1、第二节 芳香烃课标解读1.请了解苯的组成和结构特点,掌握苯的主要性质。2.请了解芳香烃的概念。3.请以甲苯为代表物,掌握苯的同系物的性质。课前思考1.芳香族化合物的名称来源于有机化学发展早期,这类化合物大多数是在挥发性的香精油、香树脂以及其他具有香味的物质中发现的。例如,从安息香胶内取得安息香酸(C7H6O2),从苦杏仁油中得到苯甲醛,甲苯来自于tolu(南美洲的一种学名叫Tolutere baisamum 的乔木)香脂,等等。当然,这种以气味作为分类的依据是很不科学的。后来发现的许多化合物,就其性质而言应属于芳香族化合物之列,但它们并无香味。因此,现在虽然仍然使用芳香族化合物这个名词,但已经
2、失去了它原来的意义。我们现在所说的芳香族化合物,一般是指在分子中含有苯环的化合物。那么芳香族化合物在结构上的共同特点是什么?答案:都含有苯环。2.2001年,17岁的张红和姐妹们满怀希望地从农村来到广东东莞某制鞋企业打工。两年后,却怎么也没想到,竟奇怪地染上一种重病:眩晕、昏倒、流血不止 经广东省职防院的诊断结果显示:这种病是苯中毒引起的再生障碍性贫血。原来该制鞋企业的生产线使用一种呈淡黄色、黏性比较强、气味却非常冲鼻的胶水,而这种胶水中含有苯。因为价格便宜,现在很多鞋厂、箱包厂、家具厂、塑料制品厂以及玩具厂都在使用这种胶水作黏合剂。苯对人体健康有何影响?请查阅资料回答。答案:苯是有毒液体,易
3、挥发。长期与苯接触的工人,因吸入苯,可逐渐造成造血系统的严重损害。一般先发生白细胞减少,随后可发生血小板和红细胞的减少,严重者引起再生障碍性贫血,最严重的是引发白血病。白血病是造血系统的恶性病变,俗称血癌。此外,接触苯的工人,还会造成肝脏损害、皮肤损害。自主研学1.芳香烃分子里含有一个或多个_的烃叫芳香烃。2.苯的结构和性质(1)苯的物理性质:苯是_色、_气味的_,苯有毒,密度比水_,_于水;沸点是80.1 ,熔点是5.5 ,如果用冰来冷却,苯可以凝结成无色晶体。(2)苯的结构:分子式为_,结构式为,结构简式为_或_,苯分子里12个原子共平面,是平面构型。(3)苯的化学性质:苯的化学性质可归结
4、为易取代、难加成、易燃烧,其他氧化反应一般不能发生。取代反应:a.苯与溴的反应:在有_存在时,苯与溴发生反应,苯环上的_被_取代,生成_,反应的化学方程式为_。b.苯的硝化反应:苯与_和_的混合物共热到5060 反应,苯环上的_被_取代,生成_。反应方程式为:_。苯的加成反应:在_条件下,苯可以与氢气发生加成反应,生成_。反应方程式为:_。苯的氧化反应:苯可以在空气中燃烧生成_和_。现象为:_;说明苯的含碳量很高,燃烧方程式为:_;苯_使KMnO4酸性溶液褪色。3.苯的同系物(1)概念:苯分子里一个或几个_分别被_取代后的产物。(2)苯的同系物通式:_。(3)苯的同系物的同分异构体:如C9H1
5、2对应的苯的同系物有下列8种同分异构体,它们分别为、_、_、_、_、。(4)苯的同系物的化学性质:氧化反应:a.苯的同系物易燃烧,燃烧现象与苯燃烧现象相似,甲苯完全燃烧的化学方程式为:_。b.苯的同系物能使KMnO4酸性溶液_,实质上是苯环上的_被KMnO4氧化成_。如:。取代反应:a.与溴的反应:若在FeBr3催化剂条件下,_上的氢原子被_取代;若在光照条件下,_上的氢原子被_取代。b.甲苯与_和_的混合物在30 时反应,苯环上_位上的氢原子被_取代。方程式可表示为_或_。4.芳香烃的来源及应用芳香烃主要来自于_和_。三点剖析1.苯分子的结构与其性质的关系苯的结构简式虽可写成,但苯分子里不存
6、在一般的碳碳双键和单键;苯分子里的六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独特的键。因此苯既有与烷烃相似的化学性质取代反应,又有与烯烃相似的化学性质加成反应;而又不同于烷烃的取代反应,如反应条件等,也不同于烯烃的加成反应,如苯不与溴水发生加成反应。2.苯的同系物的结构(1)苯的同系物结构特点例如:为苯的同系物,而等芳香烃不是苯的同系物。(2)苯的同系物与芳香烃的关系:苯的同系物是芳香烃,而芳香烃不一定是苯的同系物。(3)通式CnH2n-6并不为苯的同系物所专有,如的分子式为C9H12,符合通式CnH2n-6,但该烃不是苯的同系物。3.苯的同系物的化学性质 学习有机物要特别注意用“
7、结构相似即性质相似,原子和原子团相互影响使性质发生变化”的观点、方法来分析认识它的性质。 苯的同系物的化学性质既具有苯环和侧链烷基的性质,如苯环的取代和加成反应,烷基上的取代反应;又有两者相互影响所产生的不同于苯的特性。(1)苯环对侧链的影响,使侧链能被KMnO4溶液氧化。(2)侧链对苯环的影响,使苯环上的氢更活泼,如与HNO3的硝化反应的温度为30 ,而苯硝化反应的温度为5060 。典题精讲一、关于苯分子结构例1能说明苯分子的平面正六边形的结构中,碳碳键不是单、双键交替的事实是( )A.苯的一元取代物无同分异构体 B.苯的邻位二元取代物只有一种C.苯的间位二元取代物只有一种 D.苯的对位二元
8、取代物只有一种思路解析:单、双键交替的结构简式(凯库勒式)为,而实验的结构简式为,无论是凯库勒式,还是实验式,其一元取代物、间位二元取代物、对位二元取代物都只有一种。而邻位二元取代物,对于实验式而言,只有一种,对于凯库勒式而言,则有两种,即,而事实上苯的邻位二元取代物只有一种,这一点说明苯不是单、双键的交替结构,而是6个键完全等同的结构。答案:B绿色通道:此类题通常用的方法是“反证法”,题中为了证明苯环不是碳碳单键和双键的交替,应先设它是这样的结构,看能引起什么样的结果,再结合题干选项,就把问题解决了。烃这一章里,这类题主要涉及两个知识点:一个是甲烷的四面体结构,一个是苯环结构。二、苯的同系物
9、的同分异构体例2今有A、B、C三种二甲苯;将它们分别进行一硝化反应,得到产物分子式都是C8H9NO2,但A得到两种产物,B得到三种产物,C只得到一种产物。由此可判断A、B、C是下列哪一种结构,请将字母填入结构式后面的括号中。( )( )( )思路分析:分别确定出三种二甲苯中苯环上的氢原子的位置,氢原子的位置有几种,它们的一硝基取代产物就有几种,确定的方法是根据对称的思想找等效氢。答案:C A B绿色通道:对含有苯环的芳香族化合物的同分异构体,要注意结合分子对称性进行分析。三、苯及其同系物的性质例3鉴别苯和苯的同系物的方法或试剂是( )A.液溴和铁粉 B.浓溴水C.酸化的KMnO4溶液 D.在空气中点燃思路解析:苯和苯的同系物的共同性质:与液溴或硝酸在催化剂作用下发生取代反应;在空气中燃烧且现象相似;与H2能发生加成反应。不同点:苯的同系物能被KMnO4酸性溶液氧化,而苯不能,则答案选C项。答案:C