選修五第二章苯

1第二章烴和鹵代烴第二節(jié)芳香烴第1課時(shí)選修5有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)2化學(xué)家預(yù)言第一次世界大戰(zhàn)1912-1913年，德國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上大量收購(gòu)石油。由于有利可圖，許多國(guó)家的石油商都不惜壓低價(jià)格爭(zhēng)著與德國(guó)人做生意，但令人不可理解的是，德國(guó)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(gòu)到婆羅洲的石油運(yùn)到德國(guó)本土去。在石油商人感到百思不得其解時(shí),一位化學(xué)家提醒世人說(shuō)：“德國(guó)人在準(zhǔn)備發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)了！”果然不出化學(xué)家所料，德國(guó)于1914年發(fā)動(dòng)了第一次世界大戰(zhàn)。苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)3這位化學(xué)家為何知道德國(guó)將發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)呢？這一奇怪現(xiàn)象引起了一位化學(xué)家的注意他經(jīng)過(guò)化驗(yàn)，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”烈性炸藥的三硝基甲苯的基礎(chǔ)成分。這位化學(xué)家們就是在對(duì)婆羅洲石油的化學(xué)成分進(jìn)行分析之后才向世人提出歷史性預(yù)言的。苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)41.什么叫芳香烴？分子中含有苯環(huán)的一類烴屬于芳香烴2.最簡(jiǎn)單的芳香烴是

苯苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)一、苯的物理性質(zhì)

（色、味、態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、溶解性、特性）5顏色無(wú)色氣味特殊氣味狀態(tài)液態(tài)熔點(diǎn)5.5℃沸點(diǎn)80.1℃密度比水小毒性有毒溶解性不溶于水，是重要的有機(jī)溶劑。易揮發(fā)苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)制鞋、皮革、箱包、家具、噴漆、油漆、染發(fā)等工作是黏合劑、油性涂料、油墨、著色劑等的常用有機(jī)溶劑對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)有傷害，可導(dǎo)致白血病。6二、苯的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)：1）結(jié)構(gòu)式2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式1、組成與結(jié)構(gòu)：分子式：C6H6苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)現(xiàn)代技術(shù)對(duì)苯分子結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究表明:鍵角

鍵能(KJ/mol)鍵長(zhǎng)

(10-10m)

C—C109o28’

3481.54

C==C120o

6151.33

苯中六個(gè)碳碳鍵120o約4941.40鍵參數(shù)的比較2023/2/6苯分子里不存在一般的碳碳雙鍵，分子里的6個(gè)碳原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的特殊(獨(dú)特)的鍵。大π鍵！苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)9二、苯的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)：1）結(jié)構(gòu)式2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）苯分子是平面六邊形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；（2）苯分子中碳碳鍵是介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵；（3）苯分子中六個(gè)碳原子等效，六個(gè)氫原子等效1、組成與結(jié)構(gòu)：苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)10苯具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)呢？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)？苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)11苯的化學(xué)性質(zhì)和烷烴、烯烴、炔烴有何異同點(diǎn)?為什么?思考與交流苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)2、苯的化學(xué)性質(zhì)

在通常情況下比較穩(wěn)定，在一定條件下能發(fā)生氧化、取代、加成等反應(yīng)。

可燃燒，不能使KMnO4褪色與溴單質(zhì)、濃HNO3與H2加成小結(jié)：苯易取代、難加成、可氧化13從苯的分子式看，它是遠(yuǎn)未達(dá)飽和的烴，那么它的性質(zhì)是否和不飽和烴相似？【探究實(shí)驗(yàn)】在分別盛有溴水和酸性高錳酸鉀溶液的試管中各加入少量苯，用力振蕩，靜置，觀察現(xiàn)象。苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)141ml溴水2ml苯2ml苯1mlKMnO4(H+)溶液（）

振蕩振蕩（）（）結(jié)論：苯與酸性高錳酸鉀、溴水都不反應(yīng)，由此說(shuō)明苯中不存在與乙烯、乙炔相同的雙鍵和叁鍵，苯與不飽和烴有很大區(qū)別。紫紅色不褪色上層橙黃色下層幾乎無(wú)色水層顏色為何變淺？苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)

15

（1）

氧化反應(yīng)：現(xiàn)象：火焰明亮，帶有濃煙思考：苯燃燒時(shí)為什么伴有濃煙？不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色2C6H6+15O212CO2+6H2O點(diǎn)燃b.與高錳酸鉀反應(yīng)2、苯的化學(xué)性質(zhì)

a.燃燒苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)小結(jié)：能燃燒，難氧化16（2）取代反應(yīng)a苯的溴代反應(yīng)條件：純溴(液態(tài))、催化劑b苯的硝化+HNO3（濃）NO2+H2O濃H2SO450~60℃+Br2Br+HBrFeBr3在催化劑的作用下，苯也可以和其它鹵素發(fā)生取代反應(yīng)，稱為鹵代反應(yīng)。烴分子中的氫原子被－NO2所取代的反應(yīng)叫做硝化反應(yīng)硝基:－NO2(注意與NO2－區(qū)別）吸水劑和催化劑濃硫酸的作用：苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)17實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)苯與溴、濃硝酸發(fā)生反應(yīng)的條件，請(qǐng)你設(shè)計(jì)制備溴苯和硝基苯的實(shí)驗(yàn)方案（注意儀器的選擇和試劑的加入順序）思考與交流：P37

苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)18苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)19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(shuō)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(shuō)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(wú)色的，為什么所得溴苯為褐色？怎樣使之恢復(fù)本來(lái)的面目？苯液溴Fe屑劇烈反應(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(shuō)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，還溴苯本來(lái)的面目。苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)制FeBr3，作催化劑

8、生成的HBr中?；煊袖逭魵猓緦?shí)驗(yàn)直接用AgNO3溶液對(duì)HBr的檢驗(yàn)，結(jié)果是否可靠？為什么？如何改進(jìn)？

不可靠，因?yàn)殇逭羝苡谒伯a(chǎn)生HBr。改進(jìn)：兩個(gè)裝置間再連接一個(gè)洗氣瓶，瓶里加入四氯化碳做洗液，吸收其中溴單質(zhì)21玻璃管實(shí)驗(yàn)步驟:①先將1.5mL濃硝酸注入大試管中,再慢慢注入2mL濃硫酸,并及時(shí)搖勻和冷卻。②向冷卻后的酸中逐滴加入1mL苯,充分振蕩,混和均勻。③將混合物控制在50-60℃的條件下約10min,實(shí)驗(yàn)裝置如右圖。④將反應(yīng)后的液體到入盛冷水的燒杯中,可以看到燒杯底部有黃色油狀物生成，經(jīng)過(guò)分離得到粗硝基苯。⑤粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5%NaOH溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌。將用無(wú)水CaCl2干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸餾，得到純硝基苯。苯的硝化苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)22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(guò)高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會(huì)分解，同時(shí)苯和濃硫酸在75-80℃時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)。②什么時(shí)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(guò)100℃，還可采用油?。?～300℃）、沙浴溫度更高。苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)23⑤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。③溫度計(jì)必須懸掛在水浴中。④不純的硝基苯顯黃色（因?yàn)槿苡蠳O2）而純凈硝基苯是無(wú)色，有苦杏仁味，比水重，油狀液體。苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)241.配制濃硫酸與濃硝酸混和酸時(shí),是否可以將濃硝酸加入到濃硫酸中?為什么?2.步驟③中,為了使反應(yīng)在50-60℃下進(jìn)行,常用的方法是什么?3.步驟④中洗滌、分離粗硝基苯使用的主要儀器是什么?4.步驟④中粗產(chǎn)品用5%NaOH溶液洗滌的目的?5.敞口玻璃管的作用是什么?濃硫酸的作用?實(shí)驗(yàn)思考題：苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)25c磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反應(yīng)）+H2O

（苯磺酸）+HO－SO3H－SO3H磺酸基中的硫原子和苯環(huán)直接相連吸水劑和磺化劑（磺酸基：—SO3H）磺酸基與苯環(huán)的連接方式：濃硫酸的作用：70℃~80℃苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)26（3）苯的加成反應(yīng)（與H2、Cl2)+H2Ni環(huán)己烷加熱+3Cl2催化劑ClClClClClClHHHHHH六六六苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)27對(duì)比與歸納烷烯苯與Br