苯和芳香烃
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高一化学苯和芳香烃试题1.分子式符合C7H6Cl2的芳香族化合物共有A.4B.6C.8D.10【答案】D【解析】芳香族化合物分子中含有苯环,C7H6Cl2的芳香族化合物中同分异构体的判断,只需考虑Cl原子的位置即可。
若2个Cl原子连在甲基上,只有1种结构;若1个Cl原子连在甲基上,则有3种结构;若2个Cl原子连在苯环上,Cl原子的位置有3种,每种中再把甲基作取代基,则有6种结构,所以共有10种不同结构,答案选D。
【考点】考查同分异构体的判断2.下列物质中,在一定条件下能发生取代反应和加成反应,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是A.乙烷B.甲烷C.苯D.乙烯【答案】C【解析】A、乙烷能和氯气在光照的条件下发生取代反应,它属于饱和烃,不能发生加成反应,不能被高锰酸钾氧化,故A错误;B、甲烷能和氯气在光照的条件下发生取代反应,它属于饱和烃,不能发生加成反应,不能被高锰酸钾氧化,故B错误;C、苯的化学性质特点是:易取代难加成,可以和溴发生取代反应生成溴苯,可以和氢气发生加成反应生成环己烷,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;D、乙烯能被高锰酸钾氧化为二氧化碳,能使高锰酸钾褪色,故D错误,故选C。
【考点】考查有机物的化学性质和有机反应类型3.(8分)某化学课外小组用下图装置制取溴苯并探究该反应的类型。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
(1)写出A中反应的化学方程式:________________________________________ 。
(2)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_________________________。
(3)C中盛放CCl4的作用是_________________________。
(4)若要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,通常有两种方法,请按要求填写下表。
【答案】(8分)(10分)(1)+Br2+HBr(2)除去溶于溴苯中的溴(3)除去溴化氢气体中的溴蒸气(4)方法一:AgNO3溶液产生(淡黄色)沉淀方法二:石蕊试液溶液变红色(或其他合理答案)【解析】(1)苯与溴在铁作催化剂时发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,化学方程式为+Br2+HBr(2)B中盛有NaOH溶液,溴苯中混有的溴可与NaOH反应,从而出去溴;(3)由于反应放热,苯和液溴均易挥发,溴易溶于有机溶剂,所以溴化氢中混有的溴蒸汽可以溶于CCl4中,从而除去,以防干扰检验H+和Br-;;(4)如果发生取代反应,生成溴化氢,溴化氫易溶于水电离出H+和Br-,只要检验产物中含有氢离子或溴离子即可,溴离子的检验:取溶液滴加硝酸银溶液,如果生成淡黄色沉淀就证明是溴离子;氢离子的检验:如果能使紫色石蕊试液变红,就证明含有氢离子。
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-BuOCl2Cl+t-BuOH链引发阶段的反应式:t-BuOClhv+Cl t-BuO链传递阶段的反应式:+CH 3CH 2t-BuOt-BuOCl+CH 2ClCH 2+t-BuO6-2.对下列反应提出合理的分步的反应机理。
H +CH 3CHCH 2解:反应各步的反应机理为: 1CHCH 2H +CHCH 3+2CH3 4CHCH2 CH3CH HCH3 -H+6-3.写出下列反应的机理。
OR ROH R RH3O解:此反应机理如下:OR R H+OH+RROHRR+碳正离子重排OHRR6-4.写出下列反应的机理。
C CH3CH2H3CCH3H3C解,此反应机理如下:1.C CH3CH2H+CCH3CH3+2.32CCH33.H 3CCH 3HCH34.H 3CCH 3H 3C-H +6-5.写出下列反应的机理。
COOHCOOHNO 2HNO 3H 2SO 4,∆解,反应机理如下: 1.HONO 2∆+OH 2NO 2H 2O +22.NO 2+2COOHCOOH3.COOHNO 2COOHNO 2-H +6-6.写出下列反应机理。
CH 3AlCl 3HClCH 3CH 32+解:反应机理为: 1.CH 3H +CH 3H+CH 32.CH 3CH 3CH 3H +CH 3H+CH 3CH 36-7.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。
第七章苯和芳香烃一.苯的结构二.芳香烃的分类和命名三.物理性质四.苯及其同系物的化学性质五.苯环上取代基的定位效应及规律六.定位效应在有机合成中的应用七.稠环芳烃八.联苯和多苯代脂烃芳香化合物的定义第一阶段:从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香化合物。
第二阶段:将苯和含有苯环的化合物称为芳香化合物。
第三阶段:将具有芳香特性的化合物称为芳香化合物。
芳香烃:含有苯环(包括苯和苯的衍生物)或者结构和苯不同,但性质与苯相似的一大类非苯芳香族化合物。
芳香烃单环芳烃—只含有一个苯环:多苯代脂烃:多环芳烃:联苯类:稠环芳烃:CH3HC CH2CHCHCH苯型芳香烃非苯型芳香烃:N N OH分类:一. 苯的结构1. Kekule式19世纪初, 人们发现了这种物质;1825年, 法拉第测定苯的经验式为CH;1833年, Mitcherlish确立苯的分子式为C6H6;此后, 人们对苯的物理性质和化学性质有较充分的认识实验事实:易取代,不易加成一取代产物只有一种邻位二取代产物只有一种疑问: 1. 根据分子式, 苯应是一个高度不饱和的烃, 应表现出不饱和烃的典型反应, 易加成, 而实验事实却相反, 为什么?2. 一取代产物只有一种, 说明6个H 等同.1865年, Kekule 首先提出苯的结构是C-C 链首尾相连的环状结构, 环中三个单键, 三个双键相间, 每个碳和一个氢相连。
这种结构6个H等同,一取代产物只有一种;HH H HH H 简写为:而邻位二取代产物A 中与两个取代基相连的两个碳之间是双键;B 中与两个取代基相连的两个碳之间是单键,故A 与B 是不同的。
A B Kekule 提出苯中的双键没有固定的位置,它在不停的摆动,因此不能分出两个邻二卤代物,实际上它们是等同的X X X X X X XXH2119.5kJ/mol3H2按Kekule式,应为119.5×3= 358.5kJ/mol实际ΔH=208.2kJ/molΔE=358.5-208.2=150.3kJ/mol疑问:1.苯比环己三烯稳定, Kekule不能解释;2.根据Kekule式, 苯是环己三烯结构的, 高度不饱和,为什么不易发生加成, 反而易取代呢?2. 苯的结构sp 2H H H H H H 近代化学键的电子理论指出:(1)苯环上所有原子都处在同一平面上;(2) 6个C 都是sp2杂化,每个碳都以3个sp2杂化轨道分别与2个C 和1个H 结合形成三个σ键;(3) 余下的6个p 轨道都垂直于此平面,相互平行,彼此侧面交叠形成一个封闭的大π键,使π电子高度离域,达到完全平均化,故苯环中6个C-C 键长完全相等,无单、双键之分。
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120º108pm140pm1.1.2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。
苯 芳香烃二、苯分子的结构1、最简式:CH2、分子式:C 6H 63、凯库勒式:或4、结构:平面正六边形结构,键角为120°芳香烃:分子里含有一个或多个苯环的碳氢化合物。
苯是最简单的芳香烃。
芳香化合物:含有苯环的有机物苯中不存在单双键,而是介于单键和双键之间的一种独特的键,由苯的结构可知,苯的化学性质也应该介于烷烃和烯烃之间。
三、苯的化学性质苯不被酸性KMnO 4溶液氧化,一般情况下也不能与溴发生加成反应,说明苯的化学性质比烯烃、炔烃稳定。
但在一定的条件下苯也能和某些物质反应。
1、氧化反应:可燃性:火焰明亮,有浓烟,因为它的含碳量高。
2、取代反应:苯分子中H 原子被别的原子或原子团取代 ①卤化反应: 苯与溴的反应:把苯和少量液溴(和溴水不反应,只是萃取)放在烧瓶里,同时加入少量铁屑作催化剂。
用带导管的瓶塞塞紧瓶口。
[实验原理]:[装置]: [注意]:·本反应用铁粉作催化剂,真正起催化作用的是溴化铁,Fe 立即与Br 2反应而成。
·长导管作用:导气,冷凝回流(反应放热且苯和溴都易挥发)导管末端放置于锥形瓶中液面上方,这是为了防止倒吸。
[现象]:·在导管口附近出现白雾(由HBr 遇水蒸气所形成)。
·反应完毕后,向锥形瓶的液体滴入AgNO 3溶液, 有浅黄色AgBr 沉淀生成。
·把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里,烧杯底部有褐色(过量的溴溶于溴苯中而形成)不溶于水的液体。
·通过除杂得到的纯溴苯为无色液体。
C CCCC CHHH HH+Br 2Br +HBr溴苯C 6H 6 +O 2CO 2+367.5H 2O 点燃[除杂]:先用水洗,再用NaOH 溶液洗,水洗,分液,干燥,蒸馏。
②硝化反应:苯分子中的H 原子被—NO 2所取代的反应在一个大试管里,先加入1.5mL 浓硝酸和2mL 浓硫酸,摇匀,冷却到50—60℃以下,然后慢慢滴入1mL 苯,不断摇动,使混合均匀,然后放在60℃的水浴中加热10min ,把混合物倒入另一个盛水的试管里。