2.3芳香烴 課件 高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3

選擇性必修三第二章第三節(jié)

（芳香烴）人民教育出版社高中化學(xué)新課導(dǎo)入關(guān)于“苯”結(jié)構(gòu)的奇思妙想1865凱庫(kù)勒苯環(huán)1867杜瓦苯1867克勞斯苯1868拉登堡苯發(fā)現(xiàn)者1825氫的重碳化合物在烴類化合物中，有很多分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)，這樣的化合物屬于芳香烴，苯是最簡(jiǎn)單的芳香烴。填充模型球棍模型利用現(xiàn)代科學(xué)手段證明苯的結(jié)構(gòu)：1935年，詹斯用X射線衍射法證實(shí)了苯分子為平面正六邊形，每個(gè)碳碳鍵的鍵長(zhǎng)相等，都是139pm，介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間。共價(jià)鍵碳碳單鍵苯環(huán)中的碳碳鍵碳碳雙鍵鍵長(zhǎng)/pm154139133一、苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（一）苯的結(jié)構(gòu)通過核磁共振氫譜可知，苯中的6個(gè)氫原子的化學(xué)環(huán)境是相同的。分子式最簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式空間填充模型球棍模型C6H6CH2.苯的組成與結(jié)構(gòu)3.苯的成鍵與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)HHHHHH（1）苯分子中碳原子____雜化形成_________鍵，每個(gè)碳原子余下的p軌道_______碳、氫原子構(gòu)成的平面，相互_________形成______鍵，均勻地對(duì)稱分布在苯環(huán)平面的上下兩側(cè)，碳碳鍵是_____碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵；平面正六邊形（2）苯分子是________分子，苯分子為___________結(jié)構(gòu)，分子中12個(gè)原子_______，鍵角均為_____°。垂直于平行重疊大πsp2σ鍵、大π介于非極性共平面120如何證明苯環(huán)中不存在單雙鍵交替結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)上苯分子中六個(gè)碳碳鍵均等長(zhǎng)，六元碳環(huán)呈平面正六邊形鄰二氯苯只有一種結(jié)構(gòu)，而若為單雙鍵交替結(jié)構(gòu)，應(yīng)有兩種結(jié)構(gòu)

苯不能發(fā)生碳碳雙鍵可發(fā)生的反應(yīng)，如苯不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色等氯代苯的結(jié)構(gòu)ClClClCl性質(zhì)上實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論液體分層，上層

無色，下層紫紅色液體分層，上層橙紅色，下層無（接近無）色苯不被酸性KMnO4溶液氧化，也不與溴水反應(yīng)，但能萃取溴實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

該實(shí)驗(yàn)表明，苯的化學(xué)性質(zhì)與烯烴和炔烴有很大差別，同時(shí)也證實(shí)了苯分子中無碳碳雙鍵，不是碳碳單鍵和雙鍵交替結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)2-1:向兩只各盛有2mL苯的試管中分別加入酸性高錳酸鉀溶液和溴水，用力振蕩，觀察現(xiàn)象。(二)物理性質(zhì)顏色狀態(tài)溶解性密度毒性熔、沸點(diǎn)揮發(fā)性__色____體___溶于水比水_____毒較_______揮發(fā)無液不小易沸點(diǎn)80.1℃，熔點(diǎn)5.5℃，常溫下密度0.88g/cm3。苯是一種重要的化工原料和_______溶劑。有低有機(jī)難易苯的特殊結(jié)構(gòu)飽和烴的性質(zhì)不飽和烴的性質(zhì)取代反應(yīng)加成反應(yīng)苯的特殊性質(zhì)大π鍵使苯分子中6個(gè)碳原子之間結(jié)合的更加________，使得與C相連的氫原子活動(dòng)性_______。即一定條件下，苯分子中的C-H鍵可_______，H原子可被其他的原子或原子團(tuán)_______,當(dāng)能量足夠、條件適宜時(shí)，苯分子中的大π鍵也會(huì)被破壞，故，苯也可發(fā)生______反應(yīng)。牢固增強(qiáng)斷裂取代加成點(diǎn)燃（三）苯的化學(xué)性質(zhì)1.氧化反應(yīng)：②現(xiàn)象：火焰明亮且伴有濃烈的黑煙燃燒：2C6H6+15O2→12CO2+6H2O

①______使KMnO4(H+)褪色不能2.取代反應(yīng)(1)苯與溴的溴代反應(yīng)：苯與______在______催化下可以發(fā)生反應(yīng)現(xiàn)象：①燒瓶中：液體輕微沸騰，充滿紅棕色氣體(Br2)；②錐形瓶中：③燒瓶底部：(純凈的溴苯是一種_____液體，有__________氣味，_____溶于水，密度比水的__________。)溴苯液溴Fe無色特殊不大出現(xiàn)淺黃色沉淀，導(dǎo)管口有白霧(HBr)有褐色不溶于水的液體。討論：(1)試劑的加入順序?yàn)椋?2)長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管的作用是什么？(3)導(dǎo)管為何不能插入水中？(4)

兩種產(chǎn)物的位置在哪里？(5)滴加硝酸銀溶液作用？(6)欲證明苯和液溴發(fā)生的反應(yīng)是取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)，需對(duì)上述裝置如何改進(jìn)？導(dǎo)氣、冷凝回流溴苯在圓底燒瓶里，HBr主要揮發(fā)到錐形瓶中

苯液溴Fe屑溴化氫易溶于水，防止倒吸產(chǎn)生淡黃色沉淀，檢驗(yàn)HBr設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該反應(yīng)是取代反應(yīng)還是加成反應(yīng)？除去溴蒸汽，凈化HBr氣體溶液變紅產(chǎn)生淡黃色沉淀除去HBr尾氣檢驗(yàn)HBr防倒吸設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該反應(yīng)是取代反應(yīng)還是加成反應(yīng)？(7)如何獲得純凈的溴苯？用水洗滌，除去溴苯中能溶于水的雜質(zhì)（如FeBr3、HBr及Br2等）用水洗滌，除去NaOH及生成的鹽NaBr和NaBrO無水CaCl2或無水MgSO4等固體干燥劑除去水（后過濾）使溴苯和苯進(jìn)行分離，除去溴苯中的苯提純方法Br2+2NaOH＝NaBr+NaBrO+H2O分液（2）硝化反應(yīng):在濃硫酸作用下，苯在50~60℃還能與濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)。慢慢滴入反應(yīng)放熱，溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會(huì)分解，同時(shí)苯和濃硫酸在75-80℃時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)HNO350~60℃濃硫酸NO2H2O硝基苯HONO2HO

H實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管底部生成不溶于水的無色油狀液體。(3)水浴加熱時(shí)溫度計(jì)的位置？水浴加熱時(shí)應(yīng)控制溫度多少？水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)有什么？(1)混合濃硫酸和濃硝酸的操作步驟是什么？將濃硫酸沿試管內(nèi)壁慢慢注入濃硝酸中，并振蕩冷卻。懸掛在水浴中50～60℃，反應(yīng)物均勻受熱且容易控制溫度(5)分離硝基苯和水混合物的方法是什么？分離硝基苯和苯混合物的方法是什么？(4)試管上方的長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是什么？冷凝回流、減少反應(yīng)物的揮發(fā)，平衡氣壓。分液蒸餾討論：(2)濃硫酸的作用？催化劑、吸水劑拓展：“水浴加熱”容易控制恒溫，且易使被加熱物受熱均勻。需要加熱，且要控制在_______℃以下的實(shí)驗(yàn)，均可采用水浴加熱。如果超過100℃，還可采用_______（100～300℃）、沙浴溫度更高。100油浴(6)溶液為什么顯黃色？溶有少量NO2用5%NaOH溶液洗滌：除去硝基苯中的硝酸、硫酸及NO2用蒸餾水洗滌：除去氫氧化鈉溶液及與其反應(yīng)生成的鹽用無水氯化鈣干燥，除去水使硝基苯和苯進(jìn)行分離，除去硝基苯中的苯用蒸餾水洗滌：除去硝基苯中的硝酸、硫酸及NO2提純方法(6)如何提純硝基苯？分液HOSO3H苯與濃硫酸在70~80℃可以發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸苯磺酸SO3HHO

H磺酸基（3）磺化反應(yīng)與硝化反應(yīng)的區(qū)別：可以看作硫酸分子里的一個(gè)

被苯環(huán)取代的產(chǎn)物OH反應(yīng)條件不同（水浴加熱的溫度），濃硫酸的作用不同。在以Pt、Ni等為催化劑并加熱的條件下，苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，生成環(huán)己烷3H2催化劑3.加成反應(yīng):在紫外光條件下，苯能與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)，生成六氯環(huán)己烷3Cl2光照ClClClClClCl(六六六農(nóng)藥)生成物的C共平面嗎？____________不全共面難易苯的特殊結(jié)構(gòu)飽和烴的性質(zhì)不飽和烴的性質(zhì)取代反應(yīng)加成反應(yīng)苯的特殊性質(zhì)第二章烴第三節(jié)芳香烴第2課時(shí)苯的同系物二、苯的同系物（一）定義：苯環(huán)上的氫原子被____取代所得到的一系列產(chǎn)物稱為苯的同系物（二）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：其分子中有____個(gè)苯環(huán)，側(cè)鏈都是______。

通式:符合該通式的烴____________是苯的同系物。烷基一烷基CnH2n－6(n≥7)不一定【課堂練習(xí)】下列有機(jī)物屬于芳香族化合物的有

，屬于芳香烴的有

，屬于苯的同系物的有

。①②③④⑥⑦⑧②③④⑧②③⑧①②—OH—CH3③—CH3—CH3④CH=CH2⑤⑥—NO2⑦COOH⑧稠環(huán)芳香烴：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)共用相鄰的兩個(gè)碳原子的芳香烴；萘蒽C10H8教材P48C14H10（三）苯的同系物的命名1.習(xí)慣命名法：(1)以苯作母體，苯環(huán)上的烷基為側(cè)鏈進(jìn)行命名,取代基＋苯甲苯乙苯異丙苯(2)如果苯環(huán)上兩個(gè)氫原子被取代后，由于取代基位置不同，會(huì)有三種同分異構(gòu)體?？捎谩班彙薄伴g”和“對(duì)”來表示。鄰二甲苯間二甲苯對(duì)二甲苯2.系統(tǒng)命名法：

將苯環(huán)上的6個(gè)碳原子編號(hào)，以某個(gè)最簡(jiǎn)單的取代基（如甲基）所在的碳原子為1號(hào)，并按使支鏈的位次和最小的原則給其他取代基編號(hào)，最后根據(jù)有機(jī)物名稱的基本格式寫出名稱1,4–二甲基–2–乙基苯1，2–二甲苯1，3–二甲苯1，4–二甲苯鄰二甲苯

間二甲苯

對(duì)二甲苯①當(dāng)苯環(huán)上連的是烷基（R-），-NO2，-X等基團(tuán)時(shí)，則以苯環(huán)為母體。先讀側(cè)鏈，后讀苯環(huán)叫做某基苯。異丙苯2.系統(tǒng)命名法：甲（基）苯硝基苯氯苯②當(dāng)苯環(huán)上連有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R較復(fù)雜時(shí)，則把苯環(huán)作為取代基,叫做苯基某某。2.系統(tǒng)命名法：1.若苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，則苯環(huán)上取代基的位置異構(gòu)有____種2.若苯環(huán)上有三個(gè)取代基，則苯環(huán)上取代基的位置異構(gòu)數(shù)目由取代基種類數(shù)決定。①三個(gè)取代基均相同（AAA）②三個(gè)取代基中有兩個(gè)相同（AAB）③三個(gè)取代基均不同（ABC

）3種6種10種（三）苯的同系物的同分異構(gòu)體數(shù)目3【課堂練習(xí)】已知A為苯的同系物，且A的分子量為120，則A屬于苯的同系物的可能結(jié)構(gòu)有(

)A．5種 B．6種C．7種 D．8種D分析課本P46表2-2，總結(jié)苯的同系物的物理性質(zhì)規(guī)律隨碳原子數(shù)增多，熔、沸點(diǎn)依次升高，密度依次增大；同分異構(gòu)體之間，苯環(huán)上的支鏈越多，對(duì)稱性越好，溶、沸點(diǎn)越低，密度越?、俦降耐滴镆话闶蔷哂蓄愃票降臍馕兜臒o色液體，不溶于水，密度比水小，易溶于有機(jī)溶劑，本身作有機(jī)溶劑②隨碳原子數(shù)增多，熔沸點(diǎn)依次升高，密度依次增大；苯環(huán)上的

支鏈越多，溶沸點(diǎn)越低

③同分異構(gòu)體中，苯環(huán)上側(cè)鏈越短，側(cè)鏈在苯環(huán)上分布越散，熔沸

點(diǎn)越低(四)苯的同系物物理性質(zhì)【識(shí)記】三種二甲苯的熔、沸點(diǎn)與密度①熔點(diǎn)：對(duì)二甲苯＞鄰二甲苯＞間二甲苯②沸點(diǎn)：鄰二甲苯＞間二甲苯＞對(duì)二甲苯③密度：鄰二甲苯＞間二甲苯＞對(duì)二甲苯甲苯分子中含有苯環(huán)和甲基，因此其化學(xué)性質(zhì)與苯和甲烷有_____之處。同時(shí)，由于甲基與苯環(huán)之間存在相互作用，甲基使苯環(huán)上與甲基處于_______位的氫原子______而易被______，而苯環(huán)也使甲基______，因此其化學(xué)性質(zhì)與苯和甲烷有_________之處CH3相似鄰、對(duì)活化取代活化不同【思考討論】請(qǐng)預(yù)測(cè)苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)？（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)）氧化取代加成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋（1）向兩支分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入幾滴溴水，靜置（2）將上述試管用力振蕩，靜置（3）向兩支分別盛有2mL苯和甲苯的試管中各加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，靜置（4）將上述試管用力振蕩，靜置溴水沉到試管底部溴水的密度大于苯、甲苯均分層，上層為橙紅色，下層為無色苯、甲苯不與溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但能萃取溴單質(zhì)苯未使酸性KMnO4溶液褪色，甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色酸性KMnO4溶液沉到試管底部酸性KMnO4溶液的密度大于苯與甲苯苯與酸性KMnO4溶液不反應(yīng)，甲苯被酸性高錳酸鉀氧化苯甲苯苯甲苯【實(shí)驗(yàn)2-2】1.氧化反應(yīng)①苯的同系物大多數(shù)能被酸性KMnO4溶液

而使其

。氧化褪色【思考1】為什么烷烴不能使酸性高錳酸鉀褪色，甲苯卻可以?苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈影響：苯環(huán)活化側(cè)鏈，使側(cè)鏈易被氧化。苯的同系物側(cè)鏈的烷基中，直接與苯環(huán)連接的碳原子上沒有

時(shí)，該物質(zhì)一般不能被KMnO4(H＋)氧化為苯甲酸。H不能被氧化為苯甲酸（五）苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)(以甲苯為例)【思考2】如何鑒別苯和甲苯？【思考3】如何除去苯中溶解的少量甲苯？

取少量溶液于試管中，滴加適量酸性高錳酸鉀溶液，若溶液褪色，則證明其為甲苯，反之則為苯。

取少量試液于試管中，滴加適量酸性高錳酸鉀溶液，然后滴加適量NaOH溶液，靜置，分液。酸性高錳酸鉀COOHNaOH溶液COONa分液課堂檢測(cè)練習(xí)：請(qǐng)分析該有機(jī)物與高錳酸鉀反應(yīng)產(chǎn)物是什么?CH3CCH3CH3CH3CHCH3CH3CH2R(H+)KMnO4HOOCCCH3CH3CH3HOOCCOOH②燃燒的通式：（五）苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)(以甲苯為例)1.氧化反應(yīng)2.取代反應(yīng)條件不同產(chǎn)物不同；甲基與苯基的相互影響造成的（1）甲苯與氯氣在光照下的反應(yīng)蒸餾（五）苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)(以甲苯為例)【思考】甲苯與鹵族單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物相同嗎？為什么？通過什么操作分離產(chǎn)物？（2）甲苯與液溴在溴化鐵條件下的反應(yīng)（已知：產(chǎn)物以一取代為主）這表明與苯和液溴反應(yīng)相比較，甲苯中由于______對(duì)______的影響，使苯環(huán)上與甲基處于________位的氫原子活化而易被取代，所以甲苯與濃硝酸反應(yīng)可以生成一硝基取代物、_________________和______________甲基苯環(huán)鄰、對(duì)二硝基取代物三硝基取代物2.取代反應(yīng)（五）苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)(以甲苯為例)（3）甲苯與濃硝酸、濃硫酸加熱的反應(yīng)①30℃苯環(huán)上的氫原子被取代，主要得到鄰硝基甲苯和對(duì)硝基甲苯②100℃苯環(huán)上的氫原子被取代，主要得到三取代產(chǎn)物，寫出對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式：2，4，6-三硝基甲苯有機(jī)產(chǎn)物的命名為：

，又叫梯恩梯(TNT)，是一種

體，

溶于水。它是一種烈性

，廣泛用于國(guó)防