苯的结构与性质.ppt

看见乌龟，由它的形状你联想到了那种有机物呢？,苏教版有机化学基础苯的结构与性质（第一课时）,阅读：P48节引言,芳香族化合物的含义,历史含义：具有香味的物质现实意义：名称沿用现代含义：含苯环的的有机化合物,芳香烃：芳香族化合物的一种,是芳香族碳氢化合物的简称,又称“芳烃”,1、单环芳烃,2、多环芳烃,3、稠环芳烃,如：,如：,如：,萘,芳香烃的分类,苯,邻二甲苯,叫做芳香烃，苯是最简单的一种芳香烃,含有苯环的烃,苯的结构简式有以下两种书写方式，你认为哪种更能反映苯的真实结构？请找出能证实你的选择的依据。,凯库勒式,交流与讨论（P48）:,1.用实验事实说明,二、苯分子结构的探究,苯分子不存在独立的碳碳双键结构,2.用1H核磁共振谱图分析,苯分子中的6个H所处的化学环境完全相同,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能通过发生化学反应使溴水褪色。,3.用取代产物验证,二、苯分子结构的探究,一取代产物只有一种:证明苯分子6个H所处的化学环境完全相同,二取代产物只有三种:证明苯分子中不存在碳碳单双键交替结构,4.从能量的角度探究,苯分子中不存在碳碳单双键交替的结构,苯分子比环己二烯稳定,(g)+H2(g)(g);H=-119.6kJmol-1,(g)+2H2(g)(g);H=-237.1kJmol-1,-208.4kJmol-1,(g)+3H2(g)(g);H=,信息提示,5.从键长的角度分析,苯分子中碳碳键键长:1.4010-10m碳碳单键键长:1.5410-10m碳碳双键键长:1.3410-10m,苯分子中的碳碳键是相同的键,既不是碳碳单键,也不是碳碳双键.,结论：,1、苯的分子是平面正六边形，六个氢原子和六个碳原子是完全一样的。,2、苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的化学键。,从以上实验事实中，你能得到什么结论？,练习：下列哪些能说明苯环不是单、双键交替的结构？A.苯的一溴代物无同分异构体。B.苯的邻二溴代物只有一种。C.苯不能使Br2水或酸性KMnO4褪色。D.苯环上的碳碳键的键长均相等。,B、C、D,苯分子里6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。,苯分子具有平面正六边形结构；所有原子(6碳6氢）在同一平面内；键角均为120，碳碳键长均相等。,苯的组成与结构,苯分子中的大键,H,H,H,H,H,H,苯分子中的碳原子均为sp2杂化，每个碳原子的三个sp2杂化轨道分别与相邻的两个碳原子的sp2杂化轨道和氢原子的s轨道重叠形成三个键。六个碳原子形成一个正六边形，所有键角均为120o。,每个碳原子上还有一个未参加杂化的p轨道，这6个p轨道互相平行，且垂直于苯环所在的平面。p轨道之间彼此重叠形成一个闭合共轭大键。使电子云分布完全平均化,分子能量大大降低，苯环具有高度的稳定性。,结论：,（1）苯分子为平面正六边形,（2）键角：120,（3）C原子间是一种介于单键和双键之间的化学键,思考与回顾:苯的物理性质有哪些?请从色、味、态、密度、溶解性、熔点、沸点等几个方面考虑。,1.无色，有特殊芳香气味的液体2.密度小于水3.不溶于水易溶于有机溶剂4.熔点5.5,沸点80.15.易挥发（密封保存）6.苯蒸气有毒,特性,知识回顾：,你还知道苯具有哪些性质吗？,1.苯不能使溴水（或溴的CCl4溶液）褪色，也不能使酸性的KMnO4溶液褪色。2.,苯的特殊结构,苯的特殊性质,苯的化学性质介于烷烃与烯烃之间，既可以发生取代反应又可以发生加成反应。,1、溴代反应,取代？加成？,二、苯的化学性质,二、苯的化学性质,阅读书P50页实验1,实验视频,互溶、不反应、深红棕色,剧烈反应,白雾,白烟,淡黄色沉淀,烧杯底部有褐色油状物、不溶于水,【小结实验现象】,2Fe+3Br2=2FeBr3,AgNO3+HBr=AgBr+HNO3,现象：1、向三颈烧瓶中加入苯和液溴后，反应迅速进行，溶液几乎“沸腾”，一段时间后反应停止2、反应结束后，三颈烧瓶底部出现红褐色油状液体（溴苯）3、锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀4、向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀（Fe(OH)3）,2Fe+3Br2=2FeBr3,AgNO3+HBr=AgBr+HNO3,1、如何检查装置气密性？,2、冷凝管的作用？冷却水进出方向？,3、插入锥形瓶的长导管不伸入液面,为什么？长导管作用？,4、碱石灰干燥管的作用?,7、反应后加NaOH作用是什么？,5、能说明反应是取代反应的依据是？,6、溴苯应该是无色、密度比水大的液体，但反应得到的溴苯却是褐色的液体，原因何在？,8、反应物能否用溴水？能否用溴水与铁反应？,9、反应物为氯气能反应吗？,10、反应物为甲苯能发生取代反应吗？产物？条件？,两者相比，后一装置有哪些优点？,(1)冷凝效果更好(2)有尾气吸收装置，能防止污染。,(3)NaOH溶液吸收溴苯中的溴和溴化氢，使现象更明显,【苯与溴的反应实验思考】,1、试剂的加入顺序怎样？各试剂在反应中所起到的作用？,A、为防止溴的挥发，先加入苯后加入溴，然后加入铁粉。,B、溴应是纯溴，而不是溴水。加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3。,2、导管为什么要这么长？其末端为何不插入液面？,C、伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是导气、冷凝。,D、导管未端不可插入锥形瓶内水面以下，因为HBr气体易溶于水，以免倒吸。,3、反应后的产物是什么？如何分离？,纯净的溴苯是无色的液体，而烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部是油状的褐色液体，这是因为溴苯溶有溴的缘故。除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振荡，再用分液漏斗分离。,4.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？,苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成。,1.该反应的催化剂是FeBr3,而反应时加的是Fe屑，Fe屑是怎样转化为FeBr3的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一段时间后明显加快？,2.该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减少放热对苯及液溴挥发的影响，装置上有哪些独特的设计和考虑？,3.生成的HBr中常混有溴蒸气，此时用AgNO3溶液对HBr的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在HBr中的溴蒸气？,【再思考】,1.Fe屑的作用是什么？,2.长导管的作用是什么？,3.为什么导管末端不插入液面下？,4.该实验中哪些现象说明苯与溴发生了取代反应而不是加成反应吗？为什么？,5.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使之恢复本来的面目？,用作催化剂,用于导气和冷凝回流（或冷凝器）,因溴化氢极易溶于水，防止倒吸。,锥形瓶内出现淡黄色沉淀，说明苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，说明它们发生了取代反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。,因未发生反应的溴溶解在生成的溴苯中。用碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。,此实验设计的缺陷是什么？如何改进？,要点深化苯的溴代反应实验注意问题(1)反应用的是液溴，而不是溴水。(2)制溴苯反应中，实际起催化作用的是FeBr3；2Fe3Br2=2FeBr3。(3)跟瓶口垂直的长玻璃管兼起导气和冷凝的作用。(4)导管出口不能伸入水中，因HBr极易溶于水，要防止倒吸。,(5)导管口附近出现的白雾是HBr遇水蒸气所形成的。(6)烧瓶中生成的溴苯因溶入溴而显褐色。提纯的方法是：将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中，振荡，溴苯比水密度大，沉在下层，用分液漏斗分离出溴苯。Br22NaOH=NaBrNaBrOH2O(7)粗溴苯提纯后，可进一步精制，其方法是水洗(除去可溶性杂质FeBr3等)，碱洗(除去Br2)，水洗(除去NaOH等)，干燥(除去H2O)，蒸馏(除去苯)。,2.硝化反应,苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60时生成一取代硝基苯，当温度升高至100110时则生成二取代产物间二硝基苯。,1.温度计的位置和作用？2.混酸如何配制？浓硫酸起什么作用？3.烧杯内水浴液面和试管内混合液的液面有何差别？4.试管塞上的玻璃直导管的作用？5.制得的产物不是无色，为什么？如何提纯硝基苯？6.浓硫酸能与苯反应吗？,工业制取环己烷的主要方法,2C6H6+15O212CO2+6H2O,冒浓的黑烟,3.加成反应,4.氧化反应（不能被酸性高锰酸钾氧化）,苯环结构比较稳定，易发生取代反应，而破坏结构的加成反应和氧化反应比较困难,易取代、难加成、能氧化,练习,1.下列关于苯分子结构的说法中，错误的是()A.各原子均位于同一平面上，6个碳原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构。B.苯环中含有3个C-C单键，3个C=C双键C.苯环中碳碳键的键长介于C-C和C=C之间D.苯分子中各个键角都为120o,B,2.下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是()A、苯是无色带有特殊气味的液体B、常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体C、苯在一定条件下能与溴发生取代反应D、苯不具有典型的双键所应具有的加成反应，故不可能发生加成反应,D,3某同学设计如右图装置制取少量溴苯，请回答下列问题：（1）该装置中导管a的作用，锥形瓶中的导管为什么不插入液面下？。b导管口有什么现象。原因。（2）上述反应发生