C7苯和苯的同系物.docx
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C7苯和苯的同系物
苯和芳香烃
改正液属于化工涂料的一种,市售的改正液产品主要是用甲苯、二氯乙烷、苯等作溶剂的,而这些有机溶剂是危害人体健康的。
使用过改正液的人都知道,它有一种特殊的气味,事实表明,如果过多地吸入这种气体,可对呼吸道造成刺激,还可造成眼、鼻和咽喉发炎,引起头痛、恶心等症状。
长期使用,可形成毒性蓄积,对人体健康造成危害。
苯是一种重要的有机溶剂,这一节我们来学习它的结构和性质。
一、苯的结构
(1)苯的分子结构
苯的分子式是C6H6,由此看出,苯是远没有达到饱和的烃,因为苯分子需要增加8个氢原子才符合饱和链烃的通式CnH2n+2。
根据研究,认为苯的分子结构式可以表示为①,或简写为②:
从这样的结构式①(称凯库勒式)来推测,苯的化学性质应显示出极不饱和烃的性质。
但实验表明苯不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色,这说明苯与KMnO4酸性溶液和溴水都不发生反应。
由此可知,苯在化学性质上与烯烃有很大的差别。
对苯分子结构的进一步研究表明,苯分子里不存在一般的碳碳双键,苯分子里6个碳原子之间的键完全相同,6个C原子共同形成如③所示的大π键,这是一种介于单键和双键之间的独特的键。
为了表示苯分子的结构特点,常用结构式④来表示苯分子。
有机物中,单键键长>双键键长>三键键长,苯环中的化学键是介于单键和双键之间的特出化学键。
例:
①乙烷②乙烯③乙炔④苯若按相邻两碳原子之间的距离由大到小的顺序排列,则正确的是( )
A.①②④③B.①④②③C.①②③④D.④①②③
提示:
有机物中,单键键长>双键键长>三键键长,苯环中的化学键是介于单键和双键之间的特出化学键。
解析:
①乙烷中的化学键是单键,②乙烯中的化学键是双键,③乙炔中的化学键是三键,④苯中的化学键是介于单键和双键之间的特殊键,所以键长顺序是①>④>②>③。
故选B。
苯分子的几何构型是平面正六边形,图⑤是苯分子的比例模型示意图,它形象地表明了苯分子的几何构型。
苯分子里的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面上。
以下是几类物质的几何构型:
注意:
①形成共价单键的原子可以绕轴旋转,双键、叁键的原子不能绕轴旋转;②审题时注意“碳原子”“所有原子”“可能”“一定”“最少”“最多”“共线”“共面”等关键词。
例:
下列分子中,所有原子不在同一平面上的是()
A.乙烯B.乙烷C.甲苯D.苯
解析:
乙烯分子中所有原子共平面,苯分子中所有原子共平面,A、D不可选。
乙烷分子式为CH3―CH3,将1个―CH3看作一点,则CH3―CH3与CH3Cl类似为四面体结构,如下图:
,则CH3―CH3分子中所有原子不在同一平面上。
因为甲烷是空
间正四面体,所以只要分子内含有一个甲基,那么,这个分子就可以看成是一个原子或原子团取代了甲烷中一个氢原子,因此它就必定存在空间四面体结构,即所有原子不可能
同时处于一个平面内。
故答案为BC。
例:
已知C—C键可以绕键轴自由旋转,对于结构简式为下图所示的烃,下列说法中正确的是()
A.分子中至少有8个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
C.该烃苯环上的一氯取代物最多有四种
D.该烃是苯的同系物
解析:
A.由B分析可知,应有9个碳原子共平面,故A错误;
B.甲基与苯环平面结构通过单键相连,甲基的C原子处于苯的H原子位置,所以处于苯环这个平面.两个苯环相连,与苯环相连的碳原子处于另一个苯的H原子位置,也处于另一个苯环这个平面,另一苯环所用的C原子都处于同一平面上,至少有1个碳原子与另一个苯环同平面,所以至少有9个碳原子共面,故B正确;
C.每个苯环上4个H各不相同,取代苯环上的H有4种异构体,再加上甲基被取代,则该烃的一氯取代物最多有5种,故C错误;
D.该有机物含有2个苯环,与苯在组成上不相差-CH2的倍数,且不饱和度不同,不是苯的同系物,故D错误;故答案为B。
练习:
某烃结构式如下:
-C≡C-CH=CH-CH3,有关其结构说法正确的是()
A.所有原子可能在同一平面上B.所有原子可能在同一条直线上
C.所有碳原子可能在同一平面上D.所有氢原子可能在同一平面上
(2)苯的物理性质
颜色
气味
状态
毒性
溶解性
熔、沸点
密度
无色
特殊气味
液体
有毒
不溶于水
较低
比水小
向盛有溴水的试管中加入少量的苯并振荡,会发现试管中的液体分成两层,说明苯不溶于水,上层为橙红色,说明苯在上层,溴易溶于苯。
二、苯的化学性质
在一定条件下,苯具备饱和烃的性质,易与液溴、硝酸和硫酸发生取代反应:
(1)苯的硝化反应
【实验原理:
】在浓硫酸作催化剂和吸水剂,温度55~60℃的情况下,苯和浓硝酸能发生反应生成硝基苯:
反应生成的硝基苯是有苦杏仁味的无色油状液体,密度比水大,有毒。
硝基苯易溶于酒精和乙醚。
洗去人体皮肤上硝基苯的常用试剂是酒精,一般不用乙醚,因为乙醚易使人麻醉。
实验制得的硝基苯带有一定的黄色,这是浓硝酸分解生成的NO2溶于其中所致,可用碱液洗来除去NO2。
【实验装置:
】实验装置如右图所示。
水浴加热可以使反应混合物受热均匀,便于较准确的控制(反应条件)温度,水浴加热时,温度计须插入溶液中。
此外,由于反应有大量热放出,而苯易挥发,为防止反应物因剧烈沸腾而蒸发掉,反应装置中的长玻璃管对挥发的反应物起冷凝回流作用;
【注意事项:
】①配制混酸时,要将浓硫酸逐滴加入浓硝酸中,且边加边搅拌;由于苯易挥发,待混酸冷却后才能滴加苯,边加边振荡,以防产生大量的热,造成苯的蒸发而损失;②
例:
实验室制备硝基苯的方法是苯与浓硫酸和浓硝酸的混合液加热到55℃~60℃反应,已知苯与硝基苯的基本物理性质如下表所示:
(1)要配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸的注意事项是:
。
(2)分离硝基苯和水的混合物的方法是;
分离硝基苯和苯的方法是。
(3)某同学用如图装置制取硝基苯:
①用水浴加热的优点是;
②指出该装置的两处缺陷。
解析:
(1)试剂的混合:
将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓注入浓HNO3中,并用玻璃棒不断搅拌;
(2)硝基苯和水互不相溶,可用分液的方法分离,硝基苯和苯互溶,沸点相差较大,可考虑用蒸馏的方法分离,故答案为:
分液;蒸馏;
(3)①水浴加热可以使反应物受热均匀,并且温度容易控制,故答案为:
使反应体系受热均匀,容易控制温度;②两处缺陷分别是:
盛放反应物的试管不能接触烧杯底部;为了防止苯、硝酸的挥发应在试管口加一个长直玻璃管,起到冷凝回流作用;
故答案为:
试管底部不能与烧杯底部接触试管口,缺少一个带有长直玻璃导管的橡皮塞。
练习:
苯的硝化反应实验装置图如右图所示:
(1)实验中长而直的玻璃导管所起的作用是。
(2)实验所得的硝基苯是一种有气味的有毒液体,不纯的硝基苯可能是由下列原因造① ;② 。
(3)硝基苯工业上的主要用途是与铁和盐酸反应制取苯胺(
),反应方程式为:
。
解析:
(1)冷凝回流作用;
(2)苦杏仁①因含有浓硝酸分解产生的NO2气体而显褐色,②也可能是因为生成了多硝基化合物。
练习:
实验室制浓硫酸、浓硝酸的混合物与苯反应制取硝基苯。
得到粗产品后,要选用如下几步操作对粗产品进行精制:
①蒸馏②水洗③用干燥剂进行干燥④用10%的NaOH溶液洗涤.
正确的操作步骤是( )
A.①②@④②B.②④②③①C.④②③①②D.③④①②③
解析:
要除去混和酸后,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,最后用无水CaCl2干燥、蒸馏得到纯硝基苯,故选B。
(2)苯的溴代
【实验原理:
】在加入Fe作催化剂的条件下,苯能与液溴发生如下反应生成溴苯:
反应中加入Fe作催化剂,实际上是Fe与Br2反应生成的FeBr3起催化作用。
【实验装置:
】反应装置如右图所示。
长导管用于导出生成的气体产物及起冷凝回流作用。
【实验现象:
】烧瓶内的液体微沸(放热反应),烧瓶内充满有大量红棕色气体(Br2蒸汽)。
锥形瓶内的管口有白雾(HBr)出现,溶液中出现淡黄色沉淀:
。
【注意事项:
】苯只能与液溴发生取代,生成一溴代物,却不能与溴水发生取代(遇溴水发生萃取);为防止倒吸,锥形瓶中的导管不能插入液面以下。
【产物检验:
】生成的HBr可用AgNO3(aq)检验。
其他卤素也能发生类似的反应:
【产物分离:
】分离提纯溴苯的方法:
向反应混合物中加入NaOH溶液,充分振荡静置后分液,取下层溶液。
例:
如图所示,A是制取溴苯的实验装置,B、C是改进后的装置.请仔细分析,对比三个装置,回答下列问题:
(1)写出三个装置中共同发生反应的化学方程式:
。
(2)装置A和C均采用了长玻璃导管,其作用是。
(3)按装置B、C装好仪器及药品后,要使反应开始,应对装置B进行的操作是,应对装置C进行的操作是。
(4)装置B、C较好地解决了A中加装药品和使装置及时密封的矛盾,方便了操作,装置A中这一问题在实验中造成的后果是。
(5)B中采用了洗气瓶吸收装置,反应后洗气瓶中可能出现的现象是。
解析:
①A、B、C三种装置都可制取溴苯,三个装置中都发生都会发生铁与溴的反应、苯与溴的取代反应,反应的化学方程式为2Fe+3Br2====2FeBr3,略。
②在FeBr3的作用下,苯与液溴发生取代反应,生成溴苯和HBr,由于反应放热,溴、苯沸点低,易挥发,所以从导管导出的气体中可能含有一定的溴和苯.故长导管的作用为导气兼冷凝、回流反应物,故答案为:
导气兼冷凝、回流反应物;
③溴和苯的混合液与铁粉混合才能发生反应,故打开分液漏斗活塞,使反应液流下;反应需要铁做催化剂,要使反应开始,应向C中加入铁粉,即托起软橡胶袋使铁粉落入溴和苯组成的混合液中;
④苯与溴都易挥发,并且有毒,苯与溴逸入空气会造成环境污染;
⑤挥发出来的溴溶解在思氯化碳中,溶液呈红棕色;故答案为:
溶液由无色变成红棕色;
例:
实验室用溴和苯反应制溴苯后,要用如下操作精制:
①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④10%氢氧化钠溶液洗;⑤水洗。
正确的操作顺序是()
A.①②③④⑤B.②④⑤③①C.④②③①⑤D.②④①⑤③
解析:
粗溴苯中含有苯、溴苯、溴化铁和溴,提纯时,为减少NaOH的用量,可先用水洗,可除去溴化铁和少量溴,然后加入10%的NaOH溶液洗涤,可除去溴,在用水洗除去碱液,经干燥后进行蒸馏可得溴苯。
故选D。
练习:
(2005上海高考)某化学课外小组用下图装置制取溴苯。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
(1)写出A中反应的化学方程式。
(2)观察到A中的现象是。
(3)实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是,写出有关的化学方程式。
(4)C中盛放CCl4的作用是。
(5)能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。
另一种验证的方法是向试管D中加入,现象是。
解析:
本题考查苯在一条件下与卤素单质的取代反应、实验的安全性、产物的分离提纯及反应原理的判断。
苯和溴在铁作催化剂时反应很快,同时放出大量的热,同时溴具有很强的挥发性,因此,在实验中将会看到有大量的红棕色气体充满A容器,同时也可能有部分的苯和溴散逸出来,为防止污染环境,因为溴易溶于CCl4等有机溶剂,因此我们可用CCl4吸收溴和苯。
取代反应和加成反应的产物存在明显不同,取代反应同时生成卤化氢和卤代烃,而加成反应则只能生成一种有机化合物,我们也可以通过检验卤离子的方法来判断发生的是哪种反应。
在取代反应过程中生成的溴苯中往往含有少量的溴而显褐色,可通入NaOH溶液中除去溴,达到分离提纯溴苯的目的。
答案:
(1)略
(2)反应液微沸有红棕色气体充满A容器(3)除去溶于溴苯中的溴
Br2+2NaOH→NaBr+NaBrO+H2O或3Br2+6NaOH→5NaBr+NaBrO3+3H2O
(4)除去溴化氢气体中的溴蒸汽(5)石蕊试液,溶液变红色
(3)苯的磺化
【反应原理:
】在温度为70~80℃的条件下,苯与浓硫酸能发生如下反应:
生成的苯磺酸是一种有机酸,具有酸的通性。
-SO3H叫磺酸基,苯分子里的氢原子被硫酸分子里的磺酸基所取代的反应叫磺化反应。
【归纳总结:
】苯分子里的碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键,所以苯既有与烷烃相似的化学性质―取代反应,又有与烯烃相似的化学性质―加成反应。
但苯不能被高锰酸钾酸性溶液氧化,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稳定。
(4)苯的加成反应
【反应原理:
】苯的加成较为困难,需要催化剂并在加热的条件下:
苯的化学性质的小结:
易取代、难加成、难被氧化。
(5)苯的主要用途
苯是常见的有机溶剂,也是重要的化工原料。
用于合成橡胶、合成纤维、塑料和农药、医药、染料及香料等的制备。
例:
苯环结构中,不存在单双键交替结构,可以作为证据的是:
①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;②苯分子中碳碳键的键长都相等;③苯能在加热和有催化剂存在的条件下与H2发生加成反应生成环己烷;④经实验测得邻二甲苯仅有一种结构;⑤苯在三溴化铁存在的条件下与液发生取代反应,但不因化学变化而使溴水褪色。
()
A.②③④⑤B.①③④⑤
C.①②④⑤D.①②③④
解析:
①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故①正确;
②苯环上碳碳键的键长相等,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故②正确;
③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷,发生加成反应是双键或三键具有的性质,不能证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故③错误;
④如果是单双键交替结构,邻二甲苯的结构有两种,一种是两个甲基夹C-C,另一种是两个甲基夹C=C.邻二甲苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故④正确;
⑤苯在FeBr3存在下同液溴可发生取代反应,生成溴苯,苯不因化学变化而使溴水褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故⑤正确;故选C。
练习:
苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,可以作为证据的是( )
①苯不能因反应使溴水褪色②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③经测定,邻二甲苯只有一种结构④经测定,间二甲苯只有一种结构
⑤经测定,对二甲苯只有一种结构
A.①②④⑤B.①②③⑤C.①②③D.①②
解析:
①由于苯不因化学变化而使溴水褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故①正确;
②由于苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故②正确;
③如果是单双键交替结构,邻二甲苯的结构有两种,一种是两个甲基夹C-C,另一种是两个甲基夹C=C.邻二甲苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故③正确
④由于对二甲苯只有一种结构,无法判断是否存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故④错误;
⑤由于对二甲苯只有一种结构,无法判断是否存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故④错误;所以正确的有①②③,故选C。
三、苯的同系物
(1)芳香烃
分子里含有1个或多个苯环的一类碳氢化合物叫做芳香烃,简称芳烃。
含有苯环,不论多少,侧链可有可无,可多可少,可长可短,可直可环。
芳香烃属于烃,只含C、H两种元素。
苯是最简单、最基本的芳香烃。
如下列碳氢化合物都属于芳香烃:
需要注意的是,芳香烃不一定有芳香。
(2)苯的同系物
苯的同系物:
具有苯环(1个)结构,且在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物。
其通式为:
CnH2n-6(n≥6)。
苯的同系物不溶于水,比水轻,苯的同系物溶于酒精。
它们可以看成是由苯环上的H被烷烃基代替而得到的,如:
需要注意的是,以下几种芳香烃都不是苯的同系物:
例:
下列物质属于芳香烃,但不是苯的同系物的是( )
A.③④B.②⑤C.①②⑤⑥D.②③④⑤⑥
提示:
同系物指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,具有如下特征:
结构相似、化学性质相似、分子式通式相同,分子式不同、物理性质不同,研究范围为有机物。
芳香烃通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物;苯的同系物含有1个苯环,侧链为烷基,组成通式为CnH2n-6。
解析:
①是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,分子中含有1个苯环,侧链是甲基,分子组成比苯多1个CH2原子团,是苯的同系物,故①错误;②是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,侧链是乙烯基,含有双键,不是烷基,不是苯的同系物,故②正确;③含有N元素,不是碳氢化合物,不属于芳香烃,更不是苯的同系物,故③错误;④含有O元素,不是碳氢化合物,不属于芳香烃,更不是苯的同系物,故④错误;⑤是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,分子中含有2个苯环,不相差若干个CH2原子团,不是苯的同系物,故⑤正确;⑥是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,分子中含有1个苯环,侧链是异丙基,分子组成比苯多3个CH2原子团,是苯的同系物,故⑥错误;所以②⑤正确,故选B。
例:
下列物质一定是苯的同系物的是()
A.C6H4 B.C8H10 C.C6H10D.C6H5CH3
解析:
同系物是通式相同,结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的一系列物质,上述物质中B和D都符合苯和苯的同系为同系物的通式CnH2n-6(n≥6),从结构上分析,D含有苯环,与苯一定互为同系物。
B可能含有苯环,也可能不含苯环。
故答案为D。
练习:
下列物质中,属于芳香烃且属于苯的同系物的是()
(3)简单的苯的同系物的命名
掌握以下简单的苯的同系物的命名方法:
(4)苯的同系物的同分异构现象
如C9H12对应的苯的同系物有下列八种同分异构体:
苯的同系物的苯环上有多少种可被取代的氢原子,就有多少种取代产物。
在苯环上的取代产物中,若有n个可被取代的氢原子,则m个取代基(m<n=的取代产物与(n-m)个取代基的取代产物种数相同。
如二氯苯与四氯苯的同分异构体数目相同。
例:
下列化合物分别跟溴和铁粉反应,苯环上的氢原子被取代,所得一溴代物C8H9Br有三种同分异构体的是()
解析:
A.乙苯分子结构中只有一个支链,因此存在左、右对称关系,两个与乙基邻位的碳原子上的氢被取代是相同的,两个与乙基成间位关系的碳原子上的氢被取代是相同的。
对位上的氢原子被取代为第三种同分异构体。
B.邻二甲苯存在上下位对称关系,所以一溴代物有2种。
C.间二甲苯中,只有两个碳原子存在对称关系,因此一溴代物有3种。
D.对二甲苯的结构特殊,上、下,左、右结构全对称,因此一溴代物只有1种。
故选AC。
练习:
已知二氯苯的同分异构体有三种,从而可以推知四氯苯的同分异构体数目是()
A.1B.2C.3D.4E.5
解析:
二氯苯的三种异构体分别为两个氯原子在邻、间、对的位置,则可设想苯环上的H原子全换成Cl原子,其中2个Cl被H代换,即相当于二氯苯,也应是邻、间、对位,即有三种异构体。
故选C。
(5)简单的苯的同系物的物理性质
甲苯、二甲苯、乙苯等简单的苯的同系物,在通常状况下都是无色液体,有特殊的气味,不溶于水,易溶于有机溶剂,本身也是有机溶剂。
三种二甲苯的结构简式及沸点如下:
【归纳总结:
】某苯的同系物的各同分异构体中,苯环上的侧链越短、侧链在苯环上分布越分散,物质的熔、沸点越低(邻>间>对)。
例:
二甲苯苯环上的一溴取代物共有6种,可用还原法制得3种二甲苯,它们的熔点如下:
6种溴二甲苯的熔点(℃)
234
206
213
204
214.5
205
对应还原的二甲苯的熔点(℃)
13
-54
-27
-54
-27
-54
由此推断熔点为234℃的分子的结构简式为 ;熔点为-54℃的分子的结构简式为 ;
解析:
二甲苯有三种同分异构体,分别为对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯.其一溴代物分别有1种、3种和2种。
根据表中对应二甲苯的熔点可判断,熔点为13℃的二甲苯只有一种一溴代物,熔点为-54℃的二甲苯有3种一溴代物,而熔点为-27℃的二甲苯有2种一溴代物。
因此熔点为13℃的二甲苯是对二甲苯,熔点为-54℃的二甲苯是间二甲苯,熔点为-27℃的二甲苯是邻二甲苯。
熔点为234℃的一溴二甲苯所对应的二甲苯是13℃的二甲苯,由上述分析可知,13℃的二甲苯是对二甲苯,熔点为-54℃的分子的结构简式为间二甲苯。
故答案为:
四、苯的同系物的化学性质
对有机物,要特别注意用“结构相似性质也相似,原子或原子团相互影响使性质发生变化”的观点、方法来分析、认识它的性质。
例如,在
分子中,―CH3的结构像烷烃,甲苯就表现出在甲基上像烷烃似的取代反应的性质;
的结构像苯,甲苯又在苯环上表现出像苯似的取代反应、加成反应、不易被氧化等的性质。
但是,由于―CH3(侧链)和
的相互影响,使
中的―CH3比烷烃性质活泼,
比
性质活泼。
下面再以
具体实例说明这个道理。
(1)苯的同系物的氧化反应
【探究实验:
】甲苯、二甲苯被KMnO4酸性溶液氧化的实验探究
【实验步骤:
】把苯、甲苯、二甲苯各2mL分别注入三支试管中,各加入高锰酸钾酸性溶液3滴,用力振荡,观察溶液的颜色变化。
【实验现象:
】在苯中KMnO4酸性溶液未褪色,在甲苯、二甲苯中KMnO4酸性溶液褪色了。
【实验结论:
】苯不能被KMnO4酸性溶液氧化,甲苯、二甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化。
【实验原理:
】甲苯、二甲苯被KMnO4酸性溶液氧化,被氧化的是侧链,即甲基被氧化,该反应可简单表示为:
这样的氧化反应,都是苯环上的烷烃基被氧化,说明了苯环上的烷烃基比烷烃性质活泼。
这种活泼性是苯环对烷烃基影响的结果。
苯的同系物易燃烧,燃烧现象与苯燃烧的现象相似。
【归纳深化:
】可用KMnO4酸性溶液作试剂鉴别苯的同系物和苯、苯的同系物和烷烃。
苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化时,无论侧链有多长,每个铡连被氧化的结果都变成一个羧基。
例:
完全燃烧0.1mol某烃后,在标准状况下测得生成CO2为20.16L和10.8mL水,求其分子式并指出属于哪类物质?
该烃不与溴水反应,而能被酸性KMnO4溶液氧化。
0.01mol该烃氧化产物,恰好与0.5mol/L苛性钠溶液40mL中和。
写出该烃可能有的结构简式。
解析:
,C:
H=9:
12,分子式为C9H12。
从分子式分析不饱和程度很大(不饱和度=4,超过3就要考虑可能含苯环),但又不与溴水反应,说明该烃不是烯烃、二烯烃、炔烃,而应是芳香烃。
又知能被酸性KMnO4溶液氧化,说明苯环上有易被氧化的侧链,为苯的同系物。
n(NaOH)=0.5×0.04=0.02(mol),0.01mol烃的氧化产物与0.02molNaOH中和,说明氧化产物为二元羧酸。
苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化时,无论侧链有多长,每个铡连被氧化的结果都变成一个羧基:
。
由此可推断苯的同系物应该有两个侧链,为甲基乙基苯:
。
练习:
完全燃烧0.1mol某烃,将燃烧后的产物通过浓H2SO4后再通过碱石灰,发现前者增重10.8g,后者增重39.6g,求该烃的分子式。
在一定条件下,该烃能和液溴反应,但