苯的结构与性质

1、看见乌龟，由它的形状你联想到 了那种有机物呢？,苏教版有机化学基础 苯的结构与性质（第一课时）,阅读：p48节引言,芳香族化合物的含义,历史含义：具有香味的物质 现实意义：名称沿用 现代含义：含苯环的的有机化合物,芳香烃：芳香族化合物的一种, 是芳香族碳氢化合物的简称, 又称“芳烃”,1、单环芳烃,2、多环芳烃,3、稠环芳烃,如：,如：,如：,萘,芳香烃的分类,苯,邻二甲苯,叫做芳香烃， 苯 是最简单的一种芳香烃,含有苯环的烃,苯的结构简式有以下两种书写方式，你认为哪种更能反映苯的真实结构？请找出能证实你的选择的依据。,凯库勒式,交流与讨论（p48）:,1.用实验事实说明,二、苯分子结构的探究

2、,苯分子不存在独立的碳碳双键结构,2.用1h核磁共振谱图分析,苯分子中的6个h所处的化学环境完全相同,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能通过发生化学反应使溴水褪色。,3.用取代产物验证,二、苯分子结构的探究,一取代产物只有一种:证明苯分子6个h所处的化学环境完全相同,二取代产物只有三种:证明苯分子中不存在碳碳单双键交替结构,4.从能量的角度探究,苯分子中不存在碳碳单双键交替的结构,苯分子比环己二烯稳定,(g)+ h2 (g) (g); h=-119.6kjmol-1,(g)+ 2h2 (g) (g); h=-237.1kjmol-1,-208.4kjmol-1,(g)+ 3h2 (g) (g

3、); h=,信息提示,5.从键长的角度分析,苯分子中碳碳键键长:1.4010-10m 碳碳单键键长:1.5410-10m 碳碳双键键长:1.3410-10m,苯分子中的碳碳键是相同的键,既不是碳碳单键,也不是碳碳双键.,结论：,1、苯的分子是平面正六边形，六个氢原子和六个碳原子是完全一样的。,2、苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的化学键。,从以上实验事实中，你能得到什么结论？,练习：下列哪些能说明苯环不是单、双键交替的结构？ a.苯的一溴代物无同分异构体。 b.苯的邻二溴代物只有一种。 c.苯不能使br2水或酸性kmno4褪色。 d.苯环上的碳碳键的键长均相等。,b、c、d,苯分

4、子里6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。,苯分子具有平面正六边形结构； 所有原子(6碳6氢）在同一平面内； 键角均为120，碳碳键长均相等。,苯的组成与结构,苯分子中的大键,h,h,h,h,h,h,苯分子中的碳原子均为sp2杂化，每个碳原子的三个sp2杂化轨道分别与相邻的两个碳原子的sp2杂化轨道和氢原子的s轨道重叠形成三个键。六个碳原子形成一个正六边形，所有键角均为120o。,每个碳原子上还有一个未参加杂化的p轨道，这6个p轨道互相平行，且垂直于苯环所在的平面。p轨道之间彼此重叠形成一个闭合共轭大键。使电子云分布完全平均化,分子能量大大降低，苯环具有高度的

5、稳定性 。,结论：,（1）苯分子为平面正六边形,（2）键角：120,（3）c原子间是一种介于单键 和双键之间的化学键,思考与回顾: 苯的物理性质有哪些?请从色、味、态、密度、溶解性、熔点、沸点等几个方面考虑。,1.无色，有特殊芳香气味的液体 2.密度小于水 3.不溶于水易溶于有机溶剂 4.熔点5.5, 沸点80.1 5.易挥发（密封保存） 6.苯蒸气有毒,特性,知识回顾：,你还知道苯具有哪些性质吗？,1 .苯不能使溴水（或溴的ccl4溶液）褪色，也不能使酸性的kmno4溶液褪色。 2. ,苯的特殊结构,苯的特殊性质,苯的化学性质介于烷烃与烯烃之间，既可以发生取代反应又可以发生加成反应。,1、溴

6、代反应,取代？ 加成？,二、苯的化学性质,二、苯的化学性质,阅读书p50页实验1,实验视频,互溶、 不反 应、深 红棕色,剧烈 反应,白雾,白烟,淡黄色 沉淀,烧杯底部 有褐色油 状物、不 溶于水,【小结实验现象】,2fe + 3br2 = 2febr3,agno3 +hbr = agbr +hno3,现象： 1、 向三颈烧瓶中加入苯和液溴后，反应迅速进行，溶液几乎“沸腾”，一段时间后反应停止 2、 反应结束后，三颈烧瓶底部出现红褐色油状液体（溴苯） 3、 锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入agno3溶液，出现浅黄色沉淀 4、 向三颈烧瓶中加入naoh溶液，产生红褐色沉淀（fe(oh)3）,2fe

7、 + 3br2 = 2febr3,agno3 +hbr = agbr +hno3,1、如何检查装置气密性？,2、冷凝管的作用？冷却水进出方向？,3、插入锥形瓶的长导管不伸入液面, 为什么？长导管作用？,4、碱石灰干燥管的作用?,7、反应后加naoh作用是什么？,5、能说明反应是取代反应的依据是？,6、溴苯应该是无色、密度比水大的液体，但反应得到的溴苯却是褐色的液体，原因何在？,8、反应物能否用溴水？能否用溴水与铁反应？,9、反应物为氯气能反应吗？,10、反应物为甲苯能发生取代反应吗？产物？条件？,两者相比，后一装置有哪些优点？,(1)冷凝效果更好 (2)有尾气吸收装置，能防止污染。,(3)na

8、oh溶液吸收溴苯中的溴和溴化氢，使现象更明显,【苯与溴的反应实验思考】,1、试剂的加入顺序怎样？各试剂在反应中所起到的作用？,a、为防止溴的挥发，先加入苯后加入溴，然后加入铁粉。,b、溴应是纯溴，而不是溴水。加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是febr3。,2、导管为什么要这么长？其末端为何不插入液面？,c、伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是导气、冷凝。,d、导管未端不可插入锥形瓶内水面以下，因为hbr气体易溶于水，以免倒吸。,3、反应后的产物是什么？如何分离？,纯净的溴苯是无色的液体，而烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部是油状的褐色液体，这是因为溴苯溶有溴的缘故。除去溴苯中的溴可

9、加入naoh溶液，振荡，再用分液漏斗分离。,4.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？,苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成。,1. 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？,2. 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？,3. 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】,1.fe屑的作用是什么？,2.长导管的作用是什么？,3.为什么导管末端不插入液面下

10、？,4.该实验中哪些现象说明苯与溴发生了取代反应而不是加成反应吗？为什么？,5.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样 使之恢复本来的面目？,用作催化剂,用于导气和冷凝回流（或冷凝器）,因溴化氢极易溶于水，防止倒吸。,锥形瓶内出现淡黄色沉淀，说明苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，说明它们发生了取代反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。,因未发生反应的溴溶解在生成的溴苯中。用碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。,此实验设计的缺陷是什么？如何改进？,要 点 深 化 苯的溴代反应实验注意问题 (1)反应用的是液溴，而不是溴水。 (2)制溴苯反应中，实际起催化作用的是

11、febr3； 2fe3br2=2febr3。 (3)跟瓶口垂直的长玻璃管兼起导气和冷凝的作用。 (4)导管出口不能伸入水中，因hbr极易溶于水，要防止倒吸。,(5)导管口附近出现的白雾是hbr遇水蒸气所形成的。 (6)烧瓶中生成的溴苯因溶入溴而显褐色。提纯的方法是：将溶有溴的溴苯倒入盛有naoh溶液的烧杯中，振荡，溴苯比水密度大，沉在下层，用分液漏斗分离出溴苯。 br22naoh=nabrnabroh2o (7)粗溴苯提纯后，可进一步精制，其方法是水洗(除去可溶性杂质febr3等)，碱洗(除去br2)，水洗(除去naoh等)，干燥(除去h2o)，蒸馏(除去苯)。,2.硝化反应,苯与浓硝酸、浓硫

12、酸的混合物在60时生成一取代硝基苯，当温度升高至100110时则生成二取代产物间二硝基苯。,1.温度计的位置和作用？ 2.混酸如何配制？浓硫酸起什么作用？ 3.烧杯内水浴液面和试管内混合液的液 面有何差别？ 4.试管塞上的玻璃直导管的作用？ 5.制得的产物不是无色，为什么？如何 提纯硝基苯？ 6.浓硫酸能与苯反应吗？,工业制取环己烷的主要方法,2c6h6+15o212co2+6h2o,冒浓的黑烟,3.加成反应,4.氧化反应（不能被酸性高锰酸钾氧化）,苯环结构比较稳定，易发生取代反应，而破坏结构的加成反应和氧化反应比较困难,易取代、难加成、能氧化,练 习,1.下列关于苯分子结构的说法中，错误的是

13、 ( ) a.各原子均位于同一平面上，6个碳原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构。 b.苯环中含有3个c-c单键，3个c=c双键 c.苯环中碳碳键的键长介于c-c和c=c之间 d.苯分子中各个键角都为120o,b,2.下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是 ( ) a、苯是无色带有特殊气味的液体 b、常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体 c、苯在一定条件下能与溴发生取代反应 d、苯不具有典型的双键所应具有的加成反应，故不可能发生加成反应,d,3某同学设计如右图装置制取少量溴苯， 请回答下列问题： （1）该装置中导管a的作用 ， 锥形瓶中的导管为什么不插入液面 下？ 。b导管口有什么现 象 。原因 。 （2）上述反应发生后，在锥形瓶