第二节芳香烃课件

将下列物质分类将下列物质分类,并说明分类标准并说明分类标准?烷烃：烷烃：烯烃：烯烃：炔烃：炔烃：芳香烃：芳香烃：【温旧知新温旧知新】分类标准：按分类标准：按C C骨架分类骨架分类 第1页/共47页【问题问题】1.什么叫芳香烃？什么叫芳香烃？分子中含有一个或多个苯环的烃【问题问题】2.2.最简单最简单的芳香烃是？的芳香烃是？苯苯CH3甲苯甲苯(C7H8)萘萘(C10H8)蒽蒽(C14H10)【复习回顾复习回顾】苯的结构如何？有哪些物理性质和化学性质？苯的结构如何？有哪些物理性质和化学性质？第2页/共47页【板书板书】一、苯的结构和化学性质一、苯的结构和化学性质（一）、物理性质（一）、物理性质 无色、有特殊气味的无色、有特殊气味的液体液体，有毒有毒，不溶于水，不溶于水，密度比水小密度比水小，熔沸点较低，易挥发熔沸点较低，易挥发芳香杀手芳香杀手第3页/共47页n苯的毒性苯的毒性(一类致癌物一类致癌物)摄取：摄取：可引起急性中毒，麻痹中枢神经，可引起急性中毒，麻痹中枢神经，需要充分漱口，喝水，尽快洗胃。需要充分漱口，喝水，尽快洗胃。吸入：吸入：长期吸入会导致再生障碍性贫血长期吸入会导致再生障碍性贫血,严重者会引起白血病。严重者会引起白血病。皮肤：皮肤：变干燥，脱屑，皴裂，有的可能变干燥，脱屑，皴裂，有的可能 发生过敏性湿疹发生过敏性湿疹眼睛：眼睛：有刺激性。需用大量清水冲洗有刺激性。需用大量清水冲洗 室内环境中的苯污染主要来自室内环境中的苯污染主要来自含苯的胶黏剂、含苯的胶黏剂、油漆、涂料和防水材料的溶剂或稀释剂油漆、涂料和防水材料的溶剂或稀释剂 第4页/共47页（二）、苯的结构（二）、苯的结构(1)(1)苯分子的苯分子的6 6个个C C和和6 6个个H H都在同一都在同一 平面，平面，6 6个碳原子构成一个正六边形个碳原子构成一个正六边形(2)6(2)6个碳碳键完全相同，是介于单键个碳碳键完全相同，是介于单键 和双键之间的和双键之间的独特的键独特的键C6H61、分子式：、分子式：CCCCCCHHHHHH2 2、结构式：、结构式：或或3 3、结构简式：、结构简式：平面正六边形平面正六边形4 4、空间构型：、空间构型：第5页/共47页【练习练习】1 1、有机物分子中，所有原子不可能、有机物分子中，所有原子不可能 在同一平面内的是（在同一平面内的是（）CH=CH2CHCH2CH3 A B C D (1)(1)苯和溴水不反应苯和溴水不反应(2)(2)苯不能使酸性苯不能使酸性KMnOKMnO4 4溶液褪色溶液褪色(3)(3)苯的邻位二取代物苯的邻位二取代物不存在同分异构体不存在同分异构体【问题问题】3 3：哪些事实能够说明苯分子中不含碳碳双键？哪些事实能够说明苯分子中不含碳碳双键？B第6页/共47页1、加成反应、加成反应（与（与H2、Cl2)催化剂催化剂+3H2环己烷环己烷（三）（三）.苯的化学性质苯的化学性质+3Cl2催化剂催化剂ClClClClClCl俗称：六六六俗称：六六六六氯环己烷六氯环己烷第7页/共47页2 2、氧化反应（燃烧）、氧化反应（燃烧）但但不能使不能使酸性高锰酸钾溶液褪色酸性高锰酸钾溶液褪色火焰明亮，带有浓烟火焰明亮，带有浓烟 1.烃均可以燃烧，但不同的烃燃烧现象不同。烃均可以燃烧，但不同的烃燃烧现象不同。乙烯和乙炔燃烧时的火焰比甲烷的要明亮，乙烯和乙炔燃烧时的火焰比甲烷的要明亮，并伴有黑烟；而苯燃烧时的黑烟更多。并伴有黑烟；而苯燃烧时的黑烟更多。请你分析产生不同燃烧现象的原因。请你分析产生不同燃烧现象的原因。第8页/共47页反应的化学方程式反应的化学方程式 反应条件反应条件苯与溴发生苯与溴发生取代反应取代反应 苯与浓硝酸苯与浓硝酸发生取代反发生取代反应应苯与氢气发苯与氢气发生加成反应生加成反应2 2、写出下列反应的化学方程式及反应条件、写出下列反应的化学方程式及反应条件 FeBr3或或Fe做做催化剂催化剂;液溴液溴.加热；加热；Ni 做催化剂做催化剂5060水浴加热水浴加热;浓硫酸做浓硫酸做催化剂催化剂第9页/共47页+Br+Br2 2+HBr+HBrFeBrFeBr3 3BrBr+HO-NO+HO-NO2 2+H+H2 2O O浓硫酸浓硫酸NONO2 2反应条件：液溴、反应条件：液溴、FeBrFeBr3 3或或FeFe粉作催化剂粉作催化剂反应条件：浓反应条件：浓H H2 2SOSO4 4作催化剂，加热至作催化剂，加热至50-6050-603 3、取代反应、取代反应 （1 1）卤代反应）卤代反应 （2 2）硝化反应）硝化反应第10页/共47页（3 3）磺化反应）磺化反应 苯分子中的苯分子中的H原子被磺酸基原子被磺酸基(SO3H)取代的反应取代的反应 +H2O （苯磺酸）（苯磺酸）+HOSO3H7080SO3H+H2SO47080SO3H+H2O第11页/共47页3 3、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）请同学们设计实验时，考虑以下问题：请同学们设计实验时，考虑以下问题：1.1.选用装置选用装置 2.2.加入药品的顺序加入药品的顺序 3.3.如何控温如何控温 4.4.产物提纯产物提纯 等等【思考与交流思考与交流P P37 37】第12页/共47页【已知已知】1.1.溴是一种易挥发有剧毒的药品溴是一种易挥发有剧毒的药品 2.2.液溴的密度比苯的大液溴的密度比苯的大 3.3.溴与苯的反应非常缓慢，溴与苯的反应非常缓慢，常用铁粉或常用铁粉或FeBrFeBr3 3作为催化剂作为催化剂 4.4.该反应是放热反应，不需要加热该反应是放热反应，不需要加热 5.5.反应最后苯和溴会有剩余，它们易挥发反应最后苯和溴会有剩余，它们易挥发 6.6.长导管在很多实验中被用作冷凝蒸气使之回流长导管在很多实验中被用作冷凝蒸气使之回流 7.7.溴化氢的性质与氯化氢相似溴化氢的性质与氯化氢相似【苯与溴的实验设计苯与溴的实验设计】第13页/共47页A AB BC CD D1 1、装置的选择、装置的选择 第14页/共47页实验：苯跟溴的取代反应实验方案实验：苯跟溴的取代反应实验方案 步骤：步骤：在烧瓶中加入苯后再加少量液态溴，在烧瓶中加入苯后再加少量液态溴，同时加入少量铁屑，用带长导管同时加入少量铁屑，用带长导管的瓶塞塞紧瓶口，反应完毕后，的瓶塞塞紧瓶口，反应完毕后，把烧瓶里的液体倒在盛有冷水把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里。的烧杯里。烧瓶中的液体轻微沸腾，充满红棕色气体；烧瓶中的液体轻微沸腾，充满红棕色气体；锥形瓶中导管口有白雾。锥形瓶中导管口有白雾。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体。现象？现象？第15页/共47页【实验的思考实验的思考】：2.2.长导管的作用是长导管的作用是什么？什么？3.3.锥形瓶中导管末端为何锥形瓶中导管末端为何 不插入液面下？不插入液面下？导气、冷凝、回流导气、冷凝、回流溴化氢易溶于水，溴化氢易溶于水，防止倒吸。防止倒吸。1 1、为什么要先加苯再加液溴？、为什么要先加苯再加液溴？为防止溴的挥发为防止溴的挥发第16页/共47页4.4.纯净的溴苯应是无色的，为什么反应纯净的溴苯应是无色的，为什么反应 所得的溴苯为褐色？所得的溴苯为褐色？因为反应剩余的苯、液溴和催化剂因为反应剩余的苯、液溴和催化剂FeBrFeBr3 3溶解在溴苯中。溶解在溴苯中。5.5.应如何分离提纯反应得到的粗溴苯？应如何分离提纯反应得到的粗溴苯？1 1、水洗，分液；除去、水洗，分液；除去FeBrFeBr3 32 2、加入、加入NaOHNaOH溶液，振荡，分液。除去溴苯中的溴溶液，振荡，分液。除去溴苯中的溴3 3、水洗，分液；除去易溶于水的杂质、水洗，分液；除去易溶于水的杂质4 4、干燥；除去水分、干燥；除去水分5 5、蒸馏；可除去溴苯中的苯、蒸馏；可除去溴苯中的苯第17页/共47页5.5.如何证明苯与液溴发生了取代反应如何证明苯与液溴发生了取代反应 而不是加成反应？而不是加成反应？检验产物中是否有检验产物中是否有HBrHBr生成，生成，若生成若生成HBrHBr则发生取代反应，则发生取代反应，若无若无HBrHBr生成，则反生加成反应。生成，则反生加成反应。6、可用什么试剂检验产物中的、可用什么试剂检验产物中的HBr？AgNO3溶液或者溶液或者紫色石蕊试液紫色石蕊试液 第18页/共47页7.生成的生成的HBr中常混有溴蒸气，直接用中常混有溴蒸气，直接用AgNO3溶液溶液 或者或者紫色石蕊试液紫色石蕊试液对对HBr的检验结果是否可靠？的检验结果是否可靠？为什么？为什么？8、如何除去混在、如何除去混在HBr中的溴蒸气？中的溴蒸气？将生成的混合气体通过盛有将生成的混合气体通过盛有CClCCl4 4溶液的洗气瓶溶液的洗气瓶不可靠。不可靠。因为溴蒸气能与水反应也能产生因为溴蒸气能与水反应也能产生HBr，对检验结果产生干扰。对检验结果产生干扰。9.9.该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减少苯及液溴挥发，为了减少苯及液溴挥发，装置上应有哪些独特的设计和考虑？装置上应有哪些独特的设计和考虑？第19页/共47页第20页/共47页苯与溴的反应苯与溴的反应设计制备溴苯实验方案设计制备溴苯实验方案改进改进第21页/共47页【资料资料】1 1、硝基苯，无色，油状液体，苦杏仁味，有毒，、硝基苯，无色，油状液体，苦杏仁味，有毒，密度大于水，难溶于水，易溶于有机溶剂。密度大于水，难溶于水，易溶于有机溶剂。硝基苯蒸气有毒性硝基苯蒸气有毒性。设计苯的硝化反应实验方案设计苯的硝化反应实验方案1.苯与硝酸的反应在苯与硝酸的反应在50 -60 时产物是硝基苯，时产物是硝基苯，温度过高会有副产物。温度过高会有副产物。2.硫酸是该反应的催化剂，和硝酸混合时剧烈放热。硫酸是该反应的催化剂，和硝酸混合时剧烈放热。3.反应过程中硝酸会部分分解。反应过程中硝酸会部分分解。4.苯和硝酸都易挥发。苯和硝酸都易挥发。第22页/共47页ABC根据以上信息，下列装置中最合适根据以上信息，下列装置中最合适制硝基苯的是（制硝基苯的是（）D第23页/共47页苯的硝化反应装置敞口玻璃管敞口玻璃管硝化反应实验步骤硝化反应实验步骤:先先向反应容器中向反应容器中注入浓硝酸注入浓硝酸，再再慢慢注入浓硫酸，慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却并及时摇匀和冷却.向冷却后的混合酸中，向冷却后的混合酸中，逐滴加入苯逐滴加入苯将混合物控制在将混合物控制在50-6050-60 的条件下的条件下水浴加热水浴加热将反应后的液体倒入将反应后的液体倒入 盛冷水的烧杯中盛冷水的烧杯中,现象：现象：烧杯烧杯底部底部有黄色油状物有黄色油状物.第24页/共47页【苯的硝化反应苯的硝化反应实验思考实验思考】1 1、为何要先加浓硝酸再加浓硫酸，冷却后再加苯？、为何要先加浓硝酸再加浓硫酸，冷却后再加苯？防止浓硫酸稀释时放出大量的热量，使酸液溅出；防止浓硫酸稀释时放出大量的热量，使酸液溅出；减少苯的挥发减少苯的挥发3、为何要采用水浴加热？、为何要采用水浴加热？受热均匀，便于控制温度受热均匀，便于控制温度催化剂和吸水剂。催化剂和吸水剂。2、浓硫酸的作用？、浓硫酸的作用？第25页/共47页应插入水浴液面以下，应插入水浴液面以下，以测量水浴温度。以测量水浴温度。5、温度计的位置？、温度计的位置？4、为什么温度一定要控制在、为什么温度一定要控制在60以下？以下？温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时发生苯和浓硫酸生成苯磺酸等副反应。同时发生苯和浓硫酸生成苯磺酸等副反应。6.6.敞口玻璃管的作用是什么敞口玻璃管的作用是什么?冷凝、回流冷凝、回流第26页/共47页1、用蒸馏水洗涤，除去、用蒸馏水洗涤，除去NO2;2、NaOH溶液洗涤，分液；除去未反应的酸溶液洗涤，分液；除去未反应的酸8、如何从上述粗产品中得到纯净的硝基苯？、如何从上述粗产品中得到纯净的硝基苯？7 7、纯净的硝基苯是无色的，为何纯净的硝基苯是无色的，为何反应反应 得到的硝基苯为黄色？得到的硝基苯为黄色？因为在硝基苯中溶有因为在硝基苯中溶有HNO3分解产生的分解产生的NO2第27页/共47页【练习练习】2、在实验室里，下列除去杂质的方法正确的是（、在实验室里，下列除去杂质的方法正确的是（）A、溴苯中混有溴，加入、溴苯中混有溴，加入KI溶液，用汽油萃取出来溶液，用汽油萃取出来 B、乙烷中混有乙烯，在一定条件下通氢气，、乙烷中混有乙烯，在一定条件下通氢气，使乙烯转化为乙烷使乙烯转化为乙烷 C、硝基苯中混有硝酸和浓硫酸，将其浓烧碱溶液中，、硝基苯中混有硝酸和浓硫酸，将其浓烧碱溶液中，静置，然后分液静置，然后分液 D、乙烯中混有、乙烯中混有CO2，将其通入浓氢氧化钠溶液，将其通入浓氢氧化钠溶液 洗气后干燥洗气后干燥CD第28页/共47页 3 3、观察下列、观察下列5 5种物质，分析它们的结构回答：种物质，分析它们的结构回答：其中其中、的关系是的关系是_._.其中其中、的关系是的关系是_._.同分异构体同分异构体同系物同系物第29页/共47页（一）（一）.定义定义:通式通式：结构特点结构特点:只含有一个苯环只含有一个苯环,苯环上连结苯环上连结烷基烷基.苯环上的氢原子被烷基取代的产物苯环上的氢原子被烷基取代的产物CnH2n-6(n6)二、苯的同系物二、苯的同系物R（二）、物理性质：（二）、物理性质：（与苯相似）（与苯相似）无色、有特殊气味、有毒的液体；无色、有特殊气味、有毒的液体；难溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水小，难溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水小，密度、熔沸点随密度、熔沸点随C数增多而升高。数增多而升高。第30页/共47页1.比较苯和甲苯结构的异同点，比较苯和甲苯结构的异同点，推测甲苯的化学性质。推测甲苯的化学性质。相似：相似：都能燃烧，都能燃烧，与卤素单质、硝酸、硫酸等发生取代反应。与卤素单质、硝酸、硫酸等发生取代反应。不能溴水或使酸性不能溴水或使酸性KMnO4溶液褪色溶液褪色2.设计实验证明你的推测。第31页/共47页【实验实验2-2】1.取取2ml 苯苯于试管中，再加入于试管中，再加入3滴酸性滴酸性KMnO4 溶液，振荡试管，观察现象。溶液，振荡试管，观察现象。2.取取2ml 甲苯甲苯于试管中，再加入于试管中，再加入3滴酸性滴酸性KMnO4 溶液，振荡试管，观察现象。溶液，振荡试管，观察现象。3.取取2ml 苯苯于试管中，再加入于试管中，再加入3滴溴水溶液，滴溴水溶液，振荡试管，观察现象。振荡试管，观察现象。4.取取2ml 甲苯甲苯于试管中，再加入于试管中，再加入3滴溴水溶液，滴溴水溶液，振荡试管，观察现象。振荡试管，观察现象。【补充实验补充实验】第32页/共47页现象现象结论结论苯苯+酸性酸性KMnO4溶液溶液甲苯甲苯+酸性酸性KMnO4溶液溶液苯苯+溴水溴水甲苯甲苯+溴水溴水你观察到了什么现象？完成下表。你观察到了什么现象？完成下表。酸性酸性KMnO4溶液不褪色溶液不褪色苯不能被酸性苯不能被酸性高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化酸性酸性KMnO4溶液溶液 褪色褪色分层，上层分层，上层橙红色下层无色橙红色下层无色甲苯能被酸性甲苯能被酸性高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化苯不能与溴反应苯不能与溴反应甲苯不能与溴反应甲苯不能与溴反应分层，上层分层，上层橙红色下层无色橙红色下层无色第33页/共47页 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是甲苯却可苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是甲苯却可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。对比苯、甲苯的结构特点，以使酸性高锰酸钾溶液褪色。对比苯、甲苯的结构特点，思考：可能是什么原因导致了以上现象？思考：可能是什么原因导致了以上现象？（已知甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸）（已知甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸）苯环的存在对连在苯环上的烷基产生了影响，苯环的存在对连在苯环上的烷基产生了影响，使使酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液褪色。褪色。现象探究现象探究你能用学过的知识证明上述结论吗？你能用学过的知识证明上述结论吗？第34页/共47页事事实实上上还还有有：等等能能使使酸性高酸性高锰酸钾溶液褪锰酸钾溶液褪色色综上所述：你又能找到什么规律？综上所述：你又能找到什么规律？等等不能不能使使酸性高酸性高锰酸钾溶液褪色锰酸钾溶液褪色第35页/共47页苯的同系物与酸性高锰酸钾溶液的苯的同系物与酸性高锰酸钾溶液的反应机理：反应机理：|CH|O|COH|酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液烷基上与苯环直接相连的碳上有氢原子才能被氧化烷基上与苯环直接相连的碳上有氢原子才能被氧化 H|CH|H H|CC|H C|CC|C第36页/共47页1、氧化反应、氧化反应(2)可燃性可燃性(1)可使酸性高锰酸钾溶液褪色可使酸性高锰酸钾溶液褪色（三）、化学性质（三）、化学性质用于鉴别苯与苯的同系物用于鉴别苯与苯的同系物 注意：不能使溴水褪色！因萃取使水层颜色变浅。COOHKMnO4H+CH第37页/共47页+HNO3浓硫酸浓硫酸300C2 2、取代反应、取代反应（1）硝化反应）硝化反应或或 CH3NO2NO2CH3H2O+结论：苯环受侧链影响易被取代。结论：苯环受侧链影响易被取代。第38页/共47页一种淡黄色的晶体，一种淡黄色的晶体，不溶于水。不溶于水。不稳定，易爆炸。不稳定，易爆炸。它是一种烈性炸药，广泛它是一种烈性炸药，广泛用于国防、开矿、筑路、用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。兴修水利等。2,4,6-三硝基甲苯三硝基甲苯+3 3 HNOHNO3 3+3 3 H H2 2O O浓硫酸浓硫酸NONO2 2CHCH3 3NONO2 2O O2 2N NCHCH3 3第39页/共47页TNT 炸炸 药药 爆爆 炸炸 时时 的的 场场 景景第40页/共47页(2).(2).卤代反应卤代反应：+Cl2FeCl3光照光照+Cl2CH2Cl+HCl或或 CH3ClClCH3HCl +第41页/共47页 比较苯和甲苯与比较苯和甲苯与KMnO4溶液反应的现象，溶液反应的现象，以及硝化反应的条件及产物等，以及硝化反应的条件及产物等，你从中得到什么启示你从中得到什么启示?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】【学与问学与问】P39第42页/共47页1 1、来源：、来源：三、芳香烃的来源及其应用三、芳香烃的来源及其应用a a、煤的干馏、煤的干馏b b、石油的催化重整、石油的催化重整 2 2、应用：、应用：简单的芳香烃是基本的有机化工原料。简单的芳香烃是基本的有机化工原料。3 3、加成反应、加成反应催化剂催化剂+3H2第43页/共47页2、稠环芳香烃、稠环芳香烃【概念概念】由两个或两个以上的苯环共用相邻的由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个碳原个碳原子而成的一类芳香烃，称为稠环芳香烃。子而成的一类芳香烃，称为稠环芳香烃。萘萘蒽蒽C10H8C14H10第44页/共47页萘是无色片状晶体，具有特殊的气味，萘是无色片状晶体，具有特殊的气味，易升华，曾经用来防蛀、驱虫，但因它易升华，曾经用来防蛀、驱虫，但因它有一定的毒性，现已禁止使用。有一定的毒性，现已禁止使用。萘是一种重要的化工原料。萘是一种重要的化工原料。蒽也是一种无色的晶体，易升华，蒽也是一种无色的晶体，易升华，是生产染料的主要原料。是生产染料的主要原料。菲菲苯并芘苯并芘第45页/共47页已知分子式为已知分子式为C12H12的物质的物质A结构简式为结构简式为 则则A环上的一溴代物有环上的一溴代物有()A、2种种 B、3种种 C、4种种 D、6种种练练3B第46页/共47页【归纳归纳】烃烃链烃链烃环烃环烃饱和链烃饱和链烃不饱和链烃不饱和链烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃（脂肪烃）（脂肪烃）烷烃烷烃烯烃烯烃二烯烃二烯烃炔烃炔烃苯的同系物苯的同系物稠环芳烃稠环芳烃其它芳烃其它芳烃环烷烃等环烷烃等第47页/共47页