2023年高考化学一轮复习学案必修2苯芳香烃doc高中化学.docx

苯、芳香烃 学案 课标解读 课标要求 学习目标 1、初步了解有机化合物的组成、结构、性质等方面的根底知识。 2、认识实验在有机化合物研究中的重要作用，了解有机化学研究的根本方法，掌握有关实验的根本技能 1、了解苯的组成和结构特征 2、掌握苯及其同系物的化学性质 3、了解芳香烃的概念及甲苯、二甲苯的某些性质 4、通过苯的溴代或硝化反响与甲苯与酸性高锰酸钾溶液反响的比较，理解有机分子中基团之间的相互影响 知识再现 一、苯分子的组成和结构 分子式：C6H6 最简式（　　） 结构简式：或（　　）（凯库勒式） 结构特点：苯分子为（　　）结构，碳碳键的键长、键角均（　　），键角120°，键长介于单，双键之间，苯分子中的键是一种（　　）独特的键。 二、苯的性质 1、物理性质 苯是一种（　　）、有（　　）气味、有（　　）的液体，熔点5.5℃、沸点80.5℃，当温度低于（　　）苯凝结成无色晶体。比水轻，难溶于水，是常用（　　），苯是重要的有机化工原料。 2、苯的化学性质 +（　　） —Br+（　　） Fe   苯分子的特殊结构决定了苯分子稳定性，常温下苯（　　）与溴水发生加成反响，也（　　）与酸性KMnO4溶液反响，在一定条件下，苯能与Cl2溴单质浓度硫酸，硝酸等发生反响。 +（　　） —NO2+（　　） 浓H2SO4 55℃—60℃  ①易（　　） +（　　） —SO3H+（　　）   △ +（　　）  催化剂 加热、加压 ②难（　　） ③难氧化：不能被酸性KMnO4溶液氯化 燃烧产生大量的浓烟（　　 ）（写方程式） 思考：通过怎样的实验证明苯分子中不存在碳碳单键、碳碳双键交替的结构？ 三、苯的同系物 1、①芳香烃：环烃中分子中有（　　）的称为芳香烃 ②苯的同系物：苯分子中的一个或几个氢原子被（　　）取代的产物 通式 ─NO2   ─0H  ③芳香族化合物：分子里含有一个或多个苯环的化合物 如： 等 ④芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物的关系 2、苯的同系物的物理性质 苯的同系物一般为无色液体，具有特殊气味，有毒，（　　）于水，密度比相对分子质量相近的烷烃及烯烃的（　　），但小于1，其中甲苯、二甲苯常用作有机溶剂. 3、苯的同系物的化学性质 苯的同系物中含苯环和烷基，二者共同影响，使苯的同系物的性质不是苯和烷烃的性质的简单相加。苯的同系物的化学性质与苯相似。 +3HO─NO2 O2N— +（　　） 浓H2SO4 △  ─NO2 CH3 NO2 │ │ （TNT） ①取代（比苯更容易侧链对 的影响） 说明：a在—CH3作用下，苯环活泼性（　　）可被—NO2取代3个位置上的氢（两邻一对） b产物叫三硝基甲基，又叫TNT，黄色炸药 —CH3+X2 ×  +（　　） Fe — —CH3  c浓H2SO4 作用：催化剂，脱水剂   CH3 ╱ CH3 ╱ ─X X ╲ （苯环上的H被取代）  ×— —CH3 说明：产物除 外,还有 两种,可见苯环受 光 —CH3+X2 （　　）+HCl  甲基的影响,不同位置的碳原子上氢的（　　）不同. （烃基上的氢被取代） ②氧化反响 燃烧： —CH2CH3 —COOH   KMnO4（H+） 被 色 （苯环对 的影响） 说明：a烷烃不被KMnO4（H+）氧化，但苯的同系物中，由于苯环的影响使烷基活泼性（　　）被KMnO4（H+）氧化为（　　）基（—COOH） b假设烷基不是一个碳时，氧化时也只氧化靠近苯环的碳原子 假设靠近苯环上的碳原子无氢原子，那么（　　）被KMnO4（H+）氧化 ─CH2CH3  CH3 ╱ ─COOH  COOH ╱ c、假设苯环上有n个烃基，那么氧化后得到n元酸。 如： 思考：鉴别苯与甲苯的方法？ CH3 │ CH3 │ +3H2 Ni 高温高压  ③加成反响 说明：①苯及其同系物能将溴水中的溴萃取，但不能发生加成反响，萃取了溴的苯或苯的同系物在上层，呈橙色，水在下层。 ②发生加成反响，苯及其同系物比烯烃、炔烃困难。 四、苯的同系物同分异构现象 书写苯的同系物的同分异构体时，苯环不变，变取代基的位置，变取代基碳链的长短。 如C9H12对应的苯的同系物有以下八种同分异构体。 CH2—CH3 │  CH3 — CH2—CH3 │  │ CH3 CH2—CH2—CH3 │  CH3—CH—CH3 │  （　 　） （　 　） （　 　）（　 　） 思考：写出分子式：C8H10的苯的同系物的同分异构体的结构简式 五、两个重要实验 +Br2 —Br+HBr Fe 1、苯和溴 的取代反响（　　） 说明：①试剂参加顺序：先加苯，再加溴，最后加铁粉。 ②长导管b段的作用：导气和冷凝。 ③导气管c段出口不插入液面下的原因是：防止溶液倒吸，因HBr极易深于水。 ④现象：导管出口有白雾（HBr遇水形成）；锥形瓶（d）中加AgNO3溶液有浅黄色沉淀生成。⑤烧瓶的橡胶塞用锡箔包住 ：原因防溴蒸气腐蚀胶塞。 ⑥把反响后圆底烧瓶中混合液别离开的方法：把混合液倒入盛水的烧怀，底部有褐色不溶于水的液体（这是溶有溴单质的溴苯），再向其中参加NaOH溶液洗涤（除Br2）后用分液漏斗分液即可，纯洁的溴苯是无色不溶于水的液体。 ⑦苯的用量不可太多，因苯、溴苯、溴相互溶解，当反响混合物倒入水中时不会在烧怀底部看到褐色液体。 +HO─NO2 —NO2+H2O 浓H2SO4 △   2、苯的硝化反响 说明：①试剂参加顺序是先加浓HNO3再中浓H2SO4，冷却后再参加苯，因为假设先把浓HNO3加到浓H2SO4中易发生液体飞溅；两种酸混合时放出大量的热，易使HNO3分解，使苯挥发并会出现其他副反响。  —NO2 ②用水浴加热，温度计水银球应插入水浴中。水浴加热的好处：a受热均匀，b温度易控制。因测水浴温度，应把水银球放入水浴中。要与实验室制乙烯时温度计的位置区别开来；  —NO2 ③ 无色有毒有苦杏仁味的油状液体，密度比水大。生成的 有黄色，原因是溶解了NO2。除去方法；加NaOH后分液。 典例解悟 一、关于苯分子结构的考查 例1 能说明苯分子平面正六边形结构中碳碳键不是单双键相间交替的事实是（　　） A、苯的一元取代物没有同分异构体 B、苯的间位二元取代物只有一种 C、苯的邻位二元取代物只有一种 D、苯的对位二元取代物只有一种 解析：如果苯分子是单、双键交替组成的环状结构，那么苯分子的结构应为，那么苯的邻  —X —X  │ X —X 位二元取代物存在两种结构，即 和 。但是实际上苯的邻位二元取代物不存在同分异构体，说明苯分子中的碳碳键都是完全等同的。 答案：C 变形题 苯环结构中，不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，可以作为证据的事实是：①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；②苯中碳碳键的键长均相等；③苯能在加热和催化剂存在的条件下跟H2加成生成环已烷；④经实验测得邻二甲苯仅有一种结构；⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反响，但不因化学变化而使溴水褪色（　　） A、②③④⑤ B、①③④⑤ C、①②④⑤ D、①②③④ 解析：如果苯分子中存在碳碳双键结构，那么苯就会使酸性KMnO4溶液褪色，使溴水因加成反响而褪色。同时苯的邻二甲基有可能分布在单键碳上，也可能分布在双键碳上，那么结构就不是一种。故①②④⑤可以作为证据。 答案：C  C（蒽并蒽）       A（萘）  例2 在沥青蒸汽里含有多种稠环芳香烃，其中一些可视为同系物，如A，B，C……所示。它们都含有偶数个苯环结构。  B（芘）    （1）该系列化合物中，相邻两化合物间递增的值中的 n和m 的数值分别是n= ，m= ，其等差数列的公差为 。 （2）该系列化合物的通式为 。 （3）该系列化合物中第25个分子式是 。 （4）该系列化合物分子中所含C、H原子数的最大比值最接近于 （5）该系列化合物中所含碳元素的最大质量分数是 。 解析：（1）根据上述三种化合物的结构简式，可知其分子式分别为C10H8、C16H10、C22H12，从而可知这个等差数列的公差为C6H2，其中n=6，m=2。 （2）求通式要在分析前后两个分子式之差的根底上进行，令n=1时分子式为C10H8，因等差数列的公差为C6H2，那么通式为C6n+4H2n+6（n=1，2，3……） 或者根据其分子式分别为C10H8、C10+6H8+2、C10+6+6H8+2+2可知，每增加两个苯环，分子中就增加6个碳原子（故碳原子是6n倍增加），增加2个氢原子（故氢原子是2n倍增加），那么通式为C6n+4H2n+6。 （3）当n=25时，那么分子式为。 （4）该系列化合物分子中所含C、H原子数的最大比值可通过该化合物的通式求极限求得： （5）该系列化合物中碳的最大质量分数为 当时，的极大值为 二、关于同分异构体的考查 例3 二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体，可以用复原法制得三种二甲苯，它们的熔点分别如下： 六种溴二甲苯的熔点/℃ 234 206 213 204 214 205 对应复原二甲苯的熔点/℃ 13 —54 —27 —54 —27 —54 由此可推断熔点为234℃的分子的结构简式为 ，熔点为—54℃的分子的结构简式为 。 解析：对于数据题首先应该分析数据，找出规律。此题中第一行给出六种物质的熔点，而复原后只有3个熔点数据，其中熔点为206℃、204℃、205℃的三种