课题3　石油、煤和天然气的综合利用教学设计思路

专题三

第一单元

第三课时

煤的综合利用

苯

教学设计

【教学目标】

1、知识与技能：

（ 1）认识化石燃料煤与有机物的关系。

（2）

掌握苯的结构和化学性质。

（3）

认识综合利用化石燃料对充分利用自然资源、防止污染、保障国民经济可持续发展等方面的意义。

2、过程与方法

. 能以苯的反应事实为依据，归纳出苯的主要化学性质。认识物质结构决定性质，性质又反映结构的辨证关系。体会科学研究的一般方法。

3、情感、态度与价值观：

通过对苯的性质的探究及苯的历史回顾，养成严谨求实勇于创新的科学精神，体验科学的灵感美。

【教学重点】

苯的分子结构、苯的化学性质

【教学难点】

苯的分子结构、苯的化学性质

【教学方法】

实验探究、归纳总结

【教学工具】

模型：苯分子的球棍模型和比例模型

仪器：试管、滴管、玻璃棒、酒精灯

药品：苯、溴水、酸性高锰酸钾溶液

【设计思路】

本节课主要介绍苯的物理性质、分子结构、化学性质中的燃烧性质，其重点和难点是苯的分子结构。我们以建构主义的学习理论为指导，采用自主探究教学的模式，通过学生已有的基础知识和学习方法来对苯分子的结构进行推断。根据学生已经学习的知识和在教师的引导下，掌握苯分子的发现过程。

【教学过程】

【引入】上一节课我们学习了“工业的血液—--石油”的组成和炼制。今天来学习被喻为“工业的粮食—--煤”的综合利用的有关知识。

【追问】在大部分人的意识中，“煤”就是“碳”的代名词，都是黑黑的固体都可燃烧，那么煤是不是碳呢？

【学生思考、回答】

【讲解】碳是单质，煤是有机物和无机物组成的混合物。煤是古代植物经地壳下高温、高压条件下复杂的物理、化学变化而转化得来的。煤是宝贵的地下矿物资源，它既是当今最主要的能源，又是十分重要的化工原料，但它是不可再生能源，所以人们非常关注煤的综合利用问题，即如何提高煤燃烧的热效率？如何减少煤燃烧引起的污染？如何从煤中提取分离宝贵的化石原料？请同学们阅读课本61页的相关内容，回答下列问题：

1.煤的综合利用的主要方法有哪些？

2.利用这些手段可以得到哪些重要的有机物？有什么重要意义？

【学生阅读、回答】

1.煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法。

2.气化可以得到可燃性气体，作为燃料或化工原料气；液化可以得到洁净的燃料油和化工原料；同时可以用水煤气合成液态碳氢化合物和含氧有机物；干馏得到煤焦油，从中可以提取出苯、备注

二甲苯、甲苯等物质，这些都是重要的化工原料。

【总结】煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，可得到固态的焦碳、液态的煤焦油、气态的焦炉煤气。它是复杂的物理、化学变化。

煤的综合利用

原理

干馏

气化

液化

使煤隔绝空气把煤中的有机把煤转化为液加强热，使其物转化为可燃体燃料的过程

分解的过程

性气体的过程

煤

煤

煤

原料

产品

焦炭、煤焦油、氢气、一氧化液体燃料（甲焦炉气

碳

醇、汽油等）

【综述】上面我们介绍了煤的干馏，也知道了干馏后的产物，请大家记住干馏的概念。

把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏。

【板书】一、煤的综合利用

1.

煤的气化

化学变化

水煤气：CO 、H2

的混合气体

2.煤的液化

化学变化

3煤的干馏

化学变化

干馏产品之一：煤焦油：苯，甲苯，二甲苯等

【提问】大家议论，前面讲的石油分馏和今天讲的煤的干馏有何区别？

【点题]：从煤焦油中分离得到一种重要的化工原料----苯。我们今天要来认识的一种新的烃——苯。

【展示】一瓶苯。观察并叙述物理性质。

【实验探究1】向试管中滴入3-5滴苯，观察苯的颜色与状态。再向试管中加入少量水，振荡后静置，观察现象。

现象：无色液体，不溶于水，密度小于水。

【板书】二、苯

1.苯的物理性质：无色有特殊气味的液体，有毒，易挥发，不溶于水，密度小于水，易溶于酒精。

【讲述】家里房子装修时，在购买墙面的涂料、家具、地板的油漆时，首要考虑的是涂料和油漆含有对健康不利的化学物质。在劣质的油漆和涂料中，主要是含有一些含有苯环的有机化合物，这一类的物质是疑似的致癌物质。

【过渡] 法拉第发现苯以后，法国化学家日拉尔立即对苯的组成进行测定，他发现苯仅有碳、氢两种元素组成,其中碳元素的质量分数为92.3%。苯蒸气的密度为同温同压下乙炔的3倍，你能确定苯的分子式吗？

【板书]2、苯分子的结构

分子式：C6H6

【思考] 按照学习烷烃、烯烃和炔烃的经验，你能通过苯的分子式C6H6提出对苯分子结构的猜想假设吗？

【学生活动] 写出可能的几种链烃的结构简式

A．

CH≡C—CH2—CH2—C≡CH

B．

CH3—C≡C—C≡C-CH3

C．

CH2=CH-CH=CH-C≡CH

D．

HC≡C-CH2-C≡C-CH3

【凯库勒介绍]

凯库勒（1829－1896）是德国化学家，经典有机化学结构理论的奠基人之一，1847年，考入吉森大学建筑系，由于听了一代宗师李比希的化学讲座，被李比希的魅力所征服，结果成为

化学家，他擅长从建筑学的观点研究化学问题，被人称为“化学建筑师”。

当时的凯库勒根据碳原子四价的理论和碳链学说，长时间苦苦思索，碳链的结构在脑海中跳动，纸上画出了6个碳原子和6个氢原子连成弯曲的蛇型、猴型、宝石型的几十种苯分子的结构图式，到底是什么呢？他百思不得其解，累极了，他半躺在安乐椅上，壁炉的温暖使他很快睡着了，他在睡梦中好像看到了6个碳原子连成了一条弯曲的蛇，每个碳原子上还带着一个氢原子的怪蛇，在慢慢蠕动，在爬，在摇头摆尾的跳摆舞，越跳越快，突然，不知为什么，怪蛇被激怒了，它竟然狠狠一口咬住了自己的尾巴，不动了，形成了一个环，一个蛇形的环，一个猴形的环。凯库勒睁眼一看，原来是一个梦，然而他把梦中的环迅速的记在了纸上——苯分子的环状结构。经过若干次的修正，最后他决定用六角环状结构来描述苯的分子结构。德国化学家凯库勒由于揭开这个谜而名垂青史。

凯库勒在1866年发表的一篇文章中提出了两个假说：

苯的6个碳原子形成环状闭链，即平面六角闭链

各碳原子之间存在单双键交替形式

【设问】如何通过实验来验证这些结构是否合理？

【学生回答】

含C＝C 或C≡C的物质可用溴水或酸性KMnO4溶液验

【演示实验] P66 观察与思考【实验2]

1.向1ml苯中滴加

1ml 酸性KMnO4溶液，振荡。

2.向1ml苯中滴加

1ml 溴水溶液，振荡。

【设问】你看到了哪些实验现象？通过对该现象的分析，你有什么结论? 【学生回答]苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。这说明

苯分子不存在碳碳双键，不存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构。

【讲述】苯分子中碳原子间的化学键是一种介于单键与双键之间的特殊共价键

【投影】苯的比例模型

苯分子具有平面正六边形结构

【展示】苯分子的球棍模型和比例模型

【板书】

结构式

结构简式

特点：（1）空间结构：平面正六边形；（2）碳碳之间的键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种独特的键；（3）六个碳原子等效，六个氢原子等效。

【过渡】结构决定性质，苯具有哪些性质呢？

【板书】3.苯的化学性质

【演示实验】观察与思考【实验3】

（1）

常温下稳定

不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

不能使溴水褪色。

（2）

在一定条件下可反应

a 可燃性

点燃

2C6H6

+ 15O2

→

12CO2

+ 6H2O 现象：明亮的火焰，有浓烟。

【提问】看看苯还有什么化学性质？这是一个什么反应类型？

【学生回答】取代反应

【板书】b取代反应

说明：酸混合顺序：先加浓硝酸，再加浓硫酸，再加苯

50-60℃：用水浴加温度计可以控制温度

硝基苯：无色液体，有毒，有苦杏仁气味，密度比水大，

其他的取代反应

【学生活动】引导学生分析苯和硝酸、氯气、浓硫酸反应的实质，巩固取代反应的定义。

C加成反应

催化

加热

说明：镍做催化剂

【说明】苯的特殊结构决定了苯的特殊的化学性质：既像烷烃一样可以取代，又像烯烃一样可以加成。关于苯的加成反应我们将在《有机化学基础》中学到。

【师生活动】共同得出本节课总结。

【总结】苯的化学性质：易取代、能加成、难氧化

【讲述】苯是重要的化工原料，用于生产苯胺、苯酚、尼龙等。

【板书】4.苯的用途

作有机化工原料，合成橡胶，合成纤维，塑料，制炸药，农药，医药，燃料，作有机溶剂。

【小结】通过本节课的学习，我们知道了综合利用煤的方法，用实验探究法学习了苯的结构及性质。苯环中特殊的碳碳键决定了它有与烷烃、烯烃不同的化学性质。

【作业】68页1、2 【板书设计】

一、煤的综合利用

一、煤的综合利用

1煤的气化

化学变化

水煤气：CO 、H2

的混合气体

2.煤的液化

化学变化

3、

煤的干馏

化学变化

干馏产品之一：煤焦油：苯，

甲苯，二甲苯等

二、苯

1.苯的物理性质：无色液体，有特殊气味，有毒，易挥发，不溶于水，密度小于水。

2.苯的分子结构

分子式

结构式

结构简式

C6H6

特点：（1）平面六边形；（2）碳碳之间的键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种独特的键；（3）六个碳原子等效，六个氢原子等效。

3.苯的化学性质

易取代、能加成、难氧化

（1）

常温下稳定

不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

不能使溴水褪色。

（2）

在一定条件下可反应

a 可燃性

点燃

2C6H6

+ 15O2

→

12CO2

+ 6H2O 现象：明亮的火焰，有浓烟。

H2SO4

b取代反应：C6H6

+ HNO3

→

C6H5NO2

+

H2O

50～60℃

. C加成反应

4.苯的用途

作有机化工原料，合成橡胶，合成纤维，塑料，制炸药，农药，医药，燃料，作有机溶剂。

【教学反思】：