专题3 常见的烃
第二单元 芳香烃
第一课时 苯的结构与性质
【学习任务】
1、 认识苯的分子组成和结构特点
2、了解苯的物理性质，认识苯的主要化学性质和应用
【学习准备】
1、苯是___色，带有______气味的____体，苯______，______溶于水，密度比水____，熔沸点____，通常可______溴水、碘水中的溴和碘单质，是一种_______溶剂。
2、苯的分子式为_______，结构简式可表示为_______或_______；苯分子中的6个碳原子和6个氢原子都处于___________，为____________结构，键角为___；苯环上的碳碳键是一种________________的特殊的键，键长C—C_____苯环上的碳碳键长_____C=C____C≡C，
【学习思考】
1、哪些事实能说明苯分子中没有单双键交替出现的结构？
2、推测苯燃烧的现象与甲烷和乙烯燃烧的现象有何不同？
【学习活动】
学习活动1：苯分子的结构
苯的1H核磁共振谱图（教材P48）：苯分子中6个H所处的化学环境
苯分子结构的确定经历了漫长的历史过程，1866年，德国化学家凯库勒提出苯环结构，称为凯库勒式。
苯的一取代物只有 种，邻位二取代物只有 种
拓展视野:苯环中的碳原子都是采用的sp2杂化，碳原子之间形成σ（sp2－sp2）键，六个C原子的p轨道重叠形成一个大π键。]
苯分子中碳碳键的键长都是一样长的（1.4×10-10m），这说明碳原子之间形成的一种介于单键和双键之间的特殊共价建，
所以苯的结构可以表示为： 或
分子空间构型[来:：平面正六边形，12个原子共 。
问题：由于苯分子中含有一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，可以推测苯可能有什么样特殊的化学性质？
学习活动2：苯的溴代反应
原理：_______________________________________
现象：
①向三颈烧瓶中加苯和液溴后，______________________
②反应结束后，三颈烧瓶底部出现__________________
③锥形瓶内有______，向锥形瓶中加入AgNO3溶液，出现_______
④向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，产生________
注意：
①直型冷凝管的作用： _________； ______________________
②锥形瓶的作用：_________________________________
③锥形瓶内的导管为什么不伸入水面以下？_________________
④碱石灰的作用：__________________________________
⑤纯净的溴苯应为无色，为什么反应制得的溴苯为褐色？_________________________
⑥NaOH溶液的主要作用：______________________________
⑦最后产生的红褐色沉淀是什么？_____________，反应中真正起催化作用的是___________
学习活动3：苯的硝化反应：
原理：______________________________
现象：加热一段时间后，反应完毕，将混合物倒入盛
有水的烧杯中，在烧杯底部出现_______________
注意：
①硝基苯_____溶于水，密度比水____，有______气味
②长导管的作用：___________________________
③为什么要水浴加热：
（1）__________________________；
（2）__________________________；
④温度计如何放置：__________________________________
学习活动3：苯的加成反应
在催化剂镍的作用下，苯与H2能在180～250℃、压强为18MPa的条件下发生加成反应
原理：_________________________________________________
【学以致用】
1、下列各组有机物中，只需加入溴水就能一一鉴别的是( )
A.苯、己烷、己烯 B.苯、己炔、己烯
C.己烷、苯、环己烷 D. 己烯、苯、四氯化碳
2、将112mL乙炔溶于2mol苯中，再加入30g苯乙烯，所得混合物的含碳的质量分数为
（ ）
A．75% B．66.75% C．92.3% D．不能确定
3、苯和溴的取代反应的实验装置如图所示，其中A为具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑。?
填写下列空白：?
⑴试管C中苯的作用是：_____________________________________，
反应开始后，观察D和E两试管，看到的现象为：_____________________________
________________________________________________
⑵反应2~3 min后，在B中的NaOH溶液里可观察到的现象是______________________
⑶在上述整套装置中，具有防倒吸的仪器有___________(填字母)。?
4、已知：①R—NO2R—NH2；②R—ClR—OH;③苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。以下是用苯作原料制备某些化合物的转化关系图：
⑴A是一种密度比水 （填“小”或“大”）的无色液体；A转化为B的化学方程式是
⑵在“苯CD”中的反应中属于取代反应的是 ，属于加成反应的是 （填字母）。?
课件33张PPT。专题3 常见的烃第一单元 脂肪烃3.2.1 苯的结构与性质1、认识苯的分子组成和结构特点
2、了解苯的物理性质，认识苯的主要
化学性质和应用【学习任务】哪些事实能说明苯分子中没有单双键交替出现的结构？①苯分子中所以碳碳键的键长相等
②根据苯分子的1H核磁共振谱图，6个H所处的化学环境完全相同
③苯的一取代物只有一种，邻位的二取代物只有一种
④不能是溴水或酸性高锰酸钾因化学反应而褪色
⑤苯在加热和催化剂存在的条件下跟H2加成生成环己烷19世纪的科学家就进行了研究。当时的有机化学刚刚发展起来，比较成熟的理论只有“碳四价学说”和“碳链学说”。
请根据这两种学说写出1－2种苯可能的结构简式。 CH≡C－CH2－CH2－C≡CH CH3－C≡C－CH2－C≡CH CH2＝CH－CH＝CH－C≡CH
……试管中加入2mL苯，滴几滴酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置。试管中加入2mL苯，加入1mL溴水，振荡后静置。高锰酸钾溶液不褪色溴水分两层，上层橙红色，下层无色
苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，说明苯分子中不含C=C或C≡C。即下列假设都是错误的：
CH≡C－CH2－CH2－C≡CH
CH3－C≡C－CH2－C≡CH
CH2＝CH－CH＝CH－C≡CH
从而否定了苯的链状结构。 凯库勒（1829—1896）德国化学家，经典有机化学结构理论的奠基人之一。1847年考入吉森大学建筑系，由于听了一代宗师李比希的化学讲座，被李比希的魅力所征服。他擅长从建筑学的观点研究化学问题，被人称为“化学建筑师”。1865年， “我坐着编写教科书，然而工作毫无进展，我的思维开了小差。我把椅子转向取暖壁炉，并打起盹来。原子再次在我眼前欢跳。这时较小的原子谨慎地呆在基底上。我的心灵眼睛通过这种重复景象而更加敏锐，现在可以辨别出多种形体中较大的结构，长长地排列成行，有时还更紧密地拼接在一起；整行迂回曲折像蛇一样运动。瞧！那是什么？有一条蛇咬住了它自己的尾巴，嘲弄般地在我眼前快速旋转，仿佛一道闪电，把我惊醒了……当天晚上，我就推断出假设的结论。”凯库勒在1866年发表的“关于芳香族化合物的研究”一文中，提出两个假说：
1.苯的6个碳原子形成环状闭链，即平面六角闭链。
2.各碳原子之间存在单双键交替形式。凯库勒苯的分子结构假说假说1根据事实提出，很快被证实：
苯的一元溴代物只有一种。他的儿子小帕金以实验证实环状结构的假设。
假说2遇到麻烦。按假说2推知，苯的邻位二元取代物应有两种（同分异构体）：然而实验结果并没有发现这一情况。
凯库勒的假说2暴露出缺陷。凯库勒进一步补充：苯分子中碳碳单键与碳碳双键不是固定的，而是以一定的频率快速交替出现。苯易发生取代反应，它的一溴代物只有一种。 —— 类似于烷烃的性质凯库勒式的缺陷——类似于C=C的性质—— 6个碳原子和6个氢原子等价苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色—— 证明苯的双键与一般的双键不同 与 性质完全相同，
是同种物质缺陷1：不能解释苯为何无类烯烃的加成反应缺陷2：苯的邻位二取代产物只有一种苯分子中的碳碳键既不是单键，也不是双键，而是一种特殊的键。 比例模型球棍模型结构简式1939年，美国化学家鲍林在《化学键的本质》书中提出苯环的价键实际上并不是单、双键相间，而是电子泼散开来， 形成一种均匀分布，从而使所有的价键都十分相像，并且全都比普通单键更牢固、更稳定。 【苯的结构】（凯库勒式）结构式结构简式碳碳之间键长都为1.4×10—10m
C － C 键 键长：1.54 ×10－10 m
C = C 键 键长：1.33 ×10－10 m① 6个碳原子、6个氢原子均在同一平面上，
且等效，各个键角都为120°② C原子之间的键完全相同，是一种介于单键
和双键之间的特殊的共价键空间构型：平面正六边形下列关于苯分子结构的说法中，错误的是（?? ? ）
A、各原子均位于同一平面上，6个碳原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构。
B、苯环中含有3个C-C单键，3个C=C双键
C、苯环中碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键。
D、苯分子中各个键角都为120oB不能说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交
替的事实是 （ ）
A.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.苯环中的碳碳键的键长均相等
C.苯的邻位二元取代物没有同分异构体
D.苯的一元取代物没有同分异构体D推测苯燃烧的现象与甲烷和乙烯燃烧的现象有何不同？甲烷燃烧为淡蓝色火焰，无黑烟，乙烯燃烧火焰明亮，有黑烟，苯燃烧产生浓烈的黑烟 苯有哪些化学性质？苯的卤代、硝化、磺化反应 可以点燃，但不能被高锰酸钾氧化(溶液不褪色)。苯不能与溴水加成(萃取溴而不是反应褪色) 。特殊条件下可与H2发生加成反应①苯与溴的反应：现象：⒉烧瓶中液体倒入盛水烧杯中，烧杯底部出现褐色油状液体。【取代反应】⒈导管口有白雾，锥形瓶中滴入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀①是否加热？②用的是液溴还是溴水？③加铁粉的作用是什么？
实际起作用的是什么？④装置中长导管的作用是什么？⑤锥形瓶中导管口有没有伸入到液面下？无色油状液体，
密度比水大苯的溴代反应（卤代）溴苯液溴溶液分层；上层显橙色，下层近无色萃取分液漏斗Fe ( FeBr3)1、溴苯本是无色，为何看到褐色液体？
怎样除去杂质？2、锥形瓶上方为何有白雾？
怎样鉴别？实验有无须改进的地方？改进后硝基苯②苯的硝化反应无色油状液体，
密度比水大1、浓硫酸在此反应中的作用2、两种酸与苯的混合顺序5、硝基苯本是无色，为何得到产物为黄色？
怎样除去杂质？3、温度计的位置和作用？ 4、试管塞上的玻璃直导管的作用？1、100℃以下，均可采用水浴加热。2、温度计水银球浸没在水浴中。苯磺酸③苯的磺化反应：【加成反应】环己烷现象：火焰明亮且伴有浓浓的黑烟
与乙炔燃烧现象相同【氧化反应】①燃烧不能使高锰酸钾(H+)褪色②难氧化总结：苯的特殊结构苯的特殊性质饱和烃不饱和烃易取代（难氧化）能加成碳原子之间的特殊的共价键我们应该会做梦！……那么我们就可以发现真理……但不要在清醒的理智检验之前，就宣布我们的梦。
——凯库勒
