课件第三章有机化学第二节来自石油和煤两种基本化工原料(第三课时)

19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明，煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了一种无色油状液体——苯。

MichaelFaraday

(1791-1867)第一页，共33页。来自于煤的苯

是一种无色、有毒、有特殊气味、不溶于水的液体，比水轻。1、苯分子结构探究

1825年，英国科学家法拉第在煤气灯中首先发现苯，并测得其含碳量，确定其最简式为CH；1834年，德国科学家米希尔里希制得苯，并将其命名为苯；之后，法国化学家日拉尔等确定其分子量为78，分子式为C6H6。第二页，共33页。［思考与交流］

1.根据苯的分子式，它属于饱和烃还是不饱和烃？为什么？2.根据饱和烃的通式，苯的不饱和度如何？3.可能有多少双键数？叁键数？4.写出可能的结构简式。第三页，共33页。苯分子可能的结构(一)(1)CHC—CH2—CH2—CCH(2)CH3—CC—CC—CH3(3)CH2CH—CH2—CH2—CCH2

(4)CH2CCH—CHCCH2

(5)CHC—CH2—CH2—CCH第四页，共33页。【思考与交流】

若苯分子为上述结构之一，则其应该具有什么重要化学性质？可设计怎样的实验来证明？1.能否使溴水褪色(发生加成反应)?2.能否使高锰酸钾酸性溶液褪色(发生氧化反应）？第五页，共33页。【学生探究实验】实验现象：苯不能使Br2水或KMnO4褪色，结论：苯与不饱和烃的性质有很大区别。苯分子的结构中不存在碳碳双键或碳碳三键。第六页，共33页。

通过上面实验我们否定了苯的链状结构。苯分子的结构究竟如何，这在十九世纪是个很大的化学之谜。若苯分子是环状结构，试画出可能的结构。苯分子的可能结构（二）

象“打开的书”“三棱柱烷”

第七页，共33页。蛇形苯环图第八页，共33页。猴环苯分子图第九页，共33页。但这些结构又被实验一一推翻了，直到1865年德国化学家凯库勒终于发现了苯的结构。凯库勒发现苯环结构的传奇-----“梦的启示”请同学们阅读课本71页。正如他说的：到达知识高峰的人，往往是以渴求知识为动力，用毕生精力进行探索的人，而不是那些以谋取私利为目的的人。

凯库勒发现苯分子是环状结构的过程，富有传奇色彩。凯库勒能够从梦中得到启发，成功地提出结构学说，并不是偶然的，这与他本人具有广博而精深的化学知识、勤奋钻研的品质和执着追求的科学态度是分不开的。第十页，共33页。19世纪德国著名化学家凯库勒对苯的结构做了深入研究。由于苯的一溴代物只有一种，他想到苯可能是一种环状结构。凯库勒关于苯的第一张结构图是可简写为苯的结构简式凯库勒式苯环结构的演绎第十一页，共33页。苯的结构式：CCCCCCHHHHHH结构简式：你认为苯有哪些成键特点？请设计实验证明。凯库勒式第十二页，共33页。C—C1.54×10-10mC=C1.33×10-10m

结构特点：a、平面结构；b、碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键。第十三页，共33页。球棍模型第十四页，共33页。比例模型第十五页，共33页。小结：苯的组成及结构２.苯的结构特点：苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键。1.苯的组成：Ｃ6Ｈ6

分子为平面结构，所有原子均在同一平面上；键角120°，键长1.40×10-10m第十六页，共33页。表示苯的结构由于习惯，凯库勒式仍使用苯的分子结构可表示为：第十七页，共33页。苯的特殊结构苯的特殊性质饱和烃不饱和烃取代反应加成反应性质预测芳香烃含有一个或多个苯环的碳氢化合物叫芳香烃，简称芳烃，苯是最简单、最基本的芳烃。第十八页，共33页。三、苯的化学性质

苯的性质比烯烃、炔烃稳定，一般情况下不能被酸性高锰酸钾氧化，也不能与溴发生加成反应。但在一定条件下，由于苯环中碳碳键的特殊性（介于单键与双键之间），苯可以发生某些反应（取代与加成）。第十九页，共33页。(1)溴代反应a、反应原理：b、反应装置：c、反应现象：1

取代反应

导管口有白雾，锥形瓶中滴入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀；

烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部出现油状的褐色液体。

无色液体，密度大于水溴苯催化剂：FeBr3第二十页，共33页。(2)硝化反应纯净的硝基苯：无色而有苦杏仁气味的油状液体，不溶于水，密度比水大。硝基苯蒸气有毒性。a、如何混合浓硫酸和硝酸的混合液？一定要将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中，并不断振荡使之混合均匀。硝基苯b、本实验应采用何种方式加热？水浴加热，便于控制温度。第二十一页，共33页。（3）磺化反应70～80℃水浴加热2.加成反应环己烷第二十二页，共33页。

注意：苯不能与溴水发生加成反应（但能萃取溴而使水层褪色），说明它比烯烃难进行加成反应。2加成反应C6H6+3Cl2→C6H6Cl6（六六六）第二十三页，共33页。3氧化反应：不能被高锰酸钾氧化(溶液不褪色)，但可以点燃。2C6H6+15O212CO2+6H2O点燃现象：火焰明亮，有浓烟，与乙炔燃烧现象相同。2、易取代，难加成。总结苯的化学性质（较稳定）：1、难氧化（但可燃）；第二十四页，共33页。烷烃烯烃苯与Br2作用Br2试剂反应条件反应类型与酸性KMnO4作用点燃现象结论纯溴溴水纯溴光照取代加成催化剂取代现象结论不褪色褪色不褪色不被酸性KMnO4溶液氧化易被酸性KMnO4溶液氧化苯不被酸性KMnO4溶液氧化火焰颜色浅，无烟火焰明亮，有黑烟火焰明亮，有浓烟含碳量低含碳量较高含碳量高第二十五页，共33页。㈣苯的用途及危害

室内环境中苯的来源主要是燃烧烟草的烟雾、溶剂、油漆、染色剂、图文传真机、电脑终端机和打印机、粘合剂、墙纸、地毯、合成纤维和清洁剂等。

短时间内吸入高浓度苯蒸汽可发生急性苯中毒，出现兴奋或酒醉感，伴有黏膜刺激症状。轻则头晕、头痛、恶心、呕吐、步态不稳；重则昏迷、抽搐及循环衰竭直至死亡；短期内吸入较高浓度苯后可发生亚急性苯中毒，出现头昏、头痛、乏力、失眠、月经紊乱等症状，并可发生再生障碍性贫血、急性白血病，表现为迅速发展的贫血、出血、感染等。长期接触苯会对血液造成极大伤害，引起慢性中毒。苯可以损害骨髓，使红血球、白细胞、血小板数量减少，并使染色体畸变，从而导致白血病，甚至出现再生障碍性贫血。苯可以导致大量出血，从而抑制免疫系统的功用，使疾病有机可乘。有研究报告指出，苯在体内的潜伏期可长达12-15年。

苯中毒对身体的危害归结为3种：致癌、致残、致畸胎。第二十六页，共33页。练习：1.下列说法中能说明苯不是单双键交替结构的是()A.苯的一溴代物无同分异构体B.苯的邻二溴代物无同分异构体C.苯的对二溴代物无同分异构体D.苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色2.下列关于苯的叙述中正确的是()A．苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料B．苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃C．苯分子中6个碳碳化学键完全相同D．苯可以与溴水、高锰酸钾溶液反应而使它们褪色BC第二十七页，共33页。练习3与ClClClCl____(是，不是)同一种物质，理由是____________________________是苯环的碳碳键完全相同。第二十八页，共33页。练习4将溴水与苯充分混合振荡，静置后观察到的现象是_________________________________这种操作叫做_____。欲将此液体分开，必须使用到的仪器是________。将分离出的苯层置于

一试管中，加入某物质后可产生白雾，这种物质是_____________，反应方程式是___________溶液分层；上层显橙色，下层近无色萃取分液漏斗Fe(或FeBr3)+Br2

FeBr3Br+HBr第二十九页，共33页。练习：5．苯是一种

色、

气味的

体，

溶于水，其分子式为

，结构式为

。6.下列反应中，属于加成反应的是（）。A.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色B.将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色C.乙烯使溴水褪色D.甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失第三十页，共33页。7.能够证明苯分子中不存在碳碳单、双键交替排布的事实是（）。A.苯的一溴代物没有同分异构体B.苯的间位二溴代物只有一种C.苯的对位二溴代物只有一种D.苯的邻位二溴代物只有一种

第三十一页，共33页。8．实验室制备硝基苯的主要步骤如下：

①配制一定比例的浓H2SO4与浓HNO3的混合酸，加入反应器中；

②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀；

③在50～60℃下发生反应，直至反应结束；

④除去混合酸后，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；

⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯净硝基苯。第三十二页