1、第三章第三章 有机化合物有机化合物有人说我笨，有人说我笨，其实并不笨，其实并不笨，脱去竹笠换草帽，脱去竹笠换草帽，化工生产逞英豪。化工生产逞英豪。苯苯猜一猜猜一猜苯苯洗涤剂洗涤剂塑料塑料溶剂溶剂增塑剂增塑剂锦纶，纺织材料锦纶，纺织材料消毒剂消毒剂合成洗涤剂合成洗涤剂染料染料一、苯的用途一、苯的用途基础有机化工原料：基础有机化工原料：合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料、合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料、香料等。苯也常用于有机溶剂香料等。苯也常用于有机溶剂服装服装制鞋制鞋纤维纤维食食品品防防腐腐剂剂药物药物l1.1.无色，有特殊芳香气味的液体无色，有特殊芳香气味的液体l2.2.密
2、度小于水（不溶于水）密度小于水（不溶于水）l3.3.易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂l4.4.熔点（熔点（5.55.5）,沸点（沸点（80.180.1）低）低l5.5.易挥发（密封保存）易挥发（密封保存）l6.6.苯蒸气有毒苯蒸气有毒 冷却可形成无色晶体。冷却可形成无色晶体。读读一一读读 1919世纪，欧洲许多国家都使世纪，欧洲许多国家都使用煤气照明。煤气通常是压缩在用煤气照明。煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家人问津。英国科学家法拉第法拉第对这对这种液体产生浓厚的兴趣，他花了种液体产生
3、浓厚的兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体，从整整五年时间提取这种液体，从中得到了中得到了苯苯。1825年，英国科学家年，英国科学家法拉第法拉第在在煤气灯中首先煤气灯中首先发现苯发现苯，并测得其，并测得其含碳量，确定其最简式为含碳量，确定其最简式为CH；1834年，德国科学家年，德国科学家米希尔里米希尔里希希制得苯，并将其命名为制得苯，并将其命名为苯苯；之后，法国化学家之后，法国化学家日拉尔日拉尔等确定等确定其分子量为其分子量为78，分子式为，分子式为C6H6。请根据以下问题，探究苯的结构。请根据以下问题，探究苯的结构。1、碳原子数为碳原子数为6的烷烃与烯烃分子式分别为：的烷烃与烯烃分子式分别
4、为：2、苯的分子式为苯的分子式为C6H6，属于哪类物质，属于哪类物质（饱和烃、不饱和烃）？（饱和烃、不饱和烃）？C6H14C6H12猜猜 想想苯分子中可能含苯分子中可能含C=C或或C三三C。0.5ml0.5ml溴水溴水 实验实验：1ml1ml苯苯1ml1ml苯苯0.5mlKMnO0.5mlKMnO4 4(H(H+)溶液溶液（）（）振荡振荡振荡振荡（）（）紫红色不褪去紫红色不褪去上层橙黄色上层橙黄色下层几乎无色下层几乎无色验证实验验证实验结论结论：苯分子中：苯分子中不含不含C=CC=C或或C C三三C C。凯库勒在凯库勒在18661866年发表的年发表的“关于芳香族关于芳香族化合物的研究化合物的
5、研究”一文中，提出两个假一文中，提出两个假说：说：1.1.苯的苯的6 6个碳原子形成个碳原子形成环状闭链环状闭链，即平面六角闭链。即平面六角闭链。2.2.各碳原子之间存在各碳原子之间存在单双键交替单双键交替形式形式 ,不断地进行着以下两种结不断地进行着以下两种结构的交替运动。构的交替运动。1866 1866年，德国化学家年，德国化学家凯库勒凯库勒提出苯分子的环状结构：提出苯分子的环状结构：结构简式结构简式凯库勒式凯库勒式结构式结构式“我们应该会做梦！我们应该会做梦！那么我们就可以那么我们就可以发现真理发现真理但不要在清醒的理智检验之但不要在清醒的理智检验之前，就宣布我们的梦。前，就宣布我们的梦
6、。”凯库勒凯库勒缺陷：缺陷：1 1、不能解释苯为何不能使溴水、酸性、不能解释苯为何不能使溴水、酸性KMnOKMnO4 4溶液褪色溶液褪色凯库勒式凯库勒式2 2、不能解释苯的邻位二元取代物只有一种的实验事实、不能解释苯的邻位二元取代物只有一种的实验事实-CH3-CH3是同一是同一种结构种结构例例可以解释：可以解释：苯的一元取代物只有一种结构的事实苯的一元取代物只有一种结构的事实 1931 1931年，现代化学理论修正了凯库勒的假说年，现代化学理论修正了凯库勒的假说:C-C 1.5410-10mC=C 1.3310-10m 尽管苯分子中并没有交替存尽管苯分子中并没有交替存在的单、双键结构，但在的单
7、、双键结构，但为了纪念为了纪念凯库勒，他所提出的苯的结构式凯库勒，他所提出的苯的结构式被命名为凯库勒结构式，现仍被被命名为凯库勒结构式，现仍被使用。使用。3 3、特点、特点 1 1）平面正六边形结构。）平面正六边形结构。（6 6个碳原子、个碳原子、6 6个氢原子均在同一平面上）个氢原子均在同一平面上）2 2）键角都是）键角都是120120 。3 3）平均化的碳碳键：键能）平均化的碳碳键：键能:C-C:C-C苯中碳碳键苯中碳碳键 C=CC=C1 1、分子式分子式 C C6 6H H6 6 最简式最简式 C HC H二、苯的结构二、苯的结构(独特的大独特的大键键)2 2、结构式结构式 结构简式结构
8、简式 (凯库勒式凯库勒式)三、苯的化学性质三、苯的化学性质1.1.可能发生取代反应可能发生取代反应;2.2.可能发生加成反应可能发生加成反应;试根据苯的结构推测其可能有的化学性质。试根据苯的结构推测其可能有的化学性质。3.3.能发生氧化能发生氧化(燃烧燃烧)反应反应;苯中的大苯中的大键键的为的为介于单双键之间介于单双键之间的一种独的一种独特的化学键，所以苯应该兼有饱和烃和不饱特的化学键，所以苯应该兼有饱和烃和不饱和烃的性质。和烃的性质。现象：现象：明亮的火焰、伴有大量的黑烟明亮的火焰、伴有大量的黑烟（1）2C6H6 +15O2 12CO2+6 H2O点燃点燃（2）不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 (
9、不能被酸性高锰酸钾溶液氧化不能被酸性高锰酸钾溶液氧化)。1、氧化反应氧化反应2 2、取代反应：、取代反应：(1)(1)苯与液苯与液BrBr2 2的取代反应：的取代反应：反应原理反应原理:溴苯是无色、不溶于水、密度比水大的油状液体。溴苯是无色、不溶于水、密度比水大的油状液体。实验室制得的实验室制得的粗溴苯粗溴苯因含有溴而因含有溴而呈褐色呈褐色。催化剂：催化剂：Fe（铁屑）（铁屑）实验思维拓展：实验思维拓展：1.1.苯、溴、苯、溴、FeFe屑等试剂加入烧瓶的顺序是怎样的？屑等试剂加入烧瓶的顺序是怎样的？2.Fe2.Fe屑的作用是什么？屑的作用是什么？3.3.长导管的作用是长导管的作用是什么？什么？
10、4.4.为什么导管末端不插入液面下？为什么导管末端不插入液面下？5.5.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？6.6.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使之恢复本来的面目？使之恢复本来的面目？苯苯 液溴液溴 FeFe屑屑用作催化剂用作催化剂用于导气和冷凝回流（或冷凝器）用于导气和冷凝回流（或冷凝器）溴化氢易溶于水，防止倒吸。溴化氢易溶于水，防止倒吸。苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，说明它们发生了取代苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成，说明它们发生了取代反应而非加成反应。因加成反应
11、不会生成溴化氢。反应而非加成反应。因加成反应不会生成溴化氢。因为未发生反应的溴和反应中的催化剂因为未发生反应的溴和反应中的催化剂FeBrFeBr3 3溶解在生成的溴苯中。用水和碱溶解在生成的溴苯中。用水和碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。溶液反复洗涤可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。溴苯实验课后延伸题：溴苯实验课后延伸题：1.1.烧瓶中的试剂顺序能够颠倒吗？为什么？能用浓溴水代烧瓶中的试剂顺序能够颠倒吗？为什么？能用浓溴水代替液溴吗？为什么？替液溴吗？为什么？2.2.该反应的催化剂是该反应的催化剂是FeBrFeBr3 3,而反应时加的是而反应时加的是FeFe屑，屑，FeFe屑
12、是屑是怎样转化为怎样转化为FeBrFeBr3 3的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一段时间后明显加快？段时间后明显加快？3.3.该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减少放该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减少放热对苯及液溴挥发的影响，装置上有哪些独特的设计和考虑？热对苯及液溴挥发的影响，装置上有哪些独特的设计和考虑？4.4.生成的生成的HBrHBr中常混有溴蒸气，此时用中常混有溴蒸气，此时用AgNOAgNO3 3溶液对溶液对HBrHBr的检的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在验结果是否可靠？为什么？如何除去混在HBrHBr中的溴蒸气？中的溴
13、蒸气？5.5.如何分离出烧瓶中反应生成的溴苯？如何分离出烧瓶中反应生成的溴苯？H+HONO2+HOH实验室制得的实验室制得的粗硝基苯粗硝基苯因含有杂质往往呈因含有杂质往往呈淡黄色淡黄色.（2 2）苯的硝化反应）苯的硝化反应+HONO2 浓浓H2SO4550C600CNO2+H2O硝基苯硝基苯浓浓HNO3硝基苯硝基苯:无色无色有有苦杏仁气味苦杏仁气味的的油状油状液体，不溶于液体，不溶于水，密度水，密度比水大比水大，有，有毒毒。由于苯分子中的氢原子被由于苯分子中的氢原子被硝基硝基(-NO2)所取代，故所取代，故称为称为硝化反应硝化反应。硝化反应也属于硝化反应也属于取代反应取代反应。环己烷环己烷 N
14、i+H2苯和苯和H H2 2在镍的催化作用下加热可生成环己烷在镍的催化作用下加热可生成环己烷苯不能和液苯不能和液BrBr2 2发生加成反应而使其褪色。发生加成反应而使其褪色。总结苯的化学性质：总结苯的化学性质：1 1稳定，难被稳定，难被KMnOKMnO4 4（H H+）氧化；）氧化；2 2可燃烧可燃烧；2C2C6 6H H6 6+15O+15O2 2 12CO 12CO2 2+6H+6H2 2O O点燃点燃 3 3易取代易取代+Br2 FeBr+HBr+HONO2 浓浓H2SO4550C600CNO2+H2O4 4难加成难加成+3H2催化剂催化剂 烷烃烷烃烯烃烯烃苯苯与与溴溴作作用用Br2试剂试剂反应条件反应条件反应类型反应类型与与KMnO4作用作用现象现象结论结论点燃点燃现象现象结论结论对比与归纳对比与归纳纯溴纯溴光照光照取代取代溴水溴水无条件无条件加成加成纯溴纯溴Fe粉粉取代取代不褪色不褪色褪色褪色不褪色不褪色不被氧化不被氧化易被氧化易被氧化难被氧化难被氧化无烟无烟有烟有烟浓烟浓烟C%低低C%较高较高C%高高
