高二化學芳香烴知識點
高二化學芳香烴知識點
芳香烴,通常指分子中含有苯環(huán)結構的碳氫化合物。接下來學習啦小編為你整理了高二化學芳香烴知識點,一起來看看吧。
高二化學芳香烴知識點
1、親電取代反應
芳香烴圖冊主要包含五個方面:鹵代:與鹵素及鐵粉或相應的三鹵化鐵存在的條件下,可以發(fā)生苯環(huán)上的H被取代的反應。鹵素的反應活性為:F>Cl>Br>I不同的苯的衍生物發(fā)生的活性是:烷基苯>苯>苯環(huán)上有吸電子基的衍生物。
烷基苯發(fā)生鹵代的時候,如果是上述催化劑,可發(fā)生苯環(huán)上H取代的反應;如在光照條件下,可發(fā)生側鏈上的H被取代的反應。
應用:鑒別。(溴水或溴的四氯化碳溶液)如:鑒別:苯、己烷、苯乙烯。(答案:step1:溴水;step2:溴水、Fe粉)。
硝化:與濃硫酸及濃硝酸(混酸)存在的條件下,在水浴溫度為55攝氏度至60攝氏度范圍內(nèi),可向苯環(huán)上引入硝基,生成硝基苯。不同化合物發(fā)生硝化的速度同上。
磺化:與濃硫酸發(fā)生的反應,可向苯環(huán)引入磺酸基。該反應是個可逆的反應。在酸性水溶液中,磺酸基可脫離,故可用于基團的保護。烷基苯的磺化產(chǎn)物隨溫度變化:高溫時主要得到對位的產(chǎn)物,低溫時主要得到鄰位的產(chǎn)物。
F-C烷基化:條件是無水AlX3等Lewis酸存在的情況下,苯及衍生物可與RX、烯烴、醇發(fā)生烷基化反應,向苯環(huán)中引入烷基。這是個可逆反應,常生成多元取代物,并且在反應的過程中會發(fā)生C正離子的重排,常常得不到需要的產(chǎn)物。該反應當苯環(huán)上連接有吸電子基團時不能進行。如:由苯合成甲苯、乙苯、異丙苯。
F-C酰基化:條件同上。苯及衍生物可與RCOX、酸酐等發(fā)生反應,將RCO-基團引入苯環(huán)上。此反應不會重排,但苯環(huán)上連接有吸電子基團時也不能發(fā)生。如:苯合成正丙苯、苯乙酮。
親電取代反應活性小結:連接給電子基的苯取代物反應速度大于苯,且連接的給電子基越多,活性越大;相反,連接吸電子基的苯取代物反應速度小于苯,且連接的吸電子基越多,活性越小。
2、加成反應
與H2:在催化劑Pt、Pd、Ni等存在條件下,可與氫氣發(fā)生加成反應,最終生成環(huán)己烷。與Cl2:在光照條件下,可發(fā)生自由基加成反應,最終生成六六六。
3、氧化反應
苯本身難于氧化。但是和苯環(huán)相鄰碳上有氫原子的烴的同系物,無論R-的碳鏈長短,則可在高錳酸鉀酸性條件下氧化,一般都生成苯甲酸。而沒有α-H的苯衍生物則難以氧化。該反應用于合成羧酸,或者鑒別?,F(xiàn)象:高錳酸鉀溶液的紫紅色褪去。
4、定位效應
兩類定位基鄰、對位定位基,又稱為第一類定位基,包含:所有的給電子基和鹵素。它們使新引入的基團進入到它們的鄰位和對位。給電子基使苯環(huán)活化,而X2則使苯環(huán)鈍化。
間位定位基,又稱為第二類定位基,包含:除了鹵素以外的所有吸電子基。它們使新引入的基團進入到它們的間位。它們都使苯環(huán)鈍化。
二取代苯的定位規(guī)則:原有兩取代基定位作用一致,進入共同定位的位置。如間氯甲苯等。原有兩取代基定位作用不一致,有兩種情況:兩取代基屬于同類,則由定位效應強的決定;若兩取代基屬于不同類時,則由第一類定位基決定。
高二化學芳香烴練習題
1.下列關于苯的說法中,正確的是( )
A.苯的分子式為C6H6,它不能使KMnO4酸性溶液退色,屬于飽和烴
B.從苯的凱庫勒式( )看,苯分子中含有碳碳雙鍵,應屬于烯烴
C.在催化劑作用下,苯與液溴反應生成溴苯,發(fā)生了加成反應
D.苯分子為平面正六邊形結構,6個碳原子之間的價鍵完全相同
解析:從苯的分子式C6H6看,其氫原子數(shù)遠未達飽和,應屬不飽和烴,而苯不能使KMnO4酸性溶液退色是由于苯分子中的碳碳鍵都相同,是一種介于單鍵與雙鍵之間的獨特的鍵所致;苯的凱庫勒式( )并未反映出苯的真實結構,只是由于習慣而沿用,不能由其來認定苯分子中含有雙鍵,因而苯也不屬于烯烴;在催化劑的作用下,苯與液溴反應生成了溴苯,發(fā)生的是取代反應而不是加成反應;苯分子為平面正六邊形結構,其分子中6個碳原子之間的價鍵完全相同.
答案:D
2.下列物質一定屬于苯的同系物的是( )
解析:分子結構中只有一個苯環(huán),且側鏈均為飽和烴烴基的屬于苯的同系物.
答案:B
3.下列反應不屬于取代反應的是( )
A.酯化反應 B.乙烯與溴水的反應
C.苯的硝化反應 D.苯與液溴的反應
解析:乙烯與溴水的反應屬于加成反應,不屬于取代反應.
答案:B
4.下列說法中,正確的是( )
A.芳香烴的分子通式是CnH2n-6(n≥6)
B.苯的同系物是分子中僅含有一個苯環(huán)的所有烴類物質
C.苯和甲苯都不能使KMnO4酸性溶液退色
D.苯和甲苯都能與鹵素單質、硝酸等發(fā)生取代反應
解析:芳香烴是分子里含有一個或多個苯環(huán)的烴類化合物,而苯的同系物僅指分子里只含有一個苯環(huán),苯環(huán)的側鏈全部為烷烴基的烴類化合物,其通式為CnH2n-6(n≥6),A、B項錯誤;苯和甲苯都能與鹵素單質、硝酸等發(fā)生取代反應,但甲苯能使KMnO4酸性溶液退色而苯不能使其褪色.
答案:D
5.人們對苯及芳香烴的認識有一個不斷深化的過程,回答下列問題:
(1)由于苯的含碳量與乙炔相同,人們認為它是一種不飽和烴,寫出分子式為C6H6的一種含兩個三鍵且無支鏈的鏈烴的結構簡式________.
(2)已知分子式為C6H6的有機物有多種,其中的兩種為:(Ⅰ) 、 .
?、龠@兩種結構的區(qū)別表現(xiàn)在以下兩方面:
定性方面(即化學性質方面):(Ⅱ)能________(填字母),而(Ⅰ)不能.
a.被高錳酸鉀酸性溶液氧化 b.與溴水發(fā)生加成反應
c.與溴發(fā)生取代反應 d.與氫氣發(fā)生加成反應
定量方面(即消耗反應物的量的方面):1 mol C6H6與H2加成時:(Ⅰ)需要H2________mol,而(Ⅱ)需要H2________mol.
?、诮癜l(fā)現(xiàn)C6H6還可能有一種如圖所示的立體結構,該結構的二氯代物有________種.
(3)萘也是一種芳香烴,它的分子式是C10H8,請你判斷它的結構簡式可能是________(填字母).
(4)現(xiàn)代化學認為,萘分子中碳碳鍵是________.
解析:(1)按題中要求寫出一種即可,其中兩個—C≡C—位置可以相鄰,也可以間隔.
(2)①由于Ⅱ中存在雙鍵,故Ⅱ可被KMnO4酸性溶液氧化,也能與溴水發(fā)生加成反應,而Ⅰ不能發(fā)生上述反應,故應選a、b;由于Ⅰ加氫后形成環(huán)己烷(C6H12),故需3 mol H2,而Ⅱ中有2 mol 雙鍵,故需2 mol H2.
?、诟鶕?jù)對稱性即可確定二個氯原子的相對位置 ,故二氯代物有3種.
(3)根據(jù)分子式可推斷出其結構簡式.
(4)萘中的碳碳鍵應與苯中的碳碳鍵相同.
答案:(1)HC≡C—C≡C—CH2—CH3 (2)①ab 3 2?、? (3)C (4)介于單鍵和雙鍵之間獨特的鍵