2.3.1苯课件高二下学期化学人教版选择性必修3

衡阳市八中高二化学组

第二章烃第三节

芳香烃第一课时苯σ键

学习

目标第课时苯的结构与性质PART01PART02从化学键的特殊性了解苯的结构特点，进而理解苯性质的特殊性，培养宏观辨识与微观探析的能力。通过回顾苯的发现史，了解研究有机物的一般过程。根据“结构决定性质”，预测苯的化学性质，并能设计实验进行验证【新课导入】我国芳香油的利用具有悠久的历史，远在2300多年前，诗人屈原在《楚辞》中就写下了“蕙肴蒸兮兰藉”的诗文。在之后科学家的研究中发现，有芳香气味的物质中的很多化合物有一个共同的特点：含有一个相同的结构单元——苯环。在有机化学发展的初期，便有芳香族化合物这一分类，其是指具有芳香气味的物质。芳香烃：分子中含有苯环的碳氢化合物。一、苯的物理性质阅读课本：苯还有什么物理性质？（色、味、状态、毒性、挥发性、熔沸点、密度）苯是一种无色、有特殊气味的_______体，有毒，_____溶于水。苯易挥发，沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，常温下密度为____________。液不0.88g/cm3苯是一种重要的化工原料和有机溶剂1.苯的物理性质1825年，[英]法拉第从煤焦油中分离出“苯”，并向皇家学会报告：略带香味，常温为液态…18世纪中期，

[法]热拉尔等测得苯相对分子质量为78，确定分子式为C6H6，奥地利化学家洛施密特提出苯具有环状结构。不饱和程度很大三元环？四元环？五元环？六元环？二、苯的结构1865年，[德]凯库勒在分析了大量实验事实后认为，苯分子中的6个碳原子形成一个六元环，由碳原子以单、双键相互交替结合形成。你能根据所学的知识检验苯环是否存在碳碳双键么？二、苯的结构【实验2-1】酸性KMnO4溶液和溴水→实验视角实验操作

实验现象

液体分层，上层

色，下层_____色液体分层，上层

色，下层___色无紫红橙黄无萃取【结论1】苯分子不具有双键结构。

【结论2】苯不被酸性KMnO4溶液氧化，也不与溴水反应，但能萃取溴。二、苯的结构还能根据哪些角度去证明苯环并不属于单双键交替的结构呢？→同分异构体的视角阅读P43科学史话ClCl→X射线衍射法测定结构键长(pm,即10-12m)C—C154C==C133苯中碳碳键139苯每个碳碳键的键长相等二、苯的结构④分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。①6个碳碳键键长完全相同。②是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。⑤苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，在同一条直线上。③苯的6个氢原子所处的化学环境完全相同。2.苯的分子结构特点键角120°碳碳键的键长均为139pm二、苯的结构苯的成键特点120°碳原子均采取_____杂化，每个碳的杂化轨道分别与氢原子及相邻碳原子的_____杂化轨道以σ键结合，键间夹角均为_____，连接成六元环状。sp2sp2120°HHHHHH每个碳原子余下的p轨道_______碳、氢原子构成的平面，相互_________形成______键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。大π垂直于平行重叠苯的大π键结构使苯的性质比烯烃稳定。球棍模型空间填充模型苯的分子结构可表示为：苯分子的空间构型键线式二、苯的结构课堂练习1：在探索苯分子结构的过程中，人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图所示)，下列说法正确的是()A.五种物质均能与氢气发生加成反应B.b、c、e的一氯代物均有三种C.五种物质中，只有a分子的所有原子处于同一平面D.a、b、c、e能使溴的四氯化碳溶液褪色C

练习巩固三、苯的化学性质难易苯的特殊结构饱和烃的性质不饱和烃的性质取代反应加成反应苯的特殊性质大π键使苯分子中6个碳原子之间结合的更加牢固，使得与C相连的氢原子活动性增强。即一定条件下，苯分子中的C-H键可断裂，H原子可被其他的原子或原子团取代！当能量足够、条件适宜时，苯分子中的大π键也会被破坏，故，苯也可发生加成反应。在一定条件下还可发生氧化反应。三、苯的化学性质(1)氧化反应：2C6H6

＋

15O2

12CO2

＋

6H2O点燃①可燃性现象:火焰明亮，伴有浓重的黑烟(与乙炔相同)

【注意】①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯和溴水发生萃取而使之褪色。苯和溴水

——萃取

——物理变化苯和液溴

——是否反应？三、苯的化学性质(2)取代反应：Br2

①卤代反应

：苯与液溴在FeBr3催化下可以发生反应：苯环上的氢原子可被溴原子取代，生成溴苯FeBr3BrHBr↑Fe

H<0溴苯Fe3+作催化剂，无催化剂不反应无色液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水大液溴，不能用溴水浓溴水主要成份是HBrO3和HBr三、苯的化学性质【拓展延伸】实验室制备溴苯的实验装置液溴苯铁粉溴苯的制取实验装置【知识链接】

1.液溴是一种易挥发有剧毒的药品

2.液溴的密度比苯的大

3.溴与苯的反应非常缓慢，常用FeBr3作为催化剂

4.该反应是放热反应，不需要加热

5.反应最后苯和溴会有剩余，它们易挥发

6.

HBr的性质与HCl相似先加苯→再加液溴→最后加铁屑AgNO3溶液长导管的作用：导气、冷凝回流。导管末端不能伸入到液面中(防止倒吸)三、苯的化学性质【拓展延伸】实验室制备溴苯的实验装置实验现象：I)导管口有白雾产生

II)锥形瓶中出现浅黄色沉淀III)反应结束后烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部有油状

的褐色液体生成的HBr遇水蒸气产生AgBr沉淀溴苯中混有溴2Fe+3Br2=2FeBr3问题1：Fe屑的作用是什么？与溴反应生成催化剂三、苯的化学性质【拓展延伸】实验室制备溴苯的实验装置问题2：如何提纯溴苯？产物中可能含有溴苯、苯、HBr和Br2试剂：操作：目的：水分液除HBrHBr水溶液溴苯

苯、溴试剂：操作：目的：NaOH分液除Br2NaBr溶液NaBrO溶液溴苯苯溴苯苯蒸馏除苯操作：目的：①、水洗：除去溴化铁，氢溴酸②、NaOH洗涤：除去溴单质③、水洗：除去NaOH等无机物④、分液、干燥：除去水分⑤、蒸馏：除去苯Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O三、苯的化学性质问题3：哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？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。深度思考：用AgNO3溶液对HBr的检验结果是否可靠？为什么？不可靠，因为溴易挥发。紫色石蕊试液或AgNO3溶液AgNO3+HBr=AgBr↓+HNO3防止倒吸除去其中的溴和苯课堂练习2：(19国Ⅰ)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示，关于实验操作或叙述错误的是(

)A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开KB.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯D练习巩固三、苯的化学性质(2)取代反应：

②硝化反应：在浓硫酸作用下，苯在50~60℃还能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯HNO350~60℃浓硫酸NO2H2O硝基苯无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大HONO2HOH催化剂和吸水剂加热方式的比较水浴温度0-100­°C(水作为热浴物质)油浴温度100-250­°C(油作为热浴物质)沙浴温度400-600­°C(沙石作为热浴物质)加热时，待加热的物质通常置于容器内，容器置于热源上，有些容器，如玻璃容器和陶瓷容器，若直接置于热源上，则往往因受热不均，温升过快，产生炸裂，或因热传递不良，使加热物质受热不均匀。为此，对进入实验室的加热容器产品应进行热浴处理。所谓热浴，是将容器置于热浴物质内，让热浴物质的温度缓慢升高到一定程度，再让其缓慢冷却，从而达到改善容器热传递性能，使容器质底均匀的方法。在实验室常用的热浴方法：大鹿化学三、苯的化学性质【拓展延伸】苯的硝化实验装置50~60℃水浴加热温度计必须悬挂在水浴中浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到50-60℃以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡慢慢滴入反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸在75-80℃时会发生反应思考：纯净的硝基苯是无色的，为何反应得到的硝基苯为黄色？因为在硝基苯中溶有HNO3分解产生的NO2三、苯的化学性质【拓展延伸】苯的硝化实验思考思考：如何从上述粗产品中得到纯净的硝基苯？除杂：1）蒸馏水洗涤(除去NO2)2）NaOH溶液洗涤(除去未反应的硝酸和硫酸)3）蒸馏水洗涤(除去NaOH溶液及与其反应生成的盐)4）分液6）蒸馏(除去苯)产物→蒸馏水→NaOH→蒸馏水→分液→无水CaCl2干燥→蒸馏→纯物质5）无水CaCl2干燥三、苯的化学性质③磺化反应：苯与浓硫酸在70~80℃发生取代反应。(2)取代反应：HOSO3H苯磺酸SO3HHOH易溶于水，强酸磺酸基浓硫酸作用：反应物和吸水剂苯磺酸可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。磺化反应可用于制备合成洗涤剂。三、苯的化学性质(3)加成反应+H2催化剂(Ni)△环己烷3①苯与H2加成：②苯与Cl2在紫外线作用下加成六氯环己烷或(农药六六六)苯的大π键比较稳定，通常状态下不易发生加成反应(Pt或Ni作为催化剂并且加热)+3Cl2紫外线三、苯的化学性质注意：反应条件不同，反应原理相差很大。+Cl2

Cl

+

HCl

FeCl3取代反应加成反应三、苯的化学性质苯的化学性质小结：(2)可燃(1)稳定(3)易取代：(4)难加成：2C6H6+15O212CO2+6H2O点燃磺化反应与氢气、氯气加成不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。卤代反应硝化反应+HO-NO2

浓H2SO4500C—600CNO2+H2O+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H+H2O+Br2FeBr3Br+HBr总体来说，苯的化学性质是“易取代，能加成，难氧化”练习巩固课堂练习3：有关“苯宝宝”的表情包非常流行，如图：下列有关苯的说法错误的是A．苯分子结构中对位上的4个原子在一条直线上B．苯的结构简式可用表示

，说明含有3个碳碳双键C．苯的一氯代物有1种D．苯是一种碳原子的价键远没有饱和的烃B课堂练习4：下列关于苯的叙述正确的是（）A.常温下反应①不能进行,需要加热B.反应②不能发生,但是仍有分层现象,紫色层在下层C.反应③为加成反应D.反应④能发生,证明苯中是单双键交替结构B练习巩固5、某化学兴趣小组为探究苯与溴发生反应的原理，用如图所示装置进行了实验。根据相关知识回答下列问题：(1)实验开始时，关闭K2，开启K1和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液。过一会儿，在装置Ⅲ中可能观察到的现象是______________________________________。(2)整套实验装置中能防止倒吸的装置有________(填序号)。(3)苯与溴反应化学方程式：_____________________(4)该实验中采用冷凝装置，其作用是_________________________________(5)装置Ⅲ中小试管内苯的作用是_____________________________________(6)若实验时无液溴，但实验室有溴水，该实验____(填“能”或“不能”)成功。除去HBr中的Br2，防止干扰HBr的检验小试管中有气泡产生，液体变为棕黄色；广口瓶中有白雾出现，AgNO3溶液中有淡黄色沉淀生成Ⅲ和Ⅳ冷凝挥发出的苯和溴蒸气，减少苯和溴的损失能练习巩固6、某有机物分子结构如下关于该分子结构的说法正确的是(

)A.除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上B.除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上C.12个碳原子不可能都在同一平面上D.12个碳原子一定都在同一平面上C≡C−CH3CH3−HC═CH−B

练习巩固专题：原子共线共面问题一.明确五类结构模板专题：原子共线共面问题1．复杂有机分子共面情况的分析思路二、有机物原子共面、共线的分析方法③单键可以旋转，双键不能旋转②有机物分子中的氢原子被其他原子/原子团取代后，

取代前后的共面情况保持不变①以甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛的分子构型为基础，

将复杂的有机物分子拆分成几个部分。2.常见有机物结构的共面规律有机物结构共面规律甲烷型碳原子与其相连的4个原子为四面体结构，最多3个原子共面只要出现一个饱和碳原子，则该有机物中不可能所有原子共面乙烯型每出现1个碳碳双键，则该有机物中至少有6个原子共面

乙炔型每出现1个碳碳三键