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Galleria mappe mentale Mappa mentale del difenile, corso obbligatorio di chimica delle scuole superiori

Mappa mentale del difenile, corso obbligatorio di chimica delle scuole superiori

Corso obbligatorio di chimica per le scuole superiori 2. Il benzene (C₆H₆) è un composto organico e l'idrocarburo aromatico più semplice. La sua formula chimica è C₆H₆ È un liquido incolore, dolce e trasparente a temperatura ambiente. La sua densità è inferiore a quella dell'acqua ha un forte odore aromatico.

Modificato alle 2024-03-12 17:24:55

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Profilo

benzene

1. obiettivo di apprendimento

Comprendere le proprietà fisiche e la composizione molecolare del benzene;

Padroneggiare la formula strutturale del benzene e comprendere le caratteristiche strutturali del benzene;

Comprendere le proprietà chimiche del benzene.

2. Riepilogo dei punti chiave

1. Struttura molecolare del benzene

1. Composizione molecolare e rappresentazione del benzene

Formula molecolare Formula strutturale Struttura semplificata modellino in scala modello con palla e bastone C6H6

2. La configurazione spaziale del benzene:

La molecola del benzene ha una struttura esagonale regolare planare. Sei atomi di carbonio e sei atomi di idrogeno sono sullo stesso piano, L'angolo di legame è 120°.

3. Caratteristiche strutturali del benzene

(1)

Le lunghezze dei legami tra gli atomi di carbonio nell'anello a sei membri sono le stesse. Anche l’energia di legame è la stessa.

(2)

Il legame tra carbonio e carbonio sull'anello benzenico non è un normale legame singolo carbonio-carbonio. Non è nemmeno un normale doppio legame carbonio-carbonio. Piuttosto, è un legame unico tra un legame singolo e un legame doppio. Sei legami carbonio-carbonio sono equivalenti,

2. Proprietà del benzene

1. Proprietà fisiche del benzene

Il benzene è un liquido incolore con un odore speciale. Tossico, insolubile in acqua, Meno denso dell'acqua, Il punto di fusione e di ebollizione è più basso, È un solvente organico comunemente usato.

2. Proprietà chimiche del benzene

A causa della speciale struttura del benzene, In modo che abbia le proprietà sia degli idrocarburi saturi che degli idrocarburi insaturi.

(1) Reazione di ossidazione

Interpretazione:

UN.

Il benzene brucia nell'aria, produrre una fiamma brillante, E con un denso fumo nero.

Il motivo del fumo denso durante la combustione è che la molecola del benzene contiene un alto contenuto di carbonio. A causa della combustione insufficiente nell'aria.

Il benzene brucia facilmente, Ma è difficile essere ossidato da ossidanti come il permanganato di potassio. Pertanto, il benzene non può scolorire la soluzione acida di permanganato di potassio in condizioni normali.

(2) Reazione di sostituzione

La struttura ad anello della molecola di benzene forma gli atomi di idrogeno nell'anello Facilmente sostituibile da altri atomi o gruppi atomici, Pertanto, ha proprietà chimiche simili agli alcani --Reazione di sostituzione.

①Reazione di benzene e bromo

Sotto l'azione del catalizzatore FeBr3, Gli atomi di idrogeno nell'anello benzenico sono sostituiti da atomi di bromo, Genera bromobenzene.

Interpretazione:

UN.

Il bromo utilizzato in questo esperimento è il bromo liquido. Il benzene non reagisce con l'acqua bromo. Si verifica solo la separazione per estrazione.

Questa reazione non richiede riscaldamento, Può reagire a temperatura ambiente. e rilascia molto calore, Riempire il reattore con gas bruno-rossastro (vapore di bromo), C'è una nebbia bianca all'imboccatura del tubo dell'aria.

Il bromobenzene è un liquido incolore, Più denso dell'acqua, Insolubile in acqua, Durante l'esperimento, il bromobenzene è diventato marrone a causa del bromo disciolto e non reagito.

Purificazione del bromobenzene: Lavare con soluzione di NaOH (Br2·2NaOH=NaBr NaBrO H2O), Quindi separare il liquido.

In presenza di un catalizzatore, Il benzene può anche subire reazioni di sostituzione con altri alogeni, Chiamata anche reazione di alogenazione.

Vari idrocarburi e bromo liquido, acqua di bromo, soluzione di tetracloruro di carbonio di bromo, Confronto delle reazioni di soluzioni acide di KMnO4

bromo liquido Acqua bromo Bromo in soluzione di tetracloruro di carbonio Soluzione acida di KMnO4 Alcani Reazione di sostituzione con vapori di bromo in condizioni di luce Nessuna reazione, gli alcani liquidi possono estrarre e scolorire lo strato acquoso di bromo Non reattivo, miscibile, resistente alla luce Nessuna reazione Alcheni aggiunta Scolorimento additivo Scolorimento additivo sbiadimento dell'ossidazione benzene Generalmente non reattivo, cataliticamente sostituibile Nessuna reazione, avviene l'estrazione e lo strato acquoso di bromo svanisce Non reattivo, miscibile, resistente alla luce Nessuna reazione

②La reazione tra benzene e acido nitrico

Sotto l'azione dell'acido solforico concentrato, Il benzene può anche subire una reazione di sostituzione con acido nitrico concentrato a 50-60°C Viene prodotto il nitrobenzene.

Interpretazione:

UN.

Il gruppo atomico -NO2 nella molecola di acido nitrico è chiamato gruppo nitro. La reazione in cui gli atomi di idrogeno nella molecola di benzene vengono sostituiti da -NO2, Si chiama reazione di nitrificazione. L'essenza della reazione di nitrazione è una reazione di sostituzione.

Le principali funzioni dell'acido solforico concentrato nella reazione di nitrazione del benzene sono catalizzatore e agente disidratante.

La temperatura di questa reazione deve essere controllata a 50~60℃. Pertanto, viene utilizzato il riscaldamento a bagnomaria (è facile controllare la temperatura e viene riscaldato in modo uniforme), E devi prendere in prestito un termometro per controllare la temperatura del bagnomaria.

L'ordine di aggiunta dei reagenti durante l'esperimento è aggiungere prima l'acido nitrico concentrato, Aggiungere acido solforico concentrato, E mescola continuamente con una bacchetta di vetro, Infine aggiungere il benzene.

Il nitrobenzene è incolore e ha un odore di mandorla amara. Un liquido oleoso più denso dell'acqua e difficile da sciogliere in acqua. Tossico, appare spesso giallo a causa dell'NO2 disciolto. Può essere purificato lavando più volte con acqua o soluzione NaOH.

(3) Reazione di addizione

Sebbene il benzene non abbia i tipici doppi legami carbonio-carbonio come gli alcheni, Tuttavia, in determinate condizioni, possono ancora verificarsi reazioni di addizione. Ad esempio, il benzene può reagire con l'idrogeno in presenza di nichel come catalizzatore.

Confronto tra etano, etilene e benzene

Etano Etilene benzene Formula molecolare C2H6 C2H4 C6H6 Struttura semplificata CH3—CH3 CH2=CH2 Caratteristiche strutturali CC può ruotare ①C=C non può ruotare ②Uno dei doppi legami è facile da rompere ①L'anello benzenico è molto stabile ② Un legame unico tra legami singoli e doppi Principali proprietà chimiche Sostituzione, ossidazione (combustione) addizione, ossidazione Sostituzione, addizione, ossidazione (combustione)

3. Le regole di combustione degli idrocarburi

(1)

Quando l'idrocarburo CxHy con la stessa quantità di materiale è completamente bruciato, La quantità di ossigeno consumato dipende dal valore di "x y/4", Maggiore è questo valore, maggiore sarà il consumo di ossigeno.

(2)

Quando masse uguali di idrocarburi vengono completamente bruciate, La quantità di ossigeno consumato dipende dal valore di y/x in CxHy, Maggiore è questo valore, maggiore sarà il consumo di ossigeno.

(3)

Se il rapporto tra il numero di atomi di carbonio e di idrogeno nella composizione di una molecola di idrocarburo è 1:2, Le quantità di anidride carbonica e acqua prodotte dopo la combustione completa sono uguali.

(4)

Quando vari idrocarburi di uguale massa e la stessa formula più semplice vengono completamente bruciati La quantità di ossigeno consumato e la quantità di anidride carbonica e acqua prodotta sono uguali.

(5)

L'idrocarburo gassoso CxHy viene completamente bruciato per produrre CO2 e H2O.

①Se l'acqua prodotta dopo la combustione è liquida

1(xy/4)x △V = V dietro - V davanti = - (1 a/4) < 0 (diminuzione)

Pertanto, se l’acqua generata è allo stato liquido, Il volume del gas dopo la combustione deve diminuire, E il valore di riduzione è correlato solo al numero di atomi di idrogeno nell'idrocarburo, Non ha nulla a che fare con il numero di atomi di carbonio.

②Se l'acqua diventa gassosa dopo la combustione

1 ( x y/4) x y/2 △V=Vdietro-Vfronte=y/4-1

UN.

Quando y=4, △V=0, Gli idrocarburi gassosi sono principalmente CH4, C2H4 e C3H4.

Quando y>4, △V>0 (aumento), Tutti gli idrocarburi gassosi con N(H)>4 nella molecola sono coerenti.

Quando y<4, △V<0 (diminuzione), Tra gli idrocarburi gassosi è conforme solo C2H2.