第3章 第2节 第2课时 煤的干馏与苯(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（鲁科版）

本高中化学讲义聚焦煤的干馏与苯两大核心知识点，以煤的干馏原理、产物及与蒸馏分馏的对比为起点，衔接苯的组成结构、物理化学性质及与烷烃烯烃的反应比较，最终延伸至有机分子原子共平面的判断方法，构建“资源利用-物质结构-性质应用”的完整知识链。 该资料通过实验探究（如苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液的反应）培养科学探究能力，利用对比表格（不同烃与溴、酸性高锰酸钾的反应差异）发展科学思维，设置“结构决定性质”的探究活动（苯分子是否含双键的分析）深化化学观念。课中辅助教师引导学生建立知识联系，课后通过习题与迁移应用帮助学生巩固知识，查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

第2课时　煤的干馏与苯 1.了解煤的干馏原理和主要产品，进一步认识煤的综合利用。 2.了解苯的组成和结构特征，掌握苯的化学性质，形成结构决定性质的理念。 知识点一　煤的干馏 1.概念 （1）概念 将煤　　　　　　　　　　使其分解的过程。 （2）概念辨析 ①隔绝空气：这是煤干馏的先决条件，否则，强热条件下煤会燃烧生成CO2和H2O等物质。 ②变化形式：煤在干馏过程中生成许多新的物质，如苯、萘、酚等，煤的干馏发生的是复杂的物理变化和化学变化。 2.煤干馏的主要产物和用途 （1）干馏产物的主要成分和用途 干馏产物 主要成分 主要用途 出炉 煤气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料 粗氨水 氨气、铵盐 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、合成材料 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料 沥青 电极、筑路材料 碳 冶金、燃料、合成氨 （2）干馏产物可简记为：一气（焦炉气）、三液（粗氨水、粗苯、煤焦油）、一固（焦炭）。 （3）煤中不含苯、萘、酚等物质，煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物，而煤干馏的产物（煤焦油）中含有苯、萘、酚等物质。 3.干馏、蒸馏、分馏的比较 名称 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气加强热使物质分解 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 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点相近的各组分组成的混合物 变化类型 化学变化 物理变化 物理变化 4.煤的气化和液化——化学变化 煤的加工主要包括煤的气化、液化和干馏。 煤的气化就是C＋H2O（g）CO＋H2的过程。 煤的液化就是使煤转化为液体燃料（液态碳氢化合物和含氧有机化合物）的过程。 1.下列关于煤的综合利用的说法正确的是（　　） A.煤的气化、液化和干馏都属于物理变化 B.煤的气化产物既可以直接作为燃料，也可以合成液体燃料 C.煤的液化就是将煤转化为液态 D.煤中含有苯、甲苯和二甲苯等有机物 2.下列关于煤的干馏的叙述，不正确的是（　　） A.将煤加强热而分解的过程叫作煤的干馏 B.煤的干馏和石油的分馏的本质区别是干馏是化学变化而分馏是物理变化 C.工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到，它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中 D.煤干馏的一个主要目的是得到冶金用的优质焦炭 3.根据如图所示把煤隔绝空气加强热，下列叙述错误的是（　　） A.煤发生了化学变化 B.液体X的pH＞7；Y是一种黑色黏稠状液体 C.气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色 D.横玻璃管中产生浓的白烟 知识点二　苯 1.苯的物理性质 颜色 气味 状态（通常） 溶解性 熔、沸点 密度 无色 特殊气味 液体 难溶于水 较低 比水小 2.苯的分子结构 （1）表示方法 分子式 结构式 结构简式 空间填充模型 C6H6 （2）分子结构特点 ①苯分子为平面正六边形结构，分子中6个碳原子和6个氢原子共平面。 ②苯分子中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共价键。 苯的凯库勒式为，不能认为苯分子是单双键交替结构。 ③苯环中处于对位位置的4个原子共直线。 3.苯的化学性质 （1）实验探究 实验内容 实验现象 结论 互溶，不褪色 苯与溴的四氯化碳溶液不反应 上层（苯层）为无色 下层（水层）为紫色 苯与酸性高锰酸钾溶液不反应 实验结论：苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子结构中不存在双键，所以苯分子结构中不存在单双键交替情况 （2）苯的反应 化学方程式 氧化反应 燃烧（火焰明亮，带浓烟） 2C6H6＋15O212CO2＋6H2O 取代反应 液溴 ＋Br2＋HBr 提醒：苯发生常见的反应还有 （1）取代反应＋HNO3 （2）加成反应＋3H2 4.各类烃与液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液反应的比较 物质 液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性KMnO4溶液 烷烃 与溴蒸气在光照条件下取代 不反应，液态烷烃可发生萃取而使溴水层褪色 不反应，互溶不褪色 不反应 烯烃 加成褪色 加成褪色 加成褪色 氧化褪色 苯 催化条件下可取代 不反应，发生萃取而使溴水层褪色 不反应，互溶不褪色 不反应 【探究活动】 1.苯分子中含有碳碳双键吗？通过实验证明苯分子中是否存在碳碳双键。 2.苯的化学性质与乙烯的化学性质有什么不同？ 1.关于苯分子结构的叙述正确的是（　　） A.苯分子中含有3个碳碳双键和3个碳碳单键 B.苯分子中碳原子之间的键完全相同 C.苯分子中所有碳原子都在同一平面上，而氢原子不在该平面上 D.苯分子中每两个键之间的夹角都为60° 2.有机物“结构决定性质”是有机化学学科的核心思想。与甲烷、乙烯相比，苯的独特结构决定其性质特点是（　　） A.难氧化，易加成，难取代 B.易取代，能加成，难氧化 C.易氧化，易加成，难取代 D.因是单双键交替结构，故易加成变为环己烷 3.某化学课外小组利用如图所示装置来制取溴苯。 （1）仪器a中盛装的试剂为苯、铁粉和　　　（填“溴水”或“液溴”）。 （2）仪器b的一个作用是导气，另一个作用是　　　　　；导气管的末端　　　　（填“能”或“不能”）伸入锥形瓶的液面中，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 （3）仪器a中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　， 仪器a中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）反应完毕后： ①向锥形瓶中滴入AgNO3溶液，有　　　　生成，　　　　（填“能”或“不能”）证明该反应发生的是取代反应。 ②提纯净化溴苯的步骤：水洗→碱洗→水洗→蒸馏→干燥。其中第一步水洗的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 能力培养　有机化合物分子中原子共平面的判断（分析与推测） 　（1）丁烯（C4H8）有三种同分异构体，碳原子一定处于同一平面的有哪些？ （2）苯乙烯（）分子中所有碳原子是否一定共平面？ 【规律方法】 1.典型有机化合物分子的空间结构 （1）甲烷（CH4）为正四面体形结构，5个原子一定不在同一平面内，键的夹角为109°28'。 （2）乙烯（C2H4）为平面形结构，6个原子都在同一平面内，键的夹角约为120°。 （3）乙炔（C2H2）为直线形结构，4个原子都在同一直线上，键的夹角为180°。 （4）苯（C6H6）为平面正六边形结构，12个原子都在同一平面内，键的夹角为120°。 2.有机化合物分子中原子是否共平面的判断 （1）展开空间结构法：其他有机化合物可看作以上四种典型分子中氢原子被其他原子或原子团代替后的产物，但这四种分子中的空间结构基本不变。 ①以CH4为母体，可衍变成其他结构。但无论什么原子或原子团与碳原子相连，都相当于取代原来甲烷中氢原子的位置，构成四面体形结构。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等都是四面体形结构，其中CCl4是正四面体形结构。 ②乙烯分子中的所有原子共平面，当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子的平面内。例如丙烯（CH3CHCH2），其结构式如图所示。 ③苯分子中所有原子共平面，当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。甲苯（）中的7个碳原子（苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子）、5个氢原子（苯环上的5个氢原子）这12个原子一定共平面，甲基上的1个氢原子也可以转到这个平面上，其余两个氢原子分布在平面两侧，故甲苯分子中最多有13个原子共平面。 （2）单键旋转法：碳碳单键两端碳原子所连原子或原子团可以以“C—C”为轴旋转。例如 ，因①键可以旋转，故的平面和确定的平面可能重合，也可能不重合，因而分子中的所有原子可能共平面，也可能不共平面。 提醒：在解题过程中遇到较复杂的有机化合物分子时，可通过这几种典型的空间结构的组合来分析其空间关系。在审题时，还应特别注意“可能”“不可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等关键词和限制条件。 【迁移应用】 1.下列有机化合物分子中的所有原子一定都处于同一平面的是（　　） A.溴苯（） B.甲苯（） C.苯乙烯（） D.丙烯（CH2CH—CH3） 2.在下列分子中，能够在同一个平面内的原子数最多的是（　　） A.甲烷（CH4）　　　 B.一溴甲烷（CH3Br） C.乙烯（CH2CH2） D. 3.下列分子中所有碳原子肯定不在同一平面上的是（　　） A. B. C. D. 4.结构简式为的有机物分子中，处于同一平面的碳原子最多有（　　） A.10个　　B.9个 C.8个　　D.6个 　　 1.下列有关煤的说法正确的是（　　） A.煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物 B.煤就是碳，属于单质 C.煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法将二者分离出来 D.煤干馏所得的焦炉气是纯净的氢气，可用于工业合成氨 2.虽然这种表示方法仍被沿用，但苯环中不存在单双键交替的结构，下列事实可以作为证据的是（　　） ①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 ②苯分子中碳原子之间的距离均相等 ③苯能在一定条件下与H2发生加成反应生成环己烷 ④实验测得苯的邻位二氯取代物只有一种结构 A.②③④ B.①③④ C.①②④ D.①②③④ 3.（2025·四川宜宾期中）苯可发生如图所示的变化。下列说法错误的是（　　） A.生成溴苯的反应属于取代反应 B.现象①：液体分层，上层紫红色 C.现象②：火焰明亮，并伴有浓烟 D.邻二硝基苯只有1种结构，说明苯分子中不存在单、双键相间的结构 4.乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应：＋H2（g）。下列说法中不正确的是（　　） A.乙苯的一氯代物共有3种 B.苯乙烯和氢气生成乙苯的反应属于加成反应 C.苯乙烯分子中所有原子可能位于同一平面 D.等质量的苯和苯乙烯完全燃烧耗氧量相同 5.（2025·福建福州期中）分析下列烃分子，完成填空。 ①CH3CH2CH2CH2CH3　② ③　④　⑤　⑥ （1）分子中所有原子共面的有　　　　　（填序号，下同）；互为同系物的两组有　　　　　、　　　　　。 （2）任写一种①的同分异构体的结构简式：　　　　　。 （3）在下列反应中，属于加成反应的是　　　　　（填字母）。 a.由苯制环己烷 b.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 c.乙烷在光照下与氯气反应 d.乙烯使溴水褪色 （4）写出下列正确的化学方程式 ①乙烯使溴水褪色　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； ②苯的硝化反应　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：完成课后作业　第3章　第2节　第2课时 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　煤的干馏与苯 知识点一 1.（1）隔绝空气加强热　2.（1）焦炉气　煤焦油　焦炭 对点训练 1.B　煤的气化、煤的液化、煤的干馏都属于化学变化，A错误；煤的液化包括利用煤制取甲醇的反应，C错误；煤通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，D错误。 2.A　煤的干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程，因此煤的干馏要满足两个条件：一个是隔绝空气，以防止煤在高温下燃烧，二是要加强热，A不正确；煤的干馏是化学变化，煤在此过程中发生了分解反应，生成了新物质，而石油的分馏是利用沸点不同将混合物中各组分分离，是一个物理变化，B正确；苯、萘等物质主要存在于煤焦油中，C正确；煤干馏的主要产物之一是焦炭，焦炭可用于冶金工业，D正确。 3.D　煤的干馏是化学变化，A正确；煤的干馏产物X是粗氨水，显碱性，pH＞7，Y是煤焦油，所以是黑色黏稠状液体，B正确；气体Z是焦炉煤气，其主要成分为CH4、H2、CO、C2H4等，它是易燃气体，而且CO、H2均有还原性，能还原CuO，C2H4可与溴水发生加成反应而使溴水褪色，C正确；把煤隔绝空气加强热产生大量棕黄色烟而不会有浓的白烟生成，D错误。 知识点二 探究活动 1.提示：不含有。根据苯不能与溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液反应来证明苯分子中不含碳碳双键。 2.提示：苯不能使酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液褪色，而乙烯能。 对点训练 1.B　苯是平面正六边形结构，是由6个相同的介于碳碳双键和碳碳单键之间的特殊共价键形成的，每两个键之间的夹角均为120°，苯分子中12个原子在同一平面上。 2.B　苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键。在FeBr3存在条件下，苯能与液溴发生取代反应，反应较易进行；在加热并有催化剂存在时，苯能跟H2发生加成反应，但不能与溴水发生加成反应，苯的加成反应较难进行；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，很难被氧化（燃烧除外）。 3.（1）液溴　（2）冷凝回流　不能　HBr极易溶于水，会发生倒吸　（3）＋Br2＋HBr　整个烧瓶中充满红棕色气体，导气管口出现白雾　（4）①淡黄色沉淀　不能　②除去溴苯中能溶于水的FeBr3等杂质 解析：（1）仪器a中盛装的试剂为苯、铁粉和液溴。（2）仪器b的一个作用是导气，另一个作用是冷凝回流；HBr极易溶于水，会发生倒吸，导气管的末端不能伸入锥形瓶的液面中。（3）仪器a中发生反应：＋Br2＋HBr，该反应放热，则溴挥发形成红棕色气体，溴化氢极易溶于水，在导管口形成白雾，所以仪器a中的现象是整个烧瓶中充满红棕色气体，导气管口出现白雾。（4）①锥形瓶中滴入AgNO3溶液，溴化氢和硝酸银反应生成淡黄色溴化银沉淀，但因为可能有溴挥发，不能证明该反应发生的是取代反应。②第一步水洗的目的是除去溴苯中能溶于水的FeBr3等杂质。 能力培养 （1）提示：碳原子一定共面的有CH3CHCHCH3和CH2C（CH3）2，CH2CHCH2CH3中的碳原子不一定在同一平面上。 （2）提示：不一定。 迁移应用 1.A　甲苯（）、丙烯（CH3—CHCH2）的分子结构中均含有甲基，由甲烷的分子结构特征可知，甲苯、丙烯分子中所有原子一定不在同一平面上；苯乙烯分子中所有原子可能共平面；由苯的分子结构特征可知，溴苯（）分子中所有原子一定共平面。 2.D　甲烷是正四面体形结构，在一个平面上最多含有3个原子；一溴甲烷分子是甲烷分子中的一个H原子被Br原子取代产生的，在一个平面上最多有3个原子；乙烯分子是平面形分子，分子中所有原子在一个平面上；乙炔分子是直线形分子，分子中所有原子在一条直线上，一条直线上若有2个原子在一个平面上，则直线上所有原子在一个平面上，乙烯基取代乙炔分子的H原子，所以中所有原子共平面，即能够在同一平面内的原子数最多。 3.A　可以看作甲烷中的3个H原子被3个甲基取代，最多有3个碳原子共平面，A符合题意；含有碳碳双键，可以确定共平面，即所有碳原子一定共平面，B不符合题意；含有碳碳双键，可以确定共平面，—CH3的碳原子可能在这个平面上，C不符合题意；苯环上及与苯环直接相连的碳原子共平面，其余碳原子可能在这个平面上，D不符合题意。 4.A　该有机物结构可写为，共平面的碳原子最多有10个。 【随堂演练】 1.A　煤的主要组成元素是碳元素，但煤属于混合物，B错误；煤中不含苯和甲苯，C错误；焦炉气是氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等的混合物，可用于工业合成氨，D错误。 2.C　用反证法证明。若苯环是单双键交替的结构，则分子中的“”应能与酸性KMnO4溶液反应而使之褪色，其分子中碳原子之间的距离不相等，其邻位二氯取代物会有两种结构，故①②④符合题意。 3.B　苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，A正确；苯密度小于水，与高锰酸钾不反应，所以现象①为溶液分层，下层为紫红色，B错误；苯含碳量高，所以燃烧时火焰明亮，有浓烟，C正确；邻二硝基苯只有一种，说明苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构，D正确。 4.A　乙苯分子中有5种等效氢原子，如图，则乙苯的一氯代物共有5种，A错误；苯乙烯分子中的碳碳双键断开，与H2发生加成反应生成乙苯，B正确；苯与乙烯均为平面形结构，二者以单键相连，单键可绕键轴旋转，则苯乙烯分子中所有原子有可能位于同一平面，C正确；苯和苯乙烯的最简式都为CH，最简式相同，则等质量的苯和苯乙烯完全燃烧耗氧量相同，D正确。 5.（1）②③　①④⑥　③⑤ （2）或 （3）ad　（4）①CH2CH2＋Br2CH2BrCH2Br ②＋HNO3（浓）＋H2O 解析：①是戊烷，属于烷烃；②是乙烯，属于烯烃；③是苯，属于芳香烃；④是乙烷，属于烷烃；⑤是甲苯，属于芳香烃；⑥是甲烷，属于烷烃。（1）②乙烯是平面分子，所有原子共平面；③苯分子是平面分子，分子中所有原子共平面；①④⑤⑥分子中都含有饱和碳原子，具有四面体结构，分子中所有原子不能共平面，故分子中所有原子共面的有②③；在上述几种物质中，①④⑥都是烷烃，属于同系物；③是苯，⑤是甲苯，它们都是苯的同系物，属于芳香烃，二者结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，属于同系物；故互为同系物的两组有①④⑥和③⑤。（2）①是戊烷，其可能的同分异构体结构简式为和。（3）苯与H2在一定条件下发生加成反应产生环己烷，a符合题意；酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够氧化乙烯，因此乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生的是氧化反应，b不符合题意；乙烷在光照下与氯气反应产生一氯乙烷、二氯乙烷等卤代烃及HCl，反应类型是取代反应，c不符合题意；乙烯能够与溴水发生加成反应而使溴水褪色，反应类型是加成反应，d符合题意。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $