高二化學(xué)苯芳香烴

第五節(jié)苯芳香烴第五章烴苯

有人說我笨，其實(shí)并不笨，脫去竹笠換草帽，化工生產(chǎn)逞英雄?；瘜W(xué)謎語：苯苯的發(fā)現(xiàn)史：19世紀(jì)歐洲許多國家都使用煤氣照明，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)間無人問津。英國科學(xué)家法拉第對(duì)這種油狀液體產(chǎn)生了濃厚的興趣，他花了整整五年時(shí)間提取這種液體，從中得到了一種無色油狀液體→一、苯的物理性質(zhì)和用途顏色無色氣味特殊氣味（苦杏氣味）狀態(tài)液態(tài)熔點(diǎn)5.5℃沸點(diǎn)80.1℃密度0.8765g/mL比水小毒性有毒溶解性不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。苯的用途：化工原料、有機(jī)溶劑合成纖維、合成橡膠、塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、香料等。苯也常用于有機(jī)溶劑易揮發(fā)（密封保存）

法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后，立即對(duì)苯的組成進(jìn)行測(cè)定，他發(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92.3%，苯蒸氣密度為同溫、同壓下乙炔氣體密度的3倍，請(qǐng)確定苯的分子式。練習(xí)：C6H6二、苯的結(jié)構(gòu)烷烴：C6H14烯烴：C6H12炔烴：C6H10[思考題]1.根據(jù)苯的分子式，它是否屬于飽和烴？為什么？2.根據(jù)飽和烴的通式，苯的不飽和度如何？3.可能有多少雙鍵數(shù)？三鍵數(shù)？環(huán)的數(shù)目？[思考題]4.若苯為鏈狀結(jié)構(gòu)，寫出幾種可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（1）CＨ２＝C＝CＨ－ＨC＝C＝CＨ２（2）CＨ≡C－CＨ2－CＨ2－C≡CＨ（3）CＨ≡C－C≡C－CＨ2－

CＨ3（4）

CＨ3－

C≡C－

C≡C－

CＨ3（5）

CＨ2＝

CＨ－CＨ＝

CＨ－C≡CＨ[設(shè)問]這些結(jié)構(gòu)是否合理？如何用實(shí)驗(yàn)證實(shí)？實(shí)驗(yàn)證明：苯不能與溴水或酸性KMnO4反應(yīng)，與不飽和烴有很大區(qū)別。凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯結(jié)構(gòu)的故事

凱庫勒是一位極富想象力的化學(xué)家，長(zhǎng)期被苯分子的結(jié)構(gòu)所困惑。一天夜晚，他在書房中打起瞌睡，眼前又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的碳原子。碳原子的長(zhǎng)鏈像蛇一樣盤繞卷曲，忽見一條蛇咬住了自己的尾巴，并旋轉(zhuǎn)不停。他像觸電般地猛然醒來，終于提出了苯分子的結(jié)構(gòu)。

對(duì)此，凱庫勒說："讓我們學(xué)會(huì)做夢(mèng)吧！那么，我們就可以發(fā)現(xiàn)真理。"但凱庫勒的夢(mèng)中發(fā)現(xiàn)并不是偶然的，這是跟他淵博的知識(shí)、豐富的想象、對(duì)問題的執(zhí)著追求分不開的。同學(xué)們現(xiàn)在只有掌握扎實(shí)的科學(xué)文化知識(shí)，今后才能有所發(fā)明創(chuàng)造。1865年德國化學(xué)家凱庫勒在睡夢(mèng)中終于發(fā)現(xiàn)了苯的結(jié)構(gòu)。凱庫勒苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有關(guān)觀點(diǎn)：（1）6個(gè)碳原子構(gòu)成平面六邊形環(huán)；（2）每個(gè)碳原子均連接一個(gè)氫原子；（3）環(huán)內(nèi)碳碳單雙鍵交替。試根據(jù)凱庫勒的觀點(diǎn)畫出苯分子的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)驗(yàn)1：在溴水加入苯實(shí)驗(yàn)2：在酸性KMnO4溶液中加入苯?2.苯的結(jié)構(gòu)：最簡(jiǎn)式:CH(1825年，法拉第）分子式:C6H61833年米希爾里希結(jié)構(gòu)式:1865年，凱庫勒鍵參數(shù)的比較

鍵能(KJ/mol)鍵長(zhǎng)

(10-10m)C—C

C==C

苯中碳碳鍵

348615約4941.541.331.40結(jié)構(gòu)式:1931年，鮑林C-C1.54×10-10mC=C1.33×10-10m苯的比例模型苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）苯分子為平面正六邊形（2）鍵角：120°鍵長(zhǎng)：1.40×10-10m（3）苯分子中的碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的化學(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苯的分子結(jié)構(gòu)分子式C6H6最簡(jiǎn)式CH結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CCCCCCHHHHHH(凱庫勒式）課堂小結(jié)：

苯分子中，碳碳鍵介于單鍵與雙鍵之間，苯的結(jié)構(gòu)非常特殊，因此它既有類似烷烴的取代反應(yīng)，又有類似烯烴的加成反應(yīng)。但是與它們又有差異。在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)掌握苯的結(jié)構(gòu)與苯的主要化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。課堂小結(jié)：性質(zhì)預(yù)測(cè)：苯的特殊結(jié)構(gòu)苯的特殊性質(zhì)飽和烴的性質(zhì)不飽和烴的性質(zhì)取代反應(yīng)加成反應(yīng)三、苯的化學(xué)性質(zhì)：一般情況下，苯不能使KMnO4(H+)溶液褪色，也不能使溴水褪色，但能萃取溴水中的溴。1、可燃2C6H6+15O2→12CO2+6H2O點(diǎn)燃現(xiàn)象：火焰明亮，冒濃煙思考：苯燃燒會(huì)產(chǎn)生明亮的帶有濃煙的火焰，這是為什么？苯分子里含碳量很大（與乙炔相似）2、取代反應(yīng)（1）苯與溴的反應(yīng)溴苯溴苯：無色液體，不溶于水，密度比水大液溴現(xiàn)象：①錐形瓶中的導(dǎo)管口有白霧,溶液變渾濁。②杯底有褐色不溶于水的液體。實(shí)驗(yàn)思考題：1.苯、溴、Fe屑等試劑加入燒瓶的順序是怎樣的？2.Fe屑的作用是什么？3.將Fe屑加入燒瓶后，燒瓶?jī)?nèi)有什么現(xiàn)象？這說明什么？4.長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是什么？5.為什么導(dǎo)管末端不插入液面下？6.哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)？7.純凈的溴苯應(yīng)是無色的，為什么所得溴苯為褐色？怎樣使之恢復(fù)本來的面目？苯液溴Fe屑用作催化劑劇烈反應(yīng)，輕微翻騰，有氣體逸出。反應(yīng)放熱。用于導(dǎo)氣和冷凝回流（或冷凝器）溴化氫易溶于水，防止倒吸。苯與溴反應(yīng)生成溴苯的同時(shí)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(huì)生成溴化氫。因?yàn)槲窗l(fā)生反應(yīng)的溴和反應(yīng)中的催化劑FeBr3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.第五節(jié)苯芳香烴第二課時(shí)注意：①鐵粉起催化劑的作用（實(shí)際上是FeBr3)，如果沒有催化劑則苯與溴水混合發(fā)生的是萃取現(xiàn)象。③為什么溴苯留在燒瓶中，而HBr揮發(fā)出來？②導(dǎo)管的作用：一是導(dǎo)氣，二是冷凝欲揮發(fā)出的苯和溴使之回流，并冷凝生成的HBr。注意導(dǎo)管末端不可插入錐形瓶?jī)?nèi)液面以下，否則將發(fā)生倒吸。④褐色是因?yàn)殇灞街泻须s質(zhì)溴，可用NaOH溶液洗滌產(chǎn)物，除去溴，而得無色的溴苯。因?yàn)殇灞降姆悬c(diǎn)較高，156.43℃。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制溴苯的裝置圖，回答下列問題：（1）燒瓶中加入苯再加純溴，其現(xiàn)象是：（2）再加入鐵屑，現(xiàn)象是：（3）寫出燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式：（4）燒瓶中連接一個(gè)長(zhǎng)導(dǎo)管，其作用是：（5）插入錐形瓶的導(dǎo)管不伸入液面下，其原因是：（6）反應(yīng)完畢，把燒瓶中的液體倒入盛有冷水的燒杯中，現(xiàn)象是：溴苯是純溴溶于苯，不反應(yīng)劇烈反應(yīng)，呈沸騰狀，導(dǎo)管口出現(xiàn)白霧的液體。導(dǎo)氣、冷凝防止倒吸燒瓶底部有褐色油狀液體無色不溶于水，密度比水大C6H6+Br2C6H5Br+HBr催化劑課堂練習(xí)三（2）苯的硝化反應(yīng)硝化反應(yīng)：烴分子中的H原子被硝基取代的反應(yīng)。硝基苯硝基:－NO2(注意與NO2、NO2－區(qū)別）硝基苯：苦杏仁味的無色油狀液體，不溶于水，密度比水大，有毒，是制造染料的重要原料。+HO－NO2濃H2SO455℃~60℃－NO2+H2OH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?yàn)榉磻?yīng)放熱，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會(huì)分解，同時(shí)苯和濃硫酸在70~80℃時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)。②什么情況采用水浴加熱?③溫度計(jì)的位置⑥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長(zhǎng)導(dǎo)管的作用：⑤不純的硝基苯顯黃色，因?yàn)槿苡蠳O2，而純凈硝基苯是無色，有苦杏仁味，比水重油狀液體。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。冷凝回流。必須放在懸掛在水浴中。(3)苯的磺化反應(yīng)：苯與濃硫酸共熱至700C~800C時(shí)發(fā)生反應(yīng)，生成苯磺酸。苯分子里的氫原子被硫酸分子里的磺酸基(-SO3H)取代的反應(yīng)叫磺化反應(yīng)。3、加成反應(yīng)注：苯不與溴水反應(yīng)，但可萃取溴水中的溴而使溴水層褪色！環(huán)己烷對(duì)比與歸納烷烯苯與Br2作用Br2試劑反應(yīng)條件反應(yīng)類型與KMnO4作用點(diǎn)燃現(xiàn)象結(jié)論純溴溴水純溴溴水光照取代加成Fe粉取代萃取無反應(yīng)現(xiàn)象結(jié)論不褪色褪色不褪色不被KMnO4氧化易被KMnO4氧化苯環(huán)難被KMnO4氧化焰色淺，無煙焰色亮，有煙焰色亮，濃煙C%低C%較高C%高課堂練習(xí)B1、下列關(guān)于苯分子結(jié)構(gòu)的說法中，錯(cuò)誤的（

）

A、各原子均位于同一平面上，6個(gè)碳原子彼此連接成為一個(gè)平面正六邊的結(jié)構(gòu)。

B、苯環(huán)中含有3個(gè)C－C單鍵，3個(gè)C=C雙鍵

C、苯環(huán)中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)介于C－C和C=C之間

D、苯分子中各個(gè)鍵角都為120o2、下列各組物質(zhì)，可用分液漏斗分離的是（）

A、酒精與水B、溴水與水

C、硝基苯與水D、苯與溴苯C3.3.9g的某烴完全燃燒后生成物通入石灰水，完全反應(yīng)后有30g沉淀生成，又知該烴的蒸氣對(duì)空氣的相對(duì)密度為2.69,求該烴的相對(duì)分子質(zhì)量和分子式，并寫出它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。A.B.C.D.4.下列各組中互為同分異構(gòu)體的是（）ClClClClClClClClClClClClClClClCD四、芳香烴有機(jī)物分子中，含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的烴叫芳香烴。萘蒽甲苯二苯第五節(jié)苯芳香烴第三課時(shí)苯的同系物CH3

甲苯乙苯CH2CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

3HC

鄰-二甲苯

間-二甲苯對(duì)-二甲苯苯的同系物的通式CnH2n-6

n>6烴分子中只含有一個(gè)苯環(huán)，且側(cè)鏈為烷基的芳香烴。沸點(diǎn)：144.40C沸點(diǎn)：139.10C沸點(diǎn)：138.40C苯的同系物與苯的性質(zhì)的相似性1、取代反應(yīng)TNT烈性炸藥CH3CH3NO2-NO2O2N-+3HO-NO2

3H2O+濃H2SO42,4,6-三硝基甲苯一種淡黃色的晶體，不溶于水。它是一種烈性炸藥，廣泛用于國防、開礦、筑路、興修水利等。遷移應(yīng)用寫出甲苯與足量氫氣發(fā)生加成的反應(yīng)式2、加成反應(yīng)+3H2→CH3苯的同系物的特性——可使KMnO4(H+)溶液褪色3、氧化反應(yīng)KMnO4(H+)溶液-R-COOH苯的同系物都有與苯相似的化學(xué)性質(zhì)寫出方程式甲苯與液溴,鐵作催化劑(2)乙苯與濃硫酸和濃硝酸共熱(3)間二甲苯與氫氣加成(4)乙苯與KMnO4(H+)溶液反應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：如何鑒別苯、甲苯、己烯、CCl4?歸納小節(jié)烴鏈烴環(huán)烴飽和鏈烴不飽和鏈烴脂環(huán)烴芳香烴（脂肪烴）烷烴烯烴二烯烴炔烴苯的同系物稠環(huán)芳烴其它芳烴練一與ClClClCl____(是，不是)同一種物質(zhì)，理由是____________________________由此可見，能證明苯分子中不存在C-C、C=C交替排布的事實(shí)是_________________________是苯環(huán)的碳碳鍵完全相同。苯的鄰二氯代物只有一種練二將溴水與苯充分混合振蕩，靜置后觀察到的現(xiàn)象是_________________________________這種操作叫做_____。欲將此溶液分開，必須使用到的儀器是________。將分離出的苯層置于一試管中，加入某物質(zhì)后可產(chǎn)生白霧，這種物質(zhì)是_____________，反應(yīng)方程式是___________溶液分層；上層顯橙紅色，下層近無色萃取分液漏斗Fe(或FeBr3)+Br2

FeBr3Br+HBr練三CH3叫做甲苯，其苯環(huán)上鄰、對(duì)位的H原子比苯分子更易被取代。請(qǐng)?zhí)接懠妆脚c液氯在不同條件下可發(fā)生哪些反應(yīng)，并試寫出相關(guān)的反應(yīng)式。(1)光照條件下，側(cè)鏈發(fā)生取代；(2)催化條件下，苯環(huán)發(fā)生取代；(3)特定條件下，苯環(huán)發(fā)生加成。例題1、A、B兩份混合氣體，A是烷烴R與足量氧氣的混合氣體，B是烷烴R與炔烴Q及足量氧氣的混合氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，各取A、B2.24L引燃，A充分燃燒后氣體總體積仍為2.24L;B充分燃燒后氣體總體積為2.38L(燃燒后的產(chǎn)物均為氣體，體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。求(1)烷烴R和Q的分子式。(2)2.24LB中，烷烴R所允許的最大體積。謝謝,再見！溴苯實(shí)驗(yàn)課后思考題：1.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(yīng)的催化劑是FeBr3,而反應(yīng)時(shí)加的是Fe屑，F(xiàn)e屑是怎樣轉(zhuǎn)化為FeBr3的？反應(yīng)的速度為什么一開始較緩慢，一段時(shí)間后明顯加快？3.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，而苯、液溴均易揮發(fā)，為了減少放熱對(duì)苯及液溴揮發(fā)的影響，裝置上有哪些獨(dú)特的設(shè)計(jì)和考慮？4.生成的HBr中常混有溴蒸氣，此時(shí)用AgNO3溶液對(duì)HBr的檢驗(yàn)結(jié)果是否可靠？為什么？如何除去混在HBr中的溴蒸氣？5.如何分離出燒瓶中反應(yīng)生成的溴苯？mqv60hnp一些心，但明兒個(gè)破土動(dòng)工這樣的大事兒，你可一定得去哇！”耿老爹笑著說：“那是自然啦，明兒個(gè)這破土動(dòng)工是大事兒呢，爹肯定是要去的！對(duì)啦，小直子，你今兒個(gè)下午和哥哥分頭去召集人馬！英子，你和蘭蘭去鎮(zhèn)上多買一些二踢腳和千響大掛鞭，咱們熱熱鬧鬧地開工！還有，將筆、墨、紙、硯也準(zhǔn)備好。今兒個(gè)吃了晚飯后，英子你去說給大壯，讓他和青山明兒個(gè)早飯后早點(diǎn)兒套好騾車，過來把咱們家的八仙桌拉過去，再拉幾把椅子，咱們把現(xiàn)在就能幫工的鄉(xiāng)親們的名單登記一下！”耿正和耿英都點(diǎn)點(diǎn)頭。耿直卻悶悶地說：“爹啊，俺都不認(rèn)識(shí)誰，怎么去召集人馬呢？”郭氏在一旁插話了，說：“就是哇，你們那一年走的時(shí)候，小直子他還是個(gè)連雞、狗都嫌的頑皮小子呢，他可認(rèn)得幾個(gè)人？俺說他爹，你就不要難為他了！”耿蘭趕快說：“那就叫二哥教俺打算盤哇？姐姐也不需要把那么多的二踢腳和大掛鞭炮買回家