鲁科版高中化学必修第二册第3章简单的有机化合物第2节从化石燃料中获取有机化合物课件

1.化石燃料化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料,是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长

地质条件的变化,在温度、压力和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物,属于不可

再生能源。2.天然气和煤直接用作燃料(1)天然气直接用作燃料①主要成分天然气的主要成分是甲烷(含量为80%~97%),可燃冰的主要成分也是甲烷。1|从天然气、石油和煤中获取燃料知识点第2节从化石燃料中获取有机化合物必备知识清单破②甲烷的物理性质甲烷是一种无色无味、密度比空气小、难溶于水的气体。③甲烷是一种优良的气体燃料:CH4+2O2

CO2+2H2O。(2)煤直接用作燃料①煤的组成:煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物。其中,有机化合物除含有碳、

氢元素外,还含有少量的氧、氮、硫等元素;无机物主要含硅、铝、钙、铁等元素。②直接燃烧煤可获得能量,但会产生一些大气污染物,如硫的氧化物、氮的氧化物、烟尘等。3.从石油中获取燃料(1)石油的组成:石油是由分子含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物。

通常碳、氢元素在石油中的质量分数之和高达98%。(2)石油的分馏:通过加热和冷凝,把石油分离成沸点范围不同的产物的方法叫作石油的分馏。知识拓展实验室石油分馏的装置①烧瓶中液体体积不能超过烧瓶容积的

。②温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处。③为了防止暴沸,应在烧瓶中加入少量碎瓷片(或沸石)。④冷凝管中冷却水从下口进、上口出,先通冷却水,再加热,停止加热后,应继续通冷却水,以便

将冷凝管中的蒸气充分冷凝。(3)石油的裂化①概念:工业上在一定条件(加热、使用催化剂)下,把相对分子质量较大、沸点较高的烃分解

为相对分子质量较小、沸点较低的烃,这种方法称为裂化。②目的:提高轻质液体燃料的产量和质量。③实例:十六烷的一种裂化方式为

+

。特别提醒

裂化汽油中含有烯烃,能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。1.石油裂解(1)概念:石油化工生产中,常以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子

质量较大的烃分解成乙烯、丙烯等小分子烃,工业上将这种方法称为裂解。(2)目的:获取乙烯、丙烯等小分子烃。2|石油裂解与乙烯知识点易混辨析

石油的裂化和裂解均属于相对分子质量较大的烃分解为相对分子质量较小的烃

的反应,裂解是深度裂化,采用的温度比裂化的温度更高。2.乙烯(1)物理性质乙烯是无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度比空气略小。(2)组成和结构分子式C2H4电子式结构式

结构简式CH2

CH2官能团碳碳双键(3)化学性质(详见定点1)①氧化反应②加成反应: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

合物分子的反应属于加成反应。③加聚反应(4)用途乙烯是重要的有机化工基础原料;乙烯的产量被用作衡量一个国家石油化工产业发展水平的

标志。1.概念将煤隔绝空气加强热使其分解,叫作煤的干馏。2.煤的干馏产物3|煤的干馏与苯知识点

蒸馏分馏干馏原理根据液态混合物中各组分的沸点不同进行分离与“蒸馏”原理相同隔绝空气,高温下使

物质分解主要原料液态混合物原油煤主要变化物理变化物理变化化学变化产物类型一般为纯净物混合物混合物拓展链接

3.苯(1)物理性质苯是一种无色、有特殊气味、有毒的液体,密度比水小,难溶于水。沸点为80.5℃,易挥发;熔

点为5.5℃,当温度低于5.5℃时苯就会凝结成无色的晶体。苯容易燃烧。(2)组成和结构①分子结构分子式C6H6结构式

结构简式

或

球棍模型空间填充模型

②结构特点:苯分子为平面正六边形结构,分子中6个碳原子和6个氢原子都处于同一平面内;

苯分子中6个碳碳键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键。(3)苯的化学性质①氧化反应:2C6H6+15O2

12CO2+6H2O(现象:火焰明亮并伴有浓烟);苯不能与酸性高锰酸钾溶液反应。②取代反应:在铁粉的作用下,苯可与液溴发生取代反应生成溴苯。特别提醒

1.由苯制备溴苯的反应中,溴为液溴,不是溴水;反应中加入铁,实际上催化剂为Fe

与Br2反应生成的FeBr3;纯净的溴苯是无色油状液体,不溶于水,密度比水大。2.苯分子中不含碳碳双键,不与溴水发生加成反应,但在苯中加溴水振荡、静置分层,上层呈

橙红色下层无色,实质为萃取。③加成反应Ni做催化剂,苯与氢气发生加成反应:

+3H2

。拓展链接

省略有机化合物结构式中的碳氢键、碳原子及与碳原子相连的氢原子,保留氮原

子、氯原子等杂原子及与杂原子相连的氢原子,用短线表示分子中的碳碳键,每个端点或拐

角处代表一个碳原子,用这种方式表示的结构简式称为键线式。如

(环己烷)、

(正丁烷)、

(氯乙烷)。(4)苯的用途苯是重要的化工原料,可用来合成多种分子中含有苯环的重要有机化合物;常用作有机溶剂。1.认识有机高分子化合物(1)有机高分子化合物a.概念:相对分子质量很大的有机化合物,简称高分子或聚合物。b.基本性质4|有机高分子化合物与有机高分子材料知识点

线型结构体型(网状)结构实例聚乙烯酚醛塑料基本性质溶解性有机溶剂缓慢溶解只溶胀、不溶解水不溶不溶受热时表现的性质热塑性热固性电绝缘性良好良好可燃性一般易燃烧—(2)合成高分子的反应——聚合反应①聚合反应:由相对分子质量较小的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反

应。②加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,叫加成聚合反应,简称加聚反应,如nCH2

CH2

-〔-CH2—CH2-)n-

。2.有机高分子材料(1)塑料主要成分高分子化合物结构和性质一般情况下,构成塑料的高分子如果是长链的线型结构,塑料的柔韧性就较好;如果高分子链之间形成化学键,产生一定的交联而形成网状结构,塑料就会变硬常见塑料聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚丙烯塑料等危害大量塑料垃圾,造成白色污染及其他环境问题防治环境污染回收废旧塑料,开发可降解塑料(2)橡胶a.特性:具有高弹性的高分子化合物。b.分类橡胶

(3)纤维①分类纤维

②腈纶聚丙烯腈纤维的商品名称为腈纶,俗称人造羊毛。它是用石油裂解气中的丙烯制得的丙烯腈

(CH2

CH—CN)聚合而得,反应的化学方程式为nCH2

CH—CN

。1.煤的干馏、石油的裂化和裂解、石油的分馏都是化学变化,这种说法正确吗?(✕

)提示:煤的干馏、石油的裂化和裂解都有新物质生成,都是化学变化;石油的分馏是物理变化。2.乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化,所以可用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯,也能用酸性KMnO4溶液除去甲烷中的乙烯,这种说法正确吗?(✕

)提示:可用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯;但乙烯被酸性KMnO4溶液氧化后生成二氧化碳,向甲烷中引入新杂质,所以不能用酸性KMnO4溶液除去甲烷中的乙烯。3.乙烯既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使溴水褪色,二者的褪色原理相同,这种说法正确吗?(✕

)提示:乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生的是氧化反应;乙烯使溴水褪色发生的是加成反应。

知识辨析判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。4.石油没有固定的熔、沸点,但分馏产物有固定的熔、沸点,这种说法正确吗?(✕

)提示:石油的分馏产物汽油、煤油、柴油等均为混合物,混合物没有固定的熔、沸点。5.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,所以苯不能发生氧化反应,这种说法正确吗?(✕

)提示:苯的燃烧反应属于氧化反应。6.苯与溴水混合可以发生取代反应,这种说法正确吗?

(✕

)提示:苯与溴水混合不发生反应,但苯能萃取溴水中的溴。

7.乙烯分子中的所有原子在同一平面上,所以丙烯分子中的所有原子也在同一平面上,这种说

法正确吗?(✕

)提示:丙烯分子中含有甲基,所有原子一定不在同一平面上。

8.棉花、羊毛及天然橡胶等均属于天然高分子材料,合成高分子材料的性能要比天然高分子

材料差,应大量使用天然高分子材料,这种说法正确吗?(✕

)提示:棉花、羊毛及天然橡胶等天然高分子材料,虽然性能较好,但供不应求;而合成高分子材料价格低廉且部分性能要优于天然高分子材料,合成高分子材料在生产、生活的各个领域都有广泛的应用。9.乙烯分子的双键中有一个键容易断裂,所以乙烯的化学性质比乙烷活泼,更容易发生取代反

应。这种说法正确吗?(✕

)提示:由于乙烯分子碳碳双键中的一个键在反应中易断裂,所以乙烯的化学性质比乙烷活泼,但发生的是加成反应。乙烯分子中含有碳碳双键,这使得乙烯的性质与烷烃不同且更易发生某些反应。1.氧化反应(1)燃烧:C2H4+3O2

2CO2+2H2O①乙烯在空气中燃烧,火焰明亮并伴有黑烟。②乙烯燃烧时的现象与甲烷不同,可用燃烧法鉴别甲烷和乙烯。③若环境温度高于100℃,H2O为气态,则乙烯燃烧前后气体体积不变。④完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。1|乙烯的氧化反应和加成反应定点关键能力定点破(2)被酸性高锰酸钾溶液氧化①乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,利用该性质可鉴别甲烷(或烷烃)和乙烯(或烯烃)。②该反应中高锰酸钾最终将乙烯氧化为CO2,所以除去甲烷中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。2.加成反应(1)反应:

+X2

CH2XCH2X或

+HX

CH3CH2X。(2)理解要点①碳原子之间形成的碳碳双键和碳碳三键都是不饱和键,加成反应中的原子或原子团“加”

在双键或三键两端的碳原子上。②碳碳双键中有一个键不稳定,发生加成反应时这个键发生断裂。③加成反应前后有机物的结构发生变化,如乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷时,由平面结

构变成立体结构。

取代反应加成反应反应物结构特征含有易被取代的原子或原子团含有不饱和键(如碳碳双键等)生成物两种一种不饱和键的变化情况没有或无变化不饱和键打开常见试剂Cl2、H2O等H2、Br2、H2O等举例CH3CH3+Cl2

CH3CH2Cl+HClCH2

CH2+Br2

CH2BrCH2Br3.加成反应与取代反应的比较典例乙烯是石油裂解气的主要成分,下列有关说法正确的是

(

)A.乙烯可与Br2发生取代反应,从而使溴水褪色B.可用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯C.乙烯可通过加成反应得到CH3CHCl2D.乙烯的电子式为D思路点拨

根据乙烯的分子结构判断电子式的正误和乙烯的化学性质,乙烯发生加成反应

时,断裂碳碳双键中的一个键,碳碳双键两端的碳原子跟其他原子(或原子团)直接结合生成新

的化合物。解析

乙烯使溴水褪色是由于与Br2发生了加成反应,故A错误;乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化最终会生成二氧化碳,向甲烷中引入新的杂质,所以不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯,故B错误;根据断键方式和成键方式可知,乙烯可通过加成反应得到CH3CH2Cl或ClCH2CH2Cl,不可能得到CH3CHCl2,故C错误;乙烯的电子式为,故D正确。易错警示

可用溴水除去甲烷中的乙烯,不能用酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液除去

甲烷中的乙烯。1.四种代表烃的空间结构2|有机化合物中原子的共面、共线问题定点代表物甲烷乙烯乙炔苯空间结构正四面体平面形直线形平面正六边形共面原子最多有3个原子

在同一平面内6个原子在同一

平面内4个原子在同一

平面内12个原子在同一

平面内共线原子最多有2个原子

在同一条直线上最多有2个原子

在同一条直线上4个原子在同一

条直线上有4个原子在同

一条直线上2.有机物中原子共面、共线问题的判断

典例某有机物结构如图,关于该有机物的空间结构下列说法中正确的是

(

)

A.该分子中一定共面的碳原子至少有8个B.该分子中所有的碳原子均可能处于同一平面上C.该分子中至少有9个碳原子处于同一条直线上D.该分子中处于同一平面的原子总数最多为16个A思路点拨

分析有机物的结构,然后联想甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构,判断分子中原

子的共面、共线情况,注意“一定”“至少”“可能”“最多”等关键词。解析

将该有机物中部分碳原子编号:

该分子中与苯环直接相连的6、7号碳原子和苯环上的六个碳原子一定共面,中平面M上的碳原子与平面N上的碳原子可能共面,所以该分子中一定共面的碳原子至少有8个,故A正确;该分子中2号碳原子为饱和碳原子,2号碳原子与其直接相连的1、3、8号碳原子不可能都在同一平面上,所以该分子中所有碳原子不可能都处于同一平面上,故B不正确;该分子中2、3、4、5号碳原子处于同一直线上,6、7号碳原子以及与6、7号碳原子相连的苯环碳原子处于同一直线上,但二者不能重合,则该分子中至少有4个碳原子处于同一条直线上,故C不正确;

中,虚线框内的原子均可能共平面,所以最多有21个原子处于同一平面,故D不正确。1.烃完全燃烧的化学方程式烃是由碳、氢两种元素组成的有机化合物,它可用CxHy来表示。当烃在氧气或空气中完全燃

烧时,其化学方程式可表示为CxHy+(x+

)O2

xCO2+

H2O。2.气态烃完全燃烧时的体积变化温度高于100℃时,水为气体,(x+

)-\[1+(x+

)\]=

-1。当y>4时,ΔV>0,即体积增大;当y=4时,ΔV=0