课时4 走进芳香烃——从凯库勒的梦到现代应用（课件）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第二单元 烃 课时4 走进芳香烃 ——从凯库勒的梦到现代应用 你的名字 1 学习 目标 苯的性质 苯的结构 2 任务一 苯的结构 3 新课导入 《苯的蛇咬尾状结构》——凯库勒和苯的分子结构 4 实验探究苯的分子结构： 课堂探究 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。 【实验表明】： 苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与溴水反应。溴在苯中的溶解度比在水中的大，因此苯能将溴水中的溴萃取出来。 5 苯的分子结构： 课堂探究 1:实验事实表明，苯的化学性质与烯烃和炔烃有很大差别，同时也正实了苯分子中无碳碳双键，不是碳碳单键和双键交替结构。 结构简式： 球棍模型： 填充模型： 2.苯 最简式 : CH C%=92.3% C6H6 分子的不饱和程度大 分子式： 6 根据X射线衍射法测定苯的结构特征： 课堂探究 1.6个C均采用sp2杂化，分别与H及相邻C以σ键结合。键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于碳碳单键（154pm）和碳碳双键（134pm）之间的特殊化学键。 2.每个C余下的p轨道垂直于C、H原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧；苯分子为平面正六边形结构，12个原子共面。 7 【思考与讨论】根据所学知识，除了实验的方法，还有什么方法可以证明苯分子中不存在单双键交替的结构? 课堂探究 2.结构方面： 苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形 邻二氯苯只有一种结构，而若为单双键交替结构，应有两种结构： 苯不能发生碳碳双键可发生的反应，如苯不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色等 1.实验方面: 3.核磁共振氢谱结果显示： 苯的6个氢原子所处的化学环境完全相同，只有1组峰。 8 课堂训练 【针对性检测】 下列有关苯分子的说法不正确的是(　　)。A.苯分子中C原子均以sp3杂化方式成键，形成夹角为120°的三个sp3杂化轨道，故苯分子为正六边形的碳环B.每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道，垂直碳环平面，相互交盖，形成大π键C.大π键中6个电子被6个C原子共用，故称为6中心6电子大π键D.苯分子中共有十二个原子共面，六个碳碳键完全相同　 A 9 阅读教材，总结有关苯的基本概念： 课堂探究 在烃类化合物中，有很多分子里含有一个或多个苯环，这样的化合物属于 芳香烃，苯是最简单的芳香烃。 2.芳香族化合物： 1.芳香烃： 3.苯的同系物： 是分子中含有苯环的化合物（一个或多个苯环）。 分子中含有一个苯环，苯环上的侧链全部为烷烃基。 COOH Cl 10 你的名字 任务二 苯的性质 11 阅读教材，总结有关苯的物理性质： 课堂探究 苯是一种无色，有特殊气味的液体，有毒，不溶于水；易挥发，沸点为80.1 ℃，熔点为5.5 ℃，常温下密度为0.88 g/cm3。 苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。 1.物理性质： 2.用途： 注意： (1)温度低时，试剂瓶口会结成无色的晶体； (2)易挥发，需密封保存； (3)有毒，使用时要做好防护措施，并保持通风条件。 12 阅读教材，根据“结构决定性质”来预测苯可能发生的化学反应： 课堂探究 苯 氧化反应 加成反应 取代反应 可燃性 纯卤素 √ 使酸性KMnO4溶液褪色 × 硝酸 硫酸 H2、X2、HX、H2O √ 溴水 × 13 苯的化学反应： 课堂探究 1.氧化反应——可燃性 在空气里燃烧会产生浓重的黑烟 2C6H6＋15O2 12CO2＋6H2O 点燃 烃CH4(1:4)、C2H4(1:2)、C2H2及C6H6(1:1)，碳的质量分数越高，黑烟越浓。 14 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 (1)溴化反应 苯只与纯卤素反应，卤化铁做催化剂，遇到溴水只发生萃取而分层。 15 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 (1)实验原理： (2)实验现象： 液体轻微沸腾，三颈烧瓶底部出现棕褐色油状液体； 锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀不溶于硝酸； 向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，溶液分层，产生红褐色沉淀。 无色液体，不溶于水，密度比水大。 放热反应 16 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 (1)试剂的加入顺序为？ (2)长玻璃导管的作用是什么？ (3)蒸馏水、碱石灰的作用？ (4)滴加硝酸银溶液作用？ (5)两种产物的位置在哪里？ 先加苯，再加溴，最后加铁粉 导气（苯和溴都易挥发）兼起作用冷凝回流（放热反应） 吸收反应的尾气HBr和溴蒸气 产生淡黄色沉淀，检验HBr 溴苯在三颈烧瓶里，HBr由于其易挥发，挥发到锥形瓶中 冷凝作用和吸收HBr 17 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 【思考与讨论】如何获得纯净的溴苯？ 产物中可能含有溴苯、苯、HBr和Br2 试剂： 操作： 目的： 水 分液 除HBr HBr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： 18 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 【思考与讨论】如何证明苯与液溴发生的是取代反应? B.NaOH溶液的作用：除去溴苯中的溴 C.除去溴蒸汽，净化HBr气体 D.溶液变红，检验HBr E.产生淡黄色沉淀，检验HBr F.除去HBr尾气 D、E、F导管不插入液面以下：防倒吸 19 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 (2)硝化反应 20 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 (1)实验原理： (2)实验现象： 带有苦杏仁气味的无色液体，不溶于水，密度比水大。 硝基苯 将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯中,可以观察到烧杯底部有黄色油状物质生成 (硝基苯因溶有少量NO2而显黄色)。 21 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 (1)试剂添加顺序？ (2)加热方式？ (3)温度计位置？ (4)试管上方长导管的作用？ (5)浓硫酸的作用？ 先加浓硝酸，再加浓硫酸，等混合液冷却到50-60℃后再加苯 水浴加热，容易控制温度，受热均匀 温度计必须悬挂在水浴中，温度过高，苯挥发，硝酸分解 导气兼冷凝回流、减少反应物的挥发 催化剂、吸水剂 催化剂加快反应；吸水剂使反应有利于正向移动 22 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 【思考与讨论】如何获得纯净的硝基苯？ 产物中可能含有硝基苯、苯、硫酸、硝酸、NO2 试剂： 操作： 目的： 水 分液 除酸 酸液 硝基苯 苯 残余酸 试剂： 操作： 目的： NaOH 分液 除酸 盐溶液 硝基苯 苯 硝基苯 苯 蒸馏 除苯 操作： 目的： 23 苯的化学反应： 课堂探究 2.取代反应 (3)磺化反应 ②水浴加热：70-80℃； ①浓硫酸作用：反应物和吸水剂； ③苯磺酸易溶于水，是一种强酸；该反应可用于制备合成洗涤剂。 24 苯的化学反应： 课堂探究 3.加成反应 (1)与H2加成 + 3H2 催化剂 △ 催化剂：Pt或Ni 苯的大π键比较稳定，通常状态下不易发生加成反应 25 苯的化学反应： 课堂探究 3.加成反应 (2)与Cl2加成 3Cl2 紫外线/光照 Cl Cl Cl Cl Cl Cl (农药六六六) 注意：反应条件不同，反应原理相差很大。 Cl2 FeCl3 ＋ HCl Cl 26 结构： 化学性质： 炔烃 课堂小结 易取代，难加成，难氧化 物理性质： 介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的键，12原子 共平面 无色、特殊气味的液体，有毒，不溶于水，易挥发；是一种重要的有机溶剂 27 课堂检测 【典型例题1】苯是一种重要的有机化工原料，下列有关苯的说法 正确的是（ ） A．苯为无色无毒的液体 B．苯能在空气中燃烧生成CO2和H2O C．苯分子中碳、氢元素的质量比为1：1 D．一定条件下苯能与氢气发生取代反应 【答案】B 28 课堂检测 【典型例题2】下列关于苯的叙述正确的是(　　) A.反应①为加成反应 B.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子含 有三个碳碳双键 C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃 D.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有浓烟 【答案】D 29 课堂检测 【典型例题3】 苯中不存在单双键交替结构，下列可作为证据的是（　　） ①苯不能使KMnO4酸性溶液褪色 ②苯中碳碳键的键长完全相等 ③苯在一定条件下与H2反应生成环己烷 ④经实验测得邻二甲苯仅一种结构 ⑤经实验测得间二甲苯仅一种结构 ⑥苯的一溴代物没有同分异构体 ⑦苯不能使溴水因发生化学反应而褪色 A．①②④⑦ B．①②④⑤ C．②③④⑤ D．①②⑤⑦ 【答案】A 30 课堂检测 【典型例题4】 苯与乙烯、乙炔相比较，下列叙述不正确的是（ ） A．都能燃烧，生成二氧化碳和水 B．都容易发生加成反应 C．乙烯和乙炔易发生加成反应，苯只能在特殊条件下才发生加成反应 D．乙炔和乙烯易被KMnO4氧化，苯不能被KMnO4氧化 【答案】B 31 THANKS 请，批评指正 32 Lavf58.20.100 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $$