2.3.1苯 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

第三节 芳香烃 第二章 烃 第1课时 苯 1 新课导入 柑橘类水果表面凹凸不平，密密麻麻分布着许多小孔，这些小孔可产生芳香烃，可溶解橡胶。 芳香烃：分子中含有一个或多个苯环的一类烃叫做芳香烃。 芳香烃的来源——煤的干馏 石油的催化重整 1.下列有机物属于芳香族化合物的是______________ 2.下列有机物属于芳香烃的是_____________ —OH —Cl —CH3 —CH3 —NO2 ⑦ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ①②④⑥⑦⑧⑨ ④⑦⑨ ⑧ C ≡ CH —CH3 —CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 ⑨ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 课堂练习 苯的发现 1825年， [英]法拉第从煤焦油中分离出“苯”,略带香味，常温为液态,确定最简式为CH 18世纪中期， [法]热拉尔等测得苯相对分子质量为78，确定分子式为C6H6， 不饱和程度很大 奥地利化学家洛施密特提出苯具有环状结构。 凯库勒在1866年提出三点假设： (1) 苯的六个碳原子形成闭合环状，即平面六边形 (2) 每个碳原子均连接一个氢原子 (3) 各碳原子间存在着单、双键交替形式 凯库勒式 能否反映苯的真实结构? 各碳原子间单双键交替？ 任务一 苯分子的结构特点 你能根据所学的知识判断苯环是否存在碳碳双键？能否设计实验证明？ 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 橙红 无 →该实验证明苯分子中 碳碳双键和碳碳三键 无 苯不被酸性KMnO4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,因此苯能将溴从溴水中萃取出来。 （1）同分异构体的视角 阅读P43科学史话 （2）X射线衍射法测定结构 苯每个碳碳键的键长相等，为139pm 若苯环为单双键交替的结构，则邻二氯苯有两种同分异构体；但实际上并不存在两种不同的邻二氯苯。 C—C：1.54×10-10m C＝C：1.33×10-10m 不可能出现正六元环 经测定，苯环中碳碳键的键能均相等 139pm 苯中存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。 还能根据哪些角度证明苯环中不存在单双键交替的结构呢？ 若苯环为单双键交替的结构，则邻二氯苯有两种同分异构体；但实际上并不存在两种不同的邻二氯苯。 任务一 苯分子的结构特点 ①苯分子6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合,键间夹角均为120o，6个碳碳键键长完全相同，形成平面正六边形结构，连接成六元环状。 σ键 ②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。 大π键 p轨道 ④所有原子（6个C、6个H）共平面， 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。 ③苯的6个H原子位置等效，苯的一取代物只有一种。 思考：甲苯最多几原子共面？ 13 结构式： 结构简式： 球棍模型： 空间填充模型： 分子式： 最简式: CH C6H6 或 任务一 苯分子的结构特点 分子结构模型 任务二 苯的性质 一. 物理性质 有毒:对人的神经系统、造血系统有伤害， 可导致白血病。 苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水。苯易挥发，沸点为80.1 ℃，熔点为5.5 ℃，常温下密度比水的小。苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。 任务二 苯的性质 二. 化学性质 (1)可燃性 O2 12CO2+6H2O 2C6H6+15 现象：火焰明亮，并伴有浓烟 1.苯的化学性质 (2)苯不能使酸性高锰酸钾褪色 甲 烷 乙 烯 苯 烃CH4(1:4)、C2H4(1:2)、C2H2及C6H6(1:1)碳的质量分数越高，黑烟越明显。 C%=92.3% 装有苯的罐车因车祸发生燃烧 ——氧化反应 2.苯的化学性质 ——取代反应 (1）苯的卤代反应 苯与液溴在FeBr3催化下发生反应，生成溴苯。 溴苯 Fe3+作催化剂，无催化剂不反应 无色液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水大 液溴（红棕色液体，易挥发），不能用溴水 反应原理： Br2 FeBr3 Br HBr ↑ ①苯只与纯卤素反应，遇到溴水发生萃取分层， ②催化剂FeBr3不能遇水，否则会水解，失去催化作用； ③可用Fe粉代替FeBr3，因为Fe会与溴反应生成FeBr3 【注意】 任务二 苯的性质 【思考与讨论】如何证明苯与液溴发生的是取代反应？ 任务二 苯的性质 长导管的作用： 导气、冷凝回流。 防止HBr极易溶于水发生倒吸 检验HBr。 如何检验HBr? 实验改进： CCl4溶液/苯 AgNO3溶液 HBr与AgNO3溶液反应生成淡黄色沉淀 此时用AgNO3溶液对HBr的检验结果是否可靠？ 不可靠，因为溴易挥发。溴蒸气溶于水，也能生成HBr与AgNO3溶液反应生成淡黄色沉淀。 还有其他方法检验HBr吗？ 检验HBr的酸性，通过紫色石蕊溶液 思考：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 操作： 目的： 蒸馏 除苯 苯 溴苯 (2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O) ① 水洗：除去溴化铁，氢溴酸 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 加入无水氯化钙或无水硫酸镁等干燥剂干燥，除去水分。 用浓硫酸、无水CaCl2吸水干燥，除去水。 任务二 苯的性质 2.苯的化学性质 ——取代反应 (2）苯的硝化反应 苯与浓硝酸在50~60℃(水浴加热)下发生反应，生成硝基苯。 HO H 反应原理： HNO3 50 ~ 60℃ 浓硫酸 NO2 H2O 硝基苯 无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大 HO NO2 催化剂和吸水剂 任务二 苯的性质 ——取代反应 (2）苯的硝化反应 温度计水银球的在水浴中，且不能触底，控制水浴温度 长导管的作用： 导气（平衡气压）、冷凝回流，减少反应物的挥发 水浴加热：容易控制恒温，且易使被加热物受热均匀。 需要加热，且要控制在100℃以下的实验，均可采用水浴加热。 【药品顺序】 先加硝酸,后加浓硫酸,冷却至室温后加入苯 防止浓硫酸稀释时放出大量的热量，使酸液溅出；减少苯的挥发 2.苯的化学性质 ——取代反应 （3）苯的磺化反应 HO SO3H 苯磺酸 SO3H H2O 易溶于水，强酸 磺酸基 反应原理： 磺化反应可用于制备合成洗涤剂。 水浴加热---70-80℃，可逆反应 苯环里的H原子被硫酸分子里的磺酸基(－SO3H)所取代的反应叫磺化反应。 苯磺酸的电离方程式： SO3H === SO3- H+ 2.苯的化学性质 ——加成反应 苯的大π键比较稳定，通常状态下不易发生加成反应，在Pt、Ni等催化剂并加热的条件下，苯能与氢气、氯气等发生加成反应。 H2 催化剂 3 Cl2 光照 (六六六农药) 3 环己烷是否平面结构？ 6个C不共面 Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl2 FeCl3 ＋ HCl Cl 注意：反应条件不同，反应原理相差很大。 任务二 苯的性质 2.易取代： 3.难加成： 磺化反应 与氢气、氯气加成 卤代反应 硝化反应 + HO-NO2 浓H2SO4 500C—600C NO2 + H2O +HO－SO3H 70℃~80℃ －SO3H + H2O + Br2 FeBr3 Br + HBr 总体来说，苯的化学性质是“易取代，能加成，难氧化” 1.氧化反应：可燃性（注：不能使酸性高锰酸钾溶液褪色） （注：不能和溴水发生加成反应） ↑ 任务二 苯的性质 1、 正误判断 (1)苯的结构简式可写为“ ”，说明苯分子中碳碳单键和碳碳双键是交替排列的(　　) (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)苯和乙烯都能使溴水褪色，二者褪色原理相同(　　) (4)除去溴苯中的溴可采用加入氢氧化钠溶液分液的方法(　　) (5)苯和乙烯都是不饱和烃，所以燃烧现象相同(　　) × × × √ × 对应练习 2.下列关于苯的叙述正确的是( ) A.反应①为取代反应，有机产物的密度比水小 B.反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并伴有浓烟 C.反应③为取代反应，有机产物是一种烃 D.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，因为苯分子中含有三个碳碳双键 B 对应练习 3.下列事实可证明苯分子中不存在单双键交替的结构的是( ) 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,但不能因化学 变化而使溴水褪色 A.①②③④ B.②③④⑥　 C.③④⑤⑥ D.全部 B 对应练习 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.46.101 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $