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1、第二节芳香烃第一课时第一课时键、键、键键 和大键键 1. 六个碳原子、六个氢原子均在同一平面。2. 各个键角都是120度3. C-C键介于单键和双键之间的独特的键4.苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效。碳碳单键键长：154pm 苯的碳碳键长140pm 碳碳双键键长：133pm哪些事实可证明苯分子中不存在单双键交替的结构哪些事实可证明苯分子中不存在单双键交替的结构? ? 苯的邻位二元取代物只有一种苯的邻位二元取代物只有一种 苯不能使溴水褪色苯不能使溴水褪色 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 经测定，苯环上碳碳键的键长相等，都是经测定，苯环上碳碳键的键长相等，都是1.4
2、01.401010-10-10m m 经测定，苯环中碳碳键的键能均相等经测定，苯环中碳碳键的键能均相等CB颜颜 色色:无色无色 状状 态态:液体液体密密 度度:密度小于水密度小于水 气气 味味:特殊气味特殊气味毒毒 性：性： 有毒，是重要的有机溶剂，有毒，是重要的有机溶剂，熔点为熔点为5.5，沸点为，沸点为80.1 溶解性溶解性:不溶于水，易溶于有机溶剂不溶于水，易溶于有机溶剂有毒有毒对人的神经系统、造血系统有伤对人的神经系统、造血系统有伤害，可导致白血病害，可导致白血病用冰冷却，苯凝结成无色的晶体。用冰冷却，苯凝结成无色的晶体。 苯分子中苯分子中的氢原子的氢原子被被NONO2 2所所取代的反
3、取代的反应叫做应叫做硝硝化反应。化反应。c 磺化（苯分子中的磺化（苯分子中的H原子被磺酸基原子被磺酸基取代的反应）取代的反应）+ H2O （苯磺酸）（苯磺酸）+ HOSO3H7580SO3H3）苯的）苯的加成反应加成反应 （与与H2、Cl2)+ 3H2Ni+ 3Cl2催化剂催化剂ClClClClClClHHHHHH1、难氧化、难氧化 苯不能使酸化高锰酸钾 溶液退色2、能加成、能加成与氢气加成生成环已烷、不与溴水反应3、易取代、易取代 （1）卤代卤代 （2）硝化硝化 （3） 磺化磺化a 当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。例如： 2.一元取代苯的命名一
4、元取代苯的命名CHCH3CH3NO2Cl异 丙 基 苯叔 丁 基 苯硝 基 苯氯 苯 b 当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取代基。例如：COOHSO3HCHOOHNH2CH=CH2CH3-CH2-CH-C-CH2-CH3CH3CH3苯 甲 酸苯 磺 酸苯 甲 醛苯 酚苯 胺苯 乙 烯3， 3-二 甲 基 -4-苯 基 己 烷3.二元取代苯的命名二元取代苯的命名 取代基的位置用邻、间、对或1，2； 1，3； 1，4表示。例如：CH3CH3CH3H3CCH3CH3OHH3C邻二甲苯间二甲苯对二甲苯邻甲基苯酚（1，2-二甲苯）（
5、1，2-二甲苯）（1，2-二甲苯）（ 二甲苯）（ 二甲苯）（ 二甲苯）o-m-p-o-（ 甲基苯酚）4.多取代苯的命名多取代苯的命名a 取代基的位置用邻、间、对或2，3，4,表示b 母体选择原则（按以下排列次序，排在后面的为母体，排在前面的作为取代基。）选择母体的顺序如下：-NO2、 -X、 -OR（烷氧基）、 -R（烷基）、 -NH2、 -OH、 -COR、 -CHO、 -CN、-CONH2（酰胺）、 -COX（酰卤）、 -COOR（酯）、 -SO3H、 -COOH、 -N+R3等例如：OHClNH2SO3HCOOHNO2COOHNO2HONH2OCH3Cl对氯苯酚对氨基苯磺酸间硝基苯甲酸3
6、-硝基-5-羟基 苯甲酸2-甲氧基-6- 氯苯胺根据苯与溴、浓硝酸发生反应的条件，根据苯与溴、浓硝酸发生反应的条件，请你设计制备溴苯和硝基苯的实验方案请你设计制备溴苯和硝基苯的实验方案（注意仪器的选择和试剂的加入顺序）（注意仪器的选择和试剂的加入顺序）实验思考题：实验思考题：1.1.苯、溴、苯、溴、FeFe屑等试剂加入烧瓶的顺序是怎样的？屑等试剂加入烧瓶的顺序是怎样的？2.Fe2.Fe屑的作用是什么？屑的作用是什么？3.3.将将FeFe屑加入烧瓶后，烧瓶内有什么现象？这说明什么？屑加入烧瓶后，烧瓶内有什么现象？这说明什么？4.4.长导管的作用是长导管的作用是什么？什么？5.5.为什么导管末端不
7、插入液面下？为什么导管末端不插入液面下？6.6.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？7.7.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使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？之恢复本来的面目？苯苯 液溴液溴 FeFe屑屑用作催化剂用作催化剂剧烈反应，轻微翻腾，有气体逸出。反应放热。剧烈反应，轻微翻腾，有气体逸出。反应放热。用于导气和冷凝回流（或冷凝器）用于导气和冷凝回流（或冷凝器）溴化氢易溶于水，防止倒吸。溴化氢易溶于水，防止倒吸。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苯与溴反应生成溴苯的同时
8、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。反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。因为未发生反应的溴和反应中的催化剂因为未发生反应的溴和反应中的催化剂FeBrFeBr3 3溶解在生成的溴苯中。溶解在生成的溴苯中。用水和碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。用水和碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。 溴苯实验后思考题：溴苯实验后思考题：1.1.烧瓶中的试剂顺序能够颠倒吗？为什么？能用浓溴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？水代替液溴吗？为什么？2.2.该反应的催化剂是该反应的催化剂是FeBrFeBr3
9、3, ,而反应时加的是而反应时加的是FeFe屑，屑， FeFe屑是怎样转化为屑是怎样转化为FeBrFeBr3 3的？的？3.3.该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减该反应是放热反应，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？设计和考虑？4.4.生成的生成的HBrHBr中常混有溴蒸气，此时用中常混有溴蒸气，此时用AgNOAgNO3 3溶液对溶液对HBrHBr的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在HBrHBr中的中的溴蒸气？溴蒸气？5.5.如何分离出烧瓶中反应生
10、成的溴苯？如何分离出烧瓶中反应生成的溴苯？对苯与溴的反应实验，注意下列几点：对苯与溴的反应实验，注意下列几点：A、为防止溴的挥发，先加入苯后加入溴，然后加入铁粉。、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、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起催化作用的是FeBr3。C、伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是导气、冷凝。、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、导管未端不可插入锥形瓶内水面以下，因为HBr气体易溶气体易溶于水，以免倒吸。于水，以免倒吸。
11、E、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、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。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。除去溴苯中的溴可加入除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振荡，再用分液漏斗分离。溶液，振荡，再用分液漏斗分离。1、试剂的加入顺序怎样？各试剂在反应中所、试剂的加入顺序怎样？各试剂在反应中所起到的作用？起到的作用？2、导管为什么要这么长？其末端为何不插、导管为什么要这么长？其末端为何不插入液面？入液面？3、反应后的产物是什么？如何分离？、反应后的产物是什么？如何分离？F、生成的、
12、生成的HBr中常混有溴蒸气，此时用中常混有溴蒸气，此时用AgNO3溶液对溶液对HBr的检的检验结果有影响，如何除去混在验结果有影响，如何除去混在HBr中的溴蒸气？中的溴蒸气？1.烧瓶中的试剂顺序能够颠倒吗？为什么？能用浓溴水代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？替液溴吗？为什么？2.该反应的催化剂是该反应的催化剂是FeBr3,而反应时加的是而反应时加的是Fe屑，屑， Fe屑屑是怎样转化为是怎样转化为FeBr3的？反应的速度为什么一开始较缓慢，的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一段时间后明显加快？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
13、放该反应是放热反应，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？虑？4.生成的生成的HBr中常混有溴蒸气，此时用中常混有溴蒸气，此时用AgNO3溶液对溶液对HBr的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在HBr中的溴中的溴蒸气？蒸气？ + Br2 Br + HBrFeBr3 + 2Br2 Br + 2HBrFeBr3 Br + 2Br2 Br + 2HBrFeBr3 Br苯在三卤化铁催化下可与苯在三卤化铁催化下可与ClCl2 2、BrBr2 2发生取代反应，发生取代反
14、应，生成一卤代苯、二卤代苯（主要是邻、对位取代产生成一卤代苯、二卤代苯（主要是邻、对位取代产物）等。物）等。玻璃玻璃管管实验步骤实验步骤: :先将先将1.5mL1.5mL浓硝酸注入大试管浓硝酸注入大试管中中, ,再慢慢注入再慢慢注入2mL2mL浓硫酸浓硫酸, ,并及时摇匀和冷并及时摇匀和冷却却. .向冷却后的酸中逐滴加入向冷却后的酸中逐滴加入1mL1mL苯苯, ,充分振充分振荡荡, ,混和均匀混和均匀. .将混合物控制在将混合物控制在50-6050-60的条件下约的条件下约10min,10min,实验装置如左图实验装置如左图. .将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中
15、, ,可可以看到烧杯底部有黄色油状物生成以看到烧杯底部有黄色油状物生成, ,经过分经过分离得到粗硝基苯离得到粗硝基苯. . 粗产品依次用蒸馏水和粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH5%NaOH溶液洗涤溶液洗涤, ,最后再用蒸馏水洗涤最后再用蒸馏水洗涤. .将用无水将用无水CaClCaCl2 2干燥干燥后的粗硝基苯进行蒸馏后的粗硝基苯进行蒸馏, ,得到纯硝基苯得到纯硝基苯. .注意：注意：浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到50-6050-60以下，再慢慢滴入苯，边加边以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，因为反应放热，温度过高，苯易振荡，因为反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也
16、会分解，同时苯和浓硫挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸在酸在75-8075-80时会发生反应。时会发生反应。什么时候采用什么时候采用水浴加热水浴加热：需要加热，：需要加热，而且一定要控制在而且一定要控制在100100以下，均可采以下，均可采用水浴加热。如果超过用水浴加热。如果超过100 100 ，还可采，还可采用油浴（用油浴（0 0300 300 ）、沙浴温度更高。）、沙浴温度更高。为提纯硝基苯，一般将粗产品依为提纯硝基苯，一般将粗产品依次用次用蒸馏水蒸馏水和和NaOHNaOH溶液溶液洗涤。洗涤。温度计必须温度计必须悬挂悬挂在在水浴水浴中。中。不纯的硝基苯显不纯的硝基苯显黄黄色色 （因为溶（
17、因为溶有有NONO2 2）而纯净硝基苯是无色，）而纯净硝基苯是无色，有苦杏仁味，比水重，油状液体。有苦杏仁味，比水重，油状液体。1.1.配制浓硫酸与浓硝酸混和酸时配制浓硫酸与浓硝酸混和酸时, ,是否可以是否可以将浓硝酸加入到浓硫酸中将浓硝酸加入到浓硫酸中? ?为什么为什么? ?2.2.步骤步骤中中, ,为了使反应在为了使反应在50-6050-60下进行下进行, ,常用的方法是什么常用的方法是什么? ?3.3.步骤步骤中洗涤、分离粗硝基苯使用的主要中洗涤、分离粗硝基苯使用的主要仪器是什么仪器是什么? ?4.4.步骤步骤中粗产品用中粗产品用5%NaOH5%NaOH溶液洗涤的目的溶液洗涤的目的? ?
18、5.5.敞口玻璃管的作用是什么敞口玻璃管的作用是什么? ?浓硫酸的作用浓硫酸的作用? ?水浴的温度一定要控制在水浴的温度一定要控制在60以下，温度过高，苯以下，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸反应生成易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸反应生成苯磺酸等副反应。苯磺酸等副反应。浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂。浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂。 反应装置中的温度计，应插入水浴液面以下，以测反应装置中的温度计，应插入水浴液面以下，以测量水浴温度。量水浴温度。把反应的混合物倒入一个盛水的烧杯里，烧杯底部把反应的混合物倒入一个盛水的烧杯里，烧杯底部聚集淡黄色的油状液体，这是因为在硝基苯中溶
19、有聚集淡黄色的油状液体，这是因为在硝基苯中溶有HNO3分解产生的分解产生的NO2的缘故。除去杂质提纯硝基苯，的缘故。除去杂质提纯硝基苯，可将粗产品依次用蒸馏水和可将粗产品依次用蒸馏水和NaOH溶液洗涤，再用分溶液洗涤，再用分液漏斗分液。液漏斗分液。为何要水浴加热，并将温度控制在为何要水浴加热，并将温度控制在60？浓硫酸的作用？浓硫酸的作用？温度计的位置？温度计的位置？如何得到纯净的硝基苯？如何得到纯净的硝基苯？加入药品时，加入药品时，先浓硝酸再浓硫酸先浓硝酸再浓硫酸冷却到冷却到50-60，再加入苯再加入苯切不可将浓硝酸注入浓硫酸中，因混和时要放出大量的热量，以免浓硫酸溅切不可将浓硝酸注入浓硫酸
20、中，因混和时要放出大量的热量，以免浓硫酸溅出，发生事故。出，发生事故。如何混合硫酸和硝酸的混合液？如何混合硫酸和硝酸的混合液？2Fe + 3Br2 = 2FeBr3+ Br2Br + HBrFeBr3AgNO3 +HBr = AgBr +HNO3+ Cl2Cl + HClFeCl3+ HNO3（浓）（浓）NO2+ H2O浓浓H2SO45060对比与归纳对比与归纳烷烷烯烯苯苯与与BrBr2 2作用作用BrBr2 2试剂试剂反应条件反应条件反应类型反应类型与与KMnOKMnO4 4作用作用点燃点燃现象现象结论结论纯溴纯溴溴水溴水纯溴纯溴溴水溴水光照光照取代取代加成加成Fe粉粉取代取代萃取萃取无反应
21、无反应现象现象结结论论不褪色不褪色褪色褪色不褪色不褪色不被不被KMnO4氧化氧化易被易被KMnO4氧化氧化苯环难被苯环难被KMnOKMnO4 4氧化氧化焰色浅，焰色浅，无烟无烟焰色亮，焰色亮，有烟有烟焰色亮，浓烟焰色亮，浓烟C%低低C%较高较高C%高高小结：苯易取代、难加成、难氧化小结：苯易取代、难加成、难氧化练习练习1下列物质属于苯的同系物是（下列物质属于苯的同系物是（ ）A.B.C.D.B3、直链烷烃的通式可用、直链烷烃的通式可用CnH2n+2表示，现有一表示，现有一系列芳香烃，按下列特点排列：系列芳香烃，按下列特点排列： ， ， ， 若用通式表示这一系列化合物，其通式应为：若用通式表示这
22、一系列化合物，其通式应为：A、CnH2n-6 B、C6n+4H2n+6 C、C4n+6H2n+6 D、C2n+4H6n+6 7.7.如下图如下图, ,分别在两个水槽中盛水和某液体分别在两个水槽中盛水和某液体A,A,再分别滴入一再分别滴入一滴苯和水滴苯和水, ,然后用条型磁铁接近液面然后用条型磁铁接近液面, ,并缓慢移动并缓慢移动, ,水滴跟着水滴跟着移动移动, ,而苯滴不移动而苯滴不移动 则液体则液体A A可能为可能为( )( )A.A.煤油煤油 B.B.酒精酒精 C.C.苯苯 D.D.四氯化碳四氯化碳答案答案:D:D2.2.实验室用溴和苯反应制取溴苯实验室用溴和苯反应制取溴苯, ,得到粗溴苯
23、后得到粗溴苯后, ,要用如下操要用如下操作精制作精制: :蒸馏蒸馏; ;水洗水洗; ;用干燥剂干燥用干燥剂干燥; ;用用10%NaOH10%NaOH溶液溶液洗洗; ;水洗水洗 正确的操作顺序是正确的操作顺序是( )( )A.A. B. B.C.C. D. D.答案答案:B:B14.14.以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图: :(1)(1)苯转化为苯转化为A A的化学方程式是的化学方程式是_, ,其反应类型其反应类型为为_ (2)(2)反应反应X X的化学方程式为的化学方程式为_ 答案：答案：(3)(3)有机物有机物D D在苯环上的二氯代物有
24、在苯环上的二氯代物有_种同分异构体种同分异构体 (4)(4)图中图中“苯苯EF”EF”省略了反应条件省略了反应条件, ,请写出请写出E E物质的结构物质的结构简式简式 4 4答案：答案：对于对于(4),(4),要依据要依据“苯苯AB”AB”和和“苯苯CD”CD”这这2 2条转化链条转化链来认真分析来认真分析, ,由第一条转化链可知由第一条转化链可知, ,若苯先硝化再引入若苯先硝化再引入CHCH3 3, ,则则CHCH3 3在在NONO2 2的间位的间位, ,由第二条转化链可知由第二条转化链可知, ,若先卤代再磺若先卤代再磺化化, ,则则SOSO3 3H H在在BrBr的对位的对位 F F水解水解