1、 19世纪,欧洲许多国家都使 用煤气照明。煤气通常是压缩在 桶里贮运的,人们发现这种桶里 总有一种油状液体,但长时间无 人问津。英国科学家法拉第对这 种液体产生浓厚的兴趣,他花了 整整五年时间提取这种液体,从 中得到了苯一种无色油状液体 。 读 一 读 苯 苯 的 的 发 发 现 现 史 史Michael Faraday(1791-1867)苯苯的用途 苯是一种对人体危害较大的化学品,人短期内吸入大量的 苯可发生急性中毒,症状与酒精中毒相似。慢性苯中毒可引发 再生障碍性贫血,还可引发白血病。 新闻线索一:2005年垫江一化工厂 发生苯泄露,造成一死三 伤七人中毒。 新闻线索二:2007年广东省
2、,“猛鞋” 胶水致17家鞋厂67名工人苯 中毒。 制鞋厂女工苯中毒患 白血病。一、苯的物理性质 无色、有特殊气味的有毒液体。 苯的密度比水小。 苯不溶于水,易溶于有机溶剂。 苯的熔沸点较低,熔点5.5, 沸点80.1。 易挥发(密封保存)。算 一 算 苯的分子式为:C 6 H 6请你根据以下信息,确定苯的分子式。 信息一:苯只含有碳、氢两种元素,燃烧生成的 CO 2 和H 2 O物质的量之比为2:1。 信息二: 经过测定发现苯的相对分子质量为78。 n (C) : n (H)= 1: 1 C n H n 12n+ n=78, n=6探究: 探究: 苯的结构是怎样呢? 苯的结构是怎样呢? 请根据
3、以下问题,探究苯的结构。 1、碳原子数为6的烷烃与烯烃分子式分别为: 2、苯的分子式为C 6 H 6 ,属于哪类物质 (饱和烃、不饱和烃)? C 6 H 14 C 6 H 12 猜 想 苯分子中可能含C=C。苯的分子结构 凯库勒在1866年发表的“关于芳香族化合物 的研究”一文中,提出两个假说: 1.苯的6个碳原子形成环状闭链,即平面六边 形环。 2.各碳原子之间存在单双键交替形式。 凯库勒验 证 苯不能与溴水或酸性KMnO 4 溶液反应, 说明苯分子中不含C=C。 振荡 苯 苯 KMnO 4 (H + ) KMnO 4 (H + ) Br 2 溶于苯 水 苯 振荡 溴水 结 论 苯与酸性KM
4、nO 4 溶液或溴水反应吗分子式 C 6 H 6 不能使KMnO 4 (H + )褪色、不与Br 2 水反应 C 6 H 6 分子稳定,且无C=C (不饱和) 苯的结构探究 苯分子中平均化的碳碳间键长:1.410 10m烷烃 C-C 键 键长:1.54 10 10m烯烃 C=C 键 键长: 1.33 10 10m(二)苯分子的结构 (2)平面正六边形结构,六个C和六个H共平面 。 (1)苯分子中的六个碳碳键完全相同,是一种 介于单键和双键之间的独特的键。 (3)各个键角120,六个碳等效,六个氢等效。 结构简式 结构式 1、苯分子的结构特点 为了纪念凯库勒,他所提出的 苯的结构式被命名为凯库勒
5、结 构式,现仍被使用。 结构特点: a、平面结构; b、碳碳键是一种介于单键和 双键之间的独特的键。(三)苯的化学性质 (较稳定不能使溴水和酸性高锰酸钾褪色) 1、能燃烧: 2C 6 H 6+ 15O 212CO 2+ 6H 2 O 点燃 现象火焰明亮,伴有浓烈的黑烟 。由于苯分子中的碳碳键是一种介于单键和双键 之间的独特的键。这就决定了苯应该既具有烷烃的性 质,又具有烯烃的性质。2、取代反应 (1)苯与溴的取代反应 + Br 2Fe Br + HBr 溴苯 液溴 溴苯是无色、不溶于水、密度比水大的油状液体 。 仅取代一 个H原子 实验室制得的粗溴苯因含有溴而呈褐色。 设问试剂的加入顺序怎样?
6、 小结先加苯,再加液溴(因液溴的密度大,后加入 有利于两者混合均匀;再者,液溴易挥发,后加液溴可防 止溴挥发),最后加铁屑。 演示并观察a.导管口出现白雾 b.锥型瓶中液体滴入AgNO 3 溶液后有浅黄色沉淀 c.烧瓶中的液体倒入冷水中,在水的底部有褐色不 溶于水的油状液体。 实验现象:设问如何除去粗溴苯中的溴? 小结可加入NaOH溶液,振荡,再用分液漏斗分离。 设问实验室用溴和苯反应制取溴苯,得到粗溴苯 后,要用如下操作精制:蒸馏;水洗;用干 燥剂干燥;10% NaOH溶液洗;二次水洗。正确 的操作顺序是( )。(A) (B) (C) (D) B 解析粗溴苯中主要含有溴、苯、溴化铁等杂质,先
7、用水洗, FeBr3溶于水而被 洗去;再用溶液洗,溴与溶液反应生成易溶于水的盐(NaBr)而被洗去;第二次用 水洗时有效地除去残存在有机物中易溶于水的杂质;干燥时少量的水被除去,最后 蒸馏时将溴苯中的苯分离出去(利用两者沸点的差异)。故答案为(B)。设问 导管为什么要这么长?其末端为何不插入液面? 小结伸出烧瓶外的导管要有足够 长度,其作用是导气、冷凝。导管 未端不可插入锥形瓶内水面以下, 因为HBr气体易溶于水,以免倒吸。 设问 哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应?苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成,说明 它们发生了取代反应而非加成反应。因加成反应不会 生成溴化氢。 演示并观察(2)
8、苯的硝化反应 设问浓H 2 SO 4的 作用是什么? 作催化剂、脱水剂 设问如何控制温度 在55 0 C60 0 C,并使 反应物受热均匀? 浓H 2 SO 4的作用是: 加热方式: 水浴加热。(优点是便于控温,且能使反应物受热均匀) 装置 : + HONO 2浓H 2 SO 4 55 0 C60 0 C NO 2 + H 2 O 硝基苯 浓HNO 3 设问装置中的长导 管的作用是什么? 导气兼冷凝回流的作用 长导管的作用: 设问往反应容器中 加反应物和催化剂时 ,顺序应如何? 硝基苯:无色有苦杏仁气味的油状液体, 不溶于水,密度比水大。有毒。 小结先加浓HNO 3 ,再缓慢加入浓 H 2 S
9、O 4 ,待混合酸冷却后再加入苯 ,以防苯挥发及发生副反应。实验室制得的粗硝基苯因含有杂质往往呈淡黄色. 装置 : 设问如何除去粗硝基苯中的杂质? 小结除去杂质提纯硝基苯,可将 粗产品依次用水洗 NaOH溶液洗涤 再用蒸馏水洗,最后用分液漏斗 分液。 由于苯分子中的氢原子被硝基( - NO 2 )所取代, 故称为硝化反应。硝化反应也属于取代反应。设问NO 2 、NO 2 、NO 2 有何区别? 小结 NO 2 是一种具体的物质,可以独立存在 ; NO 2 是亚硝酸根原子团,带一个单位负电荷 ;NO 2 是一个中性的原子团,不带电,但不能 独立存在。 3、加成反应(与H 2 、Cl 2 等) +
10、 3H 2 催化剂 较难进行加成反应 请写出苯与Cl 2 的加成反应方程式。 3Cl 2 催化剂 H Cl Cl Cl Cl H H H Cl H Cl H 六氯环己烷3 易取代 总结苯的化学性质: 1稳定,难被KMnO 4 (H + )氧化; 2 可燃; 4 能加成 2C 6 H 6+ 15O 212CO 2+ 6H 2 O 点燃 + Br 2Fe Br + HBr + HONO 2浓H 2 SO 4 55 0 C60 0 C NO 2 + H 2 O + 3H 2 催化剂对比与归纳 烷 烯 苯 与 Br 2 作 用 Br 2 试剂 反应条件 反应类型 与 KMnO 4 作 用 点 燃 现象
11、 结论 纯溴 溴水 纯溴 溴水 光照 取代 加成 Fe粉 取代 萃取 无反应 现象 结 论 不褪色 褪色 不褪色 不被 KMnO 4 氧化 易被 KMnO 4 氧化 苯环难被 KMnO 4 氧化 焰色浅, 无烟 焰色亮, 有烟 焰色亮,浓烟 C%低 C%较高 C%高苯的同系物: 分子结构中含有一个苯环,在分子组成上和苯相差一 个或若干个CH 2 原子团的有机物。 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 甲苯 邻二甲苯 乙苯 邻甲基乙苯 通式: C n H 2n-6 (n6)练习1可用分液漏斗分离的一组混合物是 A.硝基苯和酒精 B.溴苯和溴 C.苯和水
12、D.硝基苯和水 C D练习2将下列各种液体分别与溴水混合并振荡 ,静置后混合液分成两层,下层几乎呈无色的 是( )氯水 苯 l 4. KI E. 己烯 乙醇 B E练习3下列区别苯和己烯的实验方法和判断,都正 确的是( ) A分别点燃,无黑烟生成的是苯。 B分别加水振荡,能与水起加成反应生成醇而溶解 的是己烯。 C分别加溴水振荡,静置后溶液褪色的是己烯。 D分别加入酸性KMnO 4 溶液,振荡,静置后水层紫色 消失的是己烯。 CD与 Cl Cl Cl Cl _(是,不是)同一种物 质,理由是_ 由此可见,能证明苯分子中不存在C-C、C=C交 替排布的事实是_ 是 苯环的碳碳键完全相等。 苯的邻
13、二氯代物只有一种 练习4 将溴水与苯充分混合振荡,静置后观察到的现 象是_ 这种操作叫做_。欲将此溶液分开,必须使 用到的仪器是_。将分离出的苯层置于一 试管中,加入某物质后可产生白雾,这种物质是 _,反应方程式是_ 溶液分层;上层显橙色,下层近无色 萃取 分液漏斗 Fe(或 FeBr 3 ) + Br 2FeBr 3 Br + HBr 练习5 练习6苯的二溴代物有三种,则四溴代物有( ) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 C练习7 燃烧1L丙烯和苯蒸汽的混合气体,生 成同状况下6L的水蒸气,则两种气体在混合气 中的质量比为( )A、 1:2 B、 2:3 C、 6:1 D、 任意比 D小结本节课我们通过观察分析认识了苯的物理性质 ,了解了苯的组成和结构特征,苯分子中碳碳原子结 合是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键,能像 烷烃那样易发生取代反应如与溴的取代、硝化反应、 磺化反应等,加成反应虽不如烯烃那样容易但在特殊 条件下也能进行加成,如与氢气的加成。当然作为有 机物,苯还易燃烧,但会有浓烟,而其他氧化反应不 易进行,如不能使酸性KMnO 4 溶液褪色。