1、苯的结构和性质苯的结构和性质 19 19世纪，欧洲许多国家都使用煤气照明。世纪，欧洲许多国家都使用煤气照明。煤干馏得到煤气后，剩下一种油状液体煤干馏得到煤气后，剩下一种油状液体（煤焦油煤焦油），长时间无人问津。英国科学），长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚的兴趣，家法拉第对这种液体产生了浓厚的兴趣，他花了整整五年时间来他花了整整五年时间来蒸馏蒸馏这种液体，最这种液体，最后在后在8080左右分离得到了左右分离得到了一种无色油状液一种无色油状液体体，这就是苯。，这就是苯。苯苯 的的 发发 现现 史史1.1.苯的物理性质苯的物理性质 无色，有特殊气味的液体，密度无色，有特殊气味的液
2、体，密度小于小于水水且且不溶于水不溶于水(常用作常用作萃取剂萃取剂)。熔沸点。熔沸点较较低低，易挥发，易挥发，苯蒸气有毒苯蒸气有毒。2.苯的结构苯的结构 法拉第发现苯以后，法国化学家日拉尔立即对苯的组法拉第发现苯以后，法国化学家日拉尔立即对苯的组成进行测定，他发现苯仅由碳、氢两种元素组成成进行测定，他发现苯仅由碳、氢两种元素组成,其中碳元其中碳元素的质量分数为素的质量分数为92.3%92.3%。苯蒸气的相对分子质量为。苯蒸气的相对分子质量为7878，你能，你能确定苯的分子式吗？确定苯的分子式吗？苯的分子式：苯的分子式：C6H6苯的苯的1H核磁共振谱图核磁共振谱图德国化学家凯库勒德国化学家凯库勒
3、思考：如果苯中存在单双思考：如果苯中存在单双建交替的结构，那么应该建交替的结构，那么应该具有什么样的性质呢？具有什么样的性质呢？实验现象：实验现象：1.1.苯与溴水不反苯与溴水不反应，仅萃取；应，仅萃取；上上层橙黄色，下层层橙黄色，下层无色无色2.2.苯和高锰酸钾苯和高锰酸钾不反应。不反应。上层无上层无色，下层紫红色。色，下层紫红色。结论：苯中不存在类似烯烃的结论：苯中不存在类似烯烃的C=C键或类似炔烃的键或类似炔烃的CC键。键。1.1.不能解释苯不能使酸性高锰酸钾和溴的四氯化碳不能解释苯不能使酸性高锰酸钾和溴的四氯化碳溶液褪色。溶液褪色。3.3.不能解释苯的邻二取代只有一种。不能解释苯的邻二
4、取代只有一种。思考：凯库勒模型不能解释苯的哪些性质？思考：凯库勒模型不能解释苯的哪些性质？2.2.不能解释苯环中的碳碳键长相等。不能解释苯环中的碳碳键长相等。这种表示方法更这种表示方法更接近真实情况！接近真实情况！苯分子中苯分子中六个碳原子六个碳原子之间的之间的键完全相同键完全相同，是，是一种一种介于碳碳单键和碳碳双键之间介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。的特殊的键。（3）特点）特点:苯分子具有苯分子具有平面正六边形平面正六边形结构；结构；分子中的六个碳原子和六个氢原子分子中的六个碳原子和六个氢原子均在同一平面内均在同一平面内；苯分子中苯分子中六个碳原子六个碳原子之间的之间的键完全相同键完
5、全相同，是一种介于，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。（1）分子式：分子式：（2）结构式：结构式：结构简式：结构简式：或或C6H63.苯的化学性质苯的化学性质现象：火焰明亮，产生大量黑烟现象：火焰明亮，产生大量黑烟说明：苯分子含碳量很高（与乙炔相同），因此和说明：苯分子含碳量很高（与乙炔相同），因此和乙炔燃烧一样产生带浓烟的火焰。乙炔燃烧一样产生带浓烟的火焰。有机物含碳量越高，越不易充分燃烧，烟越浓。有机物含碳量越高，越不易充分燃烧，烟越浓。(1)(1)燃烧燃烧反应（氧化）反应（氧化）2C2C6 6H H6 6+15O+15O2 2 12CO12CO
6、2 2+6H+6H2 2O O点燃点燃与液溴反应与液溴反应 溴苯：无色油状液体，密度大于水溴苯：无色油状液体，密度大于水Br+HBr +Br2FeBr3(2)取代反应取代反应 现象：现象：三颈烧瓶中三颈烧瓶中，有，有气体逸出。气体逸出。；导管口导管口向锥形瓶中加向锥形瓶中加入入AgNOAgNO3 3溶液，溶液，思考：思考：Br+HBr +Br2FeBr32.2.铁粉的作用铁粉的作用3.3.冷凝管的作用冷凝管的作用1.1.能否用溴水代替液溴？能否用溴水代替液溴？不能，苯不能，苯只能萃取只能萃取溴水。溴水。铁粉与铁粉与BrBr2 2反应生成催化剂反应生成催化剂FeBrFeBr3 3。冷凝回流冷凝回
7、流6.NaOH6.NaOH溶液的作用？向烧瓶中注入溶液的作用？向烧瓶中注入NaOHNaOH溶液有什么现象？溶液有什么现象？作用：使液体分层，除去未反应的作用：使液体分层，除去未反应的BrBr2 2。现象：液体分层，有机层的褐色褪去。现象：液体分层，有机层的褐色褪去。4.4.锥形瓶中蒸馏水的作用？能否把导管锥形瓶中蒸馏水的作用？能否把导管插入液面以下？插入液面以下？吸收吸收HBr.HBr.不能把导管插入液面以下，不能把导管插入液面以下，防止倒吸。防止倒吸。5.5.碱石灰的作用碱石灰的作用防止溴蒸气及防止溴蒸气及HBrHBr进入空气。进入空气。7.7.如何证明苯与液溴反应是取代反应？如何证明苯与液
8、溴反应是取代反应？反应完毕后，向锥形瓶中滴加反应完毕后，向锥形瓶中滴加AgNOAgNO3 3溶液，有浅黄色沉淀生溶液，有浅黄色沉淀生成，说明该反应为取代反应。成，说明该反应为取代反应。8.8.若利用该实验装置验证苯与液溴的反应为取代反应，是若利用该实验装置验证苯与液溴的反应为取代反应，是否存在不合理之处，如有不合理，请完善该实验装置。否存在不合理之处，如有不合理，请完善该实验装置。不合理之处：不合理之处：挥发出的挥发出的BrBr2 2会和蒸馏水反应，生成会和蒸馏水反应，生成HBr,HBr,无法证无法证明该反应为取代反应。明该反应为取代反应。改进方法：改进方法：在烧瓶和锥形瓶之间连接一个盛有在烧
9、瓶和锥形瓶之间连接一个盛有CClCCl4 4的洗气瓶，的洗气瓶，吸收吸收HBrHBr气体中混有的气体中混有的BrBr2 2.硝化反应硝化反应苦杏仁味，有毒，无色油状液体，密度大于水苦杏仁味，有毒，无色油状液体，密度大于水+HNO3(浓浓)NO2+H2O浓硫酸浓硫酸60硝基苯硝基苯实验现象：实验现象：试管底部出现试管底部出现（溶有（溶有NO2）5.5.浓硫酸的作用浓硫酸的作用注意：注意：1.1.加热方法加热方法水浴加热（水浴加热（5060）2.2.温度计的位置温度计的位置水浴烧杯中水浴烧杯中3.3.长导管的作用长导管的作用冷凝回流冷凝回流4.4.加入药品方法加入药品方法先加浓硝酸再加浓硫酸先加浓
10、硝酸再加浓硫酸，冷却至，冷却至5050以下，在不断振荡下，以下，在不断振荡下，逐滴加入苯，并注意避免使混合物的温度超过逐滴加入苯，并注意避免使混合物的温度超过6060。催化剂和吸水剂催化剂和吸水剂+HNO3(浓浓)NO2+H2O浓硫酸浓硫酸60硝基苯硝基苯+2HNO3+2H2O浓硫酸浓硫酸100110 NO2间二硝基苯间二硝基苯 NO2 反应方程式：反应方程式：+3H2 Ni加热加压加热加压工业制取环己烷的主要方法工业制取环己烷的主要方法(3)加成反应加成反应 苯环结构比较稳定，易发生取代反应，而需要破坏苯环结构比较稳定，易发生取代反应，而需要破坏结构的加成反应比较困难。结构的加成反应比较困难。难加成、易取代难加成、易取代分子结构分子结构物理性质物理性质苯苯取代反应取代反应化学性质化学性质凯库勒式结构凯库勒式结构凯库勒式结构的缺陷凯库勒式结构的缺陷难氧化难氧化(但可燃但可燃)加成反应加成反应
