苯的结构和性质+高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

专题3常见的烃有机化学基础福州高级中学张华苯的结构和性质

已知苯的组成元素为碳、氢；碳氢的质量比为12︰1；蒸气密度为同温同压下乙炔气体密度的3倍。请确定苯的最简式和分子式。最简式CH、分子式C6H6苯的分子式的确定?

试根据“碳四价学说”和“碳链学说”写出C6H6的可能的结构简式，并设计实验来验证这些结构是否合理？链状（提示：考虑最多有几个叁键和双键）：CH≡C－CH2－CH2－C≡CH……CH2＝CH－CH＝CH－C≡CH……苯有什么样的结构呢？实验表明苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水反应褪色。这说明苯不存在叁键或双键结构

凯库勒在1866年提出两点假设：（1）苯的六个碳原子形成闭合环状，即平面六边形；（2）各碳原子间存在着单、双键交替形式。请据此假设书写苯的结构式和结构简式，并思考此结构是否合理？凯库勒式2.用取代产物验证

苯的邻位二取代物只有一种苯不能像烯烃、炔烃那样使酸性KMnO4溶液褪色，不能通过化学反应使溴水褪色。1.用实验事实说明往苯中加入酸性KMnO4溶液：往苯中加入溴水：上层无色，下层紫红色上层橙红色，下层无色苯的结构到底为何?相同碳原子数的环己烯、环己二烯和苯在加氢时放出的热量不成正比。3.从能量的角度探究能量越低，越稳定苯环是一种稳定的特殊结构4.从键长的角度分析碳碳单键键长：1.54×10-10m碳碳双键键长：1.34×10-10m苯分子中碳碳键长都相等，为1.40×10-10mX射线衍身法1H核磁共振谱表明苯分子中只有一种化学环境的氢原子，证明苯中每个碳都是相同的。5.从现代仪器测定苯结构分析——现代物理方法（光谱法、射线法、偶极距的测定）平面正六边形，键角120º6个碳碳键完全相同碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键苯的结构到底为何?分子式：C6H6最简式：CH结构式结构简式一、苯的分子结构球棍模型比例模型二、苯的物理性质无色液体，有特殊气味，熔点5.5℃，沸点80.1℃，易挥发，比水轻，不溶于水，是重要的有机溶剂。对人的神经系统、造血系统有伤害，可导致白血病。有毒:三、苯的化学性质

在通常情况下苯比较稳定，在一定条件下能发生氧化、取代、加成等反应。（1）氧化反应：现象：火焰明亮，带有浓烟a.燃烧2C6H6+15O212CO2+6H2O点燃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色b.不与高锰酸钾反应（2）取代反应a.苯的溴代反应条件：纯溴(液态)、催化剂+Br2Br+HBrFeBr3实验思考题：1.Fe屑的作用是什么？2.将反应液加入烧瓶后，烧瓶内有什么现象？这说明什么？3.冷凝管的作用是什么？与溴反应，作催化剂剧烈反应，轻微翻腾，有气体逸出。反应放热。用于导气和冷凝回流（或冷凝器）4.为什么导管末端不插入液面下？5.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？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？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。因为未发生反应的溴溶解在生成的溴苯中。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。b.苯的硝化反应b.苯的硝化反应苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60℃时生成一取代硝基苯。硝基苯：苦杏仁味,有毒,无色油状液体,密度大于水1.加热方法2.温度计的位置3.长导管的作用硝基苯+HNO3（浓）NO2+H2O浓H2SO450~60℃1.配制浓硫酸与浓硝酸混和酸时,是否可以将浓硝酸加入到浓硫酸中?为什么?2.为使反应在50-60℃下进行,常用的方法是什么?3.洗涤、分离粗硝基苯使用的主要仪器是什么?4.粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是什么?5.敞口玻璃管的作用是什么?浓硫酸的作用是什么?实验思考题C苯的磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反应）（3）苯的加成反应（与H2、Cl2)+3H2Ni环己烷加热+3Cl2催化剂ClClClClClClHHHHHH六六六苯易取代、难加成、可燃烧1.含义：苯的苯环上氢原子被烷基代替而得到的芳香烃。CH3|CH2CH3|CH3||CH3|CH3CH3|CH3CH3H3CH3C甲苯(C7H8)乙苯(C8H10)对二甲苯(C8H10)六甲基苯(C12H18)只含有一个苯环，且侧链为C-C单键的芳香烃。2.通式：CnH2n-6（n≥6）苯的同系物一般为无色液体，具有特殊气味、有毒、难溶于水，密度比水小，沸点随碳数增多而增大。3.苯的同系物的物理性质CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C邻-二甲苯间-二甲苯对-二甲苯沸点：144.40C沸点：139.10C沸点：138.40C邻间对沸点逐渐降低（1）氧化反应与苯环连接的碳原子上有氢时，苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色KMnO4溶液H+

苯环对侧链的影响：使侧链能被强氧化剂氧化区别苯和苯的同系物②与高锰酸钾（苯甲酸）4.苯的同系物的化学性质燃烧苯的同系物的氧化反应反应机理：

|—C—H|

O||C—OH|酸性高锰酸钾溶液烷基上与苯环直接相连的碳原子直接连氢原子

H|—C—H|H

H

||—C—C—

||

H

C|—C—C|C×（2）取代反应FeBr3光注意：条件不同，产物不同+Br2CH3|+HBr+Br2CH3|+HBra.甲苯的卤代b.甲苯的硝化反应2，4，6-三硝基甲苯简称三硝基甲苯，又叫TNTCH3||NO2C