2.3.1 苯 课件 高二下学期化学人教版选择性必修3

第三节

芳香烃第1课时苯高中化学

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选择性必修3柑橘类水果的果皮中含有芳香烃化合物，这种化合物对橡胶的溶解性很强，可瞬间溶解橡胶。芳香烃：分子中含一个或多个苯环的碳氢化合物，最简单的芳香烃为苯。课程目标1.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。2.通过实验探究活动，预测、验证并分析苯的化学性质。有人说我笨，其实并不笨，脱去竹笠换草帽，化工生产逞英雄。是分子中含有一个或多个苯环的一类烃。芳香族化合物：芳香烃：苯的同系物：是分子中含有苯环的化合物（一个或多个苯环）。分子中含有一个苯环，苯环上的侧链全部为烷烃基。—CH3CH=CH2——CH3—CH3甲苯

联苯

萘邻二甲苯苯乙烯苯甲酸COOHCl氯苯苯或观察下列有机化合物的结构特点，区分下列概念物理性质色味状态毒性水溶性挥发性熔点沸点密度无色、有特殊气味液体有毒不溶于水易挥发80.1℃5.5℃0.88g/cm3苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。一、苯的物理性质最简单的芳香烃—苯苯是一种对人体危害较大的化学品，人短期内吸入大量的苯可发生急性中毒，症状与酒精中毒相似。慢性苯中毒可引发再生障碍性贫血，还可引起白血病。苯中毒需要治疗的时间很长，往往花费大笔医疗费还难以治愈。

可怕的苯1825183418441861法拉第（英）煤气桶的剩余液体中发现苯，测定其最简式为CH米希尔里奇（德）制得苯，并对其正式命名日拉尔（法）确定其分子量为78，分子式为C6H6凯库勒（德）揭示了苯为正六边形单双键交替的结构二、苯的分子结构苯分子中是否有不饱和键？如何验证？【实验2-1】实验操作

实验现象

结

论液体分层，上层

色，下层_____色液体分层，上层

色，下层___色无紫红橙黄无苯不溶于水，密度比水小，溴在苯中的溶解度比在水中的大。苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不能与溴水反应。萃取苯分子中具有不同于烯烃和炔烃的特殊结构【同分异构体视角】苯分子具有不同于烯烃和炔烃的特殊结构若苯为单双键交替的结构，则邻二氯苯有2种同分异构体但实际上并不存在两种不同的邻二氯苯【X射线衍射法测定结构】苯分子具有不同于烯烃和炔烃的特殊结构20世纪，科学家用X射线衍射法证实了苯分子为平面正六边形。键长(1pm=10-12m)C-C154C=C133苯中碳碳键139六个碳碳键的键长相等，都是139pm，介于碳碳单键和碳碳双键之间证明苯分子中不是单键和双键交替的结构依据：1.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色2.苯不能使溴水褪色3.苯的邻位二元取代物只有一种

4.经测定，苯环上碳碳键的键长相等，都是1.39×10-10m5.经测定，苯环中碳碳键的键能均相等每个碳原子还剩余一个未参与杂化的p轨道，分别垂直于苯分子平面，六个p轨道相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。苯分子6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合，键间夹角均为120o，连接成六元环状。苯的成键特点p轨道σ键大π键HHHHHH④

分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。①

平面正六边形分子，6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。苯的分子结构特点键角120°139pm结构式结构简式实验式球棍模型填充模型C6H6分子式苯的分子结构CH结构简式为了纪念凯库勒，凯库勒式，现仍被使用。(凯库勒式）（鲍林式）三、苯的化学性质在通常情况下不易发生烯烃和炔烃所容易发生的加成反应，在一定条件下可发生氧化、取代和加成反应。1、苯的氧化反应：现象:火焰明亮，伴有浓重的黑烟(与乙炔相同)

方程式:2C6H6

＋

15O2

12CO2

＋

6H2O点燃(1)

苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色(2)

可燃性：大π键使苯环结构稳定，不易断裂(1)

溴代反应：溴苯，无色液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水大。溴苯

实验现象：2、苯的取代反应：——断裂C-H键①导管口有白雾产生生成的HBr遇水蒸气形成②锥形瓶中出现浅黄色沉淀产生AgBr沉淀硝酸银溶液③烧瓶底部有褐色不溶于水的液体生成。单质溴溶于溴苯使无色的溴苯呈褐色①实验中必须用液溴，不能用溴水。试剂的加入顺序为：苯→溴→铁粉②反应中加入的是铁粉，实际起催化作用的是FeBr3③长导管的作用：导气兼起冷凝回流作用④锥形瓶中的导管不能伸入到液面以下（防止HBr极易溶于水发生倒吸）⑤苯与Br2只发生一元取代反应注意事项问题1：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。因加成反应不会生成溴化氢。苯和液溴

——取代

——化学反应苯和溴水

——萃取

——物理变化问题2：如何提纯溴苯？水洗分液

用蒸馏水洗涤，除去溴苯中能溶于水的杂质FeBr3、HBr及Br2碱洗分液

用10%NaOH溶液洗涤：除去溴苯中未反应的Br2，转化成可溶于水的物质Br2+2NaOH＝NaBr+NaBrO+H2O水洗分液

用蒸馏水洗涤，除去NaOH及其反应生成的盐NaBr和NaBrO干燥

用无水CaCl2或无水MgSO4等干燥剂吸水干燥，除去水蒸馏

使溴苯和苯进行分离，除去溴苯中的苯目标物：溴苯杂质：未反应完的苯、Br2；FeBr3；反应生成的HBr硝基苯，带有苦杏仁气味的无色液体，不溶于水，密度比水大。硝基苯(2)

硝化反应：2、苯的取代反应：在浓硫酸作用下，苯在

50~60℃

与浓硝酸发生取代反应

实验现象：试管底部有不溶于水的黄色油状物质生成反应实质：苯环里的氢原子被硝酸分子里的硝基(－NO2)所取代的反应硝酸部分分解产生的NO2气体溶于硝基苯①浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂②试剂加入顺序：浓硝酸→浓硫酸(冷却<50℃)→苯③试管上方的长导管的作用：冷凝回流、减少反应物挥发④反应控制在50~60℃：温度低于50℃，不易反应；温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸反应生成苯磺酸等副反应；用水浴加热，温度计的水银球插入水浴中测量温度，水银球不能触及烧杯底部及烧杯壁。注意事项问题：如何提纯硝基苯？水洗分液

用蒸馏水洗涤，除去硝基苯中能溶于水的杂质硝酸、硫酸及NO2水洗分液

用蒸馏水洗涤，除去NaOH及其反应生成的盐干燥

用无水CaCl2或无水MgSO4等干燥剂吸水干燥，除去水蒸馏

使硝基苯和苯进行分离，除去硝基苯中的苯目标物：硝基苯杂质：未反应完的苯、硝酸、硫酸；反应生成的H2O碱洗分液

用5%NaOH溶液洗涤：除去硝基苯中的硝酸、硫酸及NO2磺酸基：－SO3H苯磺酸苯磺酸是一种易溶于水的有机强酸，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。(3)

磺化反应：2、苯的取代反应：苯与浓硫酸在70~80℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸。(1)

苯与H2加成：3、苯的加成反应：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)环己烷(2)

苯与Cl2在紫外线作用下加成：六氯环己烷(农药六六六)+3Cl2紫外线2.取代反应：3.加成反应：磺化反应与氢气、氯气加成卤代反应硝化反应+HO-NO2

浓H2SO4500C—600CNO2+H2O+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H+H2O+Br2FeBr3Br+HBr总体来说，苯的化学性质是“难氧化，易取代，能加成”1.氧化反应：可燃性（注：不能使酸性高锰酸钾溶液褪色）（注：不能和溴水发生加成反应）↑归纳小结[苯的不同取代物同分异构体数目判断]苯的一元取代物—1种

苯的二元取代物—3种苯的三元取代物

C6H3Cl3—3种

C6H3Cl2Br—6种C6H3FClBr—10种[问题]苯的一氯、二氯、三氯取代物各有多少结构？甲烷乙烯乙炔苯结构简式CH4CH2＝CH2CH≡CH结构特点全部单键饱和烃含碳碳双键不饱和烃含碳碳三键不饱和烃含大π键不饱和烃空间构型正四面体平面结构直线结构平面正六边形物理性质无色气体，不溶于水无色无味气体、微溶于水无色液体、不溶于水化学性质燃烧易燃，完全燃烧生成CO2和H2O溴（CCl4）不反应加成反应加成反应不反应（三者混溶）溴水不反应加成反应加成反应不反应（萃取）高锰酸钾（酸性）不反应氧化反应氧化反应不反应主要反应类型取代加成、聚合加成、聚合取代、加成[几种烃的性质的比较]苯课堂小结总体来说，苯的化学性质是“难氧化，易取代，能加成”分子结构物理性质化学性质氧化反应取代反应加成反应可燃烧，但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色与溴、硝酸、硫酸反应与氢气、氯气反应1、下列关于苯的叙述错误的是(

)A．苯在空气中燃烧产生明亮的火焰并伴有浓重的黑烟B．在苯中加入酸性KMnO4溶液，振荡并静置后，下层液体为紫色C．在苯中加入溴水，振荡并静置后，下层液体为无色D．在一定条件下苯能与浓硝酸发生加成反应D课堂达标课堂练习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

2、下列事实可证明苯分子中不存在单双键交替的结构的是()①苯的间位二取代物只有一种②苯的邻位二取代物只有一种③苯分子中碳碳键的键长均相等④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色⑤苯在加热和催化剂存在条件下，与氢气发生加成反应⑥苯在FeBr3存在的条件下，与液溴发生取代反应，但不能因化学变化而使溴水褪色A.①②③④ B.②③④⑥

C.③④⑤⑥ D.全部B3、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−B4、下列实验操作中正确的是()A.将溴水、FeBr3和苯混合加热即可制得溴苯B.除去溴苯中红棕色的溴，可用稀NaOH溶液反复洗涤，并用分液漏斗分液C.苯和浓HNO3在浓H2SO4催化下反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计

水银球应放在混