第三节　芳香烃 教学课件

第三节芳香烃

第二章烃1．从化学键的特殊性了解苯的结构特点，进而理解苯性质的特殊性。2．根据平面正六边形模型，能判断含苯环有机物分子中原子之间的空间位置

关系。3．掌握苯的同系物的性质，了解有机反应类型与分子结构特点的关系。学习目标任务一苯1任务二苯的同系物2随堂达标演练3内容索引课时测评4任务一苯新知构建分子里含有一个或多个苯环的烃类化合物属于芳香烃，___是最简单的芳香烃。1．物理性质苯是一种___色、有_____气味的液体，密度比水的___，有毒，不溶于水，易溶于有机溶剂，也是良好的有机溶剂。苯无特殊小2．分子结构(1)实验探究实验操作实验现象液体分层，上层___色，下层_____色液体分层，上层_____色，下层___色实验结论①苯______被酸性高锰酸钾溶液氧化，也___与溴水反应注意：溴在苯中的溶解度比在水中的大，因此苯能将溴从溴水中萃取出来②苯分子具有不同于______和______的特殊结构无紫红橙红无不能不烯烃炔烃(2)苯的分子结构①成键方式苯分子为___________形结构，其中的6个碳原子均采取______杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以___键结合，键角均为_____。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成____键。苯分子中的碳碳键是一种键长介于_________和_________之间的特殊化学键。②结构简式：

。平面正六边sp2σ120°大π碳碳单键碳碳双键3．化学性质(1)氧化反应——可燃性化学方程式：_________________________________，现象：火焰明亮，伴有浓烟。(2)取代反应①苯与液溴：

。反应条件：纯溴、铁粉。纯净的溴苯是一种_________，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的__。2C6H6＋15O212CO2＋6H2O＋HBr↑无色液体大＋Br2②硝化反应：__________________________________________________。反应条件：________________________。纯净的硝基苯是一种________，有______气味，不溶于水，密度比水的__。③苯的磺化反应：______________________________________________。反应条件：____________________。苯磺酸易溶于水，是一种___酸，可以看作硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。(3)加成反应苯与氢气反应：

＋3H2

(环己烷)。＋HO—NO2＋H2O浓硫酸、加热(50～60℃)无色液体苦杏仁大＋HO—SO3H＋H2O(70～80℃)水浴加热强怎样从实验的角度分析苯与液溴发生的是取代反应，而不是加成反应？提示：依据产物的不同进行判断，若是加成反应，生成物中则不存在HBr，若是取代反应，则生成物中存在HBr，因此可以先用CCl4溶液除去挥发出的Br2，再用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验Br－。交流研讨典例应用1．正误判断，错误的说明原因。(1)1mol苯可以与3molH2发生加成反应，说明苯分子中含有3个碳碳双键。答案：错误。苯分子中不含有碳碳双键(2)乙烯、乙炔和苯都属于不饱和烃，所以它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。答案：错误。乙烯、乙炔和苯都属于不饱和烃，但苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色(3)苯与溴水在FeBr3作催化剂时可发生取代反应。答案：错误。苯与液溴在FeBr3作催化剂时可发生取代反应，但不与溴水反应(4)除去溴苯中的溴可采用加入氢氧化钠溶液分液的方法。答案：正确2．实验室制取硝基苯的反应装置如图所示，下列关于实验操作的叙述错误的是A．试剂加入顺序：先加浓硝酸，再加浓硫酸，最后加入苯B．实验时，水浴温度需控制在50～60℃C．长玻璃导管兼起冷凝回流苯和硝酸的作用，以提高反应物的转化率D．反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、结晶，得到硝基苯√通过蒸馏的方法得到硝基苯。3．溴苯是不溶于水的液体，常温下不与酸、碱反应，可用如图装置制取(该反应放出热量)。制取时观察到烧瓶中有大量红棕色蒸气，锥形瓶中导管口有白雾出现等现象。下列说法正确的是A．向反应后的锥形瓶中的“蒸馏水”加入AgNO3溶液，若出现浅黄色沉淀，即可证明苯与溴一定发生了取代反应B．白雾出现是因为HBr易挥发且极易溶于水C．装置图中长直玻璃导管的作用只是导气D．溴苯中溶有少量的溴，可用CCl4萃取后分液除去√因制取时观察到烧瓶中有大量红棕色蒸气，说明溴易挥发，则蒸馏水中含有挥发出的溴，加入AgNO3溶液，也会出现浅黄色沉淀，则不能证明苯与溴一定发生了取代反应，故A错误；HBr易挥发且溶于水易形成白雾，故B正确；苯和溴在催化剂的作用下反应剧烈，可以达到沸腾，使苯和溴成为蒸气，在经过长导管时，可以将之冷凝并回流下来，则长导管的作用是导气和冷凝回流，故C错误；溴苯和溴都易溶于CCl4，不能用CCl4萃取分离溴苯和溴，故D错误。返回任务二苯的同系物新知构建1．组成和结构特点(1)概念：苯环上的氢原子被______取代所得到的一系列产物称为苯的同系物。(2)结构特点：其分子结构中只有一个______，侧链都是______。(3)通式：_____________。烷基苯环烷基CnH2n－6(n>6)2．常见的苯的同系物名称结构简式甲苯乙苯二甲苯邻二甲苯(1，2-二甲苯)____________________________________________间二甲苯(1，3-二甲苯)对二甲苯(1，4-二甲苯)3.物理性质一般具有类似苯的气味，无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。4．化学性质(以甲苯为例)(1)氧化反应①甲苯、二甲苯等大多数苯的同系物___被酸性KMnO4溶液氧化。苯的同系物侧链的烷基中，直接与苯环连接的碳原子上没有_______时，该物质一般不能被KMnO4(H＋)氧化为苯甲酸。②燃烧的通式：_________________________________________。能氢原子(2)取代反应——硝化反应①取代反应______________________________________________________________三硝基甲苯的系统命名为___________________，又叫_____，是一种_____色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药。②加成反应

。2，4，6-三硝基甲苯TNT淡黄知识拓展1．芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物的关系知识拓展2．稠环芳香烃由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃，如：交流研讨1在光照条件下，甲苯与氯气能发生类似甲烷与氯气的取代反应，请写出可能的有机产物的结构简式。分离提纯这些有机化合物的方法是什么？提示：

。这些有机化合物可用蒸馏法分离提纯。在FeBr3催化下，甲苯与溴发生取代反应可以生成一溴代甲苯，请写出该反应的主要有机产物的结构简式，并从化学键和官能团的角度分析反应中有机化合物的变化。提示：

。由于甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化，导致邻、对位上的C—H更易断裂，从而更容易发生溴代反应。交流研讨2对比苯与甲苯的结构，以及二者发生硝化反应的产物，你能得出什么结论？提示：甲苯比苯更容易发生取代反应，且能生成邻、对位三取代产物。交流研讨3典例应用1．正误判断，错误的说明原因。(1)苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物中都含有苯环，所以

是官能团。答案：错误。苯环不属于官能团(2)

都是苯的同系物。答案：错误。苯的同系物分子中均含有一个苯环，且侧链均为烷基(3)苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。答案：错误。与苯环相连的碳原子上必须有氢原子，才能使酸性高锰酸钾溶液褪色(4)甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2，4，6-三硝基甲苯，说明甲基对苯环产生了影响。答案：正确2．下列有关甲苯的实验事实中，能说明甲基对苯环有影响或苯环对甲基有影响的是①甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物反应生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯②甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能③甲苯燃烧产生带浓烟的火焰④1mol甲苯与3molH2发生加成反应A．①③ B．②④

C．①② D．③④√由于甲基对苯环的影响，使苯环上与甲基相连的碳原子的邻、对位碳原子上的氢原子变得活泼，更容易被取代，①正确；由于苯环对甲基的影响，使甲基易被酸性KMnO4溶液氧化，②正确。3．(2024·上海闵行高二期末)甲苯的转化关系如图所示(部分产物未标出)。下列说法正确的是A．反应①的主要产物是

B．反应②说明甲基使苯环上的氢原子易被取代C．反应③的两种物质刚混合时分层，上层呈紫红色D．反应④的产物的一氯取代物有4种(不考虑立体异构)√由题图可知，反应①为光照下进行取代，氯原子取代甲基上的氢原子，A错误；甲苯的密度小于酸性高锰酸钾溶液，刚混合时分层，下层呈紫红色，C错误；由题图可知，反应④的产物为甲基环己烷，含有5种等效氢，即一氯取代物有5种，D错误。返回随堂达标演练1．下列事实中，能说明苯与一般烯烃在性质上有很大差别的是A．苯难溶于水B．苯不能被酸性KMnO4溶液氧化C．1mol苯能与3molH2发生加成反应D．苯能够燃烧产生浓烟√苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，这是苯与烯烃的明显不同之处。2．下列有关说法正确的是A．甲苯与溴水在FeBr3催化条件下可生成

B．乙苯和氯气光照条件下生成的产物有11种C．邻二甲苯和溴蒸气在光照下的取代产物可能为

D．丙基苯()可使酸性高锰酸钾溶液褪色√甲苯与液溴在FeBr3催化条件下才能发生取代反应，与溴水不发生化学反应，A错误；光照下乙基上的氢原子被取代，则乙苯和氯气光照生成的氯代物有11种[一氯代物有2种、二氯代物有3种、三氯代物(与二氯代物数目相同)有3种、四氯代物(与一氯代物数目相同)有2种、五氯代物1种]，同时还有HCl生成，所以产物共有12种，B错误；光照条件下甲基上的氢原子会被溴原子取代，不会取代苯环上的氢原子，C错误；丙基苯中的侧链可以被酸性高锰酸钾氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，D正确。3．在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如图：下列说法不正确的是A．该反应属于取代反应B．甲苯的沸点高于144℃C．用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来D．从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来√物质对二甲苯邻二甲苯间二甲苯苯沸点/点/℃13－25－476甲苯变二甲苯是甲苯苯环上的氢原子被甲基取代，属于取代反应，A正确；甲苯的相对分子质量比二甲苯小，故沸点比二甲苯低，B错误；苯的沸点与二甲苯的沸点相差较大，且苯的沸点最低，C正确；因为对二甲苯的熔点较高，冷却后容易形成固体，所以能用冷却结晶的方法分离出来，D正确。答案选B。物质对二甲苯邻二甲苯间二甲苯苯沸点/点/℃13－25－4764．某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)，反应原理为：实验步骤：①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40mL；②在三颈烧瓶中加入13g甲苯(易挥发)，按如图所示装好药品和其他仪器；③向三颈烧瓶中加入混酸；④控制温度约为50～55℃，反应大约10min，三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现；⑤分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。实验步骤：①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40mL；②在三颈烧瓶中加入13g甲苯(易挥发)，按如图所示装好药品和其他仪器；③向三颈烧瓶中加入混酸；④控制温度约为50～55℃，反应大约10min，三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现；⑤分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。(1)若实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少，可能的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。

混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高)，导致反应温度过高而产生大量副产物(或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率)产物较少的原因：一是反应物的挥发所致，二是温度过高，副反应多。实验步骤：①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40mL；②在三颈烧瓶中加入13g甲苯(易挥发)，按如图所示装好药品和其他仪器；③向三颈烧瓶中加入混酸；④控制温度约为50～55℃，反应大约10min，三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现；⑤分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。(2)本实验中邻、对硝基甲苯的产率为_______(保留小数点后一位)。

77.5%根据化学方程式可知，1mol甲苯可生成1mol一硝基甲苯，13g甲苯完全反应，理论上生成一硝基甲苯的质量为

g≈19.36g，实际生成一硝基甲苯的质量为15g，则本实验中一硝基甲苯的产率＝

×100%＝77.5%。返回课时测评题点一苯1．(2024·上海中学高二期末)下列各组混合物可用分液漏斗分液，且油状液体首先从漏斗下端流出的是A．苯和水 B．溴苯和苯C．硝基苯和水 D．氯仿和酒精√A．苯和水不互溶，能用分液漏斗进行分离，苯的密度比水小，操作时水从分液漏斗的下口流出来，A错误；B.溴苯和苯互溶，不用分液漏斗进行分离，B错误；C．硝基苯和水不互溶，能用分液漏斗进行分离，硝基苯的密度比水大，操作时硝基苯从分液漏斗的下口流出来，C正确；D.酒精和氯仿互溶，不能用分液漏斗分液，D错误。2．下列区分苯和己烯的实验方法正确的是A．分别点燃，无黑烟生成的是苯B．分别加入溴水，振荡，静置后分层，下层橙红色消失的是己烯C．分别加入溴水，振荡，静置后分层，上层橙红色消失的是苯D．分别加入酸性KMnO4溶液、振荡，紫红色消失的是己烯√苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能使溴水因发生化学反应而褪色，但己烯可以；苯中加入溴水，会将溴从溴水中萃取出来，使水层(下层)褪色，而苯层(上层)则呈橙红色；苯与己烯在燃烧时都会产生黑烟。3．(2024·云南宣威高二期中)除去下列物质中的杂质(括号中的为杂质)，选用的试剂和除杂方法均正确的是√选项物质试剂除杂方法AC2H4(SO2)酸性KMnO4溶液洗气B溴苯(苯)液溴分液C硝基苯(硝酸)NaOH溶液分液DCH4(C2H2)酸性KMnO4溶液洗气A．乙烯与二氧化硫均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能除杂，应选NaOH溶液，洗气，A错误；B.溴易溶于苯和溴苯，不能除杂，应选蒸馏法除杂，B错误；C．硝酸与NaOH溶液反应后，与硝基苯分层，然后分液可分离，C正确；D.乙炔被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳，引入新杂质，应选溴水，洗气，D错误。题点二与苯有关的化学实验4．(2024·复旦附中高二期末)硝基苯是一种重要的化工原料，制备、提纯硝基苯的流程如图：下列叙述错误的是A．配制混酸时，应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中，边滴加边搅拌B．步骤①需用水浴加热，以便于控制反应温度C．步骤②所用仪器为分液漏斗D．步骤③蒸馏操作时，温度计应插入液面以下√A．配制混酸时，应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中，边滴加边搅拌，防止溶液飞溅造成危险，故A正确；B.步骤①控制温度在50～60℃，需用水浴加热，以便于控制反应温度，故B正确；C．步骤②是将水层和有机层进行分离，为分液操作，所用仪器为分液漏斗，故C正确；D.步骤③蒸馏操作时，温度计水银球应在支管口处，故D错误。5．(2024·北京101中学高二期末)实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述不正确的是A．圆底烧瓶中改为FeBr3的水溶液不影响反应B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C．装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D．反应后的混合液经水洗、稀碱洗、分液、蒸馏得到溴苯并回收苯√A．水对该反应无影响，因此改为FeBr3的水溶液不影响反应，A正确；B.装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸气，红棕色的溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色，B正确；C．溴化氢极易溶于水，倒置漏斗防倒吸，装置c中碳酸钠溶液呈碱性，能够吸收反应生成的溴化氢气体，C正确；D.反应后的混合液中混有苯、液溴、溴化铁和少量溴化氢等，提纯溴苯的正确操作是①用大量水洗涤，除去可溶性的溴化铁、溴化氢和少量溴，②用氢氧化钠溶液洗涤，除去剩余的溴、溴化铁等物质，③用水洗涤，除去残留的氢氧化钠，④加入干燥剂除去水，过滤，⑤对有机物进行蒸馏，除去杂质苯，从而提纯溴苯，不需要分液，D错误。6．下列试剂可将甲苯、溴苯、水和NaOH溶液区分开的是A．盐酸 B．溴的四氯化碳溶液C．溴水 D．硝酸钠溶液√甲苯能萃取溴水中的溴单质，溶液分层，上层为橙红色、下层为无色；溴苯能萃取溴水中的溴单质，溶液分层，下层为橙红色，上层为无色；溴水与水混合无明显现象；溴水与NaOH溶液反应生成无色物质，溴水褪色。题点三苯的同系物的结构与性质7．下列有机物中，属于苯的同系物的是同系物是指结构相似，在分子组成上相差若干个CH2原子团的物质。A项物质是苯，A不符合题意；B项物质中除了苯环，还含有碳碳双键，不饱和度与苯不同，B不符合题意；C项物质中没有苯环，与苯结构不相似，C不符合题意；D项物质与苯符合同系物的定义，D符合题意；故选D。√8．(2023·云南昆明高二期中)下列物质命名错误的是A．正确名称为2-甲基-2-丁烯，A错误；B.正确命名为1，3-二甲苯，B正确；C．正确命名为3，4-二硝基甲苯，C正确；D.正确命名为2，2，4-三甲基己烷，D正确。

√9．已知甲苯的一氯代物有m种，甲苯与H2完全加成后的产物的一氯代物有n种，则m，n分别为A．3、3 B．3、4C．4、4 D．4、5√甲苯的一氯代物有

，共4种；甲苯与H2完全加成后的产物的一氯代物有

共5种。，√10．某有机物的结构简式如图，则下列说法正确的是A．该物质为苯的同系物B．该物质的一氯代物有4种C．该物质的分子式为C12H11D．在FeBr3作催化剂时，该物质可以和溴水发生取代反应A项，该物质中含有两个苯环，不属于苯的同系物，错误；B项，该物质分子结构对称，故该物质的一氯代物有4种()，正确；C项，由该物质的分子结构可知，其分子式为C12H12，错误；D项，在FeBr3作催化剂时，该物质可以和液溴发生取代反应，而不是溴水，错误。11．下列说法正确的是A．

都是苯的同系物B．苯和甲苯都能发生取代反应C．

的一氯代物有8种D．甲苯和苯乙烯都能使溴水褪色，两者褪色原理相同√苯的同系物指的是仅含一个苯环且苯环上的侧链均为烷基的芳香烃，故

都不是苯的同系物，A项错误；该物质是具有对称结构的芳香烃，故其一氯代物只有4种()，C项错误；甲苯使溴水褪色是由于甲苯将溴从溴水中萃取出来，发生的是物理变化，苯乙烯使溴水褪色是由于苯乙烯与溴发生了加成反应，发生的是化学变化，两者褪色原理不同，D项错误。12．(2024·云南宣威高二期中)已知：

，下列说法不正确的是A．N的同分异构体有3种B．在光照条件下不能发生反应②C．反应①属于加成反应D．M、N、P分子中所有碳原子均可能共面√A．乙苯含苯环的同分异构体有3种，分别为邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯，不含苯环的同分异构体可能有链状结构、环状结构，所以乙苯的同分异构体数目多于3种，A错误；B.在光照条件下，乙苯中乙基上的氢原子可被氯原子取代，不会发生反应②，B正确；C．苯与乙烯发生加成反应，生成乙苯，C正确；D.苯环为平面结构，结合单键可旋转，乙苯和对氯乙苯分子中乙基上的碳原子可能与苯环共平面，则苯、乙苯、对氯乙苯分子中的所有碳原子均可能共面，D正确。13．现有下列六种物质：(1)不属于芳香族化合物的是____(填序号，下同)。(2)属于芳香烃的是________。(3)属于苯的同系物的是___。④②③⑤③凡是分子中含有苯环的有机物都属于芳香族化合物，④中不含苯环，不符合要求；分子中含苯环且仅由C、H两种元素组成的有机物属于芳香烃，符合要求的有②③⑤；分子中含有一个苯环，且侧链为烷基的有机物属于苯的同系物，符合要求的只有③。14．人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程。(1)已知分子式为C6H6的物质有多种结构，其中的两种如图：①这两种结构的区别表现在定性方面(即化学性质方面)：Ⅱ能___(填字母)，而Ⅰ不能。a．被酸性高锰酸钾溶液氧化b．与溴水发生加成反应c．与溴发生取代反应d．与氢气发生加成反应abⅡ中存在碳碳双键，可被酸性KMnO4溶液氧化，也能与溴水发生加成反应，而苯中存在特殊的键，不能发生上述反应，故应选ab