選修5《有機化學基礎》第二章烴和鹵代烴第二節芳香烴第二課時反應的化學方程式反應條件苯與溴發生取代反應

C6H5Br+HBr液溴.

鐵粉做催化劑苯與濃硝酸發生取代反應50℃～60℃水浴加熱、濃硫酸做催化劑吸水劑苯與氫氣發生加成反應C6H12鎳做催化劑，加熱加壓【思考與交流】填空P37C6H6+Br2C6H6+3H2實驗設計根據苯與溴、濃硝酸發生反應的條件，請你設計制備溴苯和硝基苯的實驗方案（注意儀器的選擇和試劑的加入順序）請同學們設計實驗時，考慮以下問題：

1.選用裝置2.加入藥品的順序3.如何控溫4.產物提純等【鏈接1】

1.溴是一種易揮發有劇毒的藥品

2.溴的密度比苯大

3.溴與苯的反應非常緩慢，常用鐵粉作為催化劑

4.該反應是放熱反應，不需要加熱思考與交流【苯與溴的實驗設計】ACD從反應方程式得知產物中有溴化氫，我們要檢驗該產物【鏈接2】

1.反應最后苯和溴會有剩余它們易揮發

2.長導管在很多實驗中被用作冷凝蒸氣使之回流

3.溴化氫的性質與氯化氫相似1.用什么試劑去檢驗?現象是什么？2.檢驗過程中有沒有其他物質干擾，有的話如何解決問題？

有幾個同學設計如下的實驗裝置用來檢驗HBr氣體，我們來看看是否合理？CCl42Fe+3Br2=2FeBr3+Br2Br+HBrFeBr3AgNO3+HBr=AgBr↓+HNO3

設計制備溴苯實驗方案【主要儀器】圓底燒瓶、長導管、錐形瓶、鐵架臺等【藥品】苯、液溴、鐵粉、硝酸銀溶液【反應原理】取代反應。實際起催化作用的是FeBr3.實驗：苯跟溴的取代反應實驗方案把苯和少量液態溴放在燒瓶里，同時加入少量鐵屑作催化劑。用帶導管的瓶塞塞緊瓶口，跟瓶口垂直的一段導管可以兼起冷凝器的作用。在常溫時，很快就會看到，在導管口附近出現白霧。反應完畢后，向錐形瓶里的液體滴入AgNO3溶液，注意觀察現象。把燒瓶里的液體倒在盛有冷水的燒杯里，燒杯底部有褐色不溶于水的液體?！颈脚c溴的反應實驗思考】1、試劑的加入順序怎樣？各試劑在反應中所起到的作用？A、為防止溴的揮發，先加入苯后加入溴，然后加入鐵粉。B、溴應是純溴，而不是溴水。加入鐵粉起催化作用，實際上起催化作用的是FeBr3。2、導管為什么要這么長？其末端為何不插入液面？C、伸出燒瓶外的導管要有足夠長度，其作用是導氣、冷凝。D、導管未端不可插入錐形瓶內水面以下，因為HBr氣體易溶于水，以免倒吸。3、反應后的產物是什么？如何分離？導管口附近出現的白霧，是溴化氫遇空氣中的水蒸氣形成的氫溴酸小液滴。4、實驗現象：E、純凈的溴苯是無色的液體，而燒瓶中液體倒入盛有水的燒杯中，燒杯底部是油狀的褐色液體，這是因為溴苯溶有溴的緣故。除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振蕩，再用分液漏斗分離。液體輕微翻騰，有氣體逸出.導管口有白霧，溶液中生成淺黃色沉淀。燒瓶底部有褐色不溶于水的液體5.哪些現象說明發生了取代反應而不是加成反應？苯與溴反應生成溴苯的同時有溴化氫生成。1.燒瓶中的試劑順序能夠顛倒嗎？為什么？能用濃溴水代替液溴嗎？為什么？2.該反應的催化劑是FeBr3,而反應時加的是Fe屑，Fe屑是怎樣轉化為FeBr3的？反應的速度為什么一開始較緩慢，一段時間后明顯加快？3.該反應是放熱反應，而苯、液溴均易揮發，為了減少放熱對苯及液溴揮發的影響，裝置上有哪些獨特的設計和考慮？4.生成的HBr中?；煊袖逭魵猓藭r用AgNO3溶液對HBr的檢驗結果是否可靠？為什么？如何除去混在HBr中的溴蒸氣？【再思考】苯與溴的反應

設計制備溴苯實驗方案——改進【資料】硝基苯，無色，油狀液體，苦杏仁味，有毒，密度大于水，難溶于水，易溶于有機溶劑。硝基苯蒸氣有毒性。設計苯的硝化反應實驗方案

1.苯與硝酸的反應在50℃--60℃

時產物是硝基苯，溫度過高會有副產物。

2.硫酸是該反應的催化劑，和硝酸混合時劇烈放熱。

3.反應過程中硝酸會部分分解。

4.苯和硝酸都易揮發。

在一個大試管里，先加入1.5毫升濃硝酸和2毫升濃硫酸，搖勻，冷卻到50—600C以下，然后慢慢地滴入1毫升苯，不斷搖動，使混和均勻，然后放在600C的水浴中加熱10分鐘，把混和物倒入另一個盛水的試管里。[實驗方案和裝置圖]觀察到燒杯中有黃色油狀物質生成。用蒸餾水和氫氧化鈉溶液洗滌，得純硝基苯。【苯的硝化反應——實驗思考】1、如何混合硫酸和硝酸的混合液？①先將濃硝酸注入大試管中，再慢慢注入濃硫酸，并及時搖勻和冷卻。②向冷卻到50-60℃后的混酸中逐滴加入苯，充分振蕩，混和均勻。切不可將濃硝酸注入濃硫酸中，因混和時要放出大量的熱量，以免濃硫酸濺出，發生事故。2、為何要水浴加熱，并將溫度控制在60℃？②水浴的溫度一定要控制在60℃以下，溫度過高，苯易揮發，且硝酸也會分解，同時苯和濃硫酸反應生成苯磺酸等副反應。③濃硫酸的作用：催化劑和吸水劑。④反應裝置中的溫度計，應插入水浴液面以下，以測量水浴溫度。⑤把反應的混合物倒入一個盛水的燒杯里，燒杯底部聚集淡黃色的油狀液體，這是因為在硝基苯中溶有HNO3分解產生的NO2的緣故。除去雜質提純硝基苯，可將粗產品依次用蒸餾水和NaOH溶液洗滌，再用分液漏斗分液。3、濃硫酸的作用？4、溫度計的位置？5、如何得到純凈的硝基苯？選修5《有機化學基礎》第二章烴和鹵代烴第二節芳香烴第二課時

【觀察下列5種物質，分析它們的結構回答】其中①、③、⑤的關系是____________.

其中②、④、⑤的關系是_________.

同分異構體同系物CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C鄰-二甲苯間-二甲苯對-二甲苯沸點：144.40C沸點：139.10C沸點：138.40C同分異構體對比思考:1.比較苯和甲苯結構的異同點，推測甲苯的化學性質。2.設計實驗證明你的推測。反應類型與常見物質的作用氧化反應燃燒：酸性高錳酸鉀溶液：加成反應氫氣加成：溴水（溴的四氯化碳溶液）：取代反應液溴（鐵粉）：硝化反應：甲苯的化學性質推測能不能能不能能能能能不能不能不能不能二、苯的同系物1、苯的同系物：具有苯環（1個）結構，且在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物。通式：CnH2n-6(n≥6)CH3

CH2CH3

甲苯乙苯苯環上的氫原子被烷基取代的產物。用數學方法確定苯（C6H6）的同系物（相差（CH2）x）的通式的過程：苯的同系物的通式：C6H6+CxH2x=C6+xH6+2x

令n=6+x則：C6+xH6+2x=?即苯的同系物的通式為：CnH2n-6C6+xH6+2x=CnH2n-6你能根據同系物的定義用數學的方法確定苯的同系物的通式嗎？想一想選取代表物苯的同系物太多了不可能全部去研究怎么辦呢？苯的同系物苯的同系物不溶于水，并比水輕。苯的同系物溶于酒精。同苯一樣，不能使溴水褪色，但能發生萃取。（一）氧化反應⑴可燃性⑵可使酸性高錳酸鉀溶液褪色2、苯的同系物的化學性質KMnO4(H+)溶液-R-COOH【實驗】1.取一支試管，向其中加入2ml苯，再加入3-5滴酸性高錳酸鉀溶液，振蕩試管，觀察現象。2.取一支試管，向其中加入2ml甲苯，再加入3-5滴酸性高錳酸鉀溶液，振蕩試管，觀察現象。3.取一支試管，向其中加入2ml二甲苯，再加入3-5滴酸性高錳酸鉀溶液，振蕩試管，觀察現象?，F象結論苯+酸性高錳酸鉀甲苯+酸性高錳酸鉀二甲苯+酸性高錳酸鉀你觀察到了什么現象？完成下表。酸性高錳酸鉀溶液褪色（較慢）酸性高錳酸鉀溶液褪色（較快）酸性高錳酸鉀溶液不褪色苯不能被酸性高錳酸鉀氧化？？苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但是甲苯和二甲苯卻可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色且二甲苯快。對比苯、甲苯、二甲苯的結構特點，思考：可能是什么原因導致了以上現象？苯環的存在對連在苯環上的烷基產生了影響，使酸性高錳酸鉀溶液褪色。現象探究你能用學過的知識證明嗎？苯的同系物的特性——可使KMnO4(H+)溶液褪色注意：不能使溴水褪色！因萃取使水層顏色變淺。【設計實驗】：如何鑒別苯、甲苯、己烯、CCl4?事實上還有：等能使酸性高錳酸鉀溶液褪色綜上所述：你又能找到什么規律？等不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色與酸性高錳酸鉀的反應（使高錳酸鉀溶液褪色）反應機理：

|—C—H|

O||C—OH|酸性高錳酸鉀溶液烷基上與苯環直接相連的碳直接連氫原子

H|—C—H|H

H||—C—C—||H

C|—C—C|C×（可鑒別苯和甲苯等苯的同系物）㈡取代反應1.苯的同系物的硝化反應一種淡黃色的晶體，不溶于水。不穩定，易爆炸。它是一種烈性炸藥，廣泛用于國防、開礦、筑路、興修水利等。2,4,6-三硝基甲苯CH3CH3NO2-NO2O2N-+3HO-NO2

3H2O+濃H2SO430℃-40℃2.苯的同系物的鹵化反應已知：請問：條件一和條件二分別指的是什么條件？條件一：光照條件二：FeCl3從上組反應中我們看到甲基受苯環影響使得甲基易被氧化；那么苯環的化學性質有沒有受到甲基的影響呢？遷移閱讀思考:閱讀課本P38實驗以下的內容填表溫度生成物苯甲苯50℃-60℃30℃硝基苯鄰、對位硝基甲苯甲苯的硝化反應比苯更容易進行苯的同系物的苯環易發生取代反應。比較苯和甲苯與KMnO4溶液的作用，以及硝化反應的條件產物等，你從中得到什么啟示?側鏈和苯環相互影響：側鏈受苯環影響易被氧化；苯環受側鏈影響易被取代?！窘Y論】㈢苯的同系物加成反應

苯的同系物也和氫氣可以發生加成反應請寫出甲苯與氫氣加成的化學方程式：1、來源：三、芳香烴的來源及其應用a、煤的干餾

b、石油的催化重整應用：簡單的芳香烴是基本的有機化工原料。2、稠環芳香烴【概念】由兩個或兩個以上的苯環共用相鄰的2個碳原子而成的一類芳香烴，稱為稠環芳香烴。萘蒽C10H8C14H10【歸納】烴鏈烴環烴飽和鏈烴不飽和鏈烴脂環烴芳香烴（脂肪烴）烷烴烯烴二烯烴炔烴苯的同系物稠環芳烴其它芳烴環烷烴等苯與甲苯性質比較對比與歸納烷烯苯與Br2作用Br2試劑反應條件反應類型與KMnO4作用點燃現象結論純溴溴水純溴溴水光照取代加成Fe粉取代萃取無反應現象結論不褪色褪色不褪色不被KMnO4氧化易被KMnO4氧化苯環難被KMnO4氧化焰色淺，無煙焰色亮，有煙焰色亮，濃煙C%低C%較高C%高【思考】討論甲苯與液氯在不同的條件下可發生哪些反應？已知分子式為C12H12的物質A結構簡式為

則A環上的一溴代物有()