(共26张PPT)
第二章 烃
第三节 芳香烃
课时1 苯
柑橘类水果表面凹凸不平,密密麻麻分布着许多小孔,这些小孔可产生芳香烃,可溶解橡胶。
教学引入
什么是芳香族化合物?什么是芳香烃?
最简单的芳香烃
回顾与思考:
芳香族化合物:
含_____的化合物。
芳香烃:
含一个或多个苯环的_____。
如:
苯
苯甲酸
COOH
CHO
苯甲醛
Cl
氯苯
CH3
甲苯
萘
如:
CH2CH3
乙苯
CH=CH2
苯乙烯
C≡CH
苯乙炔
苯环
烃
温故知新
苯是一种无色、有特殊气味的_______体,有毒,_____溶于水。苯易挥发,沸点为80.1 ℃,熔点为5.5 ℃,常温下密度为____________。
液
不
0.88 g/cm3
苯是一种重要的化工原料和有机溶剂
一、苯的物理性质
1825年,英国科学家法拉第在煤气灯中首先发现苯,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,法国化学家日拉尔等确定其分子量为78,苯分子式为C6H6。
C6H14 C6H6
-8H
高度不饱和的结构
德国有机化学家凯库勒给出的苯的结构
苯分子中是否有双键?如何验证?
二、苯的结构
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。
二、苯的结构
实验操作
实验现象
结论 液体分层,
上层无色,下层紫红色
液体分层,
上层橙红色,下层无色
萃取
苯不被酸性KMnO4溶液氧化,也不与溴水反应,但能萃取溴。
该实验证明苯分子中无碳碳双键和碳碳三键,
说明苯分子具有不同于烯烃和炔烃的特殊结构。
实验2-1
二、苯的结构
结构式:
结构简式:
球棍模型
空间填充模型
分子式:
C6H6
或
二、苯的结构
(凯库勒式)
(鲍林式)
苯分子中碳原子取 杂化,3个杂化轨道分别用于形成1个 ______ 键、2个_______ 键;苯分子每个碳原子均有1个未参与杂化杂化的p轨道,垂直于分子平面而相互平行,6个“肩并肩”的平行p轨道上总共6个电子一起形成了弥散在整个苯环的1个p-p大π键。
二、苯的结构
sp2
C-H σ
C-C σ
苯的结构
碳原子均采用______杂化,形成______________结构,键角为_____。
每个碳碳键的键长_____,都是139 pm,(154,133)
介于 __________和____________ 的键长之间。
平面正六边形
苯的6个氢原子所处的化学环境_________。
分子中的_____原子处在同一平面
碳碳双键
所有
碳碳单键
sp2
120°
相等
完全相同
二、苯的结构
哪些事实可证明苯分子中不存在单双键交替的结构
①苯的邻位二元取代物只有一种
②苯不能因加成反应使溴水褪色(苯使溴水褪色是萃取)
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
⑤经测定,苯环中碳碳键的键能均相等
思考与讨论
二、苯的结构
(1)可燃性
氧化反应
三、苯的化学性质
2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O
点燃
现象:
火焰明亮,伴有浓烟 (与乙炔相同)
注意:苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(1)卤代反应
取代反应
三、苯的化学性质
苯环上H原子被取代
↑
溴苯
无色液体,有特殊气味,不溶于水,密度比水大。
液溴,不与溴水反应!
催化剂
注意:①苯与Br2只发生一元取代反应!
②催化剂FeBr3不能遇水,会水解失去催化作用。
实验视频:苯的卤代反应
实验现象:
①烧瓶中液体轻微沸腾,
充满红棕色气体;
②导管口有白雾,
锥形瓶中出现浅黄色沉淀;
③烧瓶底部有褐色不溶于水的液体。
放热反应
生成的HBr遇水蒸气
产生AgBr沉淀
溴苯中混有溴
Br2遇热挥发
三、苯的化学性质
制取溴苯的实验设计图
(1)卤代反应
1、试剂的加入顺序是怎样的?
2、Fe屑的作用是什么?
3、长导管的作用是什么?
4、为什么导管末端不插入液面下?
5、哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应?
用于导气和冷凝回流
HBr易溶于水,防止倒吸。
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而非加成反应。因加成反应不会生成HBr。
苯→液溴→Fe屑
制取催化剂FeBr3
三、苯的化学性质
制取溴苯的实验设计图
(1)卤代反应
6、生成的HBr中常混有溴蒸气,此时用AgNO3溶液检验HBr,结果是否可靠?为什么?
不可靠,因为溴蒸气溶于水,也能生成HBr,与AgNO3反应生成淡黄色沉淀。
将产生的气体先通过盛有苯或CCl4的洗气瓶(除去溴),再通入AgNO3溶液中。
7、如何除去混在HBr中的溴蒸气?
三、苯的化学性质
制取溴苯的实验设计图
(1)卤代反应
甲
问题1、与甲装置相比,用乙装置制备溴苯有什么优点?
①有分液漏斗,控制液溴的量。
②加装一个用CCl4除溴蒸气的装置。
③倒扣的漏斗可以防倒吸,还有利于尾气吸收
乙
AgNO3溶液
三、苯的化学性质
(1)卤代反应
问题2:如何提纯溴苯?
产物中可能含有溴苯、苯、HBr、Br2、FeBr3
试剂:
操作:
目的:
水
分液
除HBr
FeBr3
HBr、FeBr3水溶液
溴苯
苯、溴
试剂:
操作:
目的:
NaOH
分液
除Br2
NaBr溶液
NaBrO溶液
溴苯
苯
溴苯
苯
蒸馏
除苯
操作:
目的:
沸点℃
溴苯 154.2℃
苯 80.1
(1)卤代反应
三、苯的化学性质
(2)硝化反应:
硝基苯
带有苦杏仁气味的无色液体,不溶于水,密度比水大。
催化剂和吸水剂
取代反应
苯环上H原子被取代
三、苯的化学性质
实验视频:苯的硝化反应
(2)如何更好的控制温度?其方法的优点有什么?
(1)试剂的加入顺序是什么?
先加浓硝酸,再加浓硫酸,等混合液冷却到50~60℃后加苯。
水浴加热的优点:容易控制温度,受热均匀
反应温度控制在50~60℃,需水浴加热。(温度低于50℃,不易反应;温度过高,苯挥发,硝酸分解)
苯
浓H2SO4浓HNO3
硝基苯的制取实验装置
(2)硝化反应:
三、苯的化学性质
(3)试管上方的长导管的作用是什么?
(4)分离硝基苯和水混合物的方法是什么?分离硝基苯和苯混合物的方法是什么?
冷凝回流、减少反应物的挥发。
分液法,蒸馏法。
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
△
制备合成洗涤剂
苯磺酸易溶于水,是一种强酸
(3)磺化反应
三、苯的化学性质
取代反应
①苯与H2加成:
苯的大π键比较稳定,通常状态下不易发生加成反应
(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:
三、苯的化学性质
加成反应
注意:苯比烯、炔难进行加成反应。 苯不与溴水反应,但能萃取溴水中的溴。
苯的化学性质是
“易取代,能加成,难氧化”
三、苯的化学性质
(1)苯的结构简式可写为“ ”,说明苯分子中碳碳单键和碳碳双键是交替排列的( )
(2)乙烯、乙炔和苯都属于不饱和烃,所以它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色( )
(3)苯和乙烯都能使溴水褪色,二者褪色原理相同( )
(4)除去溴苯中的溴可采用加入氢氧化钠溶液分液的方法( )
(5)苯和乙烯都是不饱和烃,所以燃烧现象相同( )
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1.正误判断
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达标检测