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第二章 烴
第三節 芳香烴 課時1
凱庫勒在1866年提出三點假設：
1.苯的六個碳原子形成閉合環狀，即平面六邊形
2.每個碳原子均連接一個氫原子
3.各碳原子間存在著單、雙鍵交替形式
凱庫勒式
能否反映苯的真實結構? 各碳原子間單雙建交替？
1.能基于苯環的大π鍵認識苯的結構特點；
2.能說出苯的取代反應和加成反應的規律，并能將反應規律與苯的結構特點相聯系，寫出相應反應的化學方程式。
【實驗2-1】
向兩只各盛有2 mL 苯的試管中分別加入酸性高錳酸鉀溶液和溴水，用力振蕩，觀察現象。
視頻
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}現象
①酸性高錳酸鉀溶液
②溴水
結論
液體分層,下層溶液不褪色
液體分層,上層顯橙紅色
苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，也不與溴水
反應。苯不溶于水,苯分子中不含碳碳雙鍵;
溴在苯中的溶解度比在水中的大
各碳原子間單雙建交替出現？
①苯的鄰二氯代物：
同分異構體
實際：只有一種
②C—C：1.54×10-10m
C＝C：1.33×10-10m
不可能出現正六元環
事實：苯環中含有正六元環結構
苯中碳原子間的化學鍵：介于碳碳單鍵和雙鍵之間的特殊的鍵
一、苯
1.苯的分子結構
苯分子中的6個碳原子均采取sp2雜化,分別與氫原子及相鄰碳原子以σ鍵結合,鍵間夾角均為120°,連接成六元環狀。每個碳碳鍵的鍵長相等(139pm)每個碳原子余下的p軌道垂直于碳、氫原子構成的平面,相互平行重疊形成大π鍵,均勻地對稱分布在苯環平面的上下兩側。分子中的所有原子共平面 。
σ鍵
π鍵
視頻
苯
分子式：
結構特點：
結構簡式：
結構式：
C6H6
①具有平面正六邊形結構，鍵角120°
②6個C原子等效，6個H原子等效，12個原子共平面
2.苯的物理性質
(1)無色帶有特殊氣味的液體，有毒
(2)常溫下密度0.88g/cm3，比水小，不溶于水
(3)熔沸點低，沸點80.1℃，熔點5.5℃，易揮發
是一種重要的化工原料和有機溶劑。
3.苯的化學性質
苯的結構穩定，不與酸性KMnO4溶液、溴水反應。但可以萃取溴水中的溴。
現象：明亮火焰，并伴有大量黑煙
(1)可燃性
2C6H6＋15O2 12CO2＋6H2O
點燃
視頻
(2)取代反應
FeBr3作催化劑，苯環上氫原子被溴原子所取代。
①鹵代反應：
溴苯
+ Br2
FeBr3
Br+HBr↑
a.苯只與純鹵素反應，遇到溴水發生萃取分層。
b.必須有催化劑；反應中加入的催化劑是鐵粉，實際起催化作用的是FeBr3
c.苯與Br2只發生一元取代反應
純凈的溴苯是一種無色液體，有特殊氣味，不溶于水，密度比水大。
【注意】
Ⅰ.怎樣說明發生了取代反應而不是加成反應？
Ⅱ.純凈的溴苯應是無色的，為什么實驗所得溴苯為褐色？怎樣除雜？
苯與溴反應生成溴苯的同時有溴化氫生成，將氣體通入硝酸銀溶液，若有淺黃色沉淀生成，則說明它們發生了取代反應而非加成反應。因加成反應不會生成溴化氫。
因為未發生反應的溴溶解在溴苯中。水洗后分液(除去溶于水的雜質如溴化鐵等)→再用氫氧化鈉溶液洗滌后分液(除去溴)→最后水洗(除去氫氧化鈉溶液及與其反應生成的鹽)、干燥(除去水),蒸餾(除去苯)可得純凈的溴苯
思考與討論
濃硫酸的作用：催化劑和脫水劑
②硝化反應：
在濃硫酸的作用下，苯在50~60℃時與濃硝酸發生硝化反應。
硝基苯（具苦杏仁味，無色油狀液體，難溶于水，密度比水大。）
硝基苯
+ HNO3
NO2+H2O
濃硫酸
?
思考與討論
Ⅰ.水浴加熱的優點有什么？溫度過高會怎樣？
水浴加熱的優點：容易控制溫度，受熱均勻
溫度過高，苯揮發，硝酸分解。
Ⅱ.純凈的硝基苯是無色，為什么實驗所得產物為淡黃色？怎樣除雜？
實驗室制得的硝基苯呈淡黃色，是因為溶解了NO2，
將產物→蒸餾水→NaOH→蒸餾水→無水CaCl2→純物質
③磺化反應：
注：苯磺酸易溶于水，是一種強酸。該反應可用于制備合成洗滌劑。
苯與濃硫酸在70~80℃時可以發生磺化反應，生成苯磺酸。
苯磺酸
+ HO—SO3H
SO3H+H2O
?
工業制取環己烷的主要方法
+ 3H2
（3）加成反應
在以Pt、Ni等作催化劑并加熱的條件下，苯能與氫氣發生加成反應，生成環己烷。
催化劑
?
二、苯的同系物的命名
1.一元取代苯的命名
a.當苯環上連的是烷基（R-），-NO2，-X等基團時，則以苯環為母體，叫做某基苯。
b.當苯環上連有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R較復雜時，則把苯環作為取代基,叫做苯基某某。
取代基的位置用鄰、間、對或1，2； 1，3； 1，4表示。
2.二元取代苯的命名
3.多取代苯的命名
a.取代基的位置用鄰、間、對或2，3，4,……表示
b.母體選擇原則（按以下排列次序，排在后面的為母體，排在前面的作為取代基。）選擇母體的順序如下：
-NO2、 -X、 -OR（烷氧基）、 -R（烷基）、 -NH2、 -OH、 -COR、 -CHO、 -CN、-CONH2（酰胺）、 -COX（酰鹵）、 -COOR（酯）、 -SO3H、 -COOH、 -N+R3等
[練一練]
1．有關苯的結構和性質，下列說法正確的是(　　)
A．苯分子中碳碳鍵是單鍵和雙鍵交替排列的
B．易被酸性KMnO4溶液氧化
C．與溴水發生加成反應而使溴水褪色
D．苯分子中存在大π鍵，碳原子采取sp2雜化
D
2、下列關于苯的敘述中正確的是 (　 )
A．鄰二甲苯有兩種同分異構體
B．苯中含有碳碳雙鍵，所以苯屬于烯烴
C．苯分子中6個碳碳化學鍵完全相同
D．苯可以與溴水、高錳酸鉀溶液反應而使它們褪色
C
3. 杭甬高速公路蕭山路段一輛運送化學物品的槽罐車側翻，罐內15 t苯泄入路邊300 m長的水渠，造成嚴重危險。許多新聞媒體對此進行了連續報道，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，會對周邊農田、水源造成嚴重的污染
B. 由于苯是一種易揮發、易燃的物質，周圍地區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，但由于苯燃燒會產生大量的黑煙擴大污染，所以該辦法未被采納
A
4. 實驗室用溴和苯在FeBr3催化下制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作提純：①蒸餾；②水洗；③用干燥劑干燥；④用10%的NaOH溶液洗滌。正確的操作順序是(　　)
A.①②③④　 B. ④②③① C. ④①②③ D. ②④②③①
D
5. 下列區分苯和己烯的實驗方法和判斷中，不正確的是(　　)
A. 分別點燃，無黑煙生成的是苯
B. 分別加入溴水振蕩，靜置后分層，上層呈橙紅色的為苯
C. 分別加入溴水振蕩，靜置后紅棕色都消失的是己烯
D. 分別加入酸性KMnO4溶液振蕩，靜置后不分層，且紫色消失的是己烯
A
6. 在實驗室中，下列除去雜質的方法正確的是(　　)
A. 溴苯中混有溴，加入KI溶液，振蕩，用汽油萃取溴
B. 硝基苯中混有濃硝酸和濃硫酸，將其倒入到NaOH溶液中，靜置，分液
C. 乙烷中混有乙烯，通氫氣在一定條件下反應，使乙烯轉化為乙烷
D. 乙烯中混有SO2和CO2，將其先后通入NaOH和KMnO4溶液中洗氣
B
苯
結構
物理性質
化學性質
平面正六邊形。鍵角120°
大π鍵
碳碳鍵的鍵長相等
無色帶有特殊氣味的液體，有毒
密度比水小，不溶于水
熔沸點低，易揮發
可燃性
取代反應
加成反應
與液溴
硝化反應
磺化反應
催化劑 H2

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