江苏省徐州市高中化学 3.1.4 煤的综合利用苯课件 苏教必修2.ppt

煤的煤的综合利用合利用 苯苯2021/8/8 星期日11.1.了解煤的组成；煤的干馏原理了解煤的组成；煤的干馏原理、干馏产物及其主要用途干馏产物及其主要用途。2.2.认识苯的分子组成和结构特点，能描述苯分子结构的特认识苯的分子组成和结构特点，能描述苯分子结构的特殊性。殊性。3.3.通过对苯物理性质的感性认识，能说出苯的主要物理性通过对苯物理性质的感性认识，能说出苯的主要物理性质。能以苯的反应事实为依据质。能以苯的反应事实为依据,归纳出苯的主要化学性质归纳出苯的主要化学性质。2021/8/8 星期日2【任务一任务一】阅读课本阅读课本P 6567P 6567完成练习册完成练习册 P67 P67 学习园地一学习园地一2021/8/8 星期日3【任务二任务二】讨论与思考：讨论与思考：1、煤和碳表示的是同一种物质吗？简要说明？（、煤和碳表示的是同一种物质吗？简要说明？（1分）分）2、煤的综合利用包括哪些？其中发生化学变化的过程是？（、煤的综合利用包括哪些？其中发生化学变化的过程是？（1分）分）3、煤的气化是在高温下煤和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，写、煤的气化是在高温下煤和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，写出有关化学方程式？出有关化学方程式？4、煤的液化是利用煤的气化产物（一氧化碳和氢气）经催化合成、煤的液化是利用煤的气化产物（一氧化碳和氢气）经催化合成液态燃料如甲醇（液态燃料如甲醇（CH3OH）,写出有关化学方程式？写出有关化学方程式？5、从煤焦油中分离得到的苯（分子式是、从煤焦油中分离得到的苯（分子式是C6H6）是一种重要的化工）是一种重要的化工原料原料,比较苯、乙烯、甲烷的含碳量大小？（比较苯、乙烯、甲烷的含碳量大小？（1分）分）6、煤燃烧有哪些缺点？、煤燃烧有哪些缺点？2021/8/8 星期日4思考：煤燃烧有哪些缺点？思考：煤燃烧有哪些缺点？产生大量的煤灰、煤渣、废气（二氧化硫、产生大量的煤灰、煤渣、废气（二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等）、污染环境，氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等）、污染环境，燃烧效率低燃烧效率低！2021/8/8 星期日5一一 煤的煤的综合利用合利用 1 煤的组成煤的组成组组成成煤煤的的元元素素1 碳碳2 氢氢3 氧氧4 氮氮5 硫硫6 磷磷7 铁铁8 铝铝9 钙钙10 硅硅11 镁镁2021/8/8 星期日62021/8/8 星期日71 煤的气化煤的气化1 煤气化煤气化碳在空气中燃烧碳在空气中燃烧低值热气低值热气中值热气中值热气特点和用途：热值较低，用作冶金、特点和用途：热值较低，用作冶金、机械工业的燃烧气机械工业的燃烧气特点和用途：热值较高，可短距离特点和用途：热值较高，可短距离 输送。用作居民使用煤气，也可以输送。用作居民使用煤气，也可以用于合成氨用于合成氨成分：成分：CO、H2、相当量的氮气、相当量的氮气成分：成分：CO、H2、少量的、少量的CH4 成分：成分：CH4 高热值天然气高热值天然气碳在空气中燃烧碳在空气中燃烧CO+3H2 CH4+H2O催化剂催化剂特点和用途：热值很高，可远距离特点和用途：热值很高，可远距离输送输送2021/8/8 星期日82021/8/8 星期日92 煤的液化煤的液化煤的液化煤的液化直接液化直接液化间接液化间接液化直接液化就是煤在高温高直接液化就是煤在高温高压下加氢催化裂化，转变压下加氢催化裂化，转变成油料产品成油料产品煤的液化分煤的液化分直接液直接液化化和和间接液化间接液化两种。两种。间接液化就是先使煤转化为一氧间接液化就是先使煤转化为一氧化碳和氢气，然后在高温、高压化碳和氢气，然后在高温、高压以及催化剂的作用下生成液态烃、以及催化剂的作用下生成液态烃、甲醇等有机物甲醇等有机物2021/8/8 星期日10煤的干馏：煤的干馏：把煤把煤隔绝空气加强热隔绝空气加强热使它分解的过程，使它分解的过程，叫做煤的干馏叫做煤的干馏3U形管底部还有还有一种黑形管底部还有还有一种黑褐色粘稠的油状物生成，这是褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油煤焦油。煤的干馏实验装置煤的干馏实验装置2点燃导管尖嘴处，有淡蓝点燃导管尖嘴处，有淡蓝 色火焰燃烧色火焰燃烧 焦炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、焦炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳一氧化碳1玻璃管中的烟煤粉最后变玻璃管中的烟煤粉最后变 成黑灰色固体物质成黑灰色固体物质 这是这是焦炭；焦炭；3 煤的干馏煤的干馏2021/8/8 星期日11煤焦油煤焦油成分：苯、甲苯、二甲苯等有机物成分：苯、甲苯、二甲苯等有机物用途：燃料、化肥、农药、洗涤剂、用途：燃料、化肥、农药、洗涤剂、溶剂和多种合成材料溶剂和多种合成材料2021/8/8 星期日12煤的综合利用干馏气化液化原理使煤隔绝空气加强热，使其分解的过程把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程把煤转化为液体燃料的过程原料煤煤煤产品焦炭、煤焦油、焦炉气氢气、一氧化碳液体燃料（甲醇、汽油等）总总 结结2021/8/8 星期日131919世纪，欧洲许多国家都使用世纪，欧洲许多国家都使用煤气照明。煤气通常是压缩在煤气照明。煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚的兴趣，第对这种液体产生浓厚的兴趣，他花了整整五年时间提取这种他花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了苯：一种无液体，从中得到了苯：一种无色油状液体。色油状液体。苯苯的的发发现现史史读读一一读读2021/8/8 星期日14 1.1.苯的物理性质苯的物理性质 （色、态、味、密度、熔点、沸点、溶解性、特性）（色、态、味、密度、熔点、沸点、溶解性、特性）（1 1）.无色，有特殊芳香气味的液体无色，有特殊芳香气味的液体（2 2）.密度小于水（不溶于水）密度小于水（不溶于水）（3 3）.易溶有机溶剂易溶有机溶剂（4 4）.熔点熔点5.5,5.5,沸点沸点80.180.1（5 5）.易挥发（密封保存）易挥发（密封保存）（6 6）.苯蒸气有毒苯蒸气有毒二、二、苯苯 2021/8/8 星期日15实验探究苯的结构实验探究苯的结构 实验一实验一 在两支试管中各加入在两支试管中各加入2mL2mL苯，向其中一支苯，向其中一支试管中加入几滴酸性高锰酸钾溶液，向另一只试管中试管中加入几滴酸性高锰酸钾溶液，向另一只试管中加入加入1mL1mL溴水，震荡后静置，观察所发生的现象。溴水，震荡后静置，观察所发生的现象。现象现象：1 1：高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液不褪色不褪色 2 2：溴水分两层，：溴水分两层，上层橙红色上层橙红色，下层无色，下层无色 结论结论：苯分子中苯分子中不含不含C C或或C C2021/8/8 星期日16苯的分子结构假说苯的分子结构假说 凯库勒在凯库勒在18661866年发表的年发表的“关于芳香族化关于芳香族化合物的研究合物的研究”一文中，提出两个假说：一文中，提出两个假说：1.1.苯的苯的6 6个碳原子形成环状闭链，即平面六个碳原子形成环状闭链，即平面六 边形环。边形环。2.2.各碳原子之间存在单双键交替形式。各碳原子之间存在单双键交替形式。凯库勒凯库勒2021/8/8 星期日17 实验测得苯中六个碳碳键的键长完全相等实验测得苯中六个碳碳键的键长完全相等 苯中平均化的碳碳间键长：苯中平均化的碳碳间键长：1.4101.41010 10 m m 烷烃烷烃 C C C C 键键 键长：键长：1.54 101.54 1010 10 m m 烯烃烯烃 C C C C 键键 键长键长:1.33 10:1.33 1010 10 m m想一想？想一想？请思考：这些数据说明了什么问题？请思考：这些数据说明了什么问题？2021/8/8 星期日18苯分子里苯分子里6 6个个C C原子之间的键完全相同，是一种原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的特殊介于单键和双键之间的特殊(独特独特)的键。的键。总总 结结（3 3）特点）特点 苯分子具有平面正六边形结构。苯分子具有平面正六边形结构。1.61.6个碳原子、个碳原子、6 6个氢原子均在同一平面上。个氢原子均在同一平面上。2.2.各个键角都是各个键角都是120120。（2 2）结构式）结构式 结构简式结构简式2021/8/8 星期日19苯的模型2021/8/8 星期日20CH3CH3CH3CH3 问题解决问题解决：结论结论：是同种物质是同种物质，苯中的六个碳碳键完全一样。，苯中的六个碳碳键完全一样。下列两个结构简式所表示的有机物是同一种物质下列两个结构简式所表示的有机物是同一种物质还是同分异构体？说明你的判断理由。还是同分异构体？说明你的判断理由。2021/8/8 星期日21实验事实：2、苯在催化剂存在的情况下和H2和Cl2发 生加成反应。1、苯在催化剂存在的情况下和液Br2发生 取代反应。类似于烷烃的性质类似于C=C的性质3、苯的临位二元取代只产生种取代产物 6个碳原子和6个氢原子等价2021/8/8 星期日22缺陷缺陷1 1：不能解释苯为何不起类似烯烃的加成反应：不能解释苯为何不起类似烯烃的加成反应缺陷缺陷2 2：与与 性质完全相同，是同种物质性质完全相同，是同种物质CH3CH3CH3CH3 4、苯和酸性KMnO4溶液、溴水（苯不能使之褪色）凯库勒式的缺陷凯库勒式的缺陷 证明苯的双键与一般的双键不同2021/8/8 星期日23总总 结结科学研究表明：苯分子里科学研究表明：苯分子里6个个C原子之间的键完全相原子之间的键完全相同，同，是一种介于单键和双键之间的特殊是一种介于单键和双键之间的特殊(独特独特)的键的键。2021/8/8 星期日24（2 2）取代反应取代反应卤代卤代（溴苯）（溴苯）Fe+Br2 苯的硝化反应：苯的硝化反应：2021/8/8 星期日25 磺化磺化+HOSO3H7080SO3H+H2O2021/8/8 星期日26加成反应加成反应小结：易取代、难加成、难氧化小结：易取代、难加成、难氧化+3H2Ni+3Cl2ClClClClClCl紫外线紫外线2021/8/8 星期日274.4.苯的用途苯的用途 基本化工原料，用于生产苯胺，基本化工原料，用于生产苯胺，苯酚尼龙等苯酚尼龙等2021/8/8 星期日28气化气化苯的用途苯的用途液化液化煤的综合利用煤的综合利用分子结构分子结构物理性质物理性质干馏干馏苯苯取代反应取代反应化学性质化学性质煤的用途煤的用途凯库勒式结构凯库勒式结构凯库勒式结构的缺陷凯库勒式结构的缺陷难氧化难氧化(但可燃但可燃)加成反应加成反应2021/8/8 星期日29一、选择题一、选择题1 1下列变化属于化学变化的是（下列变化属于化学变化的是（）A A分馏分馏B B干馏干馏C C蒸馏蒸馏D D萃取萃取2 2下列物质中有固定熔点和沸点的是（下列物质中有固定熔点和沸点的是（）A A汽油汽油B B煤煤C C天然气天然气D D乙烯乙烯BD2021/8/8 星期日303 3能通过化学反应使溴水褪色，又能使高锰酸钾酸能通过化学反应使溴水褪色，又能使高锰酸钾酸 性溶液褪色的是（性溶液褪色的是（）A A苯苯B B乙烷乙烷C C乙烯乙烯D D二氧化硫二氧化硫 BD BD 2021/8/8 星期日314.4.不能说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交不能说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替的事实是（替的事实是（）A.A.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.B.苯环中的碳碳键的键长均相等苯环中的碳碳键的键长均相等C.C.邻二甲苯没有同分异构体邻二甲苯没有同分异构体D.D.苯的一元取代物没有同分异构体苯的一元取代物没有同分异构体D D2021/8/8 星期日326 6能通过化学反应是溴水褪色，又能使高锰酸钾酸能通过化学反应是溴水褪色，又能使高锰酸钾酸 性溶液褪色的是（性溶液褪色的是（）A A苯苯B B乙烷乙烷C C乙烯乙烯D D二氧化硫二氧化硫5.5.下列物质中所有原子都有可能在同一下列物质中所有原子都有可能在同一 平面上的是平面上的是 （）CH3A.A.乙烷乙烷 B.B.乙烯乙烯 C.D.C.D.Cl C DC D B CB C2021/8/8 星期日332021/8/8 星期日342021/8/8 星期日35