳烴”苯的同系物：苯的苯環(huán)上氫原子被

烷基代替而得到的芳烴。

芳香族化合物芳香族化合物芳香烴苯及苯的同系物當前第1頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023

一、苯C6H6

從苯的分子組成看，高度不飽和，苯是否具有不飽和烴的典型性質(zhì)？分子式思考：1mLKMnO4酸性溶液2mL苯振蕩（

）1mL溴水振蕩（

）2mL苯紫紅色不褪去橙黃色不褪去而轉(zhuǎn)移到苯層1、苯的結(jié)構(gòu)當前第2頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023（苯的凱庫勒式）HCH

CCHC

HC

HH

C結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式

一、苯當前第3頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023苯分子的比例模型和球棍模型

一、苯當前第4頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023

一、苯苯分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu)。

1、6個碳原子、6個氫原子均在同一平面上。

2、各個鍵角都是120。O3、苯分子中的6個碳原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵。因此常用來表示苯分子。苯的結(jié)構(gòu)使苯的性質(zhì)比烯烴穩(wěn)定。當前第5頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023

1、證明苯分子中不存在單雙鍵交替的理由是（）（A）苯的鄰位二元取代物只有一種

（B）苯的間位二元取代物只有一種

（C）苯的對位二元取代物只有一種

（D）苯的鄰位二元取代物有二種A練一練當前第6頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20232、下列物質(zhì)中所有原子都有可能在同一平面上的是（

）(A)(B)(C)(D)BCCH=CH2CH3Cl

一、苯當前第7頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20232、苯的物理性質(zhì)液體分成兩層2mL水1mL苯振蕩（

）1mL碘水振蕩、靜置（）液體分成兩層，上層呈紫紅色，下層幾乎無色

苯是無色，有特殊氣味的有毒液體，熔點5.5℃，沸點80.1℃

，易揮發(fā)，比水輕，不溶于水，是重要的有機溶劑。

一、苯當前第8頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20233、苯的化學性質(zhì)1、氧化----在空氣中燃燒

2C6H6+15O212CO2+6H2O點燃苯燃燒時發(fā)生明亮帶有濃煙的火焰。2、取代反應（1）鹵代反應---苯跟溴的反應+Br2FeBr+HBr↑*溴苯是密度比水大的無色液體當前第9頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023實驗：苯跟溴的取代反應實驗方案（1）鹵代反應---苯跟溴的反應當前第10頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023問題1：導管口為什么在液面上？問題2：什么現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應？問題3：怎樣除去無色溴苯中所溶解的溴？溴化氫易溶于水，防止倒吸。導管口有白霧。錐形瓶里滴入硝酸銀溶液后生成淺黃色沉淀，說明苯跟溴反應時苯環(huán)上的一個氫原子被溴原子取代，生成溴化氫。用氫氧化鈉溶液洗滌，用分液漏斗分液。（1）鹵代反應---苯跟溴的反應當前第11頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023注意：1、鐵粉起催化劑的作用（實際上是FeBr3)2、長導管的作用：一是導氣，二是冷凝回流當前第12頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20231.燒瓶中的試劑順序能夠顛倒嗎？為什么？能用濃溴水代替液溴嗎？為什么？2.該反應的催化劑是FeBr3,而反應時加的是Fe屑，F(xiàn)e屑是怎樣轉(zhuǎn)化為FeBr3的？反應的速度為什么一開始較緩慢，一段時間后明顯加快？3.該反應是放熱反應，而苯、液溴均易揮發(fā)，為了減少放熱對苯及液溴揮發(fā)的影響，裝置上有哪些獨特的設計和考慮？4.生成的HBr中?；煊袖逭魵?，此時用AgNO3溶液對HBr的檢驗結(jié)果是否可靠？為什么？如何除去混在HBr中的溴蒸氣？【再思考】當前第13頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023苯與溴的反應

設計制備溴苯實驗方案——改進當前第14頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023當前第15頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023某化學課外小組用右圖裝置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴，再將混合液慢慢滴入反應器A(A下端活塞關(guān)閉)中。

(1)寫出A中反應的化學方程式_____________________________；(2)觀察到D中的現(xiàn)象是______________________________；(3)實驗結(jié)束時，打開A下端的活塞，讓反應液流入B中，充分振蕩，目的是______________________，寫出有關(guān)的化學方程式______________________________；當前第16頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023(4)C中盛放CCl4的作用是______________________________。(5)能證明苯和液溴發(fā)生的是取代反應，而不是加成反應，可向試管D中加入_________溶液，若產(chǎn)生淡黃色沉淀，則能證明。另一種驗證的方法是向試管D中加入__________，現(xiàn)象是_________________________。當前第17頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023（2）苯的硝化反應

在一個大試管里，先加入1.5毫升濃硝酸和2毫升濃硫酸，搖勻，冷卻到50—600C以下，然后慢慢地滴入1毫升苯，不斷搖動，使混和均勻，然后放在600C的水浴中加熱10分鐘，把混和物倒入另一個盛水的試管里。硝基苯為無色、具有苦杏仁味的油狀液體，密度大于水[實驗方案和裝置圖]+HO—NO2—NO2+H2O50—600C濃硫酸當前第18頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023注意：①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，因為反應放熱，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會分解，同時苯和濃硫酸在70-80℃時會發(fā)生反應。②什么時候采用水浴加熱：需要加熱，而且一定要控制在100℃以下，均可采用水浴加熱。如果超過100℃，還可采用油?。?～300℃）、沙浴溫度更高。當前第19頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023⑤為提純硝基苯，一般將粗產(chǎn)品依次用

蒸餾水和NaOH溶液洗滌。④不純的硝基苯顯黃色③溫度計的位置，必須懸掛在水浴中。

（因為溶有NO2）而純凈硝基苯是無色，有苦杏仁味，比水重，油狀液體。當前第20頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023（3）磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反應）小結(jié)：易取代、難加成、難氧化+H2O

（苯磺酸）+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H3、苯的加成反應

3+H2催化劑△環(huán)己烷當前第21頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20233.下列區(qū)別苯和己烯的實驗方法和判斷，都正確的是：

A．分別點燃，無黑煙生成的是苯。

B．分別加水振蕩，能與水起加成反應生成醇而溶解的是己烯。

C．分別加溴水振蕩，靜置后水層紅棕色消失的是己烯。

D．分別加入酸性KMnO4溶液，振蕩，靜置后水層紫色消失的是己烯。當前第22頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20234.實驗室制硝基苯時，正確的操作順序應該是()A.先加入濃硫酸，再滴加苯，最后滴加濃硝酸B.先加入苯，再加濃硝酸，最后滴入濃硫酸C.先加入濃硝酸，再加入濃硫酸，最后滴入苯D.先加入濃硝酸，再加入苯，最后加入濃硫酸當前第23頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023在分子中，處于同一平面上的原子最多有（）A．12個B．14個C．18個D．20個CH3CH=CH—CC—CH3當前第24頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023

二、苯的同系物苯的苯環(huán)上氫原子被烷基代替而得到的芳烴。CH3|CH2CH3|CH3|

|CH3

|CH3CH3|CH3CH3H3CH3C甲苯(C7H8)乙苯(C8H10)對二甲苯(C8H10)六甲基苯(C12H18)只含有一個苯環(huán)，且側(cè)鏈為C-C單鍵的芳香烴。2.通式：CnH2n-6

(n≥6)1.苯的同系物：當前第25頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023下列屬于苯的同系物的是（）

D

二、苯的同系物當前第26頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似①氧化反應②取代反應③加成反應3.化學性質(zhì)催化劑△+3H2CH3CH3

二、苯的同系物當前第27頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20232CnH2n-6+3(n-1)O2點燃

2nCO2+2(n-3)H2O①燃燒反應現(xiàn)象：火焰明亮并帶有濃煙

二、苯的同系物當前第28頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/20232mL苯3滴高錳酸鉀酸性溶液用力振蕩2mL甲苯3滴高錳酸鉀酸性溶液用力振蕩⑵苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈能被強氧化劑氧化實驗結(jié)論：苯不能被KMnO4酸性溶液氧化，甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化未褪色褪色

二、苯的同系物當前第29頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023甲苯被氧化的是側(cè)鏈，即甲基被氧化，該反應可簡單表示為：CH3KMnO4、H+COOH（苯甲酸）這樣的氧化反應，都是苯環(huán)上的烷烴基被氧化，說明了苯環(huán)上的烷烴基比烷烴性質(zhì)活潑。這活潑性是苯環(huán)對烷烴基影響的結(jié)果。

二、苯的同系物當前第30頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023②苯的同系物的氧化反應反應機理：

|—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

H|—C—H|H

H||—C—C—

||

H

C|—C—C|C×

二、苯的同系物當前第31頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023

CH3

|—C—CH3|CH3CH3|

|CH2—R

CH3

|CH3—CH—

CH3

|—C—CH3|CH3HOOC|

|COOHHOOC—KMnO4/H+思考：產(chǎn)物是什么？

可用KMnO4酸性溶液作試劑鑒別苯的同系物和苯、苯的同系物和烷烴。

二、苯的同系物當前第32頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023鄰硝基甲苯對硝基甲苯222CH3

+HNO3濃硫酸300CCH3NO2CH3NO2++H2O2，4，6-三硝基甲苯簡稱三硝基甲苯，又叫TNT是一種淡黃色晶體，不溶于水，是一種烈性炸藥CH3|

|NO2CH3|NO2O2N

+3HNO3

+3H2O濃硫酸100℃?zhèn)孺溣绊懕江h(huán)⑵側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)鄰對位上的氫易取代當前第33頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023(2)苯的同系物含有側(cè)鏈，性質(zhì)與苯又有不同①側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)上的氫原子比苯更易被取代②苯環(huán)影響側(cè)鏈，使側(cè)鏈能被強氧化劑氧化(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似①氧化反應：②取代反應：③加成反應：小結(jié)：化學性質(zhì)當前第34頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023

三、芳香烴的來源及其應用多苯代脂烴：苯環(huán)通過脂肪烴連在一起聯(lián)苯或多聯(lián)苯：苯環(huán)之間通過碳碳單鍵直接相連稠環(huán)芳烴：苯環(huán)之間通過共用苯環(huán)的若干環(huán)邊

而形成—CH2——二苯甲烷(C13H12)聯(lián)苯(C12H10)萘(C10H8)蒽(C14H10)芳香烴主要來源：石油的催化重整和煤的干餾當前第35頁\共有39頁\編于星期三\10點5/29/2023芳香烴對健康的危害苯是黏合劑、油性涂料、油墨等的常用有機溶劑操作車間空氣中苯的濃度≤40mg·m-3居室內(nèi)空氣中苯含量平均每小時≤0.09mg·m-3制鞋、皮革、箱包、家具、噴漆、油漆等工作引起急性中毒或慢性中毒，誘發(fā)白血病稠環(huán)芳烴致癌物質(zhì)萘——過去衛(wèi)生球的主要成分秸稈、樹葉等不完全燃燒形成的煙霧中香煙的煙