11.4一种特殊的碳氢化合物-苯c

资料:19世纪30年代，欧洲经历空前的技术革命，煤炭工业蒸蒸日上。煤焦油造成的污染及其严重，想要变废为宝，必须对煤焦油进行分离提纯。煤焦油焦臭黑粘，化学家们忍受着烧烤熏蒸，辛苦工作在炉塔旁。在1825年6月16日，法拉第向伦敦皇家学会报告，发现了一种新的碳氢化合物。在测定了它的化学式是C6H6后，这种烃我们今天称它为苯。11.4一种特殊的碳氢化合物——苯干馏一、苯的来源1.煤煤焦油分馏170°C以下苯、甲苯、二甲苯2.石油分馏直链烷烃苯、甲苯、二甲苯环化脱氢二、苯的用途(P40)重要的化工原料，广泛用来生产合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、药物、染料、香料等；还可作有机溶剂。振荡振荡1mL碘水静置【实验】1mL水加入1mL苯（）振荡（）1mL酒精加入1mL苯（）分层，苯浮在水面上分层，上层呈紫红色，下层几乎无色互溶，不分层苯的溶解性:三、苯的物理性质1.无色，有特殊芳香气味的液体2.密度比水小3.不溶于水，易溶有机溶剂4.熔点5.5℃,沸点80.1℃5.易挥发（密封保存）6.苯蒸气有毒已知：苯C%：92.3%，H%：7.7%。蒸气密度是同温同压下乙炔气体的3倍。求分子式。分子式：C6H6【演示实验】苯的燃烧现象：火焰明亮，有大量黑烟梦的启示——凯库勒苯环结构的提出•英国科学家法拉第首先发现了苯之后，苯的结构成了许多化学家面临的新的难题。德国化学家凯库勒就是其中之一。他设想了一种又一种可能的结构，但推敲后又否定它们。苯的结构一直困扰着他。•一天晚上，凯库勒依旧坐在壁炉旁的安乐椅上，思考苯的结构，渐渐进入了梦乡，朦胧中，凯库勒似乎看到了六个碳原子，排成一种奇怪的形状，像一条蛇弯弯曲曲地蠕动着。突然，蛇像被什么东西激怒了似的，立即狠狠咬住自己的尾巴，急速旋转起来，片刻又一动不动地停留在那里。凯库勒猛然醒来，但梦中看见的东西依然清晰地停留在脑海里。这梦不就是答案吗？凯库勒记下了梦的启示，写下了苯的碳环结构。凯库勒在1866年发表的“关于芳香族化合物的研究”一文中，提出两个假说：1.苯的6个碳原子形成环状闭链，即平面六角闭链。2.各碳原子之间存在单双键交替形式。假说1根据事实提出，很快被证实：苯的一元溴代物只有一种。他的儿子小帕金以实验证实环状结构的假设。假说2遇到麻烦。按假说2推知，苯的邻位二元取代物应有两种（同分异构体）：XXXX然而实验结果并没有发现这一情况。凯库勒的假说2暴露出缺陷。1872年凯库勒提出补充论点：苯分子中碳原子完全以平衡位置为中心进行振荡运动，使得相邻的两个碳原子不断反复进行相吸与相斥，双键因此不断更换位置。苯分子实际如下图所示，不断地进行两种结构的交替运动。C-C1.54×10-10mC=C1.33×10-10m苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键．不是碳碳单键和碳碳双键交替的键。所以:苯具有特殊的结构:6根键完全相同,即苯并不含单键或双键,只有一种键。四、苯分子的结构（一）分子式C6H6最简式CH（二）结构式苯环的表示法:凯库勒式:（三）特点苯分子具有平面正六边形结构。1.6个碳原子、6个氢原子均在同一平面上。2.各个键角都是120∘。3.平均化的碳碳间键长：1.4×10－10m烷烃CC键键长：1.54×10－10m烯烃CC键键长:1.33×10－10mCCCHCH21、对于物质在同一条直线上的碳原子数最多有______个，在同一个平面内的碳原子最多有________个．Ａ．４Ｂ．６Ｃ．８D．１０AD2、将苯分子中的一个碳原子换成氮原子，得到一个类似苯环的稳定有机物，此有机物的相对分子式为：_________C5H5NN1、氧化反应五、苯的化学性质：2C6H6+15O212CO2+6H2O点燃（1）燃烧火焰明亮有大量黑烟（2）不能使酸性KMnO4褪色(苯比较稳定，不易氧化)苯与溴取代反应实验演示（）淡黄色沉淀红棕色气体烧杯底部有褐色油状物，不溶于水。互溶深红棕色不反应苯和液溴（）（）锥形瓶中加入AgNO3反应器皿内液体倒入烧杯内的水中Fe屑剧烈反应红棕色U形管中的CCl4反应器皿（）产生大量小气泡，仿佛已“沸腾”导管口有白雾（）（）导管末端AgNO3溶液证明产物HBr(浅黄色)导管口白雾HBr遇水形成小液滴(红棕色溶液)双球吸收管CCl4吸收挥发的Br2不可插入液面以下，防止倒吸红棕色气体溴蒸气，反应放热2、苯的取代反应(1)卤代反应:苯环上的H原子被卤素原子所代替的反应思考：1、哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？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。2、如何提纯溴苯？未发生反应的溴溶解在生成的溴苯中。用氢氧化钠溶液洗涤，用分液漏斗分液。溴苯：无色液体，比水重，不溶于水。+Br2Br+HBrFe说明:(1)反应物:(2)光照下不反应(3)催化剂:纯Br2(或纯Cl2)Fe但实际起催化作用的是:FeBr3取一支大试管，加入浓硝酸和浓硫酸，摇匀、冷却。在混合液中慢慢加入苯，并不断摇动,放在60℃水浴中加热10分钟后把混合物倒入另一盛水的烧杯中。现象：试管内有红棕色气体,烧杯底部有淡黄色油状液体。（2)硝化反应:苯分子里的氢原子被硝基所取代的反应。硝基苯：无色油状物，苦杏仁味，不纯显淡黄色，比水重。难溶于水，易溶于有机溶剂，有毒性。+HO—NO2浓硫酸—NO2+H2O50℃~60℃a.浓硫酸作用:催化剂、脱水剂b.60C:注意：温度过高:温度过低:控制方法:HNO3、C6H6挥发且HNO3分解;以及副反应(磺化)反应缓慢温度计,水浴加热（均匀加热，易于控温）浓HNO3浓硫酸(冷却)加苯,混匀水洗，NaOH溶液洗,水洗;CaCl2干燥，蒸馏冷凝回流,平衡气压d.试剂添加顺序:e.提纯硝基苯:f.长导管作用:c.温度计位置:水银球位于水浴中（3）苯的磺化反应+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H+H2O浓H2SO4作用：反应物、吸水剂（苯分子中的H原子被磺酸基取代的反应）3.加成反应：苯与溴水不能加成.（比烯、炔难）+3H2催化剂环己烷H2CH2CH2CCH2CH2CH2C6H6六氯环己烷ClClClClClCl+3Cl2紫外光(“六六六”)C6H6苯的化学性质结构性质苯的特殊结构苯的特殊性质饱和烃不饱和烃取代反应加成反应卤代反应硝化反应与Ｃl2与Ｈ2归纳：特征：易取代，难加成，难氧化。磺化反应