3.2.3 煤的干馏与苯 课件 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

第2节 从化石燃料中获取有机化合物 第三章 简单的有机物 第3课时 煤的干馏与苯 2024/11/1 1 1.掌握煤的干馏及其产品的应用。 2.掌握苯的物理性质及其来源和应用。 3.掌握苯的分子结构特点，知道苯能够发生氧化反应、加成反应、取代反应。 教学目标 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 2 煤的综合利用 直接将煤用作燃料不仅浪费资源，还会污染环境 无烟煤 煤块 煤的综合利用——气化、液化、干馏 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 3 煤的综合利用 1.煤的气化： 将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程 C + H2O(g）=== CO+ H2 高温 水煤气 2.煤的液化： 在一定条件下将煤转化为液体燃料(液态碳氢化合物和含氧有机化合物)的过程 直接液化 间接液化 煤与氢气作用生成液体燃料 先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇 化学变化 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 4 煤的综合利用 3.煤的干馏： 将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。 一气(焦炉气) 一水(粗氨水) 一油(煤焦油) 一固(焦炭) 化学变化 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 5 煤的综合利用 煤的干馏实验装置 点燃导管尖嘴处，有淡蓝色火焰燃烧，这是 焦炉气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 玻璃管中的烟煤粉最后变为黑灰色固体物质，这是_______ U形管中液体分层. 上层显碱性为______; 下层是黑褐色粘稠的油状物_______ 焦炭 粗氨水 煤焦油 一气(焦炉气) 一水(粗氨水) 一油(煤焦油) 一固(焦炭) 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 6 煤的综合利用 辨析：化学中的“三馏” 名称 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气、高温下使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同 产物 产物为 物 产物单一组分 物 产物沸点相近的各组分组成的 物 变化 类型 变化 变化 变化 混合 纯净 混合 化学 物理 物理 分馏一般专指石油的分馏，而干馏一般专指煤和木材的干馏 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 7 密封保存 苯的结构与性质 1.苯的物理性质 苯通常是 、 气味的 毒 体， 溶于水，密度比水 ， 沸点小于100℃,易 ，熔点为5.5℃ ， 当温度低于5.5℃时苯就会凝结成无色的晶体 苯 无色 有特殊 有 液 不 小 挥发 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 8 苯的结构与性质 2.苯的组成和结构 凯库勒提出了两点假设： （1）苯的六个碳原子形成闭合环状，即平面六边形 （2）每个碳原子均连接一个氢原子，各碳原子间存在着单、双键交替形式 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 9 苯的结构与性质 【交流研讨】 1.如果苯分子为上述结构，则其可能具有什么重要的化学性质？ 2.能否设计实验方案来证明？ 若存在碳碳双键，则性质应与乙烯性质相似 ＊能否使溴的四氯化碳溶液褪色(发生加成反应)? ＊能否使酸性高锰酸钾溶液褪色(发生氧化反应)？ 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 10 苯的结构与性质 比较苯与乙烯的化学性质 现象 分层，上层无色，下层紫色 不分层，溶液也不褪色 苯与酸性高锰酸钾、溴的四氯化碳溶液都不反应，由此说明苯中不存在与乙烯相同的碳碳双键 结论 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 11 苯的结构与性质 2.苯的组成和结构 分子式： C6H6 结构式： 结构简式： 分子构型： 成键特点： 平面正六边形结构，所有原子均在同一平面上 苯环中所有碳碳键相等，既不是单键也不是双键，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。键角为120° 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 12 苯的结构与性质 苯中的6个C原子和H原子位置等同 苯的一元取代物只有一种 交流•讨论: 苯的二溴取代物有几种? 苯分子中不存在单双键交替的结构 III与IV相同,故苯的二溴取代物有3种 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 13 苯的结构与性质 3.苯的化学性质 (1)氧化反应 —— 可燃性 现象: 火焰明亮并带有浓烟 2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O 点燃 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 14 苯的结构与性质 (2)取代反应 注意事项： 反应物:苯和液溴，不能用溴的CCl4溶液、溴水 反应条件：催化剂（FeBr3） 苯与液溴在铁粉的作用下可发生取代反应生成溴苯 苯与溴水现象：分层，上层橙色，下层近乎无色 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 15 苯的结构与性质 实验：苯和液溴的反应------溴代反应 实验现象： 烧瓶中的混合液呈微沸状态，说明此反应为放热反应 导管末端有大量的白雾，AgNO3溶液中有淡黄色沉淀产生 反应完后的混合溶液为不溶于水的褐色液体 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 16 苯的结构与性质 实验：苯和液溴的反应------溴代反应 注意事项： ①条件：液溴，FeBr3(催化剂) ②长玻璃导管的作用：导气和冷凝回流 ③导气管末端不能插入液面下，防倒吸 ④溴苯是无色液体(常因混有Br2而显褐色)，密度比水大 ⑤提纯：NaOH溶液分液法 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 17 苯的结构与性质 (2)取代反应 硝化反应：苯环上的H被—NO2(硝基)所取代的反应 + HO-NO2 -NO2 + H2O 浓硫酸 55℃～60℃ (硝基苯) 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 18 苯的结构与性质 实验：苯和浓硝酸的反应------硝化反应 现象：试管底部有微黄色油状物质(溶解NO2) 注意事项： ①温度：55~60℃(水浴控温) ②顺序：先浓HNO3，再浓H2SO4，冷却至60℃再加苯 ③长直玻璃导管作用：冷凝回流 ④硝基苯是一种苦杏仁味的无色油状液体，密度比水大 ⑤提纯：NaOH溶液分液法 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 19 苯的结构与性质 (3)加成反应 在催化剂作用下和H2发生加成反应生成环己烷 + 3H2 催化剂 △　 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 20 酸性KMnO4溶液 溴水 甲烷 乙烯 苯 氧化褪色 加成褪色 不褪色 不褪色 不褪色 萃取分层 归纳总结 苯的结构与性质 根据所学知识，思考反应现象，能反应的判断反应类型 煤的综合利用 气化 结构特点 化学性质 干馏 苯 易取代 能加成 液化 物理性质 难氧化 （但可燃） 化学 变化 课堂小结 课堂练习 例1 下列关于苯的叙述正确的是( ) B A.反应①常温下不能进行 B.反应②不发生，但是仍有分层现象，紫色层在下层 C.反应③为加成反应，产物是无色液体 D.反应④能发生，从而证明苯中是单双键交替结构 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 23 课堂练习 C 例2 下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是( ) A．甲烷与氯气混合后光照；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷 C．苯与液溴反应生成油状液体；乙烯与水生成乙醇的反应 D．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯与溴水反应 我们来看一下化石燃料的概述。化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压强和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。 像天然气、煤、石油都属于化石燃料，而且它们还是重要的化工原料。其中，石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。 化石燃料的利用使工业大规模发展，推动了人类社会的进步。但随着全球现代化步伐的加快，一方面，化石燃料存在着逐渐枯竭的危机，另一方面，化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。当然，这些环境问题已经引起了世界各国的关注。 24 $$