第44讲-苯-芳香烃

====Word行业资料分享-可编辑版本-双击可删====苯芳香炷★复习重点1、 苯的结构、化学性质、用途；2、 苯的同系物的组成、结构、性质特点。★难点聚焦一、苯的物理性质无色、有特殊气味的液体，有毒；不溶于水、密度比水小；熔点5.5°C、沸点80.1°Co1、 装在无色试剂瓶中的苯并闻其气味。观察苯的颜色状态：是一种无色的液体，苯具有特殊的气味。2、 在一试管中加入ImL苯，另外加3mL水，振荡之后静置。观察现象：振荡时溶液混浊，静置后分层，在液面下1mL处有一明显界面。说明苯不溶于水；所加的ImL苯在上层，3mL水在下层，又表明苯的密度比水小。3、 设计一个实验，证明苯的熔点高于0°C!二、 苯的结构在两支试管中分别加入适量苯，然后向一试管中滴加酸性KM11O4溶液，向另一试管中滴加漠水，振荡试管，静置观察：两试管中溶液均分层，滴酸性KM11O4溶液的试管上层为无色的苯，下层为紫色的KM11O4酸性溶液，另一试管上层苯中呈橙色，下层变为无色。两支试管中的现象说明了什么？为什么苯和漠水混合振荡后苯层变为橙色？两试管中的颜色均没有褪去，说明苯不能使酸性KM11O4溶液褪色，既不能被酸性KM11O4溶液氧化，也不能和漠发生加成反应，不符合不饱和炷的特点。至于漠水和苯混合后苯层变为橙色是由于苯将漠从漠水中萃取出来的结果。苯的分子式为。6日6,从分子组成上看苯应该为一种不饱和炷，但苯又不能使酸性KM11O4溶液以及漠水褪色，这和烷炷的性质比较相符，那么苯分子该是一种什么样的结构呢？德国科学家凯库勒经过很长的时间研究，从一次梦中得到启发意识到苯分子应该是一个环状结构。（结构模型）HIA 八◎書—0V '| 凯库勒式注意：如果苯分子真如凯库勒式这样的结构，那么就应该能使两种溶液褪色，很显然与实验结果不符，所以凯库勒式不能真实地反应苯分子的结构。但我们还是习惯上沿用凯库勒式。可以肯定，苯分子为环状结构，这也正是凯库勒的贡献，但碳原子之间不是以单、双键交替结合的，苯分子里不存在一般的碳碳双键，苯分子里6个碳原子之间的键完全相同，这是一种介于单键和双键之间的独特的键。不难看出，苯分子里的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面上。为了表示苯的分子结构特点，常用下列结构式表示苯分子。芳香烃：是指分子里含一个或多个苯环的烃，简称芳烃。芳香烃只是沿用名而已，因大多数芳香类的化合物并没有芳香味，因此该名称没有实际意义。三、 苯的化学性质

====Word行业资料分享-可编辑版本-双击可删====苯不能使酸性KM11O4溶液褪色，表明苯不能被酸性KM11O4溶液氧化；也不能使漠水褪色，表明一般情况下也不能与漠发生加成反应，其化学性质比烯炷、焕炷稳定。但在一定条件下苯也能发生一些化学反应。首先，苯如大多数有机物一样可以燃烧，即可以发生氧化反应。1、苯的氧化反应燃烧时火焰明亮，伴有较浓的黑烟，因为碳燃烧不充分。占燃2CHfi+15Oo12CO.+6ROo66 2 2 2苯分子的环状结构使得环上的氢原子容易被其他原子或原子团所取代，因此使其具有了和烷炷相似的重要性质——取代反应。2、取代反应（1）苯与漠的反应反应物：苯和液漠（不能用漠水）n倦化剂n倦化剂十也 例1、漠苯是不溶于水、密度比水大的无色油状液体，漠苯中溶解了漠时显褐色，那么如何除去漠苯中溶解的漠?解析：用NaOH溶液洗涤,然后用分液漏斗分液，先流下的是较纯的漠苯，后流下的为NaOH解析：用NaOH溶液洗涤,（2）苯的硝化反应反应条件：催化剂浓硫酸,+ N奂N(K+HI)温度55°C~60°C（如何实现？用水浴加热的方法控制，用温度计来指示）迎應酸反应条件：催化剂浓硫酸,+ N奂N(K+HI)A注意：在往反应容器中添加反应物和催化剂时，添加试剂的顺序应该是浓硝酸、浓硫酸、苯。苯应等到浓硝酸与浓硫酸混合液冷却后再逐滴加入，以防浓硫酸溅出，且可以防止副反应发生。（3）苯的磺化反应反应条件：温度70°C~80°C,不必加催化剂主要生成物：苯磺酸（《一^―SO.H）O+HO-SO.H三《A&NH+HQ*硫酸分子中的—so3h原子团叫做磺酸基，由磺酸基取代了苯分子中氢原子的反应称为磺化反应，同样在上述条件下苯分子也只有一个氢原子被取代，磺化反应也属于取代反应，与漠苯、硝基苯相比，苯磺酸易溶于水。3、苯的加成反应苯环上的碳原子之间的化学键是一种介于C—C单键和C==C双键之间的一种特殊的键，既然它能像甲烷那样能发生取代反应，那么它也应该能像烯炷那样发生加成反应，前边已经证实其不能使漠水褪色，即一般不易加成，但在特殊的条件下，苯仍能发生加成反应。::Word行业资料分享一一可编辑版本一一双击可删====从结构上不难看出，环己烷像烷炷一样饱和，故其化学性质与烷炷相似。至此，我们可以这样来归纳苯的化学性质：易燃烧，但其他氧化反应一般不能发生；易取代、难加成。小结：苯分子中碳碳原子结合是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，所以其化学性质就既能像烷炷那样易发生取代反应如与漠的取代、硝化反应、磺化反应等，也能像烯炷那样发生加成。四、苯的同系物苯分子中的一个或几个氢原子被烷基取代的产物苯环上的1个H被C%—取代后就成了甲苯，甲苯的分子式就为C7H8,同理二甲苯的分子式为CgH］。,它们分子里就都含有一个苯环结构，它们都是苯的同系物。当然由于同分异构体的因素，二甲苯的分子式为。8斗0,但分子式为。8鸟0的物质不一定为二甲苯，如乙苯的分子式也为。8斗0,也是苯的同系物。1、苯的同系物的通式为CH,6(检6) fHa从形式上看当苯分子里的1个氢原子被甲基取代后生成甲苯\),若2个氢原子被甲基取代后，生成二甲苯，那么大家从同分异构体的角度分析，二甲苯的结构简式不是惟一的。有如下三种：对一二甲苯沸点：138.4°C对一二甲苯沸点：138.4°C&CH,邻一二甲苯 间一二甲苯沸点：144.4°C 沸点：1391C2、苯的同系物的分子结构特点分子中都含有一个苯环，侧链的取代基为烷基。取三支试管，其中一个加2mL苯，另一个加2mL甲苯，第三个中加2mL二甲苯，然后各加入3滴酸性KM11O4溶液，用力振荡，然后面向大家展示，观察现象：在苯中酸性KM11O4溶液未褪色，在甲苯、二甲苯中酸性KMnO4溶液褪色。说明了苯不能被酸性KM11O4溶液氧化，而甲苯、二甲苯能被酸性KM11O4溶液氧化。这表明苯环和侧链的相互影响使苯的同系物的性质发生明显的变化。应该注意甲苯、二甲苯被酸性KM11O4溶液氧化，被氧化的是侧链，即甲基被氧化。类似的氧化反应，都是苯环上的烷基被氧化，这也是苯环对烷基影响的结果。3、苯的同系物的化学性质由于侧链炷基的影响，使得苯环上的氢更容易被取代了，如甲苯易发生硝化反应。取代反应苯环发生取代

耕8L耕8L△■+3出。苯环上有三个氢被硝基取代，分别是与甲基相邻的两个氢以及与甲基相对的1个氢被硝基取代。 三硝基甲苯，严格讲应叫2、4、6一三硝基甲苯俗称梯恩梯（TNT）,是一种淡黄色的晶体，不溶于水,它是一种烈性炸药，广泛用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。CH3 光3+ciCH3 光3+ci2-光CH2C1+HC1O （2）苯的同系物也能像苯那样发生加成反应，但较困难。+3H2+3H2催化剂—ch ►3（3）氧化反应「I+6KMnO「I+6KMnO4+9H2SO4COOH * +3仲4+6MnSO4+14H2O 例2：能说明苯分子中的碳碳键不是单双键交替的事实是（B）★例题精讲 例3、实验室制备硝基苯的主要步骤如下：配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸，加入反应器中； 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； 在50°C—60°C下发生反应，直至反应结束； 除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，然后再用蒸馏水洗涤； 将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。 填写下列空白： ⑴配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时，操作注意事项是 。 ⑵步骤③中，为了使反应在50C—60CT进行，常用的方法是 。⑶步骤④中洗涤，分离粗硝是苯应使用的仪器是 。⑷步骤④中粗产品用5%的NaOH溶液洗涤的目的是 。 ⑸纯硝基苯是无色，密度比水 （填“小”或“大”），具有 气味的油状液体。 分析：该题主要是对制取硝基苯实验的操作过程、步骤、现象的考查。 解：（1）先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却。（2）将反应器放在50C—60C 的水浴中加热。（3）分液漏斗。（4）除去产品中残留的酸。（5）大，苦杏仁。C1C1====Word行业资料分享-可编辑版本-双击可删==== 例4、二甲苯苯环上的一漠化物共有6种，可用还原的方法制得3种二甲苯，它们6种漠的二甲苯的熔点234°C206°C213.8°C204°C214.5°C205°C对应还原的二甲苯的熔点13C-54C-27C-54C-27C-54C 由此推断熔点为234°C的分子结构简式为 ，熔点为-54C的分子结构 的熔点分别列于下表： 简式为 分析：二甲苯有三种同分异构体:（对二甲苯）,（邻二甲苯）、这三种同分异构体苯环上的一漠代物分别有H3-CH.3CHi（间二甲苯）、 分析：二甲苯有三种同分异构体:（对二甲苯）,（邻二甲苯）、这三种同分异构体苯环上的一漠代物分别有H3-CH.3CHi（间二甲苯）、 对照上表数据可以看出：熔点为13C的 二甲苯苯环上一漠代物的同分异构体有一种，则该物质为 ；熔点为-54C的二甲苯苯环上的一漠代 二甲苯苯环上一漠代物的同分异构体有一种，则该物质为 ；熔点为-54C的二甲苯苯环上的一漠代 物有三种，则该物质为 ;熔点为-27C的二甲苯的苯环的一漠代物有二种，则该物为答:答:例3实验室用漠和苯反应制取漠苯，得到粗漠苯后，要用如下操作精制：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④10%NaOH溶液洗；⑤水洗。正确的操作顺序是（）。（A）①②③④⑤ （B）②④⑤③①（C）④②③①⑤ （D）②④①⑤③ 选题目的：a.复习巩固漠与苯的反应；b.考查物质的鉴别和提纯。

====Word行业资料分享-可编辑版本-双击可删====K解析』粗漠苯中主要含有漠、苯、漠化铁等杂质，先用水洗，FeB%溶于水而被洗去；再用NaOH溶液洗，漠与NaOH溶液反应生成易溶于水的盐（NaBr、NaBrO）而被洗去；第二次用水洗时有效地除去残存在有机物中易溶于水的杂质；干燥时少量的水被除去，最后蒸偶时将漠苯中的苯分离出去（利用两者沸点的差异）。故答案为（B）oK评注』解题的关键是：①干燥一定应在水洗之后，否则会重新带进水分。②蒸馅是分离苯和漠苯的有效方法，该步骤需在其他杂质除去之后进行，故应在操作顺序的最后。例4、合成相对分子质量在2000-50000范围内具有确定结构的有机化合物是一个新的研究领域。1993年报道合成了两种炷A和B,其分子式分别为C]]34H]]46和C]398H]278。B的结构跟A相似，但分子中多了一些结构为 的结构单—CB分子比A分子多了—个这样的结构单元（填写数字）。【解析】分析苯乙炔基的结构单元，可知苯乙炔基的组成为C8H4o从C8H4的碳或氢原子数出发，很容易得出B分子比A分子多了13981134=33或12781146=33个结构单元。8 4〖评注〗密切联系最新科研成果是信息给予题的重要特点之一，目的在于考查学生运用已掌握的知识处理新信息的能力。从本题的难易程度看，应是较容易的试题。只要扎实地打好基础，认真地读题、审题,正确、熟练地进行知识迁移，信息给予题是不难解答的。★实战演练（2003年春季高考理综题）某些不合格的建筑装饰材料，会慢慢释放出浓度过高、影响健康的气体,这些气体最常见的是二氧化氮 B.二氧化硫 C.一氧化碳 D.甲苯等有机物蒸气和甲醛（2002年春季高考题）充分燃烧某液态芳香烃X，并收集产生的全部水，恢复到室温时，得到水的质量跟原芳香烃X的质量相等。则X的分子式是（相对原子质量：H1,C12,O16）hhhh1014111612181320（2000年高考理综题）实验室用漠和苯反应制取漠苯,得到粗漠苯后，要用如下操作精制：①蒸馏、正确的操作顺序是A.①②③④⑤B.②④⑤③① C.④②③①⑤D.②④①⑤③12H12得到粗漠苯后，要用如下操作精制：①蒸馏、正确的操作顺序是A.①②③④⑤B.②④⑤③① C.④②③①⑤D.②④①⑤③12H12的物质A的结构简式为代物有九种A苯环同分异构体，由此推断A苯环上的四漠代物的异构体的数目有A.9种B,10种C,11A.9种B,10种C,11种ClD.12种C1HsN—PlNH,HsN—PlNH,具有抗癌作用，而NH没有抗癌作用，对此下列叙述正确的是两者互为同分异构体，都是以Pt原子为中心的四面体结构两者互为同分异构体，都是以Pt原子为中心的平面结构====Word行业资料分享-可编辑版本-双击可删==== 两者为同一物质，都是以pt原子为中心的四面体结构 两者为同一物质，都是以Pt原子为中心的平面结构 所有碳原子都可能在同一平面上 最多只可能有9个碳原子在同一平面上 有7个碳原子可能在同一直线上只可能有5个碳原子在同一直线上 7.某共价化合物含C、H、N三种元素，已知其分子内的4个N原子排列成内空的四面体结构，且每两 所有碳原子都可能在同一平面上 最多只可能有9个碳原子在同一平面上 有7个碳原子可能在同一直线上只可能有5个碳原子在同一直线上 7.某共价化合物含C、H、N三种元素，已知其分子内的4个N原子排列成内空的四面体结构，且每两 个N原子间都有1个碳原子，而无C—C、C==C、C三C键，则该化合物的化学式是A.C6H12N4B.C4H8N4 8.将苯和漠水混合，充分振荡后静置,C.C6HwN4D.C6H8N4用分液漏斗分出上层液体于一试管中。若向其中加入一种试剂, 可发生反应并产生白雾，这种试剂可以是2SO3B.FeBr3 F列物质是苯的同系物的是C.Zn粉D.Fe粉9.二、非选择题（共55分）（12分）现有C%、C2H4>C2H2>C6H6四种炷，①当它们的物质的量完全相等时，完全燃烧耗。2最多的是 ，生成CO2最少的是 ，生成H2O最少的是 ；②当它们的质量相等时，完全燃烧耗o2最少的是 ,生成CO2最少的是 ,生成H2O最多的是 。（10分）氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：CH,反应②试荆②()2NCOOGHsCl囂£CH反应③*(B)KMnOq或KnCrOj+H*_反应④_%HsOH+H+整交换反应 (CeHs)2NCH2CH2QH+H+*:Word行业资料分享-可编辑版本-双击可删: 反警）- ,小、酸化或成盐反应反警） h2n&+HC1或催化剤*H? h2n-COOCHaCH!N(CsH02-HC1(氯普鲁卡因盐酸盐）请把相应反应名称填入表中，供选择的反应名称如下：氧化、还原、硝化、磺化、氯代、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解反应编号①②③④⑥反应名称 12.（12分）A〜D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图。（1）请从①〜⑧中选出必须使用温度计的实验，把编号填入最适宜的装置图A〜C下的空格中（多选要倒扣分）。①酒精和浓硫酸混合物加热制乙烯②电石跟水反应制乙炔 分离苯和硝基苯的混合物苯和漠的取代反应石油分馏实验浓盐酸和二氧化锰混合物加热制氯气 测定硝酸钾在水中的溶解度食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢（2）选用装置D做苯的硝化实验，D中长玻璃管的作用是 。13.（10分）有机物中碳的价键结合是否达到饱和，通常用“不饱和度”表示，又称“缺氢指数”，例如丙烷、丙烯、苯的不饱和度分别为0、1、4,根据以上信息回答： （1）用于制造隐形飞机的某种具有吸收微波功能的物质其主要成分为硫环烯、结构式可表示为: 其化学式为 ,不饱和度为 ::Word行业资料分享一一可编辑版本一一双击可删========Word====Word行业资料分享-可编辑版本-双击可删==== （2） 已知某炷的化学式为CH（mM2〃+2）,其不饱和度应当是。 （3） 已知某烃分子中有8个氢原子，不饱和度为5,其化学式为 ,若此烃的碳原子都 以单键相结合，且只有一种碳一碳一碳键角，结构式可表示为 。 （5分）苯环上原有取代基对苯环上再导入另外取代基的位置有一定影响。其规律是（1）苯环上新 导入的取代基的位置主要决定于原有取代基的性质；（2）可以把原有取代基分