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1、专题3 有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物第1课时天然气的利用甲烷,1.知道化石燃料的主要成分。2.认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及其应用。3.了解取代反应的特征。4.了解烃、烷烃及其同系物的概念。,一、化石燃料,C,H,甲烷,C和H,碳氢化合物,C、H、O,有机化合物,无机物,二、甲烷1.存在和用途：,2.分子结构：(1)组成和结构：,CH4,(2)空间构型：正四面体型：,3.物理性质：_色、_味，_溶于水，密度比空气_的气体。,无,无,难,小,4.化学性质：(1)甲烷和氧气反应：,淡蓝色,变浑浊,H2O,CO2,CH4+2O2 CO2+2H2O,(2)取代反应：
2、定义：有机化合物中的某些_被另一种_所取代的反应。,原子(或原子团),原子(或原子团),甲烷和氯气反应：,变浅,油状液滴,不溶于水的液体物质,上升,减小,白雾,HCl与水蒸气结合产生酸雾,晶体,增大,NaCl,5.甲烷的应用：(1)由甲烷可制得制冷剂氟利昂CH4 CHCl3 CHFCl2。(2)由甲烷可制得CH3OH。CH4 _ _。(3)由甲烷高温分解可制得炭黑和氢气反应方程式为_。,CO、H2,CH3OH,三、烷烃1.烃：仅含_两种元素的有机化合物，又叫_。2.烷烃：(1)结构：碳原子都以_相连，其余的价键全部与_结合，达到“_”。(2)通式：_(n1)。(3)命名：n10：依次称为_、_
3、、_、_n11：直接根据碳原子数称某烷，如C16H34称为_。(4)性质：和甲烷相似。,碳和氢,碳氢化合物,碳碳单键,氢原子,饱和,CnH2n+2,甲烷,乙烷,丙烷,丁烷,十六烷,3.同系物：(1)概念：结构_，分子组成上相差1个或若干个“_”原子团的有机化合物，互称为同系物。(2)实例：下列烷烃互为同系物,相似,CH2,CH3CH3,CH3CH2CH3,CH3CH2CH2CH3,【思考辨析】1.判断正误：(1)甲烷是一种高效、洁净的燃料。( )分析：甲烷燃烧的产物可以直接参与大气循环。而且与CO或H2相比较，相同条件下等体积的甲烷释放的热量较多。(2)点燃甲烷前，可以不用检验其纯度。( )分
4、析：点燃甲烷跟空气的混合物，有可能发生爆炸，所以点燃甲烷之前必须检验其纯度。,(3)能用甲烷与氯气制备纯净的CH3Cl。( )分析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机产物都会产生。(4)甲烷和氯气在光照下发生取代反应的生成物中一氯甲烷最多。( )分析：甲烷和氯气的四步取代反应中每一步都有HCl气体产生，所以产物中HCl最多。,2.问题思考：(1)已知1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时可以放出890 kJ的热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式。分析：放热反应的H 柴油煤油汽油液化石油气。答案：(1)溴的红棕色褪去CH2CH2+Br2 CH2BrCH2Br(2)紫红色褪去氧化(3
5、)液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青,第3课时煤的综合利用苯,1.了解煤的气化、液化和干馏的原理及主要产物。2.认识苯的分子组成和结构特征。3.认识苯的化学性质及其应用。,一、煤的综合利用1.煤的气化：,可燃性气体,2.煤的液化：,液体燃料,燃料油,3.煤的干馏：,隔绝空气加强热,焦炭,煤焦油,焦炉气,粗苯,苯,甲苯,二、苯的结构、性质及应用1.苯的分子结构：(1)表示方法及空间结构：(2)化学键：介于_和_之间的独特的键。,C6H6,平面正六边,共平面,碳碳单键,碳碳双键,2.苯的物理性质：,无色,液体,特殊气味,比水小,有毒,难溶于水,易挥发,3.苯的化学性质：,有关方程式为_现象：燃烧产
6、生明亮火焰、冒浓黑烟。_,_,4.苯的应用：是合成染料、医药、农药、炸药、合成材料等重要的有机化工原料，如制取氯苯(_)、溴苯(_)、苯磺酸(_)等。,【思考辨析】1.判断正误：(1)煤的干馏是化学变化，而煤的气化和液化都是物理变化。 ( )分析：煤的气化是指煤和某些物质反应生成可燃性气体的过程，煤的液化是指煤和某些物质反应生成液体燃料的过程，都属于化学变化。(2)煤中含有苯和甲苯，是制取苯的重要原料。( )分析：煤经过干馏时发生化学变化分解出苯、甲苯、二甲苯等物质，煤中不含这些物质。,(3)苯与溴水混合振荡后静置，溴水褪色说明苯分子中含有碳碳双键。( )分析：苯与溴水混合振荡后静置，溴水褪色
7、，是由于苯将溴单质从溴水中萃取出来。(4)苯的结构简式是 ，故苯分子中有3个碳碳单键和3个碳碳双键。( )分析：苯分子中6个碳碳键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键。,2.问题思考：(1)分液漏斗中有少量苯和水的混合物，振荡、静置分层，请设计简单的实验检验哪一层是苯?分析：用一试管接出少量下层液体并加入少量的水，若分层，则下层液体是苯，若不分层，则下层液体是水。(2)如何用实验证明苯分子中没有碳碳双键?分析：向苯中加入酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液，振荡，观察是否褪色。均不褪色说明苯分子中不存在碳碳双键。,【知识链接】氯苯无色透明液体，具有苦杏仁味，沸点131.7，不溶于水，溶于
8、乙酸、乙醚、氯仿、二硫化碳、苯等多数有机溶剂，其主要用于做乙基纤维素和许多树脂的溶剂，生产多种其他苯系中间体，如硝基氯苯等。溴苯无色油状液体，具有苯的气味。不溶于水，溶于甲醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。有毒，严重可致人死亡。化工上主要用于溶剂、分析试剂和有机合成等。,苯磺酸化学式为C6H5SO3H，是一种芳香强酸。它可以由苯在浓硫酸作用下发生磺化反应制得。用于制取苯酚、间苯二酚，也用作酯化反应和脱水反应中的催化剂。,一、苯的结构、性质1.苯的结构、性质：,2.鉴别甲烷、乙烯和苯：,【知识备选】制取溴苯和硝基苯的实验1.苯的溴代反应：(1)反应条件：纯净的溴单质，Fe或FeBr3。(2)反应现象
9、：反应放热，反应物微沸，容器中充满红棕色气体。(3)溴苯性质：是一种无色、密度比水的大，难溶于水的油状液体。(4)HBr检验：加AgNO3溶液产生浅黄色沉淀或加紫色石蕊试液变红。(5)产物净化：先加水溶解分液除去FeBr3和苯，再加NaOH溶液溶解溴，分液得到溴苯。,2.苯的硝化反应：(1)反应条件：浓硫酸作催化剂和吸水剂，水浴加热(5060)(2)产物性质：硝基苯是一种无色有苦杏仁味、密度比水的大，难溶于水的油状液体。(3)产物净化：除去硝基苯中的硫酸和硝酸，可以加入水，混合液分为三层，通过分液的方法加以分离。,【学而后思】(1)已知苯在光照条件下和氯气反应生成 ，则该反应的类型是什么?提示
10、：对比苯和产物的分子式，可以发现产物中氢原子数没有发生变化，只是多了6个氯原子，再对照产物的结构简式可以发现，原来凯库勒式中苯分子中的碳碳双键都变成单键，这些都符合加成反应的概念，所以属于加成反应。,(2)硫酸分子是由羟基(OH)和磺酸基(SO3H)构成，苯和浓硫酸在一定条件下能够发生取代反应生成苯磺酸，写出该反应的化学方程式。提示：,二、常见烃分子的空间构型1.甲烷型正四面体结构：甲烷分子的空间正四面体结构模型为其键角为109.5。以CH4为母体，可衍变成其他结构。但无论什么原子或原子团与碳原子相连，都相当于取代原来甲烷中氢原子的位置，构成四面体结构。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等都是四面体结构。,