「精品」高中化学第3章重要的有机化合物第2节石油和煤重要的烃第2课时学业分层测评鲁科版必修2
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第1页共8页第二节石油和煤重要的烃第二课时煤的干馏苯一、课标要求认识化石燃料综合利用的意义,了解苯的结构和主要性质,认识苯在化工生产中的重要作用。
二、教材分析本节内容是鲁科版高一化学2(必修)第三章的第二节第二课时,本节包括两部分内容:煤的干馏和主要产物苯,一课时完成。
关于煤的内容,只是简单介绍煤干馏的原理和煤干馏的主要产物及其用途。
使学生了解煤不仅作为化石燃料是目前消耗量最大的能源,煤化工产物更是许多化工产品的主要原料,其综合利用价值极大。
本节课之前,课本介绍了化石燃料中天然气的主要成分甲烷及石油裂解的产物乙烯(分属烷烃和烯烃)的结构和性质,接着介绍苯这个最简单的芳香烃,由链烃转向环烃的学习。
甲烷、乙烯和苯分别是烃类化合物中具有不同结构特点的有机化合物的典型代表。
认识它们的结构、性质和应用,将为今后深入学习有机化学知识打下良好的基础。
教材内容的编写采用“从生产、生活到化学”“从化学到社会、生活”的编写思路,将学生对生活熟悉的物质的认识和生活经验与化学相联系,并通过教材内容拓宽学生对有机化合物的认识,建构新的认知框架。
三、学情分析学生已基本掌握烃的结构与化学性质间的相互联系,熟悉了加成和取代两种典型的有机反应。
同时学生已较初步确立学习有机化学的思维方式,即“结构”决定“性质”。
大多数的学生具备根据已有知识预测物质性质,设计实验验证,独立完成实验以及通过观察实验现象,得出实验结论的能力。
因此,掌握本节化学知识并不困难。
但是,学生独立发现问题、分析问题的能力还不强,尤其缺乏大胆质疑的意识。
四、教学目标1.使学生了解煤的干馏及其产品的应用,认识化石燃料综合利用的意义。
2.使学生了解苯的结构探索过程,掌握苯分子结构特点;通过苯的的发现过程的再现,培养学生以事实为依据,严谨的学习态度。
3.使学生掌握苯的典型化学性质。
培养学生观察能力、实验能力以及学生逻辑推理能力。
重点难点:教学难点:苯分子结构的理解。
教学重点:苯的主要化学性质。
第三章 重要的有机化合物第二节 油和煤 重要的烃本节教材分析(-)知识脉络在日常生活中同学们已经对石油和煤炭的用途以及它们在国民经济发展中的重要地位有了一些认识;本节进一步从化学元素组成、化学反应原理的角度介绍石油和煤炭的加工过程、主要产品及其用途。
重点学习石油化工的基础原料乙烯、苯的性质,了解不饱和烃、芳香烃的结构特点与化学性质的相关性,同时认识有机化学反应—加成反应、氧化反应;深化结构决定性质的观点。
帮助学生认识自然资源的合理开发、综合利用重要性,初步确立可持续发展的观念。
知识框架新教材的主要特点:与旧教材恰好相反,新教材从石油和煤的加工引入重要的烃类;有利于激发学生的兴趣和求知欲,更加突出了化学科学与社会生产实际的密切联系。
一、教学目标(一)识知与技能目标:重点掌握乙烯、苯的性质,了解不饱和烃、芳香烃的通性,认识有机化学反应-----加成反应、氧化反应;(二)过程与方法目标通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”等活动,提高学生分析、类比、迁移以及概括的能力。
认识有机化合物的存在--结构--性质—用途的主线就展现在我们面前。
(三)情感态度与价值观目的通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”活动,学生认识自然资源的合理开发、综合利用重要性,初步确立可持续发展的观念。
二、教学重点和难点:乙烯、苯的性质、有机物结构与性质的关系,加成反应、氧化反应。
三、教学方法:问题推进法、交流研讨法、四、教学过程第二课时 ( 乙 烯 )教学准备学生:预习教材第二节第二部分(70页---71页);用球棍模型组合乙烯分子,体会与烷烃结构上的差别。
教师:教学媒体、课件;化石燃料教学过程(一)复习石油的炼制的过程及其产品的用途,引入新课。
(二)观察乙烯分子结构的特征:(1)碳碳双键:(2)平面分子:即二个C原子和四个H原子在同一平面上(3)键角1200(了解)观察*思考在教师的演示实验中,学生观察实验现象,及时记录;同时思考下列问题:(1)发生了什么反应?(2)与甲烷有什么区别?(3)为什么会有这些差别?实验完成后通过“交流·研讨”,师生共同总结出乙烯的性质:(1)CH2=CH2的氧化反应:(2)CH2=CH2的加成反应:迁移·应用:比较乙烯和乙醇的结构差别,若用乙烯制乙醇要利用什么反应?制备一氯乙烷的较好的方法:(三)烯烃的通式、通性:1.烯烃的通式为C n H2n烯烃的通性为:2.认识官能团及官能团异构。
第3章重要的有机化合物第2节石油和煤重要的烃(第2课时)
(建议用时45分钟)
[达标必做]
1.只用分液漏斗就能将下列混合物分离开的是( )
A.苯和四氯化碳 B.苯和水
C.苯和酒精D.酒精和水
【解析】两种液体互不相溶时可用分液漏斗通过分液法分离。
【答案】 B
2.苯与浓硝酸反应生成硝基苯和水:
该反应属于( )
A.加成反应B.中和反应
C.取代反应D.复分解反应
【解析】苯环上的氢原子被—NO2取代。
【答案】 C
3.对比饱和链烃、不饱和链烃的结构和性质,苯的独特性质具体来说是
( ) 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.因其是单双键交替结构,故易加成为环己烷
【解析】在55~60 ℃条件下,苯就能与混酸(浓硫酸与浓硝酸混合)发生取代反应,反应较易进行。
在加热加压并有催化剂存在时,苯能跟H2发生加成反应,但不能跟溴水发生加成反应,也就是说,苯的加成反应能进行,但不容易。
苯很难被氧化(燃烧除外),不能使酸性KMnO4溶液退色。
【答案】 B
4.将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。
下列图示现象正确的是( )
A B C D
【解析】题中苯、汽油和水的密度有差别,其中苯和汽油的密度比水小,且能互溶,所以分两层,上下层比例为2∶1。
【答案】 D
5.乙烯和苯能够共同发生的反应类型有( )
①加成反应②取代反应③聚合反应④氧化反应
A.①④ B.②③
C.③④D.①②
【解析】乙烯分子中含有碳碳双键,能够发生加成反应和加聚反应,不能发生取代反应;苯能够与氢气加成,与卤素单质发生取代反应,不能发生聚合反应;苯和乙烯都是烃,能够燃烧即发生氧化反应,故乙烯和苯能够共同发生的反应类型有加成反应、氧化反应,A项正确。
【答案】 A
6.下列物质的所有原子,不可能处于同一平面上的是( )
【解析】根据已有知识,乙烯和苯都属于平面形结构,所有原子都处于同一平面内,而甲烷分子是正四面体结构,故可以得出甲基中的原子不可能处于同一平面内,同理,我们可以将C项看作是乙烯中的一个氢原子被苯环取代,从而得出C项中物质的所有原子可能处于同一平面内,因此B、C、D都不符合题意。
【答案】 A
7.下列各组有机物中,只需一种试剂——溴水就能鉴别的是( )
【导学号:55102146】A.己烯、苯、四氯化碳
B.苯、甲苯、己烯
C.己烷、苯、环己烷
D.甲苯、己烷、己烯
【解析】己烯使溴水退色,苯和四氯化碳都能萃取溴,但苯在水上层,四氯化碳在水下层,A 能区分;B中,苯和甲苯的现象相同,不能区分;C中三种物质与溴水混合现象都相同,C不能;D 中甲苯和己烷不能用溴水区分,D不能。
【答案】 A
8.下列物质苯环上的一氯代物只有一种的是( )
【解析】A项有3种,B项有2种,C项有3种。
【答案】 D
9.等物质的量的下列物质,与足量氢气发生加成反应,消耗氢气最多的是
( )
【解析】解决此类问题,首先要分析物质的性质,1 mol 碳碳双键与1 mol H2发生加成、1 mol 苯环与3 mol H2发生加成,所以1 mol A消耗2 mol H2、1 mol B消耗(1+3)mol H2、1 mol C消耗(1+3×2) mol H2、1 mol D消耗(2+3)mol H2。
【答案】 C
10.苯是一种重要的化工原料,也是一种重要的溶剂。
请回答下列问题:
【导学号:55102147】
(1)把苯加入到盛有溴水的试管中,液体会出现分层现象,充分振荡、静置,出现红棕色液体的一层在________层。
(填“上”或“下”)
(2)把苯加入到盛有少量酸性高锰酸钾溶液的试管中,振荡后,酸性高锰酸钾溶液不退色,说明苯分子中________(填“有”或“没有”)碳碳双键。
(3)在浓硫酸作用下,苯在55~60 ℃可以与浓硝酸反应生成硝基苯,反应的化学方程式为_____________________________________。
【解析】(1)红棕色液体为溶有溴的苯,由于苯的密度比水小,苯层在上层。
(2)若苯分子中含有碳碳双键,苯就能使酸性高锰酸钾溶液退色,实验中苯不能使酸性高锰酸钾溶液退色,说明苯分子中没有碳碳双键。
【答案】(1)上(2)没有
11.有机物:
(1)该物质苯环上一氯代物有________种。
(2)1 mol该物质和溴水混合,消耗Br2的物质的量为________mol。
(3)1 mol该物质和H2加成最多需H2________mol。
(4)下列说法不对的是________(填字母序号)。
A.此物质可发生加成、取代、加聚、氧化等反应
B.和甲苯属于同系物
C.使溴水退色的原理与乙烯相同
D.能使酸性KMnO4溶液退色发生的是加成反应
【解析】该物质苯环上4个氢原子都可被Cl原子取代而得到4种不同的产物;与溴水混合发生加成反应,两个双键与2 mol的Br2加成;与H2加成可同时发生苯环与碳碳双键的加成,共计5 mol H2;该物质苯环侧链是不饱和的,所以和甲苯不属于同系物,同时该物质与酸性KMnO4溶液反应是发生氧化反应。
【答案】(1)4 (2)2 (3)5 (4)BD
12.实验室制备硝基苯的主要步骤如下:
【导学号:55102148】
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸,加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀。
③在55~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤。
⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯。
填写下列空白:
(1)配制一定比例浓硫酸与浓硝酸的混合酸时,操作注意事项是________。
(2)步骤③中,为了使反应在55~60 ℃下进行,常用的方法是_________。
(3)步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是____________________。
(4)步骤④中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是___________________。
(5)纯硝基苯是无色、密度比水________(填“小”或“大”)的油状液体,它具有________气味。
【解析】本题通过实验考查苯的硝化反应。
由于浓硫酸与浓硝酸混合时放热,且浓硫酸的密度比浓硝酸的大,所以混合时,应将浓硫酸慢慢注入浓硝酸中,并及时搅拌和冷却,反应的温度不超过100 ℃时,常用水浴加热控制温度。
该方法制得的硝基苯中溶有NO2、HNO3等酸性物质,故用NaOH溶液洗涤。
【答案】(1)先将浓硝酸注入容器中,再慢慢注入浓硫酸,并及时搅拌冷却
(2)将反应器放在55~60 ℃的水浴中加热
(3)分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)
(4)除去粗产品中残留的酸性物质
(5)大苦杏仁
[自我挑战]
13.将苯分子中的一个碳原子换成一个氮原子,得到一种类似苯环结构的稳定有机物,则此有机物的相对分子质量为( )
A.78 B.79
C.80 D.81
【解析】碳的相对原子质量为12,氮的相对原子质量为14,将一个碳原子换成一个氮原子,相对分子质量增加2,但由于碳为四价而氮为三价。
所以将碳换成氮后需减少一个氢,这样相对分子质量只增加1。
【答案】 B
14.下列化合物中既能使溴的四氯化碳溶液退色,又能在光照下与溴发生取代反应的是( ) A.甲苯B.乙烷
C.丙烯D.乙烯
【解析】甲苯、乙烷不能使溴的四氯化碳溶液退色;乙烯只能与溴的四氯化碳溶液中的Br2发生加成反应而使其退色,但不能在光照条件下发生取代反应;丙烯中的碳碳双键可与溴的四氯化碳溶液中的Br2发生加成反应而使其退色,丙烯中的—CH3具有烷烃的性质,在光照条件下可发生取代反应。
【答案】 C
15.分子式为C8H10且分子中含苯环的同分异构体有( )
A.3种B.4种
C.5种D.6种
【解析】符合题意的同分异构体有、、、
种。
【答案】 B
16.某化学课外小组用如图装置制取溴苯并探究该反应的类型。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
【导学号:55102149】
(1)写出A中反应的化学方程式:__________________________。
(2)反应结束后,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是
____________________________________________。
(3)C中盛放CCl4的作用是__________________。
(4)若要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,通常有两种方法,请按要求填写下表。
【解析】(1)在FeBr3的催化作用下,苯环上的氢原子被溴原子取代生成溴苯,同时有溴化氢生成。
(2)B中氢氧化钠与溴反应,可以将溴苯中的溴除去。
(3)根据相似相溶原理,溴极易溶于四氯化碳,而溴化氢则不溶,所以C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气。
(4)如果发生取代反应,生成溴化氢,溴化氢易溶于水电离出H+和Br-,只要检验通入D中的物质含有氢离子或溴离子即可。
【答案】(1)
(2)除去溶于溴苯中的溴(3)除去溴化氢气体中的溴蒸气
(4)方法一:AgNO3溶液产生(淡黄色)沉淀方法二:紫色石蕊试液溶液变红色(或其他合理答案)。