1、专题 3 常见的烃第二单元 芳香烃教材梳理与拓展教材梳理知识点一 从芳香族化合物分类中辨析相关概念1. 芳香族化合物：分子里含有一个或多个苯环的化合物。2. 芳香烃：分子里含有苯环的烃。3.苯的同系物：分子里有且只有一个苯环，苯环上的侧链全为烷烃基的芳香烃。苯的同系物的通式为 CnH2n6 。4.多环芳烃：分子中含有两个或两个以上的苯环，根据苯环的连接方式不同，又可分为三类：多苯代脂烃、联苯和联多苯、稠环芳烃。多苯代脂烃可看作是脂肪烃中两个或两个以上氢原子被苯取代的化合物，如二苯甲烷、三苯甲烷等。联苯和联多苯分子中两个或两个以上的苯环直接互相连接。苯环之间通过共用苯环的若干条环边而形成的芳香烃
2、，称为稠环芳烃，如萘、蒽等。知识点二 苯的结构与性质1苯的结构苯的分子式是C 6H6，结构简式为 或苯分子为平面正六边形结构，各键角都相等，均为120。六角环上的碳碳之间的键完全相同，是介于单键与双键之间的一种独特的键。这可以从以下事实中得到证明：反应热比较：（g）H 2（g） （g） ；H119.6kJmol 1（g）2H 2（g） （g） ；H237.1kJ mol1（g）3H 2（g） （g） ；H 208.4 kJ mol1 是同一种物质而非同分异构体。苯不能通过化学反应使高锰酸钾酸性溶液、溴的四氯化碳溶液褪色，但在催化条件下能与H 2发生加成反应。苯环上6个碳原子各有一个未参加杂化的
3、2p轨道，它们垂直于环的平面，相互平行重叠形成大键。每个碳碳键的键长相等，其数值介于碳碳单键和碳碳双键之间。由于大键的存在，使得苯环的结构变得十分稳定，难以发生加成反应和氧化反应，易于发生取代反应。2苯的物理性质和用途苯是没有颜色，带有特殊气味的液体。苯有毒，不溶于水，密度比水小，熔点为5.5，沸点为80.1。如果用冰冷却，苯就会凝结成无色的晶体。苯是一种很重要的有机化工原料，它广泛用来生产合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料、香料等，苯也常用作有机溶剂。3苯的化学性质苯的化学性质比较稳定苯环结构比较稳定，易取代，难加成（不能与溴水发生加成反应而褪色。 ） ，难氧化（易燃烧，其他氧化反应
4、一般不发生。常用的氧化剂如KMnO4、K 2Cr2O7、浓硫酸、稀硝酸等都不能使苯氧化） 。苯的取代反应饱和烃的性质a. 苯与液溴的反应（实验探究）药品：苯、液溴和少量铁屑实验原理： + Br2 + HBr 3FeBr装置特点：和三颈烧瓶相连接的冷凝管在反应过程中起冷凝回流作用。导管末端接近锥形瓶中的液面，不能插入液面下，防止倒吸。实验现象：将苯、溴和铁粉混合后，很快会看到烧瓶中的混合液呈微沸状态。导管末端有大量的白雾产生。反应完毕后，往锥形瓶中滴入几滴硝酸银溶液和稀硝酸，振荡，有淡黄色沉淀产生。反应完毕后，向三颈烧瓶中加入 NaOH 溶液，烧瓶底部出现一种比水重、不溶于水的褐色油状液体。实验
5、探究结论：此反应为放热反应。苯与液溴发生了取代反应，生成了一种密度比水大、难溶于水的油状液体并有 HCl 生成。实验中的细节：溴为纯的液态溴（溴水与苯不反应，苯能萃取溴水中的溴） 。使用催化剂，无催化剂反应速率极慢。此反应真正起催化剂作用的物质是 FeBr3，液溴与铁粉相遇后，二者很容易反应生成 FeBr3。纯净的溴苯是不溶于水、密度比水大的无色油状液体。实验中制得的溴苯中因溶解了溴而显褐色。除去溴苯中溶解的溴的方法是用 NaOH 溶液洗涤，用分液漏斗分液。溴苯易溶于酒精等有机溶剂。苯分子里有六个化学环境相同的氢原子，在三卤化铁作催化剂时可发生溴代反应，生成一卤代苯、二卤代苯（主要是邻、对位取
6、代产物） 。b.苯的硝化反应（实验探究）药品：苯与浓硫酸和浓硝酸混合溶液实验原理：+HO-NO2 +H2O装置特点：要用水浴加热，以便于均匀受热并控制反应的温度，温度计一般应置于水浴之中；为防止反应物在反应过程中蒸发损失，要在反应器上加一冷凝回流装置，如右图所示。实验现象：浓硫酸、浓硝酸和苯混合液用水浴加热后，会看到试管底部出现一层油状液体。将油状液体倒入有大量水的烧杯中会看到水底出现一层淡黄色油状液体。探究结论：在浓 H2SO4 作用下，苯与硝酸发生了取代反应，生成了一种密度比水大、难溶于水的油状液体。实验中的细节：浓硫酸和浓硝酸混合的次序是：要将浓硫酸逐滴滴入浓硝酸中，且边加边搅拌，而不能
7、将浓硝酸加入浓硫酸中，其原理跟用水稀释浓硫酸相同。要向冷却后的混合酸中逐滴滴加苯，且边加边振荡，以防混合过程中产生大量的热，造成苯的蒸发。纯净的硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色油状液体，不溶于水，密度比水大。硝基苯有毒，它与人的皮肤接触或蒸气被人体吸收，都能引起中毒。硝基苯易溶于酒精和乙醚，洗去人体皮肤上硝基苯的常用试剂是酒精。在此反应中浓 H2SO4 作催化剂和吸水剂。采用水浴加热，受热均匀，便于控制温度在 5060。该反应副反应多，在 60时生成硝基苯，100110时生成间二硝基苯。硝基苯中混有硝酸、硫酸、NO 2 等，用稀 NaOH 溶液洗涤，用分液漏斗分液可以除去它们。加成反应： +3
8、H2 (环己烷)燃烧反应2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O 苯在空气中燃烧生成CO 2和水，燃烧时火焰明亮带浓 点 燃烟。知识点三 苯的同系物 1.结构特点：含有一个苯环结构，侧链为烷烃基，通式为： C nH2n-6(n6)。2.物理性质简单的苯的同系物（如甲苯、二甲苯、乙苯等） ，在通常状况下都是无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水小，易溶于有机溶剂，其本身也是有机溶剂。3.化学性质侧链和苯环的相互影响：苯的同系物中，既含苯环，又含烷基，两者会相互影响，所以苯的同系物的性质，不完全是苯和烷烃的性质之和；苯环对侧链的影响，使侧链烷烃基变得活泼了；反之，COOH酸性 KMn
9、O4 溶液R侧链对苯环也有影响，使苯环上的氢原子变得活泼了。 取代反应侧链烷烃基影响了苯环，使苯环上更易发生取代反应。甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合酸在 30时主要获得邻硝基甲苯和对硝基甲苯两种一取代产物，100时则生成不溶于水的淡黄色针状晶体2，4，6- 三硝基甲苯（俗称 TNT，是一种烈性炸药） 。+ 3HONO 2 + 3H2O注意：在苯环上发生的取代反应，因为苯环上相对位置的不同，会产生同分异构体。控制反应温度和硝酸的用量，可以得到不同的硝化产物。 氧化反应苯环影响了侧链烷烃基，使烷烃基比烷烃的性质活泼，易被氧化。若与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子，则无论 R 中碳原子个数有多少， R
10、都被氧化为 COOH，此类苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色。苯不能被 KMnO4（H ）溶液氧化，苯的同系物（侧链与苯环相连的第一个碳原子上有氢原子）可使酸性 KMnO4 溶液褪色。利用此性质可鉴别苯和苯的同系物。燃烧反应与苯的燃烧相似，燃烧时发出明亮的带浓烟的火焰，其燃烧通式为：CnH2n6 O2 nCO2（n3）H 2O3n 32 点 燃 加成反应：有苯环就能与 H2 发生加成反应，只是比烯烃、炔烃要困难。苯和苯的同系物都不能与溴水反应而使溴水褪色，但 Br2 易溶于其中，可作为萃取剂将溴水中的溴萃取出来。知识点四 芳香烃的来源与应用以及对健康的危害1. 芳香烃的来源芳香烃最初来源于煤焦
11、油中。随着石油化学工业的兴起，现代工业生产中芳香烃一方面来源于石油化学工业中的催化重整和裂化；另一方面，大量的乙苯和异丙苯主要采用乙烯、丙烯和苯合成得到。+ CH2=CH22. 芳香烃的应用苯是生产苯酚、硝基苯、苯胺、环基烷、二氯苯、氯苯、苯乙烯等重要有机化合物的原料，乙苯是制造苯乙烯（用于合成橡胶）的原料。苯及其同系物是黏合剂、油性涂料、油墨等的溶剂。（丁苯橡胶）3. 芳香烃对健康的危害苯蒸气有毒。制鞋、皮革加工业、箱包、家具制造中使用的黏胶剂和喷漆、油漆工作中使用的溶剂都含有苯或苯的同系物，因此从事上述职业的人群要加强防范，避免苯中毒。 人若长期接触或吸入稠环芳烃如萘(俗称卫生球，过去常用
12、来驱虫防霉 )等则会致癌。R + 3H2 催化剂 R教材（课本第 56 页）答案与提示1. （1）（2） + 2HNO3 2 + 2 H2O（3）（4）2. 试剂：溴水实验步骤：取两支小试管，各取 1mL 己烯和 1mL 苯分别加入小试管内。分别滴加几滴溴水，振荡、静置。现象：一支试管内溶液分层，上层为橙红色。另一支试管内为无色，下层有油状物形成。结论：能使溴水褪色的为己烯，不能使溴水褪色的为苯。3. （乙苯） 、 （1，2-二甲苯） 、（1，3-二甲苯） 、 （1，4-二甲苯） 。解析：用“商余法”知，106 除以 12 得 8 余 10，得烃的分子式为 C8H10，这应该是苯的同系物，根据
13、同分异构体的书写方法找出答案。4. （1） 和 CH2CH 2 （2） 和 CH2CHCHCH 25. （1） （2）蒽（ ）与菲（ ）分子式均为 C14H10，但结构不同，因此二者互为同分异构体。（3）可将菲（ ）的结构简式写为 ，可以看出该分子中有 5 种不同的氢原子，因此菲的一氯取代产物可能有 5 种，结构简式分别为： 、 、 、 。6. A 为 CH2CHCH CH 2，B 为 。n(C)n(H)= =7.40811.1 11.498 2312%9.8.8均 除 以 7.408 均 乘 以 2 化合物 A 和 B 的最简式为 C2H3，A 为气态，则 A 的分子式为 C4H6，因为 A 和 B 的相对分子质量之比为 13，所以 B 的分子式为 C12H18。由题意知 A 为 CH2CHCHCH 2。B 作为芳香烃，应该是苯的同系物，由题意知，苯环上已经没有直接相连的氢原子，所以 B 的结构简式为 。
