内容正文:
第三节|芳香烃
第1课时 苯
(一)芳香烃、苯的结构与物理性质
芳香烃 在烃类化合物中,有很多分子里含有一个或多个 ,这样的化合物属于芳香烃,苯是最简单的芳香烃 [微点拨]
苯环上的每个碳原子余下的p轨道
苯的物理性质 苯是一种无色、有 的液体,有毒,不溶于水,密度比水的 ,苯 挥发,沸点80.1 ℃,熔点5.5 ℃
苯环
特殊气味
小
易
续表
(二)苯的化学性质
续表
实验 现象 结论
将1滴管苯与1滴管溴水溶液混合于试管中,振荡,静置
将1滴管苯与1滴管酸性高锰酸钾溶液混合于试管中,振荡,静置
提示:
现象 结论
液体分为两层,上层为橙红色,下层近于无色 苯不溶于水,也不与溴水发生加成反应,苯分子中不存在碳碳双键
液体分为两层,上层为无色,下层为紫色 苯不溶于水,也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,苯分子中不存在碳碳双键
[生成认知]
1.苯的分子结构
(1)苯中碳原子均采取sp2杂化,除σ键外还含有大π键。苯分子为平面形结构,分子中的6个碳原子和6个氢原子共平面。
(2)苯不存在单双键交替结构,可以从以下几个方面证明:
2.四种代表烃的空间结构
3.常见烃的共面、共线问题分析与判断
2.B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是 ( )
A.其熔点主要取决于所含化学键的键能
B.形成大π键的电子全部由N提供
C.分子中B和N的杂化方式相同
D.分子中所有原子共平面
解析:B3N3H6与苯的结构相似,属于共价化合物,共价化合物的熔点与分子间作用力有关,与化学键的键能无关,A项错误;B3N3H6中形成大π键的电子全部由N提供,B项正确;由于B3N3H6和苯的结构类似,则该分子中B和N均采取sp2杂化,C项正确;由于B3N3H6和苯分子结构相似,则B3N3H6分子中12个原子共面,D项正确。
答案:A
解析:根据分子的结构可知,分子中含有碳碳双键,相当于乙烯的结构,碳碳三键,相当于乙炔的结构,另外苯环上所有原子都共面,处于对位的四个原子共线,乙烯和苯是平面形结构,乙炔是直线形结构,12个碳原子有可能都在同一平面内,故 A错误; 苯环和碳碳双键上的碳原子为sp2杂化,碳碳三键上的碳原子为sp杂化,饱和碳原子为sp3杂化,共有3种杂化方式,故B正确;乙烯和苯是平面形结构,乙炔是直线形结构,分子中最多有6个碳原子在同一直线上,故C正确;1 mol该物质最多能与6 mol氢气加成,故D正确。
答案:A
[典例导引]
[典例] 实验室制备溴苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述错误的是 ( )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
[解析] A对:向圆底烧瓶中滴加液体前,要先打开K,以保证液体顺利滴下。B对:装置b中CCl4的作用是吸收反应过程中未反应的溴蒸气,Br2溶于CCl4显浅红色。C对:装置c中Na2CO3溶液的作用是吸收反应中产生的HBr气体,防止污染环境。D错:反应后的混合液应该用稀NaOH溶液洗涤,目的是除去溴苯中的溴,然后分液得到溴苯,不是结晶。
[答案] D
[生成认知]
1.苯的特殊结构决定了苯的化学性质
(1)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,苯和溴水因不能发生化学反应而褪色,由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大差别。
(2)苯在催化剂(FeBr3)作用下与液溴发生取代反应,说明苯具有类似烷烃的性质。
(3)苯又能与H2或Cl2分别在催化作用下发生加成反应,说明苯具有烯烃的性质。
(4)苯分子中的键不是单、双键交替的形式,真实结构为6个碳碳键完全相同,是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。
2.溴苯、硝基苯的制备
反应类型 苯与液溴的反应 苯与硝酸的反应(硝化反应)
实验现象 整个烧瓶充满红棕色气体,在导管口有白雾(HBr遇水蒸气形成);反应完毕后,向锥形瓶中滴加AgNO3溶液,有浅黄色的AgBr沉淀生成;把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里,烧杯底部有褐色不溶于水的液体生成 将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中,烧杯底部有黄色油状物质生成,然后用NaOH溶液洗涤, 最后用蒸馏水洗涤后得无色油状、有苦杏仁气味、密度比水大的液体
反应类型 苯与液溴的反应 苯与硝酸的反应(硝化反应)
注意事项 ①应该用纯溴,苯与溴水不反应
②催化剂是FeBr3,反应时通常加入铁粉,发生反应2Fe+3Br2===2FeBr3
③锥形瓶中的导管不能插入液面