1、第3課時(shí)苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì)案例探究 1852年，英國(guó)化學(xué)家法拉第首先從煤焦油里提取出了苯。不久，苯的分子組成也被確定為C66?？墒牵鶕?jù)當(dāng)時(shí)的“有機(jī)物分子呈鏈狀排列”的有機(jī)結(jié)構(gòu)理論，卻怎么也寫(xiě)不出符合苯的實(shí)際化學(xué)性質(zhì)（既有飽和烴的性質(zhì)，又有不飽和烴的性質(zhì)） 的鏈狀結(jié)構(gòu)式。一時(shí)，苯的結(jié)構(gòu)問(wèn)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)理論的提出者德國(guó)年輕化學(xué)家凱庫(kù)勒不得不對(duì)自己的工作進(jìn)行反思。 1865年的一個(gè)冬夜里，凱庫(kù)勒坐在桌邊一面編寫(xiě)教材，一面想著怎樣在教材中寫(xiě)苯的結(jié)構(gòu)，然而這一難題令他百思不得其解，只好停筆，偎爐休息。他面對(duì)爐中飄忽不定的火苗陷入了沉思，不知不覺(jué)進(jìn)入了夢(mèng)鄉(xiāng)。朦朧之中，

2、凱庫(kù)勒仿佛覺(jué)得有一些碳原子在自己的面前跳起舞來(lái)，它們排成蛇的形狀，一會(huì)兒在火焰中翻滾，一會(huì)兒蜷曲起來(lái)，突然，原子“蛇”的頭咬住了自己的尾巴，形成一個(gè)環(huán)狀，不停地旋轉(zhuǎn)起來(lái)。凱庫(kù)勒猛然驚醒，根據(jù)夢(mèng)中受到的啟示，他迅速畫(huà)出苯的封閉式結(jié)構(gòu)式來(lái)。經(jīng)過(guò)若干次的修正，最后他決定用六角環(huán)狀結(jié)構(gòu)來(lái)描述苯的分子結(jié)構(gòu)，即。 思考: 1. 苯的凱庫(kù)勒式能解釋碳的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)嗎？ 2. 苯分子中是否存在單雙鍵交替結(jié)構(gòu)？ 3. 苯的化學(xué)性質(zhì)如何？自學(xué)導(dǎo)引 一、苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 1. 分子結(jié)構(gòu) 苯的分子式為 _ ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 _ ；苯分子中6個(gè)碳原子是共 _的，6個(gè)碳構(gòu)成 _ 結(jié)構(gòu)。 2. 物理性質(zhì) 苯是無(wú)色，具有特殊氣味的液體

3、，密度比水小，不溶于水，沸點(diǎn)80.1 ，熔點(diǎn)5.5 ，是一種重要的有機(jī)溶劑。 3. 化學(xué)性質(zhì)（ 1 ） 取代反應(yīng) 鹵代反應(yīng): 苯與液溴（ 不是溴水 ） 在Fe的催化作用下（ 實(shí)際為FeBr3 ） 發(fā)生溴代反應(yīng)，化學(xué)方程式為 _ 。 磺化反應(yīng): 苯與濃H2SO4在常溫下很難反應(yīng)，但加熱時(shí)苯環(huán)上的氫原子可被磺酸基（ SO3H ） 取代，生成苯磺酸，化學(xué)方程式為 _ 。 硝化反應(yīng): 苯與混合酸（ 濃HNO3、濃H2SO4 ） 在60 時(shí)發(fā)生硝化反應(yīng)，生成硝基苯，化學(xué)方程式為 _ 。（ 2 ） 加成反應(yīng) 苯不具有典型的雙鍵所具有的加成反應(yīng)的性質(zhì)，與烯烴相比，苯不易發(fā)生加成反應(yīng)，但在特殊條件（ 催化劑、

4、一定溫度 ） 下，仍能發(fā)生加成反應(yīng)。苯與H2加成的反應(yīng)方程式為_(kāi) 。（ 3 ） 氧化反應(yīng) 苯不能被KMnO4酸性溶液所氧化，即不能使KMnO4酸性溶液褪色。苯的氧化反應(yīng)是指苯的燃燒。 苯燃燒的化學(xué)方程式為 _ 。答案 二、苯的同系物 1. 概念 _ 。 2. 苯的同系物與苯在結(jié)構(gòu)上和性質(zhì)上的異同（ 1 ） 相同點(diǎn) 分子里都有一個(gè)苯環(huán)；都能發(fā)生取代反應(yīng)。（ 2 ） 不同點(diǎn) 苯的同系物中，由于側(cè)鏈對(duì)苯環(huán)的影響，使苯環(huán)活化，與HNO3反應(yīng)時(shí)，能發(fā)生鄰、對(duì)位取代，而苯主要發(fā)生一元取代，如TNT的制備方程式為 _ 。 苯的同系物中，由于苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈的影響，使苯的同系物能被高錳酸鉀酸性溶液氧化，從而使高錳酸

5、鉀溶液褪色，而苯不能被高錳酸鉀酸性溶液氧化。用此法可鑒別苯和苯的同系物。甲苯被KMnO4酸性溶液氧化的化學(xué)方程式為 _ 。 注: 苯環(huán)側(cè)鏈上的烷基不論長(zhǎng)短，被氧化后都生成羧基（ COOH ） ，兩個(gè)側(cè)鏈被氧化后生成兩個(gè)羧基，從這里可以看出苯環(huán)的穩(wěn)定性。答案1. 分子中僅含一個(gè)苯環(huán)，且苯環(huán)側(cè)鏈為烷烴基的烴是苯的同系物疑難剖析 一、苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì) 1. 氧化反應(yīng) 苯不能被KMnO4酸性溶液氧化，甲苯、二甲苯等苯的同系物能被KMnO4酸性溶液氧化。 說(shuō)明 :（ 1 ） 甲苯、二甲苯被KMnO4酸性溶液氧化，被氧化的是側(cè)鏈，即甲基被氧化，該反應(yīng)可簡(jiǎn)單表示為: 這樣的氧化反應(yīng)，都是苯環(huán)上的烷烴基

6、被氧化，說(shuō)明了苯環(huán)上的烷烴基比烷烴性質(zhì)活潑，是苯環(huán)對(duì)烷烴基影響的結(jié)果。（ 2 ） 可用KMnO4酸性溶液作試劑鑒別苯的同系物和苯、苯的同系物和烷烴。（ 3 ） 苯的同系物易燃燒，燃燒現(xiàn)象與苯燃燒的現(xiàn)象相似，甲苯完全燃燒的化學(xué)方程式為: 2. 硝化反應(yīng) 甲苯跟硝酸和濃硫酸的混合酸可以發(fā)生反應(yīng)，苯環(huán)上的氫原子被硝基（ NO2 ） 取代，生成三硝基甲苯: 說(shuō)明:（ 1 ） 2，4，6三硝基甲苯簡(jiǎn)稱(chēng)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，廣泛用于國(guó)防、開(kāi)礦、筑路、興修水利等。（ 2 ） 要記清三硝基甲苯分子中三個(gè)硝基在苯環(huán)上與甲基的位置關(guān)系，其可簡(jiǎn)記為“兩鄰一對(duì)”。（

7、3 ） 甲苯比苯更易發(fā)生硝化反應(yīng)，這說(shuō)明受烷烴基的影響，苯的同系物分子里的苯環(huán)比苯分子化學(xué)性質(zhì)更活潑，并且是苯環(huán)上烷烴基的鄰、對(duì)位氫原子更活潑。 3. 加成反應(yīng) 苯的同系物分子還能在苯環(huán)上發(fā)生加成反應(yīng)。如: 說(shuō)明:（ 1 ） 苯的同系物能將溴水中的溴萃取，但不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，萃取了溴的苯的同系物在上層，呈橙色，水在下層。（ 2 ） 發(fā)生加成反應(yīng)，苯、苯的同系物比烯烴、炔烴困難。 【例1】 下列物質(zhì)中由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而能使溴水褪色，又能使KMnO4酸性溶液褪色的是（ ） A. SO2B. C2H5CHCH2 C. D. CH2CH3 思路分析: SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr，而使

8、溴水褪色；SO2又有還原性，可使KMnO4酸性溶液褪色；C2H5CHCH2其中含碳碳雙鍵，可使溴水褪色，也能使KMnO4溶液褪色；C既不能使溴水褪色又不能使KMnO4（H+） 溶液褪色；D只能使KMnO4酸性溶液褪色。 答案: AB 思維啟示: 使溴水褪色的物質(zhì)有: 烯、炔烴、還原性物質(zhì)等；使KMnO4（ H+ ） 溶液褪色的有: 含不飽和鍵的物質(zhì)，苯的同系物，還原性物質(zhì)。 【例2】 已知: RBr ROH（ R表示烴基 ） ；苯環(huán)上原有取代基對(duì)新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入苯環(huán)的位置有顯著影響。如下所示是用苯作原料制備一系列化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系: （ 1 ） 寫(xiě)出A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式: _ 。（ 2 ） 圖中省略了反應(yīng)條件，請(qǐng)?jiān)谏戏降姆娇蚶锾顚?xiě)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 先引入NO2，再引入Br，則Br進(jìn)入NO2的間位；若先引入Br，再引入NO2，則NO2進(jìn)入Br的鄰位和對(duì)位，依此類(lèi)推。拓展遷移 拓展點(diǎn)1: 苯及苯的同系物與芳香烴比較 苯的同系物都是芳香烴，但是芳香烴不一定是苯的同系物。分子里有且只有一個(gè)苯環(huán)，