2.3 课时1 苯 课件（共25页） 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

第二章 烃
第三节 芳香烃 课时1
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？
1.能基于苯环的大π键认识苯的结构特点；
2.能说出苯的取代反应和加成反应的规律，并能将反应规律与苯的结构特点相联系，写出相应反应的化学方程式。
【实验2-1】
向两只各盛有2 mL 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。
视频
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}现象
①酸性高锰酸钾溶液
②溴水
结论
液体分层,下层溶液不褪色
液体分层,上层显橙红色
苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与溴水
反应。苯不溶于水,苯分子中不含碳碳双键;
溴在苯中的溶解度比在水中的大
各碳原子间单双建交替出现？
①苯的邻二氯代物：
同分异构体
实际：只有一种
②C—C：1.54×10-10m
C＝C：1.33×10-10m
不可能出现正六元环
事实：苯环中含有正六元环结构
苯中碳原子间的化学键：介于碳碳单键和双键之间的特殊的键
一、苯
1.苯的分子结构
苯分子中的6个碳原子均采取sp2杂化,分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合,键间夹角均为120°,连接成六元环状。每个碳碳键的键长相等(139pm)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。分子中的所有原子共平面 。
σ键
π键
视频
苯
分子式：
结构特点：
结构简式：
结构式：
C6H6
①具有平面正六边形结构，键角120°
②6个C原子等效，6个H原子等效，12个原子共平面
2.苯的物理性质
(1)无色带有特殊气味的液体，有毒
(2)常温下密度0.88g/cm3，比水小，不溶于水
(3)熔沸点低，沸点80.1℃，熔点5.5℃，易挥发
是一种重要的化工原料和有机溶剂。
3.苯的化学性质
苯的结构稳定，不与酸性KMnO4溶液、溴水反应。但可以萃取溴水中的溴。
现象：明亮火焰，并伴有大量黑烟
(1)可燃性
2C6H6＋15O2 12CO2＋6H2O
点燃
视频
(2)取代反应
FeBr3作催化剂，苯环上氢原子被溴原子所取代。
①卤代反应：
溴苯
+ Br2
FeBr3
Br+HBr↑
a.苯只与纯卤素反应，遇到溴水发生萃取分层。
b.必须有催化剂；反应中加入的催化剂是铁粉，实际起催化作用的是FeBr3
c.苯与Br2只发生一元取代反应
纯净的溴苯是一种无色液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水大。
【注意】
Ⅰ.怎样说明发生了取代反应而不是加成反应？
Ⅱ.纯净的溴苯应是无色的，为什么实验所得溴苯为褐色？怎样除杂？
苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，将气体通入硝酸银溶液，若有浅黄色沉淀生成，则说明它们发生了取代反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。
因为未发生反应的溴溶解在溴苯中。水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)→再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)→最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水),蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯
思考与讨论
浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂
②硝化反应：
在浓硫酸的作用下，苯在50~60℃时与浓硝酸发生硝化反应。
硝基苯（具苦杏仁味，无色油状液体，难溶于水，密度比水大。）
硝基苯
+ HNO3
NO2+H2O
浓硫酸
?
思考与讨论
Ⅰ.水浴加热的优点有什么？温度过高会怎样？
水浴加热的优点：容易控制温度，受热均匀
温度过高，苯挥发，硝酸分解。
Ⅱ.纯净的硝基苯是无色，为什么实验所得产物为淡黄色？怎样除杂？
实验室制得的硝基苯呈淡黄色，是因为溶解了NO2，
将产物→蒸馏水→NaOH→蒸馏水→无水CaCl2→纯物质
③磺化反应：
注：苯磺酸易溶于水，是一种强酸。该反应可用于制备合成洗涤剂。
苯与浓硫酸在70~80℃时可以发生磺化反应，生成苯磺酸。
苯磺酸
+ HO—SO3H
SO3H+H2O
?
工业制取环己烷的主要方法
+ 3H2
（3）加成反应
在以Pt、Ni等作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。
催化剂
?
二、苯的同系物的命名
1.一元取代苯的命名
a.当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。
b.当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取代基,叫做苯基某某。
取代基的位置用邻、间、对或1，2； 1，3； 1，4表示。
2.二元取代苯的命名
3.多取代苯的命名
a.取代基的位置用邻、间、对或2，3，4,……表示
b.母体选择原则（按以下排列次序，排在后面的为母体，排在前面的作为取代基。）选择母体的顺序如下：
-NO2、 -X、 -OR（烷氧基）、 -R（烷基）、 -NH2、 -OH、 -COR、 -CHO、 -CN、-CONH2（酰胺）、 -COX（酰卤）、 -COOR（酯）、 -SO3H、 -COOH、 -N+R3等
[练一练]
1．有关苯的结构和性质，下列说法正确的是(　　)
A．苯分子中碳碳键是单键和双键交替排列的
B．易被酸性KMnO4溶液氧化
C．与溴水发生加成反应而使溴水褪色
D．苯分子中存在大π键，碳原子采取sp2杂化
D
2、下列关于苯的叙述中正确的是 (　 )
A．邻二甲苯有两种同分异构体
B．苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃
C．苯分子中6个碳碳化学键完全相同
D．苯可以与溴水、高锰酸钾溶液反应而使它们褪色
C
3. 杭甬高速公路萧山路段一辆运送化学物品的槽罐车侧翻，罐内15 t苯泄入路边300 m长的水渠，造成严重危险。许多新闻媒体对此进行了连续报道，以下报道中有科学性错误的是(　　)
A. 由于大量苯溶入水中，渗入土壤，会对周边农田、水源造成严重的污染
B. 由于苯是一种易挥发、易燃的物质，周围地区如果有一个火星就可能引起爆炸
C. 可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到部分清除泄漏物的目的
D. 处理事故时，由于事故发生地周围比较空旷，有人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物，但由于苯燃烧会产生大量的黑烟扩大污染，所以该办法未被采纳
A
4. 实验室用溴和苯在FeBr3催化下制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作提纯：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④用10%的NaOH溶液洗涤。正确的操作顺序是(　　)
A.①②③④　 B. ④②③① C. ④①②③ D. ②④②③①
D
5. 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
6. 在实验室中，下列除去杂质的方法正确的是(　　)
A. 溴苯中混有溴，加入KI溶液，振荡，用汽油萃取溴
B. 硝基苯中混有浓硝酸和浓硫酸，将其倒入到NaOH溶液中，静置，分液
C. 乙烷中混有乙烯，通氢气在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷
D. 乙烯中混有SO2和CO2，将其先后通入NaOH和KMnO4溶液中洗气
B
苯
结构
物理性质
化学性质
平面正六边形。键角120°
大π键
碳碳键的键长相等
无色带有特殊气味的液体，有毒
密度比水小，不溶于水
熔沸点低，易挥发
可燃性
取代反应
加成反应
与液溴
硝化反应
磺化反应
催化剂 H2