2018-高中化學(xué)第1章有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)烴第3節(jié)第4課時(shí)苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì)課件魯科版選修

第4課時(shí)苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì)第1章第3節(jié)烴[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.熟知苯及其同系物與X2、濃H2SO4、濃HNO3、酸性KMnO4溶液的反應(yīng)。2.認(rèn)識(shí)苯及其同系物之間性質(zhì)的差異及原因。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.鹵代反應(yīng)一、苯及其同系物的取代反應(yīng)

。2.硝化反應(yīng)

。＋H2O

。＋3H2O3.磺化反應(yīng)＋H2SO4(濃)

。＋H2O苯的溴代反應(yīng)和硝化反應(yīng)注意事項(xiàng)(1)溴代反應(yīng)①反應(yīng)條件：純液溴、Fe或FeBr3作催化劑。②反應(yīng)產(chǎn)物：溴苯不溶于水，比水密度大。(2)硝化反應(yīng)①反應(yīng)物混合順序：先加入濃硝酸，再加入濃硫酸，最后加入苯。②濃H2SO4作用：作催化劑和吸水劑。③加熱方式：水浴加熱。歸納總結(jié)例1

下列關(guān)于苯的說法中，正確的是A.苯的分子式為C6H6，它不能使KMnO4酸性溶液退色，屬于飽和烴B.從苯的凱庫勒式(

)看，苯分子中含有碳碳雙鍵，應(yīng)屬于烯烴C.在催化劑作用下，苯與液溴反應(yīng)生成溴苯，發(fā)生了加成反應(yīng)D.苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，6個(gè)碳原子之間的鍵完全相同答案解析√解析從苯的分子式C6H6看，其氫原子數(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到飽和，應(yīng)屬不飽和烴，而苯不能使KMnO4酸性溶液退色，是由于苯分子中的碳碳鍵是介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的獨(dú)特的鍵所致；苯的凱庫勒式()并未反映出

苯的真實(shí)結(jié)構(gòu)，只是由于習(xí)慣而沿用，不能由其來認(rèn)定苯分子中含有雙鍵，因而苯也不屬于烯烴；在催化劑的作用下，苯與液溴反應(yīng)生成了溴苯，發(fā)生的是取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)；苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，其分子中6個(gè)碳原子之間的價(jià)鍵完全相同。規(guī)律總結(jié)苯分子中的碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊的化學(xué)鍵，所以苯環(huán)既有烷烴的性質(zhì)(易發(fā)生取代)，又具有烯烴的性質(zhì)(能發(fā)生加成反應(yīng))。1.苯環(huán)上碳原子之間形成的是一種介于單雙鍵之間特殊的化學(xué)鍵，一般情況下較為穩(wěn)定，所以苯及其同系物不易發(fā)生

反應(yīng)，而易發(fā)生_____反應(yīng)。但是從組成上看苯環(huán)是不飽和的結(jié)構(gòu)，所以在合適的催化劑和一定條件下可以與某些物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)。加成二、苯及其同系物的加成反應(yīng)取代2.試寫出在催化劑、加熱、加壓條件下苯、甲苯分別與H2發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式：

；

。歸納總結(jié)苯及其同系物的加成反應(yīng)(1)苯及其同系物較難發(fā)生加成反應(yīng)進(jìn)一步說明苯環(huán)上并不含與烯烴中相同的碳碳雙鍵。(2)苯及其同系物均不能使溴的四氯化碳溶液退色，但因?yàn)榘l(fā)生萃取作用可以使溴水退色。例2苯環(huán)結(jié)構(gòu)中不存在碳碳單鍵、碳碳雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，下列可以作為證據(jù)的事實(shí)是①苯不能使酸性高錳酸鉀溶液退色②苯不能使溴水因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而退色③苯在加熱和有催化劑存在的條件下能還原成環(huán)己烷④苯中碳碳鍵的鍵長完全相等⑤鄰二氯苯只有一種⑥間二氯苯只有一種A.①②

B.①⑤C.③④⑤⑥

D.①②④⑤答案解析√解析本題考查苯分子結(jié)構(gòu)的證明方法，應(yīng)抓住單、雙鍵性質(zhì)的不同進(jìn)行對(duì)比思考。如果苯中存在交替的單、雙鍵結(jié)構(gòu)，則會(huì)出現(xiàn)下列幾種情況：Ⅰ.因?yàn)楹珻==C，具有烯烴的性質(zhì)，則既能使溴水退色，也能使酸性KMnO4溶液退色；Ⅱ.苯環(huán)中C—C和C==C的鍵長不可能相等；Ⅲ.鄰二氯苯會(huì)有兩種，即

和

。而題中③和⑥的性質(zhì)不管苯環(huán)中單、雙鍵是否有交替，結(jié)果都一樣。規(guī)律總結(jié)苯分子結(jié)構(gòu)不是單、雙鍵交替的事實(shí)(1)苯分子中的碳碳鍵的鍵長和鍵能都介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間。(2)苯的鄰二元取代物如

和

等是同一種物質(zhì)而非同分異構(gòu)體。(3)從性質(zhì)上講，苯分子不能使酸性高錳酸鉀溶液退色，不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)。答案解析√解析由結(jié)構(gòu)簡式可知該物質(zhì)的分子式為C12H14，故A錯(cuò)誤；含2個(gè)碳碳雙鍵，則1mol該物質(zhì)能與2molBr2完全加成，故B錯(cuò)誤；含碳碳雙鍵，該物質(zhì)能發(fā)生加聚反應(yīng)，故C正確；結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，苯環(huán)上有4種不同環(huán)境的H，則苯環(huán)上的一氯代物有4種，故D錯(cuò)誤。規(guī)律總結(jié)1mol

、—C≡C—、

最多能分別與1molH2、2molH2、3molH2發(fā)生加成反應(yīng)。1.實(shí)驗(yàn)探究(1)苯

使溴的四氯化碳溶液退色，也

使酸性KMnO4溶液退色。但是苯的某些同系物可以使酸性KMnO4溶液退色，如甲苯由于可以與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成苯甲酸從而使酸性KMnO4溶液退色，反應(yīng)式為不能三、苯及其同系物的氧化反應(yīng)不能

。①②③④(2)分子式為C10H14的苯的同系物，苯環(huán)上只有一個(gè)支鏈的同分異構(gòu)體有四種，請?jiān)诒碇锌崭駜?nèi)寫出第四種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：Ⅰ.上述四種物質(zhì)中分別加入酸性KMnO4溶液，可觀察到的現(xiàn)象是①②③中酸性KMnO4溶液

，④中

。Ⅱ.通過上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是若與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子，則

被酸性KMnO4溶液氧化；若與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒有氫原子，則

被酸性KMnO4溶液氧化。退色不退色能不能

苯苯的同系物燃燒現(xiàn)象火焰明亮，有_____燃燒通式酸性高錳酸鉀溶液不反應(yīng)，溶液顏色不變有α-H的能使酸性高錳酸鉀溶液退色：

無α-H的不能使酸性高錳酸鉀溶液退色苯及其同系物的氧化反應(yīng)歸納總結(jié)濃煙答案解析√解析A項(xiàng)，甲苯和苯都能與濃硝酸、濃硫酸發(fā)生取代反應(yīng)，但產(chǎn)物不同，側(cè)鏈對(duì)苯環(huán)有影響，使苯環(huán)變得活潑，更容易發(fā)生取代反應(yīng)，甲苯硝化生成三硝基甲苯，說明側(cè)鏈對(duì)苯環(huán)有影響；B項(xiàng)，甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液退色，而甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液退色，生成苯甲酸，說明苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈有影響；C項(xiàng)，烴燃燒產(chǎn)生帶濃煙的火焰與烴中碳的含量有關(guān)，不能說明苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈有影響；D項(xiàng)，1mol甲苯或1mol苯都能與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)，不能說明苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈有影響。規(guī)律總結(jié)苯環(huán)影響側(cè)鏈?zhǔn)箓?cè)鏈被氧化，側(cè)鏈影響苯環(huán)，使苯環(huán)上鄰、對(duì)位上的氫原子易被取代。例5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.己烷和苯答案解析√解析若區(qū)別兩種物質(zhì)，它們與酸性KMnO4溶液或溴水混合后現(xiàn)象應(yīng)各不相同。A、D項(xiàng)中它們與溴水混合后現(xiàn)象相同；B項(xiàng)中物質(zhì)與酸性KMnO4溶液混合后現(xiàn)象相同。規(guī)律總結(jié)常用于烴類有機(jī)物的鑒別和檢驗(yàn)的試劑和方法(1)酸性高錳酸鉀溶液不退色——飽和烴(烷烴和環(huán)烷烴)或苯退色——不飽和烴(烯烴、二烯烴、炔烴等(2)溴水水層無色——萃取，如汽油、苯、四氯化碳等做萃取劑(有機(jī)溶劑層有色，水層無色)退色加成反應(yīng)——烯烴、二烯烴、炔烴等不飽和烴氧化還原反應(yīng)——如SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr不退色——飽和烴(烷烴和環(huán)烷烴)例6苯的同系物中，有的側(cè)鏈能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，生成芳香酸，反應(yīng)如下：答案解析(R，R′表示烷基或氫原子)(1)現(xiàn)有苯的同系物甲、乙，分子式都是C10H14。甲不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化為芳香酸，它的結(jié)構(gòu)簡式是__________________；乙能被酸性高錳酸鉀溶液氧化為分子式為C8H6O4的芳香酸，則乙可能的結(jié)構(gòu)有___種。9解析本題以分子式為C10H14的苯的同系物可能具有的結(jié)構(gòu)展開討論。題中信息沒有說明什么樣的結(jié)構(gòu)不能被酸性KMnO4溶液氧化為芳香酸，但仔細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)，能被氧化為芳香酸的苯的同系物都有一個(gè)共同點(diǎn)——側(cè)鏈與苯環(huán)直接相連的碳原子上都有氫原子，產(chǎn)物中羧基數(shù)目等于苯的同系物分子中能被氧化的側(cè)鏈數(shù)目；若苯的同系物能被氧化為分子式為C8H6O4的芳香酸(二元酸)，說明苯環(huán)上有兩個(gè)側(cè)鏈，可能是兩個(gè)乙基，也可能是一個(gè)甲基和一個(gè)丙基，而丙基又有兩種結(jié)構(gòu)(—CH2CH2CH3和

)，兩個(gè)側(cè)鏈在苯環(huán)上的位置又有鄰位、間位和對(duì)位3種可能，故分子式為C10H14、有兩個(gè)側(cè)鏈的苯的同系物有3×3＝9種可能的結(jié)構(gòu)。(2)有機(jī)物丙也是苯的同系物，分子式也是C10H14，它的苯環(huán)上的一溴代物只有一種，試寫出丙所有可能的結(jié)構(gòu)簡式_______________________________________________________________。答案解析解析分子式為C10H14的苯的同系物苯環(huán)上的一溴代物只有一種，其苯環(huán)上可能只有2個(gè)相同的側(cè)鏈且位于對(duì)位，或4個(gè)相同的側(cè)鏈，且兩兩處于對(duì)稱位置。達(dá)標(biāo)檢測1.下列事實(shí)能說明苯是一種不飽和烴的是A.苯不能使酸性KMnO4溶液退色B.苯在一定條件下可與液溴發(fā)生取代反應(yīng)C.苯在一定條件下可與H2發(fā)生加成反應(yīng)D.苯不能使溴水退色答案12345解析結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)，而不飽和烴的最主要性質(zhì)是能夠發(fā)生加成反應(yīng)，所以當(dāng)某物質(zhì)能夠發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)，即可說明該烴是不飽和烴。解析√2.下列分子中所有碳原子不在同一平面上的是丁烯

B.甲苯丁烯

D.

答案√12345答案解析√12345解析加入濃硫酸與濃硝酸后加熱難以證明甲苯的存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；先加足量溴水，己烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)生成鹵代烴，然后再加入酸性高錳酸鉀溶液，若酸性高錳酸鉀溶液退色，證明含有甲苯，B項(xiàng)正確；二者均可燃燒，點(diǎn)燃這種液體，然后再觀察火焰的顏色，無法確定甲苯的存在，C項(xiàng)錯(cuò)誤；己烯和甲苯均能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液退色，再加入溴水無法確定甲苯的存在，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12345答案解析√12345解析

苯與濃硝酸、濃硫酸共熱并保持55～60℃發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯和水，A項(xiàng)正確；甲苯與氯氣在光照下反應(yīng)，甲基上的氫原子被取代而苯環(huán)上的氫原子不被取代，B項(xiàng)錯(cuò)誤；乙苯可被酸性高錳酸鉀溶液氧化為苯甲酸，C項(xiàng)正確；苯環(huán)和碳碳雙鍵在合適的條件下均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，苯乙烯在合適條件下催化加氫可生成乙基環(huán)己烷，D項(xiàng)正確。123455.某液態(tài)烴的分子式為C8H10，實(shí)驗(yàn)證明它能使酸性高錳酸鉀溶液退色，但不能使溴水退色。(1)試判斷該有機(jī)物屬于哪類烴，并寫出其