2.3.1 苯 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第三节 芳香烃 （第1课时 苯） 第二章 烃 1 分子里含有一个或多个苯环的烃类化合物属于芳香烃。 芳香烃 一、苯—最简单的芳香烃 1.苯的物理性质 苯是无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水。苯易挥发，沸点80.1℃(低)，熔点5.5 ℃(低)，常温下密度为0.88g/cm3(比水小)。 2.苯的用途 苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。 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。 C6H14 C6H6 -8H 高度不饱和的结构 德国有机化学家凯库勒给出的苯的结构 苯分子中是否有双键？如何验证？ 苯的分子结构 苯的分子结构 实验2-1 向两只各盛有2 mL 苯的试管中分别加入酸性高锰酸钾溶液和溴水，用力振荡，观察现象。 实验操作     实验现象 结 论 液体分层，上层 __ 色， 下层_______色 液体分层，上层 _ 色， 下层_____色 无 紫红 橙黄 无 苯不被酸性KMnO4溶液氧化，也不与溴水反应，但能萃取溴 →该实验证明苯分子中无碳碳双键，不存在碳碳单键和双键交替结构。 苯的分子结构 分子式： 结构简式： 空间构型： C6H6 键角： 120° 碳原子杂化方式： 六个碳原子均采用 sp2 杂化，分别与H及相邻C以σ键结合。 苯的分子结构 平面正六边形 类型 碳碳单键 苯分子中碳碳键 碳碳双键 键长 1.54pm 1.39pm 1.34pm ④分子中6个碳原子和6个氢原子 都在同一平面内。 ①6个碳碳键键长完全相同。 ②是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。 ⑤苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们 相连的两个氢原子，在同一条直线上。 根据下列信息，请分析苯分子结构有何特点？ ③苯的6个氢原子所处的化学环境完全相同。 苯的分子结构 7 归纳总结：苯分子中不是单键和双键交替的结构依据 ①苯分子中碳碳键的键长均相等。 苯的分子结构 ②核磁共振只显示一种氢。 ③苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。 ④苯不能因化学变化而使溴水褪色。 ⑤苯的邻位二取代物只有一种。 8 ( 1 ) 可燃性 2C6H6 ＋ 15O2 12CO2 ＋ 6H2O 点燃 现象: 火焰明亮，伴有浓烟 (与乙炔相同) 注意：由于苯分子中不含碳碳双键，因此不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 苯的化学性质 氧化反应 苯分子中的碳碳键介于单键和双键之间，苯既有烷烃的性质，能发生取代反应，也有烯烃的性质，但由于大π键比较稳定，在通常情况下难发生加成反应。苯有可燃性。 易取代，难加成，易燃烧。 ①溴代反应 苯与液溴在FeBr3催化下可以发生取代反应，生成溴苯。 注：反应必须用液溴，并且FeBr3或Fe做催化剂。如果用溴水， 只发生萃取，不发生化学反应。 苯的化学性质 取代反应 10 ②硝化反应 在浓硫酸作用下，苯在50~60℃还能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯。 苯的化学性质 取代反应 水浴加热 试剂添加顺序 浓硫酸缓慢滴入浓硝酸后要冷却到50-60℃以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡 浓硫酸作用：催化剂和吸水剂 11 ③磺化反应 苯与浓硫酸在70~80℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸（强酸）。 苯的化学性质 取代反应 苯磺酸 易溶于水，强酸 浓硫酸作用：反应物和吸水剂 12 在以Pt、Ni等为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。 苯的化学性质 加成反应 环己烷不是平面结构 13 在紫外线照射下，苯还能与氯气发生加成反应，生成六氯环己烷（俗称六六六）。 苯的化学性质 加成反应 14 【反应原理】 【实验药品】 苯、液溴、 铁粉 (FeBr3) 1、为什么使用液溴，而不用溴水、溴的四氯化碳溶液？ 溴苯的制备 苯与溴水、溴的四氯化碳溶液不反应，在FeBr3催化下与液溴发生取代反应。 色态 气味 毒性 沸点 溶解性 HBr 无色气体 辛辣刺激气味 有毒 -66.8℃ 易溶于水、乙醇 Br2 深棕红色液体 易挥发 强烈刺激性臭味 溴蒸气有腐蚀性，有毒 58.76℃ 微溶于水，易溶于苯、CCl4、酒精等有机溶剂 2、根据上表信息，实验中还要注意什么问题？ 尾气处理，用NaOH溶液吸收；注意防倒吸，导管末端不伸入液面下。 3、该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减少放热对苯及液溴挥发的影响，提高原料的利用率，装置上应作哪些设计和考虑？ 使用长直导管（或冷凝管）用于导气、冷凝、回流。 溴苯的制备 NaOH ①剧烈反应，轻微沸腾，烧瓶内充满红棕色气体。 【实验现象】 ②导管口有白雾，向锥形瓶中滴加AgNO3溶液，生成淡黄色沉淀。 ③反应后将烧瓶中的液体倒入冷水中，底部出现褐色不溶于水的油状液体。 溴苯中因溶有溴而呈黄褐色 挥发的溴蒸汽 反应放热 HBr酸雾 生成AgBr；能否说明生成了HBr？ 溴苯的制备 【实验装置】 4、挥发出的溴蒸气也会与水反应生成HBr气体，无法证明HBr是取代反应产生的。如何改进实验装置？ 溴苯的制备 除去其中的溴 5、怎么样证明苯与液溴的反应是取代反应而不是加成反应？ （1）检验是否有HBr生成： ①将产生的气体先通入CCl4在通入AgNO3溶液中，若产生淡黄色沉淀，则 为取代反应。 ②测定反应前后溶液的pH，若pH减小，则证明为取代反应。 溴苯的制备 （2）检验是否有溴苯生成： ①核磁共振氢谱法，若只有3种氢原子，则为取代反应。 ②质谱法，若相对分子质量为157，则证明为取代反应。 需要分离提纯得到纯净的溴苯 产物中可能含有溴苯、苯、HBr、Br2、FeBr3 试剂： 操作： 目的： 水 分液 除HBr FeBr3 HBr、FeBr3水溶液 溴苯 苯、溴 试剂： 操作： 目的： NaOH 分液 除Br2 NaBr溶液 NaBrO溶液 溴苯 苯 溴苯 苯 蒸馏 除苯 操作： 目的： 溴苯的制备 6、如何得到纯净的溴苯？ 蒸馏前加入无水氯化钙或无水硫酸镁等干燥剂干燥，除去水分。 碱石灰作用： 吸收尾气，防止污染空气。 反应完成后，在粗溴苯（褐色）中加入NaOH溶液，再分液：除去的溴苯中溶解的溴。 冷凝管作用： 导气、冷凝、回流。 冷凝水下口流入，上口流出 导管不能伸入液面下：防止倒吸。 1 2 3 4 【其他实验装置】 溴苯的制备 Lavf58.28.100 $$