8.1.3煤的综合利用 苯-2023-2024学年高一化学同步精品讲义（苏教2019必修第二册 ）

专题8 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 [学习目标] 1．认识煤的综合利用的意义。 2．认识苯的组成和结构特征，理解苯分子的空间构型。 3．知道苯的主要性质，知道苯的重要应用。 课前预习 知识点01 煤的综合利用 煤的气化、液化和干馏是综合利用煤的主要方法。 1．煤的组成 (1)煤是由 和 所组成的复杂混合物。 (2)煤中含量最高的元素是 ，其次是 ，另外还有少量的硫、磷、氮等元素。 2．煤的气化 (1)概念：把煤转化为 的过程。 (2)原理：在高温下煤和水蒸气作用得到 等气体。主要反应为： (3)目的：生成的气体可作为 或 。其中，水煤气可以进一步合成液态烃、甲醇、二甲醚等有机物。 3．煤的液化 (1)概念：把煤转化为 的过程。 (2)原理：在高温、催化剂存在条件下，煤和氢气作用，可得到 ，也可以获得洁净的 和 。 4．煤的干馏 (1)概念：将煤 ，使其发生复杂的变化。 (2)产物： 、焦炉煤气、粗苯和粗氨水等。 (3)煤焦油和粗苯经过 ，可以分离出苯、甲苯和二甲苯等有机化合物。 知识点02 苯的结构和性质 1．组成与结构 (1)分子式： ，结构式：，结构简式：或。 (2)分子结构特点： 苯分子的碳碳键是一种 的特殊共价键。 苯分子中6个碳原子连接成 ，分子中6个碳原子和6个氢原子 。 2．物理性质 苯是一种无色、有 气味的液态烃，有较强的 性，密度比水 。有毒。 3．化学性质 (1)稳定性 被酸性高锰酸钾溶液氧化， 使溴的四氯化碳溶液褪色。 将溴水加入苯中，振荡，静置，产生的现象是： ， ， 。 (2)可燃性 苯在空气中不易完全燃烧，燃烧时会有 的火焰，并有 产生。 化学方程式： 。 (3)取代反应： ①与硝酸反应——硝化反应： 反应条件：浓硝酸和浓硫酸，50~60℃，化学方程式： 。 ②与Cl2、Br2、硫酸等反应生成一系列生成物。写出下列物质的结构简式： 氯苯： 溴苯： 苯磺酸： 知识点03 有机化合物中的基团 1．基团的概念 有机化合物失去一个 剩余的部分称为基团。 2．有机化合物中常见的基团（写出名称） —CH3 ，—C2H5 ，—OH ，—C6H5 ，—NO2 ，—COOH 。 知识点总结 一、煤的综合利用 1．煤的组成 煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物。煤中含量最高的元素是碳，其次是氢和氧，另外还有少量的硫、磷、氮等元素。 2．煤的综合利用 【大招总结】 1．苯的结构特点 （1）6个碳原子连接成正六边形，苯分子为平面正六边形结构。 （2）碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键，6个碳碳键完全等价。 （3）每一个碳原子分别结合一个氢原子，所有原子在同一个平面上，6个碳原子和6个氢原子完全等价。 2．苯的分子结构特点与化学性质的关系 （1）由于苯分子中6个碳原子形成了一种特殊的化学键，与烷烃相比，C-H减弱，所以苯环上的H原子易被其他原子或原子团取代，即苯易发生取代反应。 （2）苯分子中的碳碳键比碳碳双键稳定，因此与烯烃相比，发生加成反应的条件更高，反应更难。 （3）苯的化学性质与苯的分子结构之间的关系 ①苯燃烧产生浓烟，发出明亮的火焰，说明苯分子中含碳量高。 ②不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，说明苯分子中不存在碳碳双键。 ③不能与溴的CCl4溶液或溴水反应，说明苯分子中不存在碳碳双键。 ④能与HO-NO2、Cl2、Br2、HO-SO3H等发生取代反应，说明苯分子中的H原子易被取代。 3．煤的综合利用 （1）煤的气化：煤→可燃性气体(CO、H2、CH4等) （2）煤的液化：煤→液体燃料 （3）煤的干馏 煤的气化、煤的液化和煤的干馏都属于化学变化。 煤本身不含苯、萘、蒽等物质，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物。 煤焦油和粗苯通过分馏，可以得到苯等有机物。 4．“三馏”——蒸馏、分馏、干馏比较 （1）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或除杂的目的，属于物理变化