2.2 芳香烃1

【芳香烃的来源】
十九世纪初，由于冶金工业的发展，需要大量焦碳， 生产焦碳的主要方法是煤的干馏即对煤隔绝空气加强热。
煤的干馏除得到焦碳外还能获得有用的煤气，但同 时却生成一种黑糊糊，粘乎乎有特殊臭味的油状液体！ 人们把它称作煤焦油。
当时，煤焦油被当作废物扔掉，污染环境，造成公害。随着炼焦工业 的发展，煤焦油的堆积也愈来愈严重，煤焦油的利用就成为当时生产中 迫切需要解决的一个重要的环境和社会问题。
知识梳理
二、苯的同系物
2、苯的同系物化学性质： （1）氧化反应 ——苯环对烷基的影响
结论:甲苯、二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化
CH
KMnO4 H+
COOH
苯的同系物的苯环易发生取代反应。
从上组反应中我们看到甲基受苯环影响使得甲基易被氧化； 那么苯环的化学性质有没有受到甲基的影响呢？
甲苯的硝化反应比苯更容易进行
知识梳理
二、苯的同系物
1、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，苯环上连结烷基。
比较苯和甲苯结构的异同点，推测甲苯的化学性质。 设计实验证明你的推测。
实验观察
取苯、甲苯、二甲 苯少量分别注入3支试 管中，各加入KMnO4 酸性溶液，充分振荡， 观察现象。
2.Fe屑的作用是什么？
与溴反应生成催化剂FeBr3
3.长导管的作用是什么？ 用于导气和冷凝回流
4.为什么导管末端不插入液面下？ 溴化氢易溶于水，防止倒吸。
实验思考题：
5.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？
苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，说明它们发生了 取代反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。
6.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使 之恢复本来的面目？
因为未发生反应的溴溶解在生成的溴苯中。用水和碱溶液 反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。
玻璃管
实验步骤:①先将1.5mL浓硝酸注入大试管中,再慢慢 注入2mL浓硫酸,并及时摇匀和冷却。 ②向冷却后的酸中逐滴加入1mL苯,充分振荡,混和均 匀。 ③将混合物控制在50-60℃的条件下约10min,实验装 置如左图。 ④将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中,可以看到烧杯 底部有黄色油状物生成,经过分离得到粗硝基苯。 ⑤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。将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进 行蒸馏,得到纯硝基苯。
芳香烃及其化合物的来源
后来，以法拉第为代表的科学家对煤焦油产生了兴趣，并从煤焦油中 分离出了以芳香烃为主的多种重要芳香族化合物，又以这些芳香族化合 物为原料合成了多种染料、药品、香料、炸药等有机产品。到十九世纪 中叶，形成了以煤焦油为原料的有机合成工业。
自从1845年人们从煤焦油内发现苯及其它芳香烃，很长时间里煤是一 切芳香烃的主要来源。但是，从1吨煤中仅可以提取1Kg苯和2.5Kg其它芳 香烃。由于芳香烃的需要在不断增长，仅从煤中提炼芳香烃远不能满足化 学工业的发展，通过石油化学工业中的催化重整等工艺可以获得芳香烃。
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。
知识梳理
二、苯的同系物
2、苯的同系物化学性质： （2）取代反应
〖拓展讨论〗甲苯在不同条件下的卤代反应 尝试讨论如下反应产物（一元取代）：
《同步作业》P27右
苯和苯的同系物都不和溴水反应，但能萃取溴！
知识梳理
二、苯的同系物
2、苯的同系物化学性质： （3）加成反应
大约到了1930年，由煤生产苯已经发展成为世界性的大吨位工业。 1940年以来，通过石油催化重整生成苯、甲苯、二甲苯等；烃裂解制 乙烯时，裂解汽油副产物中含芳烃达40——48%，因此石油也成为芳 香烃的重要来源。
芳香烃及其化合物的来 源——煤的干馏，石油的 催化重整
温故知新
1.什么叫芳香烃？最简单的芳香烃是什么？ 2.完成《同步作业》P24相关内容，理解凯库勒式的贡献 和局限性。
阅读课本P 38 实验以下的内容填表
温度生成物苯源自50℃- 60℃硝基苯
甲苯
30℃
邻、对位硝基甲苯
知识梳理
二、苯的同系物
2、苯的同系物化学性质：
（2）取代反应 ——烷基对苯环的影响
+ 3HNO3（浓） CH3
O2N
浓H2SO4
△
NO2 + 3H2O
O2N
CH3
2,4,6-三硝基甲苯
黄色针 状晶体
课堂练习
阅读课本P38如下内容： “甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物可以发生取代反应，
如在30℃时苯环上的氢原子被硝基取代，主要得到邻硝基甲 苯和对硝基甲苯两种一取代产物。”你能尝试写出相应化学 方程式吗？
为什么主要得到邻硝基甲苯和对硝基甲苯两种一取代产物 而不是间硝基甲苯呢？
思考交流
教材P39
学与问
比较苯和甲苯与KMnO4溶液的作用，以及硝化反 应的条件产物等，你从中得到什么启示? 【结论】
知识梳理
一、苯的结构与化学性质 1、苯的分子结构：
苯分子是平面正六边形的稳定结构；苯分子中碳碳键是介于碳碳单键与 碳碳双键之间的一种独特的键, 苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效。
2、苯的物理性质：
《同步作业》P25左上表格
温故知新
3、苯的化学性质： 在通常情况下比较稳定，在一定条件下能发生
化学 ·选修5
第二章 烃和卤代烃
第二节 芳香烃 2课时
肥西农兴中学 谢守爱 2021年3月5日星期五
※明确学习目标※
1、复习了解苯的物理性质和分子结构特征及其主要化学 性质。知道如何设计制备溴苯和硝基苯的实验方案。
2、简单了解芳香烃的概念、来源及应用。 2、掌握苯的同系物的主要化学性质，理解苯的同系物结 构中苯环和侧链烃基的相互影响。（重点）
氧化、加成、取代等反应。 难氧化、易取代、难加成、可燃烧
教材P37
思考与交流
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）
《同步作业》P25[核心·突破]
苯的溴代反应
实验观察
实验思考题：
1.实验开始后,可以看到哪些现象?
液体轻微翻腾，有气体逸出，导管口有白雾，溶液中生成 浅黄色沉淀。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体
苯的同系物也和氢气可以发生加成反应 请写出甲苯与氢气加成的化学方程式：
CH3 + 3H2 催化剂
CH3
课堂练习
用化学方法来鉴别下列各组物质： (1)苯和乙苯 (2)已烷和已烯 (3)苯、二甲苯、已烯
※ 布置作业 ※
1、完成《同步作业》本节内容。 2、课本P40习题1－4。 3、预习第三节内容。
苯的硝化反应
实验观察
实验思考题：
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?