2.3.1 苯 课件-高二下学期化学人教版选择性必修3

第1课时

苯第二章烃第三节芳香烃1.从苯的科学史话、实验探究、现代仪器测定认识苯的分子结构的特殊性。2.从苯的分子结构特点理解苯的化学性质。【知识回顾】什么是烃？什么是芳香烃？

最简单的芳香烃是什么？分子中含一个或多个苯环的烃。如：一、苯(一)苯的物理性质颜色气味状态密度溶解性熔、沸点______气味比水_____

（易挥发）无色特殊液体小不溶于水(二)苯的用途

苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。较低苯的发现1825年，英国科学家法拉第从煤焦油中分离出“苯”，略带香味，常温为液态，并测得其含碳量，确定其最简式为CH；1834年，德国科学家米希尔里希制得苯，并将其命名为苯；之后，法国化学家热拉尔等确定其分子量为78，苯分子式为C6H6。思考1：根据苯分子式C6H6，它属于饱和烃还是不饱和烃？苯为高度不饱和烃。Ω=4MichaelFaraday苯的发现1825年，英国科学家法拉第从煤焦油中分离出“苯”，略带香味，常温为液态，并测得其含碳量，确定其最简式为CH；1834年，德国科学家米希尔里希制得苯，并将其命名为苯；之后，法国化学家热拉尔等确定其分子量为78，苯分子式为C6H6。思考2：根据不饱和度推测苯可能具有的结构？德国化学家凯库勒在1866年提出三点假设：(1)苯的六个碳原子形成闭合环状，即平面六边形(2)每个碳原子均连接一个氢原子(3)各碳原子间存在着单、双键交替形式凯库勒式凯库勒思考3：苯分子中有碳碳双键、碳碳三键吗？请设计实验证明你的猜想？探究苯的结构——【实验2-1】实验操作实验现象实验结论向两支各盛有

2mL苯的试管中分别加入酸性高锰酸钾溶液和溴水，用力振荡加入酸性高锰酸钾，液体分层，下层液体为紫红色。加入溴水，液体分层，上层为橙红色。苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与溴水发生加成反应。溴在苯中的溶解度比在水中的大，因此苯能将溴水中的溴萃取出来。思考3：苯分子中有碳碳双键、碳碳三键吗？请设计实验证明你的猜想？探究苯的结构——【实验2-1】以上实验事实表明，苯分子虽然不饱和程度很大，但其化学性质与烯烃、炔烃等不饱和烃有很大差别，说明苯分子中并不存在碳碳双键或三键。【科学史话】根据凯库勒式给出的苯的结构，还有很多事实难以得到解释。例如，根据凯库勒式的单、双键交替的结构，邻二甲苯应该有如下两种不同的结构：凯库勒式—Cl—Cl—Cl—Cl然而实际上并不存在两种不同的邻二甲苯，研究表明邻二甲苯有且仅有一种结构：—Cl—Cl结论：苯分子结构中不存在碳碳单键和双键交替结构。苯分子中的碳碳键是介于双键和单键之间的特殊共价键。探究苯的结构探究苯的结构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，每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。键长(pm,即10-12m)C—C154C=C133苯中碳碳键139现代仪器法测定苯分子的结构苯的核磁共振氢谱显示，苯的6个氢原子所处的化学环境完全相同，因此苯的结构高度对称，一取代物只有1种。(三)苯的分子结构分子式结构式结构简式球棍模型空间充填模型或①苯分子为

结构，其中的6个碳原子均采取_____杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以_____键结合，键间夹角均为_____，每个碳碳键的键长_____，介于碳碳单键和双键的键长之间。②每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，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。sp2σ120°相等C6H6平面正六边形例题1：苯环结构中不存在碳碳单、双键的交替结构，下列可以作为证据的事实是(

)①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色②苯不能使溴水因发生化学反应而褪色③苯所有原子在同一平面上④苯中碳碳键的键长完全相等⑤经实验测得间二甲苯只有一种结构；⑥经实验测得邻二甲苯只有一种结构；可以作为依据的有：A．①②③B．①②④⑥C．②③④D．①②④⑤D（四）苯的化学性质(1)氧化反应——①可燃性现象：火焰明亮，并伴有浓黑的烟。烃CH4(1:4)、C2H4(1:2)、C2H2及C6H6(1:1)碳的质量分数越高，黑烟越明显。提示：大π键使苯分子中6个碳原子之间结合的更加牢固，不易断裂。②苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。15O212CO2+6H2O2C6H6+

2．取代反应实验原理反应方程式+Br2+HBr↑苯与液溴在

FeBr3

催化下，苯环上的氢原子被溴原子取代，生成溴苯（纯净的溴苯为无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水大）（1）卤化反应思考与交流（1）能否用溴水？苯与溴水不反应，必须用液溴（2）为什么加铁屑？催化剂为

FeBr3，加入的铁屑与液溴反应生成FeBr3（3）长直导管有什么作用？导气、冷凝回流（提高原料的利用率）（4）如何从粗产品（褐色混合物）中提取纯净的溴苯？水洗——→碱洗——→水洗——→干燥——→蒸馏除可溶性杂质除Br2除盐、过量的碱除H2O分离苯、溴苯思考与交流（5）该装置

中CCl4、AgNO3

溶液有什么作用？CCl4——吸收挥发出来的Br2（6）若无CCl4洗气瓶，AgNO3

溶液能否发挥其作用？不能。因为逸出的溴蒸气溶于水也能与AgNO3溶液反应AgNO3

溶液——产生浅黄色沉淀，说明该反应为取代反应（生成了HBr）2．取代反应（2）硝化反应实验原理反应方程式+HO—NO2+H2O浓硫酸△在浓硫酸作用下，苯在50~60℃能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯（纯净的硝基苯为无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大）①试剂顺序：先加浓硝酸，再慢慢注入浓硫酸，冷却后加苯。②浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂③长直导管的作用：导气、冷凝回流④采用水浴加热，优点是受热均匀，便于控温。⑤硝基苯的提纯：水洗→碱洗→水洗→干燥→蒸馏2．取代反应（3）磺化反应苯与浓硫酸在

70-80℃

可以发生磺化反应，生成苯磺酸。（苯磺酸易溶于水，是一种强酸）+H2SO4SO3H+H2O△3．加成反应在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，与氢气发生加成反应，生成环己烷+3H2催化剂△环己烷苯取代反应+Br2Br+HBr↑FeBr3+HNO3NO2+H2O浓硫酸△+H2SO4SO3H+H2O△2C6H6+15O212CO2+6H2O点燃氧化反应（燃烧）溴化硝化磺化加成反应（H2）+3H2催化剂△归纳总结——苯的化学性质总体来说，苯的化学性质是“难氧化，易取代，难加成。”知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~【例1】苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构，不能作为证据的事实是A．苯分子中碳碳键的键长均相等

B．苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．经实验测得邻二甲苯只有一种结构

D．苯和氢气发生加成反应生成环已烷题型一：苯的结构D【例2】下列关于苯的叙述正确的是

A．反应①为加成反应B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并伴有浓烟C．反应③为取代反应，有机产物是一种烃D．反应④中1mol苯最多与3molH2发生加成反应，是因为苯分子中含有三个碳碳双键题型二：苯的性质B变式1：下列区分苯和己烯的实验方法和判断中，不正确的是()A.分别点燃，无黑烟生成的是苯B.分别加入溴水振荡，静置后分层，上层呈橙红色的为苯C.分别加入溴水振荡，静置后红棕色都消失的是己烯D.分别加入酸性KMnO4溶液振荡，静置后不分层，且紫色消失的是己烯A题型二：苯的性质及扩展变式2：对于苯乙烯

，有下列叙述：①能使酸性KMnO4溶液褪色；②能使溴的四氯化碳溶液褪色；③可溶于水；④可溶于苯中；⑤能与浓硝酸发生取代反应；⑥所有的原子可以共平面。其中正确的是A．①②③④⑤ B．①②⑤⑥ C．①②④⑤⑥ D．①②④⑤C【例3】如图为制取溴苯实验装置，有关现象的叙述和解释，其中不正确的是()A．实验室制取的粗溴苯呈褐色，由于少量未反应的溴溶解于溴苯，可以用NaOH溶液除去溴苯中的溴单质B．冷凝管的作用是导气、冷凝、回流，此处用球形冷凝管冷凝效果更好C．锥形瓶E中CCl4的作用是吸收HBr，防止产生白雾D．粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗，得到溴苯和苯的混合物，用蒸馏的方法将其分离题型三：苯的相关实验C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