人教版 必修2第3章第2节来自石油和煤的两种基本化工原料课件（共52张PPT）.ppt

第2节来自石油和煤的两种基本化工原料 第三章有机化合物 学习目标1 了解乙烯的分子结构 主要性质和重要用途 2 初步掌握加成反应的概念 3 初步认识有机化合物中结构 性质 用途之间的关系 4 了解苯分子的结构 主要性质和用途 5 了解苯在化工生产中的重要作用 1 烯烃 分子中含有的烃类叫做烯烃 是最简单的烯烃 2 乙烯的结构 乙烯的分子式为 结构式为结构简式为 3 乙烯的化学性质与只含碳碳单键的烷烃相比 乙烯分子中的存在 使乙烯与和均能发生反应 表现出的化学性质 这说明了分子结构对物质性质的影响 碳碳双键 乙烯 ch2 ch2 碳碳双键 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰酸钾溶液 较活泼 c2h4 一 乙烯 1 乙烯的氧化反应 乙烯在空气中燃烧 火焰且伴有 生成二氧化碳和水 同时放出 反应化学方程式为 乙烯使酸性高锰酸钾溶液的反应说明了乙烯能被其氧化剂 利用这个反应可以鉴别甲烷和乙烯 2 乙烯的加成反应乙烯能使溴的四氯化碳溶液 说明乙烯与溴发生了化学反应 反应中 乙烯中的 两个溴原子分别加在两个不饱和的碳原子上 生成无色的液体 反应的化学方程式为 明亮 黑烟 热量 氧化 褪色 双键 一个键断裂 1 2 二溴乙烷 褪色 加成反应 叫加成反应 在一定条件下 乙烯还可以与 等物质发生加成反应 由乙烯之间的可以得到聚乙烯 4 乙烯的用途乙烯是一种植物生长 还可以作为水果的 h2 hcl cl2 h2o 相互加成 调节剂 催熟剂 有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子 或原子团 直接结合生成新的化合物分子的反应 二 苯 1 苯的结构苯的分子式是 它是一种有机化合物 其结构式为 c6h6 环状 2 苯的物理性质苯通常是 的液体 有毒 不溶于水 密度比水的小 熔点为 沸点为 如果用冰冷却 可成无色晶体 3 苯的化学性质苯可以在空气中燃烧 但不能与和反应 说明苯分子中没有与乙烯类似的 苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同 是一种介于和之间的独特的键 苯的结构使苯的化学性质比烯烃稳定 但在一定条件下 仍可以和某些物质发生化学反应 1 可以燃烧 燃烧时产生的黑烟 反应的化学方程式为 无色 带有特殊气味 5 5 80 1 凝结 酸性高锰酸钾溶液 溴水 碳碳双键 单键 双键 较多 2 苯的取代反应在一定条件下 苯可以与 等物质发生取代反应 在作用下 苯与溴发生反应 生成 它是 密度比水的 反应的化学方程式为 溴 浓硝酸 催化剂 溴苯 无色液体 大 在浓硫酸作用下 苯在时可以与硝酸发生取代反应 生成 反应的化学方程式为 50 60 硝基苯 若加热到70 80 时 苯还可以与浓硫酸发生取代反应生成苯磺酸 3 苯的加成反应苯虽然像烯烃一样典型的 但在特定条件下 仍能发生加成反应 在作催化剂的条件下 苯可以与氢气发生加成反应 生成环己烷 反应的化学方程式为 其他含有苯环结构的化合物 都可以发生类似的反应 不具有 碳碳双键 镍 1 烃完全燃烧前后气体体积的变化 1 烃完全燃烧前后气体体积的变化cxhy o2xco2 h2o 1 燃烧后温度高于100 时 水为气态 v v后 v前 1 y 4时 v 0 体积不变 y 4时 v 0 体积增大 y 4时 v 0 体积减小 3 无论水为气态 还是液态 燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关 而与烃分子中的碳原子数无关 2 烃类完全燃烧时所耗氧气量的规律完全燃烧时的通式 2 燃烧后温度低于100 时 水为液态 v v前 v后 1 体积总是减小 1 相同条件下等物质的量的烃完全燃烧时 值越大 耗o2量越大 2 质量相同的有机物 其含氢百分率 或值 越大 则耗o2量越多 3 1mol有机物每增加一个ch2 耗o2量多1 5mol 4 1mol含相同碳原子数的烷烃 烯烃 炔烃 耗o2量依次减少0 5mol 3 碳的质量分数w c 相同的有机物 最简式可以相同也可以不同 只要总质量一定 以任意比混合 完全燃烧后产生的co2的量总是一个定值 4 不同的有机物完全燃烧时 若生成的co2和h2o的物质的量之比相同 则它们分子中c原子与h原子的原子个数比也相同 5 含碳量高低与燃烧现象的关系含碳量越高 燃烧现象越明显 表现在火焰越明亮 黑烟越浓 如c2h2 92 3 c6h6 92 3 c7h8 91 燃烧时火焰明亮 伴随大量浓烟 而含碳量越低 燃烧现象越不明显 往往火焰不明亮 无黑烟 如ch4 75 就是如此 对于c2h4及其他单烯烃 均为85 7 燃烧时火焰较明亮 并有少量黑烟 现有ch4 c2h4 c2h6三种有机物 1 等质量的以上三种物质完全燃烧时耗去o2的量最多的是 2 同状况 同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去o2的量最多的是 3 等质量的以上三种物质燃烧时 生成二氧化碳最多的是 生成水最多的是 4 在120 1 01 105pa下时 有两种气态烃和足量的氧气混合点燃 相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化 这两种气体是 导航 解答有关燃烧问题 分析依据是燃烧的化学方程式 应根据题意用最少的未知数 写出燃烧方程式 解析 1 等质量的烃完全燃烧时 氢元素的质量分数越大 耗氧量越大 ch4 c2h4 c2h6中的依次为 h4耗o2最多 2 等物质的量的烃cxhy完全燃烧时 的值越大 耗氧量越大 ch4 c2h4 c2h6的x 依次为1 2 2 3 2 3 5 故c2h6耗o2最多 3 n co2 n c 1 2 2 2最大 故c2h4生成的co2最多 4 温度 100 条件下 当烃分子中含有4个氢原子时 该烃完全燃烧前后气体体积不变 y 4的为ch4 c2h4 故答案为ch4 c2h4 答案 1 ch4 2 c2h6 3 c2h4ch4 4 ch4 c2h4 取代反应 加成反应 加聚反应的比较 注意 有机物间的反应关系 不像无机物间的四种基本反应类型那样完全并列 在诸多有机反应中 取代反应和加成反应是重要的两类 饱和烃的特征反应是取代反应 不饱和烃的特征反应是加成反应 苯和溴的取代反应的实验装置如图所示 其中a为具支试管改制成的反应容器 在其下端开了一小孔 塞好石棉绒 再加入少量铁屑粉 填写下列空白 1 向反应容器a中逐滴加入溴和苯的混合液 几秒内就发生反应 写出a中所发生反应的化学方程式 有机物写结构简式 2 试管c中苯的作用是反应开始后 观察d和e两试管 看到的现象为 3 反应2 3min后 在b中可观察到的现象是 4 在上述整套装置中 具有防倒吸的仪器有 填字母 5 该实验除 步骤简单 操作方便 成功率高 各步现象明显 对产品便于观察这三个优点外 还有一个优点是 导航 实验题的解答 要明确实验目的 围绕实验原理落实各方面的问题 解析 苯与液溴剧烈反应生成和和hbr气体 从导管出来的气体中会混有一定量的溴蒸气 混合气体进入c可将气体中的溴蒸气除去 利用相似相溶原理 气体在通过d e两装置时 分别可以观察到紫色石蕊试液变红 agno3溶液中有浅黄色沉淀生成 装置f是尾气吸收装置 以防污染环境 2 除去hbr气体中混有的溴蒸气d试管中石蕊试液慢慢变红 并在导管口有白雾产生 然后e试管中出现浅黄色沉淀 3 在溶液底部有无色油状液体 4 def 5 充分吸收有毒气体 防止污染大气 分子里的原子共线 共面的问题 其实就是分子的构型问题 大多数有机物分子的构型很复杂 但总是与下列简单分子的几何构型相联系 ch4正四面体形 chch直线形 ch2ch2平面四边形 平面正六边形 h2o呈v字形 在共价型分子里 形成共价单键的原子可以绕键轴旋转 形成双键 三键及其他复杂键的原子不能绕键轴旋转 以上述分子结构为原型和思维起点 把组成与结构较为复杂的分子分解成几个部分 借助一定的几何知识和想像能力进行分析 再予以综合 便能得出分子中在同一直线上或同一个平面内的原子数目 突破这一难点 例如 分子里最多共有7个c原子在同一平面内 包括c h原子在内 最多共有13个原子在同一个平面内 最多有4个原子在同一条直线上 最多有6个原子在同一条直线上 最多有15个原子在同一个平面内 至少有8个c原子在由一个苯环所确立的平面内 至少有9个c原子在一个苯环所确定的平面内 已知分子内的4个原子都在同一个平面内 则分子里的18个原子都可能在同一个平面内 下列关于的说法正确的是 a 所有碳原子有可能都在同一平面上b 最多只可能有9个碳原子在同一平面上c 有7个碳原子可能在同一直线上d 只能有5个碳原子一定在同一直线上 导航 原子共面 共线问题的分析 首先要选定一个基准 然后向外扩展 便于解决问题 解析 试将该烃分子中的碳原子编号为 根据甲烷 乙烯 乙炔 苯的分子结构特点 乙炔为直线形结构 则1 3号碳原子肯定在同一平面上 苯分子为平面结构 则3 8号碳原子肯定在同一平面上 乙烯分子为平面结构 则6 9 10 11号碳原子肯定在同一平面上 而单键又具有旋转性 因而当2号碳与3号碳的单键 6号碳与9号碳的单键旋转到上述三个平面再共平面时 则所有的碳原子就都在同一平面上了 同理可得1 2 3 6 9号碳原子 无论单键如何旋转 一定在同一直线上 即 答案 ad 1 下列关于有机物的说法错误的是 a ccl4可由ch4制得 可萃取碘水中的碘b 石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物c 乙醇 乙酸和乙酸乙酯能用饱和na2co3溶液鉴别d 苯不能使kmno4溶液褪色 因此苯不能发生氧化反应 解析 苯虽不能使kmno4溶液褪色 但能与o2在点燃的情况下燃烧 发生氧化反应 故d项错 答案 d 2 下列对有机物结构或性质的描述错误的是 a 一定条件下 cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应b 苯酚钠溶液中通入co2生成苯酚 则碳酸的酸性比苯酚弱c 乙烷和丙烯的物质的量共1mol 完全燃烧生成3molh2od 光照下2 2 二甲基丙烷与br2反应 其一溴取代物只有一种 解析 b项 根据强酸制弱酸的原理 苯酚钠溶液中通入co2生成苯酚 恰恰说明碳酸的酸性比苯酚强 答案 b 3 下列化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是 a 甲苯b 硝基苯c 2 甲基丙烯d 2 甲基丙烷 解析 甲苯 硝基苯中的碳原子都在苯环的平面上 2 甲基丙烯中的所有碳原子都在双键的平面上 而2 甲基丙烷中的碳原子所形成的化学键的空间排列为四面体 碳原子是锯齿状排列的 所以 在2 甲基丙烷中的碳原子不可能在同一平面上 答案 d 4 下列有机反应中 不属于取代反应的是 a cl2 hclb 2ch3ch2oh o22ch3cho 2h2oc clch2chch2 naohhoch2chch2 nacld hono2no2 h2o 解析 ch3ch2oh转化成ch3cho属于氧化反应 答案 b 5 某含苯环的化合物a 其相对分子质量为104 碳的质量分数为92 3 1 a的分子式为 2 a与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为 反应类型是 3 已知 请写出a与稀 冷的kmno4溶液在碱性条件下反应的化学方程式 4 一定条件下 a与氢气反应 得到的化合物中碳的质量分数为85 7 写出此化合物的结构简式 5 在一定条件下 由a聚合得到的高分子化合物的结构简式为 解析 a分子中含碳原子个数 104 92 3 12 8 含氢原子个数 104 12 8 8 故只能含c h两种元素 且分子中有8个h原子 a的分子式为c8h8 4 a与h2反应后c h为原子个数比为 1 2 故最简式为ch2 分子式为c8h16 为乙基环己烷 答案 1 c8h8 6 丙烯可用于合成杀除根瘤线虫的农药 分子式为c3h5br2cl 和应用广泛的dap树脂 已知酯与醇可发生如下酯交换反应 rcoor r ohrcoor r oh r r r 代表烃基 1 农药c3h5br2cl分子中每个碳原子上均连有卤原子 a的结构简式是 a含有的官能团名称是 由丙烯生成a的反应类型是 2 a水解可得到d 该水解反应的化学方程式是 3 c蒸气密度是相同状态下甲烷密度的6 25倍 c中各元素的质量分数分别为 碳60 氢8 氧32 c的结构简式是 4 下列说法正确的是 选填序号字母 a c能发生聚合反应 还原反应和氧化反应b c含有2个甲基的羧酸类同分异构体有4个c d催化加氢的产物与b具有相同的相对分子质量d e具有芳香气味 易溶于乙醇 5 e的水解产物经分离最终得到甲醇和b 二者均可循环利用于dap树脂的制备 其中将甲醇与h分离的操作方法是 6 f的分子式为c10h10o4 dap单体为苯的二元取代物 且两个取代基不处于对位 该单体苯环上的一溴取代物只有两种 d和f反应生成dap单体的化学方程式是 解析 首先 不要指望只以题干就能得出各种物质是什么 各个设问给了些已知信息 且前面的设问是后面设问的已知条件步步深入 其次 要看信息应用在何处 c ch3oh d e d f dap单体 ch3oh 1 c3h5br2cl分子中每个碳原子上均连有卤原子 且其不饱和度为零 故丙烯 cl2 a的反应为 2 a水解得d 则d为chch2ch2oh 3 c的相对分子质量 16 6 25 100 则c分子中碳 氢 氧原子个数分别为 100 60 12 5 100 8 1 8 100 32 16 2 则c的分子式为c5h8o2 c能发生酯交换反应 则c为酯类 且c由丙烯制得 c的另一不饱和度是碳碳双键形成的 则c的结构简式为ch3cooch2ch ch2 4 由c的结构及所属类别 知a c d正确 对于b项 碳链的可能结构有 第2 3种碳链可得出符合题意的羧酸分别为1种 1种 共2种 5 h为ch3coona 属于盐 沸点高 ch3oh沸点较低 用蒸馏法分离 6 f应为酯 f的不饱和度为6 一个苯环的不饱和度为4 另2个不饱和度为酯基体现 由f苯环上一溴代物只有两种 两个取代基不处于对位 只有一种情况 两个取代基相同 且处于邻位 可推知f的结构 答案 1 ch2 chch2cl碳碳双键 氯原子 取代反应 2 ch2 chch2cl h2och2 chch2oh hcl 3 ch3cooch2ch ch2 4 acd 5 蒸馏 6 2ch2 chch2oh 7 尼龙 66广泛用于制造机械 汽车 化学与电气装置的零件 亦可制成薄膜用作包装材料 其合成路线如下图所示 中间产物e给出了两条合成路线 完成下列填空 1 写出反应类型 反应 反应 2 写出化合物d的结构简式 3 写出一种与c互为同分异构体 且能发生银镜反应的化合物的结构简式 4 写出反应 的化学方程式 5 下列化合物中能与e发生化学反应的是 a naohb na2co3c nacld hcl 6 用化学方程式表示化合物b的另一种制备方法 原料任选 解析 此题可采用倒推的方式来解 根据尼龙 66的结构简式可推出c e分别是 hooc ch2 4cooh h2n ch2 6nh2 根据题给信息可知a为 由chch2chch2到a应是1 3 丁二烯与cl2的1 4 加成 b是环己醇 由 应属于醇的氧化 3 关于c的同分异构体 符合题意的有很多 常见的有两类 一类是将 cooh拆成 cho和 oh 另一类是将 cooh改成hcoo 既甲酸酯类 5 h2n ch2 6nh2有碱性 能与hcl发生反应 答案 1 氧化反应缩聚反应 2 h4nooc ch2 4coonh4 1 在 丙烯 氯乙烯 苯 甲苯四种有机化合物中 分子内所有原子均在同一平面的是 a b c d 解析 本题要求学生掌握典型有机代表物的空间结构 并具有拓展同系物空间构型的能力 在 丙烯ch2 ch ch3和 甲苯c6h5 ch3中 ch3是一个空间立体结构 与甲烷类似 这四个原子不在同一平面上 氯乙烯和乙烯相同 是六原子共面结构 苯是十二个原子共面 答案 b 课堂检测 2 有a b两种烃组成的混合物 当混合物总质量一定时 无论a b以何种比例混合 完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量 对a b两种烃有下面几种说法 可能的结论是 互为同分异构体 互为同系物 具有相同的最简式 烃中的碳的质量分数相等 a b c d 解析 同分异构体肯定满足条件 而a b若均为烯烃 互为同系物 则一定有相同的最简式 因为a b均为烃 所以碳的质量分数相同 则氢的质量分数也相同 则也有相同的最简式 在总质量一定时 能满足条件 故选a 答案 a 3 有一种有机物 因其酷似奥林匹克旗中的五环 如下图 科学家称其为奥林匹克烃 下列有关奥林匹克烃的说法正确的是 a 该烃属于苯的同系物b 该烃的一氯代物只有1种c 该烃分子中只含非极性键d 该烃完全燃烧生成h2o的物质的量小于co2的物质的量 解析 苯的同系物分子中必有一个苯环 a错误 只有一个对称轴 其一氯代物有7种 b错误 c项分子中有极性键和非极性键 c错误 从所给图示可看出 该烃高度缺氢 故d项成立 答案 d 4 下列芳香烃在铁作催化剂的条件下 跟溴反应 苯环上的氢原子被取代 所得一溴代物 c8h9br 有2种同分异构体的是 解析 不同位置的氢决定取代后的同分异构体种类 a有3种不同的氢 同分异构体有3种 同理 b c d分别为3种 1种 2种 答案 d 5 在20 时 某气态烃与o2混合 装入密闭容器中 点燃爆炸后 又恢复到20 此时容器内气体的压强为反应前的一半 经naoh溶液吸收后 容器内几乎真空 此烃的化学式可能是 a ch4b c2h6c c3h8d c2h4 解析 由题意可知 烃与o2恰好完全反应 生成的co2的物质的量是烃与o2的一半 由cxhy o2xco2 h2o 得x 1 讨论得c2h4 c