第二章烴

第三節(jié)芳香烴

2.3.1苯

苯是最簡單的芳香烴，也是重要的化工原料。教科書在復(fù)習(xí)苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)后，重點(diǎn)介紹了苯

和苯的同系物。教學(xué)時,要注意引導(dǎo)學(xué)生從苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，遷移到苯的同系物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；從烷

烴的同分異構(gòu)體的規(guī)律和思考方法，遷移到苯的同系物的同分異構(gòu)體問題。要注意脂肪烴和芳香烴

的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的對比；要善于通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的能力。

課程目標(biāo)學(xué)科素養(yǎng)

1.從化學(xué)鍵的特殊性了解苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而理解a.宏觀辨識與微觀探析：從化學(xué)鍵的特殊性

苯性質(zhì)的特殊性。了解苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而理解苯性質(zhì)的特殊

2.能描述和分析苯的重要反應(yīng)，能書寫相應(yīng)的化學(xué)性

方程式。

教學(xué)重點(diǎn)：苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

教學(xué)難點(diǎn)：苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

講義教具

【新課引入】

凱庫勒(F.A.Kekulé,1829——1896）是德國有機(jī)化學(xué)家，為紀(jì)念他對有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展

作出的重大貢獻(xiàn)，現(xiàn)在廣泛使用的表示苯的結(jié)構(gòu)（）被稱為凱庫勒式。

但是，根據(jù)凱庫勒式給出的苯的結(jié)構(gòu)，還是有很多事實(shí)難以得到解釋。例如，根據(jù)凱庫勒式的

單、雙鍵相間的結(jié)構(gòu)，鄰二氯苯應(yīng)該有如下兩種不同的結(jié)構(gòu)。然而實(shí)際上并不存在兩種不同的鄰二

氯苯。研究表明，苯分子中并不存在單、雙鍵相間的結(jié)構(gòu)，而是形成了閉合的大π鍵。因此鄰二氯苯

只有一種結(jié)構(gòu)，以下的兩種結(jié)構(gòu)顯然是等同的：

同時，苯也難以表現(xiàn)出類似乙烯的典型烯怪的化學(xué)性質(zhì)，難以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，也難

以與溴發(fā)生加成反應(yīng)。這是因?yàn)楸胶写螃墟I的高度對稱的分子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。現(xiàn)在，人們既用凱庫

勒式表示苯的結(jié)構(gòu)，也使用表示苯的結(jié)構(gòu)。

【學(xué)生活動1】

1.芳香烴的定義

2.苯的物理性質(zhì)

3.苯的應(yīng)用

【講解】

1．芳香烴：在烴類化合物中，含有一個或多個苯環(huán)的化合物。最簡單的芳香烴為苯。

2．苯的物理性質(zhì)：苯是一種無色、有特殊氣味的液體，有毒，不溶于水。苯易揮發(fā)，沸點(diǎn)為80.1℃，

熔點(diǎn)為5.5℃，常溫下密度比水的小。

3.應(yīng)用：苯是一種重要的化工原料和有機(jī)溶劑。

【實(shí)驗(yàn)2-1】

實(shí)驗(yàn)：向兩支各盛有2mL苯的試管中分別加入酸性高錳酸鉀溶液和溴水，用力振蕩，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

向兩支各盛有2mL苯的試管中分別加入酸性高錳酸鉀，液體分層，下層液體不褪色。

向兩支各盛有2mL苯的試管中分別加入溴水，液體分層，上層為橙紅色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，也不與溴水反應(yīng)。溴在苯中的溶解度比在水中的大,因

此苯能將溴從水中萃取出來。

【學(xué)生活動2】

苯的分子式為C6H6，結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)，推測苯的成鍵特征及結(jié)構(gòu)。

【講解】

根據(jù)苯的分子式C6H6,可以推測其分子的不飽和程度很大，應(yīng)與烯經(jīng)、炔經(jīng)等不飽和經(jīng)具有相

似的化學(xué)性質(zhì)。但是，以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明苯的化學(xué)性質(zhì)與烯經(jīng)和炔經(jīng)有很大差別，說明苯分子具有

不同于烯怪和炔怪的特殊結(jié)構(gòu)。(2)化學(xué)鍵形成

苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，其中的6個碳原子均采取sp2雜化，分別與氫原子及相鄰碳原子

以σ鍵結(jié)合，鍵間夾角均為120°，連接成六元環(huán)。每個碳碳鍵的鍵長相等，都是139pm，介于碳碳

單鍵和碳碳雙鍵的鍵長之間。每個碳原子余下的p軌道垂直于碳、氫原子構(gòu)成的平面，相互平行重

疊形成大π鍵，均勻地對稱分布在苯環(huán)平面的上下兩側(cè)。

4.苯的結(jié)構(gòu)

(1)分子式為C6H6

(2)結(jié)構(gòu)式

(3)結(jié)構(gòu)簡式為和

(4)苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu)。

(5)苯的分子結(jié)構(gòu)模型

【學(xué)生活動3】

通過學(xué)習(xí)苯的結(jié)構(gòu)，試大膽推測苯的化學(xué)性質(zhì)。

【講解】

苯的大π鍵比較穩(wěn)定，在通常情況下不易發(fā)生烯經(jīng)和炔經(jīng)所容易發(fā)生的加成反應(yīng)。苯有可燃性，在空

氣里燃燒會產(chǎn)生濃重的黑煙。

5．苯的化學(xué)性質(zhì)

(1)氧化反應(yīng)：

點(diǎn)燃

①苯有可燃性，空氣里燃燒產(chǎn)生濃重的黑煙，化學(xué)方程式為2C6H6＋15O2――→12CO2＋6H2O。

②不能使酸性KMnO4溶液褪色。

(2)取代反應(yīng)

①溴化反應(yīng)

苯與溴在FeBr3催化下可以發(fā)生反應(yīng)，苯環(huán)上的氫原子可被溴原子所取代，生成溴苯。

a.純凈的溴苯為無色液體，有特殊的氣味，不溶于水，密度比水的大。

b.苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,也不與溴水反應(yīng)。苯與液溴發(fā)生反應(yīng)。

②硝化反應(yīng)

在濃硫酸作用下，苯在50~60℃還能與濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)，生成硝基苯。

a.純凈的硝基苯為無色液體，有苦杏仁氣味，不溶于水，密度比水的大。

b.該反應(yīng)為水浴加熱。

③磺化反應(yīng)：

苯與濃硫酸在70-80℃可以發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸。

。

a.苯磺酸易溶于水，是一種強(qiáng)酸，可以看作是硫酸分子里的一個羥基被苯環(huán)取代的產(chǎn)物。

b.磺化反應(yīng)可用于制備合成洗滌劑。

(3)加成反應(yīng)(與H2加成)

在以Pt、Ni等為催化劑并加熱的條件下，苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，生成環(huán)已烷。

。

【課堂小結(jié)】

2.3芳香烴

1.乙烯和苯較易能夠共同發(fā)生的反應(yīng)類型有

加成反應(yīng)取代反應(yīng)聚合反應(yīng)氧化反應(yīng)．

A.B.C.D.

【答案】D

【解析】

乙烯含有碳碳雙鍵，能夠發(fā)生加成反應(yīng)和聚合反應(yīng)，不易發(fā)生取代反應(yīng)；苯能夠與氫氣加成，與鹵

素單質(zhì)、濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)，不能發(fā)生聚合反應(yīng)，苯和乙烯都是烴，都能夠燃燒即能發(fā)生氧化反

應(yīng)，故選D。

2.下列說法正確的是

A.從苯的分子組成來看遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和，所以它能使溴水褪色

B.由于苯分子組成的含碳量高，所以在空氣中燃燒時，會產(chǎn)生明亮并帶濃煙的火焰

C.苯分子中碳原子之間只形成鍵

D.苯是單、雙鍵交替組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)

【答案】B

【解析】略

3.下列屬于取代反應(yīng)的是

A.光照射甲烷與氯氣的混合氣體

B.乙烯通入溴水中

C.在鎳做催化劑的條件下，苯與氫氣反應(yīng)

D.乙烯與酸性高錳酸鉀溶液

【答案】A

【解析】

有機(jī)物中的原子或原子團(tuán)被其他的原子或原子團(tuán)所代替生成新的化合物的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。

A.甲烷和與氯氣的混合氣體在光照時發(fā)生取代反應(yīng)，故A正確；

B.乙烯和溴水之間的反應(yīng)是加成反應(yīng)，不是取代反應(yīng)，故B錯誤；

C.在鎳做催化劑的條件下，苯與氫氣反應(yīng)，屬于加成反應(yīng)，故C錯誤；

D.乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)，故D錯誤。

故選A。

4.下列關(guān)于苯的敘述正確的是

A.反應(yīng)常溫下能進(jìn)行，其有機(jī)產(chǎn)物為

B.反應(yīng)不發(fā)生，但是仍有分層現(xiàn)象，紫色層在下層

C.反應(yīng)為加成反應(yīng)，產(chǎn)物是三硝基甲苯

D.反應(yīng)中1mol苯最多與3mol發(fā)生加成反應(yīng)，是因?yàn)楸椒肿雍腥齻€碳碳雙鍵

【答案】B

【解析】

A.苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯，故A錯誤；

B.苯不含碳碳雙鍵不能被酸性高錳酸鉀氧化，苯與水不互溶、密度小于水，有分層現(xiàn)象，紫色層在

下層，故B正確；

C.反應(yīng)為苯與硝酸在濃硫酸作催化劑條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯，故C錯誤；

D.反應(yīng)中1mol苯最多與發(fā)生加成反應(yīng)，但是苯分子不含碳碳雙鍵，故D錯誤；

故選：B。

5.某同學(xué)分別用下列裝置a和b制備溴苯，下列說法錯誤的是

A.兩燒瓶中均出現(xiàn)紅棕色氣體，說明液溴沸點(diǎn)低

B.a裝置錐形瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀，說明燒瓶中發(fā)生取代反應(yīng)

C.b裝置試管中吸收，液體變紅棕色

D.b裝置中的倒置漏斗起防倒吸作用，漏斗內(nèi)形成白煙

【答案】B

【解析】

A.兩燒瓶中出現(xiàn)的紅棕色氣體為溴，說明液溴沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，故A正確；

B.液溴易揮發(fā)，進(jìn)入錐形瓶中也可以和溶液反應(yīng)生成淡黃色沉淀AgBr，不能說明燒瓶中一

定發(fā)生取代反應(yīng)，故B錯誤；

C.b裝置試管中用來吸收揮發(fā)的，溶解在中，液體變紅棕色，故