第二節(jié)芳香烴講義教師版

PAGEPAGE7第二節(jié)芳香烴知識點一：苯的分子結(jié)構(gòu)一：芳香烴芳香族化合物分子中含有苯環(huán)的有機物稱芳香族化合物。芳香族化合物中的碳氫化合物就叫芳香烴。芳香烴：是指分子里含一個或多個苯環(huán)的烴，簡稱芳烴。苯芳香烴包括苯的同系物稠環(huán)芳烴二;苯的結(jié)構(gòu)苯的表示方法：化學式：C6H6,結(jié)構(gòu)式：;結(jié)構(gòu)簡式：或；最簡式：CH。(碳碳或碳氫)鍵角：120°，鍵長：1.4×10–10m[苯分子中的碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵(1.54×10–10m)和碳碳雙鍵(1.33×10–10m)之間的特殊的共價鍵].苯是一種平面分子。知識點二：苯的性質(zhì)一、苯的物理性質(zhì)無色、有特殊氣味的液體，有毒；不溶于水、密度比水??；熔點5.5℃、沸點80.1顏色氣味狀態(tài)毒性溶解性熔沸點密度無色特殊氣味液體有毒不溶于水低比水小點燃苯的化學性質(zhì)——難氧化,能加成,易取代點燃苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，表明苯不能被酸性KMnO4溶液氧化；也不能使溴水褪色，表明一般情況下也不能與溴發(fā)生加成反應(yīng)，其化學性質(zhì)比烯烴、炔烴穩(wěn)定。但在一定條件下苯也能發(fā)生一些化學反應(yīng)。首先，苯如大多數(shù)有機物一樣可以燃燒，即可以發(fā)生氧化反應(yīng)。1、苯的氧化反應(yīng):燃燒時火焰明亮，伴有較濃的黑煙，因為碳燃燒不充分。與氧氣反應(yīng)：2C6H6+15O212CO2+6H2O但苯不能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)！2、取代反應(yīng)（1)溴取代：苯跟溴的反應(yīng)：反應(yīng)物：苯跟液溴(不能用溴水，溴水不與苯反應(yīng));反應(yīng)條件：Fe作催化劑；溫度(該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，常溫下即可進行);主要生成物：溴苯(無色比水重的油狀液體,實驗室制得的溴苯由于溶解了溴而顯褐色)問：溴苯是不溶于水、密度比水大的無色油狀液體，溴苯中溶解了溴時顯褐色，那么如何除去溴苯中溶解的溴？［答］用NaOH溶液洗滌，然后用分液漏斗分液，先流下的是較純的溴苯，后流下的為NaOH吸收了溴的混合溶液。實驗過程：按右圖裝置,在具支試管中加入鐵絲球,把苯和溴以4:1(體積比)混和,在分液漏斗里加入3～4mL混合液，雙球吸收管中注入CCl4液體(用于吸收反應(yīng)中逸出的溴蒸氣),導管通入盛有AgNO3溶液的試管里,開啟分液漏斗活塞，逐滴加入苯和溴的混合液，觀察現(xiàn)象.反應(yīng)完畢,取下漏斗,將反應(yīng)后的混合液注入3mol/L的NaOH溶液中,充分攪拌,將混合液注入分液漏斗,分液取下層液體——即溴苯.長導管的作用用于導氣和冷凝回流氣體。為什么導管末端不插入液面下？防止倒吸-溴化氫易溶于水園底燒瓶中的現(xiàn)象為：混合溶液保持微沸狀態(tài)，且有紅棕色蒸氣逸出。這些現(xiàn)象說明了什么？（苯的溴取代反應(yīng)是放熱反應(yīng)）錐形瓶內(nèi)的現(xiàn)象：水面上方有白霧形成，溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀。僅憑這些現(xiàn)象能說明發(fā)生了取代反應(yīng)嗎？（白霧可以,淡黃色沉淀不行，溴蒸氣逸出若進入AgNO3溶液，也生淡黃色沉淀）除去無色溴苯中溶解的溴？（用氫氧化鈉溶液洗滌，用分液漏斗分液。）（2）：硝化反應(yīng)：苯分子里的氫原子被硝酸分子里的硝基所取代的反應(yīng)叫硝化反應(yīng)。反應(yīng)條件：催化劑：濃硫酸，溫度55℃~60℃反應(yīng)原理：藥品取用順序：HNO3―H2SO4―苯;要將濃硫酸逐滴滴入濃硝酸中，且邊加邊攪拌。而不能將硝酸加入硫酸中。其原理跟用水稀釋濃硫酸同。然后向冷卻后的混合酸中逐滴滴加苯，且邊加邊振蕩，促使苯與混合酸形成乳濁液——由于沒有形成溶液，所以沒有明顯放熱現(xiàn)象，所以可以先加濃硫酸后加苯；為什么用水浴加熱？易于控制溫度a、過熱促使苯的揮發(fā)、硝酸的分解；b、70～80℃時易生成苯磺酸。水浴加熱以便于控制反應(yīng)的溫度，溫度計一般應(yīng)置于水浴之中；硝基苯是一種有苦杏仁氣味的比水重的無色油狀液體，有劇毒。實驗中得到的產(chǎn)品往往有一定的淡黃色（3）苯的磺化反應(yīng)反應(yīng)條件：溫度70℃-80℃，不必加催化劑主要生成物：苯磺酸（）硫酸分子中的—SO3H原子團叫做磺酸基，由磺酸基取代了苯分子中氫原子的反應(yīng)稱為磺化反應(yīng)，同樣在上述條件下苯分子也只有一個氫原子被取代，磺化反應(yīng)也屬于取代反應(yīng)，與溴苯、硝基苯相比，苯磺酸易溶于水。苯的加成反應(yīng)苯環(huán)上的碳原子之間的化學鍵是一種介于C—C單鍵和C==C雙鍵之間的一種特殊的鍵，既然它能像甲烷那樣能發(fā)生取代反應(yīng)，那么它也應(yīng)該能像烯烴那樣發(fā)生加成反應(yīng)，前邊已經(jīng)證實其不能使溴水褪色，即一般不易加成，但在特殊的條件下，苯仍能發(fā)生加成反應(yīng)。知識點三：苯的同系物烷基苯苯分子中的一個或幾個氫原子被烷基取代的產(chǎn)物1.苯的同系物的通式為CnH2n-6（n≥6）若2個氫原子被甲基取代后，生成二甲苯，那么從同分異構(gòu)體的角度分析，二甲苯的結(jié)構(gòu)簡式不是惟一的鄰—二甲苯間—二甲苯對—二甲苯沸點：144.4℃沸點：139.1℃沸點：138.4℃2.苯的同系物的分子結(jié)構(gòu)特點：分子中都含有一個苯環(huán)，側(cè)鏈的取代基為烷基。常見苯的同系物的結(jié)構(gòu)簡式:甲苯,、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、正丙苯,異丙苯,鄰(間、對)甲乙苯、、。連(偏、間)三甲苯、、.3、苯同系物的化學性質(zhì)A.與苯的相同之處:能加成:,甲苯的一氯取代產(chǎn)物有四種(苯環(huán)上與甲基鄰、間、對位及甲基),而催化加氫產(chǎn)物甲基環(huán)己烷的一氯取代產(chǎn)物則要增加一種(變成五種)——甲基所連的碳原子上現(xiàn)在也有氫原子可以被取代了.B取代反應(yīng)更容易:與溴的取代:Fe作催化劑,取代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上,產(chǎn)物是——2,4,6—三溴甲苯:而光照條件下,則烷基上發(fā)生取代反應(yīng)(光照是烷烴取代反應(yīng)的條件).與硝酸的取代產(chǎn)物是:2,4,6—三硝基甲苯(T.N.T.):T.N.T.是一種黃色針狀晶體,它是一種烈性炸藥,所以,T.N.T.又稱黃色炸藥.C.與苯的不同之處:能被酸性高錳酸鉀溶液所氧化,使之褪色.而且,不論其側(cè)鏈有多少,都被氧化成羧基(—COOH)——有多少側(cè)鏈,就產(chǎn)生多少羧基,不論其側(cè)鏈有多長,都被氧化成只含有一個碳的羧基(—COOH):苯的同系物除了具有苯的一切化學性質(zhì)，如易發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)、能燃燒、能在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)之外，由于苯環(huán)對側(cè)鏈的影響，還可以在常溫下被氧化劑氧化。利用這點可以鑒別苯和苯的同系物。D.從一鹵代物只有一個異構(gòu)體推出C8H10、C9H12的結(jié)構(gòu):我們知道:C8H10的同分異構(gòu)體有乙苯、鄰、間、對二甲苯四種,而如果其在苯環(huán)上的一取代物只有一種結(jié)構(gòu),則該一取代物只能是:那么原來C8H10的結(jié)構(gòu)也就肯定是對二甲苯了.乙烷、乙烯和苯的比較：分子式C2H6C2H4C6H6結(jié)構(gòu)簡式CH3—CH3CH2=CH2結(jié)構(gòu)特點C—C可以旋轉(zhuǎn)①C=C不能旋轉(zhuǎn)②雙鍵中一個鍵易斷裂①苯環(huán)很穩(wěn)定②介于單、雙鍵之間的獨特的鍵主要化學性質(zhì)取代、氧化（燃燒）加成、氧化取代、加成、氧化（燃燒）苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色，利用這個性質(zhì)鑒別苯和苯的同系物。水苯不褪色不褪色苯的同系物褪色不褪色烴的分類性質(zhì)：烴鏈狀烴飽和鏈烴烷烴(CnH2n+2)(難氧化、難加成、能取代)不飽和鏈烴單烯烴(CnH2n)(易氧化、易加成、能聚合)單炔烴(CnH2n–2)(易氧化、易加成、能聚合)二烯烴(CnH2n–2)環(huán)狀烴脂肪環(huán)烴環(huán)烷烴(CnH2n)芳香環(huán)烴苯(C6H6)(難氧化、能加成、易取代)苯的同系物(CnH2n–6)稠環(huán)芳烴(如萘、蒽、菲、苯并芘等)【練習一】一、選擇題1、苯環(huán)結(jié)構(gòu)中不存在C—C與C=C的簡單交替結(jié)構(gòu)，可以作為證據(jù)的事實是（）①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯不能使溴水因化學反應(yīng)而褪色③經(jīng)實驗測定只有一種結(jié)構(gòu)的鄰二甲苯④苯能在加熱和催化劑條件下氫化成環(huán)己烷⑤苯中相鄰C、C原子間的距離都相等。A、只有①②B、只有④⑤C、只有①②⑤D、只有①②③⑤2、下列說法正確的是（）A、芳香烴都符合通式CnH2n-6(n≥6)B、芳香烴屬于芳香族化合物C、芳香烴都有香味，因此得名D、分子中含苯環(huán)的化合物都是芳香烴3、下列物質(zhì)中由于發(fā)生化學反應(yīng)，既能使酸性KMnO4溶液褪色，又能使溴水褪色的是（）A、戊炔B、苯C、甲苯D、己烷4、以下物質(zhì)可能屬于芳香烴的是（）A、C17H26B、C8H12C、C8H10D、C20H365、可用來提取含有雜質(zhì)Br2的溴苯的試劑是（）A、水B、酒精C、NaOH溶液D、苯6、苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為：CH=CH2，將ag聚苯乙烯樹脂溶于bg苯中，然后通入cmol乙炔氣體，則充分混合后，所得產(chǎn)物中C、H兩種元素的質(zhì)量比是（）A、12:1B、6:1C、8:3D、1:127、四苯甲烷：C(C6H5)4的一溴取代物有多少種（）A、1種B、2種C、3種D、4種8、某苯的同系物的分子式為C11H16，測定數(shù)據(jù)表明，分子中除含苯環(huán)外不再含其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分子中還含有兩個—CH3，兩個—CH2—和一個—CH—。則該分子由碳鏈異構(gòu)所形成的同分異構(gòu)體，有（）BNBNBNBNHHHHHH9、平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)的(BH2N)3稱為無機苯，它和苯的結(jié)構(gòu)相似(如下圖)，則無機苯的二氯代物的同分異構(gòu)體有（）A、2種B、3種C、5種D、4種10、下列各組內(nèi)物質(zhì)不論以任何比例混合，只要當混合物的質(zhì)量一定時，混合物完全燃燒后生成的二氧碳量不變的是（）A、甲苯和乙苯B、乙烯和丁烯C、乙炔和乙烯D、乙炔和苯二、填空題11、分子式為C8H10的芳香烴，苯環(huán)上的一氯取代物只有1種，該芳香烴的結(jié)構(gòu)簡式為，名稱是。若芳香烴C9H12的苯環(huán)上的一氯取代物只有：①1種結(jié)構(gòu)時，則其結(jié)構(gòu)簡式為②2種結(jié)構(gòu)時，則其結(jié)構(gòu)簡式可能為CH3CH3③3CH3CH312、有五種烴：A—甲烷；B—乙炔；C—苯，D—環(huán)己烷，E—甲苯。分別取一定量的這些烴完全燃燒后，生成mmolCO2和nmolH2O，若測得：(1)m=n，則該烴是_____________(2)m=2n，則該烴是(3)2m=n，則該烴是三、簡答題13、根據(jù)下述性質(zhì)，推斷A、B、C、D、E五種物質(zhì)的分子式和類別。(1)分別取五種烴各1mol，使它們分別在O2中完全燃燒，都能生成134.4LCO2(標準狀況)(2)A和D都可以使溴水褪色，其中D可以與適量氫氣反應(yīng)生成A，A可繼續(xù)和足量氫氣反應(yīng)又生成C。A、C、D中都沒有碳原子環(huán)，且結(jié)構(gòu)中最多含一個C=C或一個CC。(3)B能和H2發(fā)生加成反應(yīng)生成E，但B不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。[答案]1、D2、B3、A4、AC5、C6、A7、C8、B9、D10、BD對—二甲苯。CH3CH3C2H5CH3CH3CH3CHCH3CH3CH3①②CHCH3CH3CH3(CH2)(CH2)2CH3CH(CH3)22③12、(1)環(huán)己烷(D)(2)乙炔(B)或苯(C)(3)甲烷(A)13、A、C6H12(烯烴)B、C6H6(芳香烴)C、C6H14(烷烴)D、C6H10(炔烴)E、C6H12(環(huán)烷烴)【練習二】一、選擇題（可能1-2答案）1．某碳氫化合物中，碳與氫的質(zhì)量比為12︰1，它的蒸氣密度是同溫同壓下乙炔氣體密度的3倍。該碳氫化合物的分子式為()A．C4H8B．C6H6C．C6H12D．C3H62．下列物質(zhì)分子中的氫原子不在同一平面上的有()A．H2C==CH—CH3B．CH2=CH2C．C2H6D．C6H63．能和Br2起加成反應(yīng)的是()A．丙烷B．苯C．乙烯D．HI4．與飽和鏈烴、不飽和鏈烴相比較，苯的獨特性質(zhì)具體來說是()A．難氧化，易加成，難取代B．難氧化，難加成C．易氧化，易加成，難取代D．因是單雙鍵交替結(jié)構(gòu)，故易加成為環(huán)己烷5．苯環(huán)結(jié)構(gòu)中，不存在單雙鍵交替結(jié)構(gòu)，可以作為證據(jù)的事實是：①苯不能使KMnO4酸性溶液褪色；②苯中碳碳鍵的鍵長均相等；③苯能在一定條件下跟H2加成生成環(huán)己烷；④經(jīng)實驗測得鄰甲苯僅一種結(jié)構(gòu)；⑤苯在FeBr3存在的條件下同液溴可發(fā)生取代反應(yīng)，但不因化學變化而使溴水褪色()A．②③④⑤B．①③④⑤C．①②④⑤D．①②③④6．已知二氯苯有3種同分異構(gòu)體，則四氯苯的同分異構(gòu)體有()A．2種B．3種C．4種D．5種7．1866年凱庫勒（右圖）提出了苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu)，解釋了苯的部分性質(zhì)，但還有一些問題尚未解決，它不能解釋下列事實()A．苯不能使溴水褪色B苯能與H2發(fā)生加成反應(yīng)C．溴苯?jīng)]有同分異構(gòu)體D．鄰二溴苯只有一種8．2002年3月11日杭甬高速公路蕭山路段一輛運送化學物品的槽罐車側(cè)翻，罐內(nèi)15t苯泄入路邊300m長水渠，造成嚴重危險，許多新聞媒體進行了報道，以下報道中有科學性錯誤的是()A．由于大量苯溶入水中滲入土壤，會對周邊農(nóng)田、水源造成嚴重污染B．由于苯是一種易揮發(fā)、易燃的物質(zhì)，周圍地區(qū)如果有一個火星就可能引起爆炸C．可以采取抽吸水渠中上層液體的辦法，達到部分清除泄漏物的目的D．處理事故時，由于事故發(fā)生地周圍比較空曠，有人提出用點火焚燒的辦法來清除泄漏物，但由于苯燃燒會產(chǎn)生大量的黑煙擴大污染，所以該辦法未被采納。9．有一種有機物結(jié)構(gòu)簡式為CH=CH2推測它可能具有下列哪種性質(zhì)()A．能被酸性高錳酸鉀溶液氧化B．可分解為和CH2=CH2C．能發(fā)生加聚反應(yīng)D．易溶于水，也易溶于有機溶劑二、填空題10．把苯倒入盛有水的試管中，振蕩，發(fā)現(xiàn)，說明苯的密度比水，而且溶于水。若在上述試管中，加入少量碘振蕩、靜置，又發(fā)現(xiàn)，說明苯是很好的。11．苯的分子式是，按照我們學習烷烴、乙烯的經(jīng)驗，且碳原子間還會形成—C≡C—的信息，苯分子比與它碳原子數(shù)相同的烷烴少個氫原子，因而其分子中可能含個雙鍵，或可能含個三鍵，或可能含個雙鍵和個三鍵，或可能含1個環(huán)和個雙鍵等。這些結(jié)構(gòu)式都顯示苯應(yīng)該具有不飽和烴的性質(zhì)，但實驗表明苯與酸性高錳酸鉀溶液和嗅水都不反應(yīng)，這說明苯分子里不存在。12．寫出下列反應(yīng)的化學方程式：①苯和濃硝酸反應(yīng)；②苯和氫氣反應(yīng)。13．（2005年上海高考題）某化學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