苯和芳香烃1
苯和芳香烃
12
2. 加成反应
注意:苯比烯、炔烃难进行加成反应,不能与 注意:苯比烯、炔烃难进行加成反应, 溴水反应但能萃取溴而使其褪色。 溴水反应但能萃取溴而使其褪色。在一定的条件 下能进行加成反应。 下能进行加成反应。跟氢气在镍的存在下加热可 生成环己烷
请你写出苯与C 反应的方程式(紫外线) 请你写出苯与Cl2 加成 反应的方程式(紫外线)
硝基苯的化学性质:
12
(3)磺化反应
磺化反应的原理__________ 磺化反应的原理__________ 条件______ 条件______
磺酸基是硫原子和 磺酸基与苯环的连接方式_______ 磺酸基与苯环的连接方式_______ 苯环直接相连的 吸水剂和磺化剂 _____浓硫酸的作用_____ _____浓硫酸的作用_____ 浓硫酸的作用
四.苯的用途: 苯的用途:
1.重要的有机化工原料:合成纤维、合成橡胶 重要的有机化工原料:合成纤维、 重要的有机化工原料 塑料、农药、医药、染料、香料等。 塑料、农药、医药、染料、香料等。 2.常用的有机溶剂 常用的有机溶剂
五、苯的提取:煤焦油 石油化工
练习
__体,__溶 1、苯是__色__ _味__体,__溶 苯是__色 __ 于水,密度比水__,_ 挥发,蒸汽__ __毒 于水,密度比水__,_ 挥发,蒸汽__毒, 常作_ 常作_ _剂. 2、将下列各种液体分别与溴水混合并振 静置后混合液分成两层, 荡,静置后混合液分成两层,下层几乎呈无 色的是( 色的是( B、E ) 、 A.氯水 A.氯水 D. KI B.苯 B.苯 E. 乙烯 C.CCl4 C. F.乙醇 F.乙醇
八、苯的同系物的化学性质
1、取代反应: 、取代反应:
⑴卤代反应
苯及芳香烃
A.由于大量苯溶于水中,渗入土壤,会对周边农田、
C.可以采取抽吸水渠中上层液体的办法,达到部分 清除泄漏物的目的 D.处理事故时,由于事故发生地周围比较空旷,有 人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物,但由于 苯燃烧会产生大量的黑烟扩大污染,所以该办法 未被采纳
解析
答案
苯不易溶于水,所以大量苯不会溶入水中,渗入土
解析
烧瓶 a 中发生的化学反应为 C6 H6+Br2
FeBr3
C6H5 Br+HBr,该反应放热,容易使溴挥发产生大量的红 棕色气体,如果没有导管 b 的冷凝回流作用,挥发出 来的溴蒸气溶解在水中生成 HBr, 也能和锥形瓶 d 中的 AgNO3 反应,则无法检验产物中是否有 HBr。
壤,但是仍然会对周边农田、水渠造成污染。
A
2.关于苯的化学性质叙述正确的是 A.难取代、难氧化、难加成 B.易取代、难氧化、能加成 C.难取代、难氧化、易加成
( B )
D.易取代、易氧化、难加成 解析 由于苯环中含有的化学键是介于单双键之间的 特殊的化学键,所以,苯具有饱和烃取代反应的性质, 同时又具有不饱和烃加成反应的性质,苯的性质是易取 代、难氧化、能加成。
烯烃
苯
溴水 加成
褪色
易被 酸 性KMnO4 溶液 氧 化
纯溴 催化剂 取代
不褪色 苯不被酸性 KMnO4溶液 氧化
光照 取代
不褪色
不被 酸性 KMnO4溶 液 氧化
与 酸 性
KMnO4
现象
作 用
结 论
现象 结论
点 燃
淡蓝色火焰, 火焰明亮, 无烟
有黑烟
火焰明亮, 有浓烟
含碳 量低
含碳量 较高
含碳量高
苯 芳香烃总结
苯芳香烃芳香烃并不一定具有芳香气味,有的有恶臭一苯概述(苯是最简单的芳香烃)1.物理性质;无色透明液体,有芳香气味,有毒,易挥发,不易溶于水,溶解度比水小。
用冰冷却可以变成无色晶体,一种良好的有机溶剂,溶解有机物和一些非极性的无机物。
实验式CH ,键角120°,共轭体系,闭合共轭体系,苯环有高度的对称性和特殊的稳定性二苯的化学性质(易取代,能加成,难氧化,);1既不能使溴的四氯化碳溶液褪色,也不能使高锰酸钾酸性溶液褪色,但可以将溴从溴水中萃取出来2氧化反应2C6H6+15O2==点燃==12CO2+6H2O苯在空气中易氧化,火焰明亮且伴有黑烟,苯的含碳量特别高,且成液态,比气态的乙烯更难充分燃烧。
3取代反应(氢被溴取代,该反应放热)操作;把苯和少量液溴放在烧瓶中,同时加入少量铁屑作催化剂,(实际催化剂是溴化铁)用带导管的瓶塞塞紧瓶口,跟瓶口垂直的一段导管起冷凝器的作用现象;1常温时很快看到导管口附近形成白雾(溴遇水蒸气形成)2 反应完毕后,向锥形瓶中倒入溴化银溶液,有浅黄色沉淀形成3把烧瓶的液体倒入盛有冷水的烧杯中,底部有褐色不容于水的沉淀(溴苯,密度比水大不溶于水的无色液体,有芳香气味溶于溴呈褐色)4 想得到纯溴用稀氢氧化钠洗涤除溴4苯的硝化苯与浓硝酸浓硫酸的混合酸在55℃到66℃时发生反应,生成硝基苯硝基苯无色油状液体,有苦杏仁的特殊气味,不易溶于水,密度比水大,有剧毒。
实验制得的产品含有二硝基苯及氮氧化物呈淡黄色铁粉和盐酸可以还原硝基苯,得到苯胺,苯胺是合成染料的基本原料。
5.苯的磺化苯与发烟硫酸直接作用,或与浓硫酸混合加热到70到80℃,生成苯磺酸(强酸)6.苯环上的烷基化反应在无水路易斯酸的作用下,芳香烃和卤代烃,醇,酰卤等作用,氢原子可被烷基或酰基取代,叫傅克反应,制备烷基苯和芳香酮的方法. 7加成反应1催化加氢2与氯气加成(俗名666农药)8苯汽油添加剂火山爆发森林火灾可产生三.苯的同系物芳香烃用苯环取代烷烃分子里的一个氢原子就成了苯的同系物,其中最简单的是甲苯甲苯;芳香气味,不溶于水,溶于乙醇乙醚和丙酮,甲苯兼具甲烷和苯的性质甲苯溶解溴后,在光照条件下,甲基上的氢原子被溴原子取代溴化铁催化下,苯基上氢原子被溴原子取代甲苯分子中的甲基和苯基互相影响,使甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质(1)苯环上的取代反应,甲苯比苯容易进行(2)烷基(侧链)的氧化反应甲苯二甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色,甲苯分子中的甲基常温下被高锰酸钾氧化,生成苯甲酸二甲苯的三种同分异构体苯的同系物(甲苯乙苯二甲苯异丙基苯)稠环芳香烃,萘,蒽,菲,均为平面型分子,多个苯环并在一起含有苯环的化合物叫做芳香族化合物,芳香烃只是芳香族化合物的一类。
高一化学苯和芳香烃试题
高一化学苯和芳香烃试题1.分子式符合C7H6Cl2的芳香族化合物共有A.4B.6C.8D.10【答案】D【解析】芳香族化合物分子中含有苯环,C7H6Cl2的芳香族化合物中同分异构体的判断,只需考虑Cl原子的位置即可。
若2个Cl原子连在甲基上,只有1种结构;若1个Cl原子连在甲基上,则有3种结构;若2个Cl原子连在苯环上,Cl原子的位置有3种,每种中再把甲基作取代基,则有6种结构,所以共有10种不同结构,答案选D。
【考点】考查同分异构体的判断2.下列物质中,在一定条件下能发生取代反应和加成反应,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是A.乙烷B.甲烷C.苯D.乙烯【答案】C【解析】A、乙烷能和氯气在光照的条件下发生取代反应,它属于饱和烃,不能发生加成反应,不能被高锰酸钾氧化,故A错误;B、甲烷能和氯气在光照的条件下发生取代反应,它属于饱和烃,不能发生加成反应,不能被高锰酸钾氧化,故B错误;C、苯的化学性质特点是:易取代难加成,可以和溴发生取代反应生成溴苯,可以和氢气发生加成反应生成环己烷,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;D、乙烯能被高锰酸钾氧化为二氧化碳,能使高锰酸钾褪色,故D错误,故选C。
【考点】考查有机物的化学性质和有机反应类型3.(8分)某化学课外小组用下图装置制取溴苯并探究该反应的类型。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
(1)写出A中反应的化学方程式:________________________________________ 。
(2)实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是_________________________。
(3)C中盛放CCl4的作用是_________________________。
(4)若要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,通常有两种方法,请按要求填写下表。
【答案】(8分)(10分)(1)+Br2+HBr(2)除去溶于溴苯中的溴(3)除去溴化氢气体中的溴蒸气(4)方法一:AgNO3溶液产生(淡黄色)沉淀方法二:石蕊试液溶液变红色(或其他合理答案)【解析】(1)苯与溴在铁作催化剂时发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,化学方程式为+Br2+HBr(2)B中盛有NaOH溶液,溴苯中混有的溴可与NaOH反应,从而出去溴;(3)由于反应放热,苯和液溴均易挥发,溴易溶于有机溶剂,所以溴化氢中混有的溴蒸汽可以溶于CCl4中,从而除去,以防干扰检验H+和Br-;;(4)如果发生取代反应,生成溴化氢,溴化氫易溶于水电离出H+和Br-,只要检验产物中含有氢离子或溴离子即可,溴离子的检验:取溶液滴加硝酸银溶液,如果生成淡黄色沉淀就证明是溴离子;氢离子的检验:如果能使紫色石蕊试液变红,就证明含有氢离子。
芳香烃和苯的同系物
|
NO2
2,4,6—三硝基甲苯(TNT)
不溶于水的淡黄色针状晶体 黄色烈性炸药
5
烷基(甲基)与苯环的相互影响
• 苯环上的甲基可以与高锰酸钾反应,普通 的甲基是不能与高锰酸钾反应
• 甲苯硝化时一次向苯环引入三个硝基,而 苯只能引入一个硝基
讨论: 1、比较苯、苯的同系物(甲苯)、烯烃
(己烯)的结构,叙述鉴别三者的方法。 2、分别写出甲苯与氯气在光照和铁催化条 件下反应的化学方程式。
2. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是( C )
A.乙烯 B.乙炔 C.苯 D.甲苯
3.下列属于苯的同系物是 ( A )
A.
B.
C.
D.
10
4.直链烷烃的通式可用CnH2n+2表示,现有一系列芳 香烃,按下列特点排列:
若用通式表示这一系列化合物,其通式应为( B )
H2n-6
B.C6n+4H2n+6 C.C4n+6H2n+6 D.C2n+4H6n+6
12
( C7H8)
-CH3 -CH3
C| H3 -CH3
C| H=CH2
几种重要 的芳香烃
C| H3
C| H2CH3
|
CH3
( C8H10)
( C10H8)
( C8H8)
9
1.下列物质中,不与溴水发生反应是( B )
①乙苯 ②1,3-丁二烯 ③苯乙烯 ④溴乙烷
A.只有①
B.只有①、④
C.只有③、④
D.只有①、③
11
5.烷基取代苯 R可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成 COOH,但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上
7、邢其毅版基础有机化学第二版课件--苯和芳香烃
G
G E + + E
G
E+ 亲电取代
几率 40%
E
40%
20%
如果不考虑取 代基的影响, 代基的影响, 仅从统计规律 的角度来分析, 的角度来分析, 邻对位产物应 为60%,间位 , 产物为40%。 产物为 。
邻对位定位基: 为邻对位定位基。 邻对位定位基:邻对位产物 > 60%,G为邻对位定位基。 , 为邻对位定位基
Na NH3(l) C2H5OH
1 K、Li能代替 ,乙胺能代替氨。 、 能代替 能代替Na,乙胺能代替氨 能代替氨。 2 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。
反应机理: 反应机理: Na + NH3 Na+ + (e-) NH3
溶剂化电子 金属钠溶解在液 氨中可得到一种 兰色的溶液, 兰色的溶液,这 是由钠与液氨作 用生成的溶剂化 电子引起的。 电子引起的。
hν hν
苯
棱晶烷
苯
杜瓦苯
Kekule’式 式
1825年 法拉第发现了苯。 年 法拉第发现了苯。 1857年 凯库勒提出碳四价。 年 凯库勒提出碳四价。 1858年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 1865年 提出摆动双键学说。 年 提出摆动双键学说。
CH3 CH3
取代基的定位效 应:已有的基团 对后进入基团进 间位产物>40%。 G为间位定位基。 为间位定位基。 间 位 定 位 基:间位产物 。 为间位定位基 入苯环的位置产 生制约作用, 若取代基引入后, 活 化 基 团:若取代基引入后,取代苯的亲电取代反应 生制约作用, 这种制约作用称 速度比苯快,则取代基为活化基团。 速度比苯快,则取代基为活化基团。 为取代基的定位 效应。 若取代基引入后, 钝 化 基 团:若取代基引入后,取代苯的亲电取代反应 效应。 速度比苯慢,则取代基为钝化基团。 速度比苯慢,则取代基为钝化基团。
第七章苯和芳香烃一苯的结构三物理性质四苯及其同系物的
第七章苯和芳香烃一.苯的结构二.芳香烃的分类和命名三.物理性质四.苯及其同系物的化学性质五.苯环上取代基的定位效应及规律六.定位效应在有机合成中的应用七.稠环芳烃八.联苯和多苯代脂烃芳香化合物的定义第一阶段:从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香化合物。
第二阶段:将苯和含有苯环的化合物称为芳香化合物。
第三阶段:将具有芳香特性的化合物称为芳香化合物。
芳香烃:含有苯环(包括苯和苯的衍生物)或者结构和苯不同,但性质与苯相似的一大类非苯芳香族化合物。
芳香烃单环芳烃—只含有一个苯环:多苯代脂烃:多环芳烃:联苯类:稠环芳烃:CH3HC CH2CHCHCH苯型芳香烃非苯型芳香烃:N N OH分类:一. 苯的结构1. Kekule式19世纪初, 人们发现了这种物质;1825年, 法拉第测定苯的经验式为CH;1833年, Mitcherlish确立苯的分子式为C6H6;此后, 人们对苯的物理性质和化学性质有较充分的认识实验事实:易取代,不易加成一取代产物只有一种邻位二取代产物只有一种疑问: 1. 根据分子式, 苯应是一个高度不饱和的烃, 应表现出不饱和烃的典型反应, 易加成, 而实验事实却相反, 为什么?2. 一取代产物只有一种, 说明6个H 等同.1865年, Kekule 首先提出苯的结构是C-C 链首尾相连的环状结构, 环中三个单键, 三个双键相间, 每个碳和一个氢相连。
这种结构6个H等同,一取代产物只有一种;HH H HH H 简写为:而邻位二取代产物A 中与两个取代基相连的两个碳之间是双键;B 中与两个取代基相连的两个碳之间是单键,故A 与B 是不同的。
A B Kekule 提出苯中的双键没有固定的位置,它在不停的摆动,因此不能分出两个邻二卤代物,实际上它们是等同的X X X X X X XXH2119.5kJ/mol3H2按Kekule式,应为119.5×3= 358.5kJ/mol实际ΔH=208.2kJ/molΔE=358.5-208.2=150.3kJ/mol疑问:1.苯比环己三烯稳定, Kekule不能解释;2.根据Kekule式, 苯是环己三烯结构的, 高度不饱和,为什么不易发生加成, 反而易取代呢?2. 苯的结构sp 2H H H H H H 近代化学键的电子理论指出:(1)苯环上所有原子都处在同一平面上;(2) 6个C 都是sp2杂化,每个碳都以3个sp2杂化轨道分别与2个C 和1个H 结合形成三个σ键;(3) 余下的6个p 轨道都垂直于此平面,相互平行,彼此侧面交叠形成一个封闭的大π键,使π电子高度离域,达到完全平均化,故苯环中6个C-C 键长完全相等,无单、双键之分。
苯,芳香烃
导管为什么不伸入锥形瓶的 液面以下? HBr易溶,防止倒吸 如何分离反应后的混 合物中的各成分? 如何除去无色溴苯中溶解的溴?
用氢氧化钠溶液洗涤,用分液漏斗分液.
(2)苯的硝化反应
+ HO-NO2
浓硫酸
-NO2
+ H2 O
硝基苯
苯分子中的氢原子被-NO2所 取代的反应叫做硝化反应
-
硝基:-NO2(注意与NO2、NO2 区别)
在烃里,还有一些列分子里含有
的烃
—苯 芳香烃
苯:最简单的芳香烃
苯的发现史
19世纪欧洲许多国家都 使用煤气照明,煤气通常是 压缩在桶里贮运的,人们发 现这种桶里总有一种油状液 体,但长时间无人问津。英 国科学家法拉第对这种液体 产生了浓厚兴趣,他花了整 整五年时间提取这种液体, 从中得到了苯------一种无 色油状液体。
)
结论:苯与酸性高锰酸钾、溴水都不反 应,由此说明苯中不存在与乙烯、乙炔 相同的双键和叁键
键参数的比较
键 能 键 长 (KJ/mol) (10-10 m) C—C 348 1.54
C==C
苯中碳碳键
615
约494
1.33
1.40
三、苯的化学性质
1、氧化反应
2C6H6 + 15 O2
现象:
点燃
12CO2+6 H2O
有同分异构体。写出C8H10的同分异构体。
- CH3 与 CH3 - - CH3 CH3 -
,是同分异构体Biblioteka ?(3)化学性质:A.取代反应:
CH3
催化剂
O2N CH3 NO 2
+ 3HNO3
△
CH3
+ 3H2O
第六章苯与芳香烃
NO2
硝基苯
② 苯环为取代基
CH CH2 Ph CH CH2
苯乙烯 CHO
O C CH3
苯甲醛
苯乙酮
C CH 苯乙炔
COOH 苯甲酸
OCH3 苯甲醚
NH2 苯胺
SO3H 苯磺酸
③ 多取代苯的命名
• 多取代时母体选择次序(课本P21-22):
O C O O HC R ( H ) O HN H 2 R X N O 2
A r SO 2O R 磺酸酯
A r SO 2N H R 磺酰胺
磺化反应可逆性在合成上的应用
C l
例一: H 3C
H 3C
2-氯甲苯
• 直接氯代
H 3 C
C l2 , F e
C l H 3 C
+H 3 C
C l
• 用磺化法保护
(得混合物)
H3C
Cl H3C
H2SO4 (浓)
D
H3C
SO3H
保护对位
失去芳香性, 较难发生
与亲电试剂反应分析
E H E
Nu
加成
-H+
取代
Nu H
H 不利 (失去芳香性)
E
有利 E (恢复芳香性)
苯环上的亲电取代机理通式
E H
慢
E
H
H
E
E
势 能
H E
+E
H E
-H+ 快
s-络合物
E
E
反应进程
常见的几类苯环上的亲电取代反应
X2 Fe or FeX3
H N O 3 , 浓 H 2S O 4
7. 芳环的氯甲基化反应和Gattermann-Koch反应
高中化学有机化学苯芳香烃
苯芳香烃一、苯的物理性质苯是无色有特殊气味的液体,密度比水小,不溶于水,苯的沸点80.1C(易挥发),熔点5.5C(结冰,无色晶体),有毒二.苯的分子结构1.分子式C6H6苯是不饱和烃。
2.苯的结构凯库勒式:苯分子是平面正六边形结构,平面形分子,12个原子共平面。
各个键的键角都是120°。
因为苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯与溴水混合不加成。
结论:苯与一般的不饱和烃在性质上有很大的差异,苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键。
用下式表示更好:既有烷烃的性质又有不饱和烃的性质3.芳香族化合物芳香族化合物:分子里含有一个或多个苯环的化合物属于芳香族化合物。
芳香烃:分子里含有一个或多个苯环的烃,苯是最简单的芳香烃。
苯的同系物:分子里含有一个苯环,侧链是烷基的烃。
三、苯的化学性质和用途易于取代,难于加成。
㈠、取代反应:①卤代用的是液溴,不是溴水,铁粉的作用:催化(真正的催化剂是FeBr3),将反应的混合物倒入水中的现象是什么?[有红褐色的油状液体沉于水底,表面有油状苯,还有红色溴]。
溴苯的物理性质如何?[比水重,不溶于水,油状]。
如何除去溴苯中的溴?[水洗,再用10%烧碱溶液洗,再干燥,蒸馏]练习写:C6H6 + Cl2——②苯的硝化反应条件:混酸,水浴温度:50-60C;浓硫酸的作用:催化剂,吸水剂;倒入水中,硝基苯的物质性质如何?硝基苯——无色油状液体,不溶于水比水重,毒性。
硝基苯能被还原成苯胺,苯胺是合成染料的原料:加H去O还原③磺化反应苯磺酸:中强酸。
㈡苯的加成反应苯分子的碳碳键不是典型的双键,不容易发生加成反应,在特定条件下也能发生加成反应,注意发生加成反应的条件(1)加氢+ 3H2——环己烷(2)加氯+3Cl2——C6H6Cl6㈢、苯的氧化反应2C6H6+ 15O2→12CO2+ 6 H2O 现象:火焰明亮,有黑烟,含C% = 92.3%遇到酸性高锰酸钾苯的来源,用途。
苯、芳香烃、苯的同系物概念辨析
苯、芳香烃、苯的同系物概念辨析【学习目标】:1、把握苯、芳香烃、苯的同系物的概念;2、区分苯、芳香烃、苯的同系物、芳香族化合物的不同;3、把握各类烃与溴、酸性高锰酸钾溶液反映的比较。
【学习重点】:苯、芳香烃、苯的同系物、芳香族化合物的不同;各类烃与溴、酸性高锰酸钾溶液反映的比较。
【学习难点】:各类烃与溴、酸性高锰酸钾溶液反映的比较。
【学习方式】:讨论,分析,练习。
【学习进程】一、导入温习苯的同系物的化学性质(以甲苯为例)1、苯的同系物与苯的化学性质上的相似的地方①都能燃烧②都能与卤素单质(X2)、浓硝酸、浓硫酸等发生取代反映③都能与氢气等发生加成反映2、苯的同系物与苯在化学性质上的不同的地方①由于侧链对苯环的阻碍,使苯的同系物的苯环上的氢原子的活性增强,发生的取代反映有所不同。
②由于苯环对侧链的阻碍,使苯的同系物的侧链易被氧化。
在苯的同系物中,若是侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子,它就能够被KmnO4酸性溶液氧化,侧链烃基通常被氧化为羧基(-COOH)。
二、新授内容(一)芳香烃1、概念芳香族化合物:历史上曾将一类从中取得的具有气味的物质称为芳香族化合物。
芳香族化合物在高中时期一样是指碳氢化合物分子中至少含有一个带的苯环,但现代芳香族化合物存在不含有的例子。
芳香族化合物均具有“芳香性”。
芳香烃:在烃类化合物中,有很多分子里含有一个或多个苯环,如此的化合物属于芳香烃。
2、芳香族化合物的分类芳香族化合物是指含苯环的化合物,其类别如下:芳香族化合物芳香烃芳香烃的衍生物苯及其同系物稠环芳香烃......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、芳香烃的来源芳香烃最初是从煤通过干馏取得的煤焦油中提取的,现代工业中是通过石油化学工业中的催化重整等工艺取得的。
4、芳香烃的应用苯、甲苯、二甲苯和乙苯等简单的芳香烃是大体的有机原料,可用于合成火药、燃料、药品、农药、合成材料等。
苯 芳香烃
苯 芳香烃二、苯分子的结构1、最简式:CH2、分子式:C 6H 63、凯库勒式:或4、结构:平面正六边形结构,键角为120°芳香烃:分子里含有一个或多个苯环的碳氢化合物。
苯是最简单的芳香烃。
芳香化合物:含有苯环的有机物苯中不存在单双键,而是介于单键和双键之间的一种独特的键,由苯的结构可知,苯的化学性质也应该介于烷烃和烯烃之间。
三、苯的化学性质苯不被酸性KMnO 4溶液氧化,一般情况下也不能与溴发生加成反应,说明苯的化学性质比烯烃、炔烃稳定。
但在一定的条件下苯也能和某些物质反应。
1、氧化反应:可燃性:火焰明亮,有浓烟,因为它的含碳量高。
2、取代反应:苯分子中H 原子被别的原子或原子团取代 ①卤化反应: 苯与溴的反应:把苯和少量液溴(和溴水不反应,只是萃取)放在烧瓶里,同时加入少量铁屑作催化剂。
用带导管的瓶塞塞紧瓶口。
[实验原理]:[装置]: [注意]:·本反应用铁粉作催化剂,真正起催化作用的是溴化铁,Fe 立即与Br 2反应而成。
·长导管作用:导气,冷凝回流(反应放热且苯和溴都易挥发)导管末端放置于锥形瓶中液面上方,这是为了防止倒吸。
[现象]:·在导管口附近出现白雾(由HBr 遇水蒸气所形成)。
·反应完毕后,向锥形瓶的液体滴入AgNO 3溶液, 有浅黄色AgBr 沉淀生成。
·把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里,烧杯底部有褐色(过量的溴溶于溴苯中而形成)不溶于水的液体。
·通过除杂得到的纯溴苯为无色液体。
C CCCC CHHH HH+Br 2Br +HBr溴苯C 6H 6 +O 2CO 2+367.5H 2O 点燃[除杂]:先用水洗,再用NaOH 溶液洗,水洗,分液,干燥,蒸馏。
②硝化反应:苯分子中的H 原子被—NO 2所取代的反应在一个大试管里,先加入1.5mL 浓硝酸和2mL 浓硫酸,摇匀,冷却到50—60℃以下,然后慢慢滴入1mL 苯,不断摇动,使混合均匀,然后放在60℃的水浴中加热10min ,把混合物倒入另一个盛水的试管里。
苯知识点归纳
认识碳氢化合物的多样性知识梳理——苯和芳香烃考纲要求:1.知道苯的物理性质2.理解苯的分子结构,苯分子中碳碳键的特点,从结构上理解苯的化学性质与烷烃、烯烃的异同。
3.理解苯的化学性质,苯的溴代实验(知道有机化学实验中的冷凝回流),苯的硝化(知道水浴加热及作用) 4.理解苯的同系物。
苯与苯的同系物在化学性质方面的异同(甲苯的硝化反应)。
在苯的同系物分子中,苯环与侧链之间的相互影响。
5.知道甲苯、二甲苯、乙苯等比较简单的苯的同系物的结构和命名。
知识梳理:一、芳香烃简介在有机化学发展初期,研究得较多的是开链的脂肪族化合物。
当时发现从香树脂、香料油等天然产物中得到的一些化合物,在性质上和脂肪族化合物有显著的差异。
它们的碳氢含量比(C/H)都高于脂肪族化合物,从组成上看来,它们是高度不饱和的化合物,但是它们却不容易起加成反应,而容易起饱和化合物所特有的取代反应。
由于当时还不知道它们的结构,就根据其中许多化合物有香气这一特征,总称为芳香族化合物,现在的认识是分子中含有苯环的有机物称芳香族化合物。
芳香族化合物中的碳氢化合物就叫芳香烃。
苯芳香烃包括苯的同系物稠环芳烃二、苯1.苯的表示方法:A.化学式:C6H6, 结构式:; 结构简式:或;最简式:CH。
(碳碳或碳氢)键角:120°,键长:1.4×10–10 m[苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键(1.54×10–10 m)和碳碳双键(1.33×10–10 m)之间的特殊的共价键]。
2.苯的物理性质①无色带有特殊气味的液体②比水轻(ρ = 0.87g/cm3)③难溶于水④熔沸点不高沸点80.1℃,熔点5.5℃(故具有挥发性)3. A. 燃烧反应2C 6H 6(l) + 15O2(g)→12CO 2(g) + 6H 2O(l) +6520 kJ 火焰明亮,伴有浓烟。
不能使酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去, 从这个意义上讲, 苯难氧化.B. 取代反应 (1)溴取代苯跟溴的反应:①反应物:苯跟液溴(不能用溴水); ②反应条件:Fe 作催化剂;温度(该反应是放热反应,常温下即可进行); ③主要生成物:溴苯(无色比水重的油状液体, 实验室制得的溴苯由于溶解了溴而显褐色)按上页右图装置, 在具支试管中加入铁丝球, 把苯和溴以4 : 1 (体积比)混和, 在分液漏斗里加入3~4 mL 混合液,双球吸收管中注入CCl 4液体(用于吸收反应中逸出的溴蒸气), 导管通入盛有AgNO 3溶液的试管里, 开启分液漏斗活塞,逐滴加入苯和溴的混合液,观察现象. 反应完毕, 取下漏斗, 将反应后的混合液注入3mol/L 的NaOH 溶液中, 充分搅拌, 将混合液注入分液漏斗, 分液取下层液体——即溴苯.本页右图(也是溴取代反应装置)问题和答案1. 长导管的作用是什么?(用于导气和冷凝回流气体。
苯和芳香烃
1.配制浓硫酸与浓硝酸混和酸时,是否可以将 浓硝酸加入到浓硫酸中?为什么? 2.步骤③中,为了使反应在50-60℃下进行,常 用的方法是什么? 3.步骤④中洗涤、分离粗硝基苯使用的主要 仪器是什么? 4.步骤④中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的 是什么? 5.敞口玻璃管的作用是什么?浓硫酸的作用是 什么?
稠环芳香烃(资料卡片)
苯环间共用两个或两个以上碳原子形 成的一类芳香烃
萘 蒽
菲
苯并芘
课堂练习: 1、下列物质属于苯的同系物是(
B)
A.
B.
C.
D.
2、有8种物质:①甲烷、②苯、③聚丙烯、 ④1,3-丁二烯、⑤2-丁炔、⑥环己烷 、 ⑦邻二甲苯、⑧裂解气,既能使酸性 KMnO4溶液褪色又能与溴水反应使之褪色 的( B ) A.③④⑤⑦⑧ B.④⑤⑧ C.④⑤⑦⑧ D.③④⑤⑧
苯和芳香烃
一、 苯的物理性质 (1)无色有特殊气味的液体 (2)比水轻(密度比水小), 不溶于水 (3)沸点80.1℃(易挥发), 熔点5.5℃;用冰冷却, 可凝结成无色晶体
二、苯的分子结构
分子式 结构式
H C
结构简式
C6H6
H H
C C
C
H
C H C H
或
苯 1.苯分子是平面正六边形结构, 的 12个原子共面, 分 各个键角都是120°。 子 结 2.苯分子中六个碳原子等效, 构 六个氢原子等效。 小 结 3.苯环上的碳碳键是介于单键
苯的化学性质小结:
易燃烧、难氧化、 易取代、难加成、
四、苯的同系物 通式:CnH2n-6(n≥6) 1、苯环上的氢原子被烷基取代的产物 一般判断方法:分子里只含一个苯环且侧 链为饱和烷烃基的芳香烃叫苯的同系物。 如: CH3 C2H5 CnH2n+1
第十一章苯和芳香烃芳香亲电取代反应
第⼗⼀章苯和芳⾹烃芳⾹亲电取代反应芳⾹类化合物是指从植物胶⾥取得的具有芳⾹⽓味的物质。
现在⼈们把具有下列特殊稳定的不饱和环状化合物称为⽅向化合物:(1)从结构上看①芳⾹化合物⼀般都具有平⾯或接近平⾯的环状结构②键长趋于平均化③具有较⾼的C/H ⽐(2)从性质上看①芳⾹化合物的芳环⼀般都难以氧化、加成②⽽易于发⽣亲电取代反应③具有特殊的光学性质,如芳环环外氢的化学位移处于NMR 低场,⽽环内氢处于⾼场等。
上述这些特点被称为芳⾹性。
1. 芳⾹烃的结构1.1苯的结构和表达 1.1.1苯的结构第⼗⼀章苯和芳⾹烃芳⾹亲电取代反应120o108pm140pm1.1.2苯的芳⾹性环⼰烯的氢化热ΔH=-120kJ/mol,1,3-环⼰⼆烯的氢化热ΔH=-232kJ/mol(由于其共轭双键增加了其稳定性)。
⽽苯的氢化热ΔH=-208kJ/mol。
1,3-环⼰⼆烯失去两个氢变成苯时,不但不吸热,反⽽放出少量的热量。
这说明:苯⽐相应的环⼰三烯类要稳定得多,从1,3-环⼰⼆烯变成苯时,分⼦结构已发⽣了根本的变化,并导致了⼀个稳定体系的形成。
苯难于氧化和加成,⽽易于发⽣亲电取代反应,与普通烯烃的性质有明显的区别。
1.2.3苯的表达⾃1825年英国物理学家和化学家Farady M(法拉第)⾸先从照明⽓中分离出苯后,⼈们⼀直在探索苯结构的表达式。
科学家们提出了各种有关苯结构式的假设;其中⽐较有代表性的苯的结构式有:凯库勒式双环结构式棱形结构式向⼼结构式对位键结构式余键结构式(凯库勒(杜⽡(拉敦保格(阿姆斯特朗、拜⽿(克劳斯(悌勒1865年提出)1866-1867年提出)1869年提出)1887-1888年提出)1888年提出)1899年提出)⽤内部带有⼀个圆圈的正六边形表⽰苯,圆圈强调了π电⼦的离域作⽤和电⼦云的均匀分布,它很好地说明了碳碳键键长的均等性和苯环的完全对称性,但是这种⽅式⽤来表⽰其他⽅向体系时就不合适了,例如表⽰萘时很容易造成误解,因为萘不是完全对称的分⼦,萘分⼦的碳碳键长也不是完全均等的。
苯 芳香烃 要点
苯 芳香烃 要点 知识归纳: 一、苯1、苯的分子结构 比例模型苯的大π键结构式分子式最简式 (实验式)结构简式C 6H 6 CH或结构特征 平面正六边形结构,所有原子都在同一平面上,键角为120°,分子中碳碳键键长为 1.40×10-10m ,是介于单键和双键之间的独特的化学键。
2、苯的物理性质无色,带有特殊气味的液体,熔点 5.5℃,沸点80.1℃,易挥发,密度比水小,有毒,不溶于水,易溶于有机溶剂。
3、苯的化学性质 ⑴氧化反应①一般情况下,苯不能使KMnO 4(H + )溶液褪色,也不能使溴水褪色(但能萃取溴水中的溴)。
②可燃性:2C 6H 6+15O 212CO 2+6H 2O (火焰明亮,带有浓烟)(与乙炔相同) ⑵苯的取代反应A.苯与溴的反应(卤代反应)现象:在溴与苯混合物中加入铁屑前无现象溶液呈红褐色,加入铁屑后液体很快呈沸腾状,烧瓶内充满有大量红棕色气体。
导管口有白雾出现。
反应结束后,将烧瓶中的液体倒入盛有水的烧杯中,杯底有褐色不溶于水的油状液体。
取锥形瓶中溶液加入试管中,滴加硝酸银溶液有淡黄色沉淀生成。
注意: ①溴苯:纯净的溴苯为无色油状液体,不溶于水,密度比水大。
新制得的粗溴苯往往为褐色,是因为溶解了未反应的溴。
欲除去杂质,应用NaOH 溶液洗液后再分液。
方程式:Br 2+2NaOH ==NaBr +NaBrO +H 2O ②产品提纯:水洗、NaOH 溶液【或碳酸钠溶液】洗、水洗,分液(用分液漏斗,溴苯在下层)。
【加干燥剂CaCl 2后蒸馏更纯净】 ③导管的作用:冷凝回流兼导气(冷凝欲挥发出的苯和溴使之回流)。
注意导管末端不可插入锥形瓶内液面以下,否则将发生倒吸。
④用纯溴而不用溴水的原因:FeBr 3易吸水,进入水层,不能催化。
因此加入的必须是液溴,不能用溴水,苯不与溴水发生化学反应,只能是萃取作用。
⑤Fe 的作用:制备催化剂(催化剂实为FeBr 3)。
苯、芳香烃
A D
B E
C F
• 1、概念: • 具有苯环(1个)结构,且在分子组成上相 差一个或若干个CH2原子团的有机物。 • 2、通式:CnH2n-6(n≥6) • 3、特点: • (1):苯环上的取代基必须是烷基(CnH2n+1 )。 (2):分子中只含有一个苯环, • (3):分子组成相差n个CH2
3、能够证明苯分子中不存在碳碳单、双键交替排布的 事实是( ) A、苯的一溴代物没有同分异构体 B、苯的邻位二溴代物只有一种 C、苯的对位二溴代物只有一种 D、苯的间位二溴代物只有一种
三、苯的化学性质
芳香性(易取代,能加成,难氧化) 结构 性质
苯的特殊结构
苯的特殊性质
溴代反应 硝化反应 磺化反应
萃取 。欲将此溶液分开,必须使 这种操作叫做_____ 分液漏斗。将分离出的苯层置于一 用到的仪器是________
试管中,加入某物质后可产生白雾,这种物质是
Fe(或 FeBr3) ,反应方程式是___________ _____________
+ Br2
FeBr3
Br
+ HBr
(2)硝化反应 a、反应原理
C6H6 + Br2
Fe屑
C6H5Br + HBr 苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应,产物一溴 代物只有一种 结论2:苯分子结构一定是对称的,并且六个氢原子的 位置 是等效的。分子结构中至少存在一个环。 事实3: 苯和氢气可发生加成反应。
C6H6 + 3H2
催化剂
C6H12
结论3: 苯具有不饱和烃的性质。
和烃还是不饱和烃?
结论:苯是不饱和烃。
与同碳原子数的烷烃相比较,苯分子中少几个氢原子, 结合多一个碳碳双键就少2个氢原子,多一个碳碳三 键就少4个氢原子分析,苯分子可能的结构?
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(3)磺化反应
磺化反应的原理__________ 条件______ 磺酸基是硫原子和 磺酸基与苯环的连接方式______ 苯环直接相连的 吸水剂和磺化剂 _使溴水和酸性高锰酸钾褪色
②邻二元取代物无同分异构体
4、性质预测: 苯的特 殊结构
苯的特殊性质
饱和烃
不饱和烃 加成反应
取代反应
5、芳香族化合物:分子中含有一个或多个苯 环的化合物
苯环是芳香族化合物的母体,苯是最简单的芳香烃
练习:
1、在烃分子中去掉2个氢原子形成一个双键是吸热 反应,大约需117kJ/mol~125 kJ/mol的热量,但 1.3—环已二烯失去2个氢原子变成苯是放热反应, 反应热为23.4kJ/mol,以上事实表明( D )
A、1.3—环已二烯加氢是吸热反应
B、1.3—环已二烯比苯稳定 C、苯加氢生成环已烷是吸热反应 D、苯比1.3—环已二烯稳定
2、将苯分子中的一个碳原子换成氮原子, 得到一个类似苯环的稳定有机物,此有机 物的相对分子量为:
N
三、苯的化学性质
结构
苯的特 殊结构 性质 苯的特殊性质
溴代反应 硝化反应 磺化反应
苯和芳香烃
(第一课时)
一、苯的物理性质
填空 1、苯是__色__ _味__体,__溶 于水,密度比水__,_ 挥发,蒸汽__毒, 常作_ _剂. 2、将下列各种液体分别与溴水混合并振 荡,静置后混合液分成两层,下层几乎呈无 色的是( B、E ) A.氯水 B.苯 C.CCl4 D. KI E. 乙烯 F.乙醇
二、苯的分子结构
根据苯的分子式(C6H6),试推测 其可能的结构? [演示]将苯滴入溴水、酸性高锰酸 钾中,结合实验现象写出其可能的结构? 根据实验结构分析,你的推断是否 正确?
苯分子结构小结:
1、苯的分子结构可表示为: 2、结构特点:分子为平面结构
键角 120°
键长
1.40×10-10m
3、它具有以下特点:
饱和烃 取代反应
不饱和烃 加成反应
与Cl2
与H2
取代反应
(1)溴代反应
a、反应原理
b、反应装置 c、反应现象
d、注意事项
(2)硝化反应
纯净的硝基苯是无色而有 苦杏仁气味的油状液体, 不溶于水,密度比水大。 硝基苯蒸气有毒性。
①混合混酸时,一定要将浓硫酸沿器壁缓缓注 入浓硝酸中,并不断振荡使之混合均匀。 如何混合硫酸和硝酸的混合液? 切不可将浓硝酸注入浓硫酸中,因混和时要放 出大量的热量,以免浓硫酸溅出,发生事故。