第二章烃第三节芳香烃第2课时苯的同系物课件下学期高二化学人教版选择性必修3

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芳

香

烃

第2课

时

苯的同系物选择性必修三

化学家发现婆罗洲的石油成分与其他地区的不同，它含有很少的直链烃，它含有大量的苯和甲苯等芳香烃，正是适宜制造“TNT”烈性炸药的三硝基甲苯的基础成分。这位化学家们就是在对婆罗洲石油的化学成分进行分析之后才向世人提出历史性预言的。那么，“TNT”(三硝基甲苯)是怎么制备的呢？下面我们来认识以“甲苯”为代表的苯的同系物的性质。以下芳香烃中在组成上有什么特点？你能总结出它们的通式吗？结构特点：只有一个苯环且苯环侧链为烷基（饱和）通式：CnH2n-6—CH3—CH3—CH3—CH2CH(CH3)2一、苯的同系物苯的同系物是指苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物，其分子中有一个苯环，其通式为CnH2n-6（n≥7）。下列有机物属于芳香族化合物的有

，属于芳香烃的有

，属于苯的同系物的有

。①②③④⑥⑦⑧⑨②③④⑧⑨①—OH②—CH3③—CH3—CH3④CH=CH2⑤⑥—NO2⑦COOH⑧⑨芳香族化合物芳香烃苯及苯的同系物②③⑧【练习1】①一般为无色特殊气味的有毒液体②密度比水的小，不溶于水，易溶于有机溶剂，其中甲苯、二甲苯常用作有机溶剂。③随碳原子数增多，熔沸点依次升高，密度依次增大；苯环上的支链越多，熔沸点越低；④同分异构体中，苯环上的侧链越短，侧链在苯环上分布越散，

熔沸点越低。

间二甲苯>>

邻二甲苯对二甲苯144℃139℃138℃CH3CH3CH3CH3CH3CH3沸点：同分异构体：对称性越好，熔沸点越低！二、苯的同系物的物理性质三、苯的同系物的化学性质①由于苯和苯的同系物都含有一个苯环,

因此化学性质有相似之处。②由于苯的同系物比苯多了烷基侧链,

因此化学性质有不同之处。结构分析—CH3相似之处：①苯及其同系物都能燃烧且火焰明亮，伴有浓烟，放出大量热②都能与卤素单质、浓硝酸发生取代反应。③都能与氢气发生加成反应。燃烧反应通式：CnH2n-6+(3n-3)/2O2→nCO2+(n-3)H2O点燃实验2-2实验内容实验现象解释（1）向两只分别盛有2mL苯和甲苯的试管中各加入几滴溴水，静置（2）将上述试管用力振荡，静置溴易溶于苯和甲苯，会发生萃取都分层，上层为油状液体两试管均出现分层，上层橙红色，下层接近无色甲苯与苯均不与溴水发生反应；苯和甲苯的密度比水小苯甲苯苯甲苯振荡后实验内容实验现象解释（3）向两只分别盛有2mL苯和甲苯的试管中各加入酸性高锰酸钾溶液，静置（4）将上述试管用力振荡，静置苯不与酸性高锰酸钾反应；甲苯可以与酸性高锰酸钾反应盛苯的试管出现分层，下层为紫色；盛甲苯的试管为溶液褪色都分层，上层为油状液体甲苯与苯均不溶于水，密度均比水小实验2-2苯甲苯苯甲苯①可使酸性高锰酸钾溶液褪色。这是由于甲苯上的甲基被酸性KMnO4氧化的结果（侧链氧化）。结论：苯环对侧链影响：苯环活化侧链，使侧链易于氧化。酸性高锰酸钾溶液─CH3─COOH甲烷和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色不同之处一——氧化反应下列哪种苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色？√√××

H|—C—H|H

H||—C—C—

||

H

C|—C—C|C√×【练习2】规律2：烷基上与苯环直接相连的碳原子上必须连有氢原子才能被氧化。

思考与讨论：依据上述三个变化，你能发现什么规律？规律1：与苯环相连的烷基被氧化成羧基。反应机理：反应机理：|—C—H|

O||C—OH|酸性高锰酸钾溶液规律3：一个侧链变一个羧基。【练习3】CH3

|—C—CH3|CH3CH3||CH2—RCH3

|CH3—CH—CH3

|—C—CH3|CH3HOOC||COOHHOOC—KMnO4/H+1.产物是什么？2.如何鉴别苯和甲苯？3.如何除去苯中溶解的少量甲苯?KMnO4/H+(aq)COOH分液NaOH(aq)COONa苯甲苯苯苯＋Br2CH3FeBr3CH3—Br＋HBr↑或者BrCH3＋Br2CH3FeBr3＋HBr↑思考：光照条件下，甲苯和氯气能发生怎样的反应？写出可能的产物的结构简式。分离提纯这些有机化合物的方法是什么？＋Cl2CH3光照CH2Cl＋HCl↑一氯取代物其他的产物有：CHCl2CCl3(1)卤代反应苯环和侧链都能发生取代反应,但条件不同，取代的位置不同。作催化剂：取代苯环上的氢取代烃基上的氢特点：有机产物不唯一甲基使苯环的邻、对位活化，产物以邻、对位一取代为主不同之处二——取代反应2,4,6-三硝基甲苯甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下可以发生取代反应，生成一硝基取代物、二硝基取代物和三硝基取代物，硝基取代的位置均以甲基的邻、对位为主。其中生成三硝基取代物的化学方程式如下：—CH3对苯环的影响使取代反应更易进行淡黄色针状晶体，不溶于水。烈性炸药，应用于国防、采矿、筑路、水利建设等＋3HO—NO2CH3浓硫酸△＋3H2OCH3NO2NO2O2N注意书写规范简称三硝基甲苯，又叫TNT123456②硝化反应不同之处二——取代反应②硝化反应CH3浓HNO3、浓H2SO430℃浓HNO3、浓H2SO4110℃O2N−CH3−NO2NO2CH3−NO2CH3NO258%38%+温度不同，反应产物不同。硝基取代的位置以甲基的邻、对位为主。结论:侧链（烃基）影响了苯环，使苯环上的H(尤其是邻、对位)更活跃，易于取代不同之处二——取代反应【练习3】将甲苯与液溴混合，加入铁粉，其反应产物可能有①②③

④

⑤

⑥A.①②③ B.⑥ C.③④⑤⑥ D.全部都有√在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷，化学反应方程式为

（3）加成反应环己烷+3H2很困难催化剂△CH3|CH3|+3H2很困难甲基环己烷催化剂△它的一氯取代物有几种？①可燃性1.氧化反应:苯环与侧链的相互影响将使苯的同系物具有特性2.取代反应3.加成反应(较困难)侧链对苯环的影响，使邻位和对位上的H易被取代KMnO4（H+）——说明了苯环对侧链的影响，使侧链更易氧化②可使KMnO4(H+)溶液褪色归纳小结苯与苯的同系物在分子组成、结构和性质上的异同苯苯的同系物相同点结构组成①分子中都含有一个苯环②都符合通式CnH2n-6化学性质①燃烧时现象相同，火焰明亮，伴有浓烟②都易发生苯环上的取代反应③都能发生加成反应，都比较困难，与溴水不反应（萃取），与溴(CCl4)互溶不同点取代反应易发生取代反应，主要得到一元取代产物更容易发生取代反应，得到多元取代产物氧化反应难被氧化，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色易被氧化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色差异原因苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，苯环影响侧链，使侧链烃基性质变得活泼，而易被氧化。侧链烃基影响苯环，使苯环邻对位氢原子变得活泼，而易被取代【归纳总结】多苯代脂烃：苯环通过脂肪烃基连接在一起。联苯或联多苯：苯环之间通过碳碳单键直接相连。稠环芳香烃：由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子。萘C10H8蒽C14H10二苯甲烷联苯对三联苯——CH2—【资料卡片】

其它芳香烃【资料卡片】稠环芳香烃:

苯环间共用两个或两个以上碳原子形成的一类芳香烃.萘(C10H8)蒽(C14H10)苯并芘致癌物

萘是一种无色片状晶体，有特殊气味，熔点80℃，易升华，不溶于水。曾用于杀菌、防蛀、驱虫，因其有一定毒性，现已不再使用。萘是一种重要的化工原料，可用于生产增塑剂、农药、染料等。

蒽是一种无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯，是合成染料的重要原料。苯是黏合剂、油性涂料、油墨等的常用有机溶剂操作车间空气中苯的浓度≤40mg·m-3居室内空气中苯含量平均每小时≤0.09mg·m-3制鞋、皮革、箱包、家具、喷漆、油漆等工作引起急性中毒或慢性中毒，诱发白血病稠环芳烃致癌物质萘——过去卫生球的主要成分秸秆、树叶等不完全燃烧形成的烟雾中香烟的烟雾中【资料卡片】芳香烃的来源及危害:【课后练习】(1)苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物中都含有苯环，所以

是官能团(

)(2)符合CnH2n－6(n≥6)通式的烃一定是苯及其同系物(

)(3)相同物质的量的苯和甲苯与氢气完全加成时消耗的氢气的量相同(

)(4)苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色(

)(5)甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯，说明苯环对甲基产生了影响(

)××√××【思考与讨论】(1)在