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- 2021-07-02 发布
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来自石油的两种基本化工原料
第二课时
科学的方法和勤奋的劳动
是我们成功的保证
!
教师寄语
学科网
有人说我笨,
其实我不笨,
脱去竹笠戴草帽,
化工生产是英豪。
(打一字 )
猜一猜
19
世纪,欧洲许多国家都使用煤气照明。煤气通常是压缩在桶里贮运的,人们发现这种桶里总有一种油状液体,但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚的兴趣,他花了整整五年时间提取这种液体,从中得到了
苯
:一种无色油状液体。
苯的发现史
·
探
读
一
读
学科网
一、苯的物理性质
(色、态、味、密度、熔点、沸点、溶解性、特性)
1.
无色,有特殊气味的液体
2.
密度小于水(不溶于水)
3.
易溶于有机溶剂
4.
熔点(
5.5℃
)
,
沸点(
80.1℃
)低
5.
易挥发
(密封保存)
6.
苯蒸气
有毒
冷却可形成无色晶体。苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。
苯是一种对人体危害较大的化学品,人短期内吸入大量的苯可发生急性中毒,症状与酒精中毒相似。慢性苯中毒可引发再生障碍性贫血,还可引起白血病。苯中毒需要治疗的时间很长,往往花费大笔医疗费还难以治愈。
可 怕 的 苯
[
材料二
]
法拉第首次发现苯之后,法国化学家日拉尔对苯的组成进行了研究他发现
苯仅由碳、氢两元素组成成
,
C%=92.3%,
苯蒸气的密度是同条件下
H
2
的
39
倍
。则苯的分子式为
C
6
H
6
[
设问
]
苯的分子式为
C
6
H
6
, 那么苯是否属于烃
?
属于饱和烃还是不饱和烃
?
[
小结
]
苯分子和饱和链烃相比
,
缺少许多氢原子
,
属于不饱和烃。
[
演示实验
]
苯和
KMnO
4
、溴水的反应。
[
讨论
]
既然苯属于不饱和烃,那么苯分子中是否含
有 ?如何用实验来验证?
C
C
学科网
加入
溴水
上层变
橙黄色
,
酸性
KMnO
4
溶液
紫色
不褪去
可见:苯与不饱和烃有很大区别
,
苯不存在烯烃中的碳碳双键
苯的结构到底如呢?
苯分别和
溴水、
酸性
KMnO
4
溶液混合
实验事实
:
萃取
“
梦的启示”
19
世纪
60
年代,德国化学家凯库勒已经知道苯的分子式为
C
6
H
6
,但它们是如何排列、连接的呢?他提出多种可能的排法,但经过推敲后都放弃了,他被这件工作弄得疲惫不堪。一天,他搁下写满字的厚厚一叠纸便朦胧地睡了。他在梦中看见
6
个碳原子组成了古怪的形状。
6
个碳原子组成的“蛇”不断“弯弯曲曲地蠕动着”。突然这条蛇似乎被什么东西所激怒,它狠狠地咬着自己的尾巴,后来牢牢地衔在尾巴尖,就此不动了。凯库勒哆嗦一下,醒了过来。多么奇怪的梦啊,总共只有一瞬间的梦,但是在他眼前的原子和分子却没有消失,他记住了在梦中看见的分子中原子的排列顺序,也许这就是答案吧?他匆匆地在纸上写下了他所能够回想的一切,后来凯库勒提出了两点假设。
凯库勒假设的苯分子的结构:
1.
苯分子中的
6
个碳原子形成平面六边形;
(凯库勒式)
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
2.
苯环中的碳碳单键、双键交替排列。
1
:不能解释苯为何不和溴水、高锰酸钾溶液反应
凯库勒式的缺陷
性质完全相同,
是同种物质
2
:
与
-
CH
3
-
CH
3
CH
3
-
CH
3
-
现代科学方法测得的苯分子结构:
空间构型:平面正六边形;
6
个碳原子之间的键完全相同
2.
结构式和结构简式:
或
1.
分子式:
C
6
H
6
二、苯分子的结构
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
⑵
碳碳键介于单键和双键之间的独特的键。
(
既不是碳碳单键也不是碳碳双键
)
⑴
平面六边形结构:所有原子共平面,键角
120
0
⒊
分子结构:
三、苯的化学性质
(较稳定,不能使溴水和酸性高锰酸钾褪色)
1
、能燃烧:
2C
6
H
6
+ 15O
2
12CO
2
+ 6H
2
O
点燃
[
现象
]
火焰明亮,拌有
浓烈
的黑烟。
由于苯分子中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键。
这就决定了苯应该既具有烷烃的性质,又具有烯烃的性质。
2
、取代反应
(
1
)苯与溴的取代反应
+ Br
2
FeBr
3
Br
+ HBr
溴苯
液溴
溴苯是无色、不溶于水、密度比水大的油状液体。
仅取代一个
H
原子
实验室制得的
粗溴苯
因含有溴而
呈褐色。
苯与溴的反应
(
2
)苯的硝化反应
作催化剂
浓
H
2
SO
4
的作用是
:
加热方式:
水浴加热。
(优点是便于控温,且能使反应物受热均匀)
装置:
+ HO—NO
2
浓
H
2
SO
4
55
0
C—60
0
C
NO
2
+ H
2
O
硝基苯
浓
HNO
3
冷凝回流的作用
长导管的作用:
☆★
由于苯分子中的氢原子被硝基
( - NO
2
)
所取代,故称为硝化反应。硝化反应也属于
取代反应。
3
、加成反应(与
H
2
、
Cl
2
等)
+
3
H
2
催化剂
较难进行加成反应
CH
3
CH
3
—CH
3
—CH
2
—CH
3
—CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
2.
苯及其同系物通式:
C
n
H
2n-6
(n
≥6
)
1.
苯的同系物:
只有
一个
苯环
,并且苯环上的氢
原子被一个或若干个
烷基
代替而得到的烃。
(五)苯的同系物
你能根据同系物的定义用数学的方法确定苯的同系物的通式吗?
想一想
总结特点?
如:
巩固练习
—
CH CH
2
—CH
3
1
、下列物质中,属于芳香烃且属于苯的同系物的是( )
A B
C D
C
3
.能取代
总结苯的化学性质:
1
.稳定,难被
KMnO
4
(
H
+
)氧化;
2
.可燃;
4
.难加成
2C
6
H
6
+ 15O
2
12CO
2
+ 6H
2
O
点燃
+ Br
2
Fe
Br
+ HBr
+ HO—NO
2
浓
H
2
SO
4
55
0
C—60
0
C
NO
2
+ H
2
O
+
3
H
2
催化剂
1
.通过化学反应
能
使溴水褪色,且能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是( )
A
.苯
B
.乙烷
C
.乙烯
D
.二氧化硫
C
、
D
练兵场
2
、
与
Cl
Cl
Cl
Cl
____(
是,不是
)
同一种物
质,理由是
____________________________
是
苯环的碳碳键完全相同。
将溴水与苯充分混合振荡,静置后观察到的现
象是
_________________________________
这种操作叫做
_____
。欲将此溶液分开,必须使
用到的仪器是
________
。将分离出的苯层置于一
试管中,加入某物质后可产生白雾,这种物质是
_____________
,反应方程式是
__________
_
溶液分层;上层显橙色,下层近无色
萃取
分液漏斗
Fe(
或
FeBr
3
)
+ Br
2
FeBr
3
Br
+
H
Br
3
、
4
、能够证明苯分子中不存在碳碳单、双键交替排布的事实是(
)
A
、苯的一溴代物没有同分异构体
B
、苯的邻位二溴代物只有一种
C
、苯的对位二溴代物只有一种
D
、苯的间位二溴代物只有一种
练兵场
5
、苯的二溴代物有三种,则四溴代物有( )
A.1
种
B.2
种
C.3
种
D.4
种
C
6
、燃烧
1L
丙烯和苯蒸汽的混合气体,生成同状况下
6L
的水蒸气,则两种气体在混合气中的质量比为( )
A
、
1
:
2 B
、
2
:
3
C
、
6
:
1 D
、 任意比
D
小结:
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
2
.
易取代,难加成
。
苯的化学性质(
较稳定
):
1
、
难氧化
(但可燃);
我们应该会做梦!
……
那么我们就可以发现真理
……
有梦想落实行动,梦就成为现实。
谢谢
7
、某化学课外小组用右图装置制取溴苯。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器
A
(
A
下端活塞关闭)中。
(
1
)写出
A
中反应的化学方程式
。
(
2
)观察到
A
中的现象是
。
思路点拨:苯和液溴在催化剂存在下发生取代反应,反应放出的热量使混合物呈沸腾状,挥发出来的溴蒸汽为红棕色。
+ Br
2
FeBr
3
Br
+
H
Br
(
2
)反应液微沸有红棕色气体充满
A
容器
(
3
)实验结束时,打开
A
下端的活塞,让反应液流入
B
中,充分振荡,目的是
,写出有关的化学方程式
。
思路点拨:反应后的混合物中除了含有溴苯外,还有未反应的苯和溴,将它滴入
NaOH
溶液中可除去溶于溴苯中的溴
(
3
)除去溶于溴苯中的溴
Br
2
+
2NaOH=NaBr
+
NaBrO
+
H
2
O
(
4
)
C
中盛放
CCl
4
的作用是
。
思路点拨:
而通常情况下溴苯不能与
NaOH
溶液反应。要证明苯和液溴发生的是取代反应,就要检验生成的溴化氢气体(可用石蕊试液或
AgNO
3
溶液),而溴化氢气体还含有挥发出来的溴蒸汽,溴蒸汽也能与石蕊试液或
AgNO
3
溶液反应,故要先除去溴蒸汽(溴易溶于有机溶剂而溴化氢不溶)。
(
4
)除去溴化氢气体中的溴蒸气
(
5
)能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管
D
中加入
AgNO
3
溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。另一种验证的方法是向试管
D
中加入
,现象是
。
(
5
)石蕊试液,溶液变红色(其他合理答案都给分)
对比与归纳
烷
烯
苯
与
Br
2
作用
Br
2
试剂
反应条件
反应类型
与
KMnO
4
作用
点燃
现象
结论
纯溴
溴水
纯溴
溴水
光照
取代
加成
Fe
粉
取代
萃取
无反应
现象
结论
不褪色
褪色
不褪色
不被
KMnO
4
氧化
易被
KMnO
4
氧化
苯环难被
KMnO
4
氧化
焰色浅,无烟
焰色亮,有烟
焰色亮,浓烟
C%
低
C%
较高
C%
高
作业
写出以下化学方程式,并注明反应类型
⒈乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
⒉工业上用乙烯水化制乙醇
⒊聚乙烯的生成
4.
苯与溴的反应
5
苯与浓硝酸和浓硫酸混合液的反应
谢谢同学们的合作
再见