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

新人教版 化学 选择性必修3 第二章 烃 第三节 芳香烃 §2-3-1 苯 2025.5.10 谭玲萍 格物 | 树人 | 精进 | 求新 [学习目标] 1.苯的组成、结构与性质(重点)。 2.有机物分子中的原子共线与共面(难点)。 关于“苯”结构的奇思妙想 克劳斯 1865 凯库勒苯环 1867 杜瓦苯 1867 克劳斯苯 1868 拉登堡苯 发现者 1825 氢的重碳化合物CH 资料卡片 资料卡片 利用现代科学手段证明苯的结构 ①X射线衍射实验测定结构 1935年，詹斯用X射线衍射法证实了苯分子为平面正六边形，每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于碳碳单键(154 pm)和碳碳双键(133 pm)之间。 ②核磁共振氢谱图测定结构 通过核磁共振氢谱可知，苯中的 6个氢原子的化学环境是相同的。 资料卡片 利用现代科学手段证明苯的结构 ③原子力显微镜拍照 2009年，IBM科学家团队用原子力显微镜给单个并五苯分子拍照，直观地看到了苯环平面正六边形的结构。 教材43页 振荡 振荡 (分层) (上层苯无色) (下层紫红色) (分层) (上层苯橙红色) (下层几乎无色) 苯不被酸性KMnO4溶液氧化； 苯也不与溴水反应，但能萃取溴。 结论： 苯分子中无碳碳双键， 不是碳碳单键和双键交替结构。 一、苯的组成、结构与性质 1.苯的结构: (1)成键方式：6个碳原子均采用 杂化，分别与H及相邻碳原子以 结合，键角均为 ，连接成六元环；每个碳碳键键长 ，都是139pm，介于碳碳单键和碳碳双键之间；每个C余下的p轨道垂直于C、H构成的平面，相互平行形成 ，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 sp2 σ键 π键 120° 相等 分子式 最简式 结构式 结构简式 空间填充模型 球棍模型 (2)表示方式： C6H6 CH 平面正六边形：6个C、6个H共平面；对角线上的C和H共直线; 2.苯的物理性质: 颜色状态 密度、溶解性 毒性 熔、沸点 挥发性 色 体，有特殊气味。 溶于水且密度比水___。 毒 较低(5.5℃，80.1℃) 易挥发 无 液 不 小 有 饱和烃 的性质 不饱和烃 的性质 取代 反应 加成 反应 苯的特 殊性质 结构 决定 性质 3.苯的化学性质: (1)苯的氧化反应: ①燃烧: 苯有可燃性，在空气里燃烧会产生浓烈的黑烟。 2C6H6+15O2 12CO2+ 6H2O 点燃 苯不被酸性KMnO4溶液氧化。 ②强氧化剂: (2)苯的取代反应: 液溴、浓硝酸、浓硫酸。 H Br—Br HO—NO2 Br HBr NO2 H2O SO3H H2O HO—S—OH = O = O Br2 苯与液溴在FeBr3催化下可以发生反应。 FeBr3 Fe H < 0 溴苯 ①卤代反应: Br HBr ↑ 无色油状液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水大， 沸点 154.22℃。 液溴，不能用溴水。 Fe3+作催化剂，无催化剂不反应 浓溴水主要成份是HBrO3和HBr 思考：怎样证明这个反应是取代反应而不是加成反应？ 检验HBr的存在 →酸性，与AgNO3沉淀反应。 2Fe＋3Br2===2FeBr3 实验装置 冷凝回流、导气 防止倒吸 吸收HBr，防止污染环境 吸收HBr便于检验产物 除去溶解在溴苯中的液溴，以提纯溴苯 实验现象： ① 烧瓶中充满红棕色气体，导管口有白雾（HBr遇水蒸气形成） ② 向锥形瓶中加入AgNO3溶液出现浅黄色沉淀AgBr。 ③ 烧瓶底部有褐色（溶有Br2）不溶于水液体生成。 Br2 + 2NaOH＝NaBr +NaBrO +H2O 该方法检验HBr存在是否有干扰？如何处理？ 溴苯(l)，苯(l)，溴，FeBr3，HBr。 ②用NaOH溶液洗涤，分液 有机层 ③水涤 分液 有机层 ④干燥剂(无水MgSO4)过滤 有机液体 ⑤蒸馏 溴苯 改进装置 获得纯净溴苯的方法？ ①水涤 分液 有机层 HNO3 在浓硫酸作用下，苯在50 ~ 60℃能与浓硝酸发生硝化反应。 浓H2SO4 水浴50~60℃ 硝基苯 ②硝化反应: NO2 H2O 无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水大，有毒。 HO-NO2 水浴 加热 温度计必须悬挂在水浴中 浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到50-60℃以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡 慢慢滴入 反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸在75-80℃时会发生反应 试管中产生黄色液体 (硝基苯含有NO2) 催化剂 冷凝回流，减少苯挥发 HO SO3H 苯与浓硫酸在70 ~ 80℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸。 苯磺酸 SO3H HO H 磺酸基 ③磺化反应: 易溶于水，是一种强酸。 浓硫酸作用：反应物和吸水剂 在Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯与氢气发生加成反应。 3H2 催化剂 (3)加成反应: 环己烷 苯分子中碳碳原子结合是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，所以其化学性质就既能像烷烃那样易发生取代、硝化反应等，也能像烯烃那样发生加成反应。 小结：易取代、难加成、难氧化！ 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)苯的分子式为C6H6，为不饱和烃，可以被酸性KMnO4溶液氧化( ) (2)1 mol苯分子中含有3 mol π键6 mol σ键( ) (3)芳香烃中的所有碳原子均为sp2杂化( ) (4)苯与溴水在催化剂作用下可以发生取代反应生成溴苯( ) (5)苯的硝化反应和溴代反应均属于取代反应( ) (6)溴苯中溶有少量的溴,可用CCl4萃取后分液除去(　　) (7)苯的硝化反应试剂加入顺序：浓硝酸，浓硫酸，冷却后加入苯(　　) 自我检测 大本34页 × × × × √ × √ 自我检测 2.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，但不能通过化学变化而使溴水褪色 A.①②③④　　　　　 B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.全部 B 大本34页 自我检测 (2019·全国卷Ⅰ，9)实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是( ) A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合 液前需先打开K B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯 D 自我提升 练习1.苯和硫酸发生磺化反应，反应历程如下： 已知：在高温或大量水存在下，-SO3H能解离成-SO3-，使苯环的电子云密度增大， 最后失去SO3生成苯。 下列说法不正确的是( ) A.磺化反应过程中碳原子的杂化类型发生改变 B.由反应历程可知相比于苯，硝基苯更难与硫酸发生磺化反应 C.苯和硝酸反应生成硝基苯，亦能在大量水存在的条件下脱去硝基生成苯 D.甲苯制邻氯甲苯的过程中引入磺酸基可以防止某些位置被取代 C δ+ δ- δ- —NO2(吸电子) 练习2.苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下图所示。下列说法正确的是( ) A.从中间体到产物，更有利于生成产物I B.生成X为苯的加成产物，生成Y为苯的取代产物 C.苯和M分子中所有碳均为sp2杂化 D.生成Y的过程中，浓H2SO4增大了反应的活化能 B 自我提升 二、有机分子中的共面共线 1.直线与平面连接 如: 乙烯基乙炔 CH2=CH—C≡CH 分子中有 个原子共平面, 有 个原子共直线， 画： 8 4 2.平面与平面 如：苯乙烯C6H5-CH=CH2分子中共平面原子至少 个，最多 个; 共直线原子最多有 个。 画： H H H 12 16 4 共平面原子至少 个，最多 个; 共直线原子最多有 个。 14 22 6 共平面原子有 个。 C10H8 18 如：丙烯CH2=CHCH3分子中，共平面原子至少 个，最多 个。 6 7 3.平面与立体 共平面的碳原子至少有 个，最多有 个; 共直线原子最多有 个。 10 13 6 自我检测 [典例]下列说法正确的是 (　　) A.CH3CH=CHCH3分子中的4个碳原子在同一直线上 B.异丙苯的结构简式如图 ，则碳原子可能都处于同一平面 C.由乙苯生产苯乙烯: ， 乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数均为7 D.异戊二烯[CH2=C(CH3)CH=CH2]分子中最多有11个原子共平面 D 谢谢观看 Lavf55.33.100 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$