第六章 苯与芳香烃
6-1．用次氯酸叔丁脂（t-BuOCl ）对甲苯进行一元氯化反应，写出这工反应的反应式。已知该反应按自由基链式反应机理进行，试写出这个反应的引发阶段与链式传递阶段的反应式。 解：苯环相对稳定，而与苯环直接连接的碳上的α氢原子却由于苯环的影响较活泼，容易被卤代，一元氯化反应的反应式为：
CH 3
+t-BuOCl
2Cl
+t-BuOH
链引发阶段的反应式：
t-BuOCl
hv
+Cl t-BuO
链传递阶段的反应式：
+
CH 3
CH 2
t-BuO
t-BuOCl
+
CH 2Cl
CH 2
+
t-BuO
6-2．对下列反应提出合理的分步的反应机理。
H +
CH 3
CH
CH 2
解：反应各步的反应机理为： 1
CH
CH 2
H +
CH
CH 3
+
2
CH3 4
CH
CH2 CH3
CH H
CH3 -H+
6-3．写出下列反应的机理。
O
R R
OH R R
H3O
解：此反应机理如下：
O
R R H+
OH+
R
R
OH
R
R
+
碳正离子重排
OH
R
R
6-4．写出下列反应的机理。
C CH3CH2
H3C
CH3
H3C
解，此反应机理如下：1.
C CH3CH2
H+
C
CH3
CH
3
+
2.
3
2
C
CH3
3.
H 3C
CH 3
H
CH3
4.
H 3C
CH 3
H 3C
-H +
6-5．写出下列反应的机理。
COOH
COOH
NO 2HNO 3
24?
解，反应机理如下： 1.
HO
NO 2
?
+OH 2
NO 2
H 2O +NO 2
2.
NO 2
+
NO 2
COOH
COOH
3.
COOH
NO 2COOH
NO 2
-H +
6-6．写出下列反应机理。
CH 3
AlCl 3HCl
CH 3
CH 3
2
+
解：反应机理为： 1.
CH 3
H +
CH 3
H
+
CH 3
2.
CH 3
CH 3
CH 3
H +
CH 3
H
+
CH 3
CH 3
6-7．亚硝基苯在发生亲电取代反应时，亚硝基是第一类定位基或是第二类定位基，他在致活或致钝苯环，简要解释之。
解：亚硝基苯在发生亲电取代反应时，亚硝基是第一类定位基，能使苯环活化，亲电基团主要进攻邻对位。 1.
N
O E N
O E
H
N
O E
N
O E H
N
O E H
2.
N
O
O N
O N
O E
H
E
H
N
O E
H
在以上两种情况中，形成的共振结构都非常稳定，每个原子（氢原子除外）都满足八隅体结构。
N
O E
O O N
O E H
进攻间位时，没有形成稳定的共振结构。因此亚硝基是第一类定位基，致活苯环。 N 上有孤对电子，可与苯环形成P-∏共轭；故-NO 为给电子基团，使苯环致活。
6-8．芳香族卤代烃（如氯苯），在进行亲电反应时，卤原子是第一类定位基，但反应活性又比苯差，为什么？
解: 卤原子的情况比较特殊，他是钝化苯环的邻对位基，这是两个相反的效应——吸电子诱导效应和推电子共轭效应的综合结果。卤原子是强吸电子取代基，通过诱导效应，可以使苯环钝化。但是当发生亲电取代反应时，卤原子上未公用的P 电子对和苯环的大∏键共轭面向苯环离域，当卤原子的邻位和对位受亲电试剂攻击时，所生成的碳正离子中间体的稳定性要比在间位时生成的碳正离子的稳定性要好。由此可见，卤原子的诱导反应使苯环钝化，使亲电取代反应的进行比较困难，而卤原子的未公用P 电子对的共轭效应却使邻对位上钝化作用小于间位，所以，主要得到邻对位取代物。
6-9．给出氯代苯分子的共振结构。
解，根据共振论，氯代苯分子的共振结构为：
Cl Cl
_Cl Cl+
_
6-10．指出下列共振结构式中，哪一个式子是错的，为什么？
CH2C
H CH2H
2
C
H
CH2
H2C
H2
CH
2
A B C
+
解：C是错的。根据共振结构式中，原子核的相互位置是相同的，即，共振结构式之间不能有原子位置变动，而C中原子核的相对位置发生了改变，所以C错了！
6-11．把下列化合物按硝化反应速度从大到小排列。
Cl NO2OH
解：苯环衍生物硝化反应的速度取决于苯环的活化度，以上三个取代苯羟基是活化基团，氯原子是钝化基团而硝基是强钝化基团，排列顺序如下：
Cl NO2 OH
>>>
6-12．完成下列反应，如有立体化学问题请注明；若不反应，用ＮＲ表示。
+
H3C
H3C
C
3
Cl
AlCl3
解，根据傅——克烷基化反应，有:
+
H3C
H3C C
3
Cl
HCl
6-13．以苯环为原料和必要的有机无机试剂合成化合物Ａ
O OH
. 解，合成过程如下：
１．根据傅——克酰基化反应，
3
O
Cl
AlCl3
O
２．
O
HNO3
H SO
O
O2N
３．
O
O2N
Fe/HCl
O
H2N
４．
H2
6-14．有机合成题。
１． 由苯，≤Ｃ2原料合成２－苯基－２－丁醇。
２． 完成转化：OH
.
解，合成过程为： １．
3O
Cl
H 3O
C
HO
CH 2CH 3
CH 3
２．
CH 3CH 2Br 3
CH 2CH 3
Cl 2ClCHCH 6-15．有机物合成。
OH
Br
C
O
H 3C
解：实现这个转化过程，要用苯的卤代反应、傅-克酰基化反应等，如下： １．
OH
Br
OH
Br 2CS 2 ，5C
２．
Br
O CH 3
３． Br
OH
C
O
H 3C
Br
O CH 3
AlCl 3
6-16．合成题。
１．写出用本机其他适当的含三个Ｃ的有机试剂合成C 6H 5CH 2CH 2CH 3
的三种方法。
２．以苯及２个碳以下的有机原料合成CH 2CH 3
14
.
解：（1） 1. 第一种方法；
AlCl 3
+
CH 2CH 2CH 3
2. 第二种方法；
AlCl 3
+CH 2CH H 2C
CHCH 2Cl
CH 2
CH 2CH
CH 2
[H ]
CH 2CH 2CH 3
3.第三种方法；
CH 2CH 2CH
3
+CH 3CH 2COCl
2CH 3
HCl
（2）
+CH 3I Mg
252CH 3MgI
2
14CH 314COOMgI
CH 314COCl
CH 314
COCl
COCH 3
Zn (Hg )HCl
14
CH 2CH 3
6-17．从指定原料出发，用不超过4个碳的有机物及必要的无机试剂合成：从苯合成为
CH 2CH 2CCH (CH 3)2
C 6H 5
OCH 2CH 2CH
3
.
解，合成步骤为： 1.
+(CH 3)2O
AlCl 3
CCH (CH 3
)2
O
2.
+Br 2
Fe
Br
Mg THF
OH
HBr
CH 2CH 2Br
Mg CH 2CH 2MgBr
3.
2CH 2(CH 3)2
C 6H 5
OH
+
CCH (CH 3)2
O
CH 2CH 2MgBr
CH 2CH 2(CH 3)
2
C 6H 5
OCH 2CH 2CH 3
Na
322
6-18．由指定的原料和必要的试剂合成产物：
解：对于该反应而言，可由对硝基苯得到，对硝基苯中的甲基可通过傅——克烷基化反应加上去，硝基通过硝化反应加到对位上，反应方程如下：
AlCl
3CH 3Cl
3H 2SO 4
NO 2
6-19．按照题意，完成下列目标化合物的合成。
Cl
2H 5S
O 2N
COCH 3
解：
Cl
HNO 324
AlCl Cl
CH 3
O
3
SC 2H 5
CH 3
O
NO 2
6-20．以所给的起始物为原料完成下列合成。（其他试剂不限） （1）
CH 3
COOH
Br
NO 2
(2)
CH 2CH 2OH
解：（1）
Fe/Br 2
CH 3
HNO 324
COOH
Br
NO 2
CH 3
NO 2
2
(2)
Fe/Br 2
Br
Mg
MgBr
CH 2CH 2OH
CH 2CH 2OMgBr
H 3+
O
6-21．由指定原料合成：
CH 3
CH 3
Br
O 2N
解：
CH 3
H 2SO 4
CH 3
SO 3H
23
3
CH 3
SO 3H
Br
N
H O
?
CH 3
Br
O 2N
6-22．完成下列转化：
Br
Br
解：
CH 3Cl AlCl
3
CH 3
NBS
Br
Br
Br
CH 2C
CH
HBr
6-23．完成下列反应：
AlCl 3
CH 3
+
(1)
解：根据傅——克烷基化反应，反应生成
H 3C
.
6-24．完成下列反应。
AlCl 3
(A)+(B)
(C )
解：根据傅——克烷基化反应，A ，B 分别为
O 2N
C Cl
;
第二步是硝化反应—COR 是间位定位基，所以硝基只能取代在其间位上，得到C 为
C O
NO 2
NO 2
6-25．完成下列反应。
AlCl
3
(B)
24
(C )
3CH 3
2
?NaOH
熔融
(D )
解：反应分别得到A,B,C,D,E 为
CH (CH 3)2
CH (CH 3)2
SO 3H
CH (CH 3)2
SO 3Na
CH (CH 3)2
ONa
CH (CH 3)2
OCH 2CH 2ONa
6-26．完成下列反应。 （1）
AlCl 3
(A)
+
(B)
CH
3
KMnO 4
(2)
(A)
(B)
24
(C )
CH 3
浓
2
+
（3）
(B)
HNO 3
24(C )
(E)
CH 3
Br 2(A)
2EtOH
(D )
242
解：（1） 根据烷基化反应得到A,B 分别为 H 3C
HOOC
COOH
(2) 根据苯环的磺化和取代反应分别得到A,B,C 为
CH
3
SO 3H
CH 3
SO 3H
Br Br
CH 3
Br
Br
（3）根据苯环上的卤代，硝化及苯甲基上的自由基取代反应，分别得到A,B,C,D,E 为
CH 3
Br
CH 3
Br NO 2
CH 2Cl
NO 2
Br
CH 2CN
NO 2
Br
CH 2COOH
NO 2
Br
6-27．完成下列反应。
AlCl 3CH 3
2
( )
66
( )
5000C
解：苯甲酸在高温或光照下与氯发生取代反应，由于苯甲酸的a 氢原子比苯环上的氢原子活泼，所以取代反应发生在甲基上，得到氯化苄，再与苯在AlCl3作用下发生烷基化反应得到
H 2C
.
6-28．
NO 2
Cl
Cl
3CH OH
( )
答案：
NO 2
Cl
Cl
CH 3O
6-29．写出下列反应的反应机理。
+CH 3CH 2CH 2Cl
2CH 2CH 3
+
CHCH 3
CH 3
解：反应机理如下，
AlCl
+CH 3CH 2CH 2Cl +
CH 3CH 2CH 2
AlCl 4-
H 3C
H C
H
CH 2
H 3C
H C
CH 3
CH 2CH 2CH 3
+CH 3CH 2CH 2
H
-H +
CH 2CH 2CH 3
+3
CH 3H 3C
H C
CH 3-H
+
CHCH 3
CH 3H
6-30．写出下列可能的反应机理。
+
C H
6H 5
解：反应机理如下；
-H +
C CH 3CH 3
CH 3C H
6-31．化合物A ，分子式为C 6H 4ClNO 2，经还原后得到化合物B ，分子式为C 6H 6ClN 。B 有亚硝酸钠和稀硫酸于0℃处理后，再与CuBr 作用，得到的化合物经硝化，只分离出两中一硝化物C 和D ，其分子式均为C 6H 3BrClNO 2。将C 和D 与氢氧化钠水溶液加热反应，分别得到E （C 6H 4BrNO 3）和F （C 6H 4ClNO 3），它们的红外吸收光谱在3200~3400（cm -1）有宽峰，并不受溶剂稀释的影响。试推算A,B,C,D,E,F 的结构。
解：化合物的不饱和度为5，从分子式估计是含有一个苯环和硝基的芳香族化合物，所以A 的结构可能为（1）,则B 可能结构为（2）。由于B 经过氮化，溴化后的产物再硝化得到俩种一硝化产物，所以A 中Cl 和NO 2必须互为对位。
Cl
O 2N
Cl
H 2N
(1)
(2)
所以，A,B,C,D,的结构分别为:
Cl Cl
NO 2
NH 2
Cl
Br
NO 2
Cl
Br
NO 2
D
C
B
A
红外光谱表明邻硝基酚在分子内形成氢键，故E,F 结构为：
O
Br
N
E
H
O
O O
Cl
N
H
O O
F
6-32．有三种化合物A,B,C ，分子式相同，均为C 9H 12，当以KMnO 4的酸性溶液氧化后，A 变为一元羧酸，B 变为二元羧酸，C 变为三元羧酸。但经浓硝酸和浓硫酸硝化后，A,B 分别生成两种一元硝基化合物，而C 只生成一种一硝基化合物。试写出A,B,C 的结构。 解：由题意知，
CH 2CH 2CH 3
A
CH(CH 3)2
CH 3
C 2H 5
CH 3
H 3C CH 3
B
C
6-33．合成题。
(1) 以C2~C4的烯烃和甲苯为原料合成3-苯丙醇。 (2) 以甲苯为原料合成3-硝基-4-溴苯甲酸。 解：(1) 反应过程为；
O
H 2C
CH 2
O Ag
高二下化学第07讲苯和芳香烃 ——芳香族化合物的母体 教学目标：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应与甲苯与酸性高锰酸钾溶液反应的比较，理解有机分子中基团 之间的相互影响 教学重点：苯的结构特征、苯及其同系物的化学性质 教学难点：苯及其同系物的化学性质 知识网络： 教学内容： 一、苯 1、物理性质： 颜色状态溶解性：无色液体、易挥发，难溶于水、密度比水小，是重要的有机溶剂。 特性：有特殊气味、有毒（易使人至再生障碍性贫血）。是一种重要的化工原料。 2、分子结构： (凯库勒结构式) 分子式：C6H6 、结构式： 结构特点： （1）平面正六形结构，12个原子均在同一平面内，键角均为120° （2）苯分子中没有单、双键交替的结构，6个碳碳键键长完全相同，键能和键长是介于单键和双键之间的特殊的化学键（共轭大π键）。苯的性质即是体现了饱和烃和不饱和烃的性质。 3、化学性质： （1）氧化反应： 燃烧：2C6H6+15O2→12CO2+6H2O，火焰明亮且伴有浓烟。 （不能被KMnO4所氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色。） （2）取代反应—体现了饱和烃的性质
①卤代反应 与液溴的取代反应： 实验现象： a 、试管A 中及双球U 形管中的左则充满红棕 色气体（反应放热使液溴变为蒸气） b 、双球U 形管中的无色CCl 4变成呈红色(溶解了Br 2) c 、试管B 中有浅黄色沉淀生成 [HBr+AgNO 3→AgBr ↓（浅黄色）] 问题： a 、双球U 形管中CCl 4作用：除去因放热产生的Br 2蒸气和苯蒸气，以防干扰B 试管中的AgNO 3溶液与HBr 的反应。 b 、反应中铁丝所起作用：催化剂。 c 、怎样得到比较纯净的溴苯：把A 试管中反应后的物质倒入盛有NaOH 的烧杯中以除去没反应的溴，再除去铁丝，分液取下层液体即得溴苯（溴苯密度比较大且不溶于水）。 ②硝化反应 硝基苯：苦杏仁味的油状液体，难溶于水比水重。 浓H 2SO 4的作用：催化剂和吸水剂。 试管上的长导管：冷凝和回流的作用，防止苯的挥发。 硝基（-NO 2)取代了苯中的-H 原子，该反应叫又叫硝化反应。 实验操作： a 、先混合酸(把2mL 浓硫酸慢慢加入到1.5mL 浓硝酸中) b 、再把1mL 苯慢慢加到混酸中并摇匀。 c 、放入60℃水浴中加热10min ，以防局部温度过高而发生更多的副反应 d 、把混合液倒入另一盛有水的烧杯中 实验现象： a 、试管底部有黄色油状物质生成，可能是HNO 3分解产生的NO 2溶解在硝基苯中所致。 b 、倒入烧杯后，底部呈无色油状液体，NO 2及硝酸、硫酸溶解在水中。 ③磺化反应：苯分子里的氢原子被硫酸分子里的磺酸基(-SO 3H)所取代的反应叫磺化反应 C 6O 6+HO-SO 3H △ C 6H 5-SO 3H+H 2O 浓硫酸的作用：反应物 （3）加成反应—体现了不饱和烃的性质 C 6H 6+3H 2 催化剂 C 6H 12(环已烷) C 6H 6+3Cl 2 催化剂 C 6H 6Cl 6(六氯环已烷，一种杀虫剂)
第五节苯和芳香烃 [教学目的要求] 1．使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的化学性质。 2．使学生了解芳香烃的概念。 3．使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。 [本节教学重点] 苯的主要化学性质以及子结构的关系。苯的同系物的主要化学性质。 [本节教学难点] 苯的化学性质与分子结构的关系 [知识讲解] 一、苯的结构 分子式：_________，结构式：_________可简写为：________或_______。分子构型：某分子中所有的C、H原子都处于__________上（具有_______形结构），苯分子中不存在一般的C=C键。苯环中所有的碳原子间的键完全相同，是一种介于C—C和C=C之间的独特的键，键间的夹角为______。苯和甲烷、乙烯、乙炔都属于_______性分子。 二、苯的物理性质 苯是____色、带有______气味的液体，_____溶于水，密度比水____，熔、沸点较______，且苯有毒。 说明：由于苯的熔点较低，只有 5.5℃，因此有关苯的实验若需加热，一般用水浴加热，而不用酒精灯直接加热。苯是致癌物质，主要损害人的中枢神经和肝功能，尤其是危及血液和造血器官，易引起白血病和感染败血症等疾病。 三、苯的化学性质 由于苯分子中C、C原子间的键介于C=C和C—C之间，其结构上既类似于饱和烃，又类似于烯烃，因此苯兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。但苯的性质比不饱和烃稳定，具体表现在苯较易发生取代反应(但比烷烃的取代反应要困难些，因苯的取代反应一般需催化剂或加热等条件)，较难发生加成反应，难以发生氧化反应(除燃烧外)。 1、不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能使溴水褪色——说明苯具有类似饱和烃的性质，即通常情况下较稳定。 说明：苯和溴水混合后，由于苯的密度比水小，且不溶于水，而溴在水中的溶解度较小，且易溶于有机溶剂(如苯等)，这样混合液振荡后，本来无色的上层——有机苯层，较变为橙红色，而本来黄色的下层——无机水层，则转变为无色。 2、取代反应 1)卤代反应——苯环上的氢原子被卤原子(X)取代。
苯芳香烃 【内容分析】 本节课的内容位于化学必修2的第三章的第二节———来自石油和煤的两种基本化工原料。苯是一种重要的有机化工原料，苯又是芳香烃化合物中最简单、最基本的一个物质，掌握了苯的性质可以为后面选修5中系统的研究芳香烃及其衍生物打下良好的基础。其中，苯结构中特殊的化学键决定了苯的化学性质是教学的重点内容，但真正用杂化轨道理论及价键理论中的大∏键来解释苯分子的结构那又是选修3中的内容，所以此时只要引导学生结合前面第一章中所学的化学键的知识，把苯中的化学键理解为是介于单双键之间的一种特殊的化学键即可。 同时，学习必要的化学实验技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，是新课标的要求，因此在这里有必要借助一些有关苯的性质的实验来讨论一些重要实验装置的作用，以培养学生的实验技能，但实验设计要考虑到苯的毒性。 【教学目标】 知识与技能：知道苯的分子结构，了解苯的来源和物理性质，了解苯的可燃性、稳定性、取代反应等化学性质及主要用途和毒性。 过程与方法：通过实物展示、学生自学及实验动画演示了解苯的物理性质；通过对苯分子式的可能结构的分析，然后实验探究，再根据提供的信息资料分析最后得出苯的特殊结构，体验科学探究的过程；通过实验演示、实验录像及动画模拟，理解苯的化学性质，同时通过重要实验装置的探讨培养实验技能；通过学生上网查阅资料、同学的生活经验介绍以及老师组织的讨论来了解苯的用途、毒性和减少苯对人体伤害的措施。 情感态度与价值观：通过多样化的教学手段来激发学习兴趣，培养学生严谨求实、自主探究的科学精神；通过对“谁发现了苯的结构？”史实真实性的追究，培养学生实事求是、诚实质朴的科学品质。 【教学重难点】 苯的结构探究；了解苯的化学性质。 教学计划：二课时 教学用具：投影仪、实验仪器和试剂 教案设计： 第一课时 【引言】前面一段时间我们已经学习了烷烃、烯烃和炔烃，今天，我们开始探讨一类新的烃。首先我们了解有关的化学史资料： 【讲述】苯的发现史：苯是怎样被发现的呢？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兴趣，他用蒸馏的方法将这种油状液体分离，得到另一种液体。这种液体实际上就是苯― 一种无色油状液体。 【ppt展示】一瓶纯净的苯 【讲述】那么本节课就让我们来研究一下苯。 【板书】第五节苯芳香烃 【dvd实验展示】 【实验一】取一瓶苯，让学生直接观察苯的颜色、状态。 【实验二】在试管中倒入少量苯，放在盛有冰水混合物的容器中，观察现象。 【实验三】在试管中加入1mL苯，再加入2mL水，振荡，观察现象。 （结合课本的阅读，由学生总结苯的物理性质）
第六章 苯与芳香烃 6-1．用次氯酸叔丁脂（t-BuOCl ）对甲苯进行一元氯化反应，写出这工反应的反应式。已知该反应按自由基链式反应机理进行，试写出这个反应的引发阶段与链式传递阶段的反应式。 解：苯环相对稳定，而与苯环直接连接的碳上的α氢原子却由于苯环的影响较活泼，容易被卤代，一元氯化反应的反应式为： CH 3 +t-BuOCl 2Cl +t-BuOH 链引发阶段的反应式： t-BuOCl hv +Cl t-BuO 链传递阶段的反应式： + CH 3 CH 2 t-BuO t-BuOCl + CH 2Cl CH 2 + t-BuO 6-2．对下列反应提出合理的分步的反应机理。 H + CH 3 CH CH 2 解：反应各步的反应机理为： 1 CH CH 2 H + CH CH 3 +
2 CH3 4 CH CH2 CH3 CH H CH3 -H+ 6-3．写出下列反应的机理。 O R R OH R R H3O 解：此反应机理如下：
O R R H+ OH+ R R OH R R + 碳正离子重排 OH R R 6-4．写出下列反应的机理。 C CH3CH2 H3C CH3 H3C 解，此反应机理如下：1. C CH3CH2 H+ C CH3 CH 3 + 2. 3 2 C CH3
3. H 3C CH 3 H CH3 4. H 3C CH 3 H 3C -H + 6-5．写出下列反应的机理。 COOH COOH NO 2HNO 3 24? 解，反应机理如下： 1. HO NO 2 ? +OH 2 NO 2 H 2O +NO 2 2. NO 2 + NO 2 COOH COOH 3.
第11章苯和芳香烃芳香亲电取代反应 一、选择题 1．下面的化合物进行硝化反应的速度顺序是（）。[华中科技大学2000研] A．（3）＞（4）＞（2）＞（1） B．（3）＞（2）＞（4）＞（1） C．（4）＞（2）＞（3）＞（1） D．（4）＞（3）＞（1）＞（2） 【答案】A 【解析】给电子基的给电子能力越强，苯环上的硝化反应越快；吸电子基的吸电子能力越强，硝化反应越慢。 2．下面化合物的正确名称是（）。[华中科技大学2000研] A．对甲基苯磺酰胺 B．N-甲基对甲苯磺酰胺 C．对甲苯甲基苯磺酰胺 D．甲氨基对甲苯磺酰胺 【答案】B 【解析】取代基中含磺酰胺基，要以苯磺酰胺作为主体命名。
3．苯甲醚在邻位进行硝化反应时，其中间体的极限结构对共振杂化体贡献最大的是（）。[天津大学2000；大连理工大学2004研] 【答案】C 【解析】（C）中的正电荷位于与甲氧基相连的碳原子上，甲氧基的给电子效应使正电荷分散，因此该极限结构比其他三种极限结构相对稳定，对共振杂化体的贡献最大。 4．反应的主要产物是（）。[武汉大学2001研] （D）（A），（B）等量（E）（A），（C）等量 【答案】B 【解析】氯原子为邻、对位定位基，因生成（A）时的空间位阻较大，故主要产物为（B）。 5．下列化合物，芳环上起亲核取代反应速率最快的是（）。[南京大学2003研]
【答案】C 【解析】与氯原子相连的碳原子带的正电荷越多，则亲核取代反应速率越快。硝基为吸电子基，使苯环上邻、对位电子云密度降低，正电荷增多，故（C）亲核反应速率最快。 6．下列化合物有芳香性的是（）。[华中科技大学2000研] 【答案】B，C 【解析】（B）项分子中有6个π电子，符合休克尔规则；（C）项中的七元环带一个单位正电荷，五元环带一个单位负电荷，这样七元环和五元环的π电子数都为6个，且在同一平面内，都符合休克尔规则。 7．下列化合物中有芳香性的是（）。[中国科学院-中国科学技术大学2001研] 【答案】A 【解析】（A）中有10个π电子数，符合休克尔规则。 8．薁的亲核取代反应容易发生在哪些位置上？（）[上海大学2004研]
第五节苯和芳香烃知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第五节苯和芳香烃 [教学目的要求] 1．使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的化学性质。 2．使学生了解芳香烃的概念。 3．使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。 [本节教学重点] 苯的主要化学性质以及子结构的关系。苯的同系物的主要化学性质。 [本节教学难点] 苯的化学性质与分子结构的关系 [知识讲解] 一、苯的结构 分子式：_________，结构式：_________可简写为：________或 _______。分子构型：某分子中所有的C、H原子都处于__________上（具有_______形结构），苯分子中不存在一般的C=C键。苯环中所有的碳原子间的键完全相同，是一种介于C—C和C=C之间的独特的键，键间的夹角为______。苯和甲烷、乙烯、乙炔都属于_______性分子。 二、苯的物理性质 苯是____色、带有______气味的液体，_____溶于水，密度比水____，熔、沸点较______，且苯有毒。 说明：由于苯的熔点较低，只有℃，因此有关苯的实验若需加热，一般用水浴加热，而不用酒精灯直接加热。苯是致癌物质，主要损害人的中枢神经和肝功能，尤其是危及血液和造血器官，易引起白血病和感染败血症等疾病。 三、苯的化学性质
由于苯分子中C、C原子间的键介于C=C和C—C之间，其结构上既类似于饱和烃，又类似于烯烃，因此苯兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。但苯的性质比不饱和烃稳定，具体表现在苯较易发生取代反应(但比烷烃的取代反应要困难些，因苯的取代反应一般需催化剂或加热等条件)，较难发生加成反应，难以发生氧化反应(除燃烧外)。 1、不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能使溴水褪色——说明苯具有类似饱和烃的性质，即通常情况下较稳定。 说明：苯和溴水混合后，由于苯的密度比水小，且不溶于水，而溴在水中的溶解度较小，且易溶于有机溶剂(如苯等)，这样混合液振荡后，本来无色的上层——有机苯层，较变为橙红色，而本来黄色的下层——无机水层，则转变为无色。 2、取代反应 1)卤代反应——苯环上的氢原子被卤原子(X)取代。 说明：①X2须用纯的单质，不能用卤素(X2)的水溶液。 ②苯的卤代反应产物一般只考虑其—取代的产物，而不同于烷烃的卤代反应产物——多种多元卤代烃同时共存。 ③苯环上一个氢原子被取代时，仍需一个卤素(X2)分子，同时生成1个HX分子，和烷烃的取代反应的这一特点相同。 ④溴苯是一种无色油状液体，密度比水大，且不溶于水。 ⑤该反应中常会看到液面上有大量白雾出现，这是由于生成的HBr不溶于该体系中的液体，而挥发到空气中形成了酸雾。 2)硝化反应——苯环上的氢原子被硝基(—NO2)所取代。
芳香类化合物是指从植物胶里取得的具有芳香气味的物质。现在人们把具有下列特殊稳定的不饱和环状化合物称为方向化合物： （1）从结构上看①芳香化合物一般都具有平面或接近平面的环状结构②键长趋于平均化③具有较高的C/H 比 （2）从性质上看①芳香化合物的芳环一般都难以氧化、加成②而易于发生亲电取代反应③具有特殊的光学性质，如芳环环外氢的化学位移处于NMR 低场，而环内氢处于高场等。 上述这些特点被称为芳香性。 1. 芳香烃的结构 1.1苯的结构和表达 1.1.1苯的结构 第十一章 苯和芳香烃 芳香亲电取代反应 120o 108pm 140pm
1.1.2苯的芳香性 环己烯的氢化热ΔH=-120kJ/mol，1,3-环己二烯的氢化热ΔH=-232kJ/mol（由于其共轭双键增加了其稳定性）。而苯的氢化热ΔH=-208kJ/mol。1,3-环己二烯失去两个氢变成苯时，不但不吸热，反而放出少量的热量。这说明：苯比相应的环己三烯类要稳定得多，从1,3-环己二烯变成苯时，分子结构已发生了根本的变化，并导致了一个稳定体系的形成。 苯难于氧化和加成，而易于发生亲电取代反应，与普通烯烃的性质有明显的区别。 1.2.3苯的表达 自1825年英国物理学家和化学家Farady M（法拉第）首先从照明气中分离出苯后，人们一直在探索苯结构的表达式。科学家们提出了各种有关苯结构式的假设；其中比较有代表性的苯的结构式有： 凯库勒式双环结构式棱形结构式向心结构式对位键结构式余键结构式 （凯库勒（杜瓦（拉敦保格（阿姆斯特朗、拜耳（克劳斯（悌勒 1865年提出）1866-1867年提出）1869年提出）1887-1888年提出）1888年提出）1899年提出）用内部带有一个圆圈的正六边形表示苯，圆圈强调了π电子的离域作用和电子云的均匀分布，它很好地说明了 碳碳键键长的均等性和苯环的完全对称性，但是这种方式用来表示其他方向体系时就不合适了，例如表示萘时很容 易造成误解，因为萘不是完全对称的分子，萘分子的碳碳键长也不是完全均等的。另外，圆圈没有说明π电子的数 目，萘分子的10个π电子用两个圆圈表示易误解成每个环有6个π电子而造成混淆。
苯和芳香烃 [学习目标] 知识技能： （1）使学生了解芳香烃、芳香族化合物的概念。 （3）认识芳香烃的组成、结构。 （2）使学生了解甲苯、二甲苯的一些化学性质，并说明苯同系物与苯性质的差异。 （4）举例芳香烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。 能力培养： （1）通过从甲苯性质的学习，了解有机物分子中不同基团的相互影响的实例，提高分析研究有机物性质的能力。 （2）通过苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物等概念的辨别和比较，提高有机概念的辨别能力。 思想情感： 通过芳香烃在生产和生活中的应用的学习，培养爱化学、用化学的兴趣，了解化学与生产、生活的紧密联系，学会用化学视角分析和观察自然和生活问题。 通过苯、芳香烃等在人类生活中的重要应用，让学生欣赏化学对人类生活所作的贡献。 重点、难点 本课时的重点芳香烃等概念的理解、甲苯等的化学性质的掌握。 [知识梳理] 知识点一、苯的结构与化学性质：（苯是最简单、最基本的芳香烃） 1、物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水。 2、结构特点： ①苯分子为平面正六边形结构，分子中的6个碳原子构成正六边形，键角为120°， 分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。 ②苯分子中碳碳键键长为1.40×10-10m，介于单键和双键之间。(独特的结构决定 其具有独特的性质) ③结构简式：或均可 ④六个碳原子完全等效，只有一种氢，苯的一氯代物只有一种，二氯代物有邻间对 三种。
3、化学性质：（组成上高度不饱和，结构比较稳定） 从苯的分子组成上看，具有很高的不饱和度，其性质应该同乙烯、乙炔相似，但实际上苯不能与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应，苯在化学性质上与烯烃和炔烃明显不同。说明苯的结构比较稳定，这是苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和，结构比较稳定”。 ①苯的稳定性(与烷烃相似)：表现在不能与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液反应。 ②苯在空气中燃烧：燃烧现象：在空气中燃烧，燃烧时产生明亮的带有浓烟的火焰，这是由于苯分子里含碳的质量分数很大的缘故。 ③苯的取代反应（与烷烃相似）——卤代、硝化、磺化 苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应 + Br2 FeBr Br + HBr 条件：液溴、铁粉做催化剂 苯与浓硝酸发生取代反应：（硝化反应） 条件：50℃～60℃、水浴加热、浓硫酸做催化剂、吸水剂。 ④苯的加成反应（与H2、Cl2) ： 苯在特殊条件下可与H2发生加成反应： + 3 H2 Ni 加热 条件：镍做催化剂、180℃~250℃的条件下 小结：在通常情况下苯的性质比较稳定，在一定条件下能发生氧化、加成、取代等反应。苯的化学性质——易取代、能氧化(燃烧)、难加成。 知识点二、苯的同系物： （由于苯基和烷基的相互影响，使其性质发生了一定的变化——更活泼） 1、基本概念： ①芳香族化合物：分子中含有苯环的有机化合物，如硝基苯、溴苯、苯乙烯等。 ②芳香烃：含有苯环的烃类，如甲苯、苯乙烯等。 ③苯的同系物：苯环上的H原子被烷基取代的产物，如甲苯、二甲苯等。通式：CnH2n-6(n≥6)结构特点：只含有一个苯环，苯环上连结烷基，从分子组成上看远未饱和。