高二化学 2.2.1 芳香烃（苯的结构与性质）课件.ppt

第二章烃和卤代烃 2 2 1芳香烃 第一课时 有机化合物按照碳架结构是如何分类的 有机化合物 链状化合物 CH3CH2CH2CH3 环状化合物 脂环化合物 芳香化合物 CH3CH2Br 有人说我笨 其实并不笨 脱去竹笠换草帽 化工生产逞英豪 猜猜我是谁 学习重点 学习难点 第二节芳香烃 第一课时 苯的结构与性质 苯的分子结构与其化学性质 1 苯的化学性质与分子结构的关系2 有机物分子空间构型的判断 一 苯的分子结构和物理性质 1 苯的分子结构 结构简式 空间构型 所有原子在 上 化学键 平面正六边形 同一平面 介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键 2 物理性质 无色 液态 有特殊气味 小 易溶 低 易 有毒 一 苯的分子结构和物理性质 二 苯的化学性质 苯分子中的碳碳键介于单键和双键之间 苯既有 的性质 能发生 反应 也有 的性质 能发生 反应 烷烃 取代 烯烃 加成 1 取代反应 反应装置为 二 苯的化学性质 1 取代反应 加热方式 水浴加热 2 加成反应 3 氧化反应 不能使KMnO4酸性溶液褪色 燃烧 火焰 有 烟 反应方程式为 明亮 浓 二 苯的化学性质 非平面结构 能说明苯分子中碳碳键不是单 双键相间交替的事实是 苯不能与溴水反应而褪色 苯环中碳碳键的键长键能都相等 邻二氯苯只有一种 间二甲苯只有一种 在一定条件下苯与H2发生加成反应生成环已烷A B C D 例题一 苯不能使溴水褪色 说明苯分子中不含碳碳双键 可以证明苯环结构中不存在C C单键与C C双键的交替结构 故 正确 苯环上碳碳键的键长相等 说明苯环结构中的化学键只有一种 不存在C C单键与C C双键的交替结构 故 正确 如果是单双键交替结构 苯的邻位二氯取代物应有两种同分异构体 但实际上只有一种结构 能说明苯环结构中的化学键只有一种 不存在C C单键与C C双键的交替结构 故 正确 例题一 解析 无论苯环结构中是否存在碳碳双键和碳碳单键 苯的间二甲苯只有一种 所以不能证明苯环结构中不存在C C单键与C C双键的交替结构 故 错误 苯虽然并不具有碳碳双键 但在镍作催化剂的条件下也可与H2加成生成环己烷 所以不能说明苯分子中碳碳键不是单 双键相间交替的事实 故 错误 故选B 例题一 答案 解析 B 一 苯分子的特殊结构在性质方面的体现 1 苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色 由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大差别 2 苯在催化剂 FeBr3 作用下与液溴发生取代反应 说明苯具有类似烷烃的性质 3 苯又能与H2在催化作用下发生加成反应 说明苯具有烯烃的性质 总之 苯易发生取代反应 能发生加成反应 难被氧化 其化学性质不同于烷烃 烯烃 点击视频观看苯与酸性高锰酸钾溶液或溴水反应视频 例题二 苯分子的结构中 不存在C C键和C C键的简单交替结构 下列事实中 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 苯分子中碳碳键的键长均相等 苯在加热和催化剂存在条件下氢化生成环己烷 经实验测得邻二甲苯只有一种结构 苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应 但不因化学变化而使溴水褪色 可以作为依据的有 A B C D 例题二 若苯环分子中存在C C和C C的交替结构 则C C能使酸性高锰酸钾溶液褪色 能与溴水发生加成反应 C C和C C的键长不相等 若单 双键交替存在 则邻二甲苯应有两种 故 均可作为苯环中不存在单 双键交替结构的依据 而 无法证明苯中不存在单 双键交替结构 综合起来可以说明苯分子结构中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的特殊的化学键 A 答案 解析 例题二 解答本题时要注意以下三点 1 C C和C C的键长不相等 2 C C易被氧化 能发生加成反应 3 邻二甲苯只有一种结构 说明6个键等同 名师点睛 二 苯和烷烃取代反应的比较 二 苯和烷烃取代反应的比较 1 化学方程式 三 实验室中溴苯和硝基苯的制取 1 溴苯的制取 应该用纯溴 苯与溴水不反应 试管中导管不能插入液面以下 否则因HBr极易溶于水 发生倒吸 溴苯中因为溶有溴而呈褐色 可用NaOH溶液洗涤 再用分液的方法除去溴苯中的溴 3 注意事项 CCl4的作用是吸收挥发出的溴单质 AgNO3溶液的作用是检验溴与苯反应的产物中有HBr生成 该反应中作催化剂的是FeBr3 溴苯是无色油状液体 在该实验中因为溶解了溴而呈褐色 三 实验室中溴苯和硝基苯的制取 1 溴苯的制取 2 反应装置 2 硝基苯的制取 1 化学方程式 2 制取装置 部分装置略 三 实验室中溴苯和硝基苯的制取 点击视频观看硝基苯的制备 药品的加入 将浓硫酸慢慢加入到浓硝酸中 并不断振荡降温 降温后再逐滴滴入苯 边滴边振荡 加热方式及原因 采用水浴加热方式 其原因是易控制反应温度在50 60 范围内 温度计放置的位置 温度计的水银球不能触及烧杯底部及烧杯壁 长直玻璃导管的作用是冷凝回流 硝基苯是无色油状液体 因为溶解了NO2而呈褐色 3 注意事项 2 硝基苯的制取 三 实验室中溴苯和硝基苯的制取 1 苯与溴单质发生取代反应 必须用液溴 并且有合适的催化剂 如FeBr3 存在 苯与溴水不能发生取代反应 只能将Br2从水中萃取出来 2 制取硝基苯时应控制温度不能过高 若温度超过70 则主要发生磺化反应生成 苯磺酸 特别提示 例题三 下列关于苯的说法中 正确的是 A 苯的分子式为C6H6 它不能使KMnO4酸性溶液褪色 属于饱和烃B 从苯的凯库勒式 看 苯分子中含有碳碳双键 应属于烯烃C 在催化剂作用下 苯与液溴反应生成溴苯 发生了加成反应D 苯分子为平面正六边形结构 6个碳原子之间的价键完全相同 例题三 从苯的分子式C6H6看 其氢原子数远未达饱和 应属不饱和烃 而苯不能使KMnO4酸性溶液褪色是由于苯分子中的碳碳键是介于单键与双键之间的独特的键所致 苯的凯库勒式 并未反映出苯的真实结构 只是由于习惯而沿用 不能由其来认定苯分子中含有双键 因而苯也不属于烯烃 在催化剂的作用下 苯与液溴反应生成了溴苯 发生的是取代反应而不是加成反应 苯分子为平面正六边形结构 其分子中6个碳原子之间的价键完全相同 只有D项正确 D 答案 解析 有机物分子空间构型的判断 1 基本模型 如下图 甲烷 正四面体结构 乙烯 平面结构 苯 平面结构 乙炔 直线型结构 与中心碳原子相连的4个氢原子中 只能有2个氢原子与碳原子共面 有机物分子空间构型的判断 2 基本方法 1 有机物分子中的单键 包括碳碳单键 碳氢单键 碳氯单键等可以转动 如分子中的是共平面 甲基中的H原子是否与该基团 共面呢 把甲基看作一个可任意旋转的方向盘 连接苯环和甲基的单键看作该方向盘的轴 通过旋转能使一个H原子转到苯分子平面上 2 苯分子中苯环可以绕任一碳氢键为轴旋转 每个苯分子有三个旋转轴 轴上有四个原子共直线 有机物分子空间构型的判断 2 基本方法 3 解题策略 烃分子的空间结构尽管复杂多样 但归结为基本模型的组合 就可以化繁为简 把抽象问题具体化 所以一定深刻理解这四种基本模型的结构特点 并能进行恰当的组合和空间想象 同时要注意碳碳双键和苯环结构中的120 键角 克服书写形式带来的干扰 另外在审题时 还应特别注意 可能 一定 最多 最少 所有原子 碳原子 等关键词和限制条件 如 有机物分子空间构型的判断 3 解题策略 其结构简式可写成 因双键与双键之间的碳碳单键可以转动 该分子中至少6个碳原子 最多10个碳原子共面 例题四 在分子中 处于同一平面上的原子数最多可能有 A 12个B 14个C 18个D 20个 例题四 D 根据四种基本模型分子的结构特点分析 苯环上的原子及与苯环直接相连的原子共平面 与碳碳双键直接相连的原子共平面 与碳碳三键直接相连的原子共直线 由于碳碳单键能旋转 故甲基上的1个氢原子能转到苯环所在的平面上 则共平面的原子如图所示 答案 解析 例题四 解答有关分子空间几何构型的习题时 应首先查找分子中含有哪些结构单元 为四面体形结构单元 键与键之间的夹角 键角 为109 28 为平面形结构单元 键角为120 为直线形结构单元 键角为180 除此之外 还应了解单键可以旋转 双键 三键不能旋转 将以上情况综合考虑 解此类习题并不困难 名师点睛 1 苯分子的两种式子 分子式 C6H6 结构简式 或 2 苯的物理性质3 苯的化学性质 难氧化 易取代 难加成 1 氧化反应 燃烧 不能使KMnO4溶液褪色 2 取代反应 卤代反应 硝化反应 磺化反应 3 加成反应 与H2等4 苯的用途 苯是一种重要的化工原料 也是一种良好的有机溶剂 习题一 关于苯的下列说法中不正确的是 A 组成苯的12个原子在同一平面上B 苯环中6个碳碳键的键长完全相同C 苯环中碳碳键的键能介于C C和C C之间D 苯只能发生取代反应 A 苯属于平面正六边形结12个原子在同一平面上 故A正确 B 苯环中6个碳碳键完全相同 因此碳碳键键长相等 故B正确 C 苯环中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的键 故C正确 D 苯也能发生加成反应 如与氢气发生加成反应生成环己烷 故D错误 故选D D 习题一 答案 解析 习题二 下列关于苯的性质的叙述中 不正确的是 A 苯是无色有特殊气味的液体B 常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体C 苯可以从溴水中萃取溴单质D 苯分子中碳原子的价键远没有饱和 所以能够使KMnO4酸性溶液褪色 苯能萃取溴水中的Br2 苯属于不饱和烃 但苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的化学键 因此苯不能被酸性KMnO4溶液氧化 D 答案 解析 习题三 己知有机物A的结构简式为 请完成下列空白 1 有机物A的分子式是 2 有机物A分子中在同一平面上的碳原子至少有 个 最多有 个 3 有机物A的苯环上的一氯代物有 种 习题三 1 根据结构简式不难查出C H的原子个数分别为14 14 即分子式为C14H14 2 在分析时受苯环书写形式的局限 而认为至少应有8个或至少有14个碳原子共平面是常见的错误 防止类似错误的办法是画出分子的立体碳架结构式 如图所示为两苯环所在平面相交 垂直 的情况 此时共面的碳原子最少 明显看出最少会有9个碳原子共面 最多有14个碳原子共面 解析 习题三 3 可把分子写为1 8 2 7 3 6 4 5所处位置相同 即四种一氯代物 1 C14H14 2 914 3 四 答案 解析 1 完成教材P40习题42 完成补充作业3 整理教学案 请同学们认真完成课后强化作业 再见