第3课时 煤的综合利用 苯
1.了解煤的气化、液化和干馏的原理及主要产物。 2.认识苯的分子组成和结构
特征。
3．认识苯的化学性质及其应用。
煤的综合利用
煤的综 概念 合利用 把煤转化为可煤的 燃性气体的过气化 程 高温原理：C＋H2O(g)=====CO＋H2 产品：水煤气 催化剂原理：8CO(g)＋17H2(g)――→C8H18(l)＋8H2O(g) 煤的 液化 把煤转化为液体燃料的过程 催化剂CO(g)＋2H2(g)――→CH3OH(l) 产品：液态碳氢化合物和含氧有机化合物 将煤隔绝空气煤的 干馏 加强热，使其发生复杂的变化的过程 原理：隔绝空气加强热，发生复杂反应 产品：焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯等
1．判断正误
(1)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等。( ) (2)煤的干馏和石油的分馏均为物理变化。( ) (3)煤的干馏产物焦炉煤气属于混合物。( )
获得苯、甲苯和二甲苯等有机化合物 制备洁净的燃料油 和化工原料 制备燃料或化工原料气 原理及产品 应用 (4)干馏的目的主要是获得大量的乙烯。( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．煤是我国的一种主要能源，在使用煤资源时，下列所采取的措施不合理的是( ) A．燃煤时应将块煤粉碎或磨成粉末 B．燃煤时应通入足量的空气，且越多越好 C．将煤制成水煤气 D．将煤经过处理制成甲醇等
解析：选B。将块煤粉碎或磨成粉末，固体颗粒变小，反应更加充分，A选项正确；燃煤时，通入的空气能使煤完全燃烧即可，不是越多越好，因为过多的空气会带走大量的热，B选项错误；煤气化后利用率高，污染少，C选项正确；煤经过处理制成甲醇可以减少污染，D选项正确。
3．下列叙述正确的是( ) A．煤的干馏和石油的分馏原理相同 B．将煤进行干馏可直接生成NH4HCO3 C．如图所示装置可用于实验室中煤干馏 D．煤干馏和石油分馏都必须采取环境保护措施
解析：选D。煤的干馏属于化学变化，石油的分馏属于物理变化，二者原理不同。煤干馏的条件之一是高温，NH4HCO3受热易分解，故将煤进行干馏不可能直接生成NH4HCO3。题图为蒸馏装置，而干馏是固态物质隔绝空气加强热使其分解产生新物质，故题图所示装置不能用于实验室中煤干馏。煤干馏和石油分馏都会产生环境污染物，故必须采取环境保护措施。
苯
1．苯的组成和结构
分子 分子结构 组成 分子式 结构式 结构简式 球棍模型 比例模型 分子模型 C6H6 苯分子的结构特点： (1)苯分子具有平面正六边形结构。
(2)6个碳原子、6个氢原子均在同一平面上。 (3)各个键角都是120°。
(4)分子中的碳碳键既不是碳碳单键也不是碳碳双键，而是介于单、双键之间的特殊共价键。
2.苯的物理性质,苯是无色、有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水。 3.苯的化学性质
苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水因发生化学反应而褪色，由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大差别。
(1)苯在催化剂(Fe或FeBr3)作用下与液溴发生取代反应，化学反应方程式为
(2)苯能与H2在催化作用下发生加成反应，化学反应方程式为点燃(3)苯在空气中燃烧：2C6H6＋15O2――→12CO2＋6H2O。 4．苯的用途
(1)一种重要的有机化工原料，广泛用于生产合成橡胶、合成纤维、塑料、农药、医药、染料、香料等。
(2)常用做有机溶剂。
1．判断正误
(1)苯分子中含有碳碳单键，该键稳定，不易发生反应。( ) (2)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，说明其分子中不含碳碳双键。( ) (3)苯能使溴的四氯化碳溶液因发生反应而褪色。( ) (4)苯可用于萃取溴水中的溴。( )
(5)标准状况下，11.2 L苯中含3NA个C—H键。( ) 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2．把苯倒入盛有水的试管中，振荡静置，发现_____________________________________ __________________，说明苯的密度比水________，而且________溶于水。若在上述试管中加入少量碘水振荡，静置，又发现________________________，说明苯是很好的________剂。
答案：液体分层，且苯在上层，水在下层 小 难 碘水褪色，苯层(上层)呈紫红色 萃取
1．甲烷、乙烯和苯的比较
分子式 甲烷 CH4 乙烯 C2H4 苯 C6H6 结构简式 CH4 CH2===CH2 空间构型 碳碳键 状态 燃烧 正四面体 单键 气态 安静燃烧，产生淡蓝色火焰 不褪色 不褪色 能 不能 平面结构 双键 气态 火焰明亮、伴有黑烟 平面正六边形 介于单键和双键之间特殊的共价键 液态 火焰明亮、伴有浓烟 不能反应，但能使溴水因萃取而褪色 不褪色 能 能 溴水 酸性KMnO4溶液 取代反应 加成反应 2.烃的燃烧规律 褪色 褪色 — 能 (1)烃(CxHy)燃烧通式
y点燃yCxHy＋(x＋)O2――→xCO2＋H2O
42
(2)气态烃燃烧前后气体的体积变化
在T＞100 ℃时，ΔV＝(x＋)－[1＋(x＋)]＝－1。
244当y＞4时，ΔV＞0，即气体体积增大； 当y＝4时，ΔV＝0，即气体体积不变； 当y＜4时，ΔV＜0，即气体体积减小。
(3)烃燃烧时耗氧量n(O2)、生成二氧化碳量n(CO2)、生成水量n(H2O)的比较 烃CxHy燃烧时，n(O2)＝x＋，n(CO2)＝x，n(H2O)＝。 42
①质量相同、含氢质量分数较大的烃，燃烧时耗氧量较多、生成二氧化碳的量较少、生成水的量较多。
②最简式相同的烃，不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，燃烧时耗氧量、生成二氧化碳的量、生成水的量也一定。
下列叙述正确的是( )
A．苯在催化剂作用下能与溴水发生取代反应
B．在苯中加入酸性KMnO4溶液，振荡后静置，上层液体为紫红色
C．1 mol苯能与3 mol H2发生加成反应，说明在苯环中含有3个碳碳双键 D．用冰冷却苯，苯可以凝结成无色的晶体
[解析] 苯与溴的催化取代反应中溴必须是纯液溴，苯与溴水不发生化学反应；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，又不相溶，且苯比水轻，故上层为苯，下层为紫红色的酸性KMnO4溶液；在苯环中不存在碳碳双键，更不含有3个碳碳双键；因苯的熔点为5.5 ℃，比0 ℃高，故用冰冷却苯时，可得到苯的无色晶体。
[答案] D
苯乙烯是一种重要的有机化工原料，其结构简式为能具有的性质是( )
A．易溶于水，不易溶于有机溶剂 B．在空气中燃烧产生浓烟
C．既能使溴的四氯化碳溶液褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．能发生加成反应，在一定条件下1 mol苯乙烯可与4 mol 氢气加成
CH ===CH2，它一般不可
yyyyy解析：选A。因苯乙烯为烃，故难溶于水，易溶于有机溶剂，A错误；其分子式为C8H8，与苯(C6H6)具有相同的最简式，故燃烧时现象相同，B正确；因分子中含碳碳双键，故能与Br2发生加成反应，能被酸性KMnO4溶液氧化，C正确；1 mol苯基能与3 mol H2发生加成，1 mol碳碳双键能与1 mol H2加成，D正确。
苯的分子结构
1．能够说明苯分子中碳原子间不存在单、双键，而是所有碳碳键完全相同的事实是( )
①甲苯无同分异构体
②苯分子中各原子均在一个平面内，各键键角均为120° ③邻二甲苯只有一种
④1 mol苯最多只能与3 mol H2加成 A．①④ C．①②
B．②③ D．③④
解析：选B。苯分子中各原子均在一个平面内，各键键角均为120°，说明苯分子中六元环上的碳碳键键长相等，若由单、双键构成，其键长不可能相等，单键键长一定大于双键
键长，故②正确；若苯分子中碳原子间存在单、双键，则邻二甲苯有和
两种结构，但事实上邻二甲苯只有一种结构，则说明所有的碳碳键完
全相同，故③正确。
2．下列说法错误的是( )
A．苯分子结构中对位上的4个原子在一条直线上 B．苯的结构简式可用
表示
C．苯分子是平面结构，分子中含有三个“D．苯是一种碳原子的价键远没有饱和的烃
”
解析：选C。苯分子具有平面正六边形结构，对位上的4个原子在一条直线上，A正确；苯的结构简式可用表示，B正确；苯分子中不存在碳碳双键，而是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键，C错误；从苯的分子式可以看出，苯是一种碳原子的价键远没有饱和
的烃，D正确。
苯的性质及应用
3．为了证明液溴与苯发生的反应是取代反应，有如图所示装置。则装置A中盛有的物质是( )
A．水 C．CCl4
B．NaOH溶液 D．NaI溶液
解析：选C。在催化剂的作用下，苯环上的氢原子被溴原子取代，生成溴苯，同时有溴化氢生成，AgNO3溶液的作用为检验生成的溴化氢，利用溴化氢电离出的溴离子和银离子反应，生成淡黄色沉淀溴化银，由此来检验溴和苯发生了取代反应，但溴会对HBr的检验产生干扰，因此A中液体的作用就是除掉HBr中的Br2。Br2在水中的溶解度不大，HBr在水中的溶解度大，不能除掉Br2，A错误；HBr能与NaOH发生中和反应，B错误；Br2易溶于CCl4，HBr不溶于CCl4，C正确；HBr在NaI溶液中的溶解度大而被吸收，D错误。
4．下列关于苯的性质叙述正确的是( )
A．反应①常温下不能进行，需要加热
B．反应②不能发生，但是有分层现象，紫色层在下层 C．反应③为加成反应，产物是硝基苯和水
D．反应④能发生，从而证明苯中是单、双键交替结构
解析：选B。在FeBr3催化作用下，苯与液溴的取代反应不需要加热，A错误；苯的性质稳定，不与酸性KMnO4溶液反应，也互不溶解，苯的密度比水小在上层，下层呈紫色，B正确；苯与浓硝酸在浓H2SO4催化加热条件下发生取代反应，生成硝基苯和水，C错误；苯的组成不饱和，具有特殊结构，不是单、双键交替结构，D错误。
烃燃烧规律及应用
5．下列物质完全燃烧后，生成的二氧化碳的物质的量是生成的水的物质的量的两倍的是( )
A．酒精
B．苯
C．乙烷 D．丙烯(C3H6)
解析：选B。有机化合物中的碳、氢原子个数之比为1∶1时，燃烧生成的二氧化碳的物质的量是生成的水的物质的量的两倍，答案选B。
6．下列各组烃只要总物质的量一定，不论以任何比例混合，完全燃烧时耗氧量相同的是( )
A．CH4 C2H6 B．C2H4 C3H6 C．C2H2 C3H6 D．C5H10 C6H6
解析：选D。要使任意比例混合的烃，总物质的量一定时，完全燃烧时耗氧量相同，则混合物中各种烃等物质的量完全燃烧时耗氧量应相同，1 mol CxHy完全燃烧消耗(x＋) mol
4氧气，C5H10与C6H6各1 mol，完全燃烧时都消耗7.5 mol氧气，符合条件。
7．将0.2 mol两种气态烃组成的混合物完全燃烧，得到6.72 L 二氧化碳(标准状况下)和7.2 g水。请回答：
(1)此混合烃中____________。 A．一定有乙烯 B．一定没有甲烷 C．一定有甲烷 D．可能有乙烷
(2)如果混合物中含有乙烯，将0.2 mol混合物通过足量溴水，溴水增重2.8 g，则乙烯占混合气体的体积分数为____________。
解析：(1)CO2的物质的量为
6.72 L7.2 g
－1＝0.3 mol，H2O的物质的量为－1＝
22.4 L·mol18 g·mol
y0.4 mol；根据原子守恒可知，0.2 mol气态烃的混合物中含有碳原子0.3 mol、氢原子0.8 mol，故混合物平均组成为C1.5H4；分子中所含碳原子少于1.5的只有甲烷，故一定有甲烷。甲烷分子中含有4个氢原子，故另一种烃中含有的氢原子数也必为4个，一定没有乙烷。(2)2.8 g
和溴水反应的只有乙烯，即混合物中含乙烯2.8 g，其物质的量为－1＝0.1 mol，
28 g·mol故乙烯占混合气体的体积分数为50%。
答案：(1)C (2)50%
重难易错提炼
1.将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏，属于化学变化。 2.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。
3.苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子和6个氢原子在同一平面上，6个碳原子构
成正六边形。苯环上的碳碳键完全相同，分子中不含有碳碳单键和碳碳双键。
4.苯与酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液均不反应。
点燃
5.苯的燃烧：2C6H6＋15O2――→12CO2＋6H2O(明亮火焰、浓烟)，苯的硝化：
浓硫酸＋HNO3――→ △
6.苯常用作溶剂、萃取剂。
NO2＋H2O。
相关推荐：
loading