苯课件高二下学期化学人教版选择性必修3-2-1

第一课时苯第三节芳香烃0105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？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任务1探究苯的结构思考3：根据目前所学知识判断苯分子中是否存在碳碳双键？请设计实验证明你的猜想？KMnO4(H+)溶液2mL苯2mL苯溴水振荡振荡观察现象观察现象任务1探究苯的结构任务1探究苯的结构实验现象

实验结论

液体分层，上层为苯层，呈无色；下层为酸性高锰酸钾溶液，呈紫红色；酸性高锰酸钾溶液不褪色。溶液分层，上层为苯层，溴的苯溶液显橙红色；下层为水层，溶液颜色变浅。1、苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化；2、苯不能与溴水发生加成反应，但是苯能将溴从溴水中萃取出来。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。任务1探究苯的结构【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。任务1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1391、现代仪器法测定苯分子的结构苯的核磁共振氢谱显示，苯分子中只有一种类型的氢原子，因此苯的结构高度对称，一取代物只有1种。任务1探究苯的结构2、苯分子的结构139pm120°苯分子中的大π键苯分子中每个碳原子均为sp2杂化，每个碳原子余下的未杂化的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠(肩并肩)形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。任务1探究苯的结构2、苯分子的结构139pm120°苯分子中的大π键苯为平面正六边形的分子，其中的6个碳碳键完全相同，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键，6个碳氢键也完全相同，6个氢原子等效；苯分子中的12个原子共平面，对位的2个碳原子及与它们相连的2个氢原子一定在同一条直线上。任务1探究苯的结构2、苯分子的结构C6H6CH凯库勒式结构式：结构简式：球棍模型空间填充模型分子式：实验式：鲍林式任务1探究苯的结构3、证明苯分子中不存在碳碳单双键交替结构的证据①苯的邻位二元取代物只有一种②苯不能使溴水褪色③苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色④经测定，苯环上碳碳键的键长相等，都是139pm⑤经测定，苯环中碳碳键的键能均相等熔点沸点溶解性挥发性颜色状态气味毒性密度任务2苯的性质无色液体特殊气味不溶于水易挥发0.88g/cm3

比水小苯有毒且具有易挥发性，使用时要做好防护措施，并保持通风条件1、苯的物理性质有毒5.5℃80.1℃苯是一种重要的化工原料和有机溶剂任务2苯的性质2、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。15O212CO2+6H2O2C6H6+

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。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。任务2苯的性质2、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。任务2苯的性质2、苯的化学性质(2)取代反应——①溴代反应(i)反应原理：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。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(深红棕色液体，易挥发)，不能用溴水任务2苯的性质2、苯的化学性质(2)取代反应——①溴代反应(ii)实验装置与现象：烧瓶中：液体轻微沸腾，充满红棕色气体；烧瓶底部：有褐色不溶于水的液体；锥形瓶中：导管口有白雾；锥形瓶内溶液中出现淡黄色沉淀。反应放热溴蒸气苯、溴苯和液溴的混合溶液反应生成的HBr+Br2+HBr↑FeBr3溴苯—BrBr-+Ag+=AgBr↓任务2苯的性质2、苯的化学性质(2)取代反应——①溴代反应(iii)注意事项：+Br2+HBr↑FeBr3溴苯—Bra.实验中需使用液溴，不能使用溴水。试剂的加入顺序为：先加苯，再加溴，最后加铁粉c.苯与Br2发生取代反应后的主要有机产物是一取代物——溴苯d.长导管的作用：导气兼起冷凝回流作用f.硝酸银溶液用于吸收并检验HBrb.反应中加入的是铁粉，实际起催化作用的是FeBr3e.导管末端不能伸入到液面中(防止倒吸)任务2苯的性质2、苯的化学性质(2)取代反应——①溴代反应+Br2+HBr↑FeBr3溴苯—Br思考：反应完成后如何提纯产物溴苯？分液除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振荡，再用分液漏斗分液用水洗涤，除去溴苯中能溶于水的杂质（如FeBr3、HBr及Br2等）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用水洗涤，除去NaOH及生成的盐NaBr和NaBrO用浓H2SO4吸水干燥，除去水使溴苯和苯进行分离，除去溴苯中的苯提纯方法Br2+2NaOH＝NaBr+NaBrO+H2O任务2苯的性质2、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。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(i)实验装置任务2苯的性质2、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。水浴加热的方法，能使得被加热物质受热均匀，也能更好的控制反应温度。在实验室中除直接加热外还有以下方法：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)任务2苯的性质2、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。(ii)反应原理HNO350~60℃浓硫酸NO2H2O硝基苯硝基苯为无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。该实验制得的硝基苯因溶有少量NO2而显黄色。HONO2HO

H催化剂和脱水剂任务2苯的性质2、苯的化学性质(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。HOSO3H苯磺酸SO3HHO

H易溶于水，强酸磺酸基浓硫酸作用：反应物和脱水剂苯磺酸易溶于水，是一种强酸，可以看做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。任务2苯的性质2、苯的化学性质(3)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。但当能量足够、条件适宜时，苯分子中的大π键也会被破坏，从而发生加成反应。①在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应，生成环己烷。3H2催化剂任务2苯的性质2、苯的化学性质(3)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。但当能量足够、条件适宜时，苯分子中的大π键也会被破坏，从而发生加成反应。②在光照条件下，苯能与氯气发生加成反应，生成六氯环己烷。3Cl2光照ClClClClClCl(六六六农药)课堂训练A．反应③为取代反应，有机产物是一种芳香化合物B．反应