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第三节
芳香烃
一、苯
（一）组成与结构：
分子模型
分子式
结构式
结构简式
C6H6
成键特点：6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合，键间夹角均为120°,连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139pm,介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。六个碳原子之间的化学键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。
空间构型：平面正六边形
（二）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，易挥发，熔沸点低，是一种重要的化工原料和有机溶剂
苯的大π键比较稳定，“易取代、能加成、难氧化”
（三）化学性质：
（1）不会被高锰酸钾等强氧化剂氧化
（2）燃烧：2C6H6+15O2
12CO2+6H2O
火焰明亮并带有浓重的黑烟
2、加成反应：
与H2加成：
1、氧化反应：
现象：静置后，液体均分层。加入酸性KMnO4溶液的试管中，上层无色，下层紫红色；加入溴水的试管中，上层橙红色，下层基本为无色。
注意：苯不能与溴水反应，但因萃取能使溴水层褪色。
用Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下进行反应
3、取代反应：
（1）卤代反应——与卤素单质的反应：
①现象：
导管口有白雾产生——HBr溶于水
水底有油状液体——溴苯不溶于水，且密度比水大
锥形瓶中加入AgNO3溶液，有浅黄色沉淀产生——生成
的HBr与AgNO3反应，生成AgBr↓
②说明：
I、苯只与纯卤素反应。遇到溴水发生萃取分层，下层为水层，上层为橙红色的苯和溴的混合液
II、必须有催化剂；反应中加入的催化剂是铁粉，实际起催化作用的是FeBr3
↑
III、苯与Br2只发生一元取代反应
IV、试剂的加入顺序为：先加苯，再加溴，最后加铁粉
V、长导管的作用：
a、导气：因为苯和溴都易挥发
b、冷凝回流：该反应为放热反应
VI、产物的位置：
溴苯由于其沸点高不容易挥发，所以留在反应的原烧瓶内；
溴化氢由于其易挥发，挥发到锥形瓶中
VII、除杂：
纯净的溴苯是无色的液体，但因常含有溴而显褐色，为了除去其中的溴，可用NaOH溶液进行除杂。
将产物→蒸馏水→NaOH→蒸馏水→分液→无水CaCl2干燥→蒸馏→纯物质
（2）硝化反应：
说明：
1、试剂的加入顺序：先加浓硝酸，再加浓硫酸，等混合
液冷却到50-60℃后，再加苯
2、用水浴加热，控制温度在50-60℃，温度计放在水浴
中。温度过高，苯挥发，硝酸分解。
水浴加热的优点：容易控制温度，受热均匀
3、浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂
4、产物：纯净的硝基苯是无色、有苦杏仁味的液体，密
度比水大，有毒，难溶于水；但实验室制得的
硝基苯呈淡黄色，这是因为溶解了NO2的缘故
5、除杂：将产物→蒸馏水→NaOH→蒸馏水→无水CaCl2→纯物质
（3）磺化反应：
+HO-SO3H
（苯磺酸）+H2O
注：苯磺酸易溶于水，为强酸。该反应可用于制备合成洗涤剂性
二、苯的同系物
（一）定义：
1、苯的同系物：苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物
称为苯的同系物
。
结构特点：只含一个苯环，取代基是烷基
2、芳香烃：分子中含有一个或多个苯环的烃
3、芳香族化合物：分子中含有苯环的化合物
4、稠环芳香烃：由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个碳而
成的芳香烃
四者之间的关系：
芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物三者之间的关系：
（二）分类：
（三）通式：CnH2n-6(n≥6)
（四）物理性质：
1、苯的同系物一般是具有类似苯的气味的无色液体，密度
比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂，本身作有机溶剂
2、随碳原子数增多，熔沸点依次升高，密度依次增大；苯环上的支链越多，溶沸点越低
3、同分异构体中，苯环上的侧链越短，侧链在苯环上分布越
散，熔沸点越低
例：
>
>
（五）苯的同系物的命名：
1、以苯为母体，烷基为取代基，称为“某苯”
例：
甲苯
乙苯
正丙苯
异丙苯
二元取代物：
（1）习惯命名法：邻、间、对
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
（2）系统命名法：编位号
1，2-二甲苯
1，3-二甲苯
1，4-二甲苯
三元取代物：
（1）习惯命名法：连、偏、均
连三甲苯
偏三甲苯
均三甲苯
（2）系统命名法：编位号
1，2，3-三甲苯
1，2，4-三甲苯
1，3，5-三甲苯
注：当烃基较复杂时，苯为取代基，烃链为母体
例：
2-甲基-3-苯基戊烷
2、苯的其他取代物的命名：当取代基为—OH、-COOH、-SO3H、-CH=CH2、-C≡CH、-NH2时，苯为取代基，称为“苯某”。
苯酚
苯甲酸
苯磺酸
苯乙烯
苯乙炔
苯胺
（六）化学性质：与苯相似，都可发生取代（卤代、硝化、磺化）、加成、氧化反应。但由于苯环与烷基的相互作用，苯的同系物的化学性质与苯又有所不同。
溴水沉到液体底部
溴水的密度大于苯和甲苯的密度
两支试管中液体均分层，均是上层为橙红色，下层几乎无色
苯、甲苯与溴水均不能发生化学反应，但能够萃取溴
紫红色酸性KMnO4溶液沉到液体底部
KMnO4溶液的密度大于苯和甲苯的密度
苯未使酸性高锰酸钾溶液褪色，甲苯使酸性高锰酸钾溶液褪色
苯与酸性KMnO4溶液不反应，甲苯与酸性KMnO4溶液反应
答案：(1)物理性质
①相似点：无色液体，易挥发，有特殊气味，密度比水小，难溶于水，易溶于有机溶剂。
②不同点：苯的熔点比甲苯的高，而沸点比甲苯的低。
(2)化学性质
①相似点：能取代和加成。
②不同点：甲苯取代比苯更容易，甲苯能发生氧化反应，使酸性
KMnO4溶液褪色。
1、氧化反应：
（1）燃烧：CnH2n-6+
O2
nCO2+(n-3)H2O
（2）使酸性KMnO4溶液褪色：
苯环侧链上的烷基（-R）
—COOH
注：①无论侧链长短，氧化都发生在跟苯环直接相连的碳上。
例：
以甲苯为例：甲苯分子中含有苯环和甲基，因此其化学性质与苯和甲烷有相似之处。同时，由于甲基与苯环之间存在相互作用，甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被取代，而苯环也使甲基活化，因此甲苯的化学性质又有不同于苯和甲烷之处。
②若与苯环直接相连的碳上无氢，则不能被KMnO4(H+)氧化。
例：
不与酸性KMnO4反应
2、取代反应：
（1）卤代反应：
①与Br2:
+
Br2
HBr+
催化剂→苯环上的氢被取代
②与Cl2:
+
Cl2
HCl+
光照→烷基上的氢被取代
小结：条件不同，卤素原子取代位置不同
或
（
）
3、加成反应：
＋3H2
（2）硝化反应：
+3HNO3
+3H2O
注：
①反应原理：甲基的存在，使苯环上邻、对位的氢变得活泼，易被取代。甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下可以发生取代反应，生成一硝基取代物、二硝基取代物和三硝基取代物，硝基取代的位置均以甲基的邻、对位为主。
②
又叫2，4，6-三硝基甲苯，俗称梯恩梯
（TNT），是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药。广泛用于国防、采矿、筑路、水利建设等

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