化石燃料与有机化合物PPT精品课件

专题3 有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物第1课时天然气的利用甲烷1.知道化石燃料的主要成分。2.认识认识 甲烷烷的分子组组成、结结构特征、主要化学性质质及其应应用。3.了解取代反应应的特征。4.了解烃烃、烷烃烷烃 及其同系物的概念。一、化石燃料化石燃料组组成元素主要成分天然气_和_石油主要是_，还还有少量S、O、N等_煤主要是_，还还有少量S、P、N等_和_组组成的复杂杂混合物CH甲烷烷C和H碳氢氢化合物C、H、O有机化合物无机物二、甲烷烷1.存在和用途：2.分子结结构：(1)组组成和结结构：CH4(2)空间间构型：正四面体型：3.物理性质质：_色、_味，_溶于水，密度比空气_的气体。无无难难小4.化学性质质：(1)甲烷烷和氧气反应应：实验图实验图 示燃烧现烧现 象安静燃烧烧，产产生_火焰淡蓝蓝色产产物检检验验方法罩一只干燥的烧烧杯罩一只内壁用澄清石灰水润润洗过过的烧烧杯现现象烧烧杯内壁变变模糊石灰水_结论结论有_生成有_生成化学方程式_变浑浊变浑浊H2OCO2CH4+2O2 CO2+2H2O点燃(2)取代反应应：定义义：有机化合物中的某些_被另一种_所取代的反应应。原子(或原子团团)原子(或原子团团)甲烷烷和氯氯气反应应：实实验验操作实实验验现现象及解释释现现象解释释 a.集气瓶内黄绿绿色逐_ ， 最后变为变为 无色Cl2参与反应应生成无色物质质 b.集气瓶内壁有_ _ 附着有_产产生c.集气瓶内的液面_随着反应应的进进行，气体的总总体积积_d.集气瓶内有_出现现反应应生成的_ e.水槽内有少量_析出反应应有HCl产产生，使饱饱和食盐盐水中氯氯离子浓浓度_，溶液过饱过饱 和，析出_晶体变变浅油状液滴不溶于水的液体物质质上升减小白雾雾HCl与水蒸气结结合产产生酸雾雾晶体增大NaCl反应应原理写出所有反应应方程式：_、_、_、_光照CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光照CHCl3+Cl2 CCl4+HClCH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl光照CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光照5.甲烷烷的应应用：(1)由甲烷烷可制得制冷剂剂氟利昂CH4 CHCl3 CHFCl2。(2)由甲烷烷可制得CH3OH。CH4 _ _。(3)由甲烷烷高温分解可制得炭黑和氢氢气反应应方程式为为_。Cl2HF氧化CO、H2催化剂一定压强、温度CH3OH高温CH4 C+2H2三、烷烃烷烃1.烃烃：仅仅含_两种元素的有机化合物，又叫_。2.烷烃烷烃 ：(1)结结构：碳原子都以_相连连，其余的价键键全部与_结结合，达到“_”。(2)通式：_(n1)。(3)命名：n10：依次称为为_、_、_、_n11：直接根据碳原子数称某烷烷，如C16H34称为为_。(4)性质质：和甲烷烷相似。碳和氢氢碳氢氢化合物碳碳单键单键氢氢原子饱饱和CnH2n+2甲烷烷乙烷烷丙烷烷丁烷烷十六烷烷3.同系物：(1)概念：结结构_，分子组组成上相差1个或若干个“_”原子团团的有机化合物，互称为为同系物。(2)实实例：下列烷烃烷烃 互为为同系物名称甲烷烷乙烷烷丙烷烷正丁烷烷分子式CH4_ _ _相似CH2CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3【思考辨析】1.判断正误误：(1)甲烷烷是一种高效、洁净洁净 的燃料。( )分析：甲烷燃烧的产物可以直接参与大气循环。而且与CO或H2相比较，相同条件下等体积的甲烷释放的热量较多。(2)点燃甲烷烷前，可以不用检验检验 其纯纯度。( )分析：点燃甲烷跟空气的混合物，有可能发生爆炸，所以点燃甲烷之前必须检验其纯度。(3)能用甲烷烷与氯氯气制备纯净备纯净 的CH3Cl。( )分析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机产物都会产生。(4)甲烷烷和氯氯气在光照下发发生取代反应应的生成物中一氯氯甲烷烷最多。( )分析：甲烷和氯气的四步取代反应中每一步都有HCl气体产生，所以产物中HCl最多。2.问题问题 思考：(1)已知1 mol甲烷烷完全燃烧烧生成液态态水时时可以放出890 kJ的热热量，试试写出甲烷烷燃烧烧的热热化学方程式。分析：放热反应的H 柴油煤油汽油液化石油气。答案：(1)溴的红棕色褪去CH2CH2+Br2 CH2BrCH2Br(2)紫红色褪去氧化(3)液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青第3课时煤的综合利用苯1.了解煤的气化、液化和干馏馏的原理及主要产产物。2.认识认识 苯的分子组组成和结结构特征。3.认识认识 苯的化学性质质及其应应用。一、煤的综综合利用1.煤的气化：可燃性气体C+H2O(g) CO+H2高温=2.煤的液化：液体燃料燃料油3.煤的干馏馏：隔绝绝空气加强热热焦炭煤焦油焦炉气粗苯苯甲苯二、苯的结结构、性质质及应应用1.苯的分子结结构：(1)表示方法及空间结间结 构：(2)化学键键：介于_和_之间间的独特的键键。C6H6平面正六边边共平面碳碳单键单键碳碳双键键2.苯的物理性质质：颜颜色状态态气味密度毒性溶解性挥发挥发性_无色液体特殊气味比水小有毒难难溶于水易挥发挥发3.苯的化学性质质：有关方程式为为_现现象：燃烧产烧产 生明亮火焰、冒浓浓黑烟。_点燃2C6H6+15O2 12CO2+6H2O_4.苯的应应用：是合成染料、医药药、农药农药 、炸药药、合成材料等重要的有机化工原料，如制取氯氯苯(_)、溴苯(_)、苯磺酸(_)等。【思考辨析】1.判断正误误：(1)煤的干馏馏是化学变变化，而煤的气化和液化都是物理变变化。 ( )分析：煤的气化是指煤和某些物质反应生成可燃性气体的过程，煤的液化是指煤和某些物质反应生成液体燃料的过程，都属于化学变化。(2)煤中含有苯和甲苯，是制取苯的重要原料。( )分析：煤经过干馏时发生化学变化分解出苯、甲苯、二甲苯等物质，煤中不含这些物质。(3)苯与溴水混合振荡荡后静置，溴水褪色说说明苯分子中含有碳碳双键键。( )分析：苯与溴水混合振荡后静置，溴水褪色，是由于苯将溴单质从溴水中萃取出来。(4)苯的结结构简简式是 ，故苯分子中有3个碳碳单键单键 和3个碳碳双键键。( )分析：苯分子中6个碳碳键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键。2.问题问题 思考：(1)分液漏斗中有少量苯和水的混合物，振荡荡、静置分层层，请设计简单请设计简单 的实验检验实验检验 哪一层层是苯?分析：用一试管接出少量下层液体并加入少量的水，若分层，则下层液体是苯，若不分层，则下层液体是水。(2)如何用实验证实验证 明苯分子中没有碳碳双键键?分析：向苯中加入酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液，振荡，观察是否褪色。均不褪色说明苯分子中不存在碳碳双键。【知识链接】氯苯无色透明液体，具有苦杏仁味，沸点131.7，不溶于水，溶于乙酸、乙醚、氯仿、二硫化碳、苯等多数有机溶剂，其主要用于做乙基纤维素和许多树脂的溶剂，生产多种其他苯系中间体，如硝基氯苯等。溴苯无色油状液体，具有苯的气味。不溶于水，溶于甲醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。有毒，严重可致人死亡。化工上主要用于溶剂、分析试剂和有机合成等。苯磺酸化学式为C6H5SO3H，是一种芳香强酸。它可以由苯在浓硫酸作用下发生磺化反应制得。用于制取苯酚、间苯二酚，也用作酯化反应和脱水反应中的催化剂。一、苯的结结构、性质质1.苯的结结构、性质质：结结构特点化学键键分子中不存在碳碳单键单键 ，也不存在碳碳双键键，而是一种介于碳碳单键单键 和碳碳双键键之间间的独特的化学键键空间间构型平面正六边边形结结构的非极性分子，六个碳原子和六个氢氢原子都在同一个平面上性质质在氧气中完全燃烧烧生成CO2和H2O不能使酸性高锰锰酸钾钾溶液褪色在催化剂剂作用下与液溴发发生取代反应应生成溴苯在浓浓硫酸的催化作用下能够够和浓浓硝酸发发生硝化反应应苯能够够使溴水层层褪色，原因是苯萃取了溴水中的溴，而不是发发生了加成反应应能与H2在催化剂剂作用下加成生成环环己烷烷总结总结易取代、可加成、难难氧化2.鉴别鉴别 甲烷烷、乙烯烯和苯：【知识备选】制取溴苯和硝基苯的实验1.苯的溴代反应：(1)反应条件：纯净的溴单质，Fe或FeBr3。(2)反应现象：反应放热，反应物微沸，容器中充满红棕色气体。(3)溴苯性质：是一种无色、密度比水的大，难溶于水的油状液体。(4)HBr检验：加AgNO3溶液产生浅黄色沉淀或加紫色石蕊试液变红。(5)产物净化：先加水溶解分液除去FeBr3和苯，再加NaOH溶液溶解溴，分液得到溴苯。2.苯的硝化反应：(1)反应条件：浓硫酸作催化剂和吸水剂，水浴加热(5060)(2)产物性质：硝基苯是一种无色有苦杏仁味、密度比水的大，难溶于水的油状液体。(3)产物净化：除去硝基苯中的硫酸和硝酸，可以加入水，混合液分为三层，通过分液的方法加以分离。【学而后思】(1)已知苯在光照条件下和氯氯气反应应生成 ，则该则该 反应应的类类型是什么?提示：对比苯和产物的分子式，可以发现产物中氢原子数没有发生变化，只是多了6个氯原子，再对照产物的结构简式可以发现，原来凯库勒式中苯分子中的碳碳双键都变成单键，这些都符合加成反应的概念，所以属于加成反应。(2)硫酸分子是由羟羟基(OH)和磺酸基(SO3H)构成，苯和浓浓硫酸在一定条件下能够发够发 生取代反应应生成苯磺酸，写出该该反应应的化学方程式。提示：二、常见烃见烃 分子的空间间构型1.甲烷烷型正四面体结结构：甲烷烷分子的空间间正四面体结结构模型为为其键键角为为109.5。以CH4为为母体，可衍变变成其他结结构。但无论论什么原子或原子团团与碳原子相连连，都相当于取代原来甲烷烷中氢氢原子的位置，构成四面体结结构。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等都是四面体结结构。2.乙烯烯型平面结结构：乙烯烯分子中的所有原子都在同一平面内，键键角为为120。当乙烯烯分子中某氢氢原子被其他原子或原子团团取代时时，则则代替该氢该氢 原子的原子一定在乙烯烯分子的平面内。例如丙烯烯CH3CHCH2，其结结构式如图图所示：三个氢氢原子()和三个碳原子()一定共面。根据三角形规则规则 (C，C，H构成三角形，在一个平面内)，H也可能在这这个平面上。3.苯型平面结结构：苯分子中所有原子都在同一平面内，键键角为为120。当苯分子中的一个氢氢原子被其他原子或原子团团取代时时，代替该氢该氢 原子的原子一定在苯分子所在的平面内。甲苯( )中的7个碳原子(苯环环上的6个碳原子和甲基上的一个碳原子)，5个氢氢原子(苯环环上的5个氢氢原子)这这12个原子一定共面。此外甲基上1个氢氢原子(H，C，C构成三角形)也可以转转到这这个平面上，其余两个氢氢原子分布在平面两侧侧。故甲苯分子中最多有13个原子共面。【学而后思】(1) 分子中含四面体碳原子个数为为多少?提示：与饱和碳原子相连的四个原子可以构成四面体结构，即含四个单键的碳原子的空间构型为四面体型，共有3个这样的碳原子。(2)CH2CHCHCH2分子中所有的原子有可能共平面吗吗?提示：有可能所有的原子都共平面，即 只要与号碳原子间的碳碳单键旋转到适当的位置可使所有原子共平面。类类型 一 常见烃见烃 性质质的比较较【典例】有A、B、C、D、E五种烃烃，具有下列性质质：各取0.1 mol分别别充分燃烧烧，其中B、C、E燃烧烧所得的CO2均为为4.48 L(标标准状况)，A和D燃烧烧所得的CO2都是前三者的3倍;在适宜条件下，A、B、C都能跟氢氢气发发生加成反应应，其中A可以转转化为为D、B可以转转化为为C，C可以转转化为为E;B和C都能和溴水或酸性KMnO4溶液反应应而使它们们褪色，而A、D、E无此性质质;用铁铁屑作催化剂时剂时 ，A可与溴发发生取代反应应。(1)判断A、B、C、D、E各是什么物质质，写出结结构简简式：A;B;C;D;E。(2)写出C物质质和水反应应的化学方程式。【解题指南】解答本题要明确如下4点：(1)根据烃和碳原子的物质的量之比判断出烃分子中碳原子个数。(2)能够和氢气发生加成反应的烃分子中可能含 或CC或 。(3)烯和炔能够使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。(4)苯在铁屑的催化作用下与溴发生取代反应。【解析】(1