苏教版高中化学 必修二专题3 化石燃料与有机化合物 (共105张)

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名称 苏教版高中化学 必修二专题3 化石燃料与有机化合物 (共105张)
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2019-03-05 08:25:16

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课件105张PPT。第一单元 化石燃料与有机化合物专题3 有机化合物的获得与应用天然气的利用——甲烷知识简介 世界上绝大多数的含碳化合物,都是
有机化合物(简称有机物)。
例如:糖类、蛋白质、油脂、染料等
作为吃、穿、用方面的必需品;
合成树脂、合成橡胶、合成纤维、
药物、染料、功能材料,等等
目前,从自然界发现的和人工合成的
有机物约有三千万种,而且新的有
机物仍在不断地被发现或合成出 来。有机物的种类为什么如此繁多?小问题 ⑷大量存在同分异构现象。⑶每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、
三键,多个碳原子可以相互结合形成长长的
碳链,也可以形成碳环。⑴碳原子最外层有4个电子,在有机物中,每个
碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键⑵有机化合物中可以含一个碳原子,也可以含多
个甚至成千上万个碳原子。有机物的主要性质特点1. 大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。
2.绝大多数有机物易燃烧。
3.多数有机物为非电解质,不易导电。
4.多数熔沸点低。
5.有机物的反应复杂,一般比较慢,常常伴有副反应发生。
6.有机反应方程式中用“ → ”不用“=”。结构有机物的以上性质特点与其 密切相关。碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等组成元素:其中仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,又称为烃。根据结构的不同,烃可以分为
烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ,
含碳75%,含氢25%。请同学们利用这些数据
推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比
和分子式。2、甲烷分子的电子式,说明它的分子结构特点。最简单的有机化合物——甲烷新课教学一、甲烷的分子结构1、甲烷的分子式是:CH4 科学实验证明:甲烷分子呈正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子位于正四面体的顶点上。新课教学二、甲烷的物理性质:通常情况下,甲烷是一种无色无味的气体;密度是0.717g/L(标准状况), 空气甲烷极难溶于水。<向下排空法排水法甲烷在自然界中的存在:池沼的底部(沼气),油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯),天然气(一般含CH4 80﹪-97﹪)。新课教学三、甲烷的化学性质: 甲烷是一种很好的燃料,在空气中
容易燃烧生成二氧化碳和水,同时放出
大量的热。CH4爆炸极限:5%~15.4%注意:点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸。
(思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈?) 你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗? 动动脑:CH4( g )+ 2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l);
△H=-889.6kJ/mol 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁有水珠出现,证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来,立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。
新课教学新课教学饱和食盐水甲烷、氯气光 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代替的反应叫做取代反应2、甲烷的取代反应 (一氯甲烷)一氯甲烷的形成CH3Cl气态
( g ) (二氯甲烷)Cl—Cl+光+二氯甲烷的形成CH2Cl2液态
( l ) (三氯甲烷)Cl—Cl+光+三氯甲烷的形成CHCl3液态
( l )氯仿 (四氯甲烷)Cl—Cl+光+四氯甲烷的形成CCl4液态
( l )四氯化碳甲烷取代反应机理Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑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代替的反应。一种单质跟一种化合物反应,生成另一种化合物和另一种单质的反应。一种化合物和一种单质或化合物(反应物中至少有一种是有机物)一种单质和一种化合物一般生成两种化合物另一种化合物和另一种单质不一定发生电子转移,因此不一定是氧化还原反应一定发生电子的转移很多反应是可逆反应,副反应较多,用“→” 连接一般是不可逆反应,用“==”连接取代反应与置换反应的比较:新课教学甲烷的受热分解在隔绝空气并加热至1500℃的条件下,
甲烷比较完全分解生成炭黑和氢气:甲烷的用途④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物,用它们可以合成甲醇。①除了做气体燃料——西气东输。②甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料,也可用于制造颜料、油墨和油漆等。③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。1、下列气体在氧气中充分燃烧后,其产物既可使无水硫酸铜变蓝色,又可使澄清石灰水变浑浊的是( )
A、HCl B、CH4
C、H2 D、COB2、在光照条件下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后,得到的产物的物质的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2
C、CCl4 D、HClD练一练3.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是( ) CH3Cl只存在一种结构 CH2Cl2只存在一种结构 CHCl3只存在一种结构 CCl4中四个价键的键角和键长都相等B结构性质甲烷氧化反应(O2)取代反应(X2)稳定稳定性热解反应总结:从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷
结构相似的化合物,如:在烃类化合物中,碳原子之间以单键结合成链状,剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。注:⑴分子里只存在单键
⑵所有碳原子不在一条直线上,是锯齿形的
⑶是空间结构不是平面形有机物的表示方法
(分子式、电子式、结构式、结构简式、键线式)或者:CH3CH(CH3)CH2CH2CH3例:C6H14 H H H H H
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H— C — C — C — C— C—H
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H H—C— H H H H
|
H它们对应的结构式和结构简式:[CH3CH3][CH3CH2CH3][CH3CH2CH2CH3][CH3CH(CH3 )CH3]2、烷烃的通式CnH2n+2(n≥1) [练习 ]
1. 写出下列烷烃的分子式:
(1)含有38个碳原子的烷烃的分子式
(2)含有38个氢原子的烷烃的分子式
(3)相对分子量为128的烷烃的分子式 C38H78C18H38C9H20通式CnH2n+2同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。烷烃的结构相似是指:①通式_____
②是____一类物质:碳、碳单键形成链状
③组成元素_____;
④化学式量相差14n;
⑤结构相似但不完全相同;
⑥化学性质相似。相同同同烷烃物理性质的递变性1、C原子数目1~4,是气体;
C原子数目5~16,是液体;
C原子数目16以上,是固体(常温下测定)
规律:CnH2n+2(n≥1)状态:气?液?固;熔沸点依次升高,相对密度依次增大且小于1,均不溶于水。
2、烷烃的熔沸点随C原子数目的增加而升高。
3、烷烃的密度随C原子数目的增加而升高。 化学性质(与CH4相似)(1)氧化反应均不能使KMnO4溶液、溴水褪色,不与强酸,强碱反应。丙烷、丁烷的一氯取代物有几种?(3) 高温下发生裂解反应 (2)取代反应同分异构体2、同分:分子式相同异构:结构(分子中原子排列形式)不同C4H10C5H12 C6H14例:1、化合物分子式相同而结构不同的现象,
叫做同分异构现象
具有相同分子式不同结构的化合物互称为同分异构体235例、下列物质属于同位素的是:
属于同素异形体的是: 属于同位素的是:
属于同系物的是:
属于同分异构体的是:
①O2和O3
②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3

④金刚石和石墨 ⑤氕、氘和氚
⑥CH3CH2CHCH(CH3)CH(CH3)CH3和
CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)3区别:同分异构体、同素异形体、同系物、同位素?① ④②③ ⑤⑥同位素、同素异形体、同系物、同分异构体
四概念的比较质子数等,中子数
不等,原子之间原子氕、氚同一元素 形成的不
同单质单质O2、O3结构相似,组成
上差一个或n个CH2化合物C2H6、
C4H10相同分子式,不
同结构的化合物化合物CH3(CH2)3CH3、
C(CH3)4烃基——烃分子失去一个或几个H原子后剩余的部分甲基 CH3- 或 -CH3练习:写出乙基的结构简式CH3CH2-或 -CH2CH3或 C2H5-或 -C2H5-CH3CH2甲基:亚甲基:乙基:丙基:次甲基:∣-CH3-CH2CH3-CH --CH2 --CH2CH2CH3异丙基H3CH3CCH常见的烃基:一C3H7烃基的特点:
呈电中性的原子团,含有未成键的单电子。试试看1、用一个丙基、一个甲基组成一种结构
2、用三个甲基、一个次甲基组成一种结构
3、分别写出它们的分子式-CH2CH2CH3CH3-CH3
-CH3CH3--CH-C4H10C4H10烷烃的命名法:⑴以烷烃分子中碳原子数命名。按分子中的碳原子数称为“某烷”,碳原子数在10以内用“天干数字”表示。“天干”:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。
⑵碳原子数在10以上用中文数字表示。1、习惯命名法 [例如]
CH4 C2H6 C5H12 C9H20
甲烷 乙烷 戊烷 壬烷
C12H26 C20H42
十二烷 二十烷
正——不带支链
异——链一端第二个碳上有一个甲基
新——链一端第二个碳上有两个甲基习惯命名法CH3CH2CH2CH3例:CH3CHCH3
CH3丁烷或正丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3
CH3 CH3
CH一C一CH3
CH3戊烷或正戊烷新戊烷异戊烷⑴ 选主链(长、多)⑵ 编号数(小)⑶ 定名称
①支名前,母名后
②支名异,简在前
③支名同,要合并书写原则:⑴ 表示取代基位置用1,2,3…,数字之间
用“ ,”隔开。
⑵ 表示取代基个数用二、三…,阿拉伯数字
与中文之间用“–”隔开。
⑶ 中文字之间无符号。 系统命名法:2,3,5 – 三甲基 – 4 –丙基庚烷6 5 4 3 2 11 2 3 4 5 62,3,5 – 三甲基己烷3 – 甲基 – 3 – 乙基己烷2,4 – 二甲基 – 3 – 乙基己烷
CH3
CH3–C–CH2–CH–CH2–CH3
CH3 CH2–CH3–––己烷–4–乙基2、2–二甲基234165总结:1.命名步骤:
(1)找主链------最长的主链;
(2)编号-----靠近支链(小、多)的一端;
(3)写名称-------先简后繁,相同基要合并.
2.名称组成:
取代基位置-----取代基名称-----母体名称
3.数字意义:
阿拉伯数字---------取代基位置
汉字数字---------相同取代基的个数判断改错 : CH3 CH CH3
CH2
CH32–乙基丙烷2–甲基丁烷3–甲基丙烷 CH3 CH CH2 CH CH3
CH2 CH2
CH3 CH33、5–二甲基庚烷2、4–二乙基戊烷1、写出下列各化合物的结构简式:
1. 3,3-二乙基戊烷
2. 2,2,3-三甲基丁烷
3. 2-甲基-4-乙基庚烷 CH2–CH3
CH3–CH2–C–CH2–CH3
CH2–CH3
CH3–C–CH–CH3
CH3 CH3H3CCH3–CH2–CH2–CH–CH2–CH–CH3CH3
CH2CH3石油炼制——乙烯第一节 乙烯 思考:香蕉的催熟烯烃1、概念:
分子里含有碳碳双键的不饱和链烃叫烯烃。
2、烯烃的通式:CnH2n (n≥2)乙烯是最简单的烯烃 分子式:C2H4结构式:
分子式:结构简式:CH2=CH2CH2CH2 C2H4电子式:一、乙烯的结构一、乙烯的结构空间结构一、乙烯的结构六个原子共面乙烯和乙烷的结构对比(了解)乙烯乙烷乙烯和乙烷的结构对比(了解)C=C 2C和6H不在
同一平面上2C和4H在
同一平面上C-C 二、乙烯的化学性质——氧化反应现象:发出明亮的蓝色火焰并伴有黑烟(乙烯含碳量比甲烷高)。①乙烯的燃烧二、乙烯的化学性质——氧化反应②使紫色的KMnO4(H+)溶液褪色思考:可否用KMnO4(H+)溶液除掉C2H6中的C2H4?乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与使酸性高锰酸钾溶液褪色反应的实质一样吗?
思考:二、乙烯的化学性质——加成反应乙烯可使Br2的CCl4溶液褪色(或溴水)二、乙烯的化学性质——加成反应加成反应:有机物分子中的不饱和碳原子(双键或三键两端的碳原子)与其它原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。乙烯与氢气反应乙烯与氯化氢反应乙烯与水反应乙烷氯乙烷乙醇二、乙烯的化学性质——加聚反应三、乙烯的物理性质无色
稍有气味的气体
密度比空气稍小
难溶于水
如何收集乙烯气体呢?四、乙烯的用途(1)基本化工原料(2)植物生长调节剂乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平催熟剂知识小结一、乙烯的结构(平面型分子)分子式电子式结构式结构简式二、乙烯的化学性质 ②可使酸性高锰酸钾溶液褪色 ① 在空气中燃烧氧化反应③ 可使溴的四氯化碳溶液褪色(加成反应)三、乙烯的物理性质四、乙烯的用途1、关于乙烯分子结构的说法中,错误的是( )
A.乙烯分子里含有C=C双键;
B.乙烯分子里所有的原子共平面;
C.乙烯分子中C=C双键和乙烷分子中C-C单键的强度相等。
D.乙烯分子里各共价键之间的夹角为120?。实战演练C2、除去乙烷中混有的少量乙烯的方法,正确的是( )
A.通入氯气后进行光照
B.通入溴水
C.通入澄清的石灰水
D.点燃B实战演练煤的综合利用 苯煤的成分1.元素组成:主要含有碳,还含少量的氢、 氮、硫、氧等元素,以及无机矿物质中的硅、铝、钙、铁等元素。
2.物质组成(化学成分):煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物。煤2.煤的综合利用1)煤的干馏:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程,叫煤的干馏。煤的综合利用:煤的气化、煤的干馏和煤的液化2)煤的气化:把煤转化为可燃性气体的过程。3)煤的液化:把煤转化为液体燃料的过程。煤的液化直接液化间接液化直接液化就是煤在高温高压下加氢催化裂化,转变成油料产品间接液化就是先使煤转化为一氧化碳和氢气,然后在高温、高压以及催化剂的作用下生成液态烃、甲醇等有机物总 结煤焦油的主要成分为苯、甲苯、二甲苯等猜猜看:“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。( )  1825年,英国科学家
法拉第在煤气灯中首先发现
苯,并测得其含碳量,确定
其最简式为CH;1834年,
德国科学家米希尔里希制得
苯,并将其命名为苯;之后,法国化学家日拉尔等确定其分子量为78,分子式为C6H6。苯1.苯是无色带有特殊气味的液体,有毒2.密度比水小,不溶于水4.苯的熔沸点低:沸点 80.1℃, 易挥发 3.是一种重要溶剂.(一)、苯的物理性质 练 习:法拉第发现一种新的有机物-----苯它由C、H两种元素组成,C%=92.3%,其相对分子质量为78,试通过计算确定其分子式。解:设苯的分子式为CxHy,则
x=(78×92.3%)/12=6
y =〔78×(1-92.3%)〕/1=6
∴分子式C6H6苯的可能结构:
CH≡C—CH2—CH2—C≡CH
CH2=C=CH—CH=C=CH2
CH2=CH—CH=CH—C≡CH
……讨论:若苯分子为上述结构之一,则其应具有什么重要化学性质?可设计怎样的实验来证明?根据苯的分子式(C6H6)推测其结构现象:不能与Br2水反应,但能萃取溴水中的Br2;实验: 验证苯的分子结构结论:苯与不饱和烃的性质有很大区别。苯分子的结构中不存在碳碳双键或碳碳三键。实验: 分别往酸性KMnO4和Br2水加入苯,振荡酸性KMnO4不褪色;凯库勒苯的结构那么苯分子到底是怎么的结构呢? 凯库勒发现苯环结构的传奇----- “梦的启示”。 资料:
苯的邻二氯代物:一种结论: 苯环中的碳碳键不是一般的单键和双键结论: 苯环中的碳碳键
介于单键和双键之间球棍模型比例模型结构特点:
1.具有平面正六边形结构,所有原子(十二原子)均
在同一平面上;
2.苯环中所有碳碳键等同,是一种介于单键和双
键之间的独特的键,碳碳键的键角是120°;
3.苯中的6个碳原子是等效的,6 个氢原子也是等效。凯库勒结构式:(二)、苯分子的结构分子式:或C6H6根据前面研究的苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键, 那么苯的化学性质如何?推测:苯具有独特的化学性质,既能发生取代反应, 又可以发生加成反应。想一想⒈苯的取代反应 溴苯是无色油状液体,不溶于水,ρ>ρ水(三).苯的化学性质⑴苯与液溴的反应现象:
1、液体轻微翻腾;2、反应结束后,三颈烧瓶底部出现红褐色油状液体(溴苯);3 锥形瓶内有白雾,向锥形瓶中加入AgNO3溶液,出现浅黄色沉淀;4、向三颈烧瓶中加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀对苯与溴的反应实验,注意下列几点:(2)硝化反应: 先将1.5mL浓硝酸与2mL浓硫酸混合均匀。向冷却后的酸中逐滴加入1mL苯,充分振荡,混和均匀.
将混合物控制在50-60℃的条件下约10min,实验装置如左图.
将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中。试管底部有黄色油状物生成,经过分离得到粗硝基苯.现象:硝基苯是一种无色油状液体,有苦杏仁气味,有毒,密度比水大,不溶于水。 苯环上的氢被硝基(-NO2) 取代①加入药品时,先浓硝酸再浓硫酸?冷却到50℃以下,再加入苯
切不可将浓硝酸注入浓硫酸中,因混和时要放出大量的热量,以免浓硫酸溅出,发生事故。如何混合硫酸和硝酸的混合液?结论:②水浴的温度一定要控制在50到60℃,温度过高,苯易挥发,且硝酸也会分解,同时苯和浓硫酸反应生成苯磺酸等副反应。③浓硫酸的作用:催化剂和脱水剂。 ④反应装置中的温度计,应插入水浴液面以下,以测量水浴温度。⑤把反应的混合物倒入一个盛水的烧杯里,烧杯底部聚集淡黄色的油状液体,这是因为在硝基苯中溶有HNO3分解产生的NO2的缘故。除去杂质提纯硝基苯,可将粗产品依次用蒸馏水和NaOH溶液洗涤,再用分液漏斗分液。为何要水浴加热,并将温度控制在50~60℃之间?浓硫酸的作用?温度计的位置?如何得到纯净的硝基苯?(3)、苯的磺化浓硫酸的作用:吸水剂和磺化剂苯磺酸思考:苯的不饱和度这么高,那它能不能发生加成反应呢?⒉苯的加成反应(环己烷)(六氯环己烷)(农药六六六)⑴在空气里燃烧火焰明亮且带有黑烟⑵苯不能被酸性KMnO4溶液氧化3、氧化反应苯苯酚
硝基苯
苯胺
环己烷
二氯苯
氯苯
苯乙烯
……合成树脂
合成纤维
合成塑料
染料
医药
洗剂剂
炸药
……(四)、苯的用途对比与归纳纯溴(g)溴水纯溴溴水光照取代加成催化剂取代萃取无反应现象结论不褪色褪色不褪色不被KMnO4氧化易被KMnO4氧化苯环难被KMnO4氧化焰色浅,无烟焰色亮,有烟焰色亮,浓烟C%低C%较高C%高巩固练习:
1.下列关于苯分子结构叙述错误的是 ( )
A、苯的碳原子间的键是一种介于单双键
之间的特殊化学键 B、苯分子的12个原子共平面 C、苯环是一个单双键交替形成的六元环 D、苯分子为一个正六边形 C2.下列事实能证明苯分子中没有碳碳双键的是( )
A.苯不能使酸性高锰酸钾褪色 B.苯不能与溴水发生反应 C.苯环为正六边形的环 D.苯燃烧时产生大量浓烟 AB溶液分层;上层显橙色,下层近无色萃取分液漏斗4、下列各组物质中可以用分液漏斗分离的( )
A. 酒精与碘 B. 溴与四氯化碳
C. 硝基苯与水 D. 苯与溴苯C二、苯的同系物1、概念:
含义:苯的苯环上氢原子被烷基代替而得到
的芳烃
2、通式:CnH2n-6(n≥6)
因此,苯的同系物只有苯环上的取代基是烷基时,才属于苯的同系物。
3、同分异构体的书写:C7H8 C8H10
甲苯(C7H8) 乙苯( C8H10) 对二甲苯(C8H10) 六甲基苯(C12H18)4、命名:二、苯的同系物的化学性质1、取代反应:⑴卤代反应产物以邻、对位取代为主⑵硝化反应淡黄色针状晶体,不溶于水。不稳定,易爆炸(TNT)CH3—对苯环的影响使取代反应更易进行2,4,6—三硝基甲苯2、加成反应3、氧化反应⑴可燃性⑵可使酸性高锰酸钾褪色思考:如何鉴别苯及其苯的同系物?小结:
在苯的同系物中,由于烃基与苯环的相互影响。是苯环上的氢原子更易被取代,而烃基则易被氧化。苯的同系物的性质:
可以使酸性高锰酸钾褪色,但不能使溴水褪色乙苯的制备与用途是制苯乙烯的材料,脱氢制得苯乙烯,苯乙烯
可以加聚得到聚苯乙烯以及丁苯橡胶
(丁苯橡胶是 通过苯乙烯和1,3-丁二烯加聚而得。)乙苯、异丙苯的制备与用途多环芳烃多苯代脂烃:多个苯环通过脂肪烃连在一起联苯或多联苯:苯环之间通过碳碳单键直接相连稠环芳烃:
苯环之间通过共用苯环的若干环边而形成二苯甲烷(C13H12)联苯(C12H10)萘(C10H8)蒽(C14H10)芳香烃对健康的危害苯稠环芳烃是黏合剂、油性涂料、油墨等的常用有机溶剂操作车间空气中苯的浓度≤40mg·m-3居室内空气中苯含量平均每小时≤0.09mg·m-3制鞋、皮革、箱包、家具、喷漆、油漆等工作引起急性中毒或慢性中毒,诱发白血病致癌物质萘——过去卫生球的主要成分秸秆、树叶等不完全燃烧形成的烟雾中香烟的烟雾中练习1.下列物质属于苯的同系物是( )A.B.C.D.B