教材分析:选必三2-3、芳香烃

文摘   教育   2024-09-21 06:55   辽宁  

 提示:C6H5--C6H4-表示苯环

一、芳香烃

1、苯

分子式

C6H6

结构式

键线式

球棍模型

填充模型

2、芳香烃

具有芳香性的烃称为芳香烃,一般是指分子中含有苯环的烃。

广义的芳香烃包括非苯芳烃。

非苯芳烃:对完全共轭的、单环的、平面多烯来说,具有(4n+2)个 π电子(n≥0)的分子,可能具有特殊芳香稳定性。

2、苯环的空间结构

1)苯的十二点共面对角四点共线

2)苯的大л键形成和碳碳键的均匀化

苯分子为平面正六边形结构,每个碳原子采用sp2杂化,三个杂化轨道与两个碳原子和一个氢原子形成三个δ键,剩余的一个p轨道垂直于平面,相互重叠形成大л键。大л键的形成使6个碳碳键均匀化,每个键既不是碳碳双键,也不是碳碳单键,而是介于单键和双键之间的一种特殊键。

 

 形成大л键之前 

  形成大л键之后

所以苯分子的键线式写法又可以为

 

【问题】

,哪种没有同分异构体,能说明苯环上的6个碳碳键相似?

 

、苯的同系物及衍生物的命名

1、苯的同系物及其它烃类

C6H5-CH3:甲基苯,简称为甲苯。

C6H5-CH2CH3:乙基苯,简称为乙苯。

C6H5-CH2CH2CH3:丙基苯,简称为丙苯。

C6H5-CH(CH3)2:异丙基苯,简称为异丙苯。

CH3-C6H4-CH3:二甲基苯,简称为二甲苯,分为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。

C6H5-CH=CH2:苯乙烯。C6H5-C≡CH:苯乙炔。

2、苯的衍生物

C6H5-Cl:氯苯。C6H5-Br:溴苯。C6H5-NO2:硝基苯。

C6H5-NH2:氨基苯,又叫苯胺。

C6H5-OH:苯酚。

C6H5-CH2OH:苯甲醇。C6H5-CHO:苯甲醛。C6H5-COOH:苯甲酸。

3、另一种命名方式

将苯环上的6个碳原子编号为1-6,写出侧链的位置编号。

12-二甲苯   13-二甲苯    14-二甲苯

4-甲基-2-氯苯甲醇

 

三、苯的物理性质和化学性质

1、苯的物理性质

状态

颜色

气味

液体

无色

有特殊气味

水溶性

毒性

挥发性

不溶

有毒

易挥发

熔点

沸点

密度

5.5℃

80℃

0.88g/cm3

2、苯的化学性质

1)由于苯的大л键较稳定,不易发生烯烃所容易发生的加成反应和氧化反应。

苯既不能使溴的四氯化碳溶液褪色,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

2)苯具有可燃性,在空气中燃烧时会产生浓重的黑烟。

2C6H6+15O2点燃→12CO2+6H2O

3)苯的取代反应

①苯与液溴在FeBr3的催化下,发生取代反应,生成溴苯。

+Br2→FeBr3-Br+HBr↑

溴苯:无色液体,有特殊气味,不溶于水,密度比水大。

下图是制取溴苯的实验装置

【问题】如何从反应后的液体中提纯溴苯?

I、酸性水溶液多次洗涤,分液(除去FeBr3)。
II、NaOH洗涤,分液(除去Br2)。

III、水洗,分液(除去NaOH溶液和生成的盐)。

IV、加干燥剂(除水)。

V、蒸馏(除苯)。

②苯与浓硝酸在浓硫酸的催化下,在50~60℃发生硝化反应,生成硝基苯。

+HNO3浓硫酸/-NO2+H2O

解析:+HO-NO2+HO-H

硝基苯:无色液体,有苦杏仁气味,不溶于水,密度比水大。

【问题】如何从反应后的液体中提纯硝基苯?

I、水洗,分液(除硫酸和硝酸)。

II、NaOH洗涤,分液(除残留的少量硫酸和硝酸)。

III、水洗,分液(除去NaOH溶液和生成的盐)。

IV、加干燥剂(除水)。

V、蒸馏(除苯)。

③苯与浓硫酸的催化下,在70~80℃发生磺化反应,生成苯磺酸。

+H2SO4-SO3H+H2O

解析:++HO-H

苯磺酸:易溶于水,是一种强酸。

4)苯的加成反应

苯在以PtNi等催化剂并加热的条件下,能与氢气发生加成反应,生成环己烷。

+3H2催化剂/

Ni是非常容易吸附氢气的金属。

 

四、苯的同系物

1、定义

苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物。通式为CnH2n-6

2、物理性质

常见苯的同系物的物理性质如下表

3、甲苯的化学性质

甲基和苯环有相互活化的作用。

1)苯环使甲基变得活泼。

【实验】在甲苯中滴入几滴酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色。

5-CH3+6KMnO4

+9H2SO4→5-COOH

+3K2SO4+6MnSO4+14H2O

2)甲基使苯环的邻位和对位变得活泼。

-CH3+3HNO3浓硫酸/+3H2O

246-三硝基甲苯又叫TNT,是一种淡黄色晶体,不溶于水。它是一种烈性炸药。


五、苯环的同分异构体

1、二甲苯的三种同分构体

2、三甲苯的三种同分异构体

3、二氯一溴苯的六种同分异构体

方法:先找两个氯的同分异构,再在此基础上找一个溴的同分异构。

4、一氟一氯一溴苯的十种同分异构体

方法:先找一氟一氯的同分异构,再在此基础上找一个溴的同分异构。


高中化学教学研究
研究高中化学学科的教育方法,教学方法等。研究高中阶段的学生如何学习化学等。
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