高中化学 第二章 第二节 芳香烃（第1课时）课件 新人教版选修5.ppt

第二章第二章 烃和卤代烃烃和卤代烃第二节第二节 芳香烃芳香烃第第1 1课时课时选修选修5 5 有机化学基础有机化学基础化学家预言第一次世界大战化学家预言第一次世界大战1912-1913年，德国在国际市场上大量收购石油年，德国在国际市场上大量收购石油由于有利可图，许多国家的石油商都不惜压低价由于有利可图，许多国家的石油商都不惜压低价格争着与德国人做生意，但令人不可理解的是，格争着与德国人做生意，但令人不可理解的是，德国人只要婆罗洲的石油，其他的一概不要，并德国人只要婆罗洲的石油，其他的一概不要，并急急忙忙地把收购到婆罗洲的石油运到德国本土急急忙忙地把收购到婆罗洲的石油运到德国本土去在石油商人感到百思不得其解时去在石油商人感到百思不得其解时,一位化学家一位化学家提醒世人说：提醒世人说：“德国人在准备发动战争了！德国人在准备发动战争了！”果果然不出化学家所料，德国于然不出化学家所料，德国于1914年发动了第一次年发动了第一次世界大战世界大战苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质这位化学家为何知道德国将发动战争呢？这一奇这位化学家为何知道德国将发动战争呢？这一奇怪现象引起了一位化学家的注意他经过化验，发怪现象引起了一位化学家的注意他经过化验，发现婆罗洲的石油成分与其他地区的不同，它含有现婆罗洲的石油成分与其他地区的不同，它含有很少的直链烃，它含有大量的苯和甲苯等芳香烃，很少的直链烃，它含有大量的苯和甲苯等芳香烃，正是适宜制造正是适宜制造“TNT”烈性炸药的三硝基甲苯的基烈性炸药的三硝基甲苯的基础成分。

这位化学家们就是在对婆罗洲石油的化础成分这位化学家们就是在对婆罗洲石油的化学成分进行分析之后才向世人提出历史性预言的学成分进行分析之后才向世人提出历史性预言的苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质1.什么叫芳香烃？什么叫芳香烃？分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃2.最简单的芳香烃是最简单的芳香烃是 苯苯苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质 一、苯的物理性质一、苯的物理性质（色、味、态、熔点、沸点、密度、溶解性、特（色、味、态、熔点、沸点、密度、溶解性、特性）性）颜色颜色无色无色气味气味特殊气味特殊气味状态状态液态液态熔点熔点5.5℃℃沸点沸点80.1℃℃密度密度比水小比水小毒性毒性有毒有毒溶解性溶解性不溶于水，易溶于有机溶剂不溶于水，易溶于有机溶剂易挥发易挥发苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质二、苯的分子结构与化学性二、苯的分子结构与化学性质：质：•1 1）结构式）结构式 2 2）结构简式）结构简式1、组成与结构组成与结构：分子式：分子式：C6H6键角键角 120°苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质现代技术对苯分子结构的进一步研究现代技术对苯分子结构的进一步研究表明表明: : 苯分子是平面正六边形的结构，苯分子里的苯分子是平面正六边形的结构，苯分子里的6 6个碳原子和个碳原子和6 6个氢原子都在同个氢原子都在同一平面上。

一平面上键角键角 键键 能能(KJ/mol)键键 长长(10-10 m) C—C109o28’ 3481.54 C==C120o 6151.33 苯中碳碳键苯中碳碳键120o 约约4941.40键参数的键参数的比较比较苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质 苯分子里不存在一般的碳碳双键，分子里的苯分子里不存在一般的碳碳双键，分子里的6 6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双个碳原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的特殊键之间的特殊( (独特独特) )的键大ππ键！键！苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质二、苯的分子结构与化学性二、苯的分子结构与化学性质：质：•1 1）结构式）结构式 2 2）结构简式）结构简式 3）结构特点：）结构特点： Ø（（1 1）苯分子是平面六边形的稳定结构；）苯分子是平面六边形的稳定结构；Ø（（2 2）苯分子中碳碳键是）苯分子中碳碳键是介于介于碳碳单键碳碳单键与与碳碳双键碳碳双键之间的一种之间的一种独特独特的键；的键；Ø（（3 3）苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效）苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效1、组成与结构组成与结构：苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质苯具有怎样的化学性质呢？苯的苯的特殊特殊结构结构苯的特殊性质苯的特殊性质饱和烃饱和烃的性质的性质不饱和烃不饱和烃的性质的性质取代反应取代反应加成反应加成反应？？苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质苯的化学性质和烷烃、烯烃、炔烃有苯的化学性质和烷烃、烯烃、炔烃有何异同点何异同点?为什么为什么?苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质•从苯的分子式看，它是远未达饱和的烃，从苯的分子式看，它是远未达饱和的烃，那么它的性质是否和不饱和烃相似？那么它的性质是否和不饱和烃相似？•【【探究实验探究实验】】在分别盛有溴水和酸性高锰在分别盛有溴水和酸性高锰酸钾溶液的试管中各加入少量苯，用力振酸钾溶液的试管中各加入少量苯，用力振荡，静置，观察现象。

荡，静置，观察现象苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质1ml溴水溴水2ml苯苯2ml苯苯1mlKMnO4(H+)溶液溶液 （（ ）） 振荡振荡振荡振荡（（ ））（（ ）） 结论：苯与酸性高锰酸钾、溴水都不反应，由此说结论：苯与酸性高锰酸钾、溴水都不反应，由此说明苯中明苯中不存在不存在与乙烯、乙炔相同的双键和叁键，与乙烯、乙炔相同的双键和叁键，苯苯与不饱和烃有很大区别与不饱和烃有很大区别紫红色不褪色紫红色不褪色上层橙黄色上层橙黄色下层几乎无色下层几乎无色水层颜色为水层颜色为何变浅？何变浅？苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质 • （（1）） 氧化反应：氧化反应：现象：火焰明亮，带有浓烟现象：火焰明亮，带有浓烟思考：苯燃烧时为什么伴有浓烟？思考：苯燃烧时为什么伴有浓烟？不能使不能使酸性高锰酸钾溶液褪酸性高锰酸钾溶液褪色色2C6H6+15O2 12CO2+ 6H2O点燃点燃b. 与高锰酸钾反应与高锰酸钾反应2、苯的化学性质、苯的化学性质 a. 燃烧燃烧苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质（（2 2）取代反应）取代反应a a 苯的溴代苯的溴代反应条件：纯溴反应条件：纯溴( (液态液态) )、催化剂、催化剂b b 苯的硝化苯的硝化+ HNO3（浓）（浓）NO2+ H2O浓浓H2SO450~60℃℃+ Br2Br+ HBrFeBr3 在催化剂的作用下，苯也可以和其它卤素发生取代反应，称为卤代在催化剂的作用下，苯也可以和其它卤素发生取代反应，称为卤代反应。

反应 烃分子中的氢原子被－烃分子中的氢原子被－NO2所取代的反应叫做所取代的反应叫做硝化反应硝化反应硝基硝基:－－NO2(注意与注意与NO2－－ 区别区别）吸水剂和催化剂吸水剂和催化剂浓硫酸的作用：浓硫酸的作用：苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质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）思考与交流：P37 苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质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，还溴苯本来的面目苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质玻璃玻璃管管实验步骤实验步骤:①:①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②②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③③将混合物控制在将混合物控制在50-60℃50-60℃的条件下约的条件下约10min,10min,实验装置如右图。

实验装置如右图④④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, ,可可以看到烧杯底部有黄色油状物生成，经过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分离得到粗硝基苯 ⑤ ⑤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将用无水最后再用蒸馏水洗涤将用无水CaClCaCl2 2干燥干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质注意：注意：①①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50-50-60℃60℃以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，因为反应放热，温度过高，苯易挥发，且因为反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸在硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸在75-80℃75-80℃时会发生反应时会发生反应②②什么时候采用什么时候采用水浴加热水浴加热：需要加热，而：需要加热，而且一定要控制在且一定要控制在100℃100℃以下，均可采用水以下，均可采用水浴加热如果超过浴加热如果超过100 ℃100 ℃，还可采用油浴，还可采用油浴（（0 0～～300 ℃300 ℃）、沙浴温度更高。

沙浴温度更高苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质⑤⑤为提纯硝基苯，一般将粗产品依次为提纯硝基苯，一般将粗产品依次用用蒸馏水蒸馏水和和NaOHNaOH溶液溶液洗涤③③温度计必须温度计必须悬挂悬挂在在水浴水浴中④④不纯的硝基苯显不纯的硝基苯显黄黄色色 （因为溶有（因为溶有NONO2 2）而纯净硝基苯是无色，有苦）而纯净硝基苯是无色，有苦杏仁味，比水重，油状液体杏仁味，比水重，油状液体苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质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, ,是否可以将是否可以将浓硝酸加入到浓硫酸中浓硝酸加入到浓硫酸中? ?为什么为什么? ?2.2.步骤步骤③③中中, ,为了使反应在为了使反应在50-60℃50-60℃下进行下进行, ,常常用的方法是什么用的方法是什么? ?3.3.步骤步骤④④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④④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? ?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? ?苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质c 磺化（苯分子中的磺化（苯分子中的H原子被磺酸基取代的原子被磺酸基取代的反应）反应）+ H2O （苯磺酸）（苯磺酸）+ HO－－SO3H－－SO3H磺酸基中的硫原子和苯环直接相连磺酸基中的硫原子和苯环直接相连吸水剂和磺化剂吸水剂和磺化剂（磺酸基：（磺酸基：—SO3H））磺酸基与苯环的连接方式磺酸基与苯环的连接方式：：浓硫酸的作用：浓硫酸的作用：70℃~80℃苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质（（3）苯的加成反应）苯的加成反应 （与（与H2、、Cl2)+ H2Ni环己烷环己烷加热加热+ 3Cl2催化剂催化剂ClClClClClClHHHHHH六六六六六六苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质对比与归纳对比与归纳烷烷烯烯苯苯与与Br2作作用用Br2试剂试剂反应条件反应条件反应类型反应类型与与KMnO4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无反应现象现象结论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KMnOKMnO4 4氧化氧化焰色浅，无烟焰色浅，无烟焰色亮，有烟焰色亮，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、难氧化苯的结构与化学性质苯的结构与化学性质证明苯分子中不存在单双键交替的理证明苯分子中不存在单双键交替的理由是由是 （（ ））A.A.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B.B.苯的间位二元取代物只有一种苯的间位二元取代物只有一种C.C.苯的对位二元取代物只有一种苯的对位二元取代物只有一种D.D.苯的邻位二元取代物有二种苯的邻位二元取代物有二种A练一练练一练芳香烃芳香烃 下列物质中所有原子都有可能在同下列物质中所有原子都有可能在同一平面上的是一平面上的是 （（ ））A BC DB CCH=CH2CH3Cl练一练练一练芳香烃芳香烃。