第五节 苯 芳香烃
●教学目的：
1、使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的主要化学性质。 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。
●教学重点：苯的主要化学性质以及与分子结构的关系，苯的同系物的主要化学性质。 ●教学难点：苯的化学性质与分子结构的关系。 ●教学方法：探索推理，实验验证 教学过程： [引入]
前面我们已经学习了三大类有机物：烷烃、烯烃、炔烃。今天我们开始学习另一大类有机物——芳香烃，它的代表物是苯。那么苯是怎样被发现的呢？
以前人们在没有使用电灯前用的是煤油灯，而且是用塑料桶装的，每次煤油用完了之后，桶底都留有一种油状物质，人们不知道这是什么。著名科学家法拉第及法国的日拉尔等化学家对此进行研究，用了五年的时间终于发现和提出了这种油状物质，它就是苯。 [展示实物苯]
一、苯的物理性质 色 无色 态 液体 气味 特殊气味且有毒 熔沸点（极易挥发） 熔点为5.5℃ 沸点为80.1℃ 水溶性（演示） 不溶于水，且密度比水小 可溶于酒精等有机溶剂 苯也是重要的有机溶剂
二、苯分子的结构
当法拉第提炼出苯后，化学家们就对苯的成分进行了研究，发现它可以燃烧，且生成物为CO2和H2O，于是确定苯由C、H元素组成。后又通过实验数据得出了苯中C%=12/13，H%=1/13，即得出C、H个数比为1：1，即最简式为CH。最后人们还发现1mol苯的质量刚好是3mol乙炔的质量，由此确定苯的摩尔质量为78g/mol，于是推出苯的分子式：C6H6
接下来的任务是研究苯的分子结构，为此，化学家们进行了很多实验，假设，探索。 首先，根据分子式C6H6，不符合饱和结构CnH2n+2（不饱和度为4），肯定苯是高度不饱和结构。根据当时的“有机物分子呈链状结构”来假设：
等等
若是以上结构，则都将能发生氧化反应，会使酸性KMnO4溶液褪色。 [实验] 1、取1苯于试管中，加入2酸性KMnO4溶液，振荡。
2、取1苯于试管中，加入2溴水，振荡。
[现象] 苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。（苯在溴水中发生萃取现象）于是推翻以上假设。
一时，苯的结构式问题成了令科学家们一筹莫展的难题，也逼迫链状结构理论的提出者——36岁的德国化学家凯库勒不得不对自己的工作进行反思。 一个冬天的夜里，凯库勒坐在书桌前思考苯的结构，他画了很多图，然而百思不得其解，他只好停笔，煨着火炉休息，他面对炉中飘忽不定的火苗陷入了沉思，不知不觉进入了梦乡，朦胧之中凯库勒仿佛觉得有一些碳原子在自己面前跳起舞来，高贵优雅，突然间这些碳原子
变成了一条条凶猛的毒蛇，在火焰中翻滚，一会儿又卷曲起来，最后凶猛的毒蛇相互撕咬起来，一条条的咬住了对方的尾巴，形成了首尾相连的环状，不停地旋转起来。凯库勒猛然惊醒，根据梦中得到的启示，他迅速画起了一个封闭式的结构，认为苯就是存在一个大环。 事实上，后来，人们发现苯分子可以和H2反应，且产物为饱和的C6H12，还是有一个不饱和度，说明苯中确实存在一个环。
为了满足C的4个价键饱和结构及苯的不饱和性，凯库勒决定用 来表示苯的结构，这就是我们现在所说的“凯库勒式”
但后来进一步研究，测得苯分子中所有碳碳键键长都相等（1.4×10-10m），得出苯的结构为平面正六边型。
于是发现“凯库勒”式还存在一定的缺陷：既然苯分子中有三个双键三个单键，那么它应该可以发生加成反应，可使酸性KMnO4溶液褪色，但实际上苯的化学性质比较稳定。既然有单双键，那么很明显它的所有碳碳键长就不应该相等。如何解决“凯库勒”式的这些问题呢？
人们继续研究，终于发现苯中其实存在一个大π键，导致每个键相同，都成了一种介于单键和双键之间的一种独特的键，因此它真实的结构我们又用 来表示。不过现在我们仍习惯用“凯库勒”式，虽然它并不能代表苯的真正结构，因此在使用时不能认为它是单双交替。 1、最简式：CH 2、分子式：C6H6
3、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。
[过渡]既然苯中不存在单双键，而是介于单键和双键之间的一种独特的键，那么由苯的结构可知，苯的化学性质也应该介于烷烃和烯烃之间。
HCHCCCCHHCHHHCHCCCCHHCHH三、苯的化学性质
苯不被酸性KMnO4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：
点燃+7.5O2CH 666CO2+3H2O可燃性：
[实验演示]现象：和烷烃、烯烃相比，它的火焰明亮，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]：
Fe +Br2Br+HBr,无水
溴苯[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Br2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AgNO3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。
[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—NO2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。
浓硫酸[实验原理]： NO2+H2O+HONO2
硝基苯
[强调]：注意书写有机物时的连接顺序 [装置]：
[注意]·混酸的配制：浓硫酸慢慢加到浓硝酸中
·苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热至55℃—60℃，为了 便于控制温度，可采用水浴加热的方式，温度计水银球 浸入水浴中。
·浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂
·硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色的油状液体，密度比水大，有毒（与皮肤接触或蒸汽被人体吸收，都能引起中毒），是制造染料的重要原料。
③磺化反应：
苯和浓硫酸共热到70—80℃，就会反应。在这个反应里，苯分子里的H原子被硫酸分子里的磺酸基（—SO3H）所取代而生成苯磺酸，这种反应叫磺化反应。 [反应原理]
SO3H+H2O+HOSO3H
苯磺酸
[强调]·注意书写有机物时的连接顺序
·浓硫酸是反应物
·生成的苯磺酸水溶液呈酸性
虽不具有典型双键所应有的加成反应性能，但特殊情况下仍能起加成反应。 3、加成反应：
催化剂+3H2①催化加氢：在镍催化剂存在下和180—250℃时：
Cl②光化加氯：生成六六六农药
紫外线ClCl+3Cl2
ClCl
四、苯的用途
Cl重要化工原料：生产合成纤维，合成橡胶，塑料，农药，医药，染料，香料等。苯从石油工业获得。
五、苯的同系物
芳香烃分为单环芳烃、多环芳烃、和稠环芳烃（萘、蒽、菲）。
(完整版)芳香烃的知识点总结
