第一单元 化石燃料与有机化合物教学设计及说课稿

化石燃料与有机化合物的总复习

学习目标

1、认识化石燃料和有机物的关系。

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

3、了解甲烷、乙烯、乙炔、苯等的主要性质和应用。并了解取代反应和加成反应。

重点难点

1、理解甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构和性质，建立基本的结构决定性质，性质体现结构的化学思维。

2、了解石油炼制的基本原理，知道煤深加工的常用方法。

学习内容

仅含有碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称为烃。碳原子之间都以单键相结合，其余的价键均与氢原子结合并被“饱和”，这一系列化合物称为烷烃；其分子组成用CnH2n+2 (n≥1)表示。

烃的自然界主要来源是化石燃料。天然气的主要成分是甲烷。石油的化学成分主要是各种液态的烃；石油裂解已成为生产乙烯的主要方法，而乙烯的产量是衡量石油化工发展水平的标志。煤主要含碳元素，是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物；煤的综合利用是苯等有机物的主要来源。

一、天然气的利用

甲烷

H 1、甲烷的分子结构

H C H 分子式：CH4

；结构式：

分子呈正四面体结构，4个C-H键之间的夹角109°28′。

2、甲烷的化学性质和用途

H (1)氧化反应: 点燃

①燃烧：CH4＋2O2

CO2＋2H2O 可作为高效、较洁净的燃料。

②催化氧化：CH4＋H2O

催化剂

CO＋3H2

△

生成的混合气体能合成甲醇。

(2)取代反应：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。

光

光

光

如：CH4+Cl2

CH3Cl+HCl；CH3Cl+Cl2

CH2Cl2+HCl；CH2Cl2+Cl2

CHCl3+HCl

光

CHCl3+Cl2

CCl4+HCl

反应生成的三氯甲烷和氟化氢反应，可制氟利昂。

高温

(3)裂解反应:CH4

C+2H2

制炭黑和氢气。

二、石油炼制

乙烯

1、石油炼制

（1）石油分馏：加热时，碳原子数少的烃，沸点低，先汽化，经冷凝先分离出来，这样继续加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。主要产品为汽油、煤油和柴油等轻质油。

（2）催化裂化：在催化剂存在条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂成相对分子质量小、沸点低的烃。其目的是提高汽油的产量和质量。

（3）石油的裂解：是在更高温度下，深度裂化，以获得短链不饱和链烃为主要成分的石油加工过程。裂解气的主要成分有“三烯”:乙烯、丙烯、异丁烯。

2、乙烯与乙炔

（1）分子结构

乙烯分子式：C2H4；结构简式：CH2＝CH2；所有原子处在同一平面上，各个键之间的夹角120°。 乙炔分子式：C2H2；结构简式：HC≡CH；所有原子在同一条直线上，各个键之间的夹角180°。

（2）化学性质

①加成反应：有机物分子中双键（或三键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成

新的化合物的反应。

催化剂

催化剂

如：CH2＝CH2＋HCl

CH3CH2Cl；CH≡CH＋HCl

CH2＝CHCl ②氧化反应：都可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水；都可被KMnO4酸性溶液氧化，使其褪色。

三、煤的综合利用

1、煤的综合利用

（1）煤的气化和液化

高温

煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程。如: C(s)＋H2O(g)

CO(g)＋H2(g) 煤的液化是把煤转化成燃料油、含氧有机物等液态燃料的过程。

（2）煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。主要产品为固体(焦炭)、液体(煤焦油、粗氨水)和气体(焦炉气)。

2、苯

（1）苯的分子结构

分子式：C6H6；结构简式： 或 ；分子呈平面正六边形结构，各个键之间的夹角120°。苯分子中并无碳碳双键，而是一个介于单、双键之间的特殊的键。

（2）苯的化学性质：易取代，可加成，难氧化（不包括燃烧。苯完全燃烧时生成水和二氧化碳。）

浓硫酸

①取代反应：

+Br2

Fe

Br

+HBr；

+HNO3

NO

2

+ H2O 60℃

②加成反应: +3H2

催化剂

例题解析

△

例1 在常温常压下，等物质的量的下列物质完全燃烧，消耗氧气最多的是

A

甲烷

烃完B

乙醇

全燃烧时C

苯

耗氧量D

乙酸乙酯

规律：y点燃y烃燃烧通式为CxHy＋(x＋4)O2――→xCO2＋2H2O yy(1)物质的量相同的烃，(x＋4)越大，耗氧量越多，若两种烃(x＋4)相等，则耗氧量相同。

yy(2)质量相同的烃，越大(含氢量越大)，则耗氧量越多，若两种烃的xx相等，质量相等时，则耗氧量相同。

xx(3)质量相同的烃，越大(含碳量越大)，则生成的CO若两种烃的2越多，yy相等，质量相等时，则生成的CO2和H2O的量均相等。

例2．有机物种类繁多，性质变化复杂，下列关于有机物的说法错误的

A．肥皂是高级脂肪酸与甘油的酯化产物

B．加热能杀死病毒是因为病毒的蛋白质受热变性

C．乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和碳酸钠溶液鉴别，也可以用闻气味的方法鉴别

D．煤的干馏、煤的气化和液化均是化学变化（P65）

煤的干馏、气化、液化都属于化学变化

石油的分馏属于物理变化

石油的裂化、裂解都能得到短链烃

石油裂化能提高轻质油的产量和质量；石油裂解得到气态短链烃（P62-63）

例3 不能使蛋白质变性的物质是（1）浓硝酸 （2）福尔马林 （3）硝酸银 （4）硫酸铵 （5）硫酸铜 （6）氢氧化钠 （7）乙醇．

A

（1）（2）

B

（4）（5）

C

（4）

D

（4）（7）

蛋白质的盐析：在蛋白质中加入某些浓的无机盐溶液[(NH4)2SO4溶液、Na2SO4溶液、NaCl溶液等]；盐析属于物理变化，可逆；可用盐析、渗析的方法分离提纯蛋白质

蛋白质的变性：在热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、福尔马林作用下，蛋白质的性质会改变发生凝聚。蛋白质的变性属于化学变化

蛋白质的颜色反应：加浓硝酸会变黄，可鉴别某些蛋白质、

蛋白质有烧焦羽毛的特殊气味，可用来鉴别毛料纤维和合成纤维

例4下列物质中既能发生氧化反应，又能发生还原反应的是

A

甲醇

B乙酸

C甲醛

D

乙酸乙酯

还原反应：加H去O，上述物质中只有醛基中的碳氧双键可以与氢气加成

补充：烯烃、炔烃、苯等与氢气的加成都属于还原反应

取代反应：烷烃与卤素单质、苯与卤素单质、苯与硝酸、酯化反应、水解反应

加成反应：苯、碳碳双键、碳碳叁键、醛基与氢气

氧化反应：大多数有机物燃烧（除四氯化碳）、加O去H（醇催化氧化成醛、醛氧化成酸、醇酸性高锰酸钾氧化成酸）葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液的反应、与银氨溶液的反应

加聚反应：含碳碳双键或碳碳叁键

缩聚反应：除形成高聚物外，还有小分子化合物