8.1 第3课时 煤的综合利用　苯（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

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 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养目标 1.认识煤的综合利用的意义。 2．认识苯的组成和结构特征，理解苯分子的空间结构，知道苯分子中碳碳键的特殊性。 3．知道苯能发生氧化反应、加成反应、取代反应，并会书写相应的化学方程式。 1.(科学态度与社会责任)了解煤的组成及综合利用的意义，了解节约能源及防止污染的重要性。 2．(证据推理与模型认知)认识苯的组成、结构、性质及变化，形成“结构决定性质”的观念。 3．(证据推理与模型认知)知道苯能够发生氧化反应、加成反应、取代反应，能通过分析推理认识苯的性质。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 一、煤的综合利用 1．煤的组成 煤是由_________和_________所组成的复杂_________，含量最高的元素是___，其次是___和___，还有少量的_______________等元素。 有机物 无机物 混合物 碳 氢 氧 硫、磷、氮 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 2．煤的综合利用 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 二、苯 1．苯的结构 分子式 结构式 结构简式 空间填充模型 ______ C6H6 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S [微点拨]苯是一种可以从煤焦油中分离得到的重要化工原料，它是一种环状有机化合物。 分子式 结构式 结构简式 空间填充模型 ①苯分子为平面____________结构。②分子中6个碳原子和6个氢原子_________。③6个碳碳键____________，是一种介于_______________ ____________之间的特殊共价键 正六边形 共平面 完全相同 碳碳单键和 碳碳双键 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (2)实验探究苯分子中是否存在碳碳双键 实验过程 现象 结论 ①试管中加入2 mL苯，再加入几滴酸性高锰酸钾溶液 分层，上层为___色，下层为___色 苯______被酸性高锰酸钾溶液氧化，苯中没有碳碳双键 ②试管中加入2 mL苯，再加入1 mL溴水 分层，上层呈______色，下层接近无色 苯将溴从水中萃取出来，苯中没有碳碳双键 无 紫 不能 橙红 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (3)苯环结构 研究表明，苯分子的碳碳键是一种介于__________和_________之间的特殊共价键。苯分子中6个碳原子连接成___________________，每个碳原子分别结合1个氢原子，分子中的6个碳原子和6个氢原子____________。 碳碳单键 碳碳双键 平面正六边形 完全等价 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 2．苯的性质 苯是一种___色、有特殊气味的液态烃，密度比水小，不溶于水，具有较强的______性，有毒。常见以下化学性质。 (1)氧化反应 ①苯具有可燃性，完全燃烧生成___和____________，其化学方程式：_______________________________________。 由于苯含碳量大，在空气中不易燃烧完全，燃烧时会有______的火焰，并伴有______。 ②苯很难被其他氧化剂(如高锰酸钾)氧化。 无 挥发 水 二氧化碳 明亮 浓烟 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (2)取代反应 ①硝化反应 苯在_________作催化剂和一定的温度条件下与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯。反应的化学方程式为_____________________________ ________。 ②苯在三卤化铁作催化剂时可以和氯单质或溴单质发生取代反应生成 ，反应的化学方程式为 __________ ______________。 浓硫酸 ＋H2O 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S [微点拨]烃的密度均比水小，难溶于水，硝基苯、溴苯的密度比水大。 ③苯还可以与浓硫酸制取 (苯磺酸)，其化学方程式为 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S × 微诊断(判断正误) (1)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　　 　　) (2)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(　　 　　) (3)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯不能发生氧化反应(　　 　　) (4)用溴水除去混在苯中的己烯(　　 　　) (5)用水可以鉴别苯和溴苯(　　 　　) √ × × √ 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 探究一 煤干馏、苯的结构与性质 　 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S [问题探究] (1)苯中的碳碳键是单键还是双键？ 提示：介于单键和双键之间的一种特殊化学键。 (2)图中是苯的哪一类模型？ 提示：空间填充模型。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 1．甲烷、乙烯、苯的比较 物质 甲烷 乙烯 苯 结构特点 正四面体 所有原子共平面 平面正六边形 与Br2 反应 Br2试剂 纯溴 溴水 液溴 反应条件 光照 无 FeBr3 反应类型 取代 加成 取代 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 物质 甲烷 乙烯 苯 氧化 反应 酸性KMnO4溶液 不能使酸性KMnO4溶液褪色 能使酸性KMnO4溶液褪色 不能使酸性KMnO4溶液褪色 燃烧 燃烧时火焰呈淡蓝色 燃烧时火焰明亮，产生浓烟 燃烧时火焰明亮，产生浓烟 鉴别 不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 将溴水加入苯中振荡分层，上层呈橙红色，下层为无色 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 2.苯的溴代反应和硝化反应的比较 反应类型 溴代反应 硝化反应 反应物 苯和液溴 苯和浓硝酸 催化剂 FeBr3 浓硫酸(催化、吸水) 反应条件 不加热(放热反应) 水浴加热(50～60 ℃) 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 反应类型 溴代反应 硝化反应 产物 一元取代物 产物的 物理性质 溴苯是无色液体(常因混有Br2而显褐色)，密度大于水，不溶于水 硝基苯是一种带有苦杏仁味的无色油状液体(因溶有NO2而显淡黄色)，密度大于水且有毒，不溶于水 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 【例1】 已知： (苯甲酸)(其中R为烷基)。工业上合成乙苯的反应如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.该合成反应属于加成反应 B.苯能使溴水因反应而褪色 C.可以用酸性高锰酸钾溶液来鉴别苯和乙苯 D.乙苯分子中所有碳原子可能共平面 B 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： 该合成反应中，在乙烯分子双键两端碳原子各连接一个苯环和氢原子，属于加成反应，A正确；苯分子中不含碳碳双键，不能使溴水因反应而褪色，B错误；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确；苯分子中所有原子共平面，单键可以旋转，乙苯分子中所有碳原子可能共平面，D正确。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 1．下列关于苯的叙述不正确的是(　　) A.反应②不发生，但是仍有分层现象，紫色层在下层 B.反应④能发生，从而证明苯中是单、双键交替结构 C.反应③为取代反应 D.反应①常温下能进行，不需要加热 B 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： 苯不溶于水，密度小于水，所以苯与酸性高锰酸钾溶液混合后分层，苯在上层，高锰酸钾溶液在下层，下层为紫色，A正确；苯分子中的碳碳键为一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键，不存在碳碳双键；苯能够与氢气反应，只证明苯不属于饱和烃，B错误；反应③生成硝基苯，为取代反应，C正确；以溴化铁作催化剂，苯与液溴在常温下能够发生取代反应，不需要加热，D正确。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 探究二 苯的性质实验 溴苯制取实验 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S [问题探究] (1)装置B的作用是什么？ 提示：除去挥发出来的溴蒸气。 (2)通过什么实验现象证明苯与液溴发生取代反应？ 提示：装置C中出现淡黄色沉淀，C中导管附近出现白雾。 (3)C中导管为何不插入液体中？ 提示：防止倒吸。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 1．溴苯的制备 注意事项、 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (1)装置特点：长导管、导管末端不插入液体中是为了防止倒吸。 (2)实验试剂：苯、液溴、铁粉。 (3)粗产品的物理性质：褐色油状物。 (4)提纯溴苯的方法：水洗—碱洗—水洗—干燥—蒸馏。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (5)证明是取代反应的方法：必须先除去HBr中混有的Br2，再通入AgNO3溶液中。 (6)制得的溴苯常溶有溴而呈褐色，可用稀NaOH洗涤，然后分液得纯溴苯。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 2．硝基苯的制备 注意事项 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (1)温度计的水银球不能触及烧杯壁或底部。 (2)长直玻璃导管作用：冷凝回流。 (3)控制温度50～60 ℃，采用水浴加热(易于控温、受热均匀)。 (4)浓硫酸作用：催化剂和吸水剂。 (5)将浓硫酸慢慢注入浓硝酸中，并不断振荡降温，冷却后再逐滴滴入苯，边滴边振荡。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (6)将反应液倒入盛水的烧杯中，底部有黄色油状物质。 (7)纯硝基苯为无色、具有苦杏仁气味的油状液体，其密度大于水，有毒。 (8)提纯操作：水洗—碱洗—水洗—干燥—蒸馏，依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫酸)，再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)，然后用无水氯化钙干燥，最后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S C 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： 浓硝酸与浓硫酸混合会放出大量的热，硝酸的密度小于浓硫酸，将浓硝酸加入浓硫酸中，可能会导致液体迸溅，A错误；该反应在50～60 ℃下进行，低于水的沸点，因此可以利用水浴加热控制温度，这样可使反应容器受热均匀，但图中水浴的水的用量太少，导管太短，反应液受热不均匀，B错误；硝基苯为油状液体，不溶于水且密度比水大，在下层，分液操作时应将分液漏斗上口的瓶塞打开，下端紧贴烧杯内壁，下层的液体从下口放出，C正确；蒸馏分离提纯操作中温度计用来测量蒸汽的温度，温度计水银球应在烧瓶的支管口处，D错误。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 2．溴苯是一种用来合成医药、农药的重要原料，某化学课外活动小组的同学用如图装置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴，在A下端活塞关闭的前提下，再将混合液慢慢滴入反应器A中。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (1)写出A中反应的化学方程式_________________________________ _____________________。 (2)实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，静置，观察到下层为_________________，锥形瓶中加入NaOH溶液目的是____________________________________________，C中盛放CCl4的作用是____________________________。 2Fe＋3Br2===2FeBr3、 ＋HBr 无色油状物 除去溶于溴苯中的溴，便于观察溴苯的颜色 除去溴化氢气体中的溴蒸气 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (3)为证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中加入________溶液，现象是____________________；或者向试管D中加入______溶液，现象是_______________________________，则能证明该结论。 AgNO3 产生淡黄色沉淀 石蕊 溶液变红色(其他合理答案也可) 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： 铁粉和液溴会反应生成FeBr3，苯和液溴在FeBr3催化作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢。由于反应放热，苯和液溴均易挥发，导致所得溴苯不纯净，用NaOH溶液除杂，纯净的溴苯为无色比水重的油状物；溴化氢易溶于水电离出H＋和Br－，通过检验二者来证明发生了取代反应。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 1．下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是(　　) A.煤的干馏能得到焦炭、煤焦油等物质 B.煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等液态物质的过程 C.煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程 D.石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油 C 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： 煤的干馏产品主要有焦炭、煤焦油、粗苯、焦炉煤气等，A正确；煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过程，B正确；煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H2等)的过程，属于化学变化，C错误；石油通过催化裂化可获得轻质油，D正确。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 2．苯与乙烯相比较，下列叙述正确的是(　　) A.都可以与溴水发生加成反应 B.都容易发生加成反应 C.乙烯易发生加成反应，苯不能发生加成反应 D.乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化，而苯不能 D 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： 苯与溴水发生萃取，乙烯与溴水发生加成反应，A错误；乙烯易发生加成反应，而苯只有在特殊条件下才能发生加成反应，B、C错误；乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化，而苯不能，D正确。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 3．只用一种试剂就能将苯、己烯(性质类似于乙烯)、四氯化碳和碘化钾溶液区分开，该试剂可以是(　　) A.氢氧化钠溶液 B．溴化钠溶液 C.溴水 D．硝酸银溶液 C 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： 将溴水加入四者中的现象分别为 苯 己烯 四氯化碳 碘化钾 溴水 液体分层，上层为橙红色 溴水褪色 液体分层，下层为橙红色 液体不分层，溶液颜色加深 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 4.1834年德国科学家米希尔里希，通过蒸馏安息香酸( )和石灰的混合物得到液体，命名为苯。 (1)写出在浓硫酸的作用下，苯在50～60 ℃与浓硝酸发生取代反应的 化学方程式：____________________________________________。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S (2)1866年凯库勒提出了苯的单双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列________事实(填标号)。 A.苯不能使溴水因发生化学反应而褪色 B.苯能与H2发生加成反应 C.溴苯没有同分异构体 D.邻二溴苯只有一种 AD 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 解析： (2)若是单双键交替，分子中含有三个碳碳双键，可以跟Br2、H2等发生加成反应，邻二溴苯应该有两种。 专题8　有机化合物的获得与应用 化学 必修 第二册 S 谢谢观看！ 2C6H6＋15O212CO2＋6H2O (3)加成反应 在Pt、Ni等催化剂和加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应生成环己烷，化学方程式为 ＋3H2_________。 【例2】 已知：① ＋HNO3 ＋H2O　ΔH<0；②硝基苯沸点210.9 ℃，蒸馏时选用空气冷凝管。下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持仪器略去)，正确的是(　　) ＋Br2 $$