專題3常見的烴有機化學基礎福州高級中學張華苯的結構和性質

已知苯的組成元素為碳、氫；碳氫的質量比為12︰1；蒸氣密度為同溫同壓下乙炔氣體密度的3倍。請確定苯的最簡式和分子式。最簡式CH、分子式C6H6苯的分子式的確定?

試根據(jù)“碳四價學說”和“碳鏈學說”寫出C6H6的可能的結構簡式，并設計實驗來驗證這些結構是否合理？鏈狀（提示：考慮最多有幾個叁鍵和雙鍵）：CH≡C－CH2－CH2－C≡CH……CH2＝CH－CH＝CH－C≡CH……苯有什么樣的結構呢？實驗表明苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水反應褪色。這說明苯不存在叁鍵或雙鍵結構

凱庫勒在1866年提出兩點假設：（1）苯的六個碳原子形成閉合環(huán)狀，即平面六邊形；（2）各碳原子間存在著單、雙鍵交替形式。請據(jù)此假設書寫苯的結構式和結構簡式，并思考此結構是否合理？凱庫勒式2.用取代產(chǎn)物驗證

苯的鄰位二取代物只有一種苯不能像烯烴、炔烴那樣使酸性KMnO4溶液褪色，不能通過化學反應使溴水褪色。1.用實驗事實說明往苯中加入酸性KMnO4溶液：往苯中加入溴水：上層無色，下層紫紅色上層橙紅色，下層無色苯的結構到底為何?相同碳原子數(shù)的環(huán)己烯、環(huán)己二烯和苯在加氫時放出的熱量不成正比。3.從能量的角度探究能量越低，越穩(wěn)定苯環(huán)是一種穩(wěn)定的特殊結構4.從鍵長的角度分析碳碳單鍵鍵長：1.54×10-10m碳碳雙鍵鍵長：1.34×10-10m苯分子中碳碳鍵長都相等，為1.40×10-10mX射線衍身法1H核磁共振譜表明苯分子中只有一種化學環(huán)境的氫原子，證明苯中每個碳都是相同的。5.從現(xiàn)代儀器測定苯結構分析——現(xiàn)代物理方法（光譜法、射線法、偶極距的測定）平面正六邊形，鍵角120o6個碳碳鍵完全相同碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵苯的結構到底為何?分子式：C6H6最簡式：CH結構式結構簡式一、苯的分子結構球棍模型比例模型二、苯的物理性質無色液體，有特殊氣味，熔點5.5℃，沸點80.1℃，易揮發(fā)，比水輕，不溶于水，是重要的有機溶劑。對人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)有傷害，可導致白血病。有毒:三、苯的化學性質

在通常情況下苯比較穩(wěn)定，在一定條件下能發(fā)生氧化、取代、加成等反應。（1）氧化反應：現(xiàn)象：火焰明亮，帶有濃煙a.燃燒2C6H6+15O212CO2+6H2O點燃不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色b.不與高錳酸鉀反應（2）取代反應a.苯的溴代反應條件：純溴(液態(tài))、催化劑+Br2Br+HBrFeBr3實驗思考題：1.Fe屑的作用是什么？2.將反應液加入燒瓶后，燒瓶內有什么現(xiàn)象？這說明什么？3.冷凝管的作用是什么？與溴反應，作催化劑劇烈反應，輕微翻騰，有氣體逸出。反應放熱。用于導氣和冷凝回流（或冷凝器）4.為什么導管末端不插入液面下？5.哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應而不是加成反應？6.純凈的溴苯應是無色的，為什么所得溴苯為褐色？怎樣使之恢復本來的面目？溴化氫易溶于水，防止倒吸。苯與溴反應生成溴苯的同時有溴化氫生成，說明它們發(fā)生了取代反應而非加成反應。因加成反應不會生成溴化氫。因為未發(fā)生反應的溴溶解在生成的溴苯中。用水和堿溶液反復洗滌可以使褐色褪去，還溴苯以本來的面目。b.苯的硝化反應b.苯的硝化反應苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物在60℃時生成一取代硝基苯。硝基苯：苦杏仁味,有毒,無色油狀液體,密度大于水1.加熱方法2.溫度計的位置3.長導管的作用硝基苯+HNO3（濃）NO2+H2O濃H2SO450~60℃1.配制濃硫酸與濃硝酸混和酸時,是否可以將濃硝酸加入到濃硫酸中?為什么?2.為使反應在50-60℃下進行,常用的方法是什么?3.洗滌、分離粗硝基苯使用的主要儀器是什么?4.粗產(chǎn)品用5%NaOH溶液洗滌的目的是什么?5.敞口玻璃管的作用是什么?濃硫酸的作用是什么?實驗思考題C苯的磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反應）（3）苯的加成反應（與H2、Cl2)+3H2Ni環(huán)己烷加熱+3Cl2催化劑ClClClClClClHHHHHH六六六苯易取代、難加成、可燃燒1.含義：苯的苯環(huán)上氫原子被烷基代替而得到的芳香烴。CH3|CH2CH3|CH3||CH3|CH3CH3|CH3CH3H3CH3C甲苯(C7H8)乙苯(C8H10)對二甲苯(C8H10)六甲基苯(C12H18)只含有一個苯環(huán)，且側鏈為C-C單鍵的芳香烴。2.通式：CnH2n-6（n≥6）苯的同系物一般為無色液體，具有特殊氣味、有毒、難溶于水，密度比水小，沸點隨碳數(shù)增多而增大。3.苯的同系物的物理性質CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C鄰-二甲苯間-二甲苯對-二甲苯沸點：144.40C沸點：139.10C沸點：138.40C鄰間對沸點逐漸降低（1）氧化反應與苯環(huán)連接的碳原子上有氫時，苯的同系物可使酸性高錳酸鉀溶液褪色KMnO4溶液H+

苯環(huán)對側鏈的影響：使側鏈能被強氧化劑氧化區(qū)別苯和苯的同系物②與高錳酸鉀（苯甲酸）4.苯的同系物的化學性質燃燒苯的同系物的氧化反應反應機理：

|—C—H|

O||C—OH|酸性高錳酸鉀溶液烷基上與苯環(huán)直接相連的碳原子直接連氫原子

H|—C—H|H

H

||—C—C—

||

H

C|—C—C|C×（2）取代反應FeBr3光注意：條件不同，產(chǎn)物不同+Br2CH3|+HBr+Br2CH3|+HBra.甲苯的鹵代b.甲苯的硝化反應2，4，6-三硝基甲苯簡稱三硝基甲苯，又叫TNTCH3||NO2C