高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 第3节 烃（第3课时）苯及其同系物学案 鲁科版选修5-鲁科版高二选修5化学学案VIP免费

第3课时苯及其同系物1．理解“芳香烃”的含义。2．掌握苯及其同系物的结构与化学性质。3．了解不同官能团之间存在的相互影响。苯及其同系物的结构特点[基础·初探]1．结构(1)苯的分子式C6H6，结构简式，空间结构为平面正六边形，所有的原子都在同一平面上。(2)苯的同系物是苯分子中的一个或多个氢原子被其他饱和烃基取代的生成物。分子通式为CnH2n－6(n≥6)。2．与性质的关系苯环上的碳原子间虽有类似于碳碳双键的键，但苯环是一个较稳定的结构，这使得苯及其同系物不易发生加成反应而易发生取代反应。另外，由于苯的同系物分子中有与苯环相连的支链，苯环和侧链烃基存在相互影响，使得苯的同系物表现出与苯不同的性质。(1)标况下，22.4L苯中含有3NA个碳碳双键。()(2)甲苯中所有的原子在同一平面上。()(3)乙苯的一氯代物有3种。()(4)等物质的量的苯、甲苯与足量H2加成时，耗H2量相同。()【提示】(1)×(2)×(3)×(4)√[核心·突破]1．苯及其同系物的结构(1)苯的结构特征苯分子里任意两个直接相邻的碳原子之间的化学键都是一种介于单、双键之间的独特的键，这可以从以下事实中得到证明。①苯分子中的碳碳键的键长和键能都介于碳碳单键和碳碳双键之间，且键长均相等。③从性质上讲，苯分子不能使酸性高锰酸钾溶液退色，但能与H2发生加成反应，能在催化剂作用下发生取代反应。(2)苯的同系物的结构当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯环所在平面内。例如：分子里7个碳原子在同一平面内；包括C、H原子在内，最多共有13个原子在同一平面内；有3个碳原子在同一条直线上。2．芳香化合物同分异构体的书写及判断(2)有两个侧链：此时不仅要考虑(1)中的支链异构问题，同时还要考虑在苯环上的“邻、间、对”位置问题。如[题组·冲关]题组1苯及其同系物的组成和结构1．有关芳香烃的下列说法正确的是()A．具有芳香气味的烃B．分子里含有苯环的各种有机物的总称C．苯和苯的同系物的总称D．分子里含有一个或多个苯环的烃【解析】分子里含有苯环的各种有机物应为芳香族化合物；苯及苯的同系物属于芳香烃，但芳香烃不一定是苯或苯的同系物，如【答案】D2．下列物质中属于苯的同系物的是()【答案】D3．已知甲醛(HCHO)分子中的4个原子是共平面的。下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是()【解析】已知甲醛的4个原子是共平面的，提示了羰基上的碳原子所连接的3个原子也是共平面的。因此，苯环(本身是共平面的一个环)有可能代替甲醛的1个H，D项有可能在一个平面上。－OH也有可能代替苯环的1个H，B项可能在一个平面上。乙烯的6个原子是共平面的，苯环代替了1个H，可以共面。只有苯乙酮，由于－CH3的C位于四面体的中心，3个H和羰基的C位于四面体的顶点，不可能共面。【答案】C4．有结构简式为的烃，下列说法正确的是()A．分子中至少有6个碳原子共平面B．分子中至少有8个碳原子共平面C．分子中至少有9个碳原子共平面D．分子中至少有14个碳原子共平面【解析】由苯的结构可知，该物质左、右部分7个碳原子均在同一平面内，A错误；同时，由于左右两个苯环平面通过碳碳单键可绕键轴旋转，所以14个碳原子不一定在同一平面，则D错误；B项虽考虑了苯分子的平面结构特征，但却疏忽了苯环上六个碳原子呈正六边形排列具有对称性。以苯环结构看：任一对称轴线上均有两个碳原子共平面，加上另一甲苯基上的7个碳原子，则该烃中至少应有9个碳原子共平面，如下所示：，故选项C正确。【答案】C题组2芳香化合物同分异构体的书写及数目判断5．间二甲苯苯环上的一个氢原子被—NO2取代后其一元取代产物的同分异构体有()【导学号：04290020】A．1种B．2种C．3种D．4种【解析】判断因取代基位置不同而形成的同分异构体时，通常采用“对称轴”法。即在被取代的主体结构中，找出对称轴，取代基只能在对称轴的一侧，或是在对称轴上而不能越过对称轴(针对一元取代物而言)。如二甲苯的对称轴如下(虚线表示)：邻二甲苯(小圆圈表示能被取代的位置)，间二甲苯，对二甲苯。因此，邻、间、对二甲苯苯环上的一元取代物分别有2、3、1种。【答案】C6．已知萘()的n溴代物和m溴代物的种数相等，...