必修二来自石油和煤的两种基本化工原料
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来自石油和煤的两种基本化工原料-人教版必修2化学教案一、引言石油和煤是两种最重要的化石燃料,因为它们中含有大量的碳和氢元素,所以它们也是两种最基本的化工原料。
石油和煤在生产和生活中有着广泛的应用,尤其是被广泛应用于化学工业中。
在这篇文章中,我们将学习如何从石油和煤中提取两种基本的化工原料,并介绍这两种化工原料的主要用途。
二、来自石油的化工原料2.1 石油的组成石油是一种古生物在地球上形成的化石燃料,它是由一系列碳氢化合物组成的。
石油中的化合物因其碳链长度和分子结构不同,而具有不同的物理和化学特性。
石油中的许多化合物可以被用作化工原料。
2.2 从石油中提取的基本化工原料2.2.1 烷烃烷烃是由碳和氢元素组成的一种有机化合物,它是石油中最简单的化合物之一。
在化学工业中,烷烃被广泛用于生产烯烃和芳香烃等其他重要的化工原料。
2.2.2 烯烃烯烃是另一种由碳和氢元素组成的有机化合物。
烯烃分子中有一个或多个双键。
烯烃可以通过烷烃脱氢得到。
在化学工业中,烯烃是许多化学物质的重要起始原料,如乙烯、丙烯和异丁烯等。
2.2.3 芳香烃芳香烃是由苯环和苯环取代基组成的有机化合物。
芳香烃在化学工业中用途广泛,例如,用于生产染料、药品等。
2.3 石油化工原料的应用烷烃、烯烃和芳香烃都是化学工业中的重要原料。
它们可以被用于制造塑料、合成纤维、橡胶、涂料等许多化学产品。
三、来自煤的化工原料3.1 煤的组成煤是由植物经过数百万年的生物化学反应形成的化石燃料,其组成复杂多样。
不同类型的煤中含有不同种类和数量的有机化合物。
3.2 从煤中提取的基本化工原料3.2.1 甲醇甲醇是一种由碳、氧和氢组成的有机化合物,其化学式为CH3OH。
通过煤气化和制氢等过程,可以从煤中提取甲醇。
甲醇是重要的化学原料,可用于制造甲醛、甲基叔丁醇、甲基甲酸酯等物质,也用于制造合成氨、乙二醇、甲醛等材料。
3.2.2 煤焦油煤焦油是煤在高温下分解的产物,其组成和性质与石油焦油类似。
第三章有机化合物第二节来自石油和煤的两种基本化工原料苯课标三维目标【知识技能】1、掌握苯的分子结构与性质之间的关系2、苯的取代反应和加成反应3、认识苯在化工生产中的重要作用【过程方法】1、查阅资料:利用煤的干馏生成的苯是一种重要的化工原料【情感态度】1、体验有机物与生产、生活的重要关系【课前预习】1、苯的分子结构的推导2、苯的物理性质与化学性质资料(请同学们阅读教材):煤的干馏煤的综合利用有煤的干馏、煤的气化、煤的液化煤的干馏是将煤粉隔绝空气加强热,使之分解的过程,为化学变化,也称煤的焦化。
煤的气化和液化是将煤转变为清洁能源的有效途径,同时煤的燃烧效率得到提高。
煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
主要是将C与H2O(g)反应,生成的CO与H2又可在催化剂作用下生成CH4等气体煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程。
分为直接液化和间接液化。
直接液化是将煤与H2在一定条件下作用生成液体燃料;间接液化是先将煤转化为CO和H2,然后经过催化合成,得到液体燃料,如CH3OH、乙二醇、液态烃、汽油等【课内探究】一、苯的分子结构的探究请探究: 利用燃烧法测得苯的化学式为C6H6,请根据烃类物质的特点以及C的价键原则确定苯分子的可能结构(不考虑C=C=C这种结构)CH≡C—CH2CH2—C≡CH CH≡C—C≡C—CH2CH3CH2=CH—CH=CH—C≡CH请思考:这些结构的共同点是什么?有些什么化学性质?你可以用什么样的实验证明这些结构?有不饱和的双键或三键,可以与溴水发生加成反应或能够使酸性高锰酸钾溶液褪色实验方案:加入溴的CCl4溶液或酸性KMnO4实验现象:颜色并不褪去实验结论:苯中无不饱和的双键或三键探究苯的结构会是吗?友情小贴士:实验证明苯的一氯代物只有一种邻二氯代物只有一种结构由苯的一氯代物和二氯代物均只有一种,可知,苯上的六个H是等位的,相邻的两个H均是一样的,那你认为苯会是什么结构呢?凯库勒式:但是这种结构并不能很好的解决苯的化学性质,只是在当时很了不起,所以至今都还在沿用苯的分子结构:强调: 苯分子并不是单双键交替排列温馨点击:若Ω≥4,则通常含有苯环苯分子并不是单双键交替排列的事实依据:1. 苯环上的碳碳键的键长和键能均相等2. 苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液因反应而褪色3. 苯环上的邻二氯取代物结构只有一种苯环上的碳碳键是介于单键与双键之间的一种特殊的共价键,主要体现碳碳单键的性质(易取代,难加成)苯是平面形分子,其6个C与6个H在同一个平面上,且为正六元环(键角120°)。
来自石油和煤的两种基本化工原料苯1. 引言苯,一种具有六个碳原子和六个氢原子的环状有机化合物,化学式为C₆H₆,是化工行业中不可或缺的原料之一。
它存在于自然界中的石油和煤中,通过化学提炼的方式获得。
由于其独特的化学结构和性质,苯广泛应用于塑料、合成纤维、树脂、制药、染料等众多领域,成为现代工业的重要组成部分。
1.1 苯的来源与制备1.1.1 石油提炼过程中的苯生产石油,这一自然界中的“黑色金子”,是苯的主要来源之一。
在石油提炼过程中,通过催化重整和蒸汽裂解等工艺,可以将石油中的芳香烃馏分转化为苯。
催化重整是将较重的烃类分子在催化剂的作用下转化为较轻的烃类,而蒸汽裂解则是利用高温将长链烃分子断裂成短链烃,其中就包括苯。
1.1.2 煤化工中的苯生产除了石油,煤也是苯的重要来源。
在煤化工中,通过干馏、气化或液化等过程可以生产苯。
干馏是指将煤在缺乏氧气的条件下加热,使煤分解产生气体、液体和固体产品,其中就包含苯。
而气化和液化则是将煤转化为气体或液体燃料的过程,这些燃料中含有可以提炼出苯的成分。
1.1.3 苯的生产工艺及改进随着工业技术的发展,苯的生产工艺也在不断进步。
为了提高苯的产率和纯度,科研人员开发出多种高效的催化剂和提炼技术。
例如,采用分子筛催化剂的催化重整工艺,可以显著提高苯的产率。
此外,通过改进工艺流程和设备设计,降低能耗和减少废弃物排放,也使得苯的生产过程更加环保和经济。
苯的性质与用途2.1 苯的物理性质苯是一种无色透明液体,具有较强的芳香气味。
在常温常压下,苯的密度为0.879 g/cm³,沸点为80.1℃,凝固点为5.5℃。
苯的折射率为1.4967,闪点为-11℃,燃点为430℃。
苯的蒸汽压较高,易挥发,因此在使用过程中需要严格控制。
苯的溶解性能良好,可以与许多有机溶剂混溶,如醇、酮、醚等。
同时,苯也能与一些无机物如卤素、硝酸盐等发生反应。
2.2 苯的化学性质苯分子由六个碳原子和六个氢原子组成,具有独特的芳香性。
教学设计来自石油的基本化工原料----乙烯一、教材分析本节内容位于人教版化学必修二的第三章第二节----来自石油和煤的两种基本化工原料。
乙烯是一种重要的化工原料,乙烯产品渗透到生活的各个领域,所以乙烯的产量用来衡量一个国家的石油发展化工水平。
所以从乙烯的用途及在生活中的重要性出发,使学生有亲切感和重视感,学习中重视介绍乙烯分子的组成和结构,乙烯的性质和重要反应--加成反应。
乙烯的结构组成是研究乙烯化学性质的关键,乙烯的化学性质是重点,加成反应是乙烯的特征反应,也是本节课的难点,在学习时,注意从乙烯的结构角度深化学生认识,建立“组成--性质--用途”的关系,使学生能更加深入认识结构与性质的关系。
二、学情分析学生已经学习了甲烷和烷烃的相关性质,能从初步从组成和结构的角度认识甲烷,但是学生对结构决定性质的认识还不深刻,需要进一步深化。
甲烷的学习使学生认识了饱和烃,为不饱和烃乙烯的学习打下了基础。
三、设计思路乙烯是与生活紧密相关的物质,也是有机合成的基础原料,从生活各个领域正在使用的乙烯产品作为开篇引课,目的是显示学习内容的重要性,再利用多媒体辅助、动画模拟、实验探究等方式引导学生认识乙烯的性质和结构,进一步加强结构与性质之间的关系。
乙烯的加成反应是本节课的重点,为了帮助学生理解加成反应的原理,本节课开始先从探究实验让学生初步了解乙烯不同于甲烷的性质,引出乙烯及结构的介绍,再通过多媒体动画演示加成反应的机理,加深学生对加成反应特点的理解。
四、教学目标知识与技能1.了解乙烯的来源。
认识乙烯分子的组成、结构特点。
2.掌握乙烯的化学性质,重点是加成反应。
过程与方法1.引导学生认识有机物结构-----性质----用途之间的关系。
2.从实验现象到乙烯结构的推理,使学生体会科学研究的方法。
情感、态度与价值观1.通过乙烯分子结构决定性质的思想,领会内因决定外因的辩证关系,以及严谨的学习态度。
2.使学生感受化学现象与化学本质的科学辩证关系。
来自石油和煤的两种基本化工原料——苯一、教学目标1、知识与技能:了解苯的物理性质和分子组成;掌握苯的结构式并认识苯的结构特征。
2、过程与方法:通过对苯分子结构(结构-性质)的探究,加强观察、归纳推理等方法技能的训练;掌握学习有机物的基本思路和方法,培养学生的自主学习能力。
3、情感态度与价值观:学生通过苯的凯库勒式的发现过程,体会“机遇总是偏爱有准备的头脑(巴斯得)”的含义,体验科学家艰苦探究、获得成功的过程。
养成科学的态度和科学的品质。
二、教学重点:苯的化学性质三、教学难点:苯的结构和性质的关系【教学方法】教师讲授与学生探究相结合,具体采用比较、类比、模型、假说、合作交流讨论等教学方法【教学用品】仪器:试管、烧杯等用品:苯、溴水、酸性KMnO4(aq)等【教学过程】【讲述】在前面的学习中我们已经学习了饱和烃和不饱和烃的代表——甲烷和乙烯。
今天我们再来学习另一种不饱和的环烃——苯。
【导入】在上课之前,我们先来猜一个字谜——“有人说我笨,其实并不笨;脱去竹笠换草帽,化工生产逞英豪”。
猜一字【提问】大家知道他是什么字咯吗?。
【生】苯让学生记住字的写法,避免作业、考试中写错字。
【过渡】关于苯的发现,那可是有历史可寻的。
在19世纪初,欧洲许多国家都已普遍使用煤气照明。
煤气通常是压缩在桶里贮运的,人们发现这种桶里总有一种油状液体,但长时间无人问津。
英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚的兴趣,他花了整整五年时间提取这种液体,直至1825年从这种油状液体中分离出一种新的碳氢化合物—一苯,一种无色油状液体。
【讲述及演示实验】接下来就是我们的动手时间,我们就来认识一下这种油状液体,那个同学愿意上台来做实验,先在试管中加入2ml苯,观察一下苯的颜色、状态,某某你再来闻一下它的气味(注意,闻气味的方法),有没有气味。
接下来你再向其中加入5ml水,振荡,观察他有什么现象,并把你观察到的现象告诉大家。
【过渡】从刚才的实验中能归纳出苯的那些物理性质呢。
来自石油和煤的两种基本化工原料复习目标:1.知道乙烯和苯这两种重要的化工原料的来源;2.知道烯烃、不饱和烃的概念;乙烯的燃烧现象,乙烯分子中碳碳双键的存在使乙烯能被高锰酸钾氧化,利用这个反应可以鉴别甲烷和乙烯;3.掌握加成反应,知道乙烯分子中碳碳双键的存在使乙烯与溴、H2、HCl 、Cl2、H2O等物质发生加成反应,乙烯相互加成得到聚乙烯;4.了解苯的结构特点及证明方法,知道苯分子中是一种介于单键与双键之间的独特的键;了解苯的燃烧现象;知道苯在一定条件下能与溴、浓硝酸发生取代反应;苯的加成反应,苯与氢气的加成反应。
复习重点:乙烯的加成反应、苯的取代与加成反应。
让学生通过实验初步了解有机基本反应类型,形成对有机反应特殊性的正确认识,并能从结构上认识其反应特点。
复习难点:乙烯结构与性质的关系、苯的结构与性质的关系、苯的取代反应与烷烃取代反应的区别。
课时安排:两课时教学过程:一、乙烯(一)乙烯的制得1. 石蜡油分解实验。
现象:①生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液中(和甲烷对比);②生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中;③用排水集气法收集到一试管气体,点燃后现象是。
研究表明,石蜡油分解的产物主要是和的混合物。
2. 乙醇与浓硫酸共热(170 °C)制乙烯写出化学反应方程式:。
画出实验装置图:(二)乙烯的物理性质:乙烯是__色__气味的气体;__溶于水;密度较空气__,在标准状况下的密度为1.25g/L。
(三)乙烯的结构:分子式,电子式,结构式结构简式空间构型。
____________的烃叫烯烃。
乙烯与乙FeBr3C=C不稳定:C=C易断裂而被氧化;C=C有一个键不稳定,容易断裂,有一个键较稳定.(四)乙烯的化学性质1.乙烯的氧化反应a.可燃性:CH4 + O2→现象:b.乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
乙烯的C=C易被强氧化剂如KMnO4氧化而断裂,产物可能是CO2。
现象:紫色褪去,以此反应可以区别乙烯和烷烃2.乙烯的加成反应CH2=CH2+Br-Br→______(1,2-二溴乙烷)现象:。
第二节来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时乙烯一、烯烃的概念和组成1.概念:分子中含有一个__________的链烃,属于不饱和烃。
2.分子通式:C n H2n(n≥2),最简单的烯烃为______。
二、乙烯12.3.4.(1)氧化反应①在空气中燃烧化学方程式:__________________________________________________。
现象:__________________,同时放出大量的热。
②与酸性KMnO4溶液反应:乙烯能被酸性KMnO4______,而使酸性KMnO4溶液______。
(2)加成反应①概念:有机物分子中的________________与其他________________直接结合生成新的化合物的反应。
②乙烯与溴加成乙烯可使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色,反应方程式为________________________________________________________________________。
③完成乙烯与H2、HCl、H2O反应的化学方程式a.乙烯与H2反应:________________________________________________________________________。
b.乙烯与HCl反应:________________________________________________________________________。
c.乙烯与水(H2O)反应:________________________________________________________________________。
④加成反应与取代反应的区别加成反应是有机物分子中____________两端的碳原子与其他原子或原子团_________生成新的化合物的反应,其特点是:“断一加二,都进来”。
“断一”是指双键或三键中的一个不稳定键断裂;“加二”是指加两个其他原子或原子团,每一个不饱和碳原子上各加上一个。
取代反应是分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所______的反应。
其特点是 “上一下一,有进有出”。
(3)加聚反应:乙烯能自身发生加成反应生成高分子化合物聚乙烯,其反应方程式为n CH 2===CH 2――→催化剂5.乙烯的用途(1)乙烯是重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。
______的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
(2)在农业生产中用作________。
知识点一 乙烯的组成和分子结构1.关于乙烯的分子结构描述错误的是( ) A .乙烯的结构简式为CH 2===CH 2 B .乙烯是最简单的烯烃C .乙烯分子中所有的原子都在同一平面上D .乙烯分子中所有的原子都在一条直线上 2.下列有关说法不正确的是( ) A .乙烯分子没有同分异构体B .乙烯的电子式为C .含一个碳碳双键的烯烃的通式为C n H 2nD .乙烯在空气中燃烧的现象与甲烷不同的原因是乙烯的含碳量高 知识点二 乙烯的性质3.既可以用来鉴别乙烯和乙烷,又可以用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是( ) A .通入足量溴水中 B .在空气中燃烧C .通入酸性高锰酸钾溶液中D .在一定条件下通入氢气4.下列说法中,错误的是( )A .无论乙烯与Br 2的加成,还是乙烯使酸性KMnO 4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关B .用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO 4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷C .相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同D .乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼 知识点三 加成反应5.下列各反应中属于加成反应的是( ) A .CH 2===CH 2+H —OH ――→催化剂加压、加热CH 3—CH 2—OH B .H 2+Cl 2=====光照2HClC .C 2H 4+3O 2――→点燃2CO 2+2H 2OD .CH 3—CH 3+2Cl 2――→光照CH 2Cl —CH 2Cl +2HCl 6.下列不可能是乙烯加成反应产物的是( ) A .CH 3CH 3 B .CH 3CHCl 2 C .CH 3CH 2OH D .CH 3CH 2Br 知识点四 乙烯的用途7.下列不属于乙烯用途的是( )A.制造塑料B.制有机溶剂C.作灭火剂D.作果实催熟剂8.通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是()A.石油的产量B.乙烯的产量C.合成纤维的产量D.硫酸的产量练基础落实1.下列反应中能说明烯烃具有不饱和结构的是()A.燃烧B.取代反应C.加成反应D.分解反应2.下列关于乙烯的结构与性质的叙述,错误的是()A.乙烯分子中6个原子在同一平面内B.乙烯与酸性KMnO4溶液发生加成反应能使其褪色C.乙烯分子没有同分异构体D.乙烯分子的一氯代物只有一种结构3.能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是()A.乙烯分子里碳氢原子的个数比为1∶2B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等C.乙烯容易与溴水发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色4.对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是()A.二者燃烧时现象完全相同B.点燃前都应验纯C.甲烷燃烧的火焰呈黄色,乙烯燃烧的火焰较明亮,并有大量黑烟生成D.二者燃烧时都有黑烟生成5.下列烃中只属于烯烃的是()6.烯烃在一定条件下发生氧化反应时,碳碳双键断裂,如被氧化为和(或写为R3CHO),某烯烃氧化后生成两分子CH3CHO,一分子,由此推断原烯烃是( )A .CH 2===CHCH 2CH(CH 3)CH===CH 2B .CH 3CH===CH —CH===C(CH 3)2C .CH 3CH===CHC(CH 3)===CHCH 3D .CH 3CH===CHCH===CHC(CH 3)27.下列各反应中属于加成反应的是( )①CH 2===CH 2+H —OH ――→一定条件CH 3CH 2OH ②H 2+Cl 2=====光照2HCl③+H 2――→催化剂CH 3—CH 2—OH④CH 3—CH 3+2Cl 2――→光照CH 2Cl —CH 2Cl +2HCl A .①② B .②③ C .①③ D .②④ 练方法技巧——守恒法8.把m mol C 2H 4和n mol 氢气混合于密闭容器中,在适当的条件下生成了p mol C 2H 6, 若将所得的混合气体完全燃烧生成二氧化碳和水,则需氧气( ) A .3.5p mol B .(3m +n /2)mol练综合拓展9.为探究乙烯与溴的加成反应:甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯,将生成的气体直接通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了 加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙 烯中还可能含有少量浓硫酸的还原产物气体,由此他提出必须先除去之,再与溴水反应。
请你回答下列问题:(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应, 其理由是__________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体,它与溴水反应的化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________,在验证过程中必须全部除去,为此乙同学设计了如图所示的实验装置:请回答:①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是Ⅰ________;Ⅱ________;Ⅲ________; Ⅳ________(选填序号)。
A .品红溶液 B .NaOH 溶液 C .浓硫酸 D .酸性KMnO 4溶液 ②乙设计的实验中能确定生成了乙烯的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为验证乙烯与溴的反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可将上述乙除杂后的气体通入溴水中,用pH试纸测反应后溶液的酸碱性,你认为是否合理________(填合理、不合理),理由是_________________________________________________________________。
(4)乙烯通入溴水中,观察到的现象是____________________________;其反应方程式为________________________。
(5)比赛中,当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点12.27 ℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。
要得到较纯净的氯乙烷应采用的制取方法是[用化学反应方程式(有机物用结构简式表示)]______________________________________________。
该反应的类型是________反应。
决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质________________________________________________________________________。
10.对于CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种烃,回答下列问题:(1)等质量的上述五种烃,在相同状况下体积最大的是________。
(2)等质量的上述五种烃,完全燃烧时耗O2最多的是________,生成CO2最多的是________,生成H2O最多的是________。
(3)在120 ℃、1.01×105 Pa 条件下,与足量的O2混合点燃,完全燃烧前后气体体积没有变化的烃是________。
第二节 第1课时 乙 烯(答案)基础落实一、1.碳碳双键 2.乙烯二、1.褪色 褪色 火焰明亮,有黑烟2.C 2H 4 ,平面3.稍有气味 气态 不溶于水 比空气略小4.(1)①C 2H 4+3O 2――→点燃2CO 2+2H 2O 火焰明亮,有黑烟产生 ②氧化 褪色 (2)①不饱和碳原子原子或原子团 ②CH 2===CH 2+Br 2―→CH 2BrCH 2Br ③a.CH 2===CH 2+H 2――→催化剂CH 3CH 3 b .CH 2===CH 2+HCl ――→催化剂CH 3CH 2Cl c .CH 2===CH 2+H 2O ――→催化剂CH 3CH 2OH ④双键或三键 直接结合 代替5.(1)乙烯 (2)催熟剂 对点训练 1.D2.B [乙烯中2个碳原子间是碳碳双键,电子式应为。