《化石燃料与有机化合物》汇总.课件

1、一、天然气的利用 甲烷第一单元 化石燃料与有机化合物第1页，共70页。甲烷俗称沼气，是在隔绝空气情况下，主要由植物残体分解而成的。1、形成：自然界的存在：天然气、沼气、坑气一、天然气的利用 甲烷第2页，共70页。 已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L，含碳75%，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲烷中碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式？2、组成和结构：你会算吗？一、天然气的利用 甲烷第3页，共70页。确定有机物分子式的基本步骤：密度或相对密度摩尔质量各元素含量元素摩尔质量1mol有机物中各元素的物质的量分子式一、天然气的利用 甲烷2、组成和结构：第4页，共70页。写出甲烷分子的电子式

2、，说明它的分子结构特点。你会写和说明吗？一、天然气的利用 甲烷2、组成和结构：第5页，共70页。C：HHHHCH HH H甲烷的电子式、 结构式一、天然气的利用 甲烷2、组成和结构：第6页，共70页。甲烷的球棍模型和比例模型一、天然气的利用 甲烷2、组成和结构：第7页，共70页。甲烷的球棍模型和比例模型一、天然气的利用 甲烷2、组成和结构：第8页，共70页。甲烷的分子结构特点：你会写和说明吗？ 正四面体，碳原子位于正四面体的体心，共价键的键角为10928，4个共价键是等效的。一、天然气的利用 甲烷2、组成和结构：第9页，共70页。（1）无色、无味的气体（2）难溶于水（3）标准状况下，密度：0.

3、717g/L3、物理性质：一、天然气的利用 甲烷第10页，共70页。（1）燃烧CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O点燃CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=889.6 kJ/mol 4、化学性质：一、天然气的利用 甲烷火焰为淡蓝色火焰；点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。第11页，共70页。（2）取代反应4、化学性质：现象：瓶壁上有 状 生成。 量筒内液面 。 油 液滴 上升 第12页，共70页。甲烷取代反应的模拟实验（2）取代反应4、化学性质：第13页，共70页。（2）取代反应4、化学性质：CH3Cl Cl2 CH2Cl2HCl光照CH2Cl2 Cl2 CHCl3

4、 HCl光照CHCl3 Cl2 CCl4 HCl光照CH4 Cl2 CH3Cl HCl 光照第14页，共70页。 有机化合物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所取代的反应，叫做取代反应。（2）取代反应4、化学性质：一、天然气的利用 甲烷第15页，共70页。取代反应与置换反应有何区别？取代反应置换反应反应物或生成物不一定有单质。反应常逐步进行，且多为可逆。反应常属共价键共用电子对破裂而交换原子（原子团），受条件影响大反应物或生成物一定有单质。反应通常是单向进行。反应常在水溶液中进行，属氧化还原的离子反应，遵循金属或非金属活动顺序。（2）取代反应4、化学性质：一、天然气的利用 甲

5、烷第16页，共70页。交流与讨论1、甲烷与氯气的取代反应中有几种产物？2、哪一种产物最多？3、1mol甲烷能与多少mol氯气完全反应？生成多少molHCl？4、能不能得到纯净的一氯甲烷？第17页，共70页。 常温下，一氯甲烷(CH3Cl)是气体，其它三种是液体，三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲烷(CCl4)是工业上重要的溶剂，四氯甲烷(CCl4)还是一种效率较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水。注意：(1)甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两 种气体产物；(3)多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。(2)有机反应很复杂，产物较多；（2）取代反应4、化学性质：第18页，共70页。1、制氟利昂CH

6、Cl3 +HF CHFCl2+HCl2、制甲醇3、制炭黑和氢气 CH4 C+2H2高温（化工原料、化工产品、天然气、沼气应用）5、甲烷的利用：一、天然气的利用 甲烷第19页，共70页。仅由碳、氢两种元素组成的化合物，称为烃。例：C3H8 C2H4 C2H2 C4H10等 一、天然气的利用 甲烷6、烃：第20页，共70页。比较以上分子的结构式，分析它们有哪些共同特点？第21页，共70页。乙烷丙烷丁烷比较以上分子的结构式，分析它们有哪些共同特点？第22页，共70页。（1）分子通式：CnH2n+2(n1)（2）名称：按分子中碳原子数目依次称为：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷，碳原子超过10

7、个的，直接用碳原子数称为某烷。（普通命名法）一、天然气的利用 甲烷7、烷烃：碳原子都以碳碳单键相连成链状，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”的一系列化合物。 第23页，共70页。一、天然气的利用 甲烷8、同系物： 结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。第24页，共70页。同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较概念内涵比较对象实例同位素同素异形体同系物同分异构体质子数相同，中子数或质量数不同的原子原子氕、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)

8、3CH3、C(CH3)4第25页，共70页。8、下列五组物质中_互为同位素，_是同素异形体，_ 是同分异构体，_是同系物，_是同一物质。1、 2、白磷、红磷3、 H H 4、CH3CH3、CH3CHCH3 | | |HCCl 、 ClCCl CH3 | | Cl H5、CH3CH(CH3)CH2CH3C(CH3)412543第26页，共70页。练习：1、在光照条件下，将体积相同的CH4、Cl2（常温常压）混合，得到的混合物中物质的量最多的是 。 2、1mol CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，待反应完成后，若甲烷的四种取代产物物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为 mol。 HCl2.5

9、第27页，共70页。3、如果空气中混入甲烷的体积达到总体积的5%10%这个范围，点火时就会爆炸。当甲烷与氧气恰好完全反应时，产生最强的爆炸，此时甲烷所占的体积分数是（ ） A.2.5% B.7.5% C.9.5% D.10% 4、将CH4加热到1000以上（隔绝空气），然后通入水蒸气，则混合气体中不可能存在的气体是（ ）A.CO B.H2 C.CO2 D.O2 DC第28页，共70页。5、下列不属于烃的是（ ）A、C6H6 B、C8H10 C、C2H4O D、C4H106、完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物通过浓硫酸，再通过碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增重8.8g则原来的甲烷在标准状况下的体积为

10、（ ）A、4.48L B、2.24L C、1.12L D、0.56LCA第29页，共70页。7、下列哪组是同系物（ ）A、CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3B、CH3CH3 CH3CHCH3 CH3 B第30页，共70页。二、石油炼制 乙烯 二、石油炼制 乙烯第31页，共70页。 裂化：在一定条件下，把分子量大, 沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。目的：提高汽油等轻质油的产量和质量。如：C16H34 C8H18+C8H16催化剂加热、加压（6）石油的裂化和裂解：1、石油和石油的炼制 二、石油炼制 乙烯第32页，共70页。石油的催化裂化第33页，共70页。（6）石油的裂

11、化和裂解： 裂解：以比裂化更高的温度,使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。目的：以获取基本有机化工原料 C8H18 C4H10 + C4H8 催化剂加热、加压C4H10 CH4+C3H6催化剂加热、加压C4H10 C2H4+C2H6催化剂加热、加压C4H8 2C2H4催化剂加热、加压第34页，共70页。2、乙烯 二、石油炼制 乙烯第35页，共70页。（1）乙烯的结构：分子式: C2H4结构式:C=CHHHH结构简式: CH2=CH2空间构型: 平面型键角: 1202、乙烯 二、石油炼制 乙烯链烃分子里含有碳碳双键的不饱和烃称为烯烃。乙烯是最简单的烯烃。第36页，共70页。平面

12、型分子6个原子共面第37页，共70页。操 作实验现象结 论把乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液中把乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中实验一实验二活动与探究紫红色褪去红棕色褪去乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化。可用于甲烷和乙烯的鉴别乙烯与溴能发生加成反应。可用于甲烷和乙烯的鉴别第38页，共70页。（2）乙烯的性质：2、乙烯 加成反应： 有机物分子中双键或叁键两端的碳原子与其他原子或原子团结合生成新的化合物的反应，叫做加成反应。第39页，共70页。乙烯与溴的加成反应1,2-二溴乙烷加成反应：第40页，共70页。乙烯与水的加成反应乙醇加成反应：第41页，共70页。CH2=CH2 + Br2 CH2CH2Br Br

13、（2）乙烯的性质：2、乙烯 加成反应： CH2=CH2+H-H CH2=CH2+H-X CH2=CH2+H-OHCH3 CH3 CH3-CH2XCH3-CH2OH催化剂催化剂催化剂第42页，共70页。广州80万吨南京扬子乙烯上海塞科乙烯乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志！（3）乙烯的用途：植物生长调节剂，催熟剂第43页，共70页。乙炔的分子结构结构式： HCCH结构简式： HCCH空间构型： 直线型分子第44页，共70页。比较乙烷和乙烯、乙炔分子结构乙烷乙烯乙炔第45页，共70页。三、煤的综合利用 苯第46页，共70页。化石燃料-煤 7:58第47页，共70页。我国煤的分布图第

14、48页，共70页。上京煤矿宁夏优质煤 太西煤露天采区 第49页，共70页。 能源国家石油（亿吨）天然气（亿立方米）煤炭（亿吨）中国产量1.461175.612.4消费量1.627175.65.72美国产量3.8635320.99.35消费量8.0795924.14.92 1994年中美三大能源产量与消费量比较表第50页，共70页。组成元素：C、S、P、H、N、O组成物质：有机、无机组成的复杂混合物煤的成分第51页，共70页。 煤焦炭煤焦油焦炉煤气可燃气体燃料油水煤气液态烃、甲醇等含氧有机物水煤气干馏气化控制燃烧液化H2高温、催化剂H2O(g)高温O2、 H2O(g)1、煤的综合利用三、煤的综合

15、利用 苯第52页，共70页。炼焦产品和产品的用途第53页，共70页。煤的综合利用第54页，共70页。 19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明，煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了苯-一种无色油状液体。Michael Faraday( 17911867)苯的发现史第55页，共70页。（1）颜色：无色；状态：液体；气味：特殊气味。 （2）熔点：5.5；沸点：80.1（用冰冷却，苯凝结成无色晶体）。（3）密度：比水小；溶解性：不溶于水，易溶于有机溶剂，本身也能溶解其他一些物质。

16、（4）毒性：有毒。2、苯的物理性质三、煤的综合利用 苯第56页，共70页。观察与思考苯与酸性高锰酸钾溶液第57页，共70页。实 验实验现象1向试管中滴加35滴苯，观察苯的颜色与状态。在向试管中加入少量的水，振荡后景致，观察发生的现象2在两试管中各加入2mL苯，向其中一支试管中加入几滴酸性高锰酸钾溶液，向另一支试管中加入1mL溴水，振荡后静置，观察发生的现象3用玻璃棒蘸一些苯，在酒精灯上点燃，观察燃烧的现象分层，苯在上层火焰明亮产生浓烟分层，高锰酸钾溶液不褪色；溴水分层，上层橙红色，下层近无色通过实验，你对苯的结构和性质有什么认识？第58页，共70页。3、苯的分子结构三、煤的综合利用 苯第59页

17、，共70页。3、苯的分子结构三、煤的综合利用 苯第60页，共70页。3、苯的分子结构三、煤的综合利用 苯第61页，共70页。3、苯的分子结构为了纪念凯库勒对苯分子结构的巨大贡献，现在一般仍可用凯库勒结构式表示。结构式简写球棍模型平面正六边形结构苯分子中碳碳间不存在双键，不存在单双键交替的结构。第62页，共70页。3、苯的分子结构苯分子中碳碳间不存在双键，不存在单双键交替的结构。苯分子中碳碳间的化学键是一种介于单键和双键之间的特殊共价键。平面正六边形结构，分子中六个碳原子和六个氢原子完全等价。P67问题解决第63页，共70页。X-射线苯的结构3、苯的分子结构第64页，共70页。你能写出苯燃烧的化学方程式？2C6H6+15O2 12CO2+6H2O点燃4、苯的化学性质三、煤的综合利用 苯（1）氧化反应：燃烧现象：火焰明亮且伴有黑烟 与乙炔燃烧现象相同第6