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1、第4课时 煤的综合利用 苯,专题3 第一单元 化石燃料与有机化合物,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.阅读教材内容，回答下列问题： (1)我国大约70%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产生哪些污染物吗？,一、煤的综合利用,答案,答案 一氧化碳、氮的氧化物、硫的氧化物、烟尘等。,(2)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，进行综合利用。对煤进行加工综合利用的方法有哪些？,答案,答案 煤的气化、煤的液化和煤的干馏等。,2.煤的综合利用,可燃性
2、气体,C+H2O(g) CO+H2,液体燃料,CO和H2,碳氢化合物,煤隔绝空气加强热,物理化学,焦炭,煤焦油,(1)煤的气化和液化都属于物理变化这种说法是否正确？,答案,答案 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，在这两个过程中，都发生了复杂的物理变化和化学变化。,(2)从煤焦油中可以分离出哪些有机化合物？这些有机化合物有哪些重要用途？,答案,答案 从煤焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等。利用这些有机物可以制取染料、化肥、农药、洗涤剂和溶剂等多种合成材料。,3.煤的干馏与石油的分馏有什么异同？,答案,答案,煤的干馏 (1)煤干馏的过程中发生复杂的
3、变化，其中主要是化学变化。 (2)煤干馏的条件有两个：一是要隔绝空气，防止煤燃烧；二是要加强热。 (3)煤本身不含苯、萘、蒽等物质。煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物。,1.下列属于煤的综合利用且说法正确的是 A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，可采用先干馏后分馏的 方法分离 B.将煤干馏制得煤焦油和焦炭 C.煤的气化和液化为物理变化 D.将煤变为煤饼作燃料,答案,解析,解析 煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂的化合物，经过干馏才能得到苯、甲苯、二甲苯等的混合物，可用分馏法将它们分离，A错误； 将煤干馏制得煤焦油和焦炭属于煤的综合利用，B正确； 煤的
4、气化是煤与水蒸气的反应，属于化学变化，煤的液化分直接液化和间接液化，煤的直接液化是指煤与氢气作用生成液体燃料；煤的间接液化是指将煤先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇，因此煤的液化属于化学变化，C不正确； 将煤变为煤饼作燃料，不属于煤的综合利用，D不正确。,2.下列说法中，正确的是 A.煤和石油都是不可再生的化石能源，其主要组成元素均为碳、氢元 素，二者都是混合物 B.煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化 C.煤的液化主要是为了得到苯等重要的有机化工原料 D.煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油,答案,解析,解析 B项，煤的干馏是化学变化，而石油分馏是物理变化
5、； C项，煤的液化是把煤转化为液体燃料； D项，从煤焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。,1.苯是一种重要的化工原料，其分子式为C6H6。根据苯的分子组成，推测其可能的分子结构，写出结构简式。,二、苯的分子结构,答案,答案 可能的结构简式有：,CHCCH=CHCH=CH2、CH2=C=C=CHCH=CH2、,等。,2.根据下列实验，总结苯的某些性质。 (1)向试管中加入0.5 mL苯，再加入1 mL溴水，振荡后静置。观察到的现象是 。 (2)向试管中加入0.5 mL苯，再加入1 mL酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置。观察到的现象是 。 (3)实验结论是 。,液体分层，上层为红棕色，下层无
6、色,液体分层，上层无色，下层为紫红色,苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，苯与它们不能,发生反应,3.根据下列事实，进一步推断苯分子的结构。 苯分子中1个氢原子被氯原子取代，产物只有一种。 苯分子中2个氢原子被氯原子取代，邻位二氯取代产物只有一种。 一分子苯在一定条件下能与三分子氢气发生加成反应，生成环状结构的C6H12(环己烷)。 根据以上事实，你认为苯分子是环状结构，还是链状结构？苯分子中的6个碳碳键是否等同？,答案,答案 苯分子是环状结构，分子中的6个碳碳键等同。,4.德国化学家凯库勒在苯分子结构的确定中做出了重要贡献，他分析了大量实验事实之后，提出了苯的分子结构为 ，我们称其为凯库勒式
7、并一直沿用到现在。 (1)你认为这种结构符合实验事实吗？说出你的理由。,答案,答案 不符合实验事实，因为苯不能与溴水发生加成反应而使溴水褪色，说明它没有典型的碳碳双键。,(2)查阅资料，写出苯分子结构的另一种表达方式，并用文字归纳苯分子的空间结构和化学键的特征。,答案,答案 ，苯分子为平面正六边形结构，6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的共价键。,1.苯的组成与结构,C6H6,2.苯的结构特点 (1)苯分子为平面 结构。 (2)分子中 和 共平面。 (3)6个碳碳键 ，是一种介于 之间的特殊化学键。,正六边形,6个碳原子,6个氢原子,完全相同,碳碳单键和碳碳双键,3.能
8、说明苯分子的平面正六边形结构中，碳碳键不是单、双键交替排布，而是6个碳原子之间的键完全相同的事实是 A.苯的一氯取代物( )只有1种 B.苯的邻位二氯取代物( )只有1种 C.苯的间位二氯取代物( )只有1种 D.苯的对位二氯取代物( )只有1种,答案,解析,解析 苯分子结构中无论是单、双键交替出现，还是6个碳原子之间的键完全相同，苯的一取代物都只有一种结构，间位二取代物、对位二取代物也都只有一种结构，因此A、C、D项不能用以说明苯环不存在单、双键交替结构； B项，苯分子结构中若单、双键交替出现，则苯的邻位二取代物有两种结构，因此B项可以说明苯分子不存在单、双键交替结构。,4.苯的结构简式可用
9、 来表示，下列关于苯的叙述中正确的是 A.苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，不可能 在同一条直线上 B.苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃 C.苯分子中的6个碳碳键可以分成两类不同的化学键 D.苯分子中既不含有碳碳双键，也不含有碳碳单键,答案,解析,解析 苯分子处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，这四个原子共直线；苯分子中不含有碳碳双键，苯不属于烯烃；苯分子中的6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。故选D。,1.苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，但能燃烧，说明能和氧气发生_ 。苯燃烧时，发出 而且带有 ，这是由于苯分子含碳量 ，碳燃烧 。其
10、燃烧的化学方程式为_ 。 2.在有催化剂 存在时，苯与 发生反应，苯环上的氢原子被 溴原子取代，生成 ，反应的化学方程式是_ 。,氧化,反应,三、苯的化学性质,明亮的火焰,浓烟,高,不充分,2C6H615O2,12CO26H2O,FeBr3,液溴,溴苯,Br2,HBr,(1)怎样证明苯与溴发生的是取代反应而不是加成反应？,答案,答案 测量反应前后pH值，反应后明显减小。,(2)反应催化剂为FeBr3，若实验中不加FeBr3而加Fe粉，实验同样能够成功，为什么？,答案 因为Fe粉可与液溴反应生成FeBr3。,相关视频,(3)苯与溴的取代产物溴苯为无色、不溶于水且比水重的油状液体，而实际实验中得到
11、的溴苯因溶有溴而呈黄褐色，如何提纯得到无色的溴苯？,答案,答案 将呈黄褐色的溴苯与NaOH溶液混合，充分振荡后静置，使液体分层，然后分液。,(4)有同学设计用浓溴水、苯、铁粉三者混合反应直接制取溴苯，未能获得成功，请分析实验失败的原因，并改进实验方案。,答案 应该用液溴代替浓溴水。,3.苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热至5060 发生反应，苯环上的氢原子被 取代，生成 ，反应的化学方程式是 。,硝基(NO2),硝基苯,(1)反应中要用浓硫酸作催化剂和吸水剂，如何混合浓硫酸和浓硝酸？,答案,答案 将浓H2SO4沿试管内壁慢慢注入浓硝酸中，并不断振荡。,(2)怎样控制反应温度为5060 ？,答案 在
12、5060 的水中水浴加热。,相关视频,4.苯虽然不具有像烯烃一样典型的碳碳双键，但在特定条件下，仍能发生加成反应，在 作催化剂的条件下，苯可以与 发生加成反应，化学 方程式是 。,镍,氢气,相关视频,指明反应类型： ； ； ； 。,1.苯的化学性质,氧化反应,加成反应,取代反应,取代反应,2.苯在催化剂(FeBr3)作用下与液溴发生取代反应，说明苯具有类似烷烃的性质。 3.苯能与H2在催化剂作用下发生加成反应，说明苯具有类似烯烃的性质。 总之，苯易发生取代反应，能发生加成反应，难被氧化(燃烧除外)，其化学性质不同于烷烃和烯烃。,5.下列有关苯的叙述中，错误的是 A.苯在催化剂作用下能与液溴发生
13、取代反应 B.在一定条件下，苯能与氢气发生加成反应 C.在苯中加入酸性高锰酸钾溶液，振荡并静置后下层液体为紫红色 D.在苯中加入溴水，振荡并静置后下层液体为红棕色,答案,解析,解析 A项，苯在FeBr3作催化剂条件下能与液溴发生取代反应； B项，一定条件下苯能与H2发生加成反应生成环己烷； C项，苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，与KMnO4溶液混合后会分层，苯在上层； D项，苯能萃取溴水中的Br2使溴水褪色，由于苯的密度比水小，因此液体分层后有机层在上层，上层为红棕色，下层接近无色。,6.下列实验中，不能获得成功的是 A.用水检验苯和溴苯 B.苯、浓硫酸、浓硝酸共热制硝基苯 C.用溴水除去混在
14、苯中的己烯 D.苯、液溴、溴化铁混合制溴苯,答案,解析,解析 苯和溴苯均不溶于水，苯的密度比水小在上层，溴苯的密度比水大在下层，可以检验；在浓H2SO4催化作用下，苯与浓硝酸反应生成硝基苯；溴与己烯加成后生成的产物仍能溶在苯中，不能用溴水除去苯中的己烯；苯和液溴在溴化铁催化下能反应生成溴苯。,学习小结,达标检测,1.下列说法正确的是 A.煤中有苯，可以通过蒸馏的方法使之分离 B.煤的气化就是使固态的煤变为气态煤的过程 C.煤的液化属于物理变化 D.煤的干馏可以得到煤焦油，从煤焦油中可以分离出苯等,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，从煤干馏得到的煤焦
15、油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等有机物，而煤的干馏是复杂的物理变化和化学变化过程，故A项错误，D项正确； 煤的气化是把煤转化为可燃性气体的过程， 是化学变化，B项错误； 煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程，属于化学变化，C项错误。,1,2,3,4,5,2.苯与乙烯相比较，下列叙述不正确的是 A.都容易发生取代反应 B.苯不能被酸性KMnO4溶液氧化 C.苯只能在特殊条件下发生加成反应 D.都能在空气中燃烧,1,2,3,4,5,答案,3.下列关于苯分子的说法中正确的是 A.苯分子中有3个CC键和3个 键 B.苯分子中的碳碳键是一种介于CC键和 键之间的特殊的键 C.苯分子中的6个碳碳键不是完全相同的 D.苯分子具有 键，可以使溴水褪色,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 苯分子中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的特殊的键，苯分子里六个碳碳键完全相同。由于苯分子不含 键，故不能使溴水褪色。,1,2,3,4,5,4.已知CC键可以绕键轴自由旋转，结构简式为 的烃，下列说法中正确的是 A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上 B.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上 C.分子中至少有16个碳原子处于
