2.3 芳香烃【基础必牢】化学人教版选择性必修3

3.3 芳香烃 一、苯 1．芳香烃 分子里含有苯环的烃类化合物。最简单的芳香烃是苯。 2．苯的分子结构 苯分子的结构模型 苯分子中的 σ 键和大π键示意图 （1）分子结构 苯分子为平面正六边形结构，分子中12个原子共平面，碳原子均采取sp2杂化，每个碳的杂化轨道分别与氢原子及相邻碳原子的sp2杂化轨道以σ键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环状。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，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。 （2）分子组成和结构的不同表示方法 3．苯的物理性质 颜色 状态 密度 熔、沸点 溶解性 毒性 挥发性 无色 液体 比水小 较低 不溶于水 有毒 易挥发 二、苯的化学性质 1．苯的氧化反应 （1）与氧气的燃烧反应：2C6H6＋15O212CO2＋6H2O (火焰明亮，产生浓重的黑烟，放出大量的热) （2）苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能被酸性KMnO4溶液氧化 2．苯与溴的取代反应 苯与溴在FeBr3催化下可以发生反应，苯环上的氢原子可被溴原子取代，生成溴苯 （1）反应的化学方程式： （2）溴苯的制备 反应原料 苯、纯溴、铁 实验原理 实验步骤 ①安装好装置，检查装置气密性 ②加入少量铁屑作催化剂 ③把苯和少量液态溴放入烧瓶中 ④用带导管的橡胶塞塞紧瓶口 实验装置 实验现象 ①剧烈反应，圆底烧瓶内液体微沸，烧瓶内充满大量红棕色气体 ②锥形瓶内的管口有白雾出现，溶液中出现淡黄色沉淀 ③左侧导管口有棕色油状液体滴下，把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体 尾气处理 用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和挥发出来的Br2 ①该反应要用液溴，苯与溴水不反应；加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3 ②加药品的顺序：铁苯溴 ③长直导管的作用：导出气体和充分冷凝回流逸出的苯和溴的蒸气 (冷凝回流的目的是提高原料的利用率) ④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下的原因是防止倒吸，因为HBr气体易溶于水 ⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴 ⑥纯净的溴苯是无色的液体，有特殊气味，密度比水大，难溶于水。反应完毕以后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯里可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体，这可能是因为制得的溴苯中混有了溴的缘故 ⑦苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色，但为萃取褪色) ⑧AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代反应，因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀) ⑧简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作：先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)，再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)，最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水)，蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯 易错提醒 ④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下的原因是防止倒吸，因为HBr气体易溶于水 ⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴 ⑥纯净的溴苯是无色的液体，有特殊气味，密度比水大，难溶于水。反应完毕以后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯里可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体，这可能是因为制得的溴苯中混有了溴的缘故 ⑦苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色，但为萃取褪色) ⑧AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代反应，因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀) ⑧简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作：先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)，再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)，最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水)，蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯 3．苯与浓硝酸的取代反应：在浓硫酸作用下，苯在50～60℃能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯 （1）反应的化学方程式： （2）硝化反应：苯分子里的氢原子被硝基取代的反应叫做硝化反应，苯的硝化反应属于取代反应 （3）硝基苯的制备 反应原料 苯、浓硝酸、浓硫酸 实验原理 实验步骤 ①配制混合酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀 ③将大试管放在50～60 ℃的水浴中加热 ④粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯 实验装置 实验现象 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 ①试剂加入的顺序：先将浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却，最后注入苯 ②水浴加热的好处：受热均匀，容易控制温度 ③为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是水浴加热；温度计的位置：水浴中 ④浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂 ⑤玻璃管的作用：冷凝回流 ⑥纯净的硝基苯是无色、难溶于水、密度比水大，具有苦杏仁味气味的油状液体，实验室制得的硝基苯因溶有少量HNO3分解产生的NO2而显黄色 ⑦硝基苯有毒，沾到皮肤上或它的蒸汽被人体吸收都能引起中毒。如果硝基苯的液体沾到皮肤上，应迅速用酒精擦洗，再用肥皂水洗净 ⑧简述粗产品获得纯硝基苯的实验操作：依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫酸)，再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)，然后用无水氯化钙干燥，最后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯 易错提醒 4．苯与浓硫酸的取代反应：苯与浓硫酸在70～80℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸 （1）反应的化学方程式： （2）苯磺酸易溶于水，是一种强酸，可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。磺化反应可用于制备合成洗涤剂 5．苯的加成反应：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 （1）反应的化学方程式： （2）苯与环己烷的比较 (苯) (环己烷) 结构特点 平面正六边形 不是平面结构 一氯代物 二氯代物 、、(3种) 、、 、(4种) 三、苯的同系物 1．组成和结构特点 （1）苯的同系物是苯环上的氢原子被烷基取代后的产物。 （2）分子中只有一个苯环，侧链都是烷基。 （3）通式为CnH2n－6(n≥7)。 2．常见的苯的同系物 苯的同系物 名称 熔点/0C 沸点/0C 密度/( g·cm－3) 甲苯 －95 111 0.867 乙苯 －95 136 0.867 二 甲 苯 邻二甲苯 (1，2－二甲苯) －25 144 0.880 间二甲苯 (1，3－二甲苯) －48 139 0.864 对二甲苯 (1，4－二甲苯) －13 138 0.861 3．苯的同系物的物理性质 （1）一般具有类似苯的气味，无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。 （2）三种二甲苯的熔、沸点与密度 ①熔点：对二甲苯＞邻二甲基＞间二甲苯 ②沸点：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯 ③密度：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯 4．化学性质 苯的同系物与苯都含有苯环，因此和苯具有相似的化学性质，能在一定条件下发生溴代、硝化和催化加氢反应，但由于苯环和烷基的相互影响，使苯的同系物的化学性质与苯和烷烃又有所不同。 【实验探究】 实验内容 实验装置 实验现象 解释 （1） 向两支分别盛有2 mL苯和甲苯的试管中各加入几滴溴水，静置 溴水在下层 溴水的密度大于苯和甲苯 （2） 将上述试管用力振荡，静置 液体分层，上层均为橙红色，下层几乎无色 苯、甲苯与溴水均不反应，但能萃取溴 （3） 向两支分别盛有2 mL苯和甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液，静置 酸性KMnO4溶液在下层 酸性KMnO4溶液的密度大于苯和甲苯 （4） 将上述试管用力振荡，静置 苯无明显现象，甲苯中紫红色褪去 苯不与酸性KMnO4溶液反应，甲苯与酸性KMnO4溶液反应 （1）氧化反应——以“甲苯”为例 ①苯的同系物燃烧通式：CnH2n－6＋O2nCO2＋(n－3)H2O 甲苯与氧气燃烧：C7H8＋9O27CO2＋4H2O ②苯的同系物大多数能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色 (苯环对侧链的影响) a．反应的化学方程式： (酸性高锰酸钾紫色褪去) b．对烃基的结构要求：与苯环直接相连的碳上必须有氢原子，无论侧链有多长，均将烃基氧化为羧基 如：， (与苯环直接相连的碳原子上买用氢原子，不能使酸性高锰酸钾褪色) c．应用：鉴别苯和苯的同系物 （2）取代反应 ①甲苯的硝化反应：甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下可以发生取代反应，生成一硝基取代物、二硝基取代物和三硝基取代物，硝基取代的位置均以甲基的邻、对位为主。生成三硝基的取代产物的化学方程式为： (侧链对苯环的影响) ②甲苯的卤代反应 a．甲苯与液溴在FeBr3催化剂作用下(苯环上取代)： b．甲苯与氯气在光照条件下(侧链取代)： （3）加成反应：在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷 化学反应方程式为： 5．苯与苯的同系物在分子组成、结构和性质上的异同 苯 苯的同系物 相同点 结构组成 ①分子中都含有一个苯环 ②都符合分子通式CnH2n－6(n≥6) 化学性质 ①燃烧时现象相同，火焰明亮，伴有浓烟 ②都易发生苯环上的取代反应 ③都能发生加成反应，都比较困难 不同点 取代反应 易发生取代反应，主要得到一元取代产物 更容易发生取代反应，常得到多元取代产物 氧化反应 难被氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色 易被氧化剂氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色 差异原因 苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响。苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而易被氧化；侧链烃基影响苯环，使苯环上烃基邻、对位的氢更活泼而被取代 四、苯的同系物的命名 1．习惯命名法 （1）苯的一元取代物的命名：苯分子中的一个氢原子被烷基取代后，命名时以苯作母体，苯环上的烷基为侧链进行命名。先读侧链，后读苯环，称为“某苯” 甲苯 乙苯 正丙苯 异丙苯 （2）苯的二元取代物的命名：当有两个取代基时，取代基在苯环上有邻、间、对三种位置，所以取代基的位置可用“邻、间、对”来表示 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 （3）苯的三元取代物的命名：若三个氢原子被甲基取代叫三甲苯，三甲苯通常用“连、偏、均”来表示 连三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯 2．系统命名法 （1）当苯环上有两个或两个以上的取代基时，可将苯环上的6个碳原子编号，以某个最简单的取代基所在的碳原子的位置编为1号，并沿使取代基位次和较小的方向进行 (按顺时针或逆时针编号) 编序号 以最简取代基苯环上碳为1号，且使取代基序号和最小 写名称 1，4－二甲基－2－乙基苯 ①二甲苯的系统命名 1，2－二甲苯 1，3－二甲苯 1，4－二甲苯 ②三甲苯的系统命名 1，2，3－三甲苯 1，2，4－三甲苯 1，3，5－三甲苯 （2）若苯环侧链较复杂时，或苯环上含有不饱和烃基时，命名时一般把苯环作取代基，将较长的碳链作主链进行命名 2，5－二甲基－4－乙基－3－苯基庚烷 2－苯基丙烷 2－甲基－2－苯基丙烷 苯乙烯 五、苯的同系物的找法及一氯代物的找法 通式 CnH2n-6 (n≥6) 方法 去掉苯环六个碳原子，先一个侧链、再两个侧链，依次类推 以“C8H10”为例，并找出一氯代物 、、、 （1）苯的同系物的同分异构体及一氯代物书写练习 C7H8 C9H12 、、、 、、、 （2）规律 ①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种 ②若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种 ③若苯环上连有－X、－X、－Y 3个取代基，其结构有6种 ④若苯环上连有－X、－Y、－Z 3个不同的取代基，其结构有10种 六、稠环芳香烃 1．定义：由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃是稠环芳香烃 2．常见的稠环芳香烃 分子式 结构简式 结构特点 物理性质 一氯代物 二氯代物 萘 C10H8 ①、④、⑤、⑧位相同，称为α位；②、③、⑦、⑥位相同，称为β位 无色片状晶体，有特殊气味，易升华，不溶于水 2 10 蒽 C14H10 ①、④、⑤、⑧位相同，称为α位 无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯 3 15 七、芳香烃的来源及其应用 1．芳香族化合物的分类 芳香族化合物是指含有苯环的化合物，其类别如下： 含有苯环的有机物均属于芳香族化合物，包括芳香烃和芳香烃的衍生物，如硝基苯()、溴苯()、苯磺酸()、苯甲酸()、苯甲醛()、苯酚()等。 2．芳香烃的来源 芳香烃最初是从煤经过干馏得到的煤焦油中提取的，现代工业中是通过石油化学工业中的催化重整等工艺得到的。稠环芳香烃是由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个碳原子而形成的芳香烃。如萘()和蒽()。 3．芳香烃的应用 苯、甲苯、二甲苯和乙苯等简单的芳香烃是基本的有机原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等。 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 芳香烃 一、苯 1．芳香烃 分子里含有 的 化合物。最简单的芳香烃是 。 2．苯的分子结构 苯分子的结构模型 苯分子中的 σ 键和大π键示意图 （1）分子结构 苯分子为平面 结构，分子中 个原子共平面，碳原子均采取 杂化，每个碳的杂化轨道分别与氢原子及相邻碳原子的 杂化轨道以σ键结合，键间夹角均为 ，连接成六元环状。每个碳原子余下的p轨道 碳、氢原子构成的平面，相互 形成 键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 （2）分子组成和结构的不同表示方法 3．苯的物理性质 颜色 状态 密度 熔、沸点 溶解性 毒性 挥发性 较低 溶于水 二、苯的化学性质 1．苯的氧化反应 （1）与氧气的燃烧反应：2C6H6＋15O212CO2＋6H2O (火焰明亮，产生浓重的黑烟，放出大量的热) （2）苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能被酸性KMnO4溶液氧化 2．苯与溴的取代反应 苯与溴在FeBr3催化下可以发生反应，苯环上的氢原子可被溴原子取代，生成溴苯 （1）反应的化学方程式： （2）溴苯的制备 反应原料 苯、纯溴、铁 实验原理 实验步骤 ①安装好装置，检查装置气密性 ②加入少量铁屑作催化剂 ③把苯和少量液态溴放入烧瓶中 ④用带导管的橡胶塞塞紧瓶口 实验装置 实验现象 ①剧烈反应，圆底烧瓶内液体微沸，烧瓶内充满大量红棕色气体 ②锥形瓶内的管口有白雾出现，溶液中出现淡黄色沉淀 ③左侧导管口有棕色油状液体滴下，把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体 尾气处理 用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和挥发出来的Br2 ①该反应要用液溴，苯与溴水不反应；加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3 ②加药品的顺序：铁苯溴 ③长直导管的作用：导出气体和充分冷凝回流逸出的苯和溴的蒸气 (冷凝回流的目的是提高原料的利用率) ④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下的原因是防止倒吸，因为HBr气体易溶于水 ⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴 ⑥纯净的溴苯是无色的液体，有特殊气味，密度比水大，难溶于水。反应完毕以后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯里可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体，这可能是因为制得的溴苯中混有了溴的缘故 ⑦苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色，但为萃取褪色) ⑧AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代反应，因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀) ⑧简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作：先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)，再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)，最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水)，蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯 易错提醒 ④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下的原因是防止倒吸，因为HBr气体易溶于水 ⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴 ⑥纯净的溴苯是无色的液体，有特殊气味，密度比水大，难溶于水。反应完毕以后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯里可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体，这可能是因为制得的溴苯中混有了溴的缘故 ⑦苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色，但为萃取褪色) ⑧AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰 (若无洗气瓶，则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，不能说明该反应为取代反应，因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀) ⑧简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作：先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)，再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)，最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水)，蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯 3．苯与浓硝酸的取代反应：在浓硫酸作用下，苯在50～60℃能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯 （1）反应的化学方程式： （2）硝化反应：苯分子里的氢原子被硝基取代的反应叫做硝化反应，苯的硝化反应属于取代反应 （3）硝基苯的制备 反应原料 苯、浓硝酸、浓硫酸 实验原理 实验步骤 ①配制混合酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀 ③将大试管放在50～60 ℃的水浴中加热 ④粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯 实验装置 实验现象 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 ①试剂加入的顺序：先将浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却，最后注入苯 ②水浴加热的好处：受热均匀，容易控制温度 ③为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是水浴加热；温度计的位置：水浴中 ④浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂 ⑤玻璃管的作用：冷凝回流 ⑥纯净的硝基苯是无色、难溶于水、密度比水大，具有苦杏仁味气味的油状液体，实验室制得的硝基苯因溶有少量HNO3分解产生的NO2而显黄色 ⑦硝基苯有毒，沾到皮肤上或它的蒸汽被人体吸收都能引起中毒。如果硝基苯的液体沾到皮肤上，应迅速用酒精擦洗，再用肥皂水洗净 ⑧简述粗产品获得纯硝基苯的实验操作：依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫酸)，再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)，然后用无水氯化钙干燥，最后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯 易错提醒 4．苯与浓硫酸的取代反应：苯与浓硫酸在70～80℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸 （1）反应的化学方程式： （2）苯磺酸易溶于水，是一种强酸，可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。磺化反应可用于制备合成洗涤剂 5．苯的加成反应：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 （1）反应的化学方程式： （2）苯与环己烷的比较 (苯) (环己烷) 结构特点 平面正六边形 不是平面结构 一氯代物 二氯代物 、、(3种) 、、 、(4种) （1）1 mol苯可以与3 mol H2发生加成反应，说明苯分子中含有3个碳碳双键(　　) （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）苯与溴水在FeBr3作催化剂时可发生取代反应(　　) （4）除去溴苯中的溴可采用加入氢氧化钠溶液分液的方法(　　) 参考答案：　（1）×　（2）×　（3）×　（4）√ 易错辨析 三、苯的同系物 1．组成和结构特点 （1）苯的同系物是苯环上的氢原子被 取代后的产物。 （2）分子中只有一个 ，侧链都是 。 （3）通式为 (n≥7)。 2．常见的苯的同系物 苯的同系物 名称 熔点/0C 沸点/0C 密度/( g·cm－3) 甲苯 －95 111 0.867 乙苯 －95 136 0.867 二 甲 苯 邻二甲苯 (1，2－二甲苯) －25 144 0.880 间二甲苯 (1，3－二甲苯) －48 139 0.864 对二甲苯 (1，4－二甲苯) －13 138 0.861 3．苯的同系物的物理性质 （1）一般具有 的气味， 色液体， 溶于水， 溶于有机溶剂，密度比水的 。 （2）三种二甲苯的熔、沸点与密度 ①熔点：对二甲苯＞邻二甲基＞间二甲苯 ②沸点：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯 ③密度：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯 4．化学性质 苯的同系物与苯都含有苯环，因此和苯具有相似的化学性质，能在一定条件下发生 、 和 反应，但由于 的相互影响，使苯的同系物的化学性质与苯和烷烃又有所不同。 【实验探究】 实验内容 实验装置 实验现象 解释 （1） 向两支分别盛有2 mL苯和甲苯的试管中各加入几滴溴水，静置 溴水在下层 溴水的密度大于苯和甲苯 （2） 将上述试管用力振荡，静置 液体分层，上层均为橙红色，下层几乎无色 苯、甲苯与溴水均不反应，但能萃取溴 （3） 向两支分别盛有2 mL苯和甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液，静置 酸性KMnO4溶液在下层 酸性KMnO4溶液的密度大于苯和甲苯 （4） 将上述试管用力振荡，静置 苯无明显现象，甲苯中紫红色褪去 苯不与酸性KMnO4溶液反应，甲苯与酸性KMnO4溶液反应 （1）氧化反应——以“甲苯”为例 ①苯的同系物燃烧通式：CnH2n－6＋O2nCO2＋(n－3)H2O 甲苯与氧气燃烧：C7H8＋9O27CO2＋4H2O ②苯的同系物大多数能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色 (苯环对侧链的影响) a．反应的化学方程式： (酸性高锰酸钾紫色褪去) b．对烃基的结构要求：与苯环直接相连的碳上必须有氢原子，无论侧链有多长，均将烃基氧化为羧基 如：， (与苯环直接相连的碳原子上买用氢原子，不能使酸性高锰酸钾褪色) c．应用：鉴别苯和苯的同系物 （2）取代反应 ①甲苯的硝化反应：甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下可以发生取代反应，生成一硝基取代物、二硝基取代物和三硝基取代物，硝基取代的位置均以甲基的邻、对位为主。生成三硝基的取代产物的化学方程式为： (侧链对苯环的影响) ②甲苯的卤代反应 a．甲苯与液溴在FeBr3催化剂作用下(苯环上取代)： b．甲苯与氯气在光照条件下(侧链取代)： （3）加成反应：在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷 化学反应方程式为： 5．苯与苯的同系物在分子组成、结构和性质上的异同 苯 苯的同系物 相同点 结构组成 ①分子中都含有一个苯环 ②都符合分子通式CnH2n－6(n≥6) 化学性质 ①燃烧时现象相同，火焰明亮，伴有浓烟 ②都易发生苯环上的取代反应 ③都能发生加成反应，都比较困难 不同点 取代反应 易发生取代反应，主要得到一元取代产物 更容易发生取代反应，常得到多元取代产物 氧化反应 难被氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色 易被氧化剂氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色 差异原因 苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响。苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而易被氧化；侧链烃基影响苯环，使苯环上烃基邻、对位的氢更活泼而被取代 （1）苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物中都含有苯环，所以是官能团(　　) （2）、都是苯的同系物(　　) （3）苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色(　　) （4）甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯，说明苯环对甲基产生了影响(　　) 参考答案：　（1）×　（2）×　（3）×　（4）× 易错辨析 四、苯的同系物的命名 1．习惯命名法 （1）苯的一元取代物的命名：苯分子中的一个氢原子被烷基取代后，命名时以苯作母体，苯环上的烷基为侧链进行命名。先读侧链，后读苯环，称为“某苯” 甲苯 乙苯 正丙苯 异丙苯 （2）苯的二元取代物的命名：当有两个取代基时，取代基在苯环上有邻、间、对三种位置，所以取代基的位置可用“邻、间、对”来表示 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 （3）苯的三元取代物的命名：若三个氢原子被甲基取代叫三甲苯，三甲苯通常用“连、偏、均”来表示 连三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯 2．系统命名法 （1）当苯环上有两个或两个以上的取代基时，可将苯环上的6个碳原子编号，以某个最简单的取代基所在的碳原子的位置编为1号，并沿使取代基位次和较小的方向进行 (按顺时针或逆时针编号) 编序号 以最简取代基苯环上碳为1号，且使取代基序号和最小 写名称 1，4－二甲基－2－乙基苯 ①二甲苯的系统命名 1，2－二甲苯 1，3－二甲苯 1，4－二甲苯 ②三甲苯的系统命名 1，2，3－三甲苯 1，2，4－三甲苯 1，3，5－三甲苯 （2）若苯环侧链较复杂时，或苯环上含有不饱和烃基时，命名时一般把苯环作取代基，将较长的碳链作主链进行命名 2，5－二甲基－4－乙基－3－苯基庚烷 2－苯基丙烷 2－甲基－2－苯基丙烷 苯乙烯 五、苯的同系物的找法及一氯代物的找法 通式 CnH2n-6 (n≥6) 方法 去掉苯环六个碳原子，先一个侧链、再两个侧链，依次类推 以“C8H10”为例，并找出一氯代物 、、、 （1）苯的同系物的同分异构体及一氯代物书写练习 C7H8 C9H12 、、、 、、、 （2）规律 ①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种 ②若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种 ③若苯环上连有－X、－X、－Y 3个取代基，其结构有6种 ④若苯环上连有－X、－Y、－Z 3个不同的取代基，其结构有10种 六、稠环芳香烃 1．定义：由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃是稠环芳香烃 2．常见的稠环芳香烃 分子式 结构简式 结构特点 物理性质 一氯代物 二氯代物 萘 C10H8 ①、④、⑤、⑧位相同，称为α位；②、③、⑦、⑥位相同，称为β位 无色片状晶体，有特殊气味，易升华，不溶于水 2 10 蒽 C14H10 ①、④、⑤、⑧位相同，称为α位 无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯 3 15 七、芳香烃的来源及其应用 1．芳香族化合物的分类 芳香族化合物是指含有苯环的化合物，其类别如下： 含有 的有机物均属于芳香族化合物，包括芳香烃和芳香烃的衍生物，如硝基苯()、溴苯()、苯磺酸()、苯甲酸()、苯甲醛()、苯酚()等。 2．芳香烃的来源 芳香烃最初是从煤经过干馏得到的煤焦油中提取的，现代工业中是通过石油化学工业中的催化重整等工艺得到的。稠环芳香烃是由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个碳原子而形成的芳香烃。如萘()和蒽()。 3．芳香烃的应用 苯、甲苯、二甲苯和乙苯等简单的芳香烃是基本的有机原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等。 学科网（北京）股份有限公司 $