16芳香烃(1)

3）加成反应
CH3
CH3
+ 3H2
催化剂 △
苯的同系物不能与溴水发生加成反应（萃取）
苯与甲苯的区别
现象
苯+酸性
KMnO4溶液
甲苯+酸性
KMnO4溶液
苯+溴水
酸性KMnO4 溶液不褪色
酸性KMnO4 溶液 褪色 分层，上层 橙红色下层无色
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
苯不能与溴反应
同系 6(n≥6)的芳 环，侧链为
、
物 香烃
烷基
注意：①苯的同系物都是芳香烃，但是芳香烃不一定是苯的
同系物。分子里有且只有一个苯环，苯环上的侧链全为烷基的芳
香烃才是苯的同系物。
②符合通式的不一定是苯的同系物。
人民教育出版社 高中化学| 选修5
二、苯、甲苯的结构以及性质的相似点和不同点
分子式
苯 C6H6
交流讨论
3.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
4.经测定，苯环中碳碳键的键能均相等
5.邻二取代物没有同分异构体，只有一种结构。
CH3 CH3
CH3 如苯环为单键和双键
CH3
的交替结构，则两者 结构不同。
甲苯+溴水
分层，上层 橙红色下层无色
甲苯不能与溴反应
三、芳香烃的来源及其应用
1、来源：a、煤的干馏→煤焦油→分馏得芳香烃
b、石油的催化重整
2、应用：简单的芳香烃是基本的有机化工原料。 合成炸药、染料、药品、农药等
3、稠环芳香烃
萘
C10H8
蒽
【概念】
C14H10
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。
（2）硝化反应（苯分子中的H原子被硝基 取代的反应）
原理
+ HNO3（浓）浓50H~26S0℃O4
NO2 + H2O
（3）磺化反应
（苯分子中的H原子被磺酸基取代）
水浴加热
+ HO－SO3H（浓）70~80℃
SO3H + H2O
浓硫酸是反应物
（4）苯的加成反应 （与H2、Cl2)
注意：苯不能与溴水发生加成反应（但能萃取溴 而使水层褪色），说明苯比烯烃难进行加成反应。
CH3
CH2CH3 乙苯
CH3
CH3 邻二甲苯
CH3
CH3
CH3 对二甲苯 间二甲苯
CH3
CH2CH3 对甲乙苯
4、苯的同系物的物理性质
甲苯、二甲苯、乙苯等在通常状况下，无色液体；有特殊 气味；密度小于水；不溶于水，易溶于有机溶剂。本身也 可以作溶剂。
根据苯和甲苯结构的异同点,推测甲苯的化学性质 .
分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃
2.最简单的芳香烃是
苯
物理性质：无色有特殊气味的液体，易挥发，
密度小于水，有毒。不溶于水，易溶于有机溶 剂。熔点5.5℃ 沸点80.1℃
一、苯的结构与化学性质：
1、组成与结构：
分子式
结构式
H
C6H6
C
HC
CH
HC
CH
C
H
2、结构特点
结构简式
（1）苯分子是平面正六边形的稳定结构，键角1200； （2）苯分子中碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的
第16讲
高二化学组 许成群
2020 4 3
芳香族化合物的名称来源于有机化学发展早期，这类 人民教育出版社 高中化学| 选修5
化合物大多数是在挥发性的香精油、香树脂以及其他具有 香味的物质中发现的。例如，从安息香胶内取得安息香酸 (C7H6O2) ， 从 苦 杏 仁 油 中 得 到 苯 甲 醛 ， 甲 苯 来 自 于 tolu(南美洲的一种学名叫Tolutere baisamum的乔木)香 脂，等等。当然，这种以气味作为分类的依据是很不科学 的。后来发现的许多化合物，就其性质而言应属于芳香族 化合物之列，但它们并无香味。因此，现在虽然仍然使用 芳香族化合物这个名词，但已经失去了它原来的意义。我 们现在所说的芳香族化合物，一般是指在分子中含有苯环 的化合物。今天我们学习的芳香烃是芳香族化合物的一类
D、6种
小结 人民教育出版社 高中化学| 选修5
一、苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物的比较
概念
定义
特点
实例
芳香 分子里含有 苯环是母体，
族 一个或多个 不一定均是 化合 苯环的化合 碳、氢两元
、
物物
素
芳香 烃
分子里含有 一个或多个 苯环的烃
苯环是母体， 只含碳、氢 两种元素
、
苯的 符合CnH2n－ 只含一个苯
2、苯的化学性质 （1）氧化反应（燃烧)
2C6H6+15O2 点燃 12CO2+ 6H2O
现象：火焰明亮，有浓烟，与乙炔燃烧现象相同。
但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2）苯的取代反应（卤代、硝化）
（1）溴代反应 (苯与纯卤素单质+催化剂发生取代反应)
+
Br FeBr3
2
Br + HBr
催化剂：Fe或者FeBr3 无色液体，密度大于水
一种独特的键； （3）苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效。
苯分子的H核磁共振谱图
交流讨论
苯的6个氢原子所处的化学环境完全相同
苯分子中6个C—H完全相同能否说明 苯分子中不是单双键交替结构？
观察实验
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。
NO2
CH3
浓硫酸
+ HNO3 300C H2O +
CH3
或
NO2
结论：苯环受侧链影响易被取代。
、硝化反应
CH3
CH3
浓硫酸O2N
NO2
+ 3HNO3 △
+ 3H2O
NO2
—CH3对苯环的影响使其邻、对位氢活泼，取代反应
更易进行
2，4，6-三硝基甲苯又叫 梯恩梯（TNT），淡黄色 针状晶体，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。
5、化学性质：
苯基和烷基相互影响使其性质发生了一定的变化
1）氧化反应
⑴可燃性 ⑵可使酸性高锰酸钾溶液褪色
苯环对甲基的影响 使甲基可以被酸性 高锰酸钾溶液氧化
（鉴别苯和苯的同系物）
CH
KMnO4 H+
COOH
苯的同系物能被酸性KMnO4 氧化成芳香酸，不论侧链 长短，产物都是苯甲酸，有几个侧链就有几个羧基，
+ 3H2
Ni
△
+ 3Cl2 紫外线
环己烷
H Cl H Cl
Cl
H
H
Cl
Cl H
H Cl
苯的化学性质 易取代、能加成、难氧化
苯中的碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间，其化学性 质既具有单键的性质，又具有双键的性质。可以发生取代反 应，在特定条件下可以发生加成反应。不能和溴水、酸性高 锰酸钾溶液反应。
甲苯 C7H8
结构简式
结构相同点 结构不同点 分子间的关系 物理性质相似点
化 溴的四氯化碳溶液
学 KMnO4(H＋)溶液
性 质
浓HNO3和浓H2SO4的混合
都含有苯环
苯环上没有取代 基
含—CH3
结构相似，组成相差CH2，互为同系物 无色液体，比水轻，不溶于水
苯 不反应 不反应
甲苯 不反应 被氧化，溶液褪色
TNT 炸 药 爆 炸 时 的 场 景
(卤代反应：
CH3
+Cl2
光照
CH3
+ Cl2
FeCl3
CH2Cl +HCl
CH3 Cl
HCl +
CH3 或
Cl
【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。
反应
反应
课堂练习：
1、下列物质属于苯的同系物是（ B ）
A.
B.
C.
D.
CD
2.下列各组中互为同分异构体的是（ ）
Cl
Cl
A.
Cl
Cl
C. Cl
Cl Cl
Cl
Cl
B.
Cl Cl
Cl
Cl
D. Cl Cl
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。
菲
苯并芘
【练习】
已知分子式为C12H12的物质A结构简式为
CH3
CH3
则A环上的一溴代物有 ( B )
A、2种 B、3种 C、4种
与苯环相连的碳原子上无氢不能氧化
苯的同系物与酸性高锰酸钾溶液的反应机理
| —C—H
|
酸性高锰酸钾溶液
O || C—OH |
烷基上与苯环直接相连的碳上有氢原子才能被氧化
H | —C—H | H
H || —C—C— || H
C |
× —C—C | C
2)取代反应(可与卤素、硝酸、硫酸等取代)
、硝化反应 CH3
苯的特殊性质
溴代反应 硝化反应 磺化反应
饱和烃 取代反应
不饱和烃 加成反应
与Ｈ2 与Ｃl2
二、苯的同系物
1.定义: 苯环上的氢原子被烷基取代的产物，
如： 分子组成与苯相差一个或多个CH2。 CnH2n-6(n≥7整数)
2.结构特点 只含有一个苯环,苯环上连结烷基. :
3、简单的苯的同系物的命名 CH3 甲苯