(共37张PPT)
普通高中课程标准实验教科书·化学(苏教版)《有机化学基础》
烃:分子中只含有碳和氢两种元素的有机化合物叫碳氢化合物,简称烃。烃是一类重要的有机化合物,烃可以分为脂肪烃和芳香烃。
脂肪烃:属于脂肪族化合物的烃为脂肪烃,其分子中一定不含有苯环。根据脂肪烃的结构,含有双键或叁键等不饱和键的脂肪烃称为不饱和脂肪烃,简称不饱和烃。把不含有双键或叁键等不饱和键的脂肪烃称为饱和脂肪烃,简称饱和烃。
芳香烃:属于芳香族化合物的烃为芳香烃,其分子中一定含有苯环。
一、乙烷、饱和烃;乙烯、不饱和烃
的性质及比较
二、乙炔、炔烃的性质分析
三、脂肪烃的知识拓展
四、脂肪烃的来源及其应用
一、乙烷、饱和烃;乙烯、不饱和烃的性质及比较
乙烷与乙烯结构的对比
分子式
结构式
键的类别
键角
键长(10-10米)
键能(KJ/mol)
空间各原子
的位置
C—C
109 28ˊ
1.54
348
2C和6H不在同一平面上
C==C
120
1.33
615
2C和4H在同一平面上
C2H4
C2H6
思考与交流(1)
乙烷、乙烯具有怎样的化学性质?
通常情况下,乙烷稳定,如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应,如可以与氧气燃烧发生氧化反应,与氯气发生取代反应等。
乙烯的化学性质:
1)氧化反应
(1)点燃:
(2)被氧化剂氧化:可使酸性高锰酸钾褪色
2)加成反应 将乙烯气体通入溴水溶液中,可以见到溴的红棕色很快褪去,说明乙烯与溴发生反应。
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br—CH2Br
3)、聚合反应(加聚反应)
简写为:
单体
链节
聚合度
由小分子生成高分子化合物的反应叫聚合反应。
思考与交流(2)
(1)CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+ HCl
光
(2)CH2==CH2+Br2 CH2Br—CH2Br
(3)CH2==CH2+H2O CH3CH2OH
催化剂
加压、加热
(4) nCH2==CH2
催化剂
CH2 CH2
[
]
n
取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。
加成反应
加聚反应:通过加成反应聚合成高分子化合物的反应(加成聚合反应)。
加成反应:有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。
饱和烃与不饱和烃化学性质区别在那里?
乙烷的取代反应
H-C-C-H+Cl-Cl → H-C-C-Cl+HCl
H H
H H
H H
H H
光照
键断裂
特征:分步取代,产物多
乙烯与溴的加成反应
H-C=C-H+Br-Br → H-C-C-H
H H
H H
Br Br
键断裂
1,2-二溴乙烷
知识小结:烷烃的性质( CnH2n+2 )
1.稳定性
2.可燃性
3.光照下和卤素单质发生取代
反应(分步进行)
知识小结:烯烃的性质(CnH2n )
1.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.能燃烧
3.加成反应:可与H2、X2、HX、
H2O等加成,使溴水溶液褪色
4.加聚反应
整理与归纳 P41
烃的类别 分子结构
特点 代表物质 主要化学
性质
烷烃
烯烃
全部单键、饱和
有碳碳双键、不饱和
CH4
CH2=CH2
氧化(燃烧)、取代
氧化(燃烧、与强氧化剂反应)、加成、加聚
思考
根据乙烷、乙烯、乙炔的分子结构特点,分析乙炔的化学性质。
二、乙炔、炔烃性质的分析
请观察比较:
甲烷、乙烯、乙炔的燃烧
乙炔跟空气的混合物遇火会发生爆炸,在生产和使用乙炔时,必须注意安全。点燃之前要验纯!
① 氧化反应
a. 在空气或在氧气中燃烧—完全氧化
2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O
点燃
火焰明亮,伴有大量黑烟
乙炔的化学性质
b. 被氧化剂氧化
使酸性KMnO4溶液褪色
② 加成反应
1, 2—二溴乙烯
1, 1, 2, 2—四溴乙烷
—— 乙炔可使溴的四氯化碳溶液褪色
CH2=CHCl
CH CH + HCl
催化剂
nCH2=CH
Cl
加温、加压
催化剂
CH2 CH
Cl
n
实验探究
实验 现象
将纯净的乙炔通入盛有KMnO4酸性溶液的试管中
将纯净的乙炔通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中
点燃验纯后的乙炔
溶液紫色逐渐褪去。
溴的颜色逐渐褪去,生成无色易溶于四氯化碳的物质。
火焰明亮,并伴有浓烟。
知识小结:炔烃的性质
化学性质(与乙炔相似)
(1)氧化反应
①燃烧:火焰明亮,伴有大量黑烟
②与酸性高锰酸钾溶液反应:
酸性高锰酸钾溶液褪色
(2)加成反应
可与H2、X2、HX、H2O等加成
使溴水褪色褪色
三、脂肪烃的知识拓展
烯烃的不对称加成
加聚反应获得高分子化合物
烯烃的不对称加成
在有机化学中,马尔科夫尼科夫规则(Markovnikov)其内容即:当卤化氢和烯烃的反应时,卤化氢中正电基团(如氢)总是加在烯烃分子中连氢最多的碳原子上,而负电基团(如卤素)则会加在连氢最少(取代最多)的碳原子上。这个规则可以概括为“氢多加氢”或“富者愈富,而穷者愈穷。
遵循马氏规则的反应:烯烃、炔烃与水、卤素、卤化氢、次卤酸、酸、醇、酚加成的反应。
加聚反应获得高分子化合物
加聚反应获得高分子化合物
课堂练习:试写出(1)丙烯;(2)苯乙烯的加聚反应方程式。
四、脂肪烃的来源及其应用
脂肪烃的来源有石油、天然气和煤等。
石油通过常压分馏可以得到石油气、汽油、煤油、柴油等;而减压分馏可以得到润滑油、石蜡等相对分子质量较大的烷烃;通过石油的催化裂化和裂解可得到较多的轻质油和气态烯烃,气态烯烃是最基本的化工原料;而催化重整是获得芳香烃的主要途径。
煤也是获得有机化合物的源泉。通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃;通过煤的直接或间接液化,可以获得燃料油及多种化工原料。
天然气是高效清洁燃料,主要是烃类气体,以甲烷 为主。
石油化学工业
石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品又称油品,主要包括各种燃料油(汽油、煤油、柴油等)和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制,简称炼油。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料 (塑料、合成纤维、合成橡胶)。
思考与交流(3)
石油分馏是利用石油中各组分的沸点不同而加以分离的技术。分为常压分馏和减压分馏,常压分馏可以得到石油气、汽油、煤油、柴油和重油;重油再进行减压分馏可以得到润滑油、凡士林、石蜡等。减压分馏是利用低压时液体的沸点降低的原理,使重油中各成分的沸点降低而进行分馏,避免高温下有机物的炭化。
什么叫石油的常压分馏与减压分馏?
石油催化重整的目的有两个:提高汽油的辛烷值和制取芳香烃。
石油裂解是深度的裂化,使短链的烷烃进一步分解生成乙烷、丙烷、丁烯等重要石油化工原料。
石油的裂化是将重油成分(如石油)在催化剂存在下,在460~520℃及100kPa~ 200kPa的压强下,长链烷烃断裂成短链烷烃和烯烃,从而大大提高汽油的产量。
什么叫石油的裂化、裂解、催化重整?
思考与交流(4)
能源是社会和经济发展的重要物质基础,也是提高人们生活水平的先决条件。人类社会要发展,必须建筑在大量消耗能源的基础上。然而现有的不可再生能源已经被人类过度消费,二十一世纪,我们需要--寻找新能源
石油、煤炭、天燃气等这些当前人们使用的主要能源都属不可再生的矿物燃料。在当今世界,矿物燃料提供世界91%的一次商品能源,其中石油占40% 。
人类在关注石油化学工业发展的同时,已经注意到石油化工及其产品对生态环境的不良影响。发展绿色石油化工成为当今的一种潮流,目前科学家正在探索“全合成、零排放”的绿色化学工艺,开发对环境友好的产品、控制设备和仪器。
21世纪已经来临,最终解决能源的需求问题显得越来越紧迫。专家们认为,寻找和开发利用清洁高效可再生能源,走能源与环境和经济发展良性循环的路子,是解决未来世纪能源问题的主要出路。人类需要深谋远虑地策划和谨慎地考虑如何更好地利用新能源,也需要发展能源矿产新技术,厉行节约,合理使用能源,以为自己和子孙后代创造一个能源丰富、环境优美的地球家园。《脂肪烃》教学设计
一、概述
本节课为1课时,45分钟。
《脂肪烃》是普通高中课程标准实验教科书苏教版《有机化学基础(选修)》专题3常见的烃第一单元的内容。本单元以“烃的概述,脂肪烃的物理性质,烷烃、烯烃、炔烃的结构和主要化学性质,脂肪烃的来源与石油化工”为基本线索,要求学生在学习过程中建立烃的分类框架,了解脂肪烃分子随着碳原子数的增多熔沸点、溶解性的变化趋势。了解烷烃、烯烃、炔烃的分子结构特点和主要化学性质,掌握烷烃与氧气、卤素单质的反应;烯烃炔烃与卤素单质、卤化氢及酸性KMnO4溶液的反应。知道在自然界和人类生产、生活中存在的烃,能够通过事例说明烃对人类生产、生活和自然环境的影响。
二、教学目标分析
1、知识与技能:
(1)了解烷烃、烯烃、炔烃的物理性质的规律性变化;
(2)了解烷烃、烯烃、炔烃的分子结构特点与化学性质;
(3)掌握烃的分类框架,对比不同类型脂肪烃的结构与性质;
(4)知道自然界中烃的存在,以及烃对人类生产、生活和自然环境的影响.
2、过程与方法:
(1)建立有机物学习的基本方法“结构决定性质、性质反映结构”;
(2) 掌握由特殊到一般、一般到特殊的逻辑推理思维方式;
(3)在小组合作探究中能够清楚地表述自己的观点,初步具有评估和听取反馈意见的意识,有初步的信息交流能力。
3、情感、态度与价值观:
(1)通过了解自然界和人类生产、生活中存在的烃,认识烃对生产、生活和自然环境的影响。
(2)通过了解我市近十年石油化学工业的快速发展,带动泉港乃至泉州市、福建省的经济腾飞,体会泉州市政府落实党中央、国务院“先试先行,建设海西”决策的重大意义。
三、学习者特征分析
本节课的学习者特征分析主要是根据教师平时对学生的了解而做出的:
(1)学生是泉州市城东中学的高二学生;
(2)学生为高二的同学,好奇心强,具有较强的探究欲望;
(3)学生有过小组合作的经验;
(4)学生已经学过甲烷、乙烯、乙炔的一些知识。
四、教学策略选择与设计
(1)探究引导策略:探讨式学习;教师启发引导;
(2)自主合作探究式学习策略:建立小组讨论、交流、合作的课堂氛围;
(3)情景创设策略:运用生活中与教学内容相关的情景,设计问题,设计化学实验,组织教学内容,提出有启发性的引申问题,激发学生的学习兴趣,积极地参与到实验验证、实验猜想、探究规律的学习当中。
五、教学资源与工具设计
(1)普通高中课程标准实验教科书苏教版《有机化学基础(选修)》;
(2)石油化学工业、(泉港)福建炼油乙烯一体化厂的相关资料;
(3)专门为本课设计的多媒体课件;
(4)多媒体教室。
六、教学过程
[课题引入]你知道建设中的(泉港)福建炼油乙烯一体化厂吗?根据泉州电视台新闻报导:福建炼油乙烯一体化厂总投资达350多亿元,建成后的福建炼化一体化项目将带动泉州市1700多亿元的产业集群。石油的主要成分是烃,炼油就是炼”烃”,你知道”烃”吗
[学生回答教师小结]
烃:分子中只含有碳和氢两种元素的有机化合物叫碳氢化合物,简称烃。烃是一类重要的有机化合物,烃可以分为脂肪烃和芳香烃。
脂肪烃:属于脂肪族化合物的烃为脂肪烃,其分子中一定不含有苯环。根据脂肪烃的结构,含有双键或叁键等不饱和键的脂肪烃称为不饱和脂肪烃,简称不饱和烃。把不含有双键或叁键等不饱和键的脂肪烃称为饱和脂肪烃,简称饱和烃。
芳香烃:属于芳香族化合物的烃为芳香烃,其分子中一定含有苯环。
[过渡]本节就是从以下几个方面比较、归纳脂肪烃的性质,以及脂肪烃的来源与应用:
一、乙烷、饱和烃;乙烯、不饱和烃的性质及比较
二、乙炔、炔烃的性质分析
三、脂肪烃的知识拓展
四、脂肪烃的来源及其应用
[交流与讨论]
回忆乙烷、乙烯的结构和性质,引导学生讨论乙烷、乙烯的结构和性质的相似点和不同点,并列表小结。
一、乙烷、饱和烃;乙烯、不饱和烃的性质及比较
1、物理性质递变规律
2、结构和化学性质
乙烷 乙烯
结构简式
结构特点
空间构型
共性 物理性质
化学性质
异性 与溴(CCl4)
与KMnO4(H+)
主要反应类型
3、饱和烃与不饱和烃化学性质区别。
4、对比总结烷烃、烯烃的结构和性质:
烷烃的性质( CnH2n+2
(1)稳定性
(2)可燃性
(3)照下和卤素单质发生取代反应(分步进行)
烯烃的性质(CnH2n )
(1)使酸性高锰酸钾溶液褪色
(2)能燃烧
(3)加成反应:可与H2、X2、HX、H2O等加成,使溴水溶液褪色
(4)加聚反应
[整理与归纳] P41
[[过渡] 根据乙烷、乙烯、乙炔的分子结构特点,分析乙炔的化学性质。
[[交流与讨论]
二、乙炔、炔烃的性质分析
(1)乙烷(甲烷)、乙烯、乙炔的燃烧特点
(2)① 氧化反应
a. 在空气或在氧气中燃烧—--完全氧化
2C2H2 + 5O2 —→ 4CO2 + 2H2O
b、被氧化剂氧化:将乙炔气体通往酸性高锰酸钾溶液中,可使酸性高锰酸钾
褪色。
②加成反应
将乙炔气体通入溴水溶液中,可以见到溴的红棕色褪去,说明乙炔与溴发生反
应。 CH≡CH + 2Br2 → CHBr2CHBr2
③加聚反应:导电塑料——聚乙炔
[实验探究]乙炔的燃烧,乙炔与溴水、高锰酸钾的反应现象。
[知识小结] 炔烃的性质。
三、脂肪烃的知识拓展
[交流与讨论]丙稀与氯化氢反应后,会生成什么产物呢?试写出反应方程式:
[学生站版教师点评]
[拓展视野]1、烯烃的不对称加成——课本P42
在不对称加成中,主要要从电负性的角度去考虑主要产物
例如: + - + -
H-Cl CH3-CH=CH2 (其中甲基是供电子基)
马氏规则——当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时,通常H加到含H多的不饱和碳原子一侧。
[课堂练习]写出1,3—丁二烯的结构简式,分析1,3—丁二烯使溴水的反应特点:
[教师讲解] 二烯烃发生加成反应,双键中一根键容易断裂,低温时发生1,2-加成;高温时发生1,4-加成。
CH2=CH-CH=CH2 + Br2
二烯烃的不完全加成特点:竞争加成
[强调]当氯气等加成试剂足量时两个碳碳双键可以完全反应
【课堂练习】参考1,3—丁二烯的加成反应,请写出2-甲基-1,3-丁二烯
(CH2=C-CH=CH2)与Br2 1:1发生加成反应的方程式:
[学生站版教师点评]
[教师讲解]
2、加聚反应获得高分子化合物
A 乙烯型加聚反应
(1)聚乙烯的合成:nCH2= CH2 [ ]n
乙烯 聚乙烯
[强调]a 单体——用以形成高分子化合物的小分子物质
b 链节——高分子化合物中不断重复的基本结构单元
c 聚合度——链节的数目n叫做。由于n不同因此高聚物都是混合物。
(2)聚苯乙烯的合成
nCH = CH2 [ CH—CH2 ]n
苯乙烯 聚苯乙烯
(3)聚丙烯的合成
n CH2= CHCH3 [ CH2—CH ]n
丙稀 聚丙烯
这一类加聚反应都可以理解为以乙烯为母体,其它原子或原子团,去取代乙烯上的H原子。
B 1,3-丁二烯型加聚反应
nCH2=CH-CH=CH2
二烯烃的加聚反应可以理解为以1,3-丁二烯为母体,其它原子或原子团,去取代1,3-丁二烯上的H原子。
例:天然橡胶是异戊二烯(CH2=C-CH=CH2通过加聚反应形成的一类高分子物质。
写出相关的化学方程式。
nCH2=C-CH=CH2
[教师小结]对于加聚反应所形成的高分子物质,其主链碳原子是原来的不饱和碳原子。
四、脂肪烃的来源及其应用
[教师讲授] 脂肪烃的来源有石油、天然气和煤等。
石油通过常压分馏可以得到石油气、汽油、煤油、柴油等;而减压分馏可以得到润滑油、石蜡等相对分子质量较大的烷烃;通过石油的催化裂化和裂解可得到较多的轻质油和气态烯烃,气态烯烃是最基本的化工原料;而催化重整是获得芳香烃的主要途径。
天然气是高效清洁燃料,主要是烃类气体,以甲烷 为主
煤也是获得有机化合物的源泉。通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃;通过煤的直接或间接液化,可以获得燃料油及多种化工原料。
[交流与讨论]
(1) 为什么说石油是“工业的血液”?什么叫石油化学工业
(2) 石油的常压分馏与减压分馏有什么区别?
(3) 什么叫石油的裂化、裂解、催化重整?
[学生回答教师小结]
石油是“工业的血液”------石油作为工业最基本的原材料,可以生产汽油,煤油,柴油,润滑油:还可以生产乙烯,丙烯,苯,甲苯等。汽油,煤油,柴油可以用来作燃料,乙烯可以造塑料产品,苯,甲苯可以造炸药.等等,,可以说没石油就没有现代文明!
石油化学工业-------以石油为原料通过炼制、石油炼制产品之一乙烯进行化学加工得到产品的工业叫石油化学工业。石油化学工业是基础性产业,它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供配套和服务,在国民经济中占有举足轻重的地位,是化学工业的重要组成部分。
石油分馏------是利用石油中各组分的沸点不同而加以分离的技术。分为常压分馏和减压分馏,常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油和重油;重油再进行减压分馏得到润滑油、凡士林、石蜡等。减压分馏是利用低压时液体的沸点降低的原理,使重油中各成分的沸点降低而进行分馏,避免了高温下有机物的炭化。
石油催化裂化-------是将重油成分(如石蜡)在催化剂存在下,在460~520 ℃及100 kPa~200 kPa的压强下,长链烷烃断裂成短链的烷烃和烯烃,从而大大提高汽油的产量。如C16H34→C8H18+C8H16。
石油裂解是深度的裂化,使短链的烷烃进一步分解生成乙烯、丙烯、丁烯等重要石油化工原料。
石油的催化重整-------石油的催化重整的目的有两个:提高汽油的辛烷值和制取芳香烃。
[教师讲授] 能源与绿色石油化工:能源是社会和经济发展的重要物质基础,也是提高人们生活水平的先决条件。人类社会要发展,必须建筑在大量消耗能源的基础上。然而现有的不可再生能源已经被人类过度消费,二十一世纪,我们需要--寻找新能源。
石油、煤炭、天燃气等这些当前人们使用的主要能源都属不可再生的矿物燃料。在当今世界,矿物燃料提供世界91%的一次商品能源,其中石油占40% 。
人类在关注石油化学工业发展的同时,已经注意到石油化工及其产品对生态环境的不良影响。发展绿色石油化工成为当今的一种潮流,目前科学家正在探索“全合成、零排放”的绿色化学工艺,开发对环境友好的产品、控制设备和仪器。
[结束语]21世纪已经来临,最终解决能源的需求问题显得越来越紧迫。专家们认为,寻找和开发利用清洁高效可再生能源,走能源与环境和经济发展良性循环的路子,是解决未来世纪能源问题的主要出路。人类需要深谋远虑地策划和谨慎地考虑如何更好地利用新能源,也需要发展能源矿产新技术,厉行节约,合理使用能源,以为自己和子孙后代创造一个能源丰富、环境优美的地球家园。
[作业]P47练习与实践
2009.5.18
Br
Br
Br
Br
1 2 3 4
1 2 3 4
1 2 3 4
1,2—加成
-80℃
1 2 3 4
Br
Br
1,4—加成
60℃
1 2 3 4
Br
Br
CH3
—CH2—CH2—
催化剂
催化剂
CH3
1 2 3 4
CH3
-CH2-CH=CH-CH2-
[ ]n
CH3
催化剂
CH3
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