内容正文:
专题3 石油化工的基础物质——烃
第二单元 芳香烃
选修
3
苯的结构与性质
1、了解苯的组成和结构特征,能理解苯分子结构特征与性质之间的关系;
2、通过实验掌握苯的化学性质。
苯的结构
苯分子中不存在C-C和C=C交替形式,其中6根碳碳键完全相同,是介于单双键之间的特殊的共价键。
凯库勒式
苯分子中的6个碳原子和6个氢原子处于同一平面上,为平面正六边形。常用 或 表示。
有哪些实验事实可以证明该结论?
如何解释苯环中的碳碳键特殊性?
2、实验测得邻二甲苯 仅有一种结构。
3、苯分子中碳碳键的键长都是1.40 × 10-10 m,既不同于碳碳单键1.54 × 10-10 m,也不同于碳碳双键1.33 × 10-10 m。
1、苯不能使KMnO4酸性溶液、溴的四氯化碳溶液褪色。
4、苯的氢化热偏低。
确定苯结构的实验依据
苯能使溴水褪色,但只是萃取而不是反应!
苯环中的大π键
苯环中的σ键
苯分子中的碳碳键
苯的性质
物理性质 化学性质 化学方程式
无色有特殊气味的液体,难溶于水,ρ苯<ρ水,易挥发,有毒,常用作有机溶剂。
易取代
难氧化
难加成
反应较容易,苯的主要性质。与液溴、浓硝酸等在一定条件下发生取代反应。
可与氢气发生加成反应,用于工业制环己烷。
①易燃,火焰明亮,伴有浓烟。
②不能被KMnO4、H2O2等强氧化剂氧化。
实验现象 实验结论
加入药品后,反应剧烈,产生大量红棕色蒸汽。
锥形瓶中出现大量白雾,蒸馏水变为黄色。加入AgNO3产生浅黄色沉淀。
三颈烧瓶中残留物呈橙红色,倒入NaOH后,生成物为无色油状液体,难溶于水,并处于下层。
反应放热,产生溴蒸汽。
锥形瓶中吸收了HBr气体和少量溴蒸气。
溴苯是无色油状液体,难溶于水,密度比水大。
除去溴苯中的液溴
冷凝回流,减少反应物的挥发。
吸收HBr
防止倒吸
吸收HBr、溴蒸汽
1、铁粉的作用:与液溴反应产生催化剂FeBr3
2、冷凝管的作用:苯和液溴均易挥发,冷凝管起到冷凝回流作用;冷却水应下进上出。
3、蒸馏水、碱石灰的作用:吸收HBr;长导管口处于水面上方:防止倒吸;导管口的白雾:HBr形成的酸雾。4、氢氧化钠的作用:除去溴苯中的液溴。
5、归纳出溴苯的物理性质:密度比水大、难溶于水的无色油状液体。
7
1、如何证明苯与液溴反应是取代反应?
反应完毕后,向锥形瓶中滴加AgNO3溶液,有浅黄色沉淀生成,说明该反应为取代反应。
不合理之处:挥发出的Br2会和蒸馏水反应,生成HBr,无法证明该反应为取代反应。
改进方法:在烧瓶和锥形瓶之间连接一个盛有CCl4的洗气瓶,吸收HBr气体中混有的Br2。
2、若利用该实验装置验证苯与液溴的反应为取代反应,是否存在不合理之处,如有不合理,请完善该实验装置。
3、实验中也有可能生成二卤代苯,请写出相应的化学方程式。
提问:书写生成二卤代苯的化学方程式!(主要是邻对位的取代产物)
8
生成物为淡黄色、有苦杏仁味的油状液体,难溶于水,并处于下层。
实验现象:
浓硫酸
浓硝酸
苯
50~60℃水浴加热
受热均匀;容易控制温度!
将浓硫酸慢慢加入到浓硝酸中,并不断振荡降温,冷却到50 ℃以下再逐滴滴入苯,边滴边振荡。
思考
你知道水浴加热有哪些优点吗?
思考
指出药品的加入的顺序及注意事项!
催化剂吸水剂
冷凝回流,减少反应物的挥发。
纯净的硝基苯是无色、有苦杏仁味的液体,密度比水大,有毒,难溶于水;但实验室制得的硝基苯呈淡黄色,这是因为溶解了NO2的缘故 !
9
浓硫酸
100~110℃
+ 2HNO3
+2H2O
NO2
间二硝基苯
NO2
2、当温度升高至100~110 ℃时,则生成二取代产物(间二硝基苯),请写出化学方程式!
1、纯净的硝基苯是无色、有苦杏仁味的液体,密度比水大,有毒,难溶于水;但实验室制得的硝基苯呈淡黄色,为什么?
硝基苯中溶解了NO2。
1、苯分子中不存在单双键交替的结构,能说明此事实的是( )
A.对二甲苯没有同分异构体 B.间二甲苯没有同分异构体
C.苯分子为平面结构 D.苯分子中的碳碳键的键长和键角都相等
D
A
2、苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,可以作为证据的是( )
①苯不能使溴水褪色
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③苯在一定条件下既能发生取代反应,又能发生加成反应
④经测定,邻二甲苯只有一种结构
⑤经测定,苯环上碳碳键的键长相等,都是1.40×10-10m
A.①②④⑤ B.①②③⑤ C.①②③ D.①②
3、下列关于苯的性质的叙述中,不正确的是(