第2章 烃和卤代烃 第二节 芳香烃苯及苯的同系物

Cl CH=CH2
CH3
(A)
12/25/2012 10:19 AM
( B)
(C)
(D)
一、苯 2、苯的物理性质 1mL苯 2mL水 （ 液体分成两层 ） 振荡
液体分成两层，上层 （ 呈紫红色，下层几乎 振荡、静置 无色
1mL碘水Байду номын сангаас
）
苯是无色，有特殊气味的有毒液体， 熔点5.5℃，沸点80.1 ℃ ，易挥发，比水轻， 不溶于水，是重要的有机溶剂。
加成、聚合 加成、聚合 取代、加成
小节
第二节 芳香烃
一、苯的结构与化学性质
1、苯的结构 ⑴加成反应 2、苯的物理性质 3、苯的化学性质 ⑵取代反应 ①卤代 ②硝化 ③磺化
二、苯的同系物
2.通式：CnH2n-6 (n≥6) 1.苯的同系物 3.化学性质 (1)苯的同系物和苯都含有苯环，性质相似 (2)苯的同系物含有侧链，性质与苯又有不同
—NO2
+ H 2O
硝基苯为无色、具有苦杏仁味的油状液体，密度大于水 [实验方案和装置图]
在一个大试管里，先加入1.5毫 升浓硝酸和2毫升浓硫酸，摇匀，冷 却到50—600C以下，然后慢慢地滴入 1毫升苯，不断摇动，使混和均匀， 然后放在600C的水浴中加热10分钟， 把混和物倒入另一个盛水的试管里。
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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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这位化学家为何知道德国将发动战争 呢？这一奇怪现象引起了一位化学家的注意他 经过化验，发现婆罗洲的石油成分与其他地区 的不同，它含有很少的直链烃，它含有大量的 苯和甲苯等芳香烃，正是适宜制造“TNT”烈 性炸药的三硝基甲苯的基础成分。这位化学 家们就是在对婆罗洲石油的化学成分进行分 析之后才向世人提出历史性预言的。
①侧链影响苯环，使苯环上的氢原子比苯更易 被取代 ②苯环影响侧链，使侧链能被强氧化剂氧化
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三、芳香烃的来源及其应用 芳香烃主要来源：石油的催化重整和煤的干馏 多苯代脂烃：苯环通过脂肪烃连在一起
—CH2—
二苯甲烷(C13H12) 联苯(C12H10)
联苯或多联苯：苯环之间通过碳碳单键直接相连
CH3 | CH2CH3 | CH3 |
H3C
H3C
CH3 | CH3
| CH3
甲苯(C7H8)
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CH3 | CH3
六甲基苯(C12H18)
乙苯( C8H10)
对二甲苯(C8H10)
二、苯的同系物
下列属于苯的同系物的是（
D ）
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稠环 芳烃
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烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃的比较
有机物
代表物
烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃
CH4
C2H4
C2H2
C6H6
全部单键 含碳碳双 含碳碳叁 特殊的键不 结构特点 饱和 饱和烃 键不饱和 键不饱和 直线型 平面正六边形 平面型 空间结构 正四面体 无色气体，难溶于水 无色液体 物理性质 易燃，完全燃烧时生成CO2和H2O 燃烧 不反应 加成反应 加成反应 不反应 与溴水 KMnO4 不反应 氧化反应 氧化反应 侧链可氧化 主要反应 取代 12/25/2012 10:19 AM 类型
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新课标人教版选修五《 有机化学基础》
第二章 烃和卤代烃
第二节 芳香烃
苯及苯的同系物
12/25/2012 10:19 AM
目录
第二节 芳香烃
2、苯的物理性质 3、苯的化学性质 ⑵取代反应 ①卤代 ②硝化 ③磺化
一、苯的结构与化学性质
1、苯的结构 ⑴加成反应
二、苯的同系物
2.通式：CnH2n-6 (n≥6) 1.苯的同系物 3.化学性质 (1)苯的同系物和苯都含有苯环，性质相似 (2)苯的同系物含有侧链，性质与苯又有不同
三、芳香烃的来源及其应用
①多苯代脂烃：联苯或多联苯：稠环芳烃 ②芳香烃对健康的危害
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CH3
|
4 B
| CH3
己烷 1―己烯 邻二甲苯
KMnO4
[
不褪色
己烷 溴水
1―己烯 褪色 邻二甲苯
[
褪色 1―己烯
不褪色 邻二甲苯
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+ Br2
问题3：怎样除去无色溴苯中所溶解的溴？
用氢氧化钠溶液洗涤，用分液漏斗分液。
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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， 冷凝回流
二是
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（2）苯的硝化反应
+ HO—NO2
浓硫酸
50—600C
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O
练一练
1、证明苯分子中不存在单双键交替 的理由是 （ A ） （A）苯的邻位二元取代物只有一种 （B）苯的间位二元取代物只有一种 （C）苯的对位二元取代物只有一种 （D） 苯的邻位二元取代物有二种
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一、苯
2、下列物质中所有原子都有可能在 同一平面上的是 （ C ） B
二、苯的同系物
甲苯被氧化的是侧链，即甲基被氧化， 该反应可简单表示为：
CH3 KMnO4、H+ COOH
（苯甲酸）
这样的氧化反应，都是苯环上的烷烃基被 氧化，说明了苯环上的烷烃基比烷烃性质活泼。 这活泼性是苯环对烷烃基影响的结果。
12/25/2012 10:19 AM
二、苯的同系物
②苯的同系物的氧化反应
三、芳香烃的来源及其应用
①多苯代脂烃：联苯或多联苯：稠环芳烃 ②芳香烃对健康的危害
12/25/2012 10:19 AM
芳香族化合物
历史含义：具有香味的物质 现代含义：含苯环的有机化合物
现实意义：名称沿用 芳香烃：含苯环的碳氢化合物, 简称又称“芳烃”
芳香族化合物
芳香烃
苯及苯的 同系物
苯的同系物：苯的苯环上氢原子被 烷基代替而得到的芳烃。
—
稠环芳烃：苯环之间通过共用苯环的若干环边 而形成
萘(C10H8)
12/25/2012 10:19 AM
蒽(C14H10)
三、芳香烃的来源及其应用
芳香烃对健康的危害
是黏合剂、油性涂料、油墨等的常用有机溶剂 操作车间空气中苯的浓度≤40mg· -3 m
苯
居室内空气中苯含量平均每小时≤0.09mg· -3 m 制鞋、皮革、箱包、家具、喷漆、油漆等工作 引起急性中毒或慢性中毒，诱发白血病 致癌物质 萘——过去卫生球的主要成分 秸秆、树叶等不完全燃烧形成的烟雾中 香烟的烟雾中
一、苯 结构式
H C
（苯的凯库勒式） 结构简式
H C H C
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C H C H C H
一、苯
苯分子的比例模型和球棍模型
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一、苯 苯分子具有平面正六边形结构。
1、6个碳原子、6个氢原子 均在同一平面上。 2、各个键角都是120 。 3、苯分子中的6个碳原 子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键 之间的独特的键。因此常用 来表示 苯分子。苯的结构使苯的性质比烯烃稳定。
12/25/2012 10:19 AM
一、苯
1、苯的结构
C6H6 思考：从苯的分子组成看，高度不饱和， 苯是否具有不饱和烃的典型性质？
1mLKMnO4酸性溶液 （ 紫红色不褪去 ） 2mL苯 振荡
分子式
2mL苯
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1mL溴水 振荡
（ 橙黄色不褪去 而转移到苯层 ）
Fe
浓硫酸
50—600C
催化剂
Br
+ HBr↑
取代反应
+ HO—NO2 +
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—NO2
+ H2O
取代反应
H2
△
加成反应 环己烷
化学家预言第一次世界大战
1912-1913年，德国在国际市场上大量收 购石油。由于有利可图，许多国家的石油商都 不惜压低价格争着与德国人做生意，但令人不 可理解的是，德国人只要婆罗洲的石油，其他 的一概不要，并急急忙忙地把收购到婆罗洲的 石油运到德国本土去。在石油商人感一以百思 不得其解时,一位化学家提醒世人说：“德国人 在准备发动战争了！”果然不出化学家所料， 德国于1914年发动了第一次世界大战。
| —C—H | O || C—OH |
反应机理：
酸性高锰酸钾溶液
烷基上与苯环直接相连的碳直接连氢原子
H | —C—H | H
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H | | —C—C— | | H
C | —C—C | C
×
二、苯的同系物
思考：产物是什么？
CH3 CH3 | | CH3 HOOC CH3 —C—CH3 | | | KMnO4/H+ | CH3—CH— —C—CH3 CH3 | | HOOC— CH2—R CH3 | COOH
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二、苯的同系物 ⑵苯环影响侧链，使侧链能被强氧化剂氧化
2mL苯 2mL甲苯
3滴高锰酸钾酸性溶液 用力振荡
未褪色 褪色
3滴高锰酸钾酸性溶液
用力振荡
实验 苯不能被KMnO4酸性溶液氧化， 结论： 甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化
12/25/2012 10:19 AM
CH3 | NO2
是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药
12/25/2012 10:19 AM
| NO2 2，4，6-三硝基甲苯 简称三硝基甲苯，又叫TNT
+ 3H2O
小结：化学性质
(1)苯的同系物和苯都含有苯环，性质相似
①氧化反应： ②取代反应： ③加成反应：
(2)苯的同系物含有侧链，性质与苯又有不同
+ HO－SO3H
70℃~80℃
－SO3H
+ H2O
（苯磺酸）
△
3、苯的加成反应
+ 3 H2
催化剂
环己烷
小结：易取代、难加成、难氧化
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二、苯的同系物
1.苯的同系物： 苯的苯环上氢原子被烷基代替而得到的芳烃。 只含有一个苯环，且侧链为C-C单键的芳香烃。
2.通式：CnH2n-6 (n≥6)
二、苯的同系物
3.化学性质
(1)苯的同系物和苯都含有苯环，性质相似 ①氧化反应 ②取代反应 ③加成反应
CH3
催化剂
CH3 + 3H2
△
12/25/2012 10:19 AM
二、苯的同系物 ①燃烧反应
2CnH2n-6 + 3 (n-1)O2
点燃
2nCO2+ 2(n-3)H2O
现象：火焰明亮并带有浓烟
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③温度计的位置，必须悬挂在水浴中。
④不纯的硝基苯显黄色 （因为溶有NO2） 而纯净硝基苯是无色，有苦杏仁味，比 水重，油状液体。 ⑤为提纯硝基苯，一般将粗产品依次用 蒸馏水和NaOH溶液洗涤。
12/25/2012 10:19 AM
（3）磺化（苯分子中的H原子被磺 酸基取代的反应）
12/25/2012 10:19 AM
3、苯的化学性质
1、氧化----在空气中燃烧 2C6H6 + 15O2 2、取代反应 （1）卤代反应---苯跟溴的反应
点燃
12CO2 + 6H2O
苯燃烧时发生明亮带有浓烟的火焰。
+ Br2
12/25/2012 10:19 AM
Fe
Br + HBr↑
*溴苯是密度比水大的无色液体
可用KMnO4酸性溶液作试剂鉴别苯的 同系物和苯、苯的同系物和烷烃。
12/25/2012 10:19 AM
⑵侧链影响苯环，使苯环邻对位上的氢易取代
CH3
CH3
CH3
NO2
2
+ 2 HNO3
浓硫酸
300C
+
+ 2 H 2O
NO2 对硝基甲苯
CH3 |
侧链影 响苯环 + 3HNO3
邻硝基甲苯
O2N
浓硫酸 100℃
（1）卤代反应---苯跟溴的反应 实验：苯跟溴的取代反应实验方案
12/25/2012 10:19 AM
（1）卤代反应---苯跟溴的反应
问题1：导管口为什么在液面上？ 溴化氢易溶于水，防止倒吸。 问题2：什么现象说明发生了取代反应？
导管口有白雾。锥形瓶里滴入硝酸银溶液后 生成浅黄色沉淀，说明苯跟溴反应时苯环上 的一个氢原子被溴原子取代，生成溴化氢。