人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版-有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)-第二章 烴和鹵代烴-第二節(jié) 芳香烴 優(yōu)秀獎

第二節(jié)芳香烴疑難剖析一、苯和甲苯的比較苯甲苯分子式C6H6C7H8結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)相同點(diǎn)都含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)不同點(diǎn)苯環(huán)上沒有取代基含—CH3分子間的關(guān)系結(jié)構(gòu)相似，組成相差CH2，互為同系物物理性質(zhì)相似點(diǎn)無色液體，比水輕，不溶于水化學(xué)性質(zhì)溴（CCl4）不反應(yīng)不反應(yīng)KMnO4（H2SO4）不反應(yīng)被氧化，溶液褪色濃HNO3和濃H2SO4混合液反應(yīng)，產(chǎn)物1種反應(yīng)，產(chǎn)物2種（30℃）【例1】下列各組物質(zhì)用酸性高錳酸鉀溶液和溴水都能區(qū)別的是（）A.苯和甲苯己烯和二甲苯C.苯和1-己烯D.已烷和苯思路分析：如果要區(qū)別這兩種物質(zhì)，它們與酸性KMnO4溶液或溴水混合必有不同現(xiàn)象或者一個有現(xiàn)象一個沒有現(xiàn)象。答案：C思維啟示：區(qū)分苯和苯的同系物，通?？捎肒MnO4（H+，aq），而不能用溴水。二、苯的結(jié)構(gòu)苯分子碳碳鍵十分特殊，鍵長比碳碳雙鍵長，比碳碳單鍵短；鍵能比碳碳雙鍵小，比碳碳單鍵大?！纠?】能夠說明苯分子中不存在單、雙鍵交替的結(jié)構(gòu)，而是所有碳碳鍵都完全相同的事實(shí)是（）A.鄰二甲苯只有1種B.對二甲苯只有1種C.苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)D.苯能與液溴反應(yīng)思路分析：反證法。假設(shè)苯分子中碳碳鍵是單、雙鍵交替出現(xiàn)的，則鄰二甲苯有2種：而事實(shí)上，鄰二甲苯只有1種，則假設(shè)錯誤，選A棄B。假設(shè)苯分子中碳碳鍵是單、雙鍵交替出現(xiàn)的，則苯分子中鍵長不相等，r（C—C單鍵）＞r（C==C雙鍵），苯分子不呈正六邊形結(jié)構(gòu)，而事實(shí)上苯分子為平面正六邊形，則假設(shè)錯誤，C可選。苯與液溴反應(yīng)，表現(xiàn)了碳?xì)滏I的性質(zhì)，不能證明碳碳鍵是單鍵還是雙鍵，D不可選。答案：AC三、苯的空間構(gòu)型苯分子是平面分子，呈正六邊形，苯分子中所有原子都在同一平面上，苯分子中碳碳鍵角為120°?！纠?】下列有關(guān)結(jié)構(gòu)中，C原子有可能處于同一平面上的最大組合是（）A.①④B.②③C.①②④D.全部思路分析：甲苯中，甲基碳取代了苯分子中的1個H原子，苯分子中所有原子共面，則甲苯分子中所有C原子共面。苯乙烯，苯基與跟它相連的C原子形成苯平面，乙烯基與跟它相連的C原子形成乙烯平面，此二平面相交于一條直線——碳碳單鍵，由于碳碳單鍵是可以轉(zhuǎn)動的，通過轉(zhuǎn)動可以使二平面共面：同理,聯(lián)苯分子中2個相交于碳碳單鍵的苯平面，也可以通過轉(zhuǎn)動單鍵而共面。苯乙炔中，存在苯平面和炔直線，炔直線上有2個C原子在苯平面上，但炔直線屬于苯平面：答案：D思維啟示：連接2個平面的碳碳單鍵可以轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)動可以使2個平面共面，也可以使2個平面異面——只相交于碳碳單鍵直線。四、苯的硝化反應(yīng)苯環(huán)上的H原子被硝基（—NO2）所取代的反應(yīng)叫做苯的硝化反應(yīng)。有關(guān)苯的硝化反應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)解讀如下：1.反應(yīng)物和催化劑混合，不可先將苯（或硝酸）加到濃H2SO4中，以防產(chǎn)生大量的熱使液體飛濺。2.反應(yīng)溫度必須控制在55—60℃3.硝基苯的主要物理性質(zhì)顏色氣味狀態(tài)（通常）密度毒性無色苦杏仁味油狀液體比水大有毒4.硝基的寫法：HNO3的分子結(jié)構(gòu)為羥基硝基硝酸脫去羥基（）后，自由基在N原子上，所以硝基的正確寫法是：—NO2或O2N—，寫作—O2N或NO2—是錯誤的，即自由基一定要在N原子上表示出來。下列硝基苯的寫法一對一錯；【例4】實(shí)驗(yàn)室制取硝基苯常用如圖裝置。（1）苯的硝化反應(yīng)是在濃H2SO4和濃HNO3的混合液中進(jìn)行的，其中濃H2SO4的作用是_____________。（2）在往試管中加入苯時為何要逐滴加入且不斷振蕩試管?（3）溫度計懸掛在燒杯中的水中，目的是________________________________。（4）本實(shí)驗(yàn)用水浴加熱而不直接用酒精燈加熱試管，其優(yōu)點(diǎn)是_____________。（5）被水浴加熱的試管口都要帶一長導(dǎo)管，其作用是_____________。（6）反應(yīng)完畢后，如何從試管內(nèi)混合物中分離出硝基苯?思路分析：反應(yīng)中濃H2SO4是催化劑和脫水劑，反應(yīng)對溫度的要求十分嚴(yán)格，因此需要水浴加熱，如果溫度超過60℃，將有二硝基苯、苯磺酸等生成。常溫下，苯、硝酸都易揮發(fā)，55—60℃揮發(fā)更甚，長導(dǎo)管具有冷凝器的作用，可冷凝苯、硝酸使其回流。硝基苯不溶于水，因此可用水洗法分離。答案：（1）催化劑、脫水劑（2）防止反應(yīng)液溫度過高，減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。（3）控制水浴溫度在55—60℃（4）使試管受熱均勻，便于控制溫度（5）使苯蒸氣冷凝回流，減少揮發(fā)（6）將反應(yīng)后的混合物倒入水中，再用分液漏斗分離出下層的硝基苯。五、苯的鹵代反應(yīng)苯環(huán)上的H原子被X原子所取代的反應(yīng)叫做苯的鹵代反應(yīng)。苯、溴鹵代反應(yīng)解讀如下：1.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，不需加熱反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。2.反應(yīng)中起催化作用的是FeBr3，實(shí)驗(yàn)時加入的是Fe：2Fe+3Br2====2FeBr3。3.純凈的溴苯是無色的，密度比水大，不溶于水。4.生成的HBr可用AgNO3（aq）檢驗(yàn)，也可用酸堿指示劑檢驗(yàn)。5.其他鹵素也能發(fā)生類似的反應(yīng)，但必須使用純鹵素，鹵素單質(zhì)的水溶液不可以。即苯能跟純溴反應(yīng)（Fe催化下），但不能使溴水褪色?！纠?】用A、B、C三種裝置都可制取溴苯。請仔細(xì)分析三套裝置，然后回答下列問題。（1）寫出三個裝置中都發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________、_____________；寫出B的試管中還發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________。（2）裝置A、C中長導(dǎo)管的作用是________。（3）B、C裝置已連接好，并進(jìn)行了氣密性檢驗(yàn)，也裝入了合適的藥品，接下來要使反應(yīng)開始，對B應(yīng)進(jìn)行的操作是_________________________________，對C應(yīng)進(jìn)行的操作是_________________________________。（4）A中存在加裝藥品和及時密封的矛盾，因而在實(shí)驗(yàn)中易造成的不良后果是_____________。（5）B中采用了雙球吸收管，其作用是____________________；反應(yīng)后雙球管中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象_____________________________________；雙球管內(nèi)液體不能太多，原因是_____________________________________________________。（6）B裝置也存在兩個明顯的缺點(diǎn)使實(shí)驗(yàn)效果不好或不能正常進(jìn)行。這兩個缺點(diǎn)是________________________、________________________。思路分析：在FeBr3的作用下，苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)，生成溴苯和HBr；HBr可用AgNO3和HNO3的混合溶液來鑒定；由于反應(yīng)放熱,溴、苯沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，所以應(yīng)該有冷凝裝置；由于Br2（g）、苯（g）逸入空氣會造成環(huán)境污染，所以應(yīng)該有廢氣吸收裝置。答案：（1）2Fe+3Br2====2FeBr3HBr+AgNO3====AgBr↓+HNO3（2）導(dǎo)氣（導(dǎo)出HBr）兼冷凝（冷凝和Br2蒸氣）（3）旋轉(zhuǎn)分液漏斗活塞，使Br2和苯的混合物滴到鐵粉上托起軟橡膠袋使Fe粉沿導(dǎo)管落入溴和苯組成的混合液中（4）Br2和苯的蒸氣逸出，污染環(huán)境（5）吸收反應(yīng)中隨HBr氣體逸出的Br2和苯蒸氣CCl4由無色變橙色易被氣體壓入試管中（6）隨HBr逸出的溴蒸氣和苯蒸氣不能回流到反應(yīng)器中，原料利用率低導(dǎo)管插