内容正文:
化 学
医药卫生类
高等教育出版社
专题三 闭链烃
第二节 苯的同系物
核心素养发展目标
(1) 认识苯的同系物的结构,知道苯环对侧链烃基的影响,导致特定结构的苯的同系物容易发生氧化反应,进一步建立结构决定性质的观念。
(2)从苯不能发生氧化反应,部分烷基苯的支链能发生氧化反应,认识苯环对取代基的性质的影响,建立变化是有条件的观念
(3)观察并描述苯、甲苯与酸性高锰酸钾溶液混合后的现象,能从苯和甲苯的结构特点解释产生不同现象的原因,认识苯的同系物的氧化反应规律,提升观察现象和认知规律的能力。
(4) 设计苯、乙苯能否被酸性高酸钾氧化的探究实验,能对问题的解决提出可能的假设,根据假设设计实验方案,增强开展实验探究的能力,养成与他人主动沟通与合作的习惯,进一步树立创新意识。
(5)了解甲苯在医药领域中的应用,体会化学对社会发展和人类生产、生活的重大贡献增强社会责任感。
情境与问题
二甲苯在涂料、树脂、染料、油墨等行业被广泛用作溶剂;在医药、炸药、农药等行业被用作合成单体或溶剂等。
二甲苯曾用作油漆家具的溶剂
情境与问题
二甲苯可以看作苯环上2个氢原子分别被甲基取代的产物,你能写出几种“二甲苯”?
间二甲苯 邻二甲苯 对二甲苯
Michael Faraday
(1791-1867)
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
苯的发现
化学史
一.苯
(一)苯的物理性质
状态:
颜色:
气味:
毒性:
水溶性:
挥发性:
密度:
液态
无色
有特殊气味
有毒
不溶于水
易挥发
比水小
球棍模型
填充模型
1、分子式:
C6H6
CH
2、最简式:
3.结构简式:
(二)苯(C6H6)的分子结构
4.空间构型:平面正六边形;(12 个原子同一平面)碳碳键介于单键和双键之间的独特的键。(既不是碳碳单键也不是碳碳双键)
(二)苯(C6H6)的化学性质
1、苯与液溴(纯溴)的取代反应
+ Br2
Br
+ HBr
FeBr3
溴苯
反应装置:
反应现象:
◇导管口有白雾,锥形瓶中滴入AgNO3溶液,出现浅黄色沉淀;
◇烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中,烧 杯底部出现油状的褐色液体。
2、加成反应
由于苯分子的碳碳键介于单键与双键之间,所以在一定条件下,苯仍可以与某些物质发生加成反应。
环已烷
苯跟氢气在镍的催化下,加热可生成环己烷:
+ 3H2
Ni
Δ
2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O
点燃
产生大量的黑烟,放出大量热量
3、氧化反应 (可燃性)
甲烷
乙烯
苯
思考:苯能不能使酸性高猛酸钾、溴水褪色?
二.苯的同系物
1、定义:
2.通式:CnH2n-6(n≥6)
具有苯环(1个)结构,且在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物。
CH2CH3
乙苯
苯环上的氢原子被烷基取代的产物
间二甲苯 邻二甲苯 对二甲苯
CH3
甲苯
3.苯的同系物的结构和命名
命名苯的同系物时,如果连接苯环的烷基比较简单,命名方法如下:
甲苯
乙苯
(1)苯环上连有1个取代基,命名为“某基苯”,简称“某苯”
1,3-二甲苯
1,2-二甲苯
邻二甲苯
间二甲苯
1,4-二甲苯
对二甲苯
(2)当苯环上连有2个取代基时,存在3种位置异构。取代基的位置可以用阿拉伯数字表示,也可用邻、间、对等词头表示取代基相对位置。
(3)当苯环上连有3个相同的取代基时,常用连、偏、均等词头表示3个取代基相对位置
1,2,4-三甲苯
1,2,3-三甲苯
连三甲苯
偏三甲苯
1,3,5-三甲苯
均三甲苯
从苯或苯的同系物分子中去掉苯环中1个氢原子后得到的原子团,称为芳基通常用“-Ar”表示。最简单的芳基是苯基。
苯甲基(苄基)
苯基
或 C6H5—
或 C6H5CH2—
苯的同系物的性质与苯的性质相似,具有“芳香性”。苯环容易发生取代反应;不易发生加成和氧化反应。
(1)氧化反应
⑴可燃性
⑵可使酸性高锰酸钾溶液褪色
KMnO4(H+)溶液
-R
-COOH
但在苯环上引入甲基后,甲苯能否使酸性高锰酸钾褪色?
4.化学性质
1. 苯的同系物的硝化反应
一种淡黄色的晶体,不溶于水。不稳定,易爆炸。它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。
2,4,6-三硝基甲苯
CH3
CH3
NO2
-NO2
O2N-
+3HO