苯的发现 |
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1825年,英国科学家法拉第从生产煤气的原料中得到一种有特殊气味的液体,它的沸点是80.1摄氏度,在冰中能凝固,其凝固点为5.5摄氏度。随后的研究发现,这种被法拉第称为苯的液体分子式为C6H6。 |
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动手空间 |
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根据苯的分子式,你能写出其结构式吗?(自己动手试一下) |
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【学一学】 |
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苯结构的发现还有一段历史呢? |
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科学家愤怒了,居然他已经在稿纸上画了几十个苯的结构,但没有一个令人满意,他将所有的稿纸扔进了壁炉,然后就在温暖的壁炉前睡着了。 然而,苯的6个C连成的链像条蛇一样侵袭着他的梦。突然,蛇也愤怒了,它咬住了自己的尾巴不放。科学家被惊醒了,同时他意识到这就是苯的结构,6个C原子首尾相连成一环状结构,简写为。这就是著名的凯库勒结构。后来,有机化学家根据6个C原子高度对称的原则,将苯写成,这更符合事实。 知道了苯的结构,再结合我们已经学过的烷、烯的化学性质,你可能会推断由于苯环中既有单键,又有双键,它可能会使溴水和酸性溶液褪色,是否是这样呢?我们做下面的实验验证一下:
从上面的实验中,我们看到苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯环并不是简单的由单键和双键交替构成的,而是一种介于单键和双键之间的独特的键。那么苯既有饱和烃 ( 烷烃 ) 的性质又有不饱和烃 ( 烯、炔烃 ) 的性质。苯既能发生取代反应 ( 易 ) 又能发生加成反应 ( 难 ) 。 |
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氧化反应 |
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苯在空气中燃烧,生成二氧化碳和水。
想一想,为什么苯燃烧时会有明亮的带有浓烟的火焰呢? |
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取代反应 |
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(1)苯与溴的反应 苯不能使溴水褪色,但能与液溴在有催化剂存在时发生反应,苯环上的氢原子被溴原子取代。 |
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你能描述生成物溴苯的颜色、状态吗?它的密度比水大还是小? 反应的化学方程式是: (2)苯的硝化反应 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热至55℃~60℃发生反应,苯环上的氢原子被硝基取代,生成硝基苯。
反应的化学方程式是: |
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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。硝基苯有毒,是制造染料的重要原料。 |
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加成反应 |
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在紫外线照射下,苯可以与氯气发生加成反应,生成六氯环己烷,俗称“六六六”。
反应的化学方程式是: |
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作为“农药”时叫“ 六六六 ”,常施与蔬果等作物。有毒,然而易残留。不仅残留在蔬果上的农药会对人造成危害,残留在土壤中也会影响后一年作物的生长。 |
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【练一练】 |
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1.与饱和链烃、不饱和链烃相比,苯的独特性质具体来说是( ) A.难氧化,易加成,难取代 B.易取代、能加成、难氧化 C.易氧化,易加成,难取代 D.因是单双键交替结构,故易加成为环己烷 2.除去溴苯中少量溴的方法是( ) A.加入苯使之反应 B.加入KI溶液 C.加入较大量溶液后静置分液 D.加入较大量的萃取静置后分液 3.以下叙述中,科学家与其重大发现相符合的是( ) A.凯库勤提出苯分子结构学说 B.拉瓦锡发现氮气 C.道尔顿首先提出分子的概念 D.阿伏加德罗提出近代原子学说 4.实验室用如图所示的装置进行苯与溴反应的实验:
⑴由分液漏斗往烧瓶中滴加苯与溴混合的液时,可看到的现象是:_____________________; ⑵写出烧瓶中反应的化学方程式:___________________________________________; ⑶烧瓶中连接一个倒置漏斗,其作用是:____________________________________; ⑷装置B的作用是________________________,目的是__________________________; ⑸反应完毕,把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯中,现象是_____________________; ⑹提纯粗溴苯的方法是______________________________。纯净的溴苯是_________色,密度比水___________的油状液体。 5.实验室制备硝基苯装置如图所示,主要步骤如下: ①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸,加入反应器中。 ②向室温下的混合酸中,逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀。 ③在50~60℃下发生反应,直至反应结束。 ④除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤。 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯。 填写下列空白: ⑴配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时,操作注意事项是:____; ⑵步骤③中,为了使反应在50~60℃下进行,常用的方法是:______; ⑶步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是_______________; ⑷步骤④中粗新产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是:____________ ⑸纯硝基苯是无色、密度比水__________(填空“大”或“小”),具有_______气味的油状液体。 参考答案: 1. B 2. C 3. A 4.分析:实验制取溴苯,由于生成的溴苯的沸点比反应物的沸点高,一般在制备的时候会采用冷凝回流装置,在本实验中导气管的长度再长些就好了。四氯化碳的采用一般利用“相似相溶”原理,易吸收非极性分子,故可吸收苯与溴,从而得到纯净的HBr。 答案:⑴剧烈反应,产生气泡并有红棕色蒸气; ⑵3Br2 + 2Fe = 2FeBr3
⑶防倒吸。 ⑷除HBr中溴蒸气及苯蒸气。证明反应中有HBr产生,从而说明溴与苯发生了取代反应。 ⑸液体分为两层,下层是褐色油状液体。 ⑹加入NaOH溶液,振荡,分液;无;大。 5.分析:硝基苯合成的反应温度应50~60℃之间,低于50℃难于发生硝化反应,高于60℃时,又会深度硝化,得到间—二硝基苯,导至实验失败,所以,要用水浴加热,并把温度计置于水浴中,当水浴温度达到60℃时,停止加热,当水浴温度低于50℃时,用酒精灯加热,这样,有利于控制苯与混合酸进行硝化反应的温度,确保实验的成功。 答案:⑴先将浓硝酸注入容器中,再慢慢沿容器内壁注入浓硫酸,并及时搅拌和冷却; ⑵将反应器放在50~60℃的水浴中加热; ⑶分液漏斗; ⑷除去粗产品中残留的混合酸; ⑸大,苦杏仁油。 |
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