选修5《有机化学基础》芳香烃课件.ppt
选修5有机化学基础第二章 烃和卤代烃1.什么叫芳香烃？分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃2.最简单的芳香烃是？苯3.什么叫苯的同系物，代表物有哪些？一、苯的物理性一、苯的物理性质1.无色，有特殊芳香气味的液体无色，有特殊芳香气味的液体2.密度小于水密度小于水3.不溶于水易溶于有机溶不溶于水易溶于有机溶剂4.熔点熔点5.5,沸点沸点80.15.易易挥发（密封保存）（密封保存）6.苯蒸气有毒苯蒸气有毒二、苯分子的结构式及结构简式分子式 ：C6H6(不饱和)结构简式：或结构式：（1）苯分子是平面六边形的稳定结构；（2）苯分子中碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种独特的键；（3）苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效。结构特点：空间构型：平面正六边形练习:(1)1866年凯库勒提出了苯的单双键交替的正六边形平面结构（如图所示）,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释的事实是A、苯不能使溴水褪色B、苯能与H2发生加成反应C、溴苯没有同分异构体D、邻二溴苯只有一种A、D（2）现代化学认为苯分子碳碳之间的键是是介于单键和双键之间的一种独特的键2C6H6+15O2 12CO2+6H2O点燃产生浓烟三、苯的化学性质1.苯的氧化反应：在空气中燃烧但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色2.苯的取代反应：（卤代、硝化、磺化）（1）卤代反应（视 频）苯在三卤化铁催化下可与Cl2、Br2发生取代反应，生成一卤代苯、二卤代苯（主要是邻、对位取代产物）等。2Fe+3Br2=2FeBr3+Br2 Br +HBrFeBr3+2Br2 Br +2HBrFeBr3 Br +2Br2 Br+2HBrFeBr3 Br 纯溴苯是无色液体，密度大于水。1.1.能用浓溴水代替液溴吗？为什么？能用浓溴水代替液溴吗？为什么？2.2.该反应的催化剂是该反应的催化剂是FeBrFeBr3 3,而反应时加的是而反应时加的是FeFe屑，屑，FeFe屑是怎屑是怎样转化为样转化为FeBrFeBr3 3的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一段时的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一段时间后明显加快？间后明显加快？3.3.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的检验结的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在果是否可靠？为什么？如何除去混在HBrHBr中的溴蒸气？中的溴蒸气？【再思考再思考】不可靠，因不可靠，因溴蒸气溶于水形成的溴水，含有溴离子，会干扰对溴蒸气溶于水形成的溴水，含有溴离子，会干扰对HBrHBr的检验结果；除去混在的检验结果；除去混在HBrHBr中的溴蒸气可用中的溴蒸气可用CClCCl4 4溶液溶液不能，苯与溴水或溴的不能，苯与溴水或溴的CClCCl4 4溶液不反应溶液不反应FeFe屑是与溴反应转化为屑是与溴反应转化为FeBrFeBr3 3的；由于一开始没有催化剂的；由于一开始没有催化剂FeBrFeBr3 3，要经过反应，要经过反应才有才有FeBrFeBr3 3生成，所以反应的速度一开始较缓慢，一段时间后明显加快生成，所以反应的速度一开始较缓慢，一段时间后明显加快 剧烈反应，有白雾生成，三颈烧瓶底部有褐色油状物出现，加NaOH溶液后有红褐色沉淀生成冷凝回流、冷凝回流、导气导气吸收检验吸收检验HBr吸收吸收HBr，防止污染防止污染环境环境除去溶解在溴苯除去溶解在溴苯中的液溴，以提中的液溴，以提纯溴苯纯溴苯防止倒吸防止倒吸AgNOAgNO3 3溶液溶液实验思考题：1.实验开始后,可以看到哪些现象?2.Fe屑的作用是什么？3.长导管的作用是什么？4.为什么导管末端不插入液面下？5.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？6.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？与溴反应生成催化剂液体轻微翻腾，有气体逸出.导管口有白雾，溶液中生成浅黄色沉淀。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体用于导气和冷凝回流溴化氢易溶于水，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FeBr3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。（2）硝化反应（视频）苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在50 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。+HNO3 NO2+H2O浓硫酸5060+2HNO3 NO2+2H2O浓硫酸100110 NO2硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色的油状液体，密度比水大。难溶于水，易溶于乙醇和乙醚。硝基苯有毒（硝基苯与皮肤接触或它的蒸气被人体吸收，都能引起中毒），是制造染料的重要原料。实验步骤:先将1.5mL浓硝酸注入大试管中,再慢慢注入2mL浓硫酸,并及时摇匀和冷却.向冷却后的酸中逐滴加入1mL苯,充分振荡,混和均匀.将混合物控制在50-60的条件下约10min,实验装置如左图.将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中,可以看到烧杯底部有黄色油状物生成,经过分离得到粗硝基苯.粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤.将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯.3.加成反应工业制取环己烷的主要方法+3Cl2催化剂ClClClClClClHHHHHH+H2Ni环己烷苯的化学性质小结苯环结构比较稳定，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、能加成、难氧化）二、苯的同系物1.定义:通式：结构特点:只含有一个苯环,苯环上连结烷基.苯环上的氢原子被烷基取代的产物CnH2n-6(n6)常见的苯的同系物一CH3一一CH3CH3C7H8C8H10邻二甲苯甲苯一C2H5乙苯C8H101.比较苯和甲苯结构的异同点,推测甲苯的化学性质.2.设计实验证明你的推测.（视频）1.取苯、甲苯各2分别注入2支试管中，各加入3滴KMnO4酸性溶液，充分振荡，观察现象。结论:甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化COOHKMnO4H+CH与酸性高锰酸钾的反应（使高锰酸钾溶液褪色）与酸性高锰酸钾的反应（使高锰酸钾溶液褪色）反反应机理：机理：|CH|O|COH|酸性高酸性高锰酸酸钾溶液溶液烷基上与苯基上与苯环直接相直接相连的碳直接的碳直接连氢原子原子 H|CH|H H|CC|H C|CC|C（可鉴别苯和甲苯等苯的同系物）（可鉴别苯和甲苯等苯的同系物）2、化学性质：1)取代反应(可与卤素、硝酸、硫酸等反应)CH3对苯环的影响使取代反应更易进行浓硫酸+3HNO3+3H2O淡黄色针状晶体，不溶于水。不稳定，易爆炸。TNT2）氧化反应可燃性可使酸性高锰酸钾溶液褪色（可鉴别苯和甲苯等苯的同系物）苯环对甲基的影响使甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化3）加成反应催化剂+3H2 比较苯和甲苯与比较苯和甲苯与KMnO4溶液的作用，溶液的作用，以及硝化反应的条件产物等，你从中得到以及硝化反应的条件产物等，你从中得到什么启示什么启示?侧链和苯环相互影响：侧链和苯环相互影响：侧链受苯环影响易被氧化；侧链受苯环影响易被氧化；苯环受侧链影响易被取代。苯环受侧链影响易被取代。【结论结论】对比与归纳对比与归纳烷烷烯烯苯苯与与BrBr2 2作作用用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作作用用点点燃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无反应现象结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KMnO4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%C%低低C%C%较高较高C%C%高高【思考思考】讨论甲苯与液氯在不同的条件下讨论甲苯与液氯在不同的条件下可发生哪些反应？可发生哪些反应？苯的同系物发生卤代反应时有“光侧(链）铁苯（环）”的要求，光侧(链）光照取代侧链上的氢原子，光照取代侧链上的氢原子，铁苯铁苯（环）（环）铁作催化铁作催化剂取代苯环上的氢原子剂取代苯环上的氢原子三、芳香烃的来源及其应用1、来源：a、煤的干馏 b、石油的催化重整2、应用：简单的芳香烃是基本的有机 化工原料。
