第二节 芳香烃(1)

CH2CH3 |
CH3 | | CH3
CH=CH2 |
COOH |
COOH |
| COOH
COOH | 和CO2
2、取代反应 （1）硝化反应
CH3
CH3
NO2 H2O +
+ HNO3 300C
CH3
浓硫酸
CH3
或
CH3 NO2 NO2 NO2 + 3 H2O O2N
+ 3HNO3
浓硫酸
结论：苯环受侧链烷基影响易被取代。 主要取代烷基的邻位或对位上的H
根据以上信息，下列装置中最合适 制硝基苯的是（ ）
√
A
B
C
D
【练习2】实验室制取硝基苯的主要步骤如下： ①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合液， 加入反应器。 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入一定量的苯， 充分振荡，混合均匀。 ③在50℃～60℃下发生反应，直到反应结束。 ④将混合物倒入盛有水的烧杯中，除去混合酸后， 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。 填写下列空白： (1)配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合酸时，操作注意事项是 _______________________________________________________ 。 (1)将浓硫酸注入浓硝酸中，并及时搅拌和冷却 (2)步骤③中温度不宜超过60℃ ，其目的是 防止副产物的生成，减少苯的挥发和硝酸的分解 。 (3)装置中管口上方的长直导管的作用是 将苯冷凝回流 ____________________________ 。
菲
苯并芘
(1)苯的同系物的性质
①能被酸性高锰酸钾溶液氧化（与苯不同）
②易取代 ③能加成
（与苯相似）
(2)苯的同系物中侧链和苯环相互影响：
甲苯不能与溴的 四氯化碳溶液反应
酸性KMnO4 溶液不褪色 酸性KMnO4 溶液 褪色
甲苯+酸性
KMnO4溶液
苯+溴的
溴的四氯化碳 四氯化碳溶液 溶液不褪色 溴的四氯化碳 溶液不褪色
甲苯+溴的
四氯化碳溶液
现象探究
苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，
但是甲苯却可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
对比苯、甲苯的结构特点， 思考：可能是什么原因导致了以上现象？ （已知甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸）
请同学们设计实验时，考虑以下问题： 1.选用装置 3.如何控温 2.加入药品的顺序 4.产物提纯 等
【苯与溴的实验设计】 【已知】
1.溴是一种易挥发有剧毒的药品 2.液溴的密度比苯的大 3.溴与苯的反应非常缓慢， 常用铁粉或FeBr3作为催化剂 4.该反应是放热反应，不需要加热
5.反应最后苯和溴会有剩余，它们易挥发 6.长导管在很多实验中被用作冷凝蒸气使之回流
苯+酸性KMnO4溶液:
分层，上层无色，下层紫色
【小结】苯分子中不是单键和双键交替结构的依据 实验依据： 1. 不能与溴水反应而使其褪色。 2.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
结构依据： 1.正六边形分子，六个碳碳键长相同。 碳碳单键键长：1.54×10-10m 碳碳双键键长：1.34×10-10m 苯分子中碳碳键长都相等，为1.40×10-10m 2.邻二取代物没有同分异构体，只有一种结构。
【资料】 1、硝基苯，无色，油状液体，苦杏仁味，有毒， 密度大于水，难溶于水，易溶于有机溶剂。 硝基苯蒸气有毒性。
1.苯与硝酸的反应在50 ℃ --60℃ 时产物是硝基苯，
温度过高会有副产物。 2. 硫酸是该反应的催化剂，和硝酸混合时剧烈放热。 3.反应过程中硝酸会部分分解。4 .苯和硝酸都易挥发。
CH3
CH3 CH3
CH3
如苯环为单键和双键 的交替结构，则两者 结构不同。
（三）化学性质
1、取代反应
（1）卤代反应 (纯卤素单质、催化剂)
+ Br2
FeBr3
Br
+ HBr
溴苯（无色液体，密度大于水）
反应条件：液溴、FeBr3或Fe粉作催化剂
（2）硝化反应
+ HNO3(浓)
浓H2SO4
50~60℃
【练习】实验室制取硝基苯的主要步骤如下： ①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合液，加入反应器。 ②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡， 混合均匀。 ③在50℃～60℃下发生反应，直到反应结束。 ④将混合物倒入盛有水的烧杯中，除去混合酸后， 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。 填写下列空白： (4)步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是 分液漏斗 ____________________________ 。 (5)步骤④中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是 _______________________ 。 除去粗产品中残留的硝酸和硫酸 除去NaOH 再水洗的目的是
【板书】(2) 卤代反应： ①光照条件：取代侧链烷基上的H
CH3
+Cl2
光照
CH2Cl
+HCl
CHCl2
CCl3
②催化剂条件：取代苯环上的H
CH3
CH3 Cl
+ Cl2
FeCl3
HCl + 或
CH3
答题时要根据题目具体情况
写出对应的取代产物
Cl
CH3
3、加成反应(与苯相似)
CH3
+3H2
催化剂 △
。
【作业】
1、完成26期报纸课时作业（一） 2、预习教材P38-39
“苯的同系物”相关内容
第二课时
苯的同系物
【温旧而知新】
1．下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是(
D
)
A．常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体
B．苯不能使酸性高锰酸钾溶液和 溴的四氯化碳溶液褪色 C．苯在一定条件下能与溴发生取代反应 D．苯不具有典型的双键所应具有的发生 加成反应的特性，故不可能发生加成反应
三、芳香烃的来源及其应用 1、来源：
（1）煤的干馏
（2）石油的催化重整
2、应用： 简单的芳香烃可用于合成炸药、染料、 药品、农药、合成材料等。
【资料卡片】P39
【概念】
稠环芳香烃
由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个碳原子 而成的一类芳香烃，称为稠环芳香烃。
萘 蒽
C10H8 C14H10
• 萘是无色片状晶体，具有特殊的气味， • 易升华，曾经用来防蛀、驱虫，但因它 • 有一定的毒性，现已禁止使用。 萘是一种重要的化工原料。 • 蒽也是一种无色的晶体，易升华， 是生产染料的主要原料。
（1）6个碳碳键完全相同， 是介于单键和双键之间的独特的键 (2) 6个C和6个H都在同一平面， 6个碳原子构成一个正六边形
比例模型
（二）、物理性质
无色、有特殊气味的液体，有毒，
不溶于水，密度比水小，
熔沸点较低，易挥发
芳香杀手
【问题】3：
哪些实验事实能够说明苯分子中不含碳碳双键？
苯+溴水：
萃取
分层，上层橙红色，下层无色
7.溴化氢的性质与氯化氢相似
①名称:三颈烧瓶
② ⑤ ① ④ ③
②冷凝管（也有用长导管的） 作用： 冷凝回流、导气。
③碱石灰作用： 吸收尾气，防止污染空气。
④导管不能深入液面下： 防止倒吸。
⑤反应完成后，在粗溴苯（褐色）中加入NaOH溶液， 再分液：除去的溴苯中溶解的溴。
Br2 + 2NaOH === NaBr + NaBrO + H2O
【练习1】：实验室用溴和苯反应制取溴苯， 得到粗溴苯后，要用如下操作精制： ①蒸馏 ②水洗 ③用干燥剂干燥 ⑤水洗 ④10%的氢氧化钠溶液
正确的操作顺序为（
A. ①②③④⑤ C. ④②①⑤③
）
B. ②④⑤③① D. ②④①⑤③
B
【思考】 1. 如何证明苯与液溴发生了取代反应 而不是加成反应？
检验产物中是否有HBr生成，
+ 3H2
催化剂
△
环己烷
Cl Cl Cl
+ 3Cl2
催化剂六氯环己烷 俗称：六六六 但不能与溴水、溴的四氯化碳溶液因反应而褪色
3、氧化反应（燃烧）
2C6H6+15O2
点燃
12CO2+ 6H2O
火焰明亮，带有浓烟
但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
1. 烃均可以燃烧，但不同的烃燃烧现象不同。 乙烯和乙炔燃烧时的火焰比甲烷的要明亮， 并伴有黑烟；而苯燃烧时的黑烟更多。 请你分析产生不同燃烧现象的原因。
NO2 + H2O
硝基苯为无色、具有苦杏仁味的油状液体， 其密度大于水 • 浓硫酸作用：催化剂、吸水剂
• 加热方式：水浴加热 (受热均匀，便于控制温度)
(3)磺化反应———浓硫酸是反应物
HO SO 3 H
。 。 70. C~80. C
SO 3 H H 2O
H2SO4
苯磺酸
2、加成反应（与H2、Cl2)
（二）物理性质： （与苯相似）
无色、有特殊气味、有毒的液体； 难溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水小，
密度、熔沸点随C数增多而升高。
1.比较苯和甲苯结构的异同点，
推测甲苯的化学性质。 推测：
与卤素单质、硝酸等发生取代反应？
与H2发生加成反应？
都能燃烧？
不能使溴的四氯化碳溶液
或酸性KMnO4溶液褪色？
【问题】1.什么叫芳香烃？
分子中含有一个或多个苯环的烃
CH3
甲苯(C7H8)
萘(C10H8)
蒽(C14H10)
【问题】 2.最简单的芳香烃是？
【复习回顾】 苯的结构如何？有哪些性质？
苯
【板书】一、苯的结构与化学性质
（一）、分子结构
1、分子式： C6H6 2、结构简式：
或
3、 结构特点：
平面正六边形结构，键角120°
2、写出下列反应的化学方程式及反应条件
反应的化学方程式
苯与溴发生 取代反应 苯与浓硝酸 发生取代反 应 苯与氢气发 生加成反应
反应条件
FeBr3或Fe做 催化剂;液溴.
50℃～60℃ 水浴加热; 浓硫酸做 催化剂 加热；
Ni 做催化剂
【思考与交流P—37 】
3、根据苯与溴、浓硝酸发生反应的条件， 请你设计制备溴苯和硝基苯的实验方案 （注意仪器的选择和试剂的加入顺序）
若生成HBr则发生取代反应， 若无HBr生成，则反生加成反应。
2、可用什么试剂检验产物中的HBr ？
AgNO3溶液或者紫色石蕊试液
3. 生成的HBr中常混有溴蒸气，直接用AgNO3溶液 或者紫色石蕊试液对HBr的检验结果是否可靠？ 为什么？
不可靠。因为溴蒸气能与水反应也能产生HBr，
对检验结果产生干扰。
2、观察下列5种物质，分析它们的结构回答：
① ② ③
④
⑤
同分异构体 （1）其中②、④、⑤的关系是_________. 同系物 ， （2）其中①、③、⑤的关系是____________
它们的分子式分别为 C6H6、 C7H8、 C8H10 。
二、苯的同系物
（一）定义: 苯环上的氢原子被烷基取代的产物 通式： CnH2n-6(n > 6 ) 结构特点: 只含有一个苯环,苯环上连接烷基.
2,4,6-三硝基甲苯（TNT）
一种淡黄色的晶体，不溶于水。不稳定，易爆炸。 它是一种烈性炸药，广泛用于国防、开矿、筑路、
兴修水利等。
TNT 炸药 爆炸时的场景
【学与问】P39
比较苯和甲苯与KMnO4溶液反应的现象， 以及硝化反应的条件及产物等， 你从中得到什么启示?
【结论】 侧链和苯环相互影响： 侧链受苯环影响易被氧化； 苯环受侧链影响易被取代。
2.请设计有关实验证明你的推测。
【实验探究】
【实验2-2】
1.取2ml 甲苯于试管中，再加入5滴酸性KMnO4
溶液，振荡试管，观察现象。
2.取2ml 甲苯于试管中，再加入10滴溴的四氯化碳
溶液，振荡试管，观察现象。
现象
苯+酸性
KMnO4溶液
结论
苯不能被酸性 高锰酸钾氧化 甲苯能被酸性 高锰酸钾氧化 苯不能与溴的 四氯化碳溶液反应
Br2 + H2O === HBr + HBrO
4、如何除去混在HBr中的溴蒸气？ 将生成的混合气体通过 盛有CCl4 （或苯）溶液的洗气瓶
设计苯的硝化反应实验方案 ②硝化 （苯分子中的 H原子被硝基取代的反应）
+ HO－ NO2
浓 H2SO4 50℃ ~60℃ （硝基苯） － NO2
+ H2O
(1)可使酸性高锰酸钾溶液褪色 （部分）
(与苯不同，可用于鉴别苯与苯的同系物 )
C H
KMnO4 H+
COOH
【规律】
①与苯环直接相连的烷基C上有 H 才能被氧化 ②不论侧链长短产物都是苯甲酸，
有几个侧链被氧化就对应有几个羧基
（2）可燃性 （现象与苯的相似）
【练习3】下列哪些物质能被酸性KMnO4溶液 氧化成羧酸？能的写出其产物。
KMnO4 CH3 H+
COOH
甲基受苯环影响，容易被酸性高锰酸钾溶液氧化
事 实 上 还 有 ：
CH3CHCH3 |
CH2CH2CH3
能被酸性高锰酸钾溶液氧化
且产物都为苯甲酸。
CH2CH3 CH3CCH3
不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
综上所述：你又能找到什么规律？
【板书】（三）化学性质 1、氧化反应