苯和芳香烃
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
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。
芳香烃苯及苯的同系物
5/28/2019 5:09 PM
注意：
1、铁粉起催化剂的作用（实际上是 FeBr3) 2、长导管的作用：一是导气， 二是 冷凝回流
5/28/2019 5:09 PM
【再思考】
1. 烧瓶中的试剂顺序能够颠倒吗？为什么？能用浓溴 水代替液溴吗？为什么？
2. 该反应的催化剂是FeBr3,而反应时加的是Fe屑， Fe屑是怎 样转化为FeBr3的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一段时 间后明显加快？ 3. 该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减少放热 对苯及液溴挥发的影响，装置上有哪些独特的设计和考虑？
4. 生成的HBr中常混有溴蒸气，此时用AgNO3溶液对HBr的检 验结果是否可靠？为什么？如何除去混在HBr中的溴蒸气？
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设计制备溴苯实验方案——改进
苯与溴的反应
液溴5/2、8/2苯019、5:0铁9 PM粉
硝酸银溶液
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某化学课外小组用右图装置制取溴苯。先向分液漏 斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器 A(A下端活塞关闭)中。
5/28/2019 5:09 PM
注意：
①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，因为反应放 热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解， 同时苯和浓硫酸在70-80℃时会发生反应。 ②什么时候采用水浴加热：需要加热，而且一 定要控制在100℃以下，均可采用水浴加热。 如果超过100 ℃，还可采用油浴（0～300 ℃）、 沙浴温度更高。
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(4)C中盛放CCl4的作用是 ______________________________。 (5)能证明苯和液溴发生的是取代反应，而 不是加成反应，可向试管D中加入 _________溶液，若产生淡黄色沉淀，则 能证明。另一种验证的方法是向试管D中加 入__________，现象是 _________________________。
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。
第六章苯芳香烃
6-2.对下列反应提出合理的分步的反应机理。
解：反应各步的反应机理为:第六章苯与芳香烃6-1 •用次氯酸叔丁脂（t-BuOCI ）对甲苯进行一元氯化反应，写出这工反应的反应式。
已知 该反应按自由基链式反应机理进行，试写出这个反应的引发阶段与链式传递阶段的反应式。
解：苯环相对稳定，而与苯环直接连接的碳上的 a 氢原子却由于苯环的影响较活泼， 卤代，一元氯化反应的反应式为： 容易被 CH 3 CH 2CI + t-BuOCI+ t-BuOH链引发阶段的反应式: t-BuOCIhv t-BuO •+- CI链传递阶段的反应式: t-BuO ■ t-BuOCICH 2,CH2,CH 2CICH 3t-BuO 'CH ^CH 2H+CHCH 3CH CH6-3.写出下列反应的机理。
OOH2CH 3-HrS宀解：此反应机理如下:6-4.写出下列反应的机理。
碳正离子重排OHOH-HRCH3C CH2解，此反应机理如下:CH3CH2CH33.4.-H6-5.写出下列反应的机理。
HN03:H2SO4,解，反应机理如下:1.H +HO —N02----------- OH 2——NO24 H2O + NO22.+ NO226-6.写出下列反应机理。
解：反应机理为:1.6-7 .亚硝基苯在发生亲电取代反应时，亚硝基是第一类定位基或是第二类定位基，他在致 活或致钝苯环，简要解释之。
解：亚硝基苯在发生亲电取代反应时，亚硝基是第一类定位基，能使苯环活化，亲电基团主 要进攻邻对位。
1.-H+2.CH-HCH 3CH 3CH 3CH sCH 3CH 3CH 3CH 3在以上两种情况中，形成的共振结构都非常稳定, 构。
进攻间位时，没有形成稳定的共振结构。
因此亚硝基是第一类定位基，致活苯环。
N 上有孤对电子，可与苯环形成P-n 共轭；故-NO 为给电子基团，使苯环致活。
6-8 •芳香族卤代烃（如氯苯），在进行亲电反应时，卤原子是第一类定位基，但反应活性又 比苯差，为什么？解：卤原子的情况比较特殊，他是钝化苯环的邻对位基， 这是两个相反的效应一一吸电子诱导效应和推电子共轭效应的综合结果。
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。
苯知识点归纳
注意: 相同的反应物,而反应条件不同, 则产物不同: Fe作催化剂, 取代反应发生在苯环上, 而光照条件下, 则烷基上发生取代反应(光照是烷烃取代反应的条件).
与硝酸的取代产物是: 2, 4, 6—三硝基甲苯(T. N. T.):
C.与苯的不同之处: 能被酸性高锰酸钾溶液所氧化, 使之褪色. 而且, 不论其侧链有多少, 都被氧化成羧基(—COOH)——有多少侧链, 就产生多少羧基, 不论其侧链有多长,都被氧化成只含有一个碳的羧基(—COOH):
D.苯的用途:重要的有机化工原料和有机溶剂.
三、苯的同系物——烷基苯
1. 常见苯的同系物的结构简式:
甲苯,、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、
对二甲苯、正丙苯,异丙苯,邻
(间、对)甲乙苯 、 、 。
连(偏、间)三甲苯、、 . 通式: CnH2n–6
苯乙烯简介：首先苯乙烯不是苯的同系物, 苯的同系物是烷基苯, 符合通式CnH2n–6,
那么原来C8H10的结构也就肯定是对二甲苯了.
四、芳香烃——分子内含有苯环的烃.
苯的同系物——苯环上的氢原子被烷基代替后的烃.
五、烃(——碳氢化合物)的物质体系:
烃
链状烃
饱和链烃
烷烃(CnH2n+2)(难氧化、难加成、能取代)
不饱和链烃
单烯烃(CnH2n)(易氧化、易加成、能聚合)
单炔烃(CnH2n–2)(易氧化、易加成、能聚合)
所得硝基苯是一种有苦杏仁气味的比水重的无色油状液体，有剧毒。实验中得到的产品往往有一定的淡黄色，原因有二：一是浓硝酸分解所得的部分二氧化氮溶于其中所致，二是副反应得到的多硝基苯等。硝基苯能被还原成苯胺,而苯胺是合成染料的原料。
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
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 芳香烃
【知识要点分析】一、苯㈠苯的物理性质无色液体，有特殊气味的液体。
有毒，不溶于水，密度比水小。
熔点为5.5℃，沸点为80.1℃。
㈡苯的分子结构1．组成与结构：分子式C6H6，结构式与结构简式如下：上面的这种结构简式又称为凯库勒式，按凯库勒式所表示的分子结构显示，苯分子中有三个碳碳单键和三个碳碳双键，相互交替组成环状结构，但进一步的研究表明，苯环上碳碳间的键应是一种介于单键和双键之间的独特的键，六个碳碳键是等同的，所以用下图来表示苯的结构简式更为恰当。
由于苯分子结构的特殊性，使苯兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。
苯的分子结构特征决定了苯化学性质的重要特点。
苯环上碳碳间的六个共价键是一种介于碳碳单键和双键之间的独特的化学键，这决定了苯兼具有饱和烃与不饱和烃的性质，但其具体体现又不同于烷烃的取代和烯烃的加成。
2．空间构型：六个碳原子和六个氢原子均在同一平面内，形成以六个碳原子为顶点的平面正六边形，键角120°。
㈢苯的化学性质1．氧化反应——可燃性：2C6H6＋15O212CO2＋6H2O苯燃烧时火焰明亮，产生浓烟，这是由于苯分子里含碳的质量分数很大的缘故。
但苯不能被酸性高锰酸钾氧化，体现出其难于氧化，不同于烯烃的性质。
2．取代反应⑴卤化：反应原理：在催化剂的作用下，苯也可以与其他卤素发生取代反应。
注意：①探究如何设计实验验证溴发生的是取代反应而不是加成反应。
②生成的溴苯中必然溶解有液溴，如何分离提纯得到纯净的溴苯：用大量水或稀NaOH溶液搅拌洗涤，再分液，得到无色液体——溴苯。
③溴苯的密度大于水。
④与烷烃卤代的不同（反应条件、反应的程度）⑵硝化反应：苯分子中的H原子被硝基取代的反应。
反应原理：注意：①思考如何得到浓硝酸和浓硫酸的混合物。
②如何实现55℃～60℃的实验温度。
③硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色油状液体，密度大于水，有毒。
3．加成反应：常温下，苯不能与溴水发生反应而使溴水褪色，说明其加成不同于烯烃的加成。
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]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。
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%遇到酸性高锰酸钾四、苯的同系物1. C7H8、C8H10、C9H12用—CH3取代苯分子中的H原子,得到的分子其分子式是C7H8,其结构式是用—CH2CH3取代，得到的分子其分子式是C8H10，其结构式是，乙苯C8H10有几种同分异构体？含有苯环的同分异构体有4种：1+3用—C3H7取代，得到的分子其分子式是C9H12，其结构式是C9H12有几种同分异构体？含有苯环的同分异构体有：2+3+3它们都是苯的同系物,苯的同系物的通式是C n H2n-6。
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？
04苯-芳香烃
４、可用来提纯混有溴的溴苯的 试剂是[ D ]
A、碘水 B、酒精 C、苯 D、NaOH溶液
５、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、苯的间位二溴代物只有一种 C、苯的对位二溴代物只有一种
√ D、苯的邻位二溴代物只有一种
６、浓溴水与苯混合振荡，静置后分
3、加成反应
+ 3H2 Ni
小结 苯易取代、难加成、难氧化
练习
1、苯的二溴代物有几种，四溴代物有几种。
A.1
B.2
C.3
D.4
练习
2．将溴水与苯充分混合振荡，静置后观察到的
现 象是_溶__液__分__层__；__上__层__显__橙__色__，__下__层__近__无__色__
这种操作叫做_萃__取__。欲将此溶液分开，必须使 用到的仪器是_分__液__漏__斗_。将分离出的苯层置于一
再见
3.性质： (1)取代反应：
三硝基甲苯(TNT) 烈性炸药
(2)加成反应
CH 3
+ 3H2
CH 3 Ni △
(3)氧化反应
⑴可燃性 ⑵可使酸性高锰酸钾褪色
鉴别苯和苯的同系物
B、对甲乙苯
C、对二甲苯
D、邻二甲苯
7.分子式为C7H8的芳香烃，其中一个氢原子被
氯原子取代，生成化合物的异构体有 4 种？
用结构简式表示？
CH2Cl
CH3
Cl
CH3
Cl
CH3 Cl
7、二甲苯、三甲苯、四甲苯的同分异 构体的数目分别为[ A ]
A、3，3，3
B、3，4，3
C、3，3，4
D、3，2，2
A.乙烷
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*3 经伯奇还原，制备，不饱和酮。
OCH3
Li NH3(L) C2H5OH
OCH3
HCl, H2O
OH
O
O
H+
四 芳香亲电取代反应
1 硝化反应 2 卤化反应 3 磺化反应 4 傅-克烷基化反应 5 傅-克酰基化反应 6 氯甲基化反应 7 加特曼-科赫化反应 8 多元亲电取代的经验规则
苯环亲电取代反应的一般模式
（光谱特征参见第八章）
第五节 苯表达方式的研究和讨论 一 历史上苯的表达方式
Kekul’e式 式
双环结构式 杜瓦苯
棱形结构 棱晶烷
向心结构式
对位键 结构式
余价 结构式
价键异构体： 由于价键转移产生出来的异构体称为价键异构体。
h
h
苯
棱晶烷
苯
杜瓦苯
Kekule’式
1825年 法拉第发现了苯。 1857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。 1865年 提出摆动双键学说。
邻对位定位基：邻对位产物 > 60%，G为邻对位定位基。 取代基的定位效
应：已有的基团
间 位 定 位 基：间位产物>40%。 G为间位定位基。
对后进入基团进
入苯环的位置产
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，
速度比苯快，则取代基为活化基团。
这种制约作用称
为取代基的定位
钝 化 基 团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应 效应。
X Y
X Y
CH3 CH3
1 O3 2 分解
OO CH3C-CCH3 + 2 OHC-CHO
CH3
CH3 1 O3 2 分解
OO 2CH3C-CH + OHC-CHO
二 苯现在的表达方式
价键式
分子轨道离域式
共振式
自旋偶合价键理论 （1986年Copper等提出）
自旋偶合价键理论 （1986年Copper等提出）
+ H E
NO2
H +E
苯甲醚的情况分析
OCH3 H
+E
OCH3 H E
+
OCH3 H
E
+
OCH3 H
+
E
+
OCH3 H E
最稳定
OCH3
+H E
OCH3
+
H E
OCH3
+ H E
OCH3
H +E
Cl H
+E
氯苯的情况分析
Cl H
E
+
Cl H
E
+
Cl
H
+
E
Cl + H E
最稳定
Cl
+H E
Cl
+
分子轨道理论认 为：苯的芳香性 是由于苯存在一 个封闭的共轭体 系引起的。
三 伯奇还原 (Birch reduction)
定义：金属钠溶解在液氨中可得到一种蓝色的溶液， 它在醇的存在下，可将芳香化合物还原成 1，4-环己二烯化合物，该还原反应称为伯奇还原。
Na NH3(l) C2H5OH
1 K、Li能代替Na，乙胺能代替氨。 2 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。
A
（2）
伯奇还原的实例和说明
*1 一取代苯还原时，可以有两种产物， A为给电子取代基时，主要得（1）。 A为吸电子取代基时，主要得（2）。
A
（1）
COOH Na NH3(l) C2H5OH
COOH
CH3
CH3
Na NH3(l) C2H5OH
*2 不与苯环共轭的双键不能在该条件下发生还原， 与苯环共轭的C=C双键能在该条件下发生还原。而且 反应首先在此处发生。
*1烷基硝化的实例分析
CH3
58 4 38
CH(CH3)2
30 7.5 62
CH2CH3
45 6.5 48
C(CH3)3
12 8.5 79
*2甲苯衍生物硝化的实例分析
CH3
58 4 38
环内氢的化学位移明显移向高场。 5 化学性质稳定，易发生亲电取代而不易发生加成。
第二节 芳香烃的来源
1煤
干馏
煤焦油
(煤的3%)
芳香化合物粗制品
(煤的0.3%)
（1845年-1940年期间）
2 石油 分馏
60-150oC
C5-C7组份
500oC， 加压 重整
芳香化合物
（20世纪40年代起）
重整：包括链烃裂解、异构化、关环、扩环、氢转移、 烯烃吸氢等过程。（铂重整，临氢重整）
5 难以发生加成反应
（1） 其它不饱和键优先发生加成
CH=CH-CH=CH2 H2/催
CH=CH-CH2CH3
（2） 三个双键同时打开
C6H6Cl6
3Cl2 日光
3H2 Pt ，加压
（3） 个别情况只打开部分双键
+
h
6 易发生亲电取代反应
7 难以发生氧化反应
（1）氧化剂的强弱 温和氧化剂： CrO3 +Ac2O 强氧化剂： K2Cr2O7-H2SO4, KMnO4-H2O, KMnO4-H2SO4-H2O 更强氧化剂： V2O5
速度比苯慢，则取代基为钝化基团。
+ HNO3 （浓） + H2S O4（浓） 1 ：1
55-60oC 98%
NO2
NO2 + HNO3 （发烟） + H2SO4（浓）
95oC
NO2 NO2
+
NO2
NO2
+
NO2
NO2
6%
93%
1%
CH3
+ HNO3 （浓） + H2SO4（浓）
1
： 1.5
30oC
*2定位效应的理论
分析反应机制及反应势能图可以发现：定位效应的问题实际上是 一个速率竞争的问题。它们的速率顺序为（卤素一类除外）：
V V V > C6H5-G(O,P) 邻，对
> C6H5-G(O,P) 间
C6H6
V V > > 间 C6H5-G(m)
C6H5-G(m) 邻，对
势
反应的速控步骤是形
芳构化：是指脂肪族六元环在铂、钯、镍等催化剂存在下 加热，脱氢生成芳香族化合物的过程。
第三节 苯及其衍生物的命名和异构
苯（Benzen）
苯基（phenyl） 苄基（ benzyl） （ phenyl methyl)
苯基 (Ph)（C6H5-）
芳基 (Aryl)
几个实例
Cl
OCH3
邻氯苯甲醚 酸
CH3 CH3
能
成-络合物，该步过
渡态的能量与-络合
物较接近，-络合物
越稳定，活化能越低。
所以， 可以通过判别
-络合物的稳定性来
判别速度的快慢和定
位效应。
过渡态
E +H
+ E+
E
反应进程
NO2 H
+E
NO2 +H
E
硝基苯的情况分析
NO2 H E
+
NO2 H
E
+
NO2 H
+
E
特别不稳定
NO2
+
H E
NO2
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，这 是由钠与液氨作 用生成的溶剂化 电子引起的。
(e-)NH3
CH3OH -CH3O-
自由基负离子
(e-) NH3
CH3OH
负离子
HH HH
自由基
环上有给电子取代基时， 反应速率减慢。
环上有吸电子取代基时， 反应速率加快。
第七章 苯和芳香烃
exit
本章提纲
第一节 芳香性的概念和芳香化合物的定 义 第二节 芳香烃的来源 第三节 苯及其衍生物的命名和异构 第四节 芳香烃的物理性质和光谱特征 第五节 苯表达方式的研究和讨论 第六节 苯和芳香烃的化学性质 第七节 多环芳烃 第八节 休克尔规则和非苯芳香体系
第一节 芳香性的概念和芳香化合物的定义
CH3 NO2
+
58%
CH3
CH3
+
NO2
NO2
4%
38%
Cl + HNO3 （浓） + H2SO4（浓）
60-70oC
Cl NO2
+
Cl
Cl
+
NO2
NO2
30%
~ 0%
70%
取代基分类的依据
分类
分类的依据
苯 、硝基苯、甲苯、氯苯的 硝化的对比实验表明：
硝基是一个致钝的间位定位 基。
甲基是一个致活的邻对位定 位基
H E
Cl
+ H E
Cl
H +E
实例一 实例二 实例三
实例四
（3）硝化试剂及硝化反应的应用
OH
+ HNO3（稀）
OH NO2
35%
NO2 NO2
+ NO2BF4
FSO3H(氟代硫酸) 150oC
O2N
NO2
NO2
Br
+ HNO3 H2SO4（60oC)
Br
NO2 +
Br
NO2 70%
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3