xx5-2-2芳香烃

1、第二节第二节 芳香烃芳香烃 一、苯的结构与化学性质一、苯的结构与化学性质 1、苯的物理性质、苯的物理性质 通常是无色、带有特殊气味的液体，有毒，不溶于通常是无色、带有特殊气味的液体，有毒，不溶于 水，密度比水的小。水，密度比水的小。 2、分子结构、分子结构 (1)分子式：分子式：C6H6 不饱和度不饱和度4；最简式；最简式CH，含碳量高。，含碳量高。 燃烧有何现象？燃烧有何现象？ 2、分子结构、分子结构 (2)分子结构：分子结构： 凯库勒式凯库勒式 H H H H H H 120。 120。 0.1397nm 0.1397nm 0.110nm 资料：碳碳单键资料：碳碳单键 1.5410-10m

2、 碳碳双键碳碳双键 1.3310-10m 苯中的碳碳键均为苯中的碳碳键均为1.4010-10m 每个每个C上未参与杂化的上未参与杂化的p轨道轨道 垂直于苯环平面垂直于苯环平面, 彼此相互平彼此相互平 行行, 从侧面互相重叠从侧面互相重叠, 形成一形成一 个包括个包括6个电子离域的、封闭个电子离域的、封闭 (即首尾相连即首尾相连)的共轭的共轭键。键。 苯的分子模型苯的分子模型 2、分子结构、分子结构 (2)分子结构：分子结构： 苯中的苯中的C杂化方式为杂化方式为sp2 12原子共面，键角为原子共面，键角为120o，非极性分子。，非极性分子。 苯中的碳碳键键长均相等，介于单键与双键之间苯中的碳碳键

3、键长均相等，介于单键与双键之间 判据是什么？判据是什么？ 讨论：讨论：下列分子中下列分子中14个碳原子不可能在同一平面上的是（个碳原子不可能在同一平面上的是（ ） A、B、 C(CH3)3 C、 CH3 CH3CH3 D、 CH3 B D 3、苯的化学性质、苯的化学性质 苯环具有特殊稳定性：苯环具有特殊稳定性：易取代、能加成、难氧化易取代、能加成、难氧化 氧化氧化 反应反应 取取 代代 反反 应应 易燃烧易燃烧 火焰明亮，产生浓烈黑火焰明亮，产生浓烈黑 烟；烟；不能使酸性高锰酸不能使酸性高锰酸 钾溶液褪色钾溶液褪色。 OHCOO 222 612152 点燃 卤代卤代 反应反应 HBrBrBr

4、催化剂 2液溴，不能是溴水液溴，不能是溴水 硝化硝化 反应反应 OHNONOHO SOH 222 42 浓 硝基苯为无色，难溶于水，比水硝基苯为无色，难溶于水，比水 重，重，苦杏仁味苦杏仁味的油状有毒液体。的油状有毒液体。 水浴加热水浴加热5560 浓硫酸浓硫酸:催化剂、吸水剂催化剂、吸水剂 加成加成 反应反应 H2CH 催化剂 2 3 CH2 CH2 CH CH2 2 CH2 3Cl2 紫外光紫外光 C6H6Cl6 总结：总结：苯环具有特殊的稳定性，易取代，难加成，难氧化。苯环具有特殊的稳定性，易取代，难加成，难氧化。 特殊条件下可以特殊条件下可以 加成加成 37页页 思考与交流思考与交流

5、卤代反应：卤代反应：苯环上氢原子被卤素原子取代苯环上氢原子被卤素原子取代 HBrBrBr 催化剂 2 溴苯溴苯 现象：现象：未加入铁屑时无明显现象，加入铁屑后未加入铁屑时无明显现象，加入铁屑后 混合液逐渐沸腾剧烈反应。混合液逐渐沸腾剧烈反应。 长导管口出现白雾长导管口出现白雾 反应后，向锥形瓶内加入反应后，向锥形瓶内加入AgNO3，生成淡黄色沉淀，生成淡黄色沉淀 烧瓶内的液体倒入水中，有不溶于水的褐色油状液体烧瓶内的液体倒入水中，有不溶于水的褐色油状液体 长导管的作用：导气、长导管的作用：导气、冷凝回流冷凝回流。 注意：注意： 在制溴苯实验中加入的催化剂是铁屑，但实际起在制溴苯实验中加入的催化

6、剂是铁屑，但实际起 催化作用的是铁与溴反应生成的溴化铁。催化作用的是铁与溴反应生成的溴化铁。 纯净的溴苯是无色，比水重，不溶于水的液体，实验中纯净的溴苯是无色，比水重，不溶于水的液体，实验中 制取的溴苯常因溶有少量溴而显褐色，除去溴以提纯溴苯的制取的溴苯常因溶有少量溴而显褐色，除去溴以提纯溴苯的 方法是用稀碱水洗涤。方法是用稀碱水洗涤。 长导管的末端不插入液面以下，防止倒吸。长导管的末端不插入液面以下，防止倒吸。 硝化反应：硝化反应： 注意注意 ？温度计位置温度计位置 反应条件为反应条件为50-60，水浴加热；，水浴加热； 苯环上的氢原子被苯环上的氢原子被硝基硝基(NO2)所取代所取代 水浴液

7、面以下；水浴液面以下； 反应中浓硫酸起催化剂、吸水剂的作用；反应中浓硫酸起催化剂、吸水剂的作用； 硝基苯呈浅黄色，有酸性物质等杂质，提纯硝基硝基苯呈浅黄色，有酸性物质等杂质，提纯硝基 苯，用稀碱液洗；苯，用稀碱液洗； 无色、苦杏仁味、比水重、无色、苦杏仁味、比水重、 难溶于水、油状的有毒液体难溶于水、油状的有毒液体 磺化反应：磺化反应： 注意注意: 反应条件为反应条件为70-80，水浴加热；，水浴加热； HO-SOHO-SO3 3H HSOSO3 3H+H+ 苯磺酸苯磺酸 二二. . 苯的同系物苯的同系物 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 H3C 连连三甲苯三甲苯

8、 偏偏三甲苯三甲苯 均均三甲苯三甲苯 邻邻二二甲甲苯苯 间间二二甲苯甲苯 对对二二甲苯甲苯 二二. . 苯的同系物苯的同系物 (一一)分子通式分子通式: CnH2n-6(n6) (二二)分子结构特点分子结构特点: 一个苯环一个苯环直接连接直接连接烷烃基烷烃基 (三三)物理性质物理性质: 比水轻，难溶于水，随碳原子数的增多，熔沸比水轻，难溶于水，随碳原子数的增多，熔沸 点在增大，同碳原子时，依点在增大，同碳原子时，依邻、间、对邻、间、对沸点沸点降降 低低。 （四）化学性质（四）化学性质 2CnH2n-6+3(n-1)O22nCO2+2(n-3)H2O 点燃点燃 1、氧化反应、氧化反应 （1）燃烧

9、：）燃烧： 【实验探究实验探究】甲苯是否具有与甲烷、苯不同的化学性质呢？甲苯是否具有与甲烷、苯不同的化学性质呢？ 无明显变化无明显变化 无明显变化无明显变化 KMnO4(H+) KMnO4(H+) CH3H CH3 KMnO4(H+) 褪色褪色 O OHCR HKMnO )( 4 结论：结论： 苯环对甲基苯环对甲基( (侧链侧链) ) 产生影响，使侧链产生影响，使侧链 易被氧化。易被氧化。 氧化反应：氧化反应：苯的同系物能使酸性高锰酸钾褪色。苯的同系物能使酸性高锰酸钾褪色。 CH3 KMnO4 + H2SO4 R KMnO4(H+) COOH 注意：注意： （1）-R无论大小，被无论大小，被K

10、MnO4(H+)氧化成氧化成-COOH （缩短碳链）（缩短碳链） （2）与苯环相连的烃基）与苯环相连的烃基C上有上有H才能被才能被KMnO4(H+)氧化氧化 思考：思考：对二甲苯与酸性高锰酸钾的反应。乙苯呢？对二甲苯与酸性高锰酸钾的反应。乙苯呢？ 应用：应用：可用可用KMnO4(H+)区分苯及其同系物区分苯及其同系物 2、取代反应、取代反应 （1 1）硝化反应：）硝化反应： 苯环上烷基的定位效应：邻、对位。苯环上烷基的定位效应：邻、对位。 +HO-NO2(浓浓) CH3 NO2 CH3 NO2 CH3NO2 浓硫酸浓硫酸 +H2O CH3 30 结论结论: :甲基甲基( (侧链侧链) )对苯环

11、产生影响对苯环产生影响 , ,使苯环更易取代。使苯环更易取代。 CH3 +3HO-NO2(浓浓) 浓硫酸浓硫酸 CH3 O2N NO2 NO2 +3H2O (TNT) 主要主要 讨论讨论1、研究表明，所得产物的比例如下：邻位、研究表明，所得产物的比例如下：邻位58%，对位，对位38%， 间位间位4%，你觉得说明了什么？，你觉得说明了什么？ 讨论讨论2、对比甲苯和苯的反应条件，可以得出什么结论？、对比甲苯和苯的反应条件，可以得出什么结论？ （2）卤代反应：）卤代反应： 思考：甲苯的一卤代物有几种？思考：甲苯的一卤代物有几种？ 注意条件！注意条件！ +Cl2 CH3CH2Cl Cl 条件一 +Cl

12、2CH3 CH3 条件二 请问：条件一和条件二分别指的是什么条件？请问：条件一和条件二分别指的是什么条件？ 条件一：光照条件一：光照 条件二：条件二：FeCl3 （2） 卤代反应卤代反应 苯环上苯环上 +HBr CH3 +Br2(l) CH3 Br CH3Br CH3 Br FeBr3 侧链上侧链上 CH3 +Br2(g) 光照光照 CH2Br+HBr 苯苯 的的 同系物同系物 + Br2 气态、光照：气态、光照： 侧链上的取代侧链上的取代 液溴、铁屑：液溴、铁屑： 苯环上的取代苯环上的取代 溴水：溴水： 萃取溴水中溴使溴水颜色变浅。萃取溴水中溴使溴水颜色变浅。 对比总结化学性质：苯的同系物与

13、苯对比总结化学性质：苯的同系物与苯 侧链侧链 易被强氧化剂氧化易被强氧化剂氧化 （1）邻、对位）邻、对位 易取代，易取代， （2）烷烃基也）烷烃基也 可取代可取代 苯：苯： 易取代、易取代、 能加成、能加成、 难氧化难氧化 苯的同系物：苯的同系物： 练习练习1：甲苯的一氯代物有几种？甲苯的一氯代物有几种？ 甲苯与氢气完全加成后的产物一氯代物有几种？甲苯与氢气完全加成后的产物一氯代物有几种？ 练习练习2：某烃分子式为某烃分子式为C8H10，能使酸性高锰酸钾褪色，能使酸性高锰酸钾褪色， 但不能使溴的四氯化碳溶液褪色。但不能使溴的四氯化碳溶液褪色。 符合此条件的烃有符合此条件的烃有 种。种。 若一溴

14、代物若一溴代物2种，结构简式为种，结构简式为 。 若苯环上的一溴代物若苯环上的一溴代物2种，结构简式为种，结构简式为 。 若苯环上的一溴代物若苯环上的一溴代物3种，结构简式为种，结构简式为 。 阅读阅读39页页 芳香烃的来源及其应用芳香烃的来源及其应用 若一溴代物若一溴代物3种，结构简式为种，结构简式为 。 三三. 稠环芳香烃稠环芳香烃 蒽蒽 菲菲萘萘 由两个或两个以上的苯环共用相邻的由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个碳原子个碳原子 而成的芳香烃，称为稠环芳香烃。而成的芳香烃，称为稠环芳香烃。 它们的分子式分别是？是它们的分子式分别是？是 同系物吗？同系物吗？ 1 2 3 4 5 6 7 8

15、 萘 萘的、位等效萘的、位等效 、位等效、位等效 练习练习4：给下列物质命名给下列物质命名 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 1，4-二甲基萘二甲基萘 1，5-二甲基萘二甲基萘 2 2- -甲甲基基萘萘 1 2 3 45 6 7 8 9 10 蒽 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 菲 练习：练习：萘环上的碳原子的编号如萘环上的碳原子的编号如(I)式，根据系统命式，根据系统命 名法，名法，()式可称式可称2硝基萘，则化合物硝基萘，则化合物()的名称的名称 应是（应是（ ） 1 2 3 45 6 7 8 CH3 CH3 NO2 (I)(I)()()()() A. 2，6二甲基萘二甲基萘 B. 1，4二甲基萘二甲基萘 C. 4，7二甲基萘二甲基萘 D. 1，6二甲基萘二甲基萘 练习：练习：已知萘分子的结构简式为已知萘分子的结构简式为 试回答：试回答： （1）萘的分子式为：）萘的分子式为： _ （2）萘分子中的一个氢原子被氯原子取代，所得一）萘分子中的一个氢原子被氯原子取代，所得一 氯代物有氯代物有_种。种。 （3）二氯代