1、第1课时 苯第二章 烃 第三节 芳香烃导入新课苯的发现 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。不少国家使用煤气照明，人们发现煤气罐里常残留一些油状液体。英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚的兴趣，他花了整整五年的时间从这种液体里提取出了苯。1825年6月16日，法拉第向伦敦皇家学会报告，发现一种新的“氢的重碳化合物”苯。芳香烃：分子里含有一个或多个苯环结构的烃。苯是最简单的芳香烃，同时苯也是一种重要的化工原料和有机溶剂。一、苯【演示】学生观察苯的色、态、味、水溶性及和水密度比较。1苯的物理性质 无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水；密度比水的小，常温下密度为0.88 g
2、/cm3；易挥发，沸点为80.1，熔点5.5。2苯的分子结构 分子式：C6H6 结构式（苯环结构） 结构简式（凯库勒式） 分子结构模型苯分子的球棍模型和空填充模型片来自科版必修二凯库勒是德国化学家。19世纪中期，随着石油、炼焦工业的迅速发展，有一种叫做“苯”的有机物的结构成了许多化学家面临的一个新的难题，凯库勒就是其中的化学家之一。为了探求谜底，他每天只睡三四个小时，工作起来就忘记了休息，黑板、地板、笔记本，甚至是墙壁上，到处都是他写下的化学结构式，但一直没有什么结果。一天，困顿至极的凯库勒，恍惚见到一条首尾相衔的蛇在眼前飞舞，心神领会中一下悟到了苯的结构式。他事后叙述了这段梦境：“事情进行得
3、不顺利，我的心想着别的事了。我把坐椅转向炉边，进入半睡眠状态。原子在我眼前飞动：长长的队伍，变化多姿，靠近了，连接起来了，一个个扭动着回转着，像蛇一样。看，那是什么？一条蛇咬住了自己的尾巴，在我眼前旋转。我如从电掣中惊醒。那晚我为这个假说的结果工作了一整夜。”在德国化学会成立25周年庆祝大会上，凯库勒报告了自己发现的经过，开玩笑地对人们说：“先生们，让我们学会做梦吧！”长时间的准备，严密的逻辑思考，山穷水复疑无路时，梦寐以求的结果戏剧性地得到了突破。所谓积之于平时，得之于顷刻，正是灵感对艰苦劳动的一种奖赏。化学史话凯库勒和苯的分子结构应该指出的是，凯库勒能够从梦中得到启发，成功地提出重要的结构
4、学说，并不是偶然的。这是由于他善于独立思考，平时总是冥思苦想有关的原子、分子、结构等问题，才会梦其所思；更重要的是，他懂得化合价的真正意义，善于捕捉直觉形象；加之以事实为依据，以严肃的科学态度进行多方面的分析和探讨，这一切都为他取得成功奠定了基础。化学史话凯库勒和苯的分子结构提问：苯分子结构中存在碳碳双键吗？如何用实验证实或证伪？【实验】 向两支各盛有2 mL苯的试管中分别加入酸性高锰酸钾溶液和溴水，用力振荡，观察现象。现象：振荡、静置后，均分层； 苯在上层，酸性高锰酸钾溶液不褪色； 下层溴水颜色变浅，上层显橙黄色。实验表明，苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与溴水反应。溴在苯中的溶解度比水中
5、的大，因此苯能将溴从水中萃取出来。一、苯苯分子中不存在碳碳双键一、苯 科学家用X射线衍射法证实了苯分子结构是平面正六边形（6个碳原子和6个氢原子共面），其中6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以键结合，键间夹角均为120，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都为1.3910-10 m，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间，比C-C单键的键长(1.5410-10m)短，比C=C键长(1.3310-10m)长；每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，互相平行重叠形成大键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。所以苯环中并不存在单、双键交替的结构，平面正六边形的每一个碳碳键的键长
6、都相等，它既不是单键，也不是双键，应是一种介于单键和双键之间的独特的键大键。因此苯分子结构简式也常表示为：苯分子中的键和大键示意图 一、苯小结：苯的分子结构特点1苯分子为平面正六边形结构， 12个原子共面，键角为120。2苯分子中碳碳键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键大键。 苯的这种结构叫苯环结构，苯环结构稳定。一、苯例：下列事实不能说明“苯分子结构中不存在碳碳单键和双键交替结构”的是( ) A苯不能使溴水和酸化高锰酸钾溶液褪色B 苯在一定条件下既能发生取代反应又能发生加成反应 C 邻二甲苯只有一种结构 D 苯环上碳碳键的键长相等 B课堂练习小结：哪些实验或事实能说明苯分子结构中不
7、存在碳碳双键？ 实验说明：用碳碳双键的典型性质证明，不能被酸性高锰酸钾氧化、不能与溴水加成。 事实说明：邻二氯苯不存在同分异构体。 分子结构数据说明：键能、键长苯中碳碳键长CC单键的键长C=C双键的键长都为1.3910-10 m1.5410-10 m1.3310-10 m一、苯3苯的化学性质 稳定性：不能与酸性高锰酸钾和溴水反应。 可燃性：2C6H6 + 15O2 点燃 12CO2 + 6H2O 【演示】在纸上浸少许苯，或在蒸发皿中加入少量苯，点燃。 现象：苯在空气里燃烧会产生浓重的黑烟（思考原因？）一、苯 取代反应 I. 卤代反应： 纯净的溴苯是无色油状液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水
8、的大。通过上述反应制得的溴苯中因溶有未反应的溴，而呈红褐色。用NaOH溶液洗涤一、苯溴苯思考：如何除去溴苯中溶解的少量溴？ 取代反应 II. 硝化反应：HNO3可以表示为：HO-NO2（羟基和硝基相连，注意：硝基与二氧化氮不同，它不是能单独存在的分子，而是原子团，它是硝基化合物的官能团；硝基苯分子中，硝基中氮原子和苯环上碳原子相连。）纯净的硝基苯是无色、具有苦杏仁味的油状液体，不溶于水，比水重，易溶于有机溶剂中，有毒。 一、苯 取代反应 III.磺化反应： 苯可与浓硫酸、温度控制在7080，发生取代反应，此反应也叫磺化反应，生成苯磺酸，-SO3H为磺酸基；苯磺酸分子中，磺酸基中的硫原子与苯环上
9、的碳原子直接相连) 磺化反应的可逆性在有机合成中十分有用，在合成时可通过磺化反应先保护苯环上的某一位置，待后续发生其他反应后，再通过稀硫酸或盐酸将磺酸基除去，即可得到所需的化合物。例如，用甲苯制邻氯甲苯时，可利用磺化反应来保护对位：一、苯拓展1：傅-克烷基化反应（苯环上的氢被烷基取代）拓展2：傅-克酰基化反应（苯环上的氢被酰基取代）知识拓展取代反应 加成反应 苯环结构虽然稳定，但在一定条件下也能发生加成反应，如：在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应，生成环己烷。(环己烷)注意：苯比烯、炔难进行加成反应。 不能与溴水反应，但能萃取溴而使其褪色。一、苯1.下列有机物分子中
10、，所有原子不可能同时处于同一平面的是( )A.乙炔B.乙烯 C.苯D.丙烯D2.下列物质中，可以被用来鉴别苯和己烯的是( )A.水B.酸性高锰酸钾溶液 C.氢氧化钠溶液 D.四氯化碳B课堂练习3.对下列变化过程中的反应类型的判断，不正确的是( )A.CH4CH3Cl 取代反应B.CH2=CH2CH2BrCH2Br 加成反应C.苯 溴苯 取代反应D.苯 硝基苯 加成反应D课堂练习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磺化反应与H2反应课堂小结 苯性质小结：易取代，难加成，难氧化苯属于芳香烃，由于苯环结构较特殊，苯兼具有饱和烃及不饱和烃的性质，但反应条件和难以程度又有所不同。苯在一定条件下能发生取代反应，在一定条件下也能发生加成反应，其中取代反应比加成反应更易发生。1稳定，不易被氧化；2可燃；3易发生取代反应；4难发生加成反应敬请各位老师提出宝贵意见！
