2.3.1苯课件-高二下学期化学人教版选择性必修3

第二章烃人教版化学

选择性必修3第三节芳香烃第一课时

苯教学目标

1.明确芳香烃的概念，掌握苯的分子结构：其空间结构、碳原子杂化方式、化学键特点等，能用不同方式表示苯的分子组成和结构。3.学会运用苯的性质解决相关的化学问题，如判断苯的反应类型、书写反应方程式、分析实验现象等。2.了解苯的物理性质，掌握苯的化学性质，如取代反应(与液溴、浓硝酸、浓硫酸的反应)、加成反应(与氢气、氯气的反应)和氧化反应(燃烧)。新课引入苯的发现1825年，[英]法拉第从煤焦油中分离出“苯”，略带香味，常温为液态，确定最简式为CH18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，不饱和程度很大奥地利化学家洛施密特提出苯具有环状结构。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能否反映苯的真实结构?各碳原子间单双建交替？一、苯的结构在烃类化合物中，有很多分子里含有一个或多个苯环，这样的化合物属于芳香烃，苯是最简单的芳香烃。③结构式:①分子式：C6H6②最简式:CHC%=92.3%分子的不饱和程度大④球棍模型:⑤空间填充模型:一、苯的结构碳原子均采取_____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°120°苯分子中并没有交替存在的单、双键，每个碳碳键的键长相等，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键每个碳原子余下的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。一、苯的结构如何证明苯环中不存在单双键交替结构？结构上苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形；邻二氯苯只有一种结构，而若为单双键交替结构，应有两种结构。苯不能发生碳碳双键可发生的反应，如苯不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色等；二氯代苯的结构ClClClCl性质上实验操作

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___色无紫红橙红无苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不能与溴水反应.该实验证明苯分子中

碳碳双键和碳碳三键苯分子具有不同于烯烃和炔烃的特殊结构。萃取无一、苯的结构X射线衍射法测定结构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139一、苯的结构⑥结构简式:苯分子的结构特点:1)平面正六边形结构:6个碳碳键完全相同，12个原子共平面，键角120°2)苯分子中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键。为了纪念凯库勒，凯库勒式现仍被使用。3)苯分子中并没有交替存在的单、双键。凯库勒式苯的大π键结构使苯的性质比烯烃稳定。一、苯的结构二、苯的性质1.苯的物理性质苯有毒！苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。颜色状态气味密度熔、沸点溶解性挥发性无色液体特殊气味比水小0.88g/cm3不溶于水,易溶于有机溶剂易挥发熔点5.5℃，沸点80.1℃用冰冷却时结成无色的晶体。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。二、苯的性质在一定条件下,能发生氧化、取代、加成等反应。1）苯的氧化反应：在空气中燃烧2C6H6+15O2

12CO2+6H2O点燃现象：火焰明亮，伴有浓烈的黑烟【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。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。二、苯的性质1.苯的化学性质苯能够发生取代反应——断裂C-H键2.取代反应(1)卤代反应Br2FeBr3BrHBr

↑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知识链接：思考交流：苯与溴的实验设计1.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.长导管在很多实验中被用作冷凝蒸气使之回流7.

HBr的性质与HCl相似+Br2FeBr3Br+HBr↑ABC√D1.根据以上信息，请选择最合适的装置制溴苯2.实验方案

步骤：在烧瓶中加入苯后再加少量液态溴，同时加入少量铁屑，用带长导管的瓶塞塞紧瓶口，反应完毕后，把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里。---苯与液溴的取代反应烧瓶中：液体轻微沸腾，充满红棕色气体；锥形瓶中：导管口有白雾。烧瓶底部：有褐色不溶于水的液体。实验现象：苯液溴混合长导管口处锥形瓶内①滴入AgNO3溶液烧瓶内液体倒入烧杯内水中Fe屑互溶、不反应深红棕色剧烈反应大量白雾淡黄色沉淀烧杯底部有褐色油状物、不溶于水实验小结:取溶液：②加入镁粉产生大量气体加入NaOH搅拌得到无色油状物上层清液中加入KSCN(aq)溶液变血红色(HBr与水蒸汽的小液滴)说明瓶内有H+

和Br—说明Fe被Br2氧化成了Fe3+生成了有机物溴苯思考讨论：苯与Br2反应生成溴苯的同时有HBr生成，说明它们发生了取代反应<加成反应不会生成HBr。1.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？2.纯净的溴苯应是无色的，为什么反应所得的溴苯为褐色？因为反应剩余液溴、苯等溶解在溴苯中。3.生成的HBr中常混有溴蒸气，此时用AgNO3溶液对HBr的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在HBr中的溴蒸气？将产生的气体通过CCl4中洗气(除去其中的溴和苯)，再通入AgNO3溶液中。紫色石蕊试液或AgNO3溶液不可靠，因为溴易挥发。AgNO3+HBr=AgBr↓+HNO3长导管:用于导气和冷凝回流防止倒吸除去其中的溴和苯思考讨论：思考讨论：4.如何获得纯净的溴苯？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溶液溴苯苯操作：目的：蒸馏除苯苯溴苯纯净的溴苯是一种无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度大于水Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O苯的溴代反应注意事项：1.苯只与纯卤素反应。遇到溴水只发生萃取而分层。2.必须有FeBr3做催化剂；3.苯与Br2只发生一元取代反应4.试剂的加入顺序为：先加苯，再加溴，最后加铁粉5.长导管的作用：a.导气b.冷凝回流：因为该反应为放热反应，苯和溴都易挥发

6.产物的位置：HBr由于其易挥发，挥发到锥形瓶中同步练习1.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正确的是A.制备过程中将液溴替换为溴水可减少溴的挥发B.装置b中的试剂换为AgNO3溶液可检验反应过程中有HBr生成C.为减少反应物的挥发，先向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液，后打开开关KD.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、分液、蒸馏，即可得到溴苯D纯净的硝基苯是一种

液体，有

气味，

溶于水，密度比水

。其蒸汽有毒。(2)硝化反应无色苦杏仁不大浓硫酸可催化苯和浓硝酸在50~60℃反应，生成硝基苯。(硝基苯)催化剂和脱水剂+HO-NO2

浓H2SO450℃—60℃NO2+H2O2.取代反应苯与硝酸的反应在50℃--60℃

时产物是硝基苯。温度低于50℃，不易反应；①先向反应容器中注入浓硝酸，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却.②向冷却后的混合酸中，逐滴加入苯③将混合物控制在50-60℃的条件下水浴加热④将反应后的液体倒入盛冷水的烧杯中。实验步骤：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℃时会发生反应长导管的作用：冷凝回流。先加浓硝酸，再加浓硫酸+HO-NO2

浓H2SO4500C—600CNO2+H2O实验现象：有黄色油状物生成.(溶解了NO2的硝基苯)溶有NO2的硝基苯纯净的硝基苯思考：NO2怎么来的？硝酸分解思考：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)②NaOH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无水CaCl2干燥⑤蒸馏(除去苯)产物→蒸馏水→NaOH→蒸馏水→分液→无水CaCl2干燥→蒸馏→纯物质产物中可能含有硝基苯、苯、硫酸、硝酸、NO22.50～60℃时，苯与浓硝酸在浓硫酸催化下可制取硝基苯。下列对该实验的描述错误的是（

）A.最好用水浴加热，并用温度计控温B.长玻璃管起冷凝回流作用C.提纯硝基苯时只需直接用蒸馏水洗涤，便可洗去混在硝基苯中的杂质D.加入过量硝酸可以提高苯的转化率同步练习C3.在实验室中，下列除去杂质的方法正确的是A．除去Cl2中的少量HCl：通入饱和食盐水中洗气B．除去CO2中的少量SO2：通入饱和Na2CO3溶液中洗气C．除去硝基苯中混有的少量浓HNO3和浓H2SO4：倒入水中，静置，分液D．除去乙烯中混有的SO2：通入酸性KMnO4溶液中洗气同步练习A+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H+H2O磺酸基苯磺酸☆★苯的溴代反应、硝化反应、磺化反应都属于取代反应。2.取代反应(3)

苯的磺化反应该反应可用于制备合成洗涤剂。(易溶于水的有机强酸)3.苯的加成反应(难)+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C6H6+3Cl2C6H6Cl6紫外线(Pt或Ni作为催化剂并且加热)注意：反应条件不同，反应原理相差很大。+Cl2

Cl

+

HCl

FeCl3取代反应加成反应傅克反应(苯＋卤代烃/酰氯→烷基苯/酮)在无水三氯化铝等路易斯酸存在下，芳烃与卤烷作用，在芳环上发生亲电取代反应，其氢原子被烷基取代，生成烷基芳烃的反应，称为傅列德尔一克拉夫茨烷基化反应；芳烃与酰卤或酸酐作用，芳环上的氢原子被酰基取代，生成芳酮的反应，称为傅列德尔～克拉夫茨酰基化反应。AlCl3C2H5HBr

C2H5BrAlCl3HCl

CH3COClCCH3O拓展苯的化学性质小结：(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，难加成，可燃烧”1.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课堂检测课堂检测2．苯分子的结构中，不存在C—C键和C=C键的简单交替结构，下列事实中：①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；②苯分子中碳碳键的键长均相等；③苯在加热和催化剂存在条件下氢化生成环己烷；④经实验测得邻二甲苯只有一种结构；⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应，但不因化学变化而使溴水褪色。可以作为依据的有：A．①②④⑤ B．①②③④ C．①③④⑤ D．②③④⑤A课堂检测3．苯的硝化反应机理如下图。已知碳正离子与吸电子基团相连会降低稳定性，与给电子基团相连会增强稳定性，下列说法不正确的是

A．浓硫酸在反应中作催化剂B．反应②破坏了苯环的芳香性，可推测反应②活化能大于反应③C．发生硝化反应的容易程度：甲苯>硝基苯>苯D．通过控制酸的浓度可以调控硝化反应的速率C4．已知：MnO2+2NaBr+2H2SO4MnSO4+Na2SO4+Br2↑+2H2O，实验室利用如图所示的装置制备溴苯。下列说法正确的是课堂检测A．装置接口按气流方向连接顺序为：d→a→b→f→e→c B．装置甲中进行水浴加热的目的是防止溴蒸气冷凝

C．装置乙中有淡