理科教學(xué)用石油和煤ppt.ppt

第2節(jié) 石油和煤 重要的烴,聯(lián)想質(zhì)疑,公路邊的加油站里有不同型號的汽油和柴油.你知道它們是怎樣用石油制得的嗎?以石油為原料還能制得哪些物質(zhì)?它們有什么性質(zhì)和用途?,石油主要是由分子中含有不同數(shù)目的碳原子的烴組成的復(fù)雜混合物 組成元素：C、H（最主要）、O、N、S 化學(xué)成分:主要是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴,(棕黑色粘稠液體),(一) 石油的成分,一、石油,（二）石油的煉制,1.石油的分餾,通過加熱和冷凝,可以把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物。這種方法叫做石油的分餾。,說 明,（）石油分餾是一種物理方法，利用各餾分沸點(diǎn)不同進(jìn)行混合物的初步分離 （）分餾產(chǎn)物仍然是混合物，是碳原子在一定范圍內(nèi)的混合物,石油氣：以下；汽油：； 煤油：；柴油：； 重油：以上,石油提煉,2.石油的裂化,裂化的目的:提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量.特別是提高汽油的產(chǎn)量。,3.石油的裂解-(采用更高的溫度),裂解的目的: 獲得乙烯、丙烯等小分子烴。,石油裂解即石油分餾產(chǎn)物的深度裂化,(石油裂解氣中乙烯含量較高),？,這種氣體是:,如果把青桔子和熟蘋果放在同一個(gè)塑料袋里,系緊袋口,這樣一段時(shí)間后青桔子就可以變黃、成熟。,乙 烯,二、乙烯,色：無色 態(tài)：氣體 味：略有氣味 溶解性：難溶 密度：與空氣接近d=1.25g/L,（一）乙烯的物理性質(zhì),（二）乙烯分子的組成和結(jié)構(gòu),分子式: 結(jié)構(gòu)式:,C2H4,CH2=CH2,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,結(jié)構(gòu)簡式:,任何鍵鍵角為：1200,空間結(jié)構(gòu)：平面(矩形),碳原子間共價(jià)鍵是雙鍵,請你比較一下乙烯與乙烷的結(jié)構(gòu)有哪些相似和不同？,討 論,活動(dòng)與探究,實(shí)驗(yàn)1：點(diǎn)燃純凈的乙烯，觀察燃燒時(shí)火焰的亮度和顏色。 實(shí)驗(yàn)2：將乙烯通入盛有酸性KMnO4溶液的試管中，觀察試管內(nèi)溶液顏色的變化。 實(shí)驗(yàn)3：將過量的乙烯通入盛有溴的CCl4的試管中，觀察試管內(nèi)溶液顏色的變化；在反應(yīng)后的溶液中加入經(jīng)硝酸酸化的AgNO3溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。,實(shí)驗(yàn)記錄,思考：乙烯具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？,乙烯燃燒，火焰明亮、伴有黑煙。,酸性KMnO4溶液的紫色褪去,溴水溶液的橙色褪去，加入AgNO3溶液，溶液無現(xiàn)象。,1.氧化反應(yīng)：,（三）、乙烯的化學(xué)性質(zhì)：,乙烯能被KMnO4（H+）溶液氧化,討 論,實(shí)驗(yàn)3：將過量的乙烯通入盛有溴水的試管中，在反應(yīng)后的溶液中加入經(jīng)硝酸酸化的AgNO3溶液，為什么溶液中沒有出現(xiàn)淡黃色的AgBr沉淀？,1,2 二溴乙烷,2.加成反應(yīng),與鹵素單質(zhì)加成：,我是 溴分子,加成反應(yīng)： 有機(jī)物分子里不飽和的碳原子跟其它原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物分子的反應(yīng)叫做加成反應(yīng)。,與氯化氫加成：,1氯乙烷,與氫氣加成：,遷移應(yīng)用,1.酒精是很重要的化工原料，工業(yè)上可以用乙烯與水在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)來制取酒精(CH3CH2OH)。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，指出反應(yīng)類型。 2.乙烷與甲烷相似，能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。由乙烷經(jīng)取代反應(yīng)，只能制得一系列氯代乙烷的混合物；若用乙烯和氯化氫在一定條件下反應(yīng)，可以制得純凈的一氯乙烷。試寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。,與H2O加成：,乙醇,小結(jié)：,加成反應(yīng)(溴水、HCl、H2、H2O等),氧化反應(yīng)(可燃燒、被酸性KMnO4溶液氧化),1.分子組成和結(jié)構(gòu)：,2.性質(zhì),3.鑒別甲烷和乙烯的方法：,物理性質(zhì):無色、稍有氣味、 比空氣略輕的氣體。,化學(xué)性質(zhì)：,乙烯,(CH2=CH2),思考：你能鑒別乙烯和甲烷氣體嗎？哪些方法比較方便？,乙烯與甲烷化學(xué)性質(zhì)比較,產(chǎn)物都為CO2和H2O,取代反應(yīng),加成反應(yīng),不反應(yīng),加成反應(yīng),不反應(yīng),不反應(yīng),不反應(yīng),加成反應(yīng),加成反應(yīng),氧化反應(yīng) 溶液褪色,不反應(yīng),加成反應(yīng),1、能用于鑒別甲烷和乙烯的試劑是 ( ) A.溴水 B.酸性高錳酸鉀溶液 C.苛性鈉溶 D.四氯化碳溶液,AB,練習(xí),2、制取一氯乙烷最好采用的方法是 ( ) A.乙烷和氯氣反應(yīng) B.乙烯和氯氣反應(yīng) C.乙烯和氯化氫反應(yīng) D.乙烷和氯化氫反應(yīng),C,練習(xí),3. 既可以使溴水褪色,又可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色的氣體有 ( ) A. CO B. CO2 C. C2H4 D. C2H6,C,練習(xí),4. 乙烯發(fā)生的下列反應(yīng)中,不屬于加成反應(yīng)的是 ( ) A. 與氫氣反應(yīng)生成乙烷 B. 與水反應(yīng)生成乙醇 C. 與溴水反應(yīng)使之褪色 D. 與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水,D,練習(xí),濃硫酸和酒精的用量配比：,體積比約為 3:1,為什么濃硫酸用量要多？,反應(yīng)中有生成水，會使?jié)饬蛩嵯♂專×蛩釠]有脫水性會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。,濃硫酸和酒精,濃硫酸在反應(yīng)中起什么作用？,脫水劑和催化劑,1、藥品：,2、原理：,二、乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法,發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙烯,A,B,C,可用( )裝置常用做制( ),A,可用( )裝置常用做制( ),可用( )裝置常用做制( ),B,C,H2 CO2,O2 NH3,Cl2,3、制備裝置,4、操作原理：,1、安裝順序如何？,（由下到上，由左到右）,3、混合液體時(shí)是將什么倒入什么中？為什么？,（濃硫酸緩緩倒入乙醇中）,4、能否在量筒中混合液體？為什么？,（否，混合時(shí)放熱）,2、如何檢查裝置的氣密性？,把導(dǎo)氣管伸入水中，用手捂住燒瓶。,思考：,1、碎瓷片的作用？,防止爆沸,2、迅速升溫至1700C目的？,3、溫度計(jì)水銀球所在的位置？,溫度計(jì)的水銀球必須伸入液面以下，因?yàn)闇囟扔?jì)指示的是反應(yīng)溫度。,4、能否用排空法收集乙烯？,不能，因?yàn)橐蚁┑拿芏扰c空氣的密度接近。,5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束是先撤酒精燈還是先撤導(dǎo)管？,先撤導(dǎo)管，防止倒吸。,1400C乙醇會發(fā)生分子間脫水生成副產(chǎn)品乙醚。,6、加熱過程中混合液顏色如何變化？,溶液由無色變成棕色最后變成黑色。,原因是濃硫酸使酒精脫水碳化,7、加熱時(shí)間過長，還會產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，為什么？,濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，可以與生成的碳反應(yīng)。,練習(xí)：,實(shí)驗(yàn)室制取乙烯常因溫度過高而使乙醇和濃H2SO4反應(yīng)生成少量的二氧化硫。有人設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)以確證上述混合氣體中含有乙烯和二氧化硫。,I,II,IIII,IV,如圖上所示，I、裝置可盛放的試劑是：(將下列有關(guān)試劑的序號填入空格內(nèi))。 I ， ， ， 。 A品紅溶液 BNaOH溶液 C濃H2SO4 D酸性KMnO4溶液 能說明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是 。 使用裝置的目的是 。 使用裝置的目的是 。 確證含有乙烯的現(xiàn)象是 。,A,D,A,B,I中品紅褪色,除去SO2,驗(yàn)證SO2是否除凈,IV中紫色KMnO4褪色,第3節(jié) 石油和煤 重要的烴,三、煤的干餾 苯,無煙煤,泥煤,褐煤,煤的開采,（一）煤的加工方法干餾,1、在爐子里燒煤能看到哪些現(xiàn)象？,爐子里煤灰 煙囪里氣體,2、燃燒煤有哪些污染？,3、煤除了用做燃料外還有哪些應(yīng)用價(jià)值？,SO2 NOX COX 煙塵等,水煤氣、氮肥、炸藥、醫(yī)藥等化工原料。,煤是由有機(jī)化合物和無機(jī)化合物組成的復(fù)雜的混合物。除了含有C、H元素外，還含有少量的N、 S、 O 、 P等元素；混合物里的無機(jī)化合物主要有硅、鋁、鈣、鐵等元素。,【請你想一想】：煤與炭有何關(guān)系？,木炭、焦炭等是碳的不純單質(zhì)，而煤是有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。,（二）煤的加工方法干餾,將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程，叫做煤的干餾。,【請你想一想】： 煤的干餾和石油的分餾、蒸餾、有什么區(qū)別呢？,石油的分餾屬于物理變化過程、煤的干餾屬于化學(xué)變化過程。,（三）煤的綜合利用與環(huán)境保護(hù),大量燃燒煤燃料，會造成CO2、SO2等污染 煤作為化工原料又會引出“三廢”廢水、廢氣、廢渣 煤在運(yùn)輸和使用過程中的煤灰,濕化,摻入氧化鈣,合理處理并重復(fù)利用各種產(chǎn)物,猜猜看:“有人說我笨，其實(shí)并不笨；脫去竹笠換草帽，化工生產(chǎn)逞英豪”。猜一字。,（苯）,練 習(xí) :法拉第發(fā)現(xiàn)一種新的有機(jī)物-苯。它由C、H兩種元素組成，C%=92.3%，其蒸氣的密度是同壓下H2的39倍，試計(jì)算其分子式。,解：M苯=392=78 nC=(7892.3%)/12=6 nH =78-612/1=6 分子式C6H6,四、苯,1.根據(jù)苯的分子式，它屬于飽和烴還是不飽和烴？為什么？ 2.根據(jù)飽和烴的通式，苯的不飽和度何？ 3.可能有多少雙鍵數(shù)？叁鍵數(shù)？ 4.寫出可能的結(jié)構(gòu)簡式。, 思考與交流,苯分子可能的結(jié)構(gòu)(一) (1)CH CCH2CH2C CH (2)CH3C CC CCH3 (3)CH2 CHCH2CH2C CH2 (4)CH2 C CHCH C CH2 (5)CH CCH2CH2C CH,【思考與交流】 若苯分子為上述結(jié)構(gòu)之一，則其應(yīng)該具有什么重要化學(xué)性質(zhì)？可設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)來證明？,1.能否使溴水褪色(發(fā)生加成反應(yīng))? 2.能否使高錳酸鉀酸性溶液褪色(發(fā)生氧化反應(yīng))?,【學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)】,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：苯不能使Br2水或KMnO4褪色， 結(jié)論：苯與不飽和烴的性質(zhì)有很大區(qū)別。苯分子的結(jié)構(gòu)中不存在碳碳雙鍵或碳碳三鍵。,通過上面實(shí)驗(yàn)我們否定了苯的鏈狀結(jié)構(gòu)。苯分子的結(jié)構(gòu)究竟如何，這在十九世紀(jì)是個(gè)很大的化學(xué)之謎。若苯分子是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，試畫出可能的結(jié)構(gòu)。,苯分子的可能結(jié)構(gòu)（二）,象“打開的書”,“三棱柱烷”,但這些結(jié)構(gòu)又被實(shí)驗(yàn)一一推翻了，直到1865年德國化學(xué)家凱庫勒終于發(fā)現(xiàn)了苯的結(jié)構(gòu)。,凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)的傳奇- “夢的啟示” 請同學(xué)們閱讀課本63-64頁。,正如他說的：到達(dá)知識高峰的人，往往是以渴求知識為動(dòng)力，用畢生精力進(jìn)行探索的人，而不是那些以謀取私利為目的的人。,凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯分子是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的過程，富有傳奇色彩。凱庫勒能夠從夢中得到啟發(fā)，成功地提出結(jié)構(gòu)學(xué)說，并不是偶然的，這與他本人具有廣博而精深的化學(xué)知識、勤奮鉆研的品質(zhì)和執(zhí)著追求的科學(xué)態(tài)度是分不開的。,簡寫為,苯的結(jié)構(gòu)式（凱庫勒式）,苯不能與溴水或酸性高錳酸鉀溶液，說明苯分子的結(jié)構(gòu)中不存在碳碳雙鍵，故凱庫勒式仍不能準(zhǔn)確表示苯分子的結(jié)構(gòu)。對苯的進(jìn)一步研究表明，苯分子中的6個(gè)碳原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵。所以，也常用 表示苯分子,結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1.具有平面正六邊形結(jié)構(gòu)，所有原子均在同一平面上。2.苯環(huán)中所有碳碳鍵等同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵。,結(jié)構(gòu)式:,（一）苯分子的結(jié)構(gòu),分子式： C6H6,結(jié)構(gòu)簡式:,或,為了紀(jì)念凱庫勒對苯分子結(jié)構(gòu)的巨大貢獻(xiàn),現(xiàn)在仍沿用凱庫勒結(jié)構(gòu)式表示.,比例模型,學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)：認(rèn)識苯的物理性質(zhì)： 1.觀察苯的色、態(tài)，并小心聞味； 2.將2mL液態(tài)苯放入試管，然后將試管放在冰水混合物中冷卻； 3.試管中盛2mL苯，然后加入4mL水振蕩，觀察溶解情況及苯層位置； 4.試管中盛4mL苯加入少量碘晶體振蕩觀察溶解情況。,歸納與小結(jié): 通過上述實(shí)驗(yàn), 結(jié)合書本（P61），請同學(xué)們歸納苯的物理性質(zhì)。,（二）苯的物理性質(zhì),1.苯是沒有顏色帶有特殊氣味的液體 是一種重要溶劑.,3.密度比水小，不溶于水,2.苯的熔沸點(diǎn)低：沸點(diǎn) 80.1, 易揮發(fā) 熔點(diǎn) 5.5,推測：苯具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，既能發(fā)生取代反應(yīng), 又可以發(fā)生加成反應(yīng)。,根據(jù)前面研究的苯分子中的碳碳鍵是介于單鍵 和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵, 那么苯的化學(xué)性質(zhì)如何？,（三）苯的化學(xué)性質(zhì)和用途,1.苯的取代反應(yīng)：,(1)跟鹵素的取代反應(yīng)：,注意：1、反應(yīng)物:苯和液溴（不能用溴水） 2、反應(yīng)條件：催化劑（FeBr3）,溴苯,交流與討論:苯的二溴取代物有幾種?,1.III與IV的結(jié)構(gòu)相同,故苯的二溴取代物有3種. 2.III與IV的結(jié)構(gòu)相同,說明苯分子中不存在單雙鍵交替的結(jié)構(gòu).,(2)苯的硝化反應(yīng),硝基苯,硝基苯是一種無色油狀液體，有苦杏仁氣味，有毒，密度比水大，不溶于水。,請看動(dòng)畫-苯的硝化反應(yīng),苯與鹵素、硝酸、硫酸等在一定的條件下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的本質(zhì)都是苯環(huán)上的氫被取代，所以說苯易發(fā)生取代反應(yīng)。,思考：苯與鹵素、硝酸反應(yīng)的本質(zhì)是什么？屬于什么反應(yīng)類型？,2.苯的加成反應(yīng)：,環(huán)己烷,請看動(dòng)畫-苯的加成反應(yīng),思考：苯的不飽和度這么高，那它能不能發(fā)生加成反應(yīng)呢？,3.苯在空氣里燃燒：,4.苯用途：,2C6H6 +15O2 12CO2 + 6H2O,合成纖維、合成橡膠、塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、香料等。苯也常用于有機(jī)溶劑。,點(diǎn)燃,小 結(jié),發(fā)現(xiàn)問題,搜