第二节 芳香烃苯及苯的同系物

8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物新课标人教版选修五《有机化学基础》第二章

烃和卤代烃第二节芳香烃苯及苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物历史含义：具有香味的物质现代含义：含苯环的有机化合物现实意义：名称沿用芳香烃：含苯环的碳氢化合物,

简称又称“芳烃”苯的同系物：苯的苯环上氢原子被

烷基代替而得到的芳烃。

芳香族化合物芳香族化合物芳香烃苯及苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物

一、苯C6H6

从苯的分子组成看，高度不饱和，苯是否具有不饱和烃的典型性质？分子式思考：1mLKMnO4酸性溶液2mL苯振荡（

）1mL溴水振荡（

）2mL苯紫红色不褪去橙黄色不褪去而转移到苯层1、苯的结构8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物（苯的凯库勒式）HCH

CCHC

HC

HH

C结构式结构简式

一、苯8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物苯分子的比例模型和球棍模型

一、苯8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物

一、苯苯分子具有平面正六边形结构。

1、6个碳原子、6个氢原子均在同一平面上。

2、各个键角都是120。O3、苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键。因此常用来表示苯分子。苯的结构使苯的性质比烯烃稳定。8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物

1、证明苯分子中不存在单双键交替的理由是（）（A）苯的邻位二元取代物只有一种

（B）苯的间位二元取代物只有一种

（C）苯的对位二元取代物只有一种

（D）苯的邻位二元取代物有二种A练一练8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物2、下列物质中所有原子都有可能在同一平面上的是（

）(A)(B)(C)(D)BCCH=CH2CH3Cl

一、苯8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物2、苯的物理性质液体分成两层2mL水1mL苯振荡（

）1mL碘水振荡、静置（）液体分成两层，上层呈紫红色，下层几乎无色

苯是无色，有特殊气味的有毒液体，熔点5.5℃，沸点80.1℃

，易挥发，比水轻，不溶于水，是重要的有机溶剂。

一、苯8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物3、苯的化学性质1、氧化----在空气中燃烧

2C6H6+15O212CO2+6H2O点燃苯燃烧时发生明亮带有浓烟的火焰。2、取代反应（1）卤代反应---苯跟溴的反应+Br2FeBr+HBr↑*溴苯是密度比水大的无色液体8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物实验：苯跟溴的取代反应实验方案（1）卤代反应---苯跟溴的反应8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物问题1：导管口为什么在液面上？问题2：什么现象说明发生了取代反应？问题3：怎样除去无色溴苯中所溶解的溴？溴化氢易溶于水，防止倒吸。导管口有白雾。锥形瓶里滴入硝酸银溶液后生成浅黄色沉淀，说明苯跟溴反应时苯环上的一个氢原子被溴原子取代，生成溴化氢。用氢氧化钠溶液洗涤，用分液漏斗分液。（1）卤代反应---苯跟溴的反应8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物注意：1、铁粉起催化剂的作用（实际上是FeBr3)2、长导管的作用：一是导气，二是冷凝回流8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物1.烧瓶中的试剂顺序能够颠倒吗？为什么？能用浓溴水代替液溴吗？为什么？2.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？3.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？4.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】8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物苯与溴的反应

设计制备溴苯实验方案——改进8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物某化学课外小组用右图装置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。

(1)写出A中反应的化学方程式_____________________________；(2)观察到D中的现象是______________________________；(3)实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，目的是______________________，写出有关的化学方程式______________________________；8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物(4)C中盛放CCl4的作用是______________________________。(5)能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中加入_________溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入__________，现象是_________________________。8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物（2）苯的硝化反应

在一个大试管里，先加入1.5毫升浓硝酸和2毫升浓硫酸，摇匀，冷却到50—600C以下，然后慢慢地滴入1毫升苯，不断摇动，使混和均匀，然后放在600C的水浴中加热10分钟，把混和物倒入另一个盛水的试管里。硝基苯为无色、具有苦杏仁味的油状液体，密度大于水[实验方案和装置图]+HO—NO2—NO2+H2O50—600C浓硫酸8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物注意：①浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到50-60℃以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，因为反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸在70-80℃时会发生反应。②什么时候采用水浴加热：需要加热，而且一定要控制在100℃以下，均可采用水浴加热。如果超过100℃，还可采用油浴（0～300℃）、沙浴温度更高。8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物⑤为提纯硝基苯，一般将粗产品依次用

蒸馏水和NaOH溶液洗涤。④不纯的硝基苯显黄色③温度计的位置，必须悬挂在水浴中。

（因为溶有NO2）而纯净硝基苯是无色，有苦杏仁味，比水重，油状液体。8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物（3）磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反应）小结：易取代、难加成、难氧化+H2O

（苯磺酸）+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H3、苯的加成反应

3+H2催化剂△环己烷8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物3.下列区别苯和己烯的实验方法和判断，都正确的是：

A．分别点燃，无黑烟生成的是苯。

B．分别加水振荡，能与水起加成反应生成醇而溶解的是己烯。

C．分别加溴水振荡，静置后水层红棕色消失的是己烯。

D．分别加入酸性KMnO4溶液，振荡，静置后水层紫色消失的是己烯。8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物4.实验室制硝基苯时，正确的操作顺序应该是()A.先加入浓硫酸，再滴加苯，最后滴加浓硝酸B.先加入苯，再加浓硝酸，最后滴入浓硫酸C.先加入浓硝酸，再加入浓硫酸，最后滴入苯D.先加入浓硝酸，再加入苯，最后加入浓硫酸8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物在分子中，处于同一平面上的原子最多有（）A．12个B．14个C．18个D．20个CH3CH=CH—CC—CH38/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物

二、苯的同系物苯的苯环上氢原子被烷基代替而得到的芳烃。CH3|CH2CH3|CH3|

|CH3

|CH3CH3|CH3CH3H3CH3C甲苯(C7H8)乙苯(C8H10)对二甲苯(C8H10)六甲基苯(C12H18)只含有一个苯环，且侧链为C-C单键的芳香烃。2.通式：CnH2n-6

(n≥6)1.苯的同系物：8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物下列属于苯的同系物的是（）

D

二、苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物(1)苯的同系物和苯都含有苯环，性质相似①氧化反应②取代反应③加成反应3.化学性质催化剂△+3H2CH3CH3

二、苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物2CnH2n-6+3(n-1)O2点燃

2nCO2+2(n-3)H2O①燃烧反应现象：火焰明亮并带有浓烟

二、苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物2mL苯3滴高锰酸钾酸性溶液用力振荡2mL甲苯3滴高锰酸钾酸性溶液用力振荡⑵苯环影响侧链，使侧链能被强氧化剂氧化实验结论：苯不能被KMnO4酸性溶液氧化，甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化未褪色褪色

二、苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物甲苯被氧化的是侧链，即甲基被氧化，该反应可简单表示为：CH3KMnO4、H+COOH（苯甲酸）这样的氧化反应，都是苯环上的烷烃基被氧化，说明了苯环上的烷烃基比烷烃性质活泼。这活泼性是苯环对烷烃基影响的结果。

二、苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物②苯的同系物的氧化反应反应机理：

|—C—H|

O||C—OH|酸性高锰酸钾溶液烷基上与苯环直接相连的碳直接连氢原子

H|—C—H|H

H||—C—C—

||

H

C|—C—C|C×

二、苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物

CH3

|—C—CH3|CH3CH3|

|CH2—R

CH3

|CH3—CH—

CH3

|—C—CH3|CH3HOOC|

|COOHHOOC—KMnO4/H+思考：产物是什么？

可用KMnO4酸性溶液作试剂鉴别苯的同系物和苯、苯的同系物和烷烃。

二、苯的同系物8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物邻硝基甲苯对硝基甲苯222CH3

+HNO3浓硫酸300CCH3NO2CH3NO2++H2O2，4，6-三硝基甲苯简称三硝基甲苯，又叫TNT是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药CH3|

|NO2CH3|NO2O2N

+3HNO3

+3H2O浓硫酸100℃侧链影响苯环⑵侧链影响苯环，使苯环邻对位上的氢易取代8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物(2)苯的同系物含有侧链，性质与苯又有不同①侧链影响苯环，使苯环上的氢原子比苯更易被取代②苯环影响侧链，使侧链能被强氧化剂氧化(1)苯的同系物和苯都含有苯环，性质相似①氧化反应：②取代反应：③加成反应：小结：化学性质8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物

三、芳香烃的来源及其应用多苯代脂烃：苯环通过脂肪烃连在一起联苯或多联苯：苯环之间通过碳碳单键直接相连稠环芳烃：苯环之间通过共用苯环的若干环边

而形成—CH2——二苯甲烷(C13H12)联苯(C12H10)萘(C10H8)蒽(C14H10)芳香烃主要来源：石油的催化重整和煤的干馏8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物芳香烃对健康的危害苯是黏合剂、油性涂料、油墨等的常用有机溶剂操作车间空气中苯的浓度≤40mg·m-3居室内空气中苯含量平均每小时≤0.09mg·m-3制鞋、皮革、箱包、家具、喷漆、油漆等工作引起急性中毒或慢性中毒，诱发白血病稠环芳烃致癌物质萘——过去卫生球的主要成分秸秆、树叶等不完全燃烧形成的烟雾中香烟的烟雾中

三、芳香烃的来源及其应用8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物有机物烷烃烯烃炔烃芳香烃代表物CH4C2H4C2H2C6H6结构特点全部单键饱和烃含碳碳双键不饱和含碳碳叁键不饱和特殊的键不饱和空间结构物理性质燃烧与溴水KMnO4主要反应类型烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃的比较正四面体平面型直线型平面正六边形无色气体，难溶于水无色液体易燃，完全燃烧时生成CO2和H2O不反应不反应取代加成反应氧化反应加成、聚合加成反应氧化反应加成、聚合不反应侧链可氧化取代、加成8/24/2023第二节芳香烃苯及苯的同系物小节第二节芳香烃一、苯的结构与化学性质二、苯的同系物三、芳香烃的来源及其应用1、苯的结构2、苯的物理性质3、苯的化学性质⑴加成反应⑵取代反应

①卤代

②硝化

③磺化1.苯的同系物2.通式：CnH2n-6

(n≥6)