化学：22《芳香烃》讲课

1、选修5有机化学基础第二章 烃和卤代烃1.什么叫芳香烃？分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃2.2.最简单的芳香烃是？最简单的芳香烃是？ 苯苯3.什么叫苯的同系物，代表物有哪些？一、苯的物理性质一、苯的物理性质1.1.无色，有特殊芳香气味的液体无色，有特殊芳香气味的液体2.2.密度小于水密度小于水3.3.不溶于水易溶于有机溶剂不溶于水易溶于有机溶剂4.4.熔点熔点5.5, 5.5, 沸点沸点80.180.15.5.易挥发（密封保存）易挥发（密封保存）6.6.苯蒸气有毒苯蒸气有毒一、苯的结构与化学性质一、苯的结构与化学性质 1 1、苯的结构、苯的结构 苯分子比例模型苯分子比例模型苯分子的大苯分子的大

2、键键模型模型苯分子中的苯分子中的 键键模型模型二、苯分子的结构式及结构简式二、苯分子的结构式及结构简式分子式分子式 ：C C6 6H H6 6( (不饱和不饱和) )结构简式：结构简式：或或CCCCCCHHHHHH结构式：结构式：（1）苯分子是平面六）苯分子是平面六边形的稳定结构；边形的稳定结构；（2）苯分子中碳碳键）苯分子中碳碳键是介于碳碳单键与碳是介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种独碳双键之间的一种独特的键；特的键；（3）苯分子中六个碳）苯分子中六个碳原子等效，六个氢原原子等效，六个氢原子等效。子等效。 结构特点：结构特点： 空间构型：平面正六边形空间构型：平面正六边形练习练习:(1)186

3、6:(1)1866年凯库勒提出了苯的单双键年凯库勒提出了苯的单双键交替的正六边形平面结构（如图所示）交替的正六边形平面结构（如图所示）, ,解解释了苯的部分性质释了苯的部分性质, ,但还有一些问题尚未解但还有一些问题尚未解决决, ,它不能解释的事实是它不能解释的事实是A A、苯不能使溴水褪色、苯不能使溴水褪色B B、苯能与、苯能与H H2 2发生加成反应发生加成反应C C、溴苯没有同分异构体、溴苯没有同分异构体D D、邻二溴苯只有一种、邻二溴苯只有一种A、D（2 2）现代化学认为苯分子碳碳之间的键是）现代化学认为苯分子碳碳之间的键是是介于单键和双键之间的一种独特的键是介于单键和双键之间的一种独

4、特的键2C6H6+15O2 12CO2+ 6H2O点燃点燃产生产生浓烟浓烟三、苯的化学性质三、苯的化学性质1.1.苯的氧化反应苯的氧化反应：在空气中燃烧：在空气中燃烧但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色2.2.苯的取代反应：（卤代、硝化、磺化）苯的取代反应：（卤代、硝化、磺化） （1）卤代反应苯在三卤化铁催化下可与苯在三卤化铁催化下可与ClCl2 2、BrBr2 2发生取代反应，生发生取代反应，生成一卤代苯、二卤代苯（主要是邻、对位取代产物）成一卤代苯、二卤代苯（主要是邻、对位取代产物）等。等。 2Fe+3Br2Fe+3Br2 2=2FeBr=2FeBr3 3 + Br2

5、Br + HBrFeBr3 + 2Br2 Br + 2HBrFeBr3 Br + 2Br2 Br + 2HBrFeBr3 Br 纯溴苯是无色液体，密度大于水。纯溴苯是无色液体，密度大于水。实验思考题：实验思考题：1.1.实验开始后实验开始后, ,可以看到哪些现象可以看到哪些现象? ?2.Fe2.Fe屑的作用是什么？屑的作用是什么？3.3.长导管的作用是长导管的作用是什么？什么？4.4.为什么导管末端不插入液面下？为什么导管末端不插入液面下？5.5.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？6.6.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使之恢复

6、纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使之恢复本来的面目？本来的面目？与溴反应生成催化剂与溴反应生成催化剂液体轻微翻腾，有气体逸出液体轻微翻腾，有气体逸出. .导管口有白雾，溶液中生成导管口有白雾，溶液中生成浅黄色沉淀。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体浅黄色沉淀。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体用于导气和冷凝回流用于导气和冷凝回流溴化氢易溶于水，防止倒吸溴化氢易溶于水，防止倒吸。苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，说明它们发生苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，说明它们发生了取代反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。了取代反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。因为未发生反应的

7、溴和反应中的催化剂因为未发生反应的溴和反应中的催化剂FeBrFeBr3 3混合在生成的溴苯中。混合在生成的溴苯中。用水和碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。用水和碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。 剧烈反应，有白雾生剧烈反应，有白雾生成，三颈烧瓶底部有成，三颈烧瓶底部有褐色油状物出现，加褐色油状物出现，加NaOHNaOH溶液后有红褐溶液后有红褐色沉淀生成色沉淀生成（2）硝化反应苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在50 50 6060时生成一时生成一取代硝基苯；当温度升高至取代硝基苯；当温度升高至100100110110时则生成二取时则生成二取代

8、产物间二硝基苯。代产物间二硝基苯。 + HNO3 NO2 + H2O浓硫酸浓硫酸5060 + 2HNO3 NO2 + 2H2O浓硫酸浓硫酸100110 NO2硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色的油状液体，硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色的油状液体，密度比水大。难溶于水，易溶于乙醇和乙醚。硝基密度比水大。难溶于水，易溶于乙醇和乙醚。硝基苯有毒（硝基苯与皮肤接触或它的蒸气被人体吸收，苯有毒（硝基苯与皮肤接触或它的蒸气被人体吸收，都能引起中毒），是制造染料的重要原料。都能引起中毒），是制造染料的重要原料。实验步骤实验步骤:先将先将1.5mL浓硝酸注浓硝酸注入大试管中入大试管中,再慢慢注入再慢慢注入2m

9、L浓硫浓硫酸酸,并及时摇匀和冷却并及时摇匀和冷却.向冷却后的酸中逐滴加入向冷却后的酸中逐滴加入1mL苯苯,充分振荡充分振荡,混和均匀混和均匀.将混合物控制在将混合物控制在50-60的条件的条件下约下约10min,实验装置如左图实验装置如左图.将反应后的液体到入盛冷水的将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中烧杯中,可以看到烧杯底部有黄色可以看到烧杯底部有黄色油状物生成油状物生成,经过分离得到粗硝基经过分离得到粗硝基苯苯. 粗产品依次用蒸馏水和粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤溶液洗涤,最后再用蒸馏最后再用蒸馏水洗涤水洗涤.将用无水将用无水CaCl2干燥后的干燥后的粗硝基苯进行蒸馏粗硝基苯进行蒸馏

10、,得到纯硝基苯得到纯硝基苯.3.加成反应工业制取环己烷的主要方法工业制取环己烷的主要方法+ 3Cl2催化剂催化剂ClClClClClClHHHHHH+ H2Ni环己烷环己烷苯的化学性质小结苯环结构比较稳定，易发生取代反应，苯环结构比较稳定，易发生取代反应，而破坏结构的加成反应和氧化反应比较困而破坏结构的加成反应和氧化反应比较困难。难。（易取代、（易取代、 能氧化、难加成）能氧化、难加成）二、苯的同系物1.1.定义定义: :通式：结构特点结构特点:只含有一个苯环只含有一个苯环,苯环上连结烷基苯环上连结烷基.苯环上的氢原子被烷基取代的产物苯环上的氢原子被烷基取代的产物CnH2n-6(n6) 常见的

11、苯的同系物常见的苯的同系物一CHCH3 3一一CHCH3 3CHCH3 3C7H8C8H10邻二甲苯甲苯一C2H5乙苯C8H101.1.比较苯和甲苯结构的异同点比较苯和甲苯结构的异同点, ,推测甲苯的推测甲苯的化学性质化学性质. .2.2.设计实验证明你的推测设计实验证明你的推测. .1.1.取苯、甲苯各取苯、甲苯各2 2分别注入分别注入2 2支试管中，支试管中，各加入各加入3 3滴滴KMnOKMnO4 4酸性溶液，充分振荡，酸性溶液，充分振荡，观察现象。观察现象。结论结论:甲苯能被酸性甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化溶液氧化COOHKMnO4H+CH阅读课本阅读课本P38实验实验2-2以下的内

12、容以下的内容思考思考:1.:1.甲苯与硝酸的反应和苯与硝酸的反应有什么不甲苯与硝酸的反应和苯与硝酸的反应有什么不同同? ? 2. 2.比较苯和甲苯与比较苯和甲苯与KMnOKMnO4 4溶液的作用溶液的作用, ,以及硝化以及硝化 反应反应的条件产物等的条件产物等, ,你从中得到什么启示你从中得到什么启示? ?2、化学性质： 1)1)取代反应取代反应( (可与卤素、硝酸、硫酸等反应可与卤素、硝酸、硫酸等反应) )CHCH3 3对苯环的影响使取对苯环的影响使取代反应更易进行代反应更易进行CH3NO2NO2O2NCH3浓硫酸浓硫酸 + 3HNO3+ 3H2O淡黄色针状淡黄色针状晶体，不溶晶体，不溶于水。不稳于水。不稳定，易爆炸。定，易爆炸。TNT2 2）氧化反应）氧化反应可燃性可燃性可使酸性高锰酸钾溶液褪色（可鉴别苯可使酸性高锰酸钾溶液褪色（