高考化学一轮复习 专题9第4单元 芳香烃课件 苏教版.ppt

第四单元芳香烃 专题九认识有机化合物常见的烃 2013高考导航 一 苯的结构和性质1 苯的结构 2 苯的物理性质无色有特殊气味的液体 密度比水小 不溶于水 有毒 3 苯的化学性质 二 芳香烃2 苯的同系物及其化学性质 1 概念 苯的同系物只有一个苯环 可以看成是苯环上的氢原子被烷基代替的产物 通式为 cnh2n 6 n 6 2 氧化反应 甲苯能使酸性kmno4溶液褪色 反应条件 与苯环直接连接的碳原子上连有氢原子 3 取代反应 由甲苯生成tnt的化学方程式为 4 多环芳烃 考点一苯分子独特的结构及其化学性质苯是一种高度不饱和烃 苯分子为平面正六边形结构 六个碳原子和六个氢原子位于同一平面上 分子中不存在碳碳单键 也不存在碳碳双键 而是一种介于单键和双键之间的独特的共价键 1 苯在催化剂 fe或febr3 作用下与液溴发生取代反应 说明苯具有烷烃的性质 2 苯能与h2在催化剂作用下发生加成反应 说明苯具有烯烃的性质 3 苯不能使酸性kmno4溶液和溴水褪色 由此可知苯分子中不存在碳碳双键 化学性质与烯烃有很大差别 即时应用1 2012 天津高三调研 以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图 1 苯转化为a的化学方程式是 其反应类型为 2 反应x的化学方程式为 3 有机物d在苯环上的二氯代物有 种同分异构体 4 图中 苯 e f 省略了反应条件 请写出e物质的结构简式 解析 由苯转化为a是苯的硝化反应 反应x是 cooh变为 cooch3的酯化反应 有机物d的结构简式是 其在苯环上的二氯代物有4种 对于 4 要依据 苯 a b 和 苯 c d 这2条转化链来认真分析 由第一条转化a链可知 若苯先硝化再引入 ch3 则 ch3在 no2的间位 由第二条转化链可知 若先卤代再引入 so3h 则 so3h在 br的对位 f水解得到 说明f中 cl 或 br 位于 no2的对位 苯 e f 应是先卤代再硝化 即e是 答案 考点二苯的同系物1 烷基与苯环的相互影响 1 烷基对苯环的影响 苯的同系物比苯更容易发生苯环上的取代反应 苯主要发生一元取代 而苯的同系物能发生邻 对位取代 如苯与浓h2so4 浓hno3混合加热 在60 时主要生成甲苯与浓hno3 浓h2so4混合加热 在100 下易生成2 4 6 三硝基甲苯 tnt 苯的同系物发生卤代反应时 在光照和催化剂条件下 卤素原子取代氢的位置不同 如 2 苯环对烷基的影响烷烃不易被氧化 但苯环上的烷基易被氧化 苯的同系物 与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 用此法可鉴别苯和苯的同系物 2 含苯环化合物及其同分异构体的书写 1 苯的氯代物 2 苯的同系物及其氯代物 甲苯 c7h8 不存在同分异构体 分子式为c8h10的芳香烃的同分异构体有4种 特别提醒 苯的同系物比苯更容易发生反应 是苯的同系物分子中苯环与侧链相互影响的结果 即时应用2 下列有关甲苯的实验事实中 能说明侧链对苯环性质有影响的是 a 甲苯与浓硝酸反应生成三硝基甲苯b 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色c 甲苯燃烧产生带浓烟的火焰 d 1mol甲苯与3molh2发生加成反应解析 选a 苯与浓硝酸硝化仅生成硝基苯 而甲苯的硝化反应可生成三硝基甲苯 说明苯环受甲基的影响更容易发生取代反应 b项说明是甲基受苯环的影响 容易被氧化 c d两项不存在侧链与苯环的影响问题 2012 嘉兴高三调研 可用来鉴别己烯 甲苯 乙酸乙酯 苯酚溶液的一组试剂是 a 氯化铁溶液 溴水b 碳酸钠溶液 溴水 c 酸性高锰酸钾溶液 溴水d 酸性高锰酸钾溶液 氯化铁溶液 解析 本题属于物质鉴别题 分析时应抓住检验试剂与被鉴别的试剂混合后能否产生不同的实验现象 由于前三种物质均不溶于水且密度均比水的小 甲苯 乙酸乙酯均不与溴水 fecl3溶液 na2co3溶液反应 故a b d三组中的试剂均无法将它们区别开 酸性kmno4溶液能氧化己烯 甲苯 苯酚而不与乙酸乙酯作用 可将乙酸乙酯区别开 再用溴水区别另外三种物质 能产生白色沉淀的是苯酚 能产生分层现象且有机层与水层均为无色的是己烯 分层但有机层呈橙红色的是甲苯 答案 c 跟踪训练 下列各组有机物中 只需加入溴水就能一一鉴别的是 a 己烯 苯 四氯化碳b 苯 己炔 己烯c 己烷 苯 环己烷d 甲苯 己烷 己烯 解析 选a 己烯能使溴水褪色 苯 四氯化碳均能萃取溴水中的溴 苯比水的密度小 油状液体在上层 四氯化碳比水的密度大 油状液体在下层 a正确 b项己炔 己烯均能使溴水褪色 错误 c项三种分子均比水的密度小 油状液体均在上层 c错误 同理d项中甲苯和己烷也无法鉴别 某药学杂志报道新合成了一种具有明显抗癌活性的药物 其结构如图所示 j是其同分异构体 j的合成路线如下 部分产物略去 请回答下列问题 1 写出该药物的分子式 它不可能具有的性质是 填序号 a 可溶于水b 能发生加成反应 c 能发生水解反应d 能发生取代反应 2 a的结构简式为 g的结构简式为 3 写出有关反应的反应类型 g b c d 4 写出下列反应的化学方程式 b k f i j 5 写出同时满足下列条件的i的所有同分异构体 分子中含有苯环 能发生银镜反应 苯环上的一氯代物有两种 解析 本题通过对有机物合成路线的设计 考查了醇 醛 酸 酯间相互转化的原理 审题时要认真研读题目给出的新信息及转化关系图中的信息 由h的性质反推g中存在 ch2oh 结合g的分子式可确定其为芳香醇 由b的性质及生成方式确定b中含有碳碳双键 从而可确定g的结构简式和b的结构简式 要特别注意题目中对a分子的描述 对f是油脂的水解产物之一的说明 该药物分子结构中存在苯环 故能发生加成反应 取代反应 但不能发生水解反应 又因分子中无亲水基团 如 cooh oh nh2等 故它不溶于水 由g的分子式 b的生成方式和h的性质知g应该是 b是苯乙烯 由h能发生银镜反应知h中含有醛基 则i是 由a的组成及核磁共振氢谱图特征知其结构为ch3chchch3 由f是油脂的水解产物之一且能与水以任意比互溶知f是甘油 再结合c与f间的转化过程知c是ch3chch2 结合已知信息 知d是ch2chch2cl 进一步推出e是ch2brchbrch2cl i与f发生酯化反应生成j i的同分异构体中含有醛基或由甲酸形成的酯基 即结构中一定有 cho或hcoo 再依此要点确定其他基团的组成形式 因苯环上的一氯代物有两种 故i的同分异构体结构中两种基团处于苯环的对位上 由此可确定满足条件的i的同分异构体一共有四种 名师指津 巧析芳香族同分异构体的数目 1 相对位置法 确定芳香族同分异构体数目的基础当苯环上有两个取代基时 它们在苯环上的位置关系有相邻 相间和相对三种 简称邻 间 对 当有三个取代基时 它们有相连 相偏 相匀三种位置关系 当取代基不同时 相连 相偏的方式不同也会导致同分异构体的产生 2 碳原子数目分解法 芳香酯同分异构体数目确定的 良方 确定酯的同分异构体时 将酯中碳原子数目分解成 酸中碳 芳香醇 酚 中碳 及 芳香酸中碳 醇中碳 使酸与醇 酚 中的碳原子数目之和等于酯中碳原子数目 是解决此类问题的 最佳方法 只是在分解中要注意芳香醇或芳香酸分子中碳原子数目至少有7个 酚类物质至少有6个碳原子 此外还要注意一点 若酸或醇中碳原子数目较多时 还要考虑酸或醇本身产生同分异构体的问题 其中芳香醇 芳香酸 酚类的同分异构体 又因苯环上取代基种类不同 数目不同 相对位置不同而产生同分异构体 3 对称分析法 简化芳香烃取代产物数目确定的 助手 确定芳香烃a在某种反应中能得到的同分异构体的数目 快速解决此类问题的方法是先写出a的结构简式 然后分析苯环上剩余碳 没有连接取代基的碳原子 的位置是否存在对称关系 处于对称位置上的碳原子 与其连接的氢原子被同一取代基取代后所得产物是相同的 下列有关石油 煤工业的叙述正确的是 a 石油的催化裂化属于石油化工b 石蜡是从石油减压分馏产品中提炼而得 c 煤中含有的苯 甲苯等芳香烃可由干馏产物煤焦油再分馏而得到d 煤化工产品如萘是苯的同系物 常见错误 选a 错因分析 1 常见错误分析出错原因是对石油工业概念不清 石油工业大致可分为石油炼制和石油化工 石油炼制主要是生产燃料油和润滑油 石油化工主要是以石油裂解气为原料生产化工产品 石油裂化主要目的是增加汽油产量 仍为石油炼制的一部分 石油的裂解主要获得裂解气 含h2 c2h4 c3h6 1 3 丁二烯等 再由此进行化工产品生产 2 其他错误分析 正确解答 石油的分馏分为常压分馏和减压分馏 石油的分馏产物仍然是一些混合物 对重油进行减压分馏得到石蜡油 润滑油 沥青等产品 答案 b 溴苯的制取苯与溴的取代反应 是苯的化学性质的重点内容 溴苯制取实验是有机化学与无机实验的很好结合 既可以考查苯与溴发生的反应类型 也可以考查实验设计 方案的评价等 考查此类实验也是高考命题方向之一 典例探究 用下面所示的a b c三种装置都可制取溴苯 请仔细分析三套装置的特点 然后回答下列问题 1 装置a c中长导管的作用是 2 c装置已连接好 并进行了气密性检验 也装入了合适的药品 接下来要使反应开始 对c应进行的操作是 3 a中存在加装药品和不能及时密封的矛盾 因而在实验中易造成的不良后果是 4 b中采用了双球吸收管 其作用是 反应后双球吸收管中可能出现的现象是 双球吸收管内液体不能太多 原因是 5 b装置存在两个明显的缺点 使实验的效果不好或不能正常进行 这两个缺点是 6 分析上面三套实验装置后 某研究性学习小组又设计了如下图制备溴苯的第四套装置d 请分析其优点 有分液漏斗 可以通过控制液溴的量控制反应的量 烧瓶上方的导气管较长 可以使反应液冷凝回流 解析 苯与液溴在fe催化作用下剧烈反应生成溴苯和hbr气体 该反应是放热反应 苯和溴都易挥发 则从导管中导出的气体中可能含有一定量的苯和溴蒸气 因此应用长导管对苯和溴蒸气进行冷凝回流 比较三个装置可知 只有b未采用长导管进行冷凝回流 但b用双球吸收管吸收了随hbr气体逸出的苯和溴 未被吸收的hbr进入agno3溶液 发生反应hbr agno3 agbr hno3 此处需注意 双球吸收管中的液体不能装得太多 否则ccl4易被导出的气体压入试管中 比较三个装置的优缺点可知 a装置易使溴和苯逸出而污染环境 而b装置中将导管直接插入agno3溶液中 容易发生倒吸 且溴蒸气与苯蒸气不能冷凝回流 d装置综合考虑了制溴苯实验中应注意的问题