2.3.2芳香烃 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

许多芳香族化合物其实并不具有芳香气味 1.什么叫芳香烃？ 分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃 2.最简单的芳香烃是什么？ 苯 颜色： 气味： 毒性： 溶解性： 密度： 熔沸点： 无色 特殊气味 有毒 小于水 不溶于水，易溶于有机溶剂 沸点 80.5℃, 易挥发, 熔点 5.5℃, 凝结成无色的晶体。 1.苯的物理性质 状态： 液体 一 苯 可引起急性中毒 致癌物 芳香杀手 苯 2.苯的结构 分子式： 结构简式： 结构式： 凯库勒式 C6H6 最简式： CH 凯库勒苯环结构的有关观点： 1、6个碳原子构成平面六边形环； 2、每个碳原子均连接一个氢原子； 3、环内碳碳单双键交替。 对苯分子结构进一步研究表明： ②6个碳碳键完全相同, 碳碳之间的键是介于单键与双键之间的独特的键（大∏键） ①平面正六边形结构，非极性分子，键角120° ③苯的邻二取代物只有一种 比例模型： 球棍模型： 3、苯的化学性质 1、氧化反应（燃烧) 现象：火焰明亮，有浓烟。 2C6H6+15O2 12CO2+ 6H2O 点燃 与乙炔燃烧现象 相同 上层无色 下层紫色 上层橙色 下层无色 1ml溴水 振荡 1mlKMnO4(H+)溶液振荡 分层 分层 证明苯中的碳碳键是一种介于单双键之间的一种特殊的键，而不是单双键交替 结论：苯与溴水、KMnO4溶液不反应 苯使溴水褪色的原因： 萃取 a.观察到哪些现象? 液体轻微翻腾，有气体逸出. 导管口有白雾，硝酸银溶液中生成浅黄色沉淀。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体 b.长导管的作用是什么？ 用于导气和冷凝回流 c.为什么导管末端不插入液面下？ 溴化氢易溶于水，防止倒吸 d.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？ 苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，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溴化氢 e.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使之恢复本来的面目？ 因为未发生反应的溴和反应中的催化剂FeBr3溶解在生成的溴苯中 用水和碱溶液反复洗涤分液可以使褐色褪去 ①溴代反应 2、取代反应 溴苯 不溶于水且密度大于水无色油状物 Cl2 Cl3 Cl Cl 玻璃管 ②硝化反应 温度计位置： 悬挂在水浴中 长玻璃管作用： 冷凝回流 + HO-NO2 NO2 + H2O 浓H2SO4 50~60℃ 温度计 3.浓H2SO4的作用： 注意事项: 1.条件: 4.纯净的硝基苯是无色有毒苦杏仁味的油状液体，密度比水大。 2.加试剂顺序： 先加浓硝酸，再加浓硫酸，冷却后再加苯。 混酸配制：一定要将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中，及时搅拌。 5.制得的硝基苯因溶有NO2显淡黄色， （受热均匀，便于控制温度） 50-60℃水浴加热 催化剂 吸水剂 可用NaOH溶液再分液除去 5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤.用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯 ③磺化反应 苯磺酸是一元强酸 SO3H + H2O 水浴加热 70~80℃ + HO－SO3H（浓） —SO3H 磺酸基 与H2加成 环己烷 与Cl2加成 六氯环己烷 (俗称：六六六，一种剧毒农药,高残留,现已禁止使用) 3、加成反应 苯的特殊性质 类似饱和烃 类似不饱和烃 取代反应 加成反应 溴代反应 硝化反应 与Ｃl2 与Ｈ2 磺化反应 苯中的碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间，其化学性质既具有单键的性质，又具有双键的性质。可以发生取代反应，在特定条件下可以发生加成反应。不能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应。 苯的化学性质 易取代、难加成、难氧化 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苯不能使溴水发生化学反应而褪色 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均相等 ⑤经测定，苯环中碳碳键的键能均相等 二 苯及其同系物 1.定义: 通式： 2.结构特点: 只含有一个苯环,苯环上连结烷基. 苯环上的氢原子被烷基取代的产物，分子组成与苯相差一个或多个CH2 CnH2n-6(n≥6整数) CH3 C2H5 如： 不饱和度= 4 练习 判断下列物质哪些物质属于苯的同系物 —CH3 —CH3 —CH3 CH(CH3)2 ︱ —COOH CH=CH2 —CH3 ︱ CH(CH3)2 ︱ ︱ OH ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 1、苯的同系物的习惯命名法： （1）苯的同系物的命名是以苯作母体的。苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯， 被乙基取代后生成乙苯 。 甲苯 乙苯 （2）如果两个氢原子被两个甲基取代后，则生成的是二甲苯。由于取代基位置不同，二甲苯有三种同分异构体。它们之间的差别在于两个甲基在苯环上的相对位置不同，可分别用“邻”“间”和“对”来表示： CH3 CH2CH3 3、简单的苯的同系物的命名 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 2、苯的同系物的系统命名法： （3）若将苯环上的6个碳原子编号，可以某个甲基所在的碳原子的位置为1号，选取最小位次号给另一个甲基编号。 1 2 3 4 5 6 3 3 4 4 5 5 6 6 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 1，2—二甲苯 1，3—二甲苯 1，4—二甲苯 1 1 2 2 （4）如果有不同的取代基，则以较复杂的取代基的位置为起点，将苯环上的6个碳原子编号，使取代基号数和要小。 邻甲乙苯 2—甲基乙苯 间甲基苯乙烯 3-甲基苯乙烯 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 小 结 一般将苯环作母体称为“某苯”，支链当作取代基，取代基的命名与烷烃相同。 4、苯的同系物的物理性质 类似于苯，均难溶于水、易溶于有机溶剂。密度小于水、有特殊气味的液体（或固体），本身也可以作溶剂。 苯和苯的同系物均因为萃取而使溴水褪色 (2)被酸性KMnO4氧化 5、化学性质 (以甲苯为例) 1、氧化反应 (1)燃烧反应 CnH2n-6+ O2 点燃 nCO2+(n-3)H2O 3n-3 2 —COOH 酸性KMnO4溶液 —CH3 酸性KMnO4溶液 酸性KMnO4溶液 酸性KMnO4溶液 —CH2CH3 —CH3 —COOH —COOH C(CH3)3 ︱ C(CH3)3 ︱ CH(CH3)2 ︱ COOH ︱ 苯甲酸 1、苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 2、苯的同系物中，如果侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，能被酸性高锰酸钾氧化，侧链烃基通常被氧化为羧基。不论侧链长短，产物都是苯甲酸，有几个侧链就有几个羧基。与苯环相连的碳原子上无氢不能氧化。 3、苯环侧链烃基能被酸性高锰酸钾氧化，是苯环对烃基的影响造成的。 苯的同系物与酸性高锰酸钾溶液的反应机理 | —C—H | O || C—OH | 酸性高锰酸钾溶液 烷基上与苯环直接相连的碳上有氢原子才能被氧化 H | —C—H | H H | | —C—C— | | H C | —C—C | C × 2、取代反应(可与卤素单质、浓硝酸、浓硫酸等反应) （1）苯的同系物与卤素单质反应 ① 若条件为光照，侧链上的H被取代 ②若条件为催化剂（Fe/FeX3），苯环上的H被取代 甲基(烷基)为活化基团，使得苯环上甲基邻或对位上的H变活泼而易取代。 （2）苯的同系物与浓硝酸反应 2,4,6-三硝基甲苯 —CH3对苯环的影响使其邻和对位氢活泼，取代反应更易进行 3 TNT 炸 药 爆 炸 时 的 场 景 2，4，6-三硝基甲苯又叫TNT，淡黄色针状晶体，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。 现象 结论 苯+酸性KMnO4溶液 甲苯+酸性KMnO4溶液 苯+溴水 甲苯+溴水 苯与甲苯的区别 酸性KMnO4 溶液不褪色 苯不能被酸性 高锰酸钾氧化 酸性KMnO4 溶液 褪色 分层，上层 橙红色下层无色 甲苯能被酸性 高锰酸钾氧化 苯不能与溴反应 甲苯不能与溴反应 分层，上层 橙红色下层无色 　　比较苯和甲苯与KMnO4溶液反应的现象，以及硝化反应的条件及产物等，你从中得到什么启示? 侧链和苯环相互影响： 侧链受苯环影响易被氧化； 苯环受侧链影响易被取代。 【结论】 3、加成反应 苯的同系物不能与溴水发生加成反应（萃取） 催化剂 △ + 3H2 稠环芳香烃： 苯环间共用两个或两个以上碳原子形成的一 类芳香烃 萘 蒽 　　萘是无色片状晶体，具有特殊的气味，易升华，曾经用来防蛀、驱虫，但因它有一定的毒性，现已禁止使用，萘是一种重要的化工原料。 蒽也是一种无色的晶体，易升华，是生产染料的主要原料。 C10H8 C14H10 菲 苯并芘 二联苯 四联苯 课 后 探 究 1、请用圆形图式表示芳香化合物、芳香烃、苯的同系物三者的包含关系。 芳香族化合物 芳香烃 苯的同系物 1.下列有机物中属于芳香族化合物的是（ ） 2.下列有机物属于芳香烃的是（ ） 3.下列有机物中哪些是苯的同系物（ ） ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ① ② ③ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ② ③ ④ ⑧ ⑨ ② ③ ⑧ 练习： 1.己烯、己烷、苯按下列问题填空 （1）不与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应 （2）不与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应，但能在铁做催化剂与液溴反应的是 （3）能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应的是 2.某烃的分子式为C10H14，它不能因化学反应使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只有一个烷基，符合条件的烃有( ) A. 2种 B. 3种 C .4种 D.5种 B 己烯 己烷 苯 CH3 CH3 在如图分子中，在同一平面内的碳原子至少应( ) A .7 B.8 C.9 D.10 已知分子式为C12H12的物质A结构简式为 则A环上的一溴代物有 ( ) A、2种 B、3种 C、4种 D、6种 B 3.苯的加成反应 二、苯的化学性质 （环己烷） +3H2 催化剂 △ 易取代 难加成 可氧化 三、芳香烃及苯的同系物 （1）芳香族化合物：含苯环的有机化合物。 （2）芳香烃：含有一个或多个苯环的烃 （3）苯的同系物：指分子里含有一个苯环， 组成符合CnH2n-6（n>=6）的环烃。 注：苯的同系物可以发生类似苯的取代或加成反应，也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色！ 聪明的另一个名字叫努力！有一种后悔叫“少壮不努力老大徒伤悲”…… Lavf57.62.100 Lavf57.83.100 Lavf53.4.0 $$