【化学教案】《苯的结构与化学性质》(新人教版选修5)

第二章 烃和卤代烃

第二节 芳香烃

第1课时 苯的结构与化学性质

●新知导学

1．苯的分子结构

平面正六边形 同一平面 完全相等 碳碳单键 碳碳双键

2

3

火焰明亮，带有浓烟 2C 6H 6＋15O 2――→点燃

12CO 2＋6H 2O

●自主探究

1.烷烃和苯都能与卤素发生取代反应，请思考它们的条件有何异同？

提示：相同点是都必须和纯卤素单质反应，而不能是卤素单质的水溶液；不同点就是反应条件：烷烃和卤素单质发生取代反应的条件是光照，苯需要Fe(实质是卤化铁)作催化剂。

2.如何证明苯的分子结构中碳碳间不是单双键交替？

提示：苯不能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO 4溶液褪色，苯的邻位二元取代物只有一种。

苯的独特结构

●教材点拨

1.苯的分子式

苯的分子式为C 6H 6，是一种高度不饱和烃。

2.苯的分子结构

苯分子是一种平面正六边形结构的非极性分子，六个碳原子和六个氢原子位于同一平面上。

3.苯分子中的化学键

分子中不存在碳碳单键，也不存在碳碳双键，而是一种介于单键和双键之间的独特的共价键。

●典例透析

苯环结构中不存在碳碳单、双键的交替结构，下列可以作为证据的事实是( )

①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色②苯不能使溴水因发生化学反应而褪色③苯在加热和有催化剂存在的条件下能还原成环己烷④苯中碳碳键的键长完全相等

⑤邻二氯苯只有一种⑥间二氯苯只有一种

A．①②B．①⑤ C．③④⑤⑥D．①②④⑤

【解析】本题考查苯分子结构的证明方法。应抓住单双键性质的不同进行对比思考。如果苯中存在交替的单双键结构，则会出现下列几种情况：①因为含单个的C—C双键，具有烯烃的性质，则既能使溴水褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色；②苯环中C—C单键和C—C

双键键长不可能相等；③邻二氯苯会有两种，即和。而题中③和⑥的性质不管苯环中单、双键是否有交替，结果都一样。

【答案】D【点评】利用对比法，找出异同点，再进行判断。该方法在化学中应用很多，如结构的对比、性质的对比、反应条件不同造成产物不同的对比等，注意相同点和不同点。

●变式训练

1.(2014·经典习题选萃)下列说法中能说明苯不是单、双键交替结构的是( )

A．苯的一溴代物无同分异构体

B．苯的间二溴代物无同分异构体

C．苯的对二溴代物无同分异构体

D．苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色

解析：如果苯分子中是单、双键交替的话，它能与溴水发生加成反应，能使酸性高锰酸钾溶液褪色；不管苯环中单、双键是否有交替，其一溴代物、对位二溴代物，间位二溴代物都无同分异构体。答案：D

苯的化学性质

●教材点拨

1.苯的化学性质

(1)苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色，由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大差别。

(2)苯在催化剂作用下与液溴发生取代反应，说明苯具有烷烃的性质。

(3)苯又能与H2和Cl2分别在催化剂作用下发生加成反应，说明苯具有烯烃的性质。

总之，苯易发生取代反应，能发生加成反应，难被氧化(燃烧除外)，其化学性质不同于烷烃、烯烃。

2.苯分子的结构与性质的关系

(1)苯分子中的所有碳碳键的键长、键能、键角都相同，是一个平面结构。

(2)现在教材仍然在用凯库勒式()来表示苯，但要注意的是不能将其结构简单理解成是单、双键交替的结构，我们可从以下几个方面来证实：

①苯分子是一个平面正六边形的结构，既然是正六边形，所以所有的碳碳键的键长都是相等的；

②将苯加入到溴水中不会因反应而褪色；

③将苯加入到酸性高锰酸钾溶液中时溶液不褪色；

④如果苯分子为单、双键交替排列的结构，邻二氯取代物应有2种：和。而事实上苯的邻二氯取代物只有1种，说明苯分子中的碳碳键是完全相同的，邻二甲苯只有

一种。

提示：由于苯分子里不存在一般的碳碳双键和单键，而是一种介于单键和双键之间的独特的键，因此苯既有与烷烃相似的化学性质——取代反应，又有与烯烃相似的化学性质——加成反应；而又不同于烷烃的取代反应，如反应条件等，也不同于烯烃的加成反应，如苯不与溴水发生加成反应。

●典例透析

(2014·重庆市高三抽测一)下列关于苯的叙述正确的是( )

A．反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层

B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟

C．反应③为取代反应，只生成一种产物

D．反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为苯分子含有3个碳碳双键【解析】本题考查苯的性质，考查考生知识运用能力。难度较小。

A项，反应①是苯的卤代反应，生成的溴苯不溶于水，密度比水大，故在下层；B项，反应②为苯的燃烧反应，因其含碳量高，故燃烧时伴有浓烟；C项，反应③为苯的硝化反应，属于取代反应，得到硝基苯和水；D项，反应④是苯的加成反应，但苯中不含有碳碳双键，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。【答案】 B

●变式训练

2．某化学课外小组用如图所示的装置制取溴苯。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_________________________。

(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________________________________，写出有关反应的化学方程式：___________________________。

(4)C中盛放CCl4的作用是____________________。

(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AgNO3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__________。

解析：(1)A中发生的反应为：。

(2)该反应放热使溶液沸腾，同时使溴挥发产生大量红棕色气体。

(3)制出的溴苯中溶解有溴，充分振荡有利于反应除去溴：2NaOH＋Br2===NaBr＋NaBrO ＋H2O。

(4)由于HBr中含有溴蒸气，所以CCl4有利于溶解溴而吸收。