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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。
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。
认识碳氢化合物的多样性知识梳理——苯和芳香烃考纲要求：1．知道苯的物理性质2．理解苯的分子结构，苯分子中碳碳键的特点，从结构上理解苯的化学性质与烷烃、烯烃的异同。
3．理解苯的化学性质，苯的溴代实验(知道有机化学实验中的冷凝回流)，苯的硝化(知道水浴加热及作用) 4．理解苯的同系物。
苯与苯的同系物在化学性质方面的异同(甲苯的硝化反应)。
在苯的同系物分子中，苯环与侧链之间的相互影响。
5．知道甲苯、二甲苯、乙苯等比较简单的苯的同系物的结构和命名。
知识梳理：一、芳香烃简介在有机化学发展初期，研究得较多的是开链的脂肪族化合物。
当时发现从香树脂、香料油等天然产物中得到的一些化合物，在性质上和脂肪族化合物有显著的差异。
它们的碳氢含量比（C/H）都高于脂肪族化合物，从组成上看来，它们是高度不饱和的化合物，但是它们却不容易起加成反应，而容易起饱和化合物所特有的取代反应。
由于当时还不知道它们的结构，就根据其中许多化合物有香气这一特征，总称为芳香族化合物，现在的认识是分子中含有苯环的有机物称芳香族化合物。
芳香族化合物中的碳氢化合物就叫芳香烃。
苯芳香烃包括苯的同系物稠环芳烃二、苯1.苯的表示方法：A.化学式：C6H6, 结构式：; 结构简式：或；最简式：CH。
(碳碳或碳氢)键角：120°，键长：1.4×10–10 m[苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键(1.54×10–10 m)和碳碳双键(1.33×10–10 m)之间的特殊的共价键]。
2.苯的物理性质①无色带有特殊气味的液体②比水轻(ρ = 0.87g/cm3)③难溶于水④熔沸点不高沸点80.1℃,熔点5.5℃(故具有挥发性)3. A. 燃烧反应2C 6H 6(l) + 15O2(g)→12CO 2(g) + 6H 2O(l) +6520 kJ 火焰明亮，伴有浓烟。
不能使酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去, 从这个意义上讲, 苯难氧化.B. 取代反应 (1)溴取代苯跟溴的反应：①反应物：苯跟液溴(不能用溴水); ②反应条件：Fe 作催化剂；温度(该反应是放热反应，常温下即可进行); ③主要生成物：溴苯(无色比水重的油状液体, 实验室制得的溴苯由于溶解了溴而显褐色)按上页右图装置, 在具支试管中加入铁丝球, 把苯和溴以4 : 1 (体积比)混和, 在分液漏斗里加入3～4 mL 混合液，双球吸收管中注入CCl 4液体(用于吸收反应中逸出的溴蒸气), 导管通入盛有AgNO 3溶液的试管里, 开启分液漏斗活塞，逐滴加入苯和溴的混合液，观察现象. 反应完毕, 取下漏斗, 将反应后的混合液注入3mol/L 的NaOH 溶液中, 充分搅拌, 将混合液注入分液漏斗, 分液取下层液体——即溴苯.本页右图（也是溴取代反应装置）问题和答案1. 长导管的作用是什么？（用于导气和冷凝回流气体。
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）【板书】一：苯的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。
苯的沸点是80.1 C ，熔点是5.5 C。
用冰冷却，苯凝结成无色的晶体。
【讲述】发现苯后，经过法国化学家日拉尔等人的精确测定，发现这种液体的相对分子质量为78，而含碳量却高达92.3%，请学生计算该物质的分子式。
解析：78X92.3%÷12=678X（1—92.3%）÷1=6所以苯的分子式为C6H6。
【设问】苯的分子式为C6H6。
我们可以看到苯比同数碳原子的烷烃C6H14少了很多氢原子，那么苯的结构是怎样的呢？其中的碳原子怎样达到八电子的稳定结构呢？【提示】根据碳的“四价学说”和烯烃、炔烃的知识，让学生讨论、书写苯的结构式。
【学生讨论】讨论后写出可能的结构简式。
【教师总结并投影】（边投影边讲述）A．CH≡C—CH2—C≡CHB．CH3—C≡C—C≡C—CH3C．CH2=CH—CH=CH—C≡ CHD．H≡C—CH—C≡CH【教师设问】若苯分子为上述结构之一，则其应具有什么重要化学性质？可设计怎样的实验来证明？【学生讨论设计实验方案】①能否可使溴水褪色（发生加成反应）？②能否可使酸性高锰钾溶液褪色（发生氧化反应）？【实验四】取两支试管，分盛1mL苯，各取0.5mL KMnO4 (H＋)和溴水，振荡，观察现象。
【讲述】往苯中加入酸性高锰酸钾溶液，紫红色不褪，往苯中加入溴水，由于发生萃取而使溴转移至苯层中，故苯层显橙红色。
通过这个实验我们可以确定在苯中并不存在碳碳双键或碳碳叁键，那么苯分子到底是怎么的结构呢？【讲述】下面我们来探讨一下苯的分子结构。
【板书】二、苯分子的结构1、分子式：C6H6这在19世纪是个很大的化学之谜，德国化学家凯库勒就是由于揭开了这个谜而名垂青史的。
【讲述】凯库勒是德国化学家。
19世纪中期，随着石油、炼焦工业的迅速发展，有一种叫做“苯”的有机物的结构成了许多化学家面临的一个新的难题，凯库勒就是其中的化学家之一。
为了探求谜底，他每天只睡三四个小时，工作起来就忘记了休息，黑板、地板、笔记本，甚至是墙壁上，到处都是他写下的化学结构式，但一直没有什么结果。
一天，困顿至极的凯库勒，恍惚见到一条首尾相衔的蛇在眼前飞舞，心神领会中一下悟到了苯的结构式。
他事后叙述了这段梦境：“事情进行得不顺利，我的心想着别的事了。
我把坐椅转向炉边，进入半睡眠状态。
原子在我眼前飞动：长长的队伍，变化多姿，靠近了，连接起来了，一个个扭动着回转着，像蛇一样。
看，那是什么？一条蛇咬住了自己的尾巴，在我眼前旋转。
我如从电掣中惊醒。
那晚我为这个假说的结果工作了一整夜。
”在德国化学会成立25周年庆祝大会上，凯库勒报告了自己发现的经过，开玩笑地对人们说：“先生们，让我们学会做梦吧！”长时间的准备，严密的逻辑思考，山穷水复疑无路时，梦寐以求的结果戏剧性地得到了突破。
所谓积之于平时，得之于顷刻，正是灵感对艰苦劳动的一种奖赏。
【说明】凯库勒发现苯分子有环状结构的经过，带有传奇般的色彩，据凯库勒本人介绍，那是他在梦中发现的。
应该指出，凯库勒能够从梦中得到启发，成功地提出重要的结构学说，并不是偶然的，这与他本人具有广博而精深的化学知识、勤奋钻研的品质和执着追求的科学态度分不开的。
接下来让我们从运用并简写为作为苯的结构简式称为凯库勒式。
为了解释这一结构与某些实验事实的矛盾，凯库勒又提出了补充假说：苯分子中碳碳单键与双键不是固定的，而是以一定的频率快速交替出现：【ppt演示】苯分子比例模型。
【讲述】苯的结构特点：苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键。
下面我们来归纳一下苯分子的结构。
【板书】2、苯分子结构－－－平面正六边形结构（独特的键）结构式：结构简式：或【说明】苯环上碳碳间的键是介于单键和双键之间的独特的键。
6个碳原子各以1个电子共同形成这种6个碳原子之间的键。
为了表示苯分子这一结构特点，现代化学常用结构简式表示苯。
在有机化合物中，有很多分子里含有一个或多个苯环的碳氢化合物，这样的化合物属于芳香烃，简称芳烃。
苯是最简单、最基本的芳烃。
【讲述】根据结构决定性质，既然苯中的碳碳键是一种独特的键，那么它的化学性质也有其特殊性。
【板书】三、苯的化学性质结合实验的现象书写方程式并讨论现象。
1、苯的氧化反应(1)2C6H6+15O212CO2 +6H2O(2)不能被酸性高锰酸钾溶液氧化[动画演示]苯与液溴反应的实验 2、苯的取代反应 (1)溴代反应观察产物的性质。
(2)硝化反应 观察产物的性质。
讨论水浴加热的优点和长导管的作用。
[动画演示]苯与氢气反应的微观动画[提问]是加成反应吗？能写出其化学反应方程式吗？动笔写写看。
[板书]3、苯的加成反应+ 3H 2[说明]苯的特殊结构决定了苯的特殊的化学性质：既像烷烃一样可以取代，又像烯烃一样可以加成。
【小结】1、苯分子的结构2、苯的化学性质：苯的溴代、硝化、加成等。
【随堂练习】1、下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是 A 、苯是无色带有特殊气味的液体B 、常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体C 、苯在一定条件下能与溴发生取代反应D 、苯不具有典型的双键所应具有的加成反应，故不可能发生加成反应 2、下列关于苯分子结构的说法中，错误的是（ ）A 、各原子均位于同一平面上，6个碳原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构。
B 、苯环中含有3个C-C 单键，3个C=C 双键 C 、苯环中碳碳键的键长介于C-C 和C=C 之间D 、苯分子中各个键角都为120o3、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 、苯的间位二溴代物只有一种 C 、苯的对位二溴代物只有一种 D 、苯的邻位二溴代物只有一种 【附】板书设计：第五节 苯 芳香烃 第一课时一、苯的物理性质 二、苯分子的结构 1、 分子式：C 6H 6△2、 结构式：结构简式：3、结构特点：（1）苯分子是平面六边形的稳定结构；（2）苯分子中碳碳之间的键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种独特的键； （3）苯分子中六个碳原子等效，六个氢原子等效 三、苯的化学性质 1、苯的氧化反应 (1)2C 6H 6+15O 212CO 2 +6H 2O(2)不能被酸性高锰酸钾溶液氧化[动画演示]苯与液溴反应的实验 2、苯的取代反应 (1)溴代反应(2)硝化反应 3、苯的加成反应+ 3H 2【小结】1、苯分子的结构2、苯的化学性质：苯的溴代、硝化、加成等。
【教学反思】本节课的前三个环节设计基本按照“提出问题→分析问题提出科学假说→实验探究结合信息资料→解决问题、归纳总结”的线索进行实际教学，激发学生的学习兴趣，学生始终处于思维活跃的状态，探究意识非常强烈，学生的观察能力、逻辑思维能力和实验能力都得到了较好的训练，培养了学生以实验事实为依据、严谨求实、敢于创新的科学精神。
由于学生有机知识储备还不足，整体思维能力还不够强，所以提出的假说、设想不够全面大胆，分析一些问题也不够严谨；但学生在被要求课后查阅资料方面准备是非常充分的，学生查到的内容相当丰富，在课堂上学生参与讨论的积极性是也非常高的，这些都反映出学生强烈的求知欲和巨大的学习热情。
所以在以后的课堂教学中，教师还是应坚持注重发挥教师的主导和学生的主体作用，认真扮演好倾听者和引导者的角色，让学生充分思考、讨论交流，使学生真正成为课堂的主人。
△附录：本节课信息化教学资源的应用方式和作用。
