内容正文:
第二节 芳香烃
学习目标:1.了解苯的结构和性质。2.了解苯的同系物的结构和性质的关系。3.简单了解芳香烃的来源及其应用。
[自 主 预 习·探 新 知]
一、苯
1.苯的结构
2.苯的物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
毒性
无色
液态
带有特
殊气味
比水
小
不溶于水,易溶于有机溶剂
有毒
3.苯的化学性质
微记忆:苯虽然不与溴水发生化学反应,但是可以因为萃取而使溴水褪色。
二、苯的同系物
1.苯的同系物是指苯环上的氢原子被烷基取代的产物,其分子中有一个苯环,侧链都是烷基,通式为CnH2n-6(n≥7)。
2.苯的同系物的化学性质(以甲苯为例)
(1)氧化反应
①甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色,这是由于甲苯上的甲基被KMnO4氧化的结果。
②燃烧。
燃烧通式为
CnH2n-6+nCO2+(n-3)H2O。O2
(2)取代反应
甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在一定条件下发生反应生成2,4,6三硝基甲苯,方程式为
(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,方程式为
微点拨:苯的同系物发生取代反应时,反应条件不同,其取代的位置也不同。如:
三、芳香烃的来源及其应用
1.概念
分子中含有一个或多个苯环的烃,如 (苯乙烯)、 (萘)、 (蒽)等。
2.来源
(1)1845年至20世纪40年代,煤是芳香烃的主要来源。
(2)20世纪40年代以后,通过石油化学工业中的催化重整等工艺获得。
3.应用
简单的芳香烃,如苯、甲苯等可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等。
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)符合CnH2n-6(n≥6)通式的有机物一定是苯及其同系物。( )
(2)苯的邻、间、对位二元取代物都只有一种,均能证明苯分子中不存在单、双键交替结构。( )
(3)甲苯在一定条件下与浓硝酸反应生成2,4,6三硝基甲苯,说明苯环对甲基的性质有影响。 ( )
(4)分子式为C8H10属于芳香烃的同分异构体只有三种。( )
(5) 所有原子可在同一平面上。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.下列关于苯的性质的叙述中不正确的是 ( )
A.苯是无色带有特殊气味的液体
B.常温下苯是一种不溶于水且密度比水小的液体
C.苯在一定条件下能与溴发生取代反应
D.苯不具有典型的碳碳双键结构,故苯不能发生加成反应
D [苯分子可与H2发生加成反应。]
3.下列物质属于苯的同系物的是( )
【导学号:40892068】
B [A、C、D的结构中不符合苯的同系物的定义, 其通式也不符
合CnH2n-6。]
[合 作 探 究·攻 重 难]
苯和苯的同系物
[背景材料]
苯和甲苯均为无色的液体,物理性质相似,但是化学性质不同。
苯
甲苯
实验操作
[思考交流]
结合相关实验,思考下列问题:
(1)如何鉴别甲苯和苯?
(2) 与Br2在什么条件下发生烷基上的取代反应?
(3)在苯的同系物分子中,苯环和侧链发生了怎样的相互影响?
【提示】 (1)取两液体少许于试管中,分别加入少量酸性KMnO4溶液,如果酸性KMnO4溶液褪色,该试管中盛放的是甲苯,不褪色的是苯。
(2) 与Br2发生烷基上的取代反应是在光照的条件下与Br2蒸气发生反应。
(3)侧链影响苯环,使得苯环邻位和对位上的氢原子活泼,易被取代,苯环也影响侧链,使得侧链跟苯环直接相连的碳原子上的氢原子活泼,易被氧化。
1.苯的结构特点
(1)苯分子是平面结构,分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内,分子中的6个碳原子构成1个正六边形。
(2)苯分子中碳碳键的键长完全相等,是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种独特的键。
2.苯的同系物的结构特点
(1)只含有一个苯环。
(2)侧链都是烷基,不含有其他官能团。
3.苯和苯的同系物的异同
苯
苯的同系物
相同点
组成与
结构
①都有一个苯环
②都符合通式CnH2n-6(n≥6)
化学
性质
①具有可燃性 ②都易发生苯环上的取代反应 ③都能发生加成反应
物理
性质
都能萃取溴水中的Br2,使溴水分层
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
难氧化,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
有些能被强氧化剂氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色
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,使苯环邻、对位的氢原子更活泼而易被取代
[对点训练]
1.下列说法中,正确的是 ( )
【导学号:40892069】
A.芳香烃的