魯科版必修第二冊(cè)第3章第2節(jié)第2課時(shí)煤的干餾與苯課件（47張）

第2課時(shí)煤的干餾與苯學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過對(duì)煤的化工類型的學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)煤的干餾原理,初步了解干餾產(chǎn)物及其用途。2.通過對(duì)照苯與乙烯的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)和苯分子的模型,認(rèn)識(shí)苯分子的組成、結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用,理解苯的主要化學(xué)性質(zhì)。任務(wù)分項(xiàng)突破課堂小結(jié)提升學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)任務(wù)分項(xiàng)突破學(xué)習(xí)任務(wù)1煤的干餾自主梳理1.煤的應(yīng)用(1)直接作燃料,會(huì)造成環(huán)境污染。(2)綜合利用:氣化、液化或干餾等方法可以從煤中制得氣體或液體燃料、焦炭及各種化工原料等。2.煤的干餾(1)定義:將煤

加強(qiáng)熱使其分解。隔絕空氣干餾產(chǎn)物主要成分主要用途出爐煤氣

.氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳?xì)怏w燃料、化工原料

.氨氣、銨鹽氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

.苯、甲苯、二甲苯酚類、萘醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、合成材料瀝青電極、筑路材料

.碳冶金、燃料、合成氨(2)主要產(chǎn)物和用途。焦?fàn)t氣粗氨水煤焦油焦炭互動(dòng)探究將煤直接作為燃料燃燒,一方面熱效率較低,另一方面還會(huì)產(chǎn)生煙塵、二氧化硫、氮氧化物等,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。煤的干餾是提高煤的利用率、生產(chǎn)重要化工原料、減少污染物排放量的有效措施之一。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室條件下探究煤干餾的現(xiàn)象及產(chǎn)物,設(shè)計(jì)如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。探究1煤的干餾原理問題1:在組裝干餾實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),一定注意要把硬質(zhì)玻璃管密封好,這是為什么?提示:煤的干餾要求隔絕空氣,防止空氣進(jìn)入發(fā)生燃燒。問題2:煤經(jīng)過干餾,得到了氣體、液體和黑色的固體,是物理變化嗎?提示:不是。煤的干餾是高溫下發(fā)生的復(fù)雜的化學(xué)變化。問題3:生產(chǎn)、生活中用到的煤油是煤干餾得到的產(chǎn)品嗎?提示:不是。煤油是石油分餾得到的碳原子數(shù)在11～16之間的多種烷烴的混合物。探究2煤的干餾產(chǎn)物問題4:試管導(dǎo)出的氣體產(chǎn)物點(diǎn)燃后有藍(lán)色的火焰,其主要成分是什么?問題5:在試管底部得到黑色的液體,有一股刺激性氣味,表明生成了什么產(chǎn)物?提示:生成了氨氣。問題6:如何從試管底部的黑色液體中得到苯、甲苯、二甲苯等化工原料?提示:分餾。歸納拓展1.化學(xué)中“三餾”的比較名稱干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣、高溫下使物質(zhì)分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離與蒸餾原理相同產(chǎn)物混合物單一組分的純凈物沸點(diǎn)相近的各組分組成的混合物類型化學(xué)變化物理變化物理變化2.煤的氣化和液化(1)煤的氣化。①概念:將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。(2)煤的液化。①概念:把煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的過程。1.(2022·云南昆明階段檢測(cè))煤在干餾時(shí)得到的氣態(tài)產(chǎn)物是(

)A.天然氣 B.水煤氣C.焦?fàn)t氣 D.高爐煤氣題組例練C解析:煤在干餾時(shí),發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化,得到的氣態(tài)產(chǎn)物是焦?fàn)t氣,故選C。2.下列屬于化學(xué)變化的是(

)A.活性炭用以脫色B.煤的干餾C.石油分餾得到柴油D.從煤焦油獲得苯、甲苯B解析:活性炭用以脫色是利用吸附性,是物理變化,故A不符合題意;煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使煤分解的過程,有新物質(zhì)生成,是化學(xué)變化,故B符合題意;石油分餾得到柴油,沒有新物質(zhì)生成,屬于物理變化,故C不符合題意;從煤焦油獲得苯、甲苯,采用蒸餾操作,沒有新物質(zhì)生成,屬于物理變化,故D不符合題意。3.下列關(guān)于煤的綜合利用的說法正確的是(

)A.煤的氣化、液化和干餾都屬于物理變化B.煤的氣化產(chǎn)物既可以直接作為燃料,又可以合成液體燃料C.煤的液化就是將煤轉(zhuǎn)化為液態(tài)D.煤中含有苯、甲苯和二甲苯等有機(jī)化合物B解析:煤的氣化是讓煤在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳,煤的液化是利用煤制取甲醇等的反應(yīng),煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使煤發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的過程,三者都屬于化學(xué)變化,A、C錯(cuò)誤;煤的氣化是讓煤在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳,氫氣和一氧化碳可以作為燃料直接燃燒,也可以合成液體燃料甲醇等,B正確;煤是由無(wú)機(jī)物和有機(jī)化合物組成的復(fù)雜的混合物,通過干餾可得到苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)化合物,D錯(cuò)誤。4.“中國(guó)17世紀(jì)的工藝百科全書”《天工開物》中記載“凡取煤經(jīng)歷久者,從土面能辨有無(wú)之色,然后掘挖;深至五丈許方始得煤?！毕铝姓f法錯(cuò)誤的是(

)A.煤是不可再生能源B.煤的組成以碳元素為主C.煤的氣化、液化過程均為物理變化D.煤通過干餾可以得到煤焦油、出爐煤氣以及焦炭等C解析:煤的氣化(生成CO和氫氣)和液化(生成甲醇等),均有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,故C錯(cuò)誤。題后悟道煤干餾的幾個(gè)要點(diǎn)(1)隔絕空氣:這是煤干餾的前提條件,否則,強(qiáng)熱條件下煤會(huì)燃燒生成CO2和H2O等物質(zhì)。(2)物理變化和化學(xué)變化:煤的干餾過程既有物理變化又有化學(xué)變化,煤在干餾過程中既有新物質(zhì)的生成,如苯、萘、酚等,又有物質(zhì)狀態(tài)的變化。(3)物質(zhì)來源:煤中不含苯、萘、酚等物質(zhì),這些物質(zhì)是在干餾過程中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的,存在于煤焦油中。分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

.

(1)

形;(2)苯分子中的碳碳鍵完全

,是一種介于

和

.之間的特殊共價(jià)鍵1.苯的組成和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)2苯自主梳理C6H6平面正六邊相同碳碳單鍵碳碳雙鍵2.物理性質(zhì)顏色氣味狀態(tài)密度水溶性毒性無(wú)色特殊氣味

體比水

.

溶于水

.液小難有毒3.化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性:苯與溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液均不反應(yīng)。(3)取代反應(yīng):苯與

在鐵粉的作用下可發(fā)生反應(yīng)生成溴苯,化學(xué)方程式為

。液溴4.用途(1)重要的化工原料,可以用來合成多種分子中含有苯環(huán)的重要有機(jī)化合物。(2)常用作有機(jī)溶劑?；?dòng)探究苯是在1825年由英國(guó)科學(xué)家法拉第用蒸餾方法從煤焦油中分離得到的。后來法國(guó)化學(xué)家日拉爾和他人合作確定了苯的相對(duì)分子質(zhì)量為78,分子式為C6H6。但苯的分子結(jié)構(gòu)讓化學(xué)家感到頭疼不已,因?yàn)楸街刑?、氫比例是如此之?應(yīng)該存在不飽和化學(xué)鍵。德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒在碳原子的四價(jià)、碳原子可以連接成鏈的學(xué)說基礎(chǔ)上,提出了現(xiàn)在的苯的結(jié)構(gòu)

。雖然從苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式看,苯分子是單、雙鍵交替的結(jié)構(gòu),但實(shí)驗(yàn)事實(shí)卻證明了苯并沒有典型的碳碳雙鍵的性質(zhì),為了確認(rèn)苯不是一種典型的不飽和化合物,設(shè)計(jì)以下三個(gè)關(guān)于苯的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。探究1苯的物理、化學(xué)性質(zhì)問題1:試管①、③都出現(xiàn)了液體的分層,①中上層無(wú)色,下層紫紅色;③中上層橙紅色,下層無(wú)色;②不分層,液體顏色變淺。如何解釋這一系列現(xiàn)象?提示:苯不溶于水,且密度小于水的,所以①上層為無(wú)色的苯層,下層為酸性高錳酸鉀溶液層;③中發(fā)生了萃取,上層為溶有溴的苯層;苯與有機(jī)溶劑可以混溶,所以②不分層,液體顏色變淺。問題2:聯(lián)想乙烯的化學(xué)性質(zhì),分析苯與乙烯的化學(xué)性質(zhì)有哪些不同。提示:苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,也不能與溴發(fā)生加成反應(yīng)。探究2苯的結(jié)構(gòu)問題3:從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看,苯分子中是否含有碳碳雙鍵?提示:苯不能和乙烯一樣使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色,說明苯分子中不含碳碳雙鍵。問題4:人們發(fā)現(xiàn)鄰二溴苯(苯環(huán)上兩個(gè)溴原子位于鄰位)只有一種結(jié)構(gòu)。你能得到什么啟發(fā)?歸納拓展甲烷、乙烯、苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)比較項(xiàng)目甲烷乙烯苯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH4CH2CH2空間結(jié)構(gòu)正四面體形平面形平面正六邊形與Br2反應(yīng)含Br2試劑溴蒸氣溴水或溴的CCl4溶液液溴反應(yīng)條件光照—鐵粉反應(yīng)類型取代加成取代氧化反應(yīng)酸性KMnO4溶液不反應(yīng)溶液褪色不反應(yīng)燃燒火焰呈淡藍(lán)色火焰明亮,帶黑煙火焰明亮,帶濃煙與H2加成不能能能鑒別特征不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色將溴水和苯混合振蕩分層,上層呈橙紅色,下層為無(wú)色題點(diǎn)一苯的結(jié)構(gòu)題組例練C解析:苯的性質(zhì)穩(wěn)定,6個(gè)碳碳鍵完全相同,是介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的獨(dú)特的鍵,不存在碳碳雙鍵和碳碳單鍵,C不正確。1.下列關(guān)于苯的說法不正確的是(

)A.分子式為C6H6B.所有的原子在同一平面上C.存在碳碳單鍵與碳碳雙鍵交替出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)D.存在介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的獨(dú)特的鍵2.某烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

≡C—CHCH—CH3,下列有關(guān)其結(jié)構(gòu)說法正確的是(

)A.所有原子可能在同一平面上B.最多有5個(gè)原子在同一條直線上C.所有碳原子可能在同一平面上D.所有氫原子可能在同一平面上C解析:甲基中的氫原子不可能共面,因此所有原子不可能在同一平面上,故A、D錯(cuò)誤;苯環(huán)對(duì)位上的碳、氫原子在同一條直線上,連接碳碳三鍵的原子在同一條直線上,由結(jié)構(gòu)可知,最多有6個(gè)原子在同一條直線上,故B錯(cuò)誤;由于苯環(huán)和碳碳雙鍵都是平面形結(jié)構(gòu),而碳碳三鍵是直線形結(jié)構(gòu),該有機(jī)化合物分子中所有碳原子可能在同一平面上,但一定不在同一條直線上,故C正確。題點(diǎn)二苯的性質(zhì)3.苯是一種重要的有機(jī)化工原料,下列有關(guān)苯的敘述不正確的是(

)A.分子式為C6H6B.屬于不飽和烴C.密度比水的小D.無(wú)色、無(wú)毒的液體D解析:苯的分子式為C6H6,A正確;苯分子中的碳原子間不以碳碳單鍵結(jié)合,B正確;苯的密度小于水的,C正確;苯是無(wú)色、有毒的液體,D不正確。4.下列對(duì)苯的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的描述中,錯(cuò)誤的是(

)A.將溴水加入苯中,振蕩、靜置后分層,水層顏色變淺,說明苯與溴發(fā)生了加成反應(yīng)B.苯中并不存在典型的碳碳雙鍵,與酸性高錳酸鉀溶液不反應(yīng)C.由于含碳量較大,苯在空氣中燃燒常伴有黑煙產(chǎn)生D.在鐵粉存在下,液溴可與苯發(fā)生取代反應(yīng)A解析:苯和溴水不反應(yīng),因溴易溶于苯,溴水顏色變淺為萃取原因,故A錯(cuò)誤;苯分子中的6個(gè)碳原子之間的鍵是介于單鍵和雙鍵之間獨(dú)特的鍵,不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,故B正確;苯分子中C、H個(gè)數(shù)比為1∶1,含碳量高,不易完全燃燒,在空氣中燃燒常伴有黑煙,故C正確;鐵粉為催化劑,液溴可以取代苯環(huán)上的氫原子生成溴苯,故D正確。模型認(rèn)知確定分子中共線、共面原子數(shù)的方法(1)看清判定的目標(biāo)。審題時(shí),要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等關(guān)鍵詞和限制條件。③只要是有甲烷的四面體結(jié)構(gòu),則至多有三個(gè)原子位于同一平面內(nèi)。(3)單鍵的旋轉(zhuǎn)思想。有機(jī)化合物分子中的單鍵,包括碳碳單鍵、碳?xì)鋯捂I、碳氧單鍵等,均可繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)。課堂小結(jié)提升【知識(shí)整合】【易錯(cuò)提醒】1.誤認(rèn)為煤的干餾是物理變化。其實(shí)不然,干餾過程中主要是化學(xué)變化,也伴隨著物理變化。2.誤認(rèn)為煤中存在苯、二甲苯等有機(jī)化合物。其實(shí)不然,苯、二甲苯等物質(zhì)是煤干餾過程中經(jīng)化學(xué)變化生成的。3.誤認(rèn)為苯分子是單、雙鍵交替結(jié)構(gòu)。其實(shí)不然,苯分子中不存在雙鍵,其碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共價(jià)鍵。4.誤認(rèn)為苯與液溴的反應(yīng)是加成反應(yīng)。其實(shí)不然,該反應(yīng)是苯上的氫原子被溴原子取代的反應(yīng)。5.誤認(rèn)為苯不能發(fā)生加成反應(yīng)。其實(shí)不然,在一定條件下苯可以與氫氣、氯氣發(fā)生加成反應(yīng)。6.誤認(rèn)為苯不能發(fā)生氧化反應(yīng)。其實(shí)不然,苯能夠燃燒,就是與氧氣發(fā)生的氧化反應(yīng)。學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)(1)若苯的結(jié)構(gòu)為Ⅰ,則一氯代物有

種,和氫氣

(填“能”或“不能”)發(fā)生加成反應(yīng)。若苯的結(jié)構(gòu)為Ⅱ,則下列說法正確的是

(填字母)。

A.能使酸性KMnO4溶液褪色B.能使溴的四氯化碳溶液褪色C.一氯代物只有一種答案:(1)1不能AB解析:(1)若苯的結(jié)構(gòu)為Ⅰ,其6個(gè)碳原子空間位置完全相同,且都形成四個(gè)單鍵,為飽和結(jié)構(gòu),所以一氯代物只有一種,不能發(fā)生加成反應(yīng)。若苯的結(jié)構(gòu)為Ⅱ,存在碳碳雙鍵,應(yīng)該具有碳碳雙鍵的性質(zhì),即能使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色,由于六個(gè)碳原子分為兩類(頂點(diǎn)四個(gè)、中間兩個(gè)),所以一氯代物有兩種。(2)利用實(shí)驗(yàn)確認(rèn)苯的結(jié)構(gòu)。①把苯加入溴的四氯化碳溶液中,溴的四氯化碳溶液

褪色;把苯加入酸性KMnO4溶液中,酸性KMnO4溶液

褪色。答案:(2)①不不解析:(2)①由于苯中并不存在碳碳雙鍵,所以不能使溴的CCl4溶液和