芳香烃（第2课时苯的同系物）【高效备课精研+知识精讲提升】 高二化学（沪科版2020选择性必修3）

第2课

芳香烃第2课时：苯的同系物第二单元苯的同系物及物理性质01苯的同系物的化学性质02石油的催化重整和煤的干馏煤的干馏：石油催化重整：芳香烃主要来源：→煤焦油→苯甲苯二甲苯苯、甲苯、二甲苯苯的同系物及物理性质苯的同系物及物理性质1.概念：只含有一个苯环，苯环上连结烷基。2.通式：CnH2n-6(n≥6)不饱和度＝4苯的同系物及化学性质物理性质：(2)随碳原子数的增大，熔沸点呈增大趋势，密度增大。(1)甲苯、乙苯、二甲苯等简单的苯的同系物，在通常情况下，与苯相似，均为无色液体，有特殊气味，密度小于水，不溶于水，易溶于有机溶剂，本身也是有机溶剂。苯的同系物及物理性质甲苯中六个碳原子共平面苯的同系物化学性质苯的同系物化学性质氧化反应实验现象：酸性KMnO4溶液褪色。苯的同系物化学性质【实验】苯及其同系物与酸性高锰酸钾溶液苯甲苯对二甲苯苯甲苯对二甲苯苯甲苯对二甲苯紫红色褪去紫红色不褪去苯的同系物化学性质苯的同系物中，不管侧链多长，只要侧链中直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，就能被酸性高锰酸钾溶液氧化，且每个侧链最终被氧化为一个“—COOH”。苯的同系物化学性质不能被高猛酸钾氧化。苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子才能被酸性

高锰酸钾溶液氧化。苯环α-C上有H！滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色的是甲苯。鉴别苯和甲苯的方法：苯的同系物化学性质【结论解释】甲苯与苯在氧化反应上的差异：事实：?与酸性KMnO4溶液不反应被酸性KMnO4溶液氧化H—CH3CH3—CH3苯环侧链烃基能被酸性KMnO4溶液氧化，这是苯环对烃基影响的结果。苯的同系物化学性质取代反应1、卤代反应：＋Cl2＋HClFeCl3或＋HCl＋Cl2光照＋HCl条件不同，取代位置不同苯环邻位和对位被甲基活化。苯的同系物化学性质取代反应2、硝化反应：＋HNO3浓硫酸30℃＋H2O或＋H2O＋HNO3浓硫酸60℃＋H2O与苯相比，甲苯较易发生取代反应，

主要得到邻硝基甲苯和对硝基甲苯两种一硝基取代产物。这是甲基对苯环影响的结果。苯的同系物化学性质2,4,6-三硝基甲苯＋3HNO3浓硫酸100℃＋H2O在更高温度下，一硝基甲苯中甲基邻位和对位的氢原子还能逐步被硝基取代，最终生成2,4,6—三硝基甲苯，简称三硝基甲苯（TNT）苯的同系物化学性质2,4,6—三硝基甲苯是淡黄色针状晶体，不溶于水，受热或撞击下依然稳定，但在敏感的引爆剂作用下，发生剧烈爆炸，是一种烈性炸药，在国防、开矿、建筑、兴修水利等方面有广泛应用，被称为“炸药之王”。苯的同系物及化学性质实验证明，苯及其同系物都不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。Br2/CCl4苯Br2/CCl4甲苯苯环中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键。反映决定加成反应催化剂△+3H2苯的同系物化学性质苯和甲苯化学性质实验的比较苯的同系物及化学性质(2)侧链对苯环的影响，使苯环上侧链相连的碳原子的邻、对位碳原子上的氢原子变得活泼。甲苯与硝酸在100℃反应时，生成三硝基甲苯，而苯与硝酸在100～110℃反应时才能生成二硝基苯。苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，使苯的同系物与苯的性质有不同之处：苯环与侧链的关系(1)苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而被氧化。苯的同系物被氧化时，不论它的侧链长短如何，氧化都发生在跟苯环直接相连的碳原子上。苯的同系物的化学性质取代基定位效应芳香族化合物在进行取代反应时，苯环上原有的取代基能够影响新进入的取代基的取代位置，这种效应称为取代基定位效应。如果苯环上已有烷基、羟基、卤原子等取代基，在取代反应中，新取代基主要进入这些取代基的邻位和对位。如苯环上的取代基为硝基、羧基等，在取代反应中，新取代基主要进入这些取代基的间位，形成间位取代产物。苯的同系物的化学性质在进行有机物合成时要充分考虑取代基定位效应。例如，用甲苯制备间硝基苯甲酸时，要先将甲基氧化为羧基，才能使硝基顺利进入间位。取代基定位效应下列能说明苯环对侧链的性质有影响的是(

)A．甲苯在100℃时与硝酸发生取代反应生成三硝基甲苯B．甲苯能使热的酸性KMnO4溶液褪色