甲烷、乙烯的综合运用
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第1讲甲烷、乙烯、苯煤、石油、天然气的综合利用[考纲要求] 1.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及发生反应的类型。
2.了解有机化合物中碳的成键特征及同分异构现象。
3.了解煤、石油、天然气综合利用的意义。
考点一几种常见烃的结构与性质1.完成甲烷、乙烯和苯的比较表2(1)取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
①完成甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式:②完成下列关于苯的取代反应的化学方程式(2)加成反应①定义:有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
②乙烯与溴水、H 2、HCl 、H 2O 反应的化学方程式分别为③加聚反应:合成聚乙烯塑料的化学方程式为n CH 2===CH 2――→一定条件CH 2CH 2 。
深度思考1.怎样用实验证明甲烷是由碳、氢两种元素形成的?答案 在空气中点燃甲烷,在火焰的上方罩一个干燥、洁净的烧杯,发现烧杯内壁有水珠凝结,证明甲烷中有氢元素,然后迅速将烧杯倒转过来,向烧杯中滴入少量澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明甲烷中含有碳元素。
借题发挥 燃烧法不仅能检验有机物中含有C 、H 元素,还能通过计算确定其是否含有其他元素。
2.乙烯使溴水、酸性KMnO 4溶液褪色的原理是否相同?能否用酸性KMnO 4溶液鉴别CH 4和CH 2===CH 2? 答案 褪色原理不相同,前者是发生了加成反应,后者是被酸性高锰酸钾溶液氧化。
由于CH 4与酸性KMnO 4溶液不发生反应,而CH 2===CH 2能使酸性KMnO 4溶液褪色,因此可以用酸性KMnO 4溶液鉴别二者。
3.结合苯的物理性质探究如何用简单实验来证明分液漏斗内苯与水的混合物中哪一层为苯层?答案取分液漏斗内下层液体适量于一小试管中,然后向小试管中加入少量水,若液体不分层,证明分液漏斗中下层液体为水,上层液体为苯,若液体分层,则分液漏斗内下层液体为苯。
题组一利用教材习题,回扣烃的性质1.(必修2P64-2改编)下列物质在一定条件下,可与CH4发生化学反应的是( )①氯气②溴水③氧气④酸性KMnO4溶液A.①③ B.②③ C.②④ D.①④答案 A2.(必修2P72-5)能通过化学反应使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( ) A.苯B.氯化铁C.乙烷D.乙烯答案 D3.(必修2P72-6)利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是 ( ) A.乙烯与氯气加成(1,2二氯乙烷)B.乙烯与水加成(乙醇)C.等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷)D.氯气与苯用氯化铁作催化剂反应(氯苯)答案 C题组二烃的反应类型面面观4.(必修2P72-7改编)下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是( )①光照射甲烷与氯气的混合气体②乙烯通入溴水中③在镍作催化剂的条件下,苯与氢气反应④苯与液溴混合后撒入铁粉A.①② B.①③ C.②④ D.①④答案 D5.(必修2P85-6)某有机物的结构简式为HO—CH2CH===CHCH2—COOH,该有机物不可能发生的化学反应是( )A.水解B.酯化C.加成D.氧化答案 A6.有机化学中的反应类型较多,将下列反应归类。
【同步实验课】甲烷、乙烯的化学性质【实验目的】1.探究甲烷与氯气的取代反应。
2.了解并掌握乙烯的氧化反应和加成反应。
【实验原理】室温、无光照时;甲烷与氯气不发生反应;光照时,甲烷与氯气发生反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢。
CH4+Cl2−−−→光照CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2−−−→光照CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2−−−→光照CHCl3+HClCHCl3+Cl2−−−→光照CCl4+HCl乙烯与溴发生加成反应,能与酸性高锰酸钾溶液、氧气发生氧化反应【实验试剂】乙烯、氯气、溴的四氯化碳溶液、石灰水、饱和食盐水、酸性高锰酸钾溶液【实验仪器】量筒(50ml)、试管、玻璃导管、铁架台(带铁夹)、酒精灯、胶皮管、集气瓶【实验一】甲烷与氯气发生取代反应实验操作图解操作实验现象实验结论1.取2支50mL的量筒,通过排饱和食盐水的方法先后各收集约10mL甲烷和40mL氯气。
其中1支量筒用预先准备好的黑色纸套套上,另1支量筒放在光亮处(不要放在日光直射的地方,以免引起爆炸)。
片刻后,比较2支量筒中的现象。
1.50mL甲烷和氯气混合气。
2.反应中液面上升3.出现油状液体1.甲烷氯气混合气2.黑纸套住3.液面未上升试管内气体黄绿色逐渐变浅,试管内壁有油状液体出现,且试管内液面上升。
在光照的条件下,甲烷与氯气发生了取代反应,生成气态一氯甲烷及油状液态的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷。
01实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟4.量筒内未出现明显现象试管内无明显变化。
【实验二】乙烯的化学性质实验操作图解操作实验现象实验结论1.点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。
在燃烧后的集气瓶中倒入少量澄清石灰水,观察现象。
2.将乙烯通入到盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,观察现象。
3.将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察现象。
1.点燃集气瓶中的甲烷2.甲烷燃烧3.倒入少量石灰水4.石灰水变浑浊1.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液甲烷在空气中燃烧,发出明亮的火焰,并有黑烟出现。
《乙烯》教学设计——基于“教、学、评”一体化思路学习乙烯的结构、性质与应用一、教材分析“乙烯”是《新课标》中必修课程主题4“简单的有机化合物及其应用”中二级标题“有机化合物的结构特点”和“典型有机化合物的性质”的内容。
本节课的内容主要分为两个方面:一是帮助学生认识乙烯的物理性质、分子结构化学性质和用途,帮助学生构建有机物的认知模型,使学生进一步认识有机物的结构特点,体会物质结构对性质和用途的决定作用;二是对比乙烯和甲烷的结构和性质并总结异同,锻炼学生分析、归纳、总结的能力。
本节课在新人教版教材中位于第七章“有机化合物”的第二节“乙烯与有机高分子材料”。
与旧人教版相比,新人教版在知识点设置上会有所变化,如:删除了关于乙烯的用途的讨论,删除了石蜡油分解制乙烯的实验,增加了乙烯参与的聚合反应和加聚反应的介绍,增加了聚乙烯的分子结构模型(局部)示意图,对乙烯参与的有机化学反应类型有了更详细的介绍等等。
这意味着本节课的教学重点更为突出,更有利于学生核心素养的发展。
二、学情分析学生在上一节课已经学习了乙烷的物理性质、分子结构化学性质和用途,对认识有机物的一般流程已经建立了模糊的认知模型。
因此,课堂学习活动可围绕学生的问题展开,问题可集中在乙烯和乙烷的结构和性质的对比方面,帮助学生认识有机化合物的结构决定性质的学科思想。
初中化学曾简单介绍过小分子相互连接形成高分子的聚合反应,因此教材在这里侧重通过化学方程式、结构式和分子结构模型具体展示化学键与有机物的分子结构在聚合反应前后的变化,使学生初步认识加成反应与聚合反应的关系,了解聚合物的分子结构,深化对结构决定性质这化学基本观念的理解。
同时,教材还以聚乙烯为例介绍了链节、单体、聚合度等高分子基本概念,以利于接下来学习合成高分子与生物高分子。
三、素养目标【教学目标】1.以不饱和烃的代表物—乙烯的结构和性质为模型,帮助学生认知不饱和烃的结构和性质。
2.通过介绍乙烯和水的加成反应和乙烯的加聚反应,让学生知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现,也让学生体会到合成高分子材料让我们的生活更美好。
甲烷在乙烯装置工艺的作用
甲烷在乙烯装置工艺中扮演着重要的作用,具体表现在以下几个方面:
1. 催化剂还原:在乙烯装置中,通常需要使用催化剂进行乙烯的合成。
甲烷可用作催化剂还原剂,用于还原催化剂的氧化物,使催化剂回到活性状态,保持其催化活性。
2. 控制催化剂温度:乙烯的合成通常需要高温条件下进行,甲烷可以用作调节催化剂温度的气体。
通过控制甲烷的供气量和流速,可以在一定程度上控制乙烯反应的温度,保持在催化剂的适宜操作温度范围内,确保催化反应的正常进行。
3. 清洗反应器:乙烯装置的反应器内部在长期运行后会有一定的杂质和积碳生成,甲烷可以用作清洗反应器的介质。
通常在停工期间,通过向反应器内部供气甲烷,甲烷的燃烧能有效清除反应器内部的杂质和积碳,保持反应器的良好工作状态。
4. 燃料补给:乙烯装置在工艺中需要大量的能源支持,甲烷作为一种常用的燃料,可以供给乙烯装置的燃料需求。
通过燃烧甲烷产生的热能可以提供给乙烯装置的各种生产和辅助设备,以满足乙烯生产的热能需求。
总之,甲烷在乙烯装置工艺中的作用包括催化剂还原、温度调控、清洗反应器和作为燃料补给,为乙烯生产的稳定运行提供了必要的支持。
除去甲烷中的乙烯用什么方法分离甲烷和乙烯的方法有多种,下面将详细介绍几种常用的方法:1. 吸附分离法:吸附分离法是利用吸附剂对甲烷和乙烯的亲和性差异进行分离的方法。
常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。
在压力较高的条件下,将混合气体通过吸附床,甲烷和乙烯会在吸附剂表面发生吸附,由于乙烯的亲和性较强,因此被吸附剂吸附的乙烯量相对较多,而甲烷则较少被吸附。
随后通过改变温度或减小压力等条件,从吸附剂上脱附乙烯和甲烷,实现二者的分离。
这种方法具有操作简单、设备投资低的优点,但是需要进行多次吸附和脱附过程,对吸附剂的选择和再生也有一定要求。
2. 液体吸收法:液体吸收法是利用乙烯在液体中的溶解度较高,而甲烷的溶解度较低的特点进行分离的方法。
通常会选择一种具有高乙烯溶解度的液体作为吸收剂,将混合气体通过吸收塔,乙烯会溶解在液体中,而甲烷则较少被溶解。
然后通过改变温度或减小压力等条件,从液体中析出乙烯和甲烷,实现二者的分离。
这种方法操作简单,且可以实现高纯度的乙烯分离,但吸收剂的选择和再生是一个考虑因素。
3. 分子筛膜分离法:分子筛膜分离法是利用具有特定孔径大小的分子筛材料对不同大小的分子进行筛选和分离的方法。
通过将混合气体通过膜模块,甲烷的分子由于较小,能够通过膜孔,而乙烯的分子则由于较大,无法通过。
通过这种方式,实现了甲烷和乙烯的分离。
该方法具有操作简单、设备体积小的优点,但是对于膜的选择和使用条件的控制要求较高。
4. 催化剂选择氧化法:催化剂选择氧化法是指通过选择性氧化乙烯来将其转化为乙醛、乙烯酸或丙烯酸,使其与甲烷发生反应生成水和二氧化碳等气体,进而将乙烯从混合气体中分离出来的方法。
这种方法需要选用合适的催化剂,并且需要进行多步反应,相对来说比较复杂。
但是,该方法可以实现高效、高纯度的乙烯分离。
综上所述,分离甲烷中的乙烯可以通过吸附分离法、液体吸收法、分子筛膜分离法以及催化剂选择氧化法等方法实现。
不同的方法有各自的优缺点,根据实际情况选择合适的方法进行分离。
高中化学乙烯甲烷教案
主题:乙烯和甲烷的性质和区别
一、教学目标
1. 了解乙烯和甲烷的化学结构和性质;
2. 掌握乙烯和甲烷的物理性质和化学性质;
3. 能够区分乙烯和甲烷的区别。
二、教学重点和难点
1. 乙烯和甲烷的化学结构和性质;
2. 乙烯和甲烷的物理性质和化学性质。
三、教学准备
1. 课件;
2. 实验室设备和试剂。
四、教学内容
1. 乙烯和甲烷的化学结构和性质;
2. 乙烯和甲烷的物理性质和化学性质;
3. 乙烯和甲烷的区别。
五、教学过程
1. 导入:通过实例引导学生思考乙烯和甲烷的应用场景;
2. 学习:讲解乙烯和甲烷的化学结构和性质,让学生理解乙烯和甲烷分子的构成;
3. 实验:进行一些简单的实验,让学生通过实验观察乙烯和甲烷的物理性质和化学性质;
4. 总结:总结乙烯和甲烷的区别,帮助学生巩固所学知识;
5. 作业:布置相关作业,复习和巩固所学内容。
六、课堂小结
通过本节课的学习,学生应该能够区分乙烯和甲烷的化学结构和性质,掌握乙烯和甲烷的物理性质和化学性质,并能够准确区分乙烯和甲烷之间的区别。
七、拓展延伸
学生可以进一步了解乙烯和甲烷在生活中的广泛应用,以及它们在工业生产中的重要性。
同时,学生也可以深入研究乙烯和甲烷的反应机理和应用领域。
以上是本节课的教学内容,希望能够帮助学生更好地理解乙烯和甲烷的性质和区别。
谢谢大家的聆听!。
第三章有机化合物一、本章在教材中所处的地位和作用必修模块的有机化学具有双重功能,即要满足公民基本科学素养的要求,提供有机化学中最基本的核心知识,使学生从熟悉的有机化合物入手,了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,认识到有机化学已经渗透到生活的各个方面,能用所学的知识,解释和说明一些常见的生活现象和物质用途;另一方面为进一步学习有机化学的学生,打好最基本的知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法,激发他们深入学习的欲望。
二、本章内部结构关系1、本单元结构关系烃(甲烷、乙烯、苯)→烃的衍生物(乙醇、乙酸)→糖类、油脂、蛋白质)。
教材基本采用了从生活实际或者探究实验入手,研究物质的性质和用途,再上升到从结构的角度去深化认识,体现结构决定性质的观点。
2、知识点及要求了解甲烷、乙烯、苯的主要化学性质及化工生产中的作用,了解乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质。
重点认识典型的化学反应(取代、加成)的他点。
通过对典型有机物分子结构的认识,体会分子结构的特点对性质的影响在有机化学中的重要性。
结合生活经验和化学实验,加深认识一些物质对于人类日常生活,身体健康的重要性。
通过对集中典型有机物结构和性质的学习,感受有机化学和无机化学的区别和联系,初步学会研究有机物的思维方式和思路,形成对有机化学的学习兴趣。
三、本章相关内容的新旧对比分析从新教材的篇幅内容上看,精简了以下内容烷烃的命名烯烃的性质。
乙烯的实验室制法、乙炔的性质。
乙醇的消去反应、苯酚的性质。
乙醛和甲醛的性质。
蛋白质的盐析和变性。
对蔗糖、麦芽糖和油脂的结构要求降低了要求。
对淀粉、纤维素、油脂的水解降低了要求。
对高分子合成材料只做了简单的介绍。
增加了海水资源的开发利用的专题介绍四、本章课时安排及教学重难点第一节最简单的有机化合物-----------甲烷教学重点:(第一课时)甲烷的结构特点和甲烷的取代反应;(第二课时)同分异构体和同系物。
56 甲烷、乙烯的综合运用
主编人:审核人:审批人:周次13
所需时间1课时班级第小组姓名组评
【学习目标】
1.能熟练的利用甲烷的化学性质进行解题;
2.能记住乙烯的主要性质以及它的用途,并加以应用;
3.能说出取代反应和加成反应的原理,并区分取代和加成反应。
【学习重点】甲烷和乙烯的性质
【学习难点】甲烷和乙烯的性质的利用;取代反应和加成反应。
温馨提示:本学案结甲烷与乙烯的性质,独立思考并完成,请勿参
考课本与资料。
【我的地盘我做主】练一练,你还有哪些是不会的呢?
一、填空题
1.关于甲烷结构的说法中正确的是()
A.甲烷的分子式是C H
4
,5个原子共面
B.甲烷分子中,碳原子和氢原子形成了4个不完全相同的碳氢共价键
C.甲烷分子的空间构型属于正四面体结构
D.甲烷中的任意三个原子都不共面
2.关于烃和甲烷的叙述正确的是()
A.烃的组成均符合通式C
n H
2n+2
B.烃类通常都难溶于水
C.甲烷在同系物中含碳量最高,因而是清洁能源
D.甲烷只能发生取代反应而不能发生其他反应
3.下列关于有机化合物的性质与应用不正确的是()
A.甲烷和氯气关照条件下发生取代反应,产物是气体与液体的混合物
B.通过加成反应,可以以乙烯为原料制备乙醇、氯乙烷等
C.乙炔分子中的碳碳键不是碳碳双键,故不可以发生加成反应
D.甲烷与氯气反应,试管内黄绿色消失,内壁出现油状液滴
4.城市居民使用的石油气的主要成分是丁烷,在使用过程中,常有一些杂质以液态沉积于钢瓶中,这些杂质是()
A.甲烷和丙烷
B.乙烷与丙烷
C.乙烷与戊烷
D.戊烷与己烷
★5.下列有关同系物的说法中正确的是()
A.分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物一定是同系物
B.具有相同通式的有机化合物一定是同系物
C.互为同系物的有机物分子结构必然相同
D.互为同系物的有机物一定具有相同的通式
★6.下列物质中,不可能是乙烯的加成产物的是()
A.CH3CH3
B.CH3CHCl2
C.BrCH2CH2Br
D.CH3CH2Br
★7.下列化学物中既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能在光照下与溴发生取代反应的是()
A.乙烷
B.乙醇
C.丙烯
D.乙烯
★8.工业获得有关物质的途径不正确的是()
A.光照氯气与乙烷[n(Cl2):n(C2H6)=1:1]的混合物制备氯乙烷
B.用硫磺制硫酸
C.分离煤焦油获得苯、甲苯和二甲苯
D.石油的裂解获得乙烯
★9.下列说法正确的是()
A.乙烯的结构简式可以表示为CH2CH2
B.乙醇、乙酸都能发生能发生取代反应
C.裂化石油不能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.液化石油气和天然气的主要成分都是甲烷
★★★10.丙烯(C3H6)与某种气态烃组成的混合气体完全燃烧所需O2的体积是混合气体的3倍(气体体积在相同条件下),该烃的分子式可能为()
A.CH4
B.C2H6
C.C2H4
D.C3H6
二、非选择题
1.请写出乙烷的分子式,电子式,结构式,以及结构简式。
★2.请写出乙烯的分子式,电子式,结构式,以及结构简式。
★★★3.请分别画出二氯乙烷和二氯乙烯的所有同分异构体。