芳香烃__卤代烃.doc

芳香烃、卤代烃　【知识要点梳理】知识点一、苯的结构与化学性质：　　（苯是最简单、最基本的芳香烃）1、物理性质：　　苯是一种无色、有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水2、结构特点：　　现代科学对苯分子结构的研究：　　①苯分子为平面正六边形结构，分子中的6个碳原子构成正六边形，键角为120°，分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内　　②苯分子中碳碳键键长为40×10-10m，介于单键和双键之间独特的结构决定其具有独特的性质)　　③结构简式：或均可3、化学性质：（组成上高度不饱和，结构比较稳定）　　从苯的分子组成上看，具有很高的不饱和度，其性质应该同乙烯、乙炔相似，但实际上苯不能与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应，苯在化学性质上与烯烃和炔烃明显不同说明苯的结构比较稳定，这是苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和，结构比较稳定”　　①苯的稳定性(与烷烃相似)：表现在不能与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液反应　　②苯在空气中燃烧：　　燃烧现象：在空气中燃烧，燃烧时产生明亮的带有浓烟的火焰，这是由于苯分子里含碳的质量分数很大的缘故　　方程式：　　③苯的取代反应（与烷烃相似）——卤代、硝化、磺化　　苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应：　 　　　　　　　　　　条件：液溴、铁粉做催化剂　　苯与浓硝酸发生取代反应：（硝化反应）　　　　　　　　　　　　条件：50℃～60℃、水浴加热、浓硫酸做催化剂、吸水剂。

　　④苯的加成反应（与H2、Cl2) ：　　苯在特殊条件下可与H2发生加成反应：　　　　　　　　　　　　　条件：镍做催化剂、180℃~250℃的条件下　　小结：在通常情况下苯的性质比较稳定，在一定条件下能发生氧化、加成、取代等反应苯的化学性质——易取代、能氧化(燃烧)、难加成 知识点二、苯的同系物：　　（由于苯基和烷基的相互影响，使其性质发生了一定的变化——更活泼）1、基本概念：　　　 ①芳香族化合物：分子中含有苯环的有机化合物，如硝基苯、溴苯、苯乙烯等　　　 ②芳香烃：含有苯环的烃类，如甲苯、苯乙烯等　　　 ③苯的同系物：苯环上的H原子被烷基取代的产物，如甲苯、二甲苯等　　　　 通式：CnH2n-6(n≥6)　　　　 结构特点：只含有一个苯环，苯环上连结烷基，从分子组成上看远未饱和2、苯的同系物的物理性质：　　跟其他同系物一样，①在通常状况下都是无色有特殊气味的液体(如甲苯、二甲苯都是无色有刺激性气味的液体)，②密度小于水的密度，不溶于水，易溶于有机溶剂，本身也是有机溶剂，③随着碳原子个数的递增，其物理性质也呈规律性变化，碳原子个数增多，熔沸点升高，密度增大　　相同碳原子个数的同分异构体中，苯环上的侧链越短、侧链在苯环上分布越分散，物质的熔、沸点越低，三种二甲苯的结构简式及沸点如下：　　　　　　　3、苯的同系物的化学性质：　　苯的同系物的性质与苯相似，能发生取代反应、加成反应。

但由于烷基与苯环的相互影响，使苯环上的氢原子更活泼，而烷基则易被氧化侧链对苯环的影响，使得苯环上的氢原子活泼而容易发生取代反应；而苯环对侧链的影响使得侧链易被氧化，所以，苯的同系物一般能使酸性KMnO4溶液褪色　　①苯的同系物的苯环易发生取代反应：(比苯更容易)　　　a、甲苯与氯气反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　 　说明：产物以邻对位取代为主　　　b、甲苯跟硝酸、硫酸的混合酸发生硝化反应，可制得三硝基甲苯　　 　　化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　有机产物的名称是2，4，6－三硝基甲苯，简称三硝基甲苯，又叫梯恩梯（TNT），是一种淡黄色的晶体，不溶于水它是一种烈性炸药，广泛用于国防、开矿、筑路、兴修水利等　　说明：　　a、由此证明苯的同系物的侧链对苯环有很大的影响，它能使苯环更易发生取代反应　　b、苯进行取代反应时，环上六个氢被取代的机会是均等的如果苯环上已有一个取代基，则第二个取代基的导入，生成主要产物或者是邻对位，或者是间位　　c、苯的同系物的取代反应的规律一般是：在有催化剂存在的条件下，取代反应发生在苯环上；没有催化剂（光照等）的条件下，取代反应发生在侧链上　　②苯的同系物的加成反应：　　　苯及其同系物的加成反应比烯烃、炔烃要难些。

如甲苯在一定条件下和氢气发生加成反应：　　　　　　　　　　　　 　　③氧化反应——燃烧：　　　　　　　　　　　　　2CnH2n-6＋(3n-3)O22nCO2＋2(n-3)H2O　　④氧化反应——使酸性高锰酸钾溶液褪色：（区别苯和苯的同系物）　　　　　　　　　说明：　　a、苯的结构稳定，一般不易被氧化剂如KMnO4溶液、稀HNO3等氧化，但苯的同系物却大都能被常用氧化剂所氧化，如甲苯、二甲苯等都能使酸性KMnO4溶液褪色实际上苯的同系物发生氧化时，被氧化的不是苯环，而是苯环上的侧链——甲基被氧化成羧基(—COOH)；　　b、苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化时，不论它的侧链长短如何，氧化都发生在跟苯环直接相连的C原子上如果与苯环直接相连的碳原子上没有氢时，则很难被氧化；　　c、可用酸性高锰酸钾溶液区分苯和苯的同系物分别取少量待测物后，再加少量的酸性高锰酸钾溶液，振荡后观察现象，能褪色的为苯的同系物，不能褪色的是苯　　总结：苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化，而苯不能；苯的同系物的硝化反应条件与苯的硝化反应的条件也不一样这是由于苯环上的氢原子被烷基取代，在苯的同系物分子中存在烷基与苯环之间的相互作用，从而导致苯与甲苯在性质上存在差异。

知识点三、芳香烃的来源及其应用1、来源：　　①煤的干馏：自从1845年人们从煤焦油内发现苯及其他芳香烃后，很长时间里煤是一切芳香烃的主要来源——产量低，不能满足需求　　②石油的催化重整：自20世纪40年代以来，随着石油化学工业的发展，通过石油化学工业中的催化重整等工艺可以获得芳香烃2、应用：　　一些简单的芳香烃，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯等是基本的有机原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等3、稠环芳香烃：有些稠环芳香烃有致癌作用，又称致癌芳香烃　　①萘　　 C10H8 1、4、5、8为α位，2、3、6、7为β位　　②蒽　　 C10H14 1、4、5、8为α位，2、3、6、7为β位，9、10为γ位　　③菲　　 C14H10 知识点四、典型的卤代烃——溴乙烷：　　卤代烃化学性质通常比烃活泼，能发生很多化学反应而转化成各种其他类型的化合物，因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用.1、分子组成和结构：　　（在结构上可以看成是由溴原子取代了乙烷分子中的一个氢原子后所得到的产物）　　分子式　　　　 结构式　　　 结构简式　　　 　　　官能团　　C2H5Br 　　　　　CH3CH2Br或C2H5Br 　　—Br　　溴乙烷比例模型及共振氢谱：　　　　　　　　 　　溴乙烷的结构特点：溴乙烷在核磁共振氢谱中表现两个吸收峰，且吸收峰的面积之比是3：2，而乙烷的吸收峰却只能有1个；溴乙烷与乙烷的结构相似，区别在于C—H键与C—Br的不同。

C—Br键为极性键，由于溴原子吸引电子能力强， C—Br键易断裂，使溴原子易被取代由于官能团（－Br）的作用，溴乙烷的化学性质比乙烷活泼，能发生许多化学反应2、溴乙烷的物理性质：　　纯净的溴乙烷是无色液体，沸点低，密度比水大，不溶于水　　说明：相对分子质量大于乙烷，导致C2H5Br分子间作用力增大，其熔点、沸点、密度均大于乙烷3、溴乙烷化学性质：　　在卤代烃分子中，卤素原子是官能团由于卤素原子吸电子的能力较强，使共用电子对偏移，C—X键具有较强的极性，因此卤代烃的反应活性增强　　①水解反应：（H2O中的—OH取代溴乙烷分子中的Br原子）　　　实验步骤：大试管中加入5mL溴乙烷；加入15mL20%NaOH溶液，加热；　　　　　　　　向大试管中加入稀HNO3酸化；滴加2滴AgNO3溶液　　　现象：大试管中有浅黄色沉淀生成——证明上述实验中溴乙烷里的Br原子变成了Br-　　　　　　　　　　　说明：　　a、该反应属于取代反应，C2H5－Br中的－Br被H2O中的－OH取代；　　b、该反应比较缓慢，可采取加热和加入氢氧化钠的方法，加快此反应的速率、提高乙醇的产量原因是水解反应吸热，NaOH溶液与HBr反应，减小HBr的浓度，所以平衡向正反应方向移动，CH3CH2OH的浓度增大；　　c、验证Br变成了Br-时，要用HNO3酸化溶液，目的：中和过量的NaOH溶液，防止生成Ag2O暗褐色沉淀，对Br-的检验产生干扰。

　　②消去反应　 　　　实验步骤：大试管中加入5mL溴乙烷；加入15mL饱和NaOH乙醇溶液，加热.；　　　　　　　　向大试管中加入稀HNO3酸化；滴加2滴AgNO3溶液　　　实验现象：产生气体，大试管中有浅黄色沉淀生成　　　　　　　　　　　　　　　　反应规律：　　a、该反应中相邻的两碳原子上脱去一个HBr分子而形成1个“C－C”若有多个卤素原子可能生成炔，如CH2Br－CH2Br发生消去反应可能得CH≡CH；　　b、该反应的条件：浓NaOH的醇溶液、加热；　　c、溴原子连接的碳原子的相邻碳原子无氢原子不能发生消去反应如：(CH3)3CCH2Br不能发生消去反应即能发生消去反应的卤代烃，在结构上必须具备两个条件：分子中碳原子数≥2；与—X相连的碳原子的相邻碳上必须有氢原子　　消去反应：有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上　　说明：　　a、不用NaOH水溶液而用醇溶液，因为用NaOH水溶液反应将朝着水解的方向进行；　　b、乙醇在反应中做溶剂，使溴乙烷充分溶解；　　c、检验生成的乙烯气体时，要在气体通入KMnO4酸性溶液前加一个盛有水的试管，作用是除去HBr，因为HBr也能使KMnO4酸性溶液褪色；　　d、札依采夫规则：卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的碳原子上；　　 　2－溴丁烷(CH3－CHBr－CH2－CH3)消去反应的产物有2种.　 　 　　CH3CH=CHCH3　 (81%)　　 CH3CH2CH=CH2　 (19%)知识点五、卤代烃：1、定义：　　烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。

　　饱和一卤代烃通式：CnH2n+1X2、分类：　　①根据分子中所含卤素的不同，可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃；　　②根据卤代烃分子中卤原子的数目不同，可分为一卤代烃、二卤代烃、多卤代烃；　　③根据分子中烃基结构不同，可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和卤代芳烃3、物理性质：　　①常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多为液体或固体；　　②纯净的卤代烃均无色，不溶于水，可溶于大多数有机溶剂，某些卤代烃本身是很好的有机溶剂；　　③熔沸点大于同碳个数的烃；　　④一氯代烷的沸点：不同碳原子数：碳原子数越多，沸点越高；相同碳原子数：支链越多，沸点越低；　　⑤一氯代烷密度均小于1(即小于水的密度)，一溴代烷密度均大于14、化学性质：（卤代烃的化学性质与溴乙烷相似）　　水解反应：R－X+H－OHR－OH+HX　　消去反应：　　　　　　　　　　 5、制法：　　①烷烃。