学年高中化学-3.2芳香烃-苏教版选修5.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,“,”,第二单元,芳香烃,学习,目标,1.,了解芳香族化合物及芳香烃的概念。,2.,掌握苯的分子结构特点及化学性质。,3.,掌握苯的同系物的结构及化学性质。,4.,了解芳香烃的来源、应用及对环境的影响。,一、苯的结构和化学性质,1.,探究苯的结构：,(1),仪器分析：苯分子中的,6,个氢原子所处的化学环境,_,_,。,(2),实验探究：,往酸性高锰酸钾溶液中加入苯：上层,_,色，下层,_,色。,往溴水中加入苯：上层,_,色，下层,_,色。,完全,相同,无,紫红,橙,无,(3),结构分析：,_,不存在同分异构现象。,苯分子中碳碳键长,_,。,(4),能量分析：等物质的量的环己烯、环己二烯和苯在加氢时,放出的热量与碳碳双键数,_,。,邻二甲苯,都相等,不成正比,2.,苯的结构特点：,分子,式,比例模型,结构式,结构,简式,空间,构型,碳碳键,_,_,或,_,_,_,介于,_,_,之,间的独特,的键,C,6,H,6,平面,正六,边形,单键,和双键,3.,苯的化学性质：,(1),(2),加成反应,(,与,H,2,),。,(3),化学性质：,氧化反应,苯环对侧链的影响,由于苯环对侧链的影响，使侧链容易被氧化，如果与苯环直接,连接的,_,，则该苯的同系物能够使酸性高,锰酸钾溶液,_,。甲苯被氧化的反应方程式为,_,。,碳原子上连有氢原子,褪色,取代反应,侧链对苯环的影响,由于侧链对苯环的影响，使苯环上侧链的,_,位的氢原子更容易被取代。甲苯的硝化反应方程式为,邻、对,加成反应,甲苯与氢气反应方程式为,_,。,2.,多环芳烃：,(1),概念：含有,_,的芳香烃。,(2),分类。,多个苯环,三、芳香烃的来源及应用,1.,来源：,(1),最初来源于,_,。,(2),现代来源于石油化学工业中的催化重整和裂化。,煤焦油,2.,应用：苯、乙苯和对二甲苯常用作基本有机原料。,(1),生产乙苯的化学方程式为,_,。,(2),生产异丙苯的化学方程式为,1.,辨析下列说法的正误。,(1),苯及同系物主要是通过石油分馏而获得的一种重要化工原料。,(,),(2),苯的硝化反应属于取代反应。,(,),(3),苯与溴水在三卤化铁的催化作用下可以发生取代反应。,(,),(4),甲苯与浓硫酸、浓硝酸发生反应生成三硝基甲苯的结构简,式为 。,(,),(5),苯的同系物都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，其产物都是苯,甲酸。,(,),【,答案解析,】,(1),。,分析：,苯主要来源于煤干馏的产物煤焦油，可以通过煤焦油的分馏而获得。,(2),。,分析：,苯在硫酸作催化剂的条件下和硝酸发生取代反应生成硝基苯。,(3),。,分析：,与苯在三卤化铁的催化作用下发生取代反应的是纯溴，若是溴水，不发生取代反应，只能萃取。,(4),。,分析：,硝基,(NO,2,),与苯环相连时，应该是氮原子与苯,环上的碳原子相连，三硝基甲苯的结构简式为,。,(5),。,分析：,苯的同系物中，与苯环相连的碳原子上有氢原,子时，才能被氧化成苯甲酸。,2.,甲苯与浓硝酸、浓硫酸的混合酸在,100,发生反应获得的产物主要是,(,),A.,间硝基甲苯,B.,邻硝基甲苯,C.TNT D.,对硝基甲苯,【,解析,】,选,C,。甲苯与浓硫酸、浓硝酸的混合酸在,100,时生成三取代产物：,2,、,4,、,6-,三硝基甲苯，俗称,TNT,。,3.,下列各组物质中属于苯的同系物的是,(,),【,解析,】,选,D,。苯的同系物必须具备如下三个条件：分子中只含有,1,个苯环；侧链是烷烃基；属于烃类物质。,A,项，有机物侧链是乙烯基，不是烷烃基；,B,项，有机物含,2,个苯环，属于多环芳香烃中的多苯代脂烃；,C,项，有机物也含,2,个苯环，属于多环芳香烃中的稠环芳烃。,4.,以苯为原料，不能通过一步反应制得的有机物是,(,),【,解析,】,选,D,。苯和氯气在,FeCl,3,的催化作用下可以发生取代反,应生成 ；苯在浓硫酸的催化作用下可以和浓硝酸发,生硝化反应生成 ；苯在金属镍的催化作用下可以,和氢气发生加成反应生成环己烷；苯环上不能通过一步反应直,接引入羟基。,5.,下列有关甲苯的实验事实中，能说明苯环对侧链性质有影响的是,(,),A.,甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯,B.,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C.,甲苯燃烧产生带浓烟的火焰,D.1 mol,甲苯与,3 mol H,2,发生加成反应,【,解析,】,选,B,。甲苯和苯都能与浓硝酸、浓硫酸发生取代反应，所以不能说明苯环对侧链有影响，故,A,项错误；甲苯可看作,CH,4,中的,1,个氢原子被,C,6,H,5,取代，苯、甲烷不能被酸性高锰酸钾溶液氧化使其褪色，甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸，苯环未变化，侧链甲基被氧化为羧基，说明苯环影响甲基的性质，故,B,项正确；燃烧产生带浓烟的火焰说明含碳量高，不能说明苯环对侧链性质产生影响，故,C,项错误；苯、甲苯都能与,H,2,发生加成反应，是苯环体现的性质，不能说明苯环对侧链性质产生影响，故,D,项错误。,6.,下面是某同学设计的用于鉴别苯和苯的同系物的几种方法或试剂，其中最适合的是,(,),A.,液溴和铁粉,B.,浓溴水,C.,酸化的高锰酸钾溶液,D.,在空气中点燃,【,解析,】,选,C,。苯和苯的同系物的共同性质有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,H,2,能发生加成反应。不同点有苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能。根据该实验的目的可知，,C,项正确。,一、苯及其同系物的异同点,苯,苯的同系物,相,同,点,分子里都含有一个苯环。,分子式都符合通式：C,n,H,2n-6,(n6nN)。,燃烧时现象相同：火焰明亮，伴有浓烟。燃烧通式,为,C,n,H,2n-6,+O,2,nCO,2,+(n-3)H,2,O,。,都易发生苯环上的取代反应。,都能发生加成反应，但比较困难。,点燃,苯,苯的同系物,不,同,点,易发生取代反应，主要得到一元取代物,更容易发生取代反应，且多发生在邻、对位，常得到多元取代物,难被氧化，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,易被氧化剂氧化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色,【,点拨,】,有机化学反应的条件不同，产物不同,1.,苯的硝化反应,(,温度不同，产物不同,),：,2.,苯的同系物发生卤代反应时，在光照和催化剂条件下，卤素原子取代氢原子的位置不同，如,【,微思考,】,(1),你能写出不能被酸性高锰酸钾溶液氧化的最简单的苯的同,系物吗？,提示：,要使与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子，至少还,需,3,个碳原子，故其结构简式为 。,(2),怎样通过实验来区别苯、甲苯和己烯？,提示：,在这三种液体中分别滴几滴溴的四氯化碳溶液，振荡，褪色的是己烯；另取剩余两种液体于洁净的试管中，再滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，充分振荡，使其褪色的是甲苯，不褪色的是苯。,【,过关题组,】,1.(2014,盐城高二检测,),芳香化合物,A,是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。,A,、,B,、,C,、,D,、,E,的转化关系如下所示：,回答下列问题：,(1)A,的化学名称是,；,E,属于,(,填“饱和烃”或“不饱和烃”,),。,(2)AB,的反应类型是,，在该反应的副产物中，与,B,互为同分异构体的副产物的结构简式为,。,(3)AC,的化学方程式为,。,(4)A,与酸性高锰酸钾溶液反应可得到,D,，写出,D,的结构简式,。,【,解题指南,】,解答本题应注意以下,3,点：,(1),苯的同系物和溴单质在光照条件下发生侧链上的取代反应，在催化剂作用下发生苯环上的取代反应。,(2),苯的同系物和氢气在催化剂作用下发生加成反应。,(3),苯的同系物的侧链能够被酸性高锰酸钾溶液氧化成羧基。,【,解析,】,(1)A,与溴单质发生取代反应得,B,，所以把,B,中的溴换成,氢即是,A,邻二甲苯。邻二甲苯和氢气在催化剂作用下发生加成,反应生成邻二甲基环己烷,(),，所以,E,是邻二甲基环,己烷，属于饱和烃。,(2),四个溴原子取代了甲基中的四个氢原,子，所以属于取代反应，其四个溴原子分布在两个甲基上时有,两种可能，,1,个和,3,个及,2,个和,2,个，所以与,B,互为同分异构体的,副产物的结构简式为 。,(3),邻二甲苯和溴单质,在催化剂作用下发生苯环上的取代反应，其苯环上有两种不同,的氢原子，所以,A,到,C,是取代苯环上的氢原子，其结构有,和 两种。,(4),邻二甲苯能够被酸性,高锰酸钾溶液氧化成邻苯二甲酸,(),。,答案：,(1),邻二甲苯,(,或,1,，,2-,二甲基苯,),饱和烃,(2),取代反应,2.(2014,福州高二检测,),由于萘,(),对儿童健康有不利的影响，目前已禁止生产和使用卫生丸。我国,1993,年规定用樟脑代替卫生丸。萘和苯相似，在一定条件下，可以和氢气化合生成十氢化萘，它是一种环状化合物。,(1),萘的化学式为,，十氢化萘的化学式为,。,(2),该反应属于,反应，其化学方程式为,。,(3),萘的一氯代物有,种，十氢化萘的一氯代物有,种。,【,解析,】,萘的分子式为,C,10,H,8,，分子中含两个苯环，相当于含有,5,个 ，最多能够和,5 mol,氢气发生加成反应，所以十氢,化萘应该比萘多,10,个氢原子，其化学式为,C,10,H,18,。萘和十氢化,萘分子结构中分别含有,2,种和,3,种不同化学环境的氢原子,(,如下,图,),，所以其一氯代物分别有,2,种和,3,种。,答案：,(1)C,10,H,8,C,10,H,18,(2),加成,(3)23,【,互动探究,】,(1),题,1,中,E,的一氯取代物有几种？,提示：,邻二甲基环己烷分子中有,4,种不同化学环境的氢原子,(,如下图,),，故一氯取代物有,4,种。,(2),题,2,中，有一液态烃与萘的相对分子质量相同，但不是萘的同分异构体，这种液态烃的分子式是什么？,提示：,C,9,H,20,。萘的分子式为,C,10,H,8,，其相对分子质量为,128,，设该液态烃的分子式与萘不同，若增加,1,个碳原子，则应减少,12,个氢原子，不合理；减少,1,个碳原子，增加,12,个氢原子，分子式为,C,9,H,20,，若减少,2,个碳原子，则须增加,24,个氢原子，不合理。,【,变式训练,】,1.(2014,丹东高二检测,),煤的加工产品中有一种分子组成为,C,9,H,12,的苯的同系物，已知该有机物苯环上只有一个无支链的直链取代基。下列说法中正确的是,(,),A.,该有机物在浓硝酸和浓硫酸作用下发生取代反应,B.1 mol,该有机物完全燃烧需,10 mol O,2,C.,该有机物分子中的所有原子可能在同一平面上,D.,除自身外，该有机物的同分异构体有,8,种,【,解析,】,选,A,。首先确定该有机物的结构简式为,。选项,A,，根据苯的同系物的性质可推,知，苯环上的氢原子能被,NO,2,取代生成,等产物,;,选项,B,1 mol,该有机物完全燃烧耗氧为,9+=12 mol,；,选项,C,，该有机物最多,13,个原子在同一平面上；选项,D,，,异构体的书写，可将,CH,2,CH,2,CH,3,变为,CH(CH,3,),2,得一种异构体，在,CH,2,CH,2,CH,3,上取一个,CH,3,放在苯,环上并移动,CH,3,可得三种异构体，在所得的异构体的,CH,2,CH,3,再取一个,CH,3,放在苯环上并移动,CH,3,可得三种异构体，一共,可得,7,种异构体。,2.,将甲苯与液溴混合，加入铁粉，其反应产物可能有,(,),A.,仅,B.,仅,C.D.,全部都有,【,解析,】,选,C,。苯的同系物在催化剂,FeBr,3,的作用下，只发生苯环上的取代反应，甲基邻、间、对位上的氢原子，均可被取代。由于甲基对苯环的作用，使邻、对位上的氢原子变得活泼，容易被取代，使邻、对位上的取代物比间位上的取代物多一些，但并不是无间位取代物。,二、苯的性质实验,1.,苯与溴的取代反应：,(1),实验装置。,(2),实验步骤。,组装好实验装置，检查其气密性，然后加入药品。,向三颈烧瓶中加入苯和液溴，观察三颈烧瓶和锥形瓶中的现象。,反应完毕向三颈烧瓶中加入,NaOH,溶液，观察三颈烧瓶中生成物的状态。,(3),实验现象：液体轻微沸腾，有气体逸出。锥形瓶中导管口有白雾。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体。,(4),注意事项。,直形冷凝管的作用,使苯和溴苯冷凝回流，导气,(HBr,和少量溴蒸气能通过,),。,锥形瓶的作用,吸收,HBr,，所以加入,AgNO,3,溶液，出现浅黄色沉淀,(AgBr),。,锥形瓶内导管为什么不伸入水面以下,防止倒吸。,碱石灰的作用,吸收挥发出来的,Br,2,和,HBr,。,纯净的溴苯应为无色，为什么反应制得的溴苯为褐色,溴苯中溶解了溴单质。,NaOH,溶液的作用,除去溴苯中的溴。,2.,苯与硝酸的取代反应：,(1),实验装置,(,如右图所示,),：,(2),实验步骤。,先将,1.5 mL,浓硝酸注入大,试管中，再慢慢注入,2 mL,浓硫酸，冷却至,50,以下。,向冷却后的酸中逐滴加入,1 mL,苯，充分振荡，混合均匀。,将混合物控制在,50,60,的条件下反应约,10 min,。,(3),实验现象：加热一段时间后，反应完毕，将混合物倒入盛有水的烧杯中，在烧杯底部出现淡黄色油状液体。,(4),注意事项。,药品的加入,相当于浓硫酸的稀释，要将浓硫酸加到浓硝酸中。,长导管的作用,冷凝回流。,水浴加热的原因,让反应体系受热均匀；便于控制温度，防止生成副产物,(,因为加热到,100,110,时就会有间二硝基苯生成,),。,温度计放置的位置,温度计水银球应伸入水浴中，以测定水浴的温度。,硝基苯的颜色,原为无色油状液体，由于溶解了,NO,2,而呈淡黄色。,【,警示,】,苯的性质实验的易错点,(1),苯的溴代反应,反应物一定是卤素单质，如溴与苯的反应一定是液态溴，而与溴水不反应。,反应用三卤化铁作催化剂，无催化剂不反应。,该反应放热，常温下即可进行。,(2),苯的硝化反应,实验中一定要注意加入试剂的顺序，若将硝酸加入浓硫酸中容易发生事故！正确的混合顺序为：将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中，并不断用玻璃棒搅拌，待冷却至,60,后再加入苯。,反应中浓硫酸作催化剂和吸水剂，而非脱水剂。,为方便控制反应温度，减少反应物的挥发，反应中应采用水浴加热。,【,微思考,】,(1),两个实验中都有冷凝装置，为什么？,提示：,有机物的沸点一般较低，容易挥发，冷凝回流装置可以使挥发的物质回流到反应装置中，提高有机物的转化率。,(2),纯净的硝基苯是一种密度比水大且不溶于水的无色油状液体，而实验室制得的硝基苯常常呈现棕黄色，其原因是什么？如何除去？,提示：,浓硝酸在加热过程中部分分解成红棕色的,NO,2,溶解在硝基苯中。加水或,NaOH,溶液振荡、静置、分液，取下层液体，先加入蒸馏水洗涤分液；再取下层液体，加入干燥剂干燥即得纯净的硝基苯。,【,过关题组,】,1.(2014,苏州高二检测,),某化学课外小组用下图装置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器,A(A,下端活塞关闭,),中。,(1),写出,A,中反应的化学方程式,。,(2),观察到,A,中的现象是,。,(3),实验结束时，打开,A,下端的活塞，让反应液流入,B,中，充分振荡，目的是,，写出有关的化学方程式,。,(4)C,中盛放,CCl,4,的作用是,。,能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管,D,中加入,AgNO,3,溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明。另一种验证的方法是向试管,D,中加入,，现象是,_,。,【,解题探究,】,(1)Br,2,能否和,NaOH,溶液反应？,提示：,Br,2,的性质与,Cl,2,的相似，能够和,NaOH,溶液反应生成,NaBr,、,NaBrO,和,H,2,O,。,(2),苯的取代反应的特征是什么？如何检验？,提示：,产生,HBr,气体，,HBr,可以与,AgNO,3,溶液反应生成不溶于硝酸的,AgBr,淡黄色沉淀。,【,解析,】,苯与液溴剧烈反应生成 和,HBr,气体，从导气管出来的气体中会混有一定量的溴蒸气，利用相似相溶原理可以用,CCl,4,将其除去。苯和液溴发生的是取代反应可以生成,HBr,气体，证明有,HBr,生成，可以选用：,AgNO,3,溶液,(,产生淡黄色沉淀,),；紫色石蕊溶液,(,变红,),；浓氨水,(,白烟,),等。,答案,：,(1)C,6,H,6,+Br,2,C,6,H,5,Br+HBr,(2)反应液微沸，有红棕色气体充满A容器,(3)除去溶于溴苯中的溴Br,2,+2NaOH=NaBr+NaBrO+H,2,O(或2Br,2,+6NaOH=5NaBr+NaBrO,3,+3H,2,O),(4)除去溴化氢气体中的溴蒸气,石蕊溶液溶液变红色(或其他合理答案),FeBr,3,2.(2014,周口高二检测,),实验室制备硝基苯的主要步骤如下：,配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸加入反应器中。,向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。,在,50,60,下发生反应。,除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和,5%,的,NaOH,溶液洗涤，最后用蒸馏水洗涤。,将用无水氯化钙干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。,(1),配制一定比例浓硝酸和浓硫酸混合酸时，操作注意事项是,；,(2),步骤的加热方式是,；,(3),步骤中，洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是,；,(4),步骤中，粗产品用,5%,的,NaOH,溶液洗涤的目的是,_,；,(5),现有三种实验装置，如下图所示，要制备硝基苯，应选用,。,【,解析,】,(1),硝基苯的制备中，加入药品时必须将浓硫酸加入浓硝酸中，这相当于浓硫酸的稀释；,(2),水浴加热有助于控制温度，且受热均匀；,(3),两种不相溶的液体可用分液的方法；,(4),粗产品用,NaOH,溶液洗涤主要是为了洗去溶于溴苯中的酸性杂质。,答案：,(1),一定要将浓硫酸沿内壁缓缓注入盛有浓硝酸的烧杯中，并不断搅拌、冷却,(2)50,60,水浴加热,(3),分液漏斗,(4),洗去粗产品中的酸性杂质,(5)C,【,变式训练,】,某同学设计的在实验室制纯净硝基苯的实验方案，其主要步骤如下：,在,250 mL,的圆底烧瓶中放入,17.7 mL,苯，配上一个双孔橡皮塞，一个孔插入一支,100,的温度计，其水银球要进入液面下，另一个孔插入长颈漏斗，仪器装置如图所示。,通过长颈漏斗上口将已配制好的混酸分多次加入烧瓶中。每加一次，必须振荡烧瓶，当反应物温度不再上升而趋下降时，才可继续加混酸。反应温度应保持在,40,50,，若超过,50,，可用冷水浴冷却烧瓶。加料完毕后，把烧瓶放在水浴上加热，约,10,分钟把水浴加热到,55,60,，并保持,30,分钟，间歇地振荡烧瓶。,冷却后将反应物倒入分液漏斗，静置分层，分出酸液和粗硝基苯，由于工业浓硫酸中含有的少量汞盐等杂质有催化作用，使反应产物中含有苦味酸,(2,，,4,，,6-,三硝基苯酚,),和,2,，,4-,二硝基苯酚，使粗硝基苯呈浅黄色，此外还含有间二硝基苯。硝基苯酚与苯酚性质类似，容易和碱发生中和反应；间二硝基苯性质与硝基苯类似。请回答下列问题：,(1),步骤中长颈漏斗的作用：,a,，,b,。,(2),步骤中，每加入一次混酸，必须振荡烧瓶的目的是,_,。,(3),步骤中，需严格控制温度的原因,。,(4),步骤中，静置分层后，粗硝基苯在分液漏斗的,_,层。,(5),要将粗硝基苯中混有少量酸液、苦味酸、,2,，,4-,二硝基苯酚以及二硝基苯除去得到纯净的硝基苯必须进行的操作名称为,a,；,b,；,c,；,d,。,【,解析,】,设计化学实验的依据是化学反应原理，根据客观条件设计切实可行而且装置简单、操作方便的最佳方案。,由于该反应的反应物均为液体而且容易挥发，浓硝酸遇热不稳定，浓硫酸溶于水要放出大量的热，因此该实验对温度要求比较高，对温度的控制是影响整个实验成败的关键，采用水浴加热是最好的方式。根据题目内容知道该反应是放热反应，每加入一次混酸，因为发生反应而使温度升高，所以可以振荡烧瓶，使产生的热量迅速扩散。若温度过高，则苯易挥发，硝酸会分解，同时产生间二硝基苯等副产物。,本实验的目的是制纯净硝基苯，得到的粗硝基苯中含有硝基苯、苯、硝酸、水、,NO,2,、苦味酸、,2,，,4-,二硝基苯酚、间二硝基苯等。这就需要通过无机反应和有机反应的原理进行分离提纯，应先考虑硝酸、,NO,2,易溶于水，硝基苯酚容易和碱发生中和反应，间二硝基苯和硝基苯互相溶解，但是它们的沸点不同，所以可以采用蒸馏的办法进行分离提纯。,答案：,(1),加入混酸冷凝回流,(2),使苯与混酸充分接触，产生的热量迅速扩散,(3),温度过高，苯易挥发，硝酸会分解，同时产生较多的副产物,(4),下,(5),水洗碱液洗干燥蒸馏,【,备选要点,】,苯的同系物的同分异构体的书写,1.,苯环上有两个取代基，有邻、间、对三种同分异构体。如二甲苯有如下三种结构：,2.,苯环上有三个相同取代基，有连、偏、均三种同分异构体。如三甲苯有如下三种结构：,3.,写具有多个取代基的苯的同系物的同分异构体时，应注意思,维的有序性。这样题目的解题规律是先排列多个相同的基团,(,若有,3,个相同基团，则连、偏、均排列；若有,2,个相同基团，,则邻、间、对排列,),，后排列单个基团；若各个基团均不同，,则先任意排列两种基团,(,邻、间、对,),，然后再用另一个基团等,效取代，依次类推，直到所有的基团都排列完全。如书写苯环,上连接有一个烃基,R,和,3,个,X,基的有机物的同分异构体时，,可以先将,3,个,X,基按照连、偏、均的顺序排列在苯环上，得到三种结构；然后将烃基,R,分别等效取代三种结构中的氢原子。如下图，,(1),中苯环上三个位置相同；,(2),中有,2,个不同位置；,(3),中有,3,个不同位置，所以烃基,R,取代后共有,6,种不同的结构。,【,微思考,】,(1),甲苯的一氯代物有几种？,提示：,4,种。苯环上有邻、间、对三种不同的结构，侧链甲基上有一种不同的结构。,(2),甲苯和液溴在铁粉的作用下，得到的一溴代物有几种？,提示：,甲苯和液溴在铁粉的作用下，发生苯环上的取代反应，有邻、间、对三种不同的结构。,【,过关题组,】,1.(2014,西安高二检测,),苯的同系物中，有的侧链能被酸性高,锰酸钾溶液氧化，生成芳香酸，反应如下：,(R,、,R,表示烷基,或氢原子,),(1),现有苯的同系物甲、乙，分子式都是,C,10,H,14,。甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸，它的结构简式是,；,乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为,C,8,H,6,O,4,的芳香酸，则乙可能的结构有,种。,(2),有机物丙也是苯的同系物，分子式也是,C,10,H,14,，它的苯环上的一溴代物只有一种。试写出丙所有可能的结构简式,。,【,解析,】,本题以分子式为,C,10,H,14,的苯的同系物可能具有的结构,展开讨论。题中信息没有说明什么样的结构不能被酸性,KMnO,4,溶液氧化为芳香酸，但仔细分析可以发现，能被氧化为芳香酸,的苯的同系物都有一个共同点,侧链中直接与苯环相连的碳,原子上有氢原子，产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被,氧化的侧链数目。若苯的同系物能被氧化为分子式为,C,8,H,6,O,4,的,芳香酸,(,二元酸,),，说明苯环上有两个侧链，可能是两个乙基，,也可能是一个甲基和一个丙基，而丙基又有两种结构,(CH,2,CH,2,CH,3,和,),，两个侧链在苯环上的位置又有,邻位、间位和对位,3,种可能，故分子式为,C,10,H,14,、有两个侧链的,苯的同系物有,33=9,种可能结构。,答案：,(1),2.(2014,上杭高二检测,),下列有关同分异构体数目的叙述中，,不正确的是,(,),A.,甲苯苯环上的一个氢原子被含,3,个碳原子的烷基取代，所得,产物有,6,种,B.,芳香烃 在光照情况下与,Cl,2,发生反,应所得的一氯取代物有,7,种,C.,含有,5,个碳原子的饱和链烃，其一氯代物有,8,种,D.,菲的结构简式为 ，它与硝酸反应可生,成,5,种一硝基取代物,【,解析,】,选,B,。选项,A,，含,3,个碳原子的烷基有正丙基和异丙基两种，其取代甲苯上的一个氢原子可产生,6,种同分异构体，正确；选项,B,，芳香烃在光照时,Cl,取代侧链上的氢原子，一氯取代物有,4,种，错误。选项,C,，含有,5,个碳原子的饱和链烃，正戊烷的一氯代物有,3,种，异戊烷的一氯代物有,4,种，新戊烷的一氯代物有,1,种，共,8,种。选项,D,，菲的结构中有,5,种不同的氢，它与硝酸反应，可生成,5,种一硝基取代物。,【,提分必备关键点,】,1.,苯环的结构：,(1),化学键：介于碳碳单键和碳碳双键间的一种特殊键。,(2),空间构型：苯环上的,12,个原子一定共面。,2.,苯的化学性质：,难氧化、能加成、易取代。,3.,苯的同系物的结构特点：,(1),只有,1,个苯环。,(2),侧链是烷烃基。,4.,苯的同系物的化学性质：,(1),能够使酸性高锰酸钾溶液褪色。,(2),和卤素单质，在光照条件下发生侧链上的取代反应，在催化剂作用下发生苯环上的取代反应。,(3),能够和氢气发生加成反应。,苯的性质实验探究,【,真题判断,】,(,在括号内打“”或“,”),(1)(2014,江苏高考,),标准状况下，,11.2 L,苯中含有的分子数,目为,0.5,N,A,。,(),分析：,标准状况下，苯不是气体，,11.2 L,苯不是,0.5 mol,。,(2)(2014,江苏高考,),间二甲苯的结构简式：,(),分析：,是对二甲苯的结构简式。,(3)(2014,广东高考,)1 mol,甲苯含有,6,N,A,个,C-H,键。,(),分析：,甲苯的结构简式为 ，,1 mol,甲苯中含,8,N,A,个,CH,键。,(4)(2013,海南高考,),用酸性高锰酸钾溶液可以鉴别苯、环己,烯和环己烷。,(),分析：,环己烯能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色，但苯和,环己烷均不与酸性高锰酸钾溶液反应，二者不能用酸性高锰酸,钾溶液鉴别。,(5)(2013,浙江高考,),苯与甲苯互为同系物，均能使酸性高锰,酸钾溶液褪色。,(),分析：,苯和甲苯互为同系物，甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪,色，但苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。,(6)(2012,广东高考,),用溴水鉴别苯和正己烷。,(),分析：,苯和正己烷的密度都比水小，均发生萃取，溴水层褪色不能鉴别。,【,案例探究,】,用,A,、,B,、,C,、,D,四种装置都可制取溴苯，请仔细分析四套装置，然后回答下列问题：,(1)A,中存在加装药品和及时密封的矛盾，因而在实验中易造成的不良后果是什么？,提示：,溴和苯的蒸气逸出，污染环境。,(2),与,A,、,C,装置相比，,B,、,D,装置有哪两个优点？,提示：,可以用分液漏斗控制加入的反应物的量；有,CCl,4,可以吸收挥发出的溴，防止干扰,Br,-,的检验。,(3)B,中采用了双球吸收管，但双球管内液体不能太多，为什么？,提示：,CCl,4,易被气体压入右侧试管中。,(4)D,装置中的反应结束后，打开活塞将液体滴加到,NaOH,溶液中，会有何现象？,提示：,有红褐色沉淀生成，溶液分层。产生红褐色沉淀的原因是本实验实际的催化剂是,Fe,与,Br,2,反应产生的,FeBr,3,，与,NaOH,溶液反应生成红褐色,Fe(OH),3,沉淀；生成的溴苯为无色油状液体，不溶于水且密度大于水。,【,探究归纳,】,各类烃与溴的作用,1.,烷烃和溴蒸气在光照条件下发生取代反应，但是不能和溴水发生取代反应。液态烷烃与溴水发生萃取，上层颜色深，下层颜色浅。,2.,烯烃和炔烃与溴水或溴的四氯化碳溶液发生加成反应，溴的颜色褪去，可以检验烯烃和炔烃。,3.,苯和苯的同系物与溴水发生萃取，上层颜色深，下层颜色浅。,4.,苯和苯的同系物与液溴在铁或三卤化铁的催化作用下，发生苯环上的取代反应。而苯的同系物与液溴在光照条件下发生侧链上的取代反应。,【,探究体验,】,1,，,2,，,3,，,4-,四氢化萘的结构简式是 ，分子式是,C,10,H,12,。常温下为无色液体，有刺激性气味，沸点,207,，不溶,于水，是一种优良的溶剂，它与液溴发生反应：,C,10,H,12,+4Br,2,C,10,H,8,Br,4,+4HBr,。生成的四溴化萘常温下为固态，不溶于,水。有人用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料，制备少,量饱和氢溴酸溶液，实验步骤如下：,按一定质量比把四氢化萘和水加入适当的容器中，加入少量纯铁粉。,慢慢滴入液溴，不断搅拌，直到反应完全。,取下反应容器，补充少量四氢化萘，直到溶液颜色消失。过滤，将滤液倒入分液漏斗，静置。,分液，得到的“水层”即氢溴酸溶液。,回答下列问题：,(1),下面示意图中的装置，适合步骤和操作的是,。,(2),步骤中如何判断“反应完全”,。,(3),步骤中补充少量四氢化萘的目的是,。,(4),步骤中过滤后得到的固体物质是,。,(5),已知在实验条件下，饱和氢溴酸水溶液中氢溴酸的质量分数是,66%,，如果溴化反应进行完全，则步骤中四氢化萘和水的质量比约是,1,(,保留小数点后,1,位,),。,【,解析,】,(1),按照步骤，本实验是把四氢化萘、水和铁粉加入同一容器中反应，所以,B,不正确。若用,A,中的装置进行反应，溴蒸气和刺激性气味的四氢化萘都会污染环境，同样,C,装置在步骤反应时，也会造成环境污染，所以,A,、,C,都不对，故选,D,。,(2),根据题中提供的信息，四溴化萘是不溶于水的固体，四氢化萘和氢溴酸溶液都是无色液体，反应完全时，四氢化萘已基本消耗完，加入的溴溶于水中使溶液呈棕黄色。,(5),由方程式,C,10,H,12,+4Br,2,C,10,H,8,Br,4,+4HBr,可知，,1 mol C,10,H,12,(132 gmol,-1,),和溴反应后产生,4 mol HBr(81 gmol,-1,),又知反应条件下得到的氢溴酸饱和溶液中,HBr,的质量分数是,66%,，设饱和氢溴酸溶液,100 g,，,m(HBr)=100 g66%=66 g,，,m(H,2,O)=100 g-66 g=34 g,，因为,m(C,10,H,12,)m(HBr)=,132 gmol,-1,481 gmol,-1,，所以,m(C,10,H,12,)=27.2 g,，,m(C,10,H,12,)m(H,2,O)=27.2 g34 g=11.3,。,FeBr,3,答案：,(1)D,(2),加入的液溴颜色基本不褪,(3),除去过量的溴,(4),四溴化萘、铁粉,(5)1.3,【,巩固训练,】,只用一种试剂就能将甲苯、己烯、四氯化碳、碘化钾溶液区别开，该试剂可以是,(,),A.,酸性高锰酸钾溶液,B.,溴化钾溶液,C.,溴水,D.,硝酸银溶液,【,解析,】,选,C,。,A,项酸性高锰酸钾溶液有强氧化性，能氧化甲,苯、己烯、,KI,而褪色，不能用于区分它们。,B,项溴化钾溶液加,入上述,4,种液体中，由于甲苯、己烯的密度都比水小，与溴化,钾溶液混和后分层，有机层在上，均无化学反应发生，从而无,法区分，与,CCl,4,混和后分层，但有机层在下，因为,CCl,4,比水,重，与,KI,溶液不分层。,D,项,AgNO,3,溶液与,B,项类似，但,KI,中会出,现黄色沉淀；只有,C,项，甲苯与溴水分层，溴萃取到甲苯中处,于上层，呈橙黄色，下层为水层，近无色。己烯使溴水褪色，,可见上下分层，但都无色。,CCl,4,萃取,Br,2,，上层为水层，无色，下层为溴的,CCl,4,溶液呈橙黄色。而溴水与,KI,溶液不分层，但发生反应，置换出,I,2,可能使溶液颜色加深，四种溶液的现象各不相同。,