2020年高中化学专题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3课时煤的综合利用苯课件苏教版必修2.ppt

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1、第第3课时煤的综合利用苯课时煤的综合利用苯一、煤的综合利用一、煤的综合利用阅读教材内容，回答下列问题：阅读教材内容，回答下列问题：1我国大约我国大约70%的煤是直接用于燃烧，以获得我们所需的能的煤是直接用于燃烧，以获得我们所需的能量，但同时会带来大量的污染物，你知道煤直接燃烧通常量，但同时会带来大量的污染物，你知道煤直接燃烧通常产生哪些污染物吗？产生哪些污染物吗？2为了减少污染，提高煤的热效率，特别是从煤中提取有价为了减少污染，提高煤的热效率，特别是从煤中提取有价值的化工原料，现在采用多种方法对煤加工，进行综合利值的化工原料，现在采用多种方法对煤加工，进行综合利用。对煤进行加工综合利用的方法有

2、哪些？用。对煤进行加工综合利用的方法有哪些？知知 识识 梳梳 理理一氧化碳，氮的氧化物，硫的氧化物，烟尘等。一氧化碳，氮的氧化物，硫的氧化物，烟尘等。煤的气化，煤的液化和煤的干馏等。煤的气化，煤的液化和煤的干馏等。3煤的气化和液化的目的、方法原理有何不同？煤的气化和液化的目的、方法原理有何不同？比较比较煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化目的目的 把煤转化为可把煤转化为可 燃性燃性 把煤转化为把煤转化为方法原理方法原理高温下煤与水蒸气作高温下煤与水蒸气作用得到用得到CO、H2、CH4等等直接液化：煤直接液化：煤H2液液体燃料体燃料间接液化：煤间接液化：煤CO和和H2甲醇甲醇气体气体液体燃料液体燃料

3、4.什么是煤的干馏？煤的干馏的主要产物有哪些？什么是煤的干馏？煤的干馏的主要产物有哪些？煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使其分解的过程。其主煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使其分解的过程。其主要产物有焦炭、煤焦油、粗苯、粗氨水和焦炉气。要产物有焦炭、煤焦油、粗苯、粗氨水和焦炉气。【自主思考自主思考】1煤的气化和液化都属于物理变化吗？煤的气化和液化都属于物理变化吗？提示提示不正确。煤的气化是把煤转化为可燃性气体的过不正确。煤的气化是把煤转化为可燃性气体的过程，煤的液化就是把煤转化为液体燃料的过程，在这两个程，煤的液化就是把煤转化为液体燃料的过程，在这两个过程中，都发生了复杂的物理变化和化学变化。过程

4、中，都发生了复杂的物理变化和化学变化。2煤干馏得到苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等物质，能说明煤煤干馏得到苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等物质，能说明煤中含有这些物质吗？中含有这些物质吗？提示提示不能。煤中不含有这些成分，而煤干馏后得到的产不能。煤中不含有这些成分，而煤干馏后得到的产物中含有这些物质。物中含有这些物质。3煤的干馏与石油的分馏有什么异同？煤的干馏与石油的分馏有什么异同？提示提示异同点异同点干馏干馏分馏分馏不不同同点点加工对象加工对象一般指煤一般指煤一般指石油一般指石油条件条件隔绝空气加强热隔绝空气加强热先加热后冷凝先加热后冷凝变化变化化学变化化学变化物理变化物理变化产品产品焦炭和煤焦油等焦炭

5、和煤焦油等不同沸点范围的烃不同沸点范围的烃相同点相同点所得到的产物均为混合物所得到的产物均为混合物二、苯的结构与性质二、苯的结构与性质1组成与结构组成与结构(1)表示方法：表示方法：C6H6 ( 2 ) 结 构 特 点 ： 在 苯 分 子 中 ， 六 个 碳 原 子 连 接 成结 构 特 点 ： 在 苯 分 子 中 ， 六 个 碳 原 子 连 接 成_，每个碳原子分别结合一个氢原子，分子，每个碳原子分别结合一个氢原子，分子中六个碳原子和六个氢原子完全等价。中六个碳原子和六个氢原子完全等价。_碳碳单碳碳单键和碳碳双键的交替结构，苯分子中碳原子间的化学键是键和碳碳双键的交替结构，苯分子中碳原子间的

6、化学键是一种介于一种介于_之间的特殊共价键。之间的特殊共价键。2物理性质物理性质苯是一种苯是一种_色色_特殊气味的特殊气味的_挥发的挥发的_体，体，_溶于水，密度比水溶于水，密度比水_。_毒，是一种重要的有毒，是一种重要的有机溶剂。机溶剂。平面正六边形平面正六边形 不存在不存在 单键和双键单键和双键 无无有有易易液液不不小小有有不能不能 在有催化剂在有催化剂FeBr3存在时，苯与液溴发生反应，苯环上的氢存在时，苯与液溴发生反应，苯环上的氢原子被溴原子取代，生成原子被溴原子取代，生成_，反应的化学方程式是，反应的化学方程式是_。溴苯溴苯 提示提示不是，因为苯环中六个碳碳原子之间是相同的化学不是，

7、因为苯环中六个碳碳原子之间是相同的化学键，所以为同一种物质。键，所以为同一种物质。5苯和四氯化碳都是不溶于水的油状液体，仅用一种试剂如苯和四氯化碳都是不溶于水的油状液体，仅用一种试剂如何鉴别？何鉴别？提示提示分别取少量两种液体，各加入一定量的水，静置分别取少量两种液体，各加入一定量的水，静置后，油状液体在上层的为苯，油状液体在下层的为四氯化后，油状液体在上层的为苯，油状液体在下层的为四氯化碳。碳。6根据实验室制取硝基苯实验及原理，回答下列问题：根据实验室制取硝基苯实验及原理，回答下列问题：(1)如何混合浓硫酸和浓硝酸？如何混合浓硫酸和浓硝酸？(2)怎样控制反应温度为怎样控制反应温度为5060

8、？(3)反应中浓硫酸的作用是什么？反应中浓硫酸的作用是什么？提示提示(1)将浓硫酸沿试管内壁慢慢注入浓硝酸中，并不断将浓硫酸沿试管内壁慢慢注入浓硝酸中，并不断振荡。振荡。(2)在在5060 的水中水浴加热。的水中水浴加热。(3)浓硫酸作催化剂和吸水剂。浓硫酸作催化剂和吸水剂。7苯能否发生加成反应？请举例说明。苯能否发生加成反应？请举例说明。1判断正误，正确的打判断正误，正确的打“”，错误的打，错误的打“”。(1)苯是一种重要的化工原料，主要来源于石油。苯是一种重要的化工原料，主要来源于石油。( )(2)苯能与溴水发生加成反应。苯能与溴水发生加成反应。( )(3)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说

9、明苯分子中不含有苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯分子中不含有碳碳双键。碳碳双键。( )(4)苯与浓硝酸的反应属于取代反应。苯与浓硝酸的反应属于取代反应。( )(5)苯分子结构中含有苯分子结构中含有C=C，能发生加成反应。，能发生加成反应。( )答案答案(1)(2)(3)(4)(5)效效 果果 自自 测测2下列不属于煤的综合利用的是下列不属于煤的综合利用的是( )A将煤干馏制得煤焦油和焦炭将煤干馏制得煤焦油和焦炭B在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料C将煤变为煤饼作燃料将煤变为煤饼作燃料D将煤干馏制得甲苯和乙烯将煤干馏制得甲苯和乙烯解析解析煤的综合利用包括

10、煤的干馏、煤的气化和煤的液煤的综合利用包括煤的干馏、煤的气化和煤的液化。因此化。因此A、B、D三项都正确，不属于煤的综合利用的只三项都正确，不属于煤的综合利用的只有有C项。项。答案答案C【合作交流合作交流】1水煤气的主要成分有什么？主要化工应用是什么？水煤气的主要成分有什么？主要化工应用是什么？提示提示主要成分有主要成分有CO和和H2，可用于合成液态烃类和含氧，可用于合成液态烃类和含氧有机物。有机物。探究一、煤的综合利用探究一、煤的综合利用2煤的综合利用有什么重要意义？煤的综合利用有什么重要意义？提示提示(1)减少了煤燃烧产生的减少了煤燃烧产生的SO2、氮的氧化物、一氧化、氮的氧化物、一氧化碳

11、和烟尘等污染物的排放。碳和烟尘等污染物的排放。(2)提高了煤燃烧的热效率。煤提高了煤燃烧的热效率。煤的气化、液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃的气化、液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。烧效率也得以提高。(3)提取了煤中的化学原料。在加工煤提取了煤中的化学原料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对产生的煤灰、煤渣、废炭以及使用煤作燃料的过程中，对产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理和利用，做到既消除污染又气、废液等都加以合理的处理和利用，做到既消除污染又保护环境。保护环境。【点拨提升点拨提升】1煤的气化：煤煤的气化：煤可燃性气体可燃性气体(CO、H2

12、、CH4等等)2煤的液化：煤煤的液化：煤液体燃料液体燃料4关键点提醒：关键点提醒：(1)“三馏三馏”蒸馏、分馏、干馏比较蒸馏、分馏、干馏比较蒸馏：蒸馏是利用液体混合物中的各物质的沸点不同，蒸馏：蒸馏是利用液体混合物中的各物质的沸点不同，通过加热使沸点较低的物质先汽化，再冷凝从而达到分离通过加热使沸点较低的物质先汽化，再冷凝从而达到分离或除杂的目的，属于物理变化过程。或除杂的目的，属于物理变化过程。分馏：对多组分混合物在一定温度下进行两次或多次蒸馏，分馏：对多组分混合物在一定温度下进行两次或多次蒸馏，属于物理变化过程。分馏和蒸馏的区别在于分馏是运用蒸馏原属于物理变化过程。分馏和蒸馏的区别在于分馏

13、是运用蒸馏原理，将多组分混合物通过控制不同的沸点范围使它们逐步分开理，将多组分混合物通过控制不同的沸点范围使它们逐步分开的方法。的方法。干馏：把固态混合物干馏：把固态混合物(如煤、木材等如煤、木材等)隔绝空气加强热使其分隔绝空气加强热使其分解的过程，属于化学变化过程。解的过程，属于化学变化过程。(2)煤的气化、煤的液化和煤的干馏都属于化学变化。煤的气化、煤的液化和煤的干馏都属于化学变化。(3)煤本身不含苯、萘、蒽等物质，苯、萘、蒽等物质是煤分煤本身不含苯、萘、蒽等物质，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物。解的产物。【典题例证典题例证1】煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪煤是重要的能源和化工原料

14、，直接燃烧既浪费资源又污染环境。某企业利用费资源又污染环境。某企业利用“煤粉加压气化制备合成煤粉加压气化制备合成气气”新技术，让煤变成合成气新技术，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量一氧化碳及氢气总含量90%)，把煤，把煤“吃干榨尽吃干榨尽”。下列有关说法正确的是。下列有关说法正确的是( )煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有涉及煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有涉及物理变化物理变化该技术实现了煤的清洁利用该技术实现了煤的清洁利用该技术实现了煤的高效利用该技术实现了煤的高效利用A

15、BCD解析解析煤粉的加压气化是将煤变成以煤粉的加压气化是将煤变成以CO和和H2为主要成分的合为主要成分的合成气，此过程涉及了化学变化和物理变化，减少了污染，提高成气，此过程涉及了化学变化和物理变化，减少了污染，提高了煤的利用率。了煤的利用率。答案答案C【学以致用【学以致用1】煤是一种主要能源，在使用煤资源时，下列】煤是一种主要能源，在使用煤资源时，下列所采取的措施不合理的是所采取的措施不合理的是()A燃煤时应将煤块粉碎或磨成粉末燃煤时应将煤块粉碎或磨成粉末B燃煤时应通入足量的空气，且越多越好燃煤时应通入足量的空气，且越多越好C将煤制成水煤气将煤制成水煤气D将煤经过处理制成甲醇等将煤经过处理制成

16、甲醇等解析解析将煤块粉碎或磨成粉末，固体颗粒减小，反应更加充分，将煤块粉碎或磨成粉末，固体颗粒减小，反应更加充分，A选项正确；燃煤时，通入的空气能使煤完全燃烧即可，不是越选项正确；燃煤时，通入的空气能使煤完全燃烧即可，不是越多越好，因为过多的空气会带走大量的热量，多越好，因为过多的空气会带走大量的热量，B选项错误；煤气选项错误；煤气化后利用率高，污染少，化后利用率高，污染少，C选项正确；煤经过处理制成甲醇可以选项正确；煤经过处理制成甲醇可以减少污染，减少污染，D选项正确。选项正确。答案答案B【合作交流合作交流】3苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水因发生化学变化而褪色苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水因

17、发生化学变化而褪色说明苯的结构有何特点？说明苯的结构有何特点？提示提示苯环结构中不存在碳碳单、双键的交替结构，是一苯环结构中不存在碳碳单、双键的交替结构，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的共价键。种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的共价键。4试从苯分子中化学键的角度，解释其性质与烷烃、烯烃类试从苯分子中化学键的角度，解释其性质与烷烃、烯烃类似的原因。似的原因。 提示提示苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的化学键，故苯易发生取代反应，能发生加成反应，很难的化学键，故苯易发生取代反应，能发生加成反应，很难被酸性被酸性KMnO4溶液等强氧化

18、剂氧化。溶液等强氧化剂氧化。探究二、苯的结构与化学性质探究二、苯的结构与化学性质【点拨提升点拨提升】甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构与性质比较甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构与性质比较物质物质甲烷甲烷 乙烯乙烯 乙炔乙炔 苯苯 氧氧化化反反应应燃烧燃烧淡蓝色火淡蓝色火焰焰火焰明火焰明亮，伴亮，伴有黑烟有黑烟火焰明火焰明亮，伴亮，伴有浓烟有浓烟火焰明亮，火焰明亮，伴有浓烟伴有浓烟酸性酸性KMnO4溶液溶液不反应，不反应，不褪色不褪色反应，反应，褪色褪色反应，反应，褪色褪色不反应，分不反应，分层，不褪色层，不褪色【典题例证典题例证2】下列关于苯的说法中，正确的是下列关于苯的说法中，正确的是( )A苯的分子式是

19、苯的分子式是C6H6，不能使酸性，不能使酸性KMnO4溶液褪色，属溶液褪色，属于饱和烃于饱和烃B从苯的凯库勒式看，分子中含有双键，所以属于烯烃从苯的凯库勒式看，分子中含有双键，所以属于烯烃C在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生加成反在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生加成反应应D苯分子为平面正六边形结构，苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的键完全个碳原子之间的键完全相同相同解析解析苯中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键，苯中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键，仍属于不饱和烃；凯库勒式并未反应出苯的真实结构，故苯仍属于不饱和烃；凯库勒式并未反应出苯的真实结构，故苯不

20、属于烯烃，溴苯的生成是苯和液溴发生取代反应。不属于烯烃，溴苯的生成是苯和液溴发生取代反应。答案答案D【学以致用【学以致用2】下列说法正确的是】下列说法正确的是()A邻二甲苯苯环上的一氯取代产物有邻二甲苯苯环上的一氯取代产物有4种种B甲苯分子中最多有甲苯分子中最多有12个原子在同一平面内个原子在同一平面内C甲苯、苯互为同系物，可用酸性高锰酸钾溶液鉴别甲苯、苯互为同系物，可用酸性高锰酸钾溶液鉴别D将溴水与溴苯混合振荡后溴水层颜色变浅，发生加成将溴水与溴苯混合振荡后溴水层颜色变浅，发生加成反应反应解析解析A项，邻二甲苯苯环上的一氯取代产物有项，邻二甲苯苯环上的一氯取代产物有2种，错误；种，错误；B项，由于甲基与苯环间的碳碳键可旋转，甲苯分子中最多有项，由于甲基与苯环间的碳碳键可旋转，甲苯分子中最多有13个原子在同一平面内，错误；个原子在同一平面内，错误；C项，甲苯可使酸性高锰酸钾溶项，甲苯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯不能，所以可用酸性高锰酸钾溶液鉴别，正确；液褪色，苯不能，所以可用酸性高锰酸钾溶液鉴别，正确；D项，溴水层颜色变浅是发生萃取，不是发生加成反应，错误。项，溴水层颜色变浅是发生萃取，不是发生加成反应，错误。答案答案C