1、第五節(jié)苯 芳香烴教學(xué)目的：1、使學(xué)生了解苯的組成和結(jié)構(gòu)特征，掌握苯的主要化學(xué)性質(zhì)。2、使學(xué)生了解芳香烴的概念。3、使學(xué)生了解甲苯、二甲苯的某些化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)重點(diǎn)： 苯的主要化學(xué)性質(zhì)以及與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，苯的同系物的主要化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)： 苯的化學(xué)性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。教學(xué)方法 ：探索推理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證教學(xué)過程：引入 前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了三大類有機(jī)物：烷烴、烯烴、炔烴。今天我們開始學(xué)習(xí)另一大類有機(jī)物芳香烴，它的代表物是苯。那么苯是怎樣被發(fā)現(xiàn)的呢？以前人們在沒有使用電燈前用的是煤油燈，而且是用塑料桶裝的，每次煤油用完了之后，桶底都留有一種油狀物質(zhì)，人們不知道這是什么。著名科學(xué)家法拉第及法國的日拉爾等化

2、學(xué)家對此進(jìn)行研究，用了五年的時(shí)間終于發(fā)現(xiàn)和提出了這種油狀物質(zhì)，它就是苯。展示實(shí)物苯 一、苯的物理性質(zhì)色無色態(tài)液體氣味特殊氣味且有毒熔沸點(diǎn)（極易揮發(fā)）熔點(diǎn)為 5.5 沸點(diǎn)為 80.1水溶性（演示）不溶于水，且密度比水小可溶于酒精等有機(jī)溶劑苯也是重要的有機(jī)溶劑二、苯分子的結(jié)構(gòu)當(dāng)法拉第提煉出苯后，化學(xué)家們就對苯的成分進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)它可以燃燒，且生成物為 CO2 和 H2 O，于是確定苯由C、 H 元素組成。后又通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了苯中C%=12/13 ，H%=1/13，即得出C、 H 個(gè)數(shù)比為1： 1，即最簡式為CH。最后人們還發(fā)現(xiàn)1mol 苯的質(zhì)量剛好是 3mol 乙炔的質(zhì)量，由此確定苯的摩爾質(zhì)量

3、為78g/mol ，于是推出苯的分子式：C6H6接下來的任務(wù)是研究苯的分子結(jié)構(gòu)，為此，化學(xué)家們進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)，假設(shè)，探索。首先，根據(jù)分子式C6H6，不符合飽和結(jié)構(gòu)CnH2n+2（不飽和度為4），肯定苯是高度不飽和結(jié)構(gòu)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的“有機(jī)物分子呈鏈狀結(jié)構(gòu)”來假設(shè)：等等若是以上結(jié)構(gòu)，則都將能發(fā)生氧化反應(yīng)，會使酸性KMnO4 溶液褪色。實(shí)驗(yàn) 1、取 1 苯于試管中，加入2 酸性 KMnO4 溶液，振蕩。2、取 1 苯于試管中，加入2 溴水，振蕩?，F(xiàn)象 苯不能使酸性 KMnO4 溶液和溴水褪色。（苯在溴水中發(fā)生萃取現(xiàn)象） 于是推翻以上假設(shè)。一時(shí)，苯的結(jié)構(gòu)式問題成了令科學(xué)家們一籌莫展的難題，也逼迫鏈狀結(jié)構(gòu)

4、理論的提出者 36 歲的德國化學(xué)家凱庫勒不得不對自己的工作進(jìn)行反思。一個(gè)冬天的夜里， 凱庫勒坐在書桌前思考苯的結(jié)構(gòu)，他畫了很多圖， 然而百思不得其解，他只好停筆， 煨著火爐休息， 他面對爐中飄忽不定的火苗陷入了沉思，不知不覺進(jìn)入了夢鄉(xiāng)，朦朧之中凱庫勒仿佛覺得有一些碳原子在自己面前跳起舞來，高貴優(yōu)雅， 突然間這些碳原子變成了一條條兇猛的毒蛇， 在火焰中翻滾， 一會兒又卷曲起來， 最后兇猛的毒蛇相互撕咬起來，一條條的咬住了對方的尾巴，形成了首尾相連的環(huán)狀，不停地旋轉(zhuǎn)起來。凱庫勒猛然驚醒，根據(jù)夢中得到的啟示，他迅速畫起了一個(gè)封閉式的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為苯就是存在一個(gè)大環(huán)。事實(shí)上，后來，人們發(fā)現(xiàn)苯分子可以和H2

5、 反應(yīng)，且產(chǎn)物為飽和的C6H12，還是有一個(gè)不飽和度，說明苯中確實(shí)存在一個(gè)環(huán)。H為了滿足 C 的 4 個(gè)價(jià)鍵飽和結(jié)構(gòu)及苯的不飽和性，凱庫勒決定用HCHCC來表示CCHH苯的結(jié)構(gòu)，這就是我們現(xiàn)在所說的“凱庫勒式”CH但后來進(jìn)一步研究，測得苯分子中所有碳碳鍵鍵長都相等（1.4× 10-10m），得出苯的結(jié)構(gòu)為平面正六邊型。于是發(fā)現(xiàn)“凱庫勒”式還存在一定的缺陷：既然苯分子中有三個(gè)雙鍵三個(gè)單鍵，那么它應(yīng)該可以發(fā)生加成反應(yīng)，可使酸性KMnO4溶液褪色，但實(shí)際上苯的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。既然有單雙鍵，那么很明顯它的所有碳碳鍵長就不應(yīng)該相等。如何解決“凱庫勒”式的這些問題呢？人們繼續(xù)研究， 終于發(fā)現(xiàn)苯

6、中其實(shí)存在一個(gè)大 鍵，導(dǎo)致每個(gè)鍵相同，都成了一種介于單鍵和雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵，因此它真實(shí)的結(jié)構(gòu)我們又用來表示。不過現(xiàn)在我們?nèi)粤?xí)慣用“凱庫勒”式，雖然它并不能代表苯的真正結(jié)構(gòu)，因此在使用時(shí)不能認(rèn)為它是單雙交替。1、最簡式： CH2、分子式： C6H63、凱庫勒式：HHCHCC或CCHCHH4、結(jié)構(gòu)：平面正六邊形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°芳香烴：分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的碳?xì)浠衔?。苯是最簡單的芳香烴。過渡 既然苯中不存在單雙鍵，而是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵，那么由苯的結(jié)構(gòu)可知，苯的化學(xué)性質(zhì)也應(yīng)該介于烷烴和烯烴之間。三、苯的化學(xué)性質(zhì)苯不被酸性 KMnO4 溶液氧化，一般情況下也不能

7、與溴發(fā)生加成反應(yīng)，說明苯的化學(xué)性質(zhì)比烯烴、炔烴穩(wěn)定。但在一定的條件下苯也能和某些物質(zhì)反應(yīng)。1、氧化反應(yīng)：點(diǎn)燃可燃性：C6H6+7.5 O26CO2 + 3H2O實(shí)驗(yàn)演示 現(xiàn)象：和烷烴、烯烴相比，它的火焰明亮，有濃煙，因?yàn)樗暮剂扛摺?、取代反應(yīng)：苯分子中H 原子被別的原子或原子團(tuán)取代鹵化反應(yīng)：苯與溴的反應(yīng)：把苯和少量 液溴（和溴水不反應(yīng)， 只是萃?。?放在燒瓶里， 同時(shí)加入少量鐵屑作催化劑。用帶導(dǎo)管的瓶塞塞緊瓶口。實(shí)驗(yàn)原理 ：+ Br 2FeHBrBr +,無水溴苯裝置 ：注意 ：·本反應(yīng)用鐵粉作催化劑，真正起催化作用的是 溴化鐵 ，F(xiàn)e立即與 Br2 反應(yīng)而成。·長導(dǎo)管

8、作用：導(dǎo)氣，冷凝回流（反應(yīng)放熱且苯和溴都易揮發(fā)）導(dǎo)管末端放置于錐形瓶中液面上方，這是為了防止倒吸?，F(xiàn)象 ：·在導(dǎo)管口附近出現(xiàn)白霧（由HBr 遇水蒸氣所形成） 。·反應(yīng)完畢后，向錐形瓶的液體滴入AgNO3 溶液，有淺黃色AgBr 沉淀生成。·把燒瓶里的液體倒在盛有冷水的燒杯里，燒杯底部有褐色（過量的溴溶于溴苯中而形成）不溶于水的液體。·通過除雜得到的純溴苯為無色液體。除雜 ：先用水洗，再用 NaOH 溶液洗，水洗，分液，干燥，蒸餾。硝化反應(yīng)： 苯分子中的 H 原子被 NO2 所取代的反應(yīng)在一個(gè)大試管里，先加入1.5mL 濃硝酸和 2mL 濃硫酸，搖勻，冷卻

9、到 5060以下，然后慢慢滴入1mL 苯，不斷搖動，使混合均勻，然后放在60的水浴中加熱10min ，把混合物倒入另一個(gè)盛水的試管里。實(shí)驗(yàn)原理 ：濃硫酸NO 2+ H2O+ HONO 2硝基苯強(qiáng)調(diào) ：注意書寫有機(jī)物時(shí)的連接順序裝置 ：注意 ·混酸的配制：濃硫酸慢慢加到濃硝酸中·苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物共熱至 55 60，為了便于控制溫度，可采用水浴加熱的方式，溫度計(jì)水銀球浸入水浴中。·濃硫酸的作用：催化劑和吸水劑·硝基苯是一種帶有苦杏仁味的、無色的油狀液體，密度比水大，有毒（與皮膚接觸或蒸汽被人體吸收，都能引起中毒），是制造染料的重要原料?；腔磻?yīng)：苯

10、和濃硫酸共熱到 70 80，就會反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)里，苯分子里的H 原子被硫酸分子里的磺酸基（SO3H）所取代而生成苯磺酸，這種反應(yīng)叫磺化反應(yīng)。反應(yīng)原理 + HO SO3HSO 3H + H2O苯磺酸強(qiáng)調(diào) ·注意書寫有機(jī)物時(shí)的連接順序·濃硫酸是反應(yīng)物·生成的苯磺酸水溶液呈酸性雖不具有典型雙鍵所應(yīng)有的加成反應(yīng)性能，但特殊情況下仍能起加成反應(yīng)。3、加成反應(yīng)：催化加氫：在鎳催化劑存在下和180250時(shí)：+3 H2催化劑Cl光化加氯：生成六六六農(nóng)藥紫外線ClCl+ 3Cl2ClCl四、苯的用途Cl重要化工原料：生產(chǎn)合成纖維，合成橡膠，塑料，農(nóng)藥，醫(yī)藥，染料，香料等。苯從石油

11、工業(yè)獲得。五、苯的同系物芳香烴分為單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴、和稠環(huán)芳烴（萘、蒽、菲）。苯的同系物：分子里只含有一個(gè)苯環(huán)結(jié)構(gòu)，烴基均為烷基的碳?xì)浠衔锝斜降耐滴?。通式?CnH2n6 (n 6)1、苯的同系物的結(jié)構(gòu)：CH 3CH 3CH3CH3CH 3甲苯鄰二甲苯CH 3CH3間二甲苯對二甲苯二甲苯由于甲基位置不一樣，有如上三種結(jié)構(gòu)，它們之間互為同分異構(gòu)體。2、化學(xué)性質(zhì)：根據(jù)同系物化學(xué)性質(zhì)相似，可推知苯的同系物與苯化學(xué)性質(zhì)相似：如都可以燃燒，燃燒時(shí)有大量黑煙。都能發(fā)生取代反應(yīng)等。但由于苯的同系物中，苯環(huán)和側(cè)鏈相互影響，使得苯的同系物性質(zhì)與苯又有一些差異。（1）氧化反應(yīng)：能使酸性KMnO4 溶液褪色：

12、【實(shí)驗(yàn) 5-10】苯，甲苯，二甲苯和酸性KMnO4 溶液溶液的反應(yīng)由于烷基對苯環(huán)的影響，甲苯和二甲苯均可使酸性KMnO4 溶液褪色，只要與苯環(huán)直接相連的碳原子上一定有H，氧化時(shí)，無論側(cè)鏈長短，均氧化為COOH。（ 2）取代反應(yīng)：鹵化反應(yīng)： 推測 苯的同系物與鹵素在不同條件下發(fā)生取代反應(yīng)的位置將有所不同。請大家推測條件分別是什么？若在鐵粉存在下與液溴反應(yīng)，則苯環(huán)上的氫被取代；若在光照條件下，則為烴基上的氫被取代。一般信息題：鄰、對位定位基：O-、 N（ CH ） 、 NH 、 OH、 OCH 、 NHCOCH、32233Cl， Br， CH3（或烴基）， O COR、 C6H5 等間位定位基：

13、CN、COCH、COOH、 COOCH、 CONH 、 NO ， SO H，33223CHO 等硝化反應(yīng)講解 甲苯跟硝酸和濃硫酸的混合酸可以在苯環(huán)上發(fā)生取代反應(yīng)：2，4， 6三硝基甲苯簡稱三硝基甲苯，又叫TNT，是一種淡黃色的晶體，不溶于水。它是一種烈性炸藥。例題 、下列能說明苯分子中苯環(huán)的平面正六邊形結(jié)構(gòu)碳碳鍵不是單、雙鍵交替排列的事實(shí)是（B ）A、苯的一元取代物沒有同分異構(gòu)體、苯的鄰位二溴代物只有一種C、苯的間位二溴代物只有一種D、苯的對位二元取代物只有一種2、某烴的分子中含21 個(gè)原子，所有原子核外共有66 個(gè)電子。該烴不能與溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使溴水褪色，卻能使酸性KMnO4 溶液褪色。

14、 該烴在有鐵粉存在時(shí)與Cl2 反應(yīng)的一氯代物、二氯代物、三氯代物均只有一種結(jié)構(gòu)。求該烴的分子式和可能的結(jié)構(gòu)簡式。解析：本題應(yīng)根據(jù)分子中元素的種類、原子總數(shù)、電子總數(shù)計(jì)算該烴的分子式，再結(jié)合通式和性質(zhì)決定烴的結(jié)構(gòu)簡式。設(shè)烴的分子式為CxHy,則x+y=21x=96x+y=66 解之y=12 ,分子式為C9H12。因該物質(zhì)能使酸性 KMnO4 褪色，而不能和溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則該烴應(yīng)是苯的同系物，分子式也恰好滿足 Cn H2n6 的通式。對 C9H12 苯的同系物，可能有以下種結(jié)構(gòu)簡式：連三甲苯偏三甲苯均三甲苯在鐵粉存在時(shí)與 Cl2 反應(yīng)，說明取代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上，而不在側(cè)鏈上，而符合苯環(huán)上一氯代

15、物、二氯代物、三氯代物只有一種的是均三甲苯。3、請認(rèn)真閱讀下列三個(gè)反應(yīng)：利用這些反應(yīng)，按以下步驟可以由某烴A 合成一種染料中間體DSD酸。HNO 3(B)H2SO 4 SO 3(D)H 2 NCH=CHNH 2(A)(C)H2SO 4SO 3HSO 3HDSD酸請寫出（ A）、（ B）、（ C）、（ D）的結(jié)構(gòu)簡式。能力訓(xùn)練一、選擇題1、下列各組物質(zhì)用酸性KMnO4 溶液和溴水都能將其區(qū)別的是（）、苯和甲苯、苯和1己烯、 1己烯和二甲苯、己烷和苯2、下列化合物分別與鐵粉及液溴的混合物反應(yīng)，生成的一溴代物有三種同分異構(gòu)體的是（）、乙苯、，三甲苯、，三甲苯、，三甲苯CH33、已知分子式為C12H1

16、2 的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式如右圖,苯環(huán)上的二溴代物有種同分異構(gòu)體，因此推斷苯環(huán)上的四溴代物的同分異構(gòu)體的數(shù)目有（）、9種、10種、11種、12種、某烴的結(jié)構(gòu)簡式為它可能具有的性質(zhì)是（）CH3CH=CHC H3、易溶于水，也易溶于有機(jī)溶劑、它能使溴水褪色，但不能使酸性KMnO4 溶液褪色。、它能使溴水褪色，也能使酸性KMnO4 溶液褪色。CH3、能發(fā)生加聚反應(yīng)，生成物可用表示CHC Hn、下列關(guān)于芳香族化合物的敘述正確的是（）、苯及其同系物的總稱、芳香族化合物的通式是CnH2n6(n 6)、分子里有苯環(huán)的烴、分子里含有苯環(huán)的各種有機(jī)物二、填空題、有五種烴：甲烷、乙炔、苯、環(huán)己烷、甲苯，分別取一定質(zhì)量的

17、這些烴完全燃燒后生成 m molCO2 和 n mol H 2O。（1）當(dāng)（3）當(dāng)m=n 時(shí)，該烴是2m=n 時(shí)，該烴是（ 2）當(dāng)（ 4）當(dāng)m=2n 時(shí)，該烴是4m=7n 時(shí)，該烴是7、指出提純下列物質(zhì)（括號內(nèi)為雜質(zhì)）最合適的試劑和方法。（）甲烷（乙烯）（）苯（甲苯）（）硝基苯（無機(jī)酸）（4）溴苯（溴）8、苯環(huán)上原有取代基對苯環(huán)上再導(dǎo)入另外取代基的位置有一定影響。其規(guī)律是（1）苯環(huán)上新導(dǎo)入的取代基的位置主要決定于原有取代基的性質(zhì)：（2）可以把原有取代基分為兩類：原取代基使新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入苯環(huán)的鄰、對位；如： OH， CH3（或烴基）， Cl， Br， O COR 等原取代基使新導(dǎo)入的取代基進(jìn)

18、入苯環(huán)的間位：如：NO2， SO3H， CHO 等現(xiàn)有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。HNO 3、H 2SO 4(濃）Br 2 催化劑1AB2Br 2DBr催化劑Br 2、 FeHNO 3、HC5( 濃）32SO 4E4BrNO 29、已知：R CH=CH R能被酸性KMnO4 溶液氧化成RCOOH和R COOH能被酸性KMnO4 溶液氧化成呈酸性RCOOH現(xiàn)有兩種芳香烴A 和 B 。A 的分子式為C16H16，它能使溴的四氯化碳溶液褪色。B 的分子式為 C10H14，其一溴代物 (C10H13Br)共有五種同分異構(gòu)體，A 和 B 分別與酸性 KMnO4 溶液反應(yīng)后均生成分子式為 C8H6O4 的酸性物質(zhì) C。C 的一硝基化合物只有一種 (C8H5O4NO2)。試寫出 A、 B、 C的結(jié)構(gòu)簡式：ABC10、合成分子量在200050000年報(bào)道合成了