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1、2022秋高中化學(xué) 第三章 有機(jī)化合物 3.2.2 來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料學(xué)案 新人教版必修2
學(xué)習(xí)目標(biāo)
了解苯的主要物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征、化學(xué)性質(zhì)。
學(xué)習(xí)過(guò)程
【科學(xué)探究1】
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)在一試管中倒入1 mL苯,觀察苯的顏色與狀態(tài),認(rèn)識(shí)苯在常溫下的顏色和狀態(tài)。
(2)再向試管中加入3 mL水,振蕩后靜置,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
(3)往另一支試管中加入2 mL酒精,振蕩后靜置,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
(4)苯放入冰水混合物中,觀察現(xiàn)象。
苯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一
實(shí)驗(yàn)二
實(shí)驗(yàn)三
實(shí)驗(yàn)四
1.苯的物
2、理性質(zhì): 色、 氣味的液體,易 ,密度比水 , 溶于水, 毒,是一種重要溶劑,沸點(diǎn):80.1 ℃易揮發(fā),熔點(diǎn):5.5 ℃,若用冰冷卻,可凝結(jié)成 色 體。?
【科學(xué)探究2】法拉第發(fā)現(xiàn)苯以后,法國(guó)化學(xué)家日拉爾立即對(duì)苯的組成進(jìn)行測(cè)定,他發(fā)現(xiàn)苯僅由碳、氫兩種元素組成,其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.3%,苯蒸氣的密度為同溫同壓下乙炔的3倍,你能確定苯的分子式嗎?它可能有哪些結(jié)構(gòu)式?
假設(shè)1:若分子內(nèi)有“碳碳雙鍵(或碳碳三鍵)”,能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢?通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證呢?
對(duì)于苯的分子式猜想的驗(yàn)證:
(1)試管中加入
3、2 mL苯,加入1 mL溴水,振蕩后靜置。
(2)試管中加入2 mL苯,滴幾滴酸性高錳酸鉀溶液,振蕩后靜置。
實(shí)驗(yàn)(1)現(xiàn)象: 。?
實(shí)驗(yàn)(2)現(xiàn)象: 。?
結(jié)合乙烯的知識(shí),你的假設(shè)與事實(shí)相符嗎?你的結(jié)論是什么?
假設(shè)2:若分子內(nèi)全部為“碳碳單鍵”,但1 mol苯能與3 mol H2發(fā)生加成反應(yīng),這又說(shuō)明了什么問(wèn)題?
2.苯的分子結(jié)構(gòu):
苯分子的6個(gè)碳原子之間的鍵 ,是一種介于 和 之間的 的鍵。苯分子具有 結(jié)構(gòu)。?
分子式 ,結(jié)構(gòu)式 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 或
4、 。?
3.苯的化學(xué)性質(zhì)
(1)氧化反應(yīng):
①苯 使酸性高錳酸鉀溶液褪色。?
②苯在空氣中燃燒,現(xiàn)象為 。?
化學(xué)方程式: 。?
(2)取代反應(yīng):
①與液溴取代:
化學(xué)方程式: 。?
此反應(yīng)用 作催化劑,溴苯是 色 (狀態(tài)),密度比水 ,可用 來(lái)檢驗(yàn)HBr,現(xiàn)象為 。?
②與硝酸取代(硝化反應(yīng)):
化學(xué)方程式: 。?
此反應(yīng)用 作催化劑。?
(3)加成反應(yīng):
苯與氫氣在 的催化下發(fā)生加成反應(yīng)。?
化學(xué)方程式為 。?
4.苯的用途
5、: 。?
5.苯的同系物:
(1)概念: 。?
(2)通式: (注意:苯環(huán)上的取代基必須是烷基。)?
(3)性質(zhì):①氧化反應(yīng):燃燒(甲苯和二甲苯能被酸性高錳酸鉀氧化)。
②取代反應(yīng)。
隨堂檢測(cè)
1.若將苯倒入盛有碘水的試管中,振蕩后靜置,現(xiàn)象是 ,說(shuō)明苯的密度比水 ,且 ;若將乒乓球碎片、食鹽固體分別加入盛有苯的試管中,振蕩后靜置,現(xiàn)象是 ,說(shuō)明苯是很好的 。將盛有苯的兩支試管分別插入100 ℃的沸水和0 ℃的冰水現(xiàn)象是 ,說(shuō)明苯的沸點(diǎn) ,熔點(diǎn) 。?
2.苯的
6、分子式是 ,按照我們學(xué)習(xí)烷烴、乙烯的經(jīng)驗(yàn),且碳原子間還會(huì)形成—C≡C—的信息,苯分子比與它碳原子數(shù)相同的烷烴少 個(gè)氫原子,因而其分子中可能含 個(gè)雙鍵,或可能含 個(gè)三鍵,或可能含個(gè) 雙鍵和 個(gè)三鍵,或可能含1個(gè)環(huán)和 個(gè)雙鍵等。這些結(jié)構(gòu)式都顯示苯應(yīng)該具有不飽和烴的性質(zhì),但實(shí)驗(yàn)表明苯與酸性高錳酸鉀溶液和溴水都不反應(yīng),這說(shuō)明苯分子里不存在 。?
3.下列反應(yīng)中能說(shuō)明苯具有不飽和結(jié)構(gòu)的是( )
A.燃燒 B.取代反應(yīng)
C.加成反應(yīng) D.分解反應(yīng)
4.將苯分子中的一個(gè)碳原子換成一個(gè)氮原子,得到一種類似苯環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有機(jī)物,此有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為(
7、)
A.78 B.79 C.80 D.81
5.向苯中滴入溴水的現(xiàn)象是 ,原因是 。?
6.某學(xué)生用如圖所示裝置證明溴和苯的反應(yīng)是取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)檢查裝置氣密性,然后向燒瓶中加入一定量的苯和液溴。
(2)向錐形瓶中加入某溶液適量,小試管中加入CCl4,并將右邊的長(zhǎng)導(dǎo)管口浸入CCl4液面下。
(3)將A裝置中的純鐵絲小心向下插入混合液中。
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
①裝置B的錐形瓶中小試管內(nèi)CCl4的作用是 ;小試管外的液體是(填名稱) ,其作用是 。?
②反應(yīng)后,向錐形瓶中滴加(填化學(xué)式) 溶液
8、,現(xiàn)象是 ,其作用是 。?
7.實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的主要步驟如下:
①配制一定比例的濃硫酸與濃硝酸的混合酸,加入反應(yīng)器中。
②向室溫下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振蕩,混合均勻。
③在50~60 ℃下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束。
④除去混合酸后,粗產(chǎn)品依次用H2O和5%NaOH溶液洗滌,最后再用H2O洗滌。
⑤將無(wú)水CaCl2干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸餾,得到純硝基苯。
填寫(xiě)下列空白:
(1)配制一定比例濃硫酸與濃硝酸混合酸時(shí),操作注意事項(xiàng)是 ;?
(2)步驟③中,為了使反應(yīng)在50~60 ℃下進(jìn)行,可采
9、用的方法是 ;?
(3)步驟④中洗滌、分離粗硝基苯應(yīng)使用的儀器是 ;?
(4)步驟④中粗產(chǎn)品用5%NaOH溶液洗滌的目的是 ;?
(5)純硝基苯是無(wú)色,密度比水 (填“大”或“小”),具有苦杏仁氣味的 。?
8.實(shí)驗(yàn)探究:通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的驗(yàn)證與討論,認(rèn)識(shí)苯的結(jié)構(gòu)式。
(1)提出假設(shè):從苯的分子式看,C6H6具有不飽和性;從苯的凱庫(kù)勒式看,分子中含有碳碳雙鍵,所以,苯一定能使 褪色。?
(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:
①苯不能使 褪色。?
②經(jīng)科學(xué)測(cè)定,苯分子里6個(gè)碳原子之間的鍵 (填“相同”或“不相同”);6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子都在同一
10、 上。?
(3)結(jié)論:苯的凱庫(kù)勒式中的雙鍵跟烯烴中的雙鍵 ,苯的性質(zhì)沒(méi)有表現(xiàn)出不飽和性,反而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,說(shuō)明苯分子 (填“同于”或“不同于”)一般的碳碳單、雙鍵交替的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。?
(4)應(yīng)用:為了表示苯分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式用 表示,用凱庫(kù)勒式表示苯分子的結(jié)構(gòu)是不確切的。?
參考答案
學(xué)習(xí)過(guò)程
【科學(xué)探究1】
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一
無(wú)色,有特殊芳香氣味的液體
苯是無(wú)色,有特殊芳香氣味的液體
實(shí)驗(yàn)二
液體分層,水層在下層
苯不溶于水,密度比水小
實(shí)驗(yàn)三
液體不分層
易溶于有機(jī)溶劑
實(shí)驗(yàn)四
有晶體析出
苯的熔點(diǎn)低
1.無(wú)
11、 有特殊芳香 揮發(fā) 小 難 有 無(wú) 晶
【科學(xué)探究2】 C6H6 CH≡C—CH2—CH2—C≡CH
CH2CCH—CHCCH2
CH2CH—CHCH—C≡CH
CH3—C≡C—C≡C—CH3
……
假設(shè)1:溴水分兩層,上層橙紅色,下層無(wú)色。
溶液不褪色。
苯分子中無(wú)碳碳雙鍵、碳碳三鍵。
假設(shè)2:苯是不飽和烴。
2.完全相同 單鍵 雙鍵 獨(dú)特 平面正六邊形 C6H6
3.(1)①不能?、诿髁恋幕鹧?、濃煙 2C6H6+15O212CO2+6H2O
(2)①+Br2 溴化鐵 無(wú) 液體 大 硝酸銀溶液 有淡黃色沉淀生成
②+HNO3 濃硫酸
(3)鎳 +3H2
12、4.苯在工業(yè)上用途很廣,接觸的行業(yè)主要有染料工業(yè),用于農(nóng)藥生產(chǎn)及香料制作的原料等,苯又作為溶劑和黏合劑用于造漆、噴漆、制藥、制鞋及苯加工業(yè)、家具制造業(yè)等。但因?yàn)槠溆卸?要注意安全使用
5.(1)具有苯環(huán)(1個(gè))結(jié)構(gòu),且在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)物
(2)CnH2n-6(n≥6)
隨堂檢測(cè)
1.液體分層,上層為紫紅色,下層為無(wú)色 小 不溶于水 乒乓球碎片溶解于苯,而食鹽不溶 有機(jī)溶劑 插入沸水中的苯沸騰,插入冰水中的苯則凝結(jié)成無(wú)色晶體 低于100 ℃ 高于0 ℃
2.C6H6 8 4 2 2 1 3 典型的碳碳雙鍵和碳碳三鍵(或不飽和碳碳鍵)
3.C
4.B
5.溴水分兩層,上層橙紅色,下層無(wú)色 苯能萃取溴水中的溴
6.①吸收揮發(fā)出的Br2蒸氣 水 吸收反應(yīng)生成的HBr氣體
②AgNO3 生成淡黃色沉淀 檢驗(yàn)Br-
7.(1)先將濃硝酸注入容器中,再慢慢注入濃硫酸,并及時(shí)攪拌和冷卻
(2)將反應(yīng)器放在盛有50~60 ℃(或回答60 ℃)水的燒杯中,水浴加熱
(3)分液漏斗
(4)除去粗產(chǎn)品中殘留的酸(或回答除去殘留的硝酸、硫酸)
(5)大 油狀液體
8.(1)酸性KMnO4溶液(或溴水) (2)①酸性KMnO4溶液(或溴水)?、谙嗤∑矫妗?3)不同 不同于 (4)