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本篇导学案主要围绕高中化学中关于芳香烃的主题展开,旨在帮助学生理解和掌握芳香烃的相关知识。芳香烃是一类具有特殊结构和性质的碳氢化合物,以苯及其同系物为代表。
我们需要了解苯的基本信息。苯的分子式为C6H6,其结构式为一个六元环,每个碳原子与相邻的两个碳原子通过单键相连,并且与另外两个碳原子通过共轭双键连接。结构简式可以表示为环状的C6H6,或者用圆圈表示苯环的C6H6。苯的空间构型呈平面正六边形,中心碳原子采用sp2杂化,键角约为120度。苯分子中的6个碳碳键并不单纯是单键或双键,而是一种独特的键,介于两者之间,被称为"共轭π键系统"或"大π键"。
在预习环节,学生需要理解苯的化学性质。苯不像烯烃那样容易发生加成反应,而是相对稳定。例如,1,3-环己二烯失去两个氢原子形成苯是一个放热反应,表明苯比1,3-环己二烯更稳定。此外,苯的同系物是指与苯结构相似,仅在苯环上多出一个或多个直链或支链的烃,其通式为CnH2n-6,特点是都有一个或多个苯环结构。
在课堂导学部分,我们深入探讨苯的性质。苯的物理性质包括它的无色、有特殊气味的液体状态,以及在常温下不易挥发的特性。化学性质上,苯不与溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾溶液反应,不会发生加成反应,但在一定条件下可以进行取代反应,如硝化反应,生成硝基苯(黄色油状,有毒,俗名硝基苯),常用于农药和炸药的生产。
对于苯的同系物,它们具有相似的化学性质,如能被酸性高锰酸钾氧化,使溶液褪色,通常表现为氧化其侧链的烷基。同时,它们可以进行取代反应,如甲基苯(即甲苯)与硝酸反应生成硝基甲苯。
探究三中,芳香烃主要来源于煤和石油的提炼过程,它们在化工、制药、染料等领域有着广泛应用。
在反思总结和达标检测环节,学生需要根据所学知识解决一系列问题,以检验对苯及其同系物的理解程度,包括苯的结构证据、苯与氯气的取代反应、芳香烃的来源和性质等。
这个导学案覆盖了苯的结构、性质、同系物的特征以及芳香烃的来源和应用,旨在帮助学生系统地学习和掌握芳香烃的基础知识,为后续的化学学习打下坚实基础。