1、第二单元 芳香烃,苯的结构与性质,新课标苏教版选修五 有机化学基础,芳香烃：,含有苯环的碳氢化合物,苯是结构最简单的芳香烃,一、苯的物理性质及用途,苯是一种无色、有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水，是重要的有机溶剂。熔点5.5，苯的沸点80.1 ，易挥发。,有毒，对人的神经系统、造血系统有伤害，甚至导致白血病。,危害:,用途：,苯主要运用于染料工业，是农药生产及香料制作的原料，苯作为溶剂和粘合剂运用于造漆、喷漆、制药、制鞋及家具制造业等。,苯的发现史,苯是在1825年由英国科学家法拉第首先发现的。他用蒸馏的方法将煤气灯中剩余的油状液体进行分离，得到一种新的液体，它实际上就是苯。当时法拉第将
2、这种液体称为“氢的重碳化合物”。,法国化学家日拉尔等人又通过实验确定了苯的相对分子质量为78，分子式为C6H6。苯分子中碳的相对含量如此之高，使化学家们感到惊讶。如何确定它的结构式呢？,德国化学家凯库勒对苯的结构进行了大量的实验分析之后认为：这是一个很稳定的“核”，6个碳原子之间的结合非常牢固，而且排列十分紧凑。凯库勒在提出了多种开链式结构，但又因其与实验结果不符而一一否定。1865年他终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键，最后他终于成功的提出了苯的结构，也就是我们现在所说的凯库勒式。,你知道吗？,凯库勒式,二、苯的结构探究,C6H6,分子式,苯分子中是否存在碳碳单键、碳碳双键交替结构呢
3、？,你能写出C6H6的可能具有的结构么？,1 CHC-CH2-CH2-CCH 2 CH3-CC-CC-CH3 3 CH2=CH-CH=CH-C CH 4 HCC-CH2-CH2-CCH 5 ,二、苯的结构探究,苯不能像烯烃那样使酸性KMnO4溶液褪色，也不能通过化学反应使溴水褪色。,1、用实验事实说明,往酸性KMnO4溶液中加入苯： 往溴水中加入苯：,上层无色，下层紫红色,上层橙红色，下层无色,2、用苯的邻位二取代物验证,研究表明，邻二甲苯不存在同分异构现象。,如邻二甲苯,等物质的量的环己烯、环己二烯和苯在加氢时放出的热量不成正比。,3、从能量的角度分析,苯环是一种稳定的特殊结构。,H=+28
4、.7kJmol -1,苯能量低,4、从键长的角度分析,碳碳单键键长：1.5410-10m 碳碳双键键长：1.3410-10m 苯分子中碳碳键长都相等，为1.4010-10m,拓展视野,苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。,苯分子中6个碳原子和6个氢原子都处于同一平面上，为平面正六边形，键角为120 。,三、苯的化学性质：,苯不能使KMnO4（H+） 溶液褪色，能与溴水发生萃取。,1、可燃,现象：火焰明亮，冒浓烟 （含碳量等于乙炔）,苯与液溴的反应探究,现象：1 向三颈烧瓶中加入苯和液溴后，反应迅速进行，溶液几乎“沸腾”，一段时间后反应停止2 反应结束后，三颈烧瓶底部出现红褐
5、色油状液体（溴苯）3 锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀4 向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀（Fe(OH)3）,注意： 1 纯净的溴苯应为无色，为什么反应制得的溴苯为褐色溴苯中溶解的溴单质2 最后产生的红褐色沉淀是什么Fe(OH)3沉淀，反应中真正起催化作用的是FeBr3,溴苯：无色油状液体，密度大于水,如何除去溴苯中混有的溴？,溴苯为无色液体，密度比水大,不 溶于水，易溶于有机溶剂,实验中溴苯 中溶解了溴显褐色,除溴苯中的溴用 NaOH溶液洗涤分液.,注意事项：,1、必须用液溴，不可用溴水,2、必须用铁粉作催化剂，但实际催化 作用的是FeBr3,3、苯、
6、溴、Fe屑等试剂加入烧瓶的 顺序是,苯 液溴 Fe屑,4、锥形瓶中导管末端不插入液面以下，防HBr倒吸,5.在三卤化铁作催化剂时，苯与氯气、溴单质可发生取代反应，生成一卤代苯、二卤代苯等。生成二卤代苯主要是邻位和对位取代产物,（2）苯的硝化反应,苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物共热到 60,现象：将反应后的 混合液倒入冷水中， 杯底有浅黄色油状 不溶物，并能闻到 苦杏仁味,+ HNO3,浓H2SO4,60,硝基苯,纯硝基苯为无色有苦杏仁气味的油状 液体,有毒,密度大于水，不溶于水,实 验制得的硝基苯因混有硝酸分解的NO2常 为淡黄色，为提纯硝基苯，一般将粗产 品依次用蒸馏水和NaOH溶液洗涤，分液。
7、,硝化反应：烃分子中的H原子被硝基取 代的反应。,硝基:-NO2(注意与NO2、NO2- 区别）,注意事项:,1、滴加酸的顺序是：先加浓硝酸再加浓硫酸，冷却到50以下，在不断振荡下逐滴加入苯。因为反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解。苯和浓硫酸在7080时会发生反应。,2、反应中浓硫酸的作用是：催化剂、吸水剂,3、使用水浴加热的目的：受热均匀， 容易控制温度。温度计水银球的位置， 必须悬挂在水浴中。,4、长玻璃导管的作用：导气兼冷凝回流；,(3)苯的磺化反应：,+ HO-SO3H,苯磺酸易溶于水的一元酸,5.苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60时生成一取代产物硝基苯，当温度升高至10011
8、0时则生成二取代产物间二硝基苯,3、特定条件下，苯的加成反应,苯不具有典型双键的加成反应性能， 不能使溴水褪色。但特殊情况下可以 发生加成反应。,+ 3H2,（环己烷，无色液体）,苯与氯气在紫外线照下可加成：,苯的性质特点小结：易取代、 难加成、难氧化,四、苯的用途：,合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料、香料等。苯也常用于有机溶剂,苯常从煤焦油中取得，大量的苯可从 石油工业获得。,五、芳香族化合物,分子里含有一个或多个苯环的化合物。,苯环是芳香族化合物的母体， 苯是最简单的芳香族化合物。,萘,芳香族 化合物,芳香烃,芳香烃的衍生物：硝基苯、溴苯等,苯及苯的同系物：甲苯等,稠环芳香烃：萘
9、、蒽等,芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃叫芳香烃。（芳香族化合物中的烃）,六、苯的同系物,1、苯的同系物的定义：只含有一个 苯环，且侧链为C-C的芳香烃。 如：甲苯、乙苯等。,2.通式：CnH2n-6 (n6),2、简单的苯的同系物的命名,甲苯,乙苯,邻二甲苯,间二甲苯,对二甲苯,3、苯的同系物的同分异构体,（1）注意邻、间、对位异构,（2）注意支链本身异构,写出C9H12属于苯的同系物的同分异构体,写出C10H14属于苯的同系物的其苯环上 只有一个侧链的同分异构体,4、苯的同系物的物理性质,通常情况下都是无色液体，有特殊 气味，密度小于水，不溶于水，易溶 于有机溶剂，本身也是有机溶剂。,
10、苯的同系物的各同分异构体中， 苯环上侧链越短，侧链在苯环上分布 越分散，熔沸点越低。,5、苯的同系物的化学性质,苯环与支链的相互影响使苯的同系物具有特性！,(1）氧化反应,a、燃烧,b、与苯不同，苯的同系物能被 KMnO4(H+)氧化,苯甲酸,注意：,1、因苯环影响侧链，使侧链易被氧化,2、无论碳链多长，都氧化成苯甲酸。,3、若与苯环直接相连碳上无氢原子则 不能被氧化。,4、可用此性质鉴别苯与苯的同系物。,（2）取代反应,a、苯的同系物的硝化反应,烷烃基对苯环的影响使苯环更易取代，苯环烷烃基的邻、对位易取代。,2,4,6-三硝基甲苯简称三硝基甲苯又叫TNT ：淡黄色针状晶体，不溶于水，烈性炸药
11、。,b、卤代反应,（和卤素反应，条件不同产物不同）,若Fe催化剂条件下：苯环上的氢被取代,产物以邻、对位取代为主,（氯气）,若光照条件下：侧链上的氢被取代,(3)加成反应,与溴水不反应，而萃取。,小结：在苯的同系物中，由于烃基与苯环的相互影响。使苯环上的氢原子更易被取代，而烃基则易被氧化。,对比与归纳,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KMnO4氧化,易被KMnO4氧化,苯环难被KMnO4氧化,焰色浅，无烟,焰色亮，有烟,焰色亮，浓烟,C%低,C%较高,C%高,归纳小结,烃,链烃,环烃,（脂肪烃）,烷烃,C,1、下列各组物质，可用分液漏斗分 离的是 （ ）A、酒精 B、溴水与水 C、硝基苯与水 D、苯与溴苯,3,课堂练习,3、已知分子式为C10H14的烃，不能使 溴水褪色，但可使酸性高锰酸钾褪色， 它的分子中只含一个烷基，它与液溴 在还原铁粉存在下，反应生成一溴代 物有3种，则此烷基的结构有（ ）种。,3,
