苯课件高二下学期化学人教版选择性必修3-3

第三节芳香烃（第1课时苯）第二章烃π键苯的发现1825年，英国科学家法拉第发现了苯，并将其称为“氢的重碳化合物”，确定最简式为CH。分子式的确定法国化学家热拉尔等人确定了苯的相对分子质量为78，分子式为C6H6。苯的结构的完善科学家们用X射线衍射、扫描隧道显微镜等获得了苯的平面正六边形结构，并用现代价键理论解释。苯的命名1834年，德国化学家米希尔里希制取苯并将其正式命名为“苯”。苯的凯库勒式1865年，德国化学家凯库勒提出苯中碳原子以单双键交替排列的六元环状结构模型。苯的结构的发展历程凯库勒式一、苯的物理性质分子式最简式结构式结构简式填充模型球棍模型C6H6CH二、苯的不同表示方法苯是一种无色，有特殊气味的液体，有毒，不溶于水；易挥发，沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，常温下密度为0.88g/cm3。注意：(1)温度低时，试剂瓶口会结成无色的晶体；(2)易挥发，需密封保存；(3)有毒，使用时要做好防护措施，并保持通风条件。

用途：苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。三、苯的分子结构根据苯的分子式C6H6以及苯的凯库勒式，预测苯应该具有哪些化学性质？并进行实验验证。预测：根据苯的凯库勒式，苯分子中含有碳碳双键，预测应该有类似烯烃的性质，能被酸性KMnO4氧化，能够与溴水发生加成反应。实验2-1向两只各盛有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，观察现象。能否反映苯的真实结构?各碳原子间单双建交替？1.实验视角实验操作

实验现象液体分层,上层

色,下层

色

液体分层,上层

色,下层

色

实验结论①苯

被酸性高锰酸钾溶液氧化,也

与溴水反应(注意:溴在苯中的溶解度比在水中的大,因此苯能将溴从水中萃取出来)

②苯分子具有不同于

和

的特殊结构

无紫红橙红无不能不烯烃炔烃→该实验证明苯分子中无碳碳双键和碳碳三键还能根据哪些角度去证明苯环并不属于单双键交替的结构呢？阅读P45科学史话2.同分异构体的视角ClCl若苯环为单双键交替的结构，则邻二氯苯有两种同分异构体；但实际上并不存在两种不同的邻二氯苯。三、苯的分子结构三、苯的分子结构类型碳碳单键C—C苯分子中碳碳键碳碳双键C==C键角109°28′120°120°键能（KJ/mol）348约494615键长（10-10m）1.54pm1.39pm1.34pm苯中的碳碳是一种介于单键和双键之间的独特的化学键苯的成键方式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。3.X射线衍射法测定结构每个碳碳键键长

，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键相等苯分子中的σ键和大π键

σ

键大π键三、苯的分子结构苯的成键特点4.核磁共振氢谱测定结构苯的6个H原子等效，苯的一取代物只有一种。①苯分子中不含双键，苯分子为平面正六边形结构。②6个碳原子均采用sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合。碳原子剩余P轨道形成大π键。③苯分子中12个原子共面，4个原子共线。三、苯的分子结构思考：哪些事实可证明苯分子中不存在单双键交替的结构?2.结构方面：苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形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1.实验方面:4.核磁共振氢谱结果显示：3.二氯代苯的结构：邻二取代物没有同分异构体，只有一种结构。6个H原子所处的化学环境完全相同，只有1组峰四、苯的化学性质

苯分子中的碳碳键介于单键和双键之间，苯既有烷烃的性质，能发生取代反应，也有烯烃的性质，但由于大π键比较稳定，在通常情况下难发生加成反应。苯有可燃性。易取代，难加成，难氧化，可燃烧。(1)氧化反应——可燃性

(火焰

,产生浓重的

)。

明亮黑烟烃CH4(1:4)、C2H4(1:2)、C2H2及C6H6(1:1)，碳的质量分数越高，碳元素燃烧越不充分，黑烟就越浓。点燃2C6H6+15O212CO2+6H2O苯由于大π键比较稳定，不能使酸性高锰酸钾褪色，被其氧化四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键(1)实验原理：无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水大。放热反应①溴代反应：↑液溴（不能用溴水）(萃取，不反应);溴苯用铁粉或FeBr3作催化剂Fe会与溴反应生成FeBr3(2)实验现象：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；瓶中出现浅黄色沉淀烧瓶底部：有棕褐色不溶于水的油状液体。放热反应挥发出的Br2生成的HBr遇水蒸气苯、液溴和溴苯的混合物AgBr沉淀四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键①溴代反应：注意事项：I)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II)反应中加入的是铁粉，实际起催化作用的是FeBr3III)苯与Br2只发生一元取代反应，催化剂FeBr3不能遇水，会水解失去催化作用。IV)长导管的作用：导气兼起冷凝回流作用V)导管末端不能伸入到液面中(防止HBr极易溶于水发生倒吸)①液溴密度大，后加入有利于两者混合均匀②液溴易挥发，后加入液溴可防止溴挥发2Fe+3Br2=2FeBr3

铁屑与溴生成催化剂四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键①溴代反应：思考：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(2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O)①

水洗：除去溴化铁，氢溴酸②

NaOH洗涤：除去溴单质③

水洗：除去NaOH等无机物④

分液、干燥：除去水分⑤

蒸馏：除去苯四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键①溴代反应：【思考与讨论】如何证明苯与液溴发生的是取代反应?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?B.NaOH溶液的作用：除去溴苯中的溴C.除去溴蒸汽，净化HBr气体D.溶液变红，检验HBrE.产生淡黄色沉淀，检验HBrF.除去HBr尾气D、E、F导管不插入液面以下：防倒吸四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键①溴代反应：溴试剂溴蒸气溴水或溴四氯化碳溶液液溴有机物反应条件反应类型总结——溴试剂的使用苯和液溴——取代——化学反应苯和溴水——萃取——物理变化四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键②硝化反应：硝基苯催化剂和吸水剂无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水大，易溶于有机溶剂,硝基苯蒸气有毒性。水浴加热在浓硫酸的作用下，苯在50~60℃时与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯。苯浓HNO3浓H2SO4硝基苯的制取实验装置实验现象：瓶底生成不溶于水的淡黄色油状液体敞口玻璃管的作用：①平衡气压

②冷凝回流（减少反应物的挥发，充分利用原料，防止污染环境）硝基苯因溶有少量NO2而呈黄色四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键水浴加热温度计水银球的在水浴中，且不能触底，控制水浴温度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℃时会生成苯磺酸等副反应②硝化反应：防止浓硫酸稀释时放出大量的热量，使酸液溅出；减少苯的挥发拓展：“水浴加热”容易控制恒温，且易使被加热物受热均匀。需要加热，且要控制在100℃以下的实验，均可采用水浴加热。如果超过100℃，还可采用油浴（100-250°C）、沙浴温度(400-600°C)更高。四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键②硝化反应：【思考与讨论】如何获得纯净的硝基苯？产物中可能含有硝基苯、苯、硫酸、硝酸、NO2试剂：操作：目的：水分液除酸酸液硝基苯苯残余酸试剂：操作：目的：NaOH分液除酸盐溶液硝基苯苯硝基苯苯蒸馏除苯操作：目的：溶有NO2的硝基苯纯净的硝基苯四、苯的化学性质(2)取代反应（易）断C-H键②水浴加热：70-80℃；①浓硫酸作用：反应物和吸水剂；③苯磺酸易溶于水，是一种强酸,③磺化反应制备合成洗涤剂苯与浓硫酸在70~80℃时可以发生磺化反应，生成苯磺酸。＋HO—SO3HSO3H＋H2O△苯磺酸磺酸基四、苯的化学性质(3)加成反应（难）苯的大π键比较稳定，通常状态下不易发生加成反应①苯与H2加成：(Pt或Ni作为催化剂并且加热)6个C不共面六氯环己烷(农药六六六)②苯与Cl2在紫外线作用下加成：四、苯的化学性质傅克反应(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AlCl3C2H5HBrC2H5BrAlCl3HCl

CH3COClCCH3O1、苯环实际上不具有碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构，可以作为证据的事实有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B2、下列关于苯的叙述正确的是A.反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层B.反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟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B3、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合液中D.制取硝基苯时，应先加2mL浓H2SO4，再加入1.5mL浓HNO3，然后再滴入约1mL苯，最后放在水浴中加热B有下列叙述：①能使酸性KMn