内容正文:
第二章 烃
第三节 芳香烃
课时1 苯
选择性必修3
2. 了解苯的物理性质,掌握苯的化学性质,如取代反应(与液溴、浓硝酸、浓硫酸的反应)、加成反应(与氢气、氯气的反应)和氧化反应(燃烧);
学习目标
本节重点
本节难点
1. 明确芳香烃的概念,掌握苯的分子结构,包括其空间结构、碳原子杂化方式、化学键特点等,能用不同方式表示苯的分子组成和结构;
2
教师点拨
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。
教师点拨
苯不能发生碳碳双键可发生的反应:苯不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色;
如何证明苯环中不存在单双键交替结构?
【现象】加入KMnO4溶液后不褪色;加入溴水不褪色并分层,苯在上层(橙红色),水在下层(无色);溴在苯中的溶解度比在水中的大,因此苯能将溴从水中萃取出来。
结构
苯分子中六个碳碳键均等长呈平面正六边形;
性质
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。
二氯代苯的结构
Cl
Cl
Cl
Cl
教师点拨
一、苯的分子结构
分子式
最简式
结构式
结构简式
填充模型
球棍模型
C6H6
CH
120°
分子构型
碳原子采取sp2杂化、碳原子与氢原子之间均以单键(σ键)连接,碳原子与碳原子之间以大π键相连,键角为120°,分子中的所有原子连成平面正六边形;分子中的所有原子处在同一平面。
教师点拨
二 、苯的性质
物理性质
苯是一种无色,有特殊气味的液体,有毒,不溶于水;苯易挥发,熔沸点较低,常温下密度为0.88 g/cm3。
化学性质
大π键使苯分子中6个碳原子之间结合的更加牢固,使得与C相连的氢原子活动性增强。即一定条件下,苯分子中的C-H键可断裂,H原子可被其他的原子或原子团取代!当能量足够、条件适宜时,苯分子中的大π键也会被破坏,故苯也可发生加成反应。
教师点拨
氧化反应||可燃性
苯有可燃性,在空气里燃烧会产生浓重的黑烟
2C6H6+15O2 12CO2+6H2O
点燃
加成反应
在以Pt、Ni为催化剂并加热条件下,苯与氢气发生加成反应生成环己烷
3H2
催化剂
3Cl2
光照
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
(六六六农药)
教师点拨
取代反应
苯与液溴在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。
Br2
FeBr3
Br
HBr ↑
Fe
H < 0
溴苯
Fe3+作催化剂,无催化剂不反应
液溴,不能用溴水
纯净的溴苯是一种无色液体,有特殊的气味,不溶于水,密度大于水
2Fe+3Br2=2FeBr3
烧瓶中:液体轻微沸腾,充满红棕色气体;锥形瓶中:导管口有白雾;烧瓶底部:有褐色不溶于水的液体。
教师点拨
将苯和溴放在烧瓶中,同时加入少量铁屑;3~5 min滴有AgNO3的锥形瓶
实验现象
注意事项
① 实验中需使用液溴,不能使用溴水;试剂的加入顺序:苯→液溴→Fe屑
② 反应中加入的是铁粉,实际起催化作用的是FeBr3
③ 长导管的作用:导气兼起冷凝回流作用;导管末端不能伸入到液面中(HBr易溶于水,防止倒吸)
④ 如何除去混在HBr中的溴蒸气:将产生的气体先通过盛有苯或CCl4的洗气瓶(除去溴),再通入AgNO3溶液中。
教师点拨
【思考】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
⑤ 烧瓶中生成的红褐色油状液滴的成分是 ,要得到纯净产物,可用NaOH溶液洗涤;洗涤后分离粗产品使用的仪器是分液漏斗。
与Br2
教师点拨
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
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
催化剂和吸水剂
实验现象:瓶底生成不溶于水的淡黄色油状液体
教师点拨
(2) 如何更好的控制温度?其方法的优点有什么?
(1) 试剂的加入顺序是什么?
先加浓硝酸,再加浓硫酸,等混合液冷却到50~60℃后加苯。
水浴加热的优点:容易控制温度,受热均匀
反应温度控制在50~60℃,需水浴加热。
(温度低于50℃,不易反应;温度过高,苯挥发,硝酸分解)
(3) 试管上方的长导管的作用是什么?
(4) 分离硝基苯和水混合物的方法是什么?分离硝基苯和苯混合物的方法是什么?
冷凝回流、减少反应物的挥发。
分液法,蒸馏法。
教师点拨
HNO3
50 ~ 60℃
浓硫酸
NO2
H2O
HO NO2
HO H
无色液体,有苦杏仁气味,不溶于水,密度比水的大
硝基苯
HO SO3H
苯磺酸
SO3H
HO H
易溶于水,强酸
磺酸基
浓硫酸作用:反应物和脱水剂
教师点拨
产物中含有溴苯、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、HBr
NaBr溶液
NaBrO溶液
溴苯
苯
溴苯
苯
蒸馏
除苯
操作:
目的:
思考:如何得到纯净的溴苯?
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
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