第二節(jié) 芳香烴苯及苯的同系物

新課標(biāo)人教版選修五《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》

章烴和鹵代烴

節(jié)芳香烴

苯及苯的同系物2021/5/91歷史含義：具有香味的物質(zhì)現(xiàn)代含義：含苯環(huán)的有機(jī)化合物現(xiàn)實(shí)意義：名稱(chēng)沿用芳香烴：含苯環(huán)的碳?xì)浠衔?

簡(jiǎn)稱(chēng)又稱(chēng)“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2021/5/92

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)2021/5/93（苯的凱庫(kù)勒式）HCH

CCHC

HC

HH

C結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

一、苯2021/5/94苯分子的比例模型和球棍模型

一、苯2021/5/95

一、苯苯分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu)。

1、6個(gè)碳原子、6個(gè)氫原子均在同一平面上。

2、各個(gè)鍵角都是120。O3、苯分子中的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獨(dú)特的鍵。因此常用來(lái)表示苯分子。苯的結(jié)構(gòu)使苯的性質(zhì)比烯烴穩(wěn)定。2021/5/96

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(duì)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2021/5/972、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2021/5/982、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(wú)色

苯是無(wú)色，有特殊氣味的有毒液體，熔點(diǎn)5.5℃，沸點(diǎn)80.1℃

，易揮發(fā)，比水輕，不溶于水，是重要的有機(jī)溶劑。

一、苯2021/5/993、苯的化學(xué)性質(zhì)1、氧化----在空氣中燃燒

2C6H6+15O212CO2+6H2O點(diǎn)燃苯燃燒時(shí)發(fā)生明亮帶有濃煙的火焰。2、取代反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng)---苯跟溴的反應(yīng)+Br2FeBr+HBr↑*溴苯是密度比水大的無(wú)色液體2021/5/910實(shí)驗(yàn)：苯跟溴的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案（1）鹵代反應(yīng)---苯跟溴的反應(yīng)2021/5/911問(wèn)題1：導(dǎo)管口為什么在液面上？問(wèn)題2：什么現(xiàn)象說(shuō)明發(fā)生了取代反應(yīng)？問(wèn)題3：怎樣除去無(wú)色溴苯中所溶解的溴？溴化氫易溶于水，防止倒吸。導(dǎo)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(shuō)明苯跟溴反應(yīng)時(shí)苯環(huán)上的一個(gè)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(yīng)---苯跟溴的反應(yīng)2021/5/912注意：1、鐵粉起催化劑的作用（實(shí)際上是FeBr3)2、長(zhǎng)導(dǎo)管的作用：一是導(dǎo)氣，二是冷凝回流2021/5/9131.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(kāi)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？【再思考】2021/5/914苯與溴的反應(yīng)

設(shè)計(jì)制備溴苯實(shí)驗(yàn)方案——改進(jìn)2021/5/9152021/5/916某化學(xué)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(yīng)器A(A下端活塞關(guān)閉)中。

(1)寫(xiě)出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________；(2)觀察到D中的現(xiàn)象是______________________________；(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，打開(kāi)A下端的活塞，讓反應(yīng)液流入B中，充分振蕩，目的是______________________，寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)方程式______________________________；2021/5/917(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(yīng)，而不是加成反應(yīng)，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(yàn)證的方法是向試管D中加入__________，現(xiàn)象是_________________________。2021/5/918（2）苯的硝化反應(yīng)

在一個(gè)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(dòng)，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(gè)盛水的試管里。硝基苯為無(wú)色、具有苦杏仁味的油狀液體，密度大于水[實(shí)驗(yàn)方案和裝置圖]+HO—NO2—NO2+H2O50—600C濃硫酸2021/5/919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70-80℃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。2021/5/920⑤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(jì)的位置，必須懸掛在水浴中。

（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。2021/5/921（3）磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反應(yīng)）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(yīng)

3+H2催化劑△環(huán)己烷2021/5/9223.下列區(qū)別苯和己烯的實(shí)驗(yàn)方法和判斷，都正確的是：

A．分別點(diǎn)燃，無(wú)黑煙生成的是苯。

B．分別加水振蕩，能與水起加成反應(yīng)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。2021/5/9234.實(shí)驗(yàn)室制硝基苯時(shí)，正確的操作順序應(yīng)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2021/5/924在分子中，處于同一平面上的原子最多有（）A．12個(gè)B．14個(gè)C．18個(gè)D．20個(gè)CH3CH=CH—CC—CH32021/5/925

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(duì)二甲苯(C8H10)六甲基苯(C12H18)只含有一個(gè)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：2021/5/926下列屬于苯的同系物的是（）

D

二、苯的同系物2021/5/927(1)苯的同系物和苯都含有苯環(huán)，性質(zhì)相似①氧化反應(yīng)②取代反應(yīng)③加成反應(yīng)3.化學(xué)性質(zhì)催化劑△+3H2CH3CH3

二、苯的同系物2021/5/9282CnH2n-6+3(n-1)O2點(diǎn)燃

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

二、苯的同系物2021/5/9292mL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(qiáng)氧化劑氧化實(shí)驗(yàn)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2021/5/930甲苯被氧化的是側(cè)鏈，即甲基被氧化，該反應(yīng)可簡(jiǎn)單表示為：CH3KMnO4、H+COOH（苯甲酸）這樣的氧化反應(yīng)，都是苯環(huán)上的烷烴基被氧化，說(shuō)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(duì)烷烴基影響的結(jié)果。

二、苯的同系物2021/5/931②苯的同系物的氧化反應(yīng)反應(yīng)機(jī)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2021/5/932

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2021/5/933鄰硝基甲苯對(duì)硝基甲苯222CH3

+HNO3濃硫酸300CCH3NO2CH3NO2++H2O2，4，6-三硝基甲苯簡(jiǎn)稱(chēng)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(duì)位上的氫易取代2021/5/934(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(qiáng)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(yīng)：②取代反應(yīng)：③加成反應(yīng)：小結(jié)：化學(xué)性質(zhì)2021/5/935

三、芳香烴的來(lái)源及其應(yīng)用多苯代脂烴：苯環(huán)通過(guò)脂肪烴連在一起聯(lián)苯或多聯(lián)苯：苯環(huán)之間通過(guò)碳碳單鍵直接相連稠環(huán)芳烴：苯環(huán)之間通過(guò)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(lái)源：石油的催化重整和煤的干餾2021/5/936芳香烴對(duì)健康的危害苯是黏合劑、油性涂料、油墨等的常用有機(jī)溶劑操作車(chē)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(shí)≤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(guò)去衛(wèi)生球的主要成分秸稈、樹(shù)葉等不完全燃燒形成的煙霧中香煙的煙霧中

三、芳香烴的來(lái)源及其應(yīng)用2021/5/937有機(jī)物烷烴烯烴炔烴芳香烴代表物CH4C2H4C2H2C6H6結(jié)構(gòu)特點(diǎn)全部單鍵飽和烴含碳碳雙鍵不飽和含碳碳叁鍵不飽和特殊的鍵不飽和空間結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)燃燒與溴水KMnO4主要反應(yīng)類(lèi)型烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的比較正四面體平面型直線(xiàn)型平面正六邊形無(wú)色氣體，難溶于水無(wú)色液體易燃，完全燃燒時(shí)生成CO2和H2O不反應(yīng)不反應(yīng)取代加成反應(yīng)氧化反應(yīng)加成、聚合加成反應(yīng)氧化反應(yīng)加成、聚合不反應(yīng)側(cè)鏈可氧化取代、加成2021/5/938小節(jié)第二節(jié)芳香烴一、苯的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)二、苯的同系物三、芳香烴的來(lái)源及其應(yīng)用1、苯的結(jié)構(gòu)2、苯的物理性質(zhì)3、苯的化學(xué)性質(zhì)⑴加成反應(yīng)⑵取代反應(yīng)

①鹵代

②硝化

③磺化1.苯的同系物2.通式：CnH2n-6

(n≥6)3.化學(xué)性質(zhì)(1)苯的同系