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

第1课时 苯 第三节 芳香烃 第二章 烃 【思考】什么是芳香族化合物？什么是芳香烃？二者有什么关系？ 温故知新 新型冠状病毒肺炎的治疗药物“洛匹那韦”的结构式 芳香族化合物 一般指分子中含有一个或多个苯环的有机物 芳香烃 分子中含有一个或多个苯环的烃 颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性 溶、沸点 无色 液态 特殊 气味 有毒 <H2O 不溶于水，易溶于有机溶剂 较低 易挥发 苯的物理性质 苯的发现史 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 苯的碳、氢比值如此之大，表明苯是高度不饱和的化合物，应与烯烃、炔烃等不饱和烃具有相似的化学性质。那么，苯的分子结构是怎样的呢？它是否和乙烯、乙炔一样含有碳碳双键或碳碳三键？ CH2＝C＝CH—CH＝C＝CH2 CH2 ＝C＝C ＝ C＝CH—CH3 CH2 ＝C＝C ＝ CH—CH＝CH2 …… 苯的结构特点 【实验2-1】分别向酸性KMnO4溶液和溴水中加入适量苯，充分振荡后，静置并观察。 （下层紫红色） KMnO4(H+)溶液 2mL 苯 2mL 苯 溴水 振荡 振荡 （上层无色） 结论：苯不与溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液反应，苯能将溴从水溶液中萃取出来。苯不饱和，但苯具有不同于烯烃和炔烃结构。 （上层橙色） （下层几乎无色） 苯的结构特点 b.邻二取代物没有同分异构体，只有一种结构。 a.正六边形分子，六个碳碳键长相同，都是1.39×10-10m 。 苯分子中不是单键和双键交替的结构依据 c.苯不能使溴水褪色 d.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 e.经测定，苯环中碳碳键的键能均相等 苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。 C─C 1.54×10-10m C=C 1.33×10-10m 现代理论：X射线衍射法 分子式: 结构式: 结构简式: 空间构型: 最简式: C6H6 CH 苯的分子结构 成键方式：苯分子为平面正六边形结构，所有原子共平面，六个碳原子均采用sp2杂化，分别与氢原子和相邻的碳原子形成σ键，键角均为120°，六个碳碳键键长相等，都是139pm，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。每个碳原子余下的轨道形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 【思考】通过前面的学习，你认为苯难以被酸性KMnO4溶液氧化，也难以与溴发生加成反应的原因？ 苯中含有大π键的高度对称的分子结构比较稳定 1. 氧化反应——可燃性 现象：火焰明亮，伴有浓重的黑烟。 苯完全燃烧的化学方程式： 2C6H6 + 15O2 12CO2＋6H2O 点燃 苯的化学性质 苯不能使酸性高锰酸钾褪色 难氧化 苯的化学性质 2. 取代反应 苯的大π键比较稳定，一般易取代，难加成。 溴苯 （无色液体，不溶于水，密度比水大） 注意：必须用液溴，不能用溴水。 苯不与溴水反应，但可以萃取溴水中的溴。 (1)溴代反应：苯与液溴在FeBr3催化下可以发生取代反应。 AgNO3溶液 苯 液溴 铁粉 苯的取代反应——溴代反应 AgNO3溶液 苯 液溴 铁粉 溴苯的制取实验装置 问题2：溴苯不是无色的吗？ 单质溴溶于溴苯使无色的溴苯呈褐色。 长导管的作用：导气、冷凝回流。 2Fe + 3Br2 = 2FeBr3 问题1：Fe屑的作用是什么？ 与溴反应生成催化剂 苯与液溴 苯的取代反应——溴代反应 AgNO3溶液 苯 液溴 铁粉 溴苯的制取实验装置 苯与液溴 问题4：哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？ 锥形瓶中产生浅黄色沉淀（AgBr），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。 问题3：如何提纯溴苯？ ①、水洗：除去FeBr3、HBr ②、NaOH洗涤：除去溴单质 ③、水洗：除去NaOH等无机物 ④、分液、干燥：除去水分 ⑤、蒸馏：除去苯 苯的取代反应——溴代反应 苯与液溴 溴苯的实验改进 创新装置的优点: ①有分液漏斗，可控制液溴的量。 ②加装一个用CCl4除溴蒸气的装置。 ③倒扣的漏斗可以防倒吸，还有利于尾气吸收。 【思考】根据上述实验的分析，你认为溴苯的制备实验还可以怎样改进？ 苯的化学性质 2. 取代反应 (2)硝化反应：在浓硫酸的作用下，苯在50~60℃时与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯。 硝基苯（无色液体，有特苦杏仁气味，不溶于水，密度大于水） 浓硫酸的作用：催化剂，脱水剂。 易取代 苯的取代反应——硝化反应 苯 浓HNO3 浓H2SO4 硝基苯的制取实验装置 长导管的作用：冷凝回流。 问题2：采取何种加热方式？有什么忧点？加热到多少度？ 问题1：混合浓硫酸和浓硝酸的操作步骤是什么？ 将浓硫酸沿试管内壁慢慢注入浓硝酸中，并振荡冷却。 水浴加热 反应物均匀受热且容易控制温度， 50～60 ℃ 问题3：分离硝基苯和水混合物的方法是什么？分离硝基苯（沸点200℃以上）和苯混合物的方法是什么？ 分液法，蒸馏法。 苯磺酸 ＋HO—SO3H SO3H ＋H2O △ 制备合成洗涤剂 苯磺酸易溶于水，是一种强酸 苯的化学性质 2. 取代反应 (3)磺化反应：苯与浓硫酸在70~80℃时可以发生磺化反应，生成苯磺酸。 易取代 在以Pt、Ni等作催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应，生成环己烷。 环己烷 苯的化学性质 3. 加成反应 苯和X2水，HX，H2O不能发生加成反应 难加成 氧化反应 加成反应 取代反应 ①可燃性 纯卤素 ②不能使酸性KMnO4溶液褪色，不和溴水反应 硝酸 硫酸 H2 易取代 难加成 难氧化 苯 小结苯的化学性质 +3H2 Ni △ 明辨是非 (1)苯的结构简式可写为“ ”，说明苯分子中碳碳单键和碳碳双键是交替排列的(　　) (2)乙烯、乙炔和苯都属于不饱和烃，所以它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色(　　) (3)苯和乙烯都能使溴水褪色，二者褪色原理相同(　　) (4)除去溴苯中的溴可采用加入氢氧化钠溶液分液的方法(　　) (5)苯和乙烯都是不饱和烃，所以燃烧现象相同(　　) (6)苯的间位二元取代物无同分异构体，能充分说明苯分子的平面正六边形结构中，不含有一般的碳碳双键和碳碳单键。(　　) × × × √ × × 学习评价 1、苯环实际上不具有碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构，可以作为证据的事实有（ ） ①苯的间位二取代物只有一种　②苯的邻位二取代物只有一种　③苯分子中碳碳键的键长均相等　④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色　⑤苯在加热和催化剂存在条件下，与氢气发生加成反应　⑥苯在FeBr3存在的条件下，与液溴发生取代反应，但不能因化学变化而使溴水褪色 A.①②③④ B.②③④⑥　 C.③④⑤⑥ D.全部 B 学习评价 2、下列关于苯的叙述正确的是（ ） A.反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层 B.反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟 C.反应③为取代反应，有机产物是一种烃 D.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为苯分子中含有三个碳碳双键 C 3、下列实验操作中正确的是（ ） A.将溴水、FeBr3和苯混合加热即可制得溴苯 B.除去溴苯中红棕色的溴，可用稀NaOH溶液反复洗涤，并用分液漏斗分液 C.苯和浓HNO3在浓H2SO4催化下反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计 水银球应放在混合液中 D.制取硝基苯时，应先加2 mL浓H2SO4，再加入1.5 mL浓HNO3，然后再 滴入约1 mL苯，最后放在水浴中加热 学习评价 B 二、苯的化学性质  重难点剖析  1.各类烃的性质比较 烃 溴单质 溴水 溴的CCl4溶液 酸性KMnO4溶液 烷烃 与溴蒸气在光照条件下发生取代反应 不反应,液态烷烃与溴水可以发生萃取从而使溴水褪色 不反应, 互溶不褪色 不反应 烯烃 加成 加成,褪色 加成,褪色 氧化,褪色 炔烃 加成 加成,褪色 加成,褪色 氧化,褪色 苯 一般不反应,催化条件下可取代 不反应,发生萃取而使溴水褪色 不反应, 互溶不褪色 不反应 $$