第二节芳香烃

第二节芳香烃授课人：董啸一、苯的结构和性质

1、苯的分子结构苯分子中的六个碳原子构成一个正六边形，六个碳原子和六个氢原子都在一个平面上，碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊键。苯的物理性质颜色：无色气味：特殊气味状态：液态熔点：5.5℃沸点：80.1℃密度：比水小毒性：有毒溶解性：不溶于水,易溶于有机溶剂。2、苯的物理性质【展示】苯的实物，让学生直接观察苯的颜色和状态。【实验1】：将装有苯的试管放入到冰水混合物中，观察试管中的变化。【实验2】：将苯与水混合于试管，振荡、静置后观察现象，认识苯的溶解性。【归纳】苯是一种无色、有特殊气味的有毒液体，不溶于水且比水轻、熔沸点低。3、苯的化学性质（1）苯的氧化反应①燃烧：2C6H6+15O2→12CO2+6H2O②氧化：苯中加入酸性高锰酸钾溶液【现象】火焰明亮，放出黑烟，与乙炔燃烧现象相同。苯不能使酸性高锰酸钾褪色，说明苯不能被酸性高锰酸钾氧化。【思考与交流】比较甲烷、乙烯、乙炔和苯的燃烧现象，分析乙烯、乙炔火焰明亮的原因以及乙炔、苯燃烧产生黑烟的原因。

乙烯、乙炔和甲烷相比含碳量高，燃烧时产生水少，燃烧火焰明亮，有较多黑烟。乙炔和苯的含碳量相同，但是乙炔是气体，且分子中原子个数少，比苯燃烧稍充分。（2）苯的取代反应

在一定条件下，苯易与液溴、硝酸和硫酸发生取代反应，部分具备饱和烃的性质。①苯与溴的取代——苯的溴代【学生活动1】根据苯与溴发生反应的条件，请你设计制备溴苯的实验方案。溴苯.DAT【具体做法】实验步骤：把苯和少量液态溴放在烧瓶里，同时加入少量铁屑作催化剂。用带导管的瓶塞塞紧瓶口，跟瓶口垂直的一段导管可以兼起冷凝器的作用。在常温时，很快就会看到，在导管口附近出现白雾（由溴化氢遇水蒸气所形成）。反应完毕后，向锥形瓶内的液体里滴入AgNO3溶液，有浅黄色溴化银沉淀生成。把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色不溶于水的液体。不溶于水的液体是溴苯，它是密度比水大的无色液体，由于溶解了溴而显褐色。注意事项：长管管口接近水面，但不接触，防止倒吸。苯,溴,铁顺序加药品(强调:是液溴,不是溴水,苯与溴水只萃取,不反应。铁粉的作用：催化(真正的催化剂是FeBr3)。①苯只能与液溴发生取代，不能与溴水发生取代。此取代反应需要使用铁粉或溴代铁作催化剂。②溴苯为无色不溶于水的液体，但实验中由于溴苯中混有溴而带有颜色。分离提纯溴苯的方法：向反应混合物中加入NaOH溶液，充分振荡静置后分液，取下层溶液。③解释苯溴代反应装置中长导管的作用：冷凝回流。使蒸发的苯与溴冷凝回流到容器中。②苯的硝化反应：

硝基苯是无色有苦杏仁味的油状液体，密度比水大,有毒。硝基苯的用途：将其还原得苯胺，苯胺用于制造染料和农药。【学生活动2】根据苯与浓硝酸发生反应的条件，请你设计制备硝基苯的实验方案。硝基苯.DAT玻璃管实验步骤：

①配制混和酸：先将1.5mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却。②向冷却后的混酸中逐滴加入1mL苯，充分振荡，混和均匀。③将大试管放在50~60℃的水浴中加热约10min。④将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物生成，用分液漏斗分离出粗硝基苯。⑤粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。若将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，可得纯硝基苯。蒸馏应在通风柜或通风良好处进行。注意事项：①水浴;温度计位置;水浴的水面高度（反应装置中的温度计，应插入水浴液面以下，以测量水浴温度。）②药品加入的顺序:先浓硝酸再浓硫酸冷却到50-60℃再加入苯。③水浴温度:50-60℃(温度高苯挥发,硝酸分解),水浴加热。③苯的磺化反应：苯磺酸：苯磺酸是一种有机酸，溶于水，具有酸的通性。注：反应物是苯与浓硫酸，反应条件共热至70－80℃。（3）苯的加成反应苯部分表现出碳碳双键的性质，在特定条件下仍能发生加成反应，如与氢气的加成。+3H2Ni+3Cl2催化剂ClClClClClClHHHHHH比较甲烷、乙烯、乙炔和苯：二、苯的同系物1、苯的同系物：（1）基本概念：芳香烃概念：凡分子中含有苯环的烃。苯的同系物：分子中有一个苯环，且侧链上只连接饱和烃基的烃。关系：苯的同系物属于芳香烃。（2）苯的同系物的通式：CnH2n-6（3）常见苯的同系物：请同学们确定三甲苯可能的同分异构体。（1）苯的同系物的氧化反应：①燃烧氧化时，现象同苯的燃烧，火焰明亮，放出浓烟。②苯的同系物可被氧化剂酸性KMnO4所氧化，不论侧链多长，均被氧化为苯甲酸。但苯不能被氧化。2、苯的同系物的化学性质COOHKMnO4H+CH2、苯的同系物的化学性质（2）取代反应：苯的同系物与苯一样可发生取代反应，如卤代、硝化等。

2，4，6－三硝基甲苯又称TNT，淡黄色针状晶体，不溶于水，是一种烈性炸药，广泛应用于国防、开矿、筑路等。浓硫酸△

+3HNO3+3H2O活学活用请分别写出乙苯和三种二甲苯分别与浓硝酸和浓硫酸的混合溶液反应的方程式。特别说明

①苯的同系物与氯气，在光照时主要发生侧链上的取代反应；在Fe3+催化时，主要发生苯环上的取代反应。②烯烃的同系物与氯气直接反应，则主要发生不饱和碳原子上的加成反应，若光照则主要发生饱和碳原子上的取代反应。活学活用①请分别写出甲苯和三种二甲苯分别与氯气在光照和三氯化铁催化作用下的第一步反应反应的方程式。②请分别写出丙烯与氯气在不同条件下反应的化学方程式。2、苯的同系物的化学性质（3）加成反应催化剂△+3H2【学与问】通过比较苯和甲苯分别与酸性KMnO4以及硝化反应的条件及反应产物，试分析它们有什么不同？你能得到什么启示？【分析】苯环和烃基相互影响。苯环的存在使-CH3变得活泼了,乙烷中有-CH3,但不能使高锰酸钾溶液褪色,但甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,-CH3被氧化了。-CH3的存在,使苯环更易发生取代反应，甲苯与浓硫酸浓硝酸共热时苯环上的三个H原子都被取代。

〖结论〗在苯的同系物中苯环与侧链的相互影响，导致苯的同系物的化学性质比苯活泼，容易发生取代反应和氧化反应。比较苯和甲苯：【小练习】1、苯的同系物取代产物种类的确定（1）试确定甲苯一氯取代产物的种类。（2）试确定对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯的一氯取代产物的种类。（3）一式量为43的烃基与苯基可形成的化合物有哪几种？2、写出下列化学方程式(1)甲苯与氢气(2)苯乙烯与溴水,加聚,过量的氢气3、用化学方法来鉴别下列各组物质：(1)苯和乙苯(2)已烷和已烯(3)苯、甲苯、乙烯三、芳香烃的来源及其应用【思考与交流】请同学们查阅有关资料，了解芳香烃的来源及其应用。【归纳】（1）来源：芳香烃的主要来源是石油裂解后的小分子脂肪烃催化重整以及煤焦油的分馏。（2）应用：化工原料。【资料卡片】稠环芳香烃简介

由两个或两个以上的苯环以共用两个相邻碳原子的方式形成的芳香烃叫做稠环芳香烃。常见的简单稠环芳烃有萘、蒽、菲等。萘，蒽，菲，这类不饱和度很大的，易取代，难加成。稠环是多环有机物中的一种。萘：分子式C10H8,白色,易挥发并有特殊气味的晶体。从炼焦的副产品煤焦油中大量生产,而用于合成染料等。通常的卫生球就是用萘制成的，现已禁用。蒽：一种含三个环的稠环芳烃，分子式C14H10。蒽的三个环的中心在一条直线上，是菲的同分异构体。蒽为无色片状晶体，容易升华，不溶于水,难溶于乙醇，易溶于热苯。它存在于煤焦油中。蒽是生产燃料的重要原料。菲：分子式C14H10，无色、有荧光、单斜形片状的晶体。可用于合成树脂、植物生长激素、染料和农药等方面。【小资料】苯的毒性苯有毒，对中枢神经和血液有较强的作用。严重的急性苯中毒可以引起抽搐，甚至失去知觉。慢性苯中毒能损害造血功能。长期吸入苯及其同系物的蒸气，会引起肝的损伤，损坏造血器官及神经系统，