學(xué)習(xí)目標(biāo)1.從化學(xué)鍵的特殊性了解苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而理解苯性質(zhì)的特殊

性

，

培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力。2.了解苯在日常生活、有機(jī)合成和化工生產(chǎn)中的重要作用。教材內(nèi)容：

P41-43第

二

章

烴第三節(jié)芳香烴2.3.1

苯芳香烴：分子中含有苯環(huán)的碳?xì)浠衔铩７枷銦N的來源——煤的干餾石油的催化重整和裂解柑橘類水果表面凹凸不平，密密麻麻分布著許多小孔，這些小孔可產(chǎn)生芳香烴，可溶解橡膠。新課導(dǎo)入CH=CH?C?

H?C?H?

苯乙烯—CH?

C?H?

甲

苯C??

H?萘-CH?鄰二甲苯

C?2H?0

聯(lián)

苯分子中含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的

一

類烴叫做芳香烴。一起來認(rèn)識這幾種有機(jī)物：知識回顧C(jī)H?

C

?

H10O2.下列有機(jī)物屬于芳香烴的是CCH①

-OH

CI

③⑤

⑥

—NO?

⑦

CH?

CH?CH?蒽

C??H??01.下列有機(jī)物屬于芳香族化合物的是

對點(diǎn)訓(xùn)練①②④⑥⑦⑧⑨—CH?—CH?④⑦⑨CH?—CH?CH?⑧N烴類物質(zhì)可以分為四類，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過烷烴、烯烴、炔烴的結(jié)構(gòu)與

性

質(zhì)

。那么,芳香烴物質(zhì)具有怎樣的結(jié)構(gòu)，

其性質(zhì)又是怎樣的?烷烴烯烴炔烴芳香烴最簡單的芳香烴是：苯知識回顧烴1825年，[英]法拉第從煤焦油中分離出“苯”,并向皇

家學(xué)會報(bào)告：略帶香味，

常溫為液態(tài)

…18世紀(jì)中期，[法]熱拉爾等測得苯

相對分子質(zhì)量為78

,

確定分子式為C?H?

,不飽和程度很大奧地利化學(xué)

家洛施密特提出苯具有

環(huán)狀結(jié)構(gòu)。三元環(huán)?

四元環(huán)?

五元環(huán)?六元環(huán)?一

、苯的結(jié)構(gòu)睡夢中，凱庫勒看到碳原子在他面前蹦迪，忽前忽后，像極了跳大神。不

一會，這些碳原子竟然一個(gè)挨一個(gè)，手牽手變成了“長鏈”。凱庫勒看著

這條“碳鏈”,越看越像條蛇。緊跟著，它竟然真的變成了蛇，還沖他呲

出毒牙，“碳鏈蛇”繞著他來回飛，兇得很。不過它的威風(fēng)并沒有持續(xù)多

久，突然咬住了它自己的尾巴，

一邊咬還一邊轉(zhuǎn)圈。那晚他工作了一夜，按照他夢中的啟示做了各種推理，又和之前的數(shù)據(jù)、記錄對應(yīng)起來互相驗(yàn)證終于，他發(fā)現(xiàn)夢竟然是對的!當(dāng)他提出苯的環(huán)形結(jié)構(gòu)后，全世界的化學(xué)家都驚呆了。苯的漫畫故事(1)苯的六個(gè)碳原子形成閉合環(huán)狀，即平面六邊形(2)每個(gè)碳原子均連接一個(gè)氫原子(3)各碳原子間存在著單、雙鍵交替形式凱庫勒在1866年提出三點(diǎn)假設(shè)：凱庫勒，F(xiàn).A.實(shí)驗(yàn)探究酸

性

高

錳

溴水2mL苯實(shí)驗(yàn)操作酸鉀溶液-2

mL苯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象液體分層，上層無色，下層紫紅色液體分層，上層橙紅_色

，下層無色結(jié)論苯不被酸性KMnO?溶液氧化，也不與溴水反應(yīng)，但能萃取溴→該實(shí)驗(yàn)證明苯分子中無

碳碳雙鍵和碳碳三鍵說明苯分子具有不同于烯烴和炔烴的特殊結(jié)構(gòu)1、苯不能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色2、鄰二氯苯只有一種結(jié)構(gòu)

如苯環(huán)為單鍵和雙鍵的交替

結(jié)構(gòu)，則兩者結(jié)構(gòu)不同。結(jié)論：苯分子結(jié)構(gòu)中不存在碳碳單鍵和雙鍵交替結(jié)構(gòu)凱庫勒的觀點(diǎn)不能解釋：①苯中所有C采取sp2

雜化，6個(gè)碳碳鍵鍵長完全相同，形

成平面正六邊形結(jié)構(gòu)，②

是碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵。每個(gè)碳原子余下的p軌道垂直于碳、氫原子構(gòu)成的平面，相互

平行重疊形成大π鍵，均勻地對稱分布在苯環(huán)平面的上下兩側(cè)。

(六個(gè)C-C鍵/六個(gè)C-H

鍵完全相同).③苯的6個(gè)H原子位置等效，苯的一取代物只有一種。④所有原子(6個(gè)C

、6

個(gè)H)

共平面，處于對位的兩個(gè)碳原子類型碳碳單鍵苯分子中碳碳鍵碳碳雙鍵鍵長1.54pm1.39pm1.34pm及與它們相連的兩個(gè)氫原子，在同一條直線上。1.苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6個(gè)碳原子均采用_

sp2

雜化，分別與氫原子及相鄰碳原子以0鍵結(jié)合。碳原子剩余P軌道形成大

π

鍵苯分子中

不含_

雙鍵，苯分子為平面正六邊形

結(jié)

構(gòu)

，12

個(gè)原子共面，核磁共振氫譜有1

組峰C?H?球棍模型比例模型或<OCH2.苯的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡式最簡式分子式結(jié)構(gòu)式成鍵特點(diǎn)苯DDRC-HH-C、25(凱庫勒式)為了紀(jì)念凱庫勒，凱庫勒式，現(xiàn)仍被使用。拓展提升

結(jié)構(gòu)簡式(鮑林式)1.苯的鄰位二元取代物只有一種2.苯不能使溴水褪色3.苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色4.

經(jīng)測定，苯環(huán)上碳碳鍵的鍵長相等，都是1.40×10-10m5.經(jīng)測定，苯環(huán)中碳碳鍵的鍵能均相等哪些事實(shí)可證明苯分子中不存在單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)?思考：苯的鄰、間、對位二元取代物都只有一種，

均能證明苯分子中不存在單、雙鍵交替結(jié)構(gòu)?

思考與討論密度

顏色有特殊氣味熔點(diǎn)

氣味物理沸

點(diǎn)

性

質(zhì)

毒性揮發(fā)性水溶性

有毒環(huán)保油漆采用無苯溶劑易揮發(fā)

不溶于水5.5℃苯80.1℃有

毒：對人的神經(jīng)系統(tǒng)、

造血系統(tǒng)有傷害，可導(dǎo)致白血病。苯是一種重要的化工原料和有機(jī)溶劑0.88g/cm3

無色一、苯的物理性質(zhì)大π鍵使苯環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易斷裂①可燃性

√②使酸性KMnO4

溶液褪色×二、苯的化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)①不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色②不能與溴水反應(yīng)而使其褪色(萃取)加成反應(yīng)

H?

X?

、HX

、H?O純鹵素硝酸硫酸取代反應(yīng)1.苯的氧化反應(yīng)(1)可燃性2

C?H?+150?→

12CO?+6H?O◆

C%=92.3%烴

CH?(1:4)、C?H?(1:2)、C?H?及C?H?(1:1)

碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，黑煙越明顯?；鹧婷髁?，并伴有濃煙(2)苯不能使酸性高錳酸鉀褪色2.苯的取代反應(yīng)

——斷裂C-H

鍵(1)鹵代反應(yīng)

苯與Br?只發(fā)生一元取代反應(yīng)FeBr?

作催化劑，苯環(huán)上氫原子被溴原子所取代液溴(不能用溴水)

溴苯燒瓶中：液體輕微沸騰，充滿紅棕色氣體；錐形瓶中：導(dǎo)管口有白霧；燒瓶底部：有褐色不溶于水的液體。純凈的溴苯是一種無色液體，有特殊的氣味，不溶于水，密度大于水試劑

①必須用純液溴，不能用溴水，苯與溴水只會萃??；②催化劑FeBr?

不能遇水，否則會水解，失去催化作用；③也可用Fe粉代替FeBr?,因?yàn)镕e會與溴反應(yīng)生成FeBr?。試劑的加入順序：先加苯，再加溴，最后加鐵粉(密度：先小后大)

長導(dǎo)管的作用：

a

、導(dǎo)氣：因?yàn)楸胶弯宥家讚]發(fā)b、冷凝回流：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)導(dǎo)管末端不插入液面下：

溴化氫易溶于水，防止倒吸。產(chǎn)物的位置：溴苯由于其沸點(diǎn)高不容易揮發(fā)，所以留在反應(yīng)的原燒瓶內(nèi)；溴化氫由于其易揮發(fā)，揮發(fā)到錐形瓶中反應(yīng)類型：

取代反應(yīng)(不是加成反應(yīng))苯與溴反應(yīng)生成溴苯的同時(shí)有溴化氫生成，說明它們發(fā)生了取代反應(yīng)而非加成反應(yīng)。因加成反應(yīng)不會生成溴化氫。

現(xiàn)象：有淺黃色沉淀生成AgNO?+HBr=AgBr↓+HNO?

作用：證明發(fā)生的是取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)知識鏈接上層清液中加入KSCN(aq)

溶液變血紅色說明Fe

被Br?氧化成了Fe3+(HBr

與水蒸汽的小液滴)長導(dǎo)管口處

—

→大量白霧取

溶

液

：錐形瓶內(nèi)①滴入AgNO?溶液②加入鎂粉淡黃色沉淀產(chǎn)生大量氣體說明瓶內(nèi)有H+

和Br加

入NaOH

攪拌

得到無色油狀物生成了有機(jī)物溴苯燒杯底部有褐色油狀物、不溶于水互

溶

、

Fe

不反應(yīng)深紅棕色屑

劇

烈反應(yīng)苯液溴混合實(shí)驗(yàn)小結(jié)燒瓶內(nèi)液體倒入燒杯內(nèi)水中?色態(tài)氣味毒性沸點(diǎn)溶解性HBr無色氣體辛辣刺激氣味有毒-66.8℃易溶于水、乙醇Br?深棕紅色液體易揮發(fā)強(qiáng)烈刺激性臭味溴蒸氣有腐蝕性，有毒58.76℃微溶于水，易溶于苯、CCl?

、酒精等有機(jī)溶劑溴苯無色油狀液體特殊氣味156.2℃不溶于水，密度比水大苯無色液體易揮發(fā)特殊氣味有毒80.1℃不溶于水，密度比水小1.蒸餾水洗后分液，除去溶于水的HBr、FeBr?。2

.

10%的NaOH

溶液洗滌后分液，除去未反應(yīng)完的溴。Br?+2NaOH=NaBr+NaBrO+H?O3.蒸餾水洗后分液，除

去NaOH

及與其反應(yīng)生成的鹽。4.加入無水氯化鈣或無水硫酸鎂等干燥劑干燥，除去水分。5.蒸

餾

，除去苯。思考與討論

如何得到純凈的溴苯?純凈的溴苯是無色的液體，

但因常含有溴而顯褐色。雜質(zhì)：未反應(yīng)完的苯、Br?

、FeB

r?

、反應(yīng)生成的HBr

目標(biāo)物：溴苯除去溴苯除去溴蒸汽，中的溴

凈化HBr氣體

檢驗(yàn)HBr酸性

檢驗(yàn)HBr

除去HBr

尾氣①有分液漏斗，控制液溴的量。

AgNO?+HBr=AgBr↓+HNO?

②加裝一個(gè)用苯(CCl?)

除溴蒸氣的裝置。③倒扣的漏斗可以防倒吸，還有利于尾氣吸收生成的HBr

中常混有溴蒸氣，此時(shí)用AgNO?溶液對HBr

的檢驗(yàn)結(jié)果是否可靠?

為什么?如何除去混在HBr

中的溴蒸氣?不可靠，因?yàn)殇逡讚]發(fā)。溴蒸氣溶于水，也能生成HBr與AgNO?溶液反應(yīng)生成淡黃色沉淀。實(shí)驗(yàn)裝置將產(chǎn)生的氣體①通過苯

(CCl?)

洗

氣(除去其中的溴)②再通入AgNO?

溶液中鐵

屑

粉

石棉絨一NaOH溶液一HBIE溴和苯的混合液ABC

D苯

紫色石

蕊試液EAgNO?

溶液FNaOH

溶液豆

均防倒吸(2)硝化反應(yīng)

.

斷裂C-H

鍵在濃硫酸的作用下，苯在50~60℃時(shí)與濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)，生成硝基苯。催化劑和吸水劑回

流冷

凝

作

用溫

度

計(jì)

壹純凈的硝基苯是一種無色液體，有苦杏仁氣味，不溶于水，密度大于水1.試劑的加入順序：先加濃硝酸，再加濃硫酸，等混合液冷卻到50-60℃后，再加苯2.濃硫酸的作用：催化劑、吸水劑3.用水浴加熱，控制溫度在50-60℃,溫度計(jì)放在水浴中。溫度過高，苯揮發(fā)，硝酸分解。水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)：容易控制溫度，受熱均勻4.為什么硝化反應(yīng)控制在50--60℃?溫度計(jì)的作用及其水銀球的位置?溫度低于50℃,不易反應(yīng)；溫度過高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會分解，同時(shí)苯和濃硫酸反應(yīng)生成苯磺酸等副反應(yīng)；溫度計(jì)的水銀球位于水浴中，控制水浴溫度，溫度計(jì)的水銀球插入水浴中測量溫度，水銀球不能觸及燒杯底部及燒杯壁。5.試管上方的長導(dǎo)管的作用是導(dǎo)氣、冷凝回流，減少反應(yīng)物的揮發(fā)。6.產(chǎn)物：純凈的硝基苯是無色、有苦杏仁味的油狀液體，密度比水大，有毒，難溶于水；

但實(shí)驗(yàn)室制得的硝基苯呈淡黃色，原因：硝酸部分分解產(chǎn)生的NO?氣體溶于硝基苯知識鏈接思考與討論

如何得到純凈的硝基苯?目標(biāo)物：硝基苯雜質(zhì)：

未反應(yīng)完的苯

H?SO?HNO?反應(yīng)生成的水①依次用蒸餾水和5%NaOH

溶液洗滌后分液，除去硝酸和硫酸。②蒸餾水洗后分液，除去NaOH及與其反應(yīng)生成的鹽。③加入無水氯化鈣或無水硫酸鎂等干燥劑干燥，除去水分。④蒸餾，除去苯。除雜：產(chǎn)物→蒸餾水→NaOH→蒸餾水→無水CaCl?

→純物質(zhì)沸點(diǎn)℃硝基苯210.9℃苯80.1分液法，蒸餾法SO?H+H?O苯

磺

酸

(易溶于水的有機(jī)強(qiáng)酸)→該反應(yīng)可用于制備合成洗滌劑。苯的溴代反應(yīng)、硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)都屬于取代反應(yīng)。(3)磺化反應(yīng)

斷裂C-H鍵苯與濃硫酸在70~80℃時(shí)可以發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸。十HO—SO?H磺酸基1

:

3

十

3

H?

催化

(Ni)

或

6個(gè)C共面

(2)苯與Cl?在紫外線作用下加成：△劑苯的大π鍵比較穩(wěn)定，通常狀態(tài)下不易發(fā)生加成反應(yīng)

6個(gè)C不共面

3.苯的加成反應(yīng)(難)當(dāng)選擇性加氫時(shí)，苯環(huán)往往不加氫。(1)苯與H?加

成

：(Pt或Ni作為催化劑并且加熱)六氯環(huán)己烷(農(nóng)藥六六六)環(huán)己烷加成反應(yīng)取代反應(yīng)注意：反應(yīng)條件不同，反應(yīng)原理相差很大。歸納小結(jié)

苯的化學(xué)性質(zhì)：總體來說，苯的化學(xué)性質(zhì)是“易取代，能加成，難氧化”1.氧化反應(yīng)：可燃性(注：不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色)2.易取代：鹵代反應(yīng)