1、苯、芳香烃 学案夏津一中 王英安课标解读课标要求 学习目标1、初步了解有机化合物的组成、结构、性质等方面的基础知识。2、认识实验在有机化合物研究中的重要作用，了解有机化学研究的基本方法，掌握有关实验的基本技能1、了解苯的组成和结构特征2、掌握苯及其同系物的化学性质3、了解芳香烃的概念及甲苯、二甲苯的某些性质4、通过苯的溴代或硝化反应与甲苯与酸性高锰酸钾溶液反应的比较，理解有机分子中基团之间的相互影响知识再现一、苯分子的组成和结构分子式：C 6H6 最简式（ ）结构简式： 或（ ） （凯库勒式）结构特点：苯分子为（ ）结构，碳碳键的键长、键角均（ ） ，键角 120，键长介于单，双键之间，苯分子
2、中的键是一种（ ）独特的键。二、苯的性质1、物理性质苯是一种（ ） 、有（ ）气味、有（ ）的液体，熔点 5.5、沸点 80.5，当温度低于（ ）苯凝结成无色晶体。比水轻，难溶于水，是常用（ ） ，苯是重要的有机化工原料。2、苯的化学性质苯分子的特殊结构决定了苯分子稳定性，常温下苯（ ）与溴水发生加成反应，也（ ）与酸性KMnO4 溶液反应，在一定条件下，苯能与 Cl2 溴单质浓度硫酸，硝酸等发生反应。易（ ）难（ ）难氧化：不能被酸性 KMnO4 溶液氯化燃烧产生大量的浓烟（ ） （写方程式）思考：通过怎样的实验证明苯分子中不存在碳碳单键、碳碳双键交替的结构？三、苯的同系物1、芳香烃：环烃中
3、分子中有（ ）的称为芳香烃苯的同系物：苯分子中的一个或几个氢原子被（ ）取代的产物通式 26()nCH芳香族化合物：分子里含有一个或多个苯环的化合物如： 等芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物的关系+（ ） Br+（ ）Fe +（ ） NO2+（ ）浓 H2SO455 60 +（ ） SO3H+（ ） +（ ） 催化剂加热、加压NO 2 0H2、苯的同系物的物理性质苯的同系物一般为无色液体，具有特殊气味，有毒， （ ）于水，密度比相对分子质量相近的烷烃及烯烃的（ ） ，但小于 1，其中甲苯、二甲苯常用作有机溶剂.3、苯的同系物的化学性质苯的同系物中含苯环和烷基，二者共同影响，使苯的同系物的性质不是
4、苯和烷烃的性质的简单相加。苯的同系物的化学性质与苯相似。取代（比苯更容易侧链对 的影响）说明：a 在CH 3作用下，苯环活泼性（ ）可被NO 2取代 3 个位置上的氢（两邻一对）b 产物叫三硝基甲基，又叫 TNT，黄色炸药c 浓 H2SO4 作用：催化剂，脱水剂（苯环上的 H 被取代）说明：产物除 外,还有 两种,可见苯环受甲基的影响,不同位置的碳原子上氢的（ ）不同.（烃基上的氢被取代）氧化反应燃烧： 2n-6222CH+OnC+HO点 燃被 色44KM():K()氧 化 使（苯环对 的影响）说明：a 烷烃不被 KMnO4（H +）氧化，但苯的同系物中，由于苯环的影响使烷基活泼性（ ）被KM
5、nO4（H +）氧化为（ ）基（COOH）b 若烷基不是一个碳时，氧化时也只氧化靠近苯环的碳原子若靠近苯环上的碳原子无氢原子，则（ ）被 KMnO4（H +）氧化c、若苯环上有 n 个烃基，则氧化后得到 n 元酸。 +3HONO 2 O2N +（ ）浓 H2SO4 NO2CH3NO2（TNT） CH3 CH3+X2 +（ ）Fe CH3 CH3CH3XX光 CH3+X2 （ ） l CH3+X2 （ ）+HClCH2CH3 COOH KMnO4（H +）CH 2CH3CH3COOHCOOH如： +4KMn0(H)思考：鉴别苯与甲苯的方法？加成反应说明：苯及其同系物能将溴水中的溴萃取，但不能发生
6、加成反应，萃取了溴的苯或苯的同系物在上层，呈橙色，水在下层。发生加成反应，苯及其同系物比烯烃、炔烃困难。四、苯的同系物同分异构现象书写苯的同系物的同分异构体时，苯环不变，变取代基的位置，变取代基碳链的长短。如 C9H12对应的苯的同系物有以下八种同分异构体。（ ） （ ） （ ） （ ）思考：写出分子式：C 8H10的苯的同系物的同分异构体的结构简式 五、两个重要实验 1、苯和溴 的取代反应（ ）说明：试剂加入顺序：先加苯，再加溴，最后加铁粉。长导管 b 段的作用：导气和冷凝。导气管 c 段出口不插入液面下的原因是：防止溶液倒吸，因 HBr 极易深于水。现象：导管出口有白雾（HBr 遇水形成）
7、 ；锥形瓶（d）中加 AgNO3溶液有浅黄色沉淀生成。烧瓶的橡胶塞用锡箔包住 ：原因防溴蒸气腐蚀胶塞。把反应后圆底烧瓶中混合液分离开的方法：把混合液倒入盛水的烧怀，底部有褐色不溶于水的液体（这是溶有溴单质的溴苯） ，再向其中加入 NaOH 溶液洗涤（除 Br2）后用分液漏斗分液即可，纯净的溴苯是无色不溶于水的液体。苯的用量不可太多，因苯、溴苯、溴相互溶解，当反应混合物倒入水中时不会在烧怀底部看到褐色液体。2、苯的硝化反应说明：试剂加入顺序是先加浓 HNO3再中浓 H2SO4，冷却后再加入苯，因为若先把浓 HNO3加到浓 H2SO4中易发生液体飞溅；两种酸混合时放出大量的热，易使 HNO3分解，
8、使苯挥发并会出现其他副反应。用水浴加热，温度计水银球应插入水浴中。水浴加热的好处：a 受热均匀，b 温度易控制。因测水浴温度，应把水银球放入水浴中。要与实验室制乙烯时温度计的位置区别开来； 无色有毒有苦杏仁味的油状液体，密度比水大。生成的 有黄色，原因是溶解了 NO2。除去方法；加 NaOH 后分液。典例解悟CH3CH3 +3H2Ni高温高压 CH3CHCH3CH2CH2CH3CH2CH3CH3CH2CH3 CH3 +Br2 Br+HBrFe NO2+HO NO2 NO2+H2O浓 H2SO4 NO2一、关于苯分子结构的考查例 1 能说明苯分子平面正六边形结构中碳碳键不是单双键相间交替的事实是
9、（ ）A、苯的一元取代物没有同分异构体B、苯的间位二元取代物只有一种C、苯的邻位二元取代物只有一种D、苯的对位二元取代物只有一种解析：如果苯分子是单、双键交替组成的环状结构，则苯分子的结构应为 ，那么苯的邻位二元取代物存在两种结构，即 和 。但是实际上苯的邻位二元取代物不存在同分异构体，说明苯分子中的碳碳键都是完全等同的。答案：C变形题苯环结构中，不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，可以作为证据的事实是：苯不能使酸性 KMnO4溶液褪色；苯中碳碳键的键长均相等；苯能在加热和催化剂存在的条件下跟 H2加成生成环已烷；经实验测得邻二甲苯仅有一种结构；苯在 FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应
10、，但不因化学变化而使溴水褪色（ ）A、 B、 C、 D、解析：如果苯分子中存在碳碳双键结构，则苯就会使酸性 KMnO4溶液褪色，使溴水因加成反应而褪色。同时苯的邻二甲基有可能分布在单键碳上，也可能分布在双键碳上，则结构就不是一种。故可以作为证据。答案：C例 2 在沥青蒸汽里含有多种稠环芳香烃，其中一些可视为同系物，如 A，B，C所示。它们都含有偶数个苯环结构。（1 ）该系列化合物中，相邻两化合物间递增的 值中的 n 和 m 的数值分别是 n= nmCH，m= ，其等差数列的公差为 。（2 ）该系列化合物的通式为 。（3 ）该系列化合物中第 25 个分子式是 。（4 ）该系列化合物分子中所含 C
11、、H 原子数的最大比值最接近于 （5 ）该系列化合物中所含碳元素的最大质量分数是 。解析：（1）根据上述三种化合物的结构简式，可知其分子式分别为 C10H8、C 16H10、C 22H12，从而可知这个等差数列的公差为 C6H2，其中 n=6，m=2 。（2 ）求通式要在分析前后两个分子式之差的基础上进行，令 n=1 时分子式为 C10H8，因等差数列的公差为 C6H2，则通式为 C6n+4H2n+6（n=1，2 ，3）或者根据其分子式分别为 C10H8、C 10+6H8+2、C 10+6+6H8+2+2 可知，每增加两个苯环，分子中就增加 6 个碳原子（故碳原子是 6n 倍增加） ，增加 2
12、 个氢原子（故氢原子是 2n 倍增加） ，则通式为 C6n+4H2n+6。（3 ）当 n=25 时，则分子式为 。65461546（4 ）该系列化合物分子中所含 C、H 原子数的最大比值可通过该化合物的通式求极限求得：XX XXA（萘） B（芘） C（蒽并蒽） 4603limli221nnCH（5 ）该系列化合物中碳的最大质量分数为 24361(64)362410%1010%,727C nnn 当 时， 的极大值为()C9.3二、关于同分异构体的考查例 3 二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体，可以用还原法制得三种二甲苯，它们的熔点分别如下：六种溴二甲苯的熔点/ 234 206 213 20
13、4 214 205对应还原二甲苯的熔点/13 54 27 54 27 54由此可推断熔点为 234的分子的结构简式为 ，熔点为 54的分子的结构简式为 。解析：对于数据题首先应该分析数据，找出规律。本题中第一行给出六种物质的熔点，而还原后只有 3个熔点数据，其中熔点为 206、204、205 的三种溴二甲苯还原后得到同一种二甲苯，其熔点为 54 ；熔点为 213和 214的两种二甲苯还原后也得到同一种熔点为27 的二甲苯，由此说明，有一种二甲苯的苯环上的一溴代物有三种，有一种二甲苯的一溴代物有两种，当然剩下的一种二甲苯的一溴代物只有一种。这样就把问题转化成了判断二甲苯的一溴化物的同分异构体数目
14、。二甲苯有三种：邻二甲苯，间二甲苯，对二甲苯，它们对应的一溴二甲苯的结构简式如下：所以，有三种一溴二甲苯的是间二甲苯，只有一种一溴二甲苯的是对二甲苯。答案： 三、关于实验的考查例 4 实验室用如图所示装置进行苯与溴反应的实验，请回答下列问题。（1 ）若装置中缺洗气瓶，则烧杯中产生的现象无法说明苯与溴的反应是取代反应，理由是：CH3CH3BrCH3CH3BrBrCH3CH3|Br CH3CH3|Br CH3CH3|CH3CH3 |BrCH3CH3|BrCH3CH3|CH CH3 =（2 ）反应后得到的粗溴苯中溶有少量的苯、溴、三溴苯、溴化铁和溴化氢。可通过以下操作除去：水洗；碱洗；水洗；干燥；。
15、其中，操作碱洗的目的是 完成操作干燥后，接下来的操作是 (填操作名称)(3)如果省略(2)中的操作，一开始就进行碱洗，会对后面的操作造成什么影响？（简要说明理由）解析：若装置中缺洗气瓶，则溴蒸气进入 AgNO3溶液中生成 AgBr 沉淀，无法确定溴与苯反应有 HBr 生成。粗溴苯中含溴、FeBr 3、HBr，苯等杂质,所以水洗目的是除去 FeBr3HBr 用碱洗的目的是除去溴及未除净的HBr，再水洗的目的是除去生成的 NaBr、NaBrO，接下来干燥是除去其中的水分，再接下来是除去苯，所需操作为蒸馏。很显然，一开始用碱洗的后果会生成 Fe（OH） 3沉淀，而使分离较难。答案：（1）溴与 AgN
16、O3溶液反应生成 AgBr 沉淀，无法确定溴与苯反应有 HBr 生成（2）除去粗溴苯中的溴和溴化氢；蒸馏（或分馏）（3）先用碱洗，溴化铁与碱反应生成 Fe（OH） 3沉淀，很难分离。夯实双基1、下列有机物中，属于苯的同系物的是（ ）A、B、C、D、 2、苯和浓硝酸在浓硫酸作用下发生反应：该反应属于（ ）A、加成反应 B、取代反应 C、消去反应 D、中和反应3、已知分子式为 C12H12 的物质 A 的结构简式为 ，A 苯环上的二溴代物有 9 种同CH3CH3|CH2CH 3CH2CH3 +HONO 2 +H2O浓 H2SO4 NO 2分异构体，由此推断 A 苯环上的四溴代物的同分异构体的数目有
17、（ ）A、9 种 B、 10 种 C、11 种 D、12 种4、不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是（ ）A、乙烯 B、乙炔 C、苯 D、甲苯5、已知 CC 单键可以绕轴旋转，结构简式为 的烃，含苯环且处于同一平面的碳原子个数至少为（ ）A、6 B、8 C、9 D、146、将下列液体分别与溴水充分混合并振荡，静置后上层液体呈现橙色，下层液体是无色的是（ ）A、CCl 4 B、苯 C、戊烯 D、KI 溶液7、工业上将苯的蒸汽通过赤热的铁合成一种可作传热载体的化合物，该化合物分子中苯环上的一氯代物有 3 种，l mol 该化合物催化加氢时最多消耗 6 mol 氢气，判断这种化合物可能是（ ）A、 B
18、、 C、 D、8、萘环上碳原子的编号如 I 式，根据系统命名法，式可称为 2-硝基萘，则化合物的名称应是（ ）A、2 ，5-二甲基苯 B、1，4-二甲基苯C、 4，7-二甲 D、1 ，6-二甲基苯9、下列物质中由于发生化学反应而能使溴水褪色，又能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是（ ）A、SO 2 B、C 2H5CH=CH2C、 D、 10、将 ag 聚苯乙烯树脂溶于 bL 苯中，然后通入 c mol 乙炔气体，所得混合液中碳氢两元素的质量比是（ ）A、6 ：1 B、12 ：1 C、8：3 D、1 ：1211、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、
19、用 10%NaOH 溶液洗、水洗，正确的操作顺序是（ ）A、 B、 C、 D、 CHO1 2345678NO CH 3CH3CH3CH3 CH3 CH2=CH CH=CH2CH=CH2CH 2CH312、如图所示为实验室制取少量溴苯的装置，回答下列问题：（1）烧瓶 A 中装的物质为 ，发生反应的化学方程式为 。（2）导管 B 的主要作用是 。（3）导管 C 处附近会了现白雾，其原因是 。（4）反应后，向锥形瓶中滴加 AgNO3溶液时，观察到的现象是 ，相应的离子方程式为 。（5）反应后，将烧瓶 A 中的液体倒入盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有 色的油状液体，带颜色的原因是 ，可用 的方法将颜色除去
20、。13、已知： ；()RBrOHR水 解 表 示 烃 基苯环上原有取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。如下所示是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系：（1）写出 A 转化 B 的化学方程式： 。（2）图中 省略了反应条件，请在、上方的方框里填写对应物质的结构简式。14、已知在催化剂作用下，苯和卤代烃反应可以在苯环上引入烷烃基，生成苯的同系物。如现从苯出发制取十二烷基苯，再进一步制取合成洗涤剂十二烷基苯磺酸钠，分子式为提供的原料除苯外，还有水、浓硫酸、十二烷、食盐及催化剂等，试用化学方程表示此制取过程。（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） ；能力提高1、可用来鉴别已烯、甲苯
21、、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是（ ）A、氯化铁溶液、溴水 B、氯化钠溶液、溴水 +CH3CH2Cl 催化剂 C2H5+HClH25C12 SO 3NaC、酸性高锰酸钾溶液、溴水 D、酸性高锰酸钾溶液、氯化钙溶液2、萘环上的位置可用 a、 表示，如： 下列化合物中 a 位有取代基的是（ ）A、 B、 C、 D、 3、菲是一种香烃，它的结构简式是 ，它可能生成一硝基取代物有（ ）A、4 种 B、5 种 C、6 种 D、10 种4、分子式为 C9H12 的芳香烃，其可能的结构有（ ）A、5 种 B、6 种 C、7 种 D、8 种5、充分燃烧某液态芳香烃 X，并收集产生的全部水恢复到室温时，得到水的
22、质量跟芳香烃 X 的质量相等，则 X 的化学式（ ）A、C 10H14 B、C 11H16 C、C 12H18 D、C 13H206、在 分子中，位于同一平面上的原子数最多可能是（ ）A、17 个 B、18 个 C、19 个 D、20 个7、烷基取代苯可以被 KMnO4 的酸性溶液氧化成 。但若烷基 R 中直接与苯环连接的碳原子上没有 CH 键，则不容易被氧化得到 。现有分子式是 C11H16 的一烷基取代苯，已知它可以被氧化的同分异构体有 7 种，其中的 3 种是：请写出其他四种的结构简式： 、 、 、 。8、 （ 1）今有 A、B、C 三种二甲苯，将它们分别进行硝化反应，得到的产物分子式都
23、是 C8H9NO2，但 A 得到两种产物，B 得到 3 种产物， C 只得到 1 种产物。由此可以判断 A、B、C 各是下列哪一结构，请将字母COOHCOOHa CH3 NO2| |NH2|SO3H HO CH2CH2CH（CH 3） 2CH=CHCCCF 3CH（CH 2CH3） 2CH2C（CH 3） 3 （ ） CH3CH3 填入结构式后面的括号中。（2）请写出一个化合物的结构式。它的分子式也是 C8H9NO2，分子中有苯环，苯环上有三个取代基，其中之一为羧基，但并非上述二甲苯的硝化产物，请任写一个 。高考聚焦1、 （ 04、广东）六氯苯是被联合国有关公约禁止或限制使用的有毒物质之一。下式中能表示六氯苯的是（ ）A、B、C、D、 2、甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的四个氢原子都被苯基取代得到的物质结构如右所示 ，对所得分子的描述中不正确的是（ ）A、分子式为 C25H20 B、其一氯代物共有三种C、所有碳原子一定都在同一平面内 D、此物质属于芳香烃类物质3、 （ 2004上海）人们对苯的认识有一个不断深化的过程。 （ ）CH3CH3Cl ClClClClClCl ClClClClClCHCCl ClClClClClCl ClClClClClCOOH （ ）CH 3CH3C
