來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料-XIUGAI

第二節(jié)

來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料乙烯是石油化工的基本有機(jī)原料，目前約有75％的石油化工產(chǎn)品由乙烯生產(chǎn)，它主要用來(lái)生產(chǎn)聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧乙烷/乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙醇、醋酸乙烯等多種重要的有機(jī)化工產(chǎn)品，乙烯產(chǎn)量已成為衡量一個(gè)國(guó)家石油化工工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。因此，乙烯行業(yè)也對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。苯在工業(yè)上用途很廣,接觸的行業(yè)主要有染料工業(yè),用于農(nóng)藥生產(chǎn)及香料制作的原料等,苯又作為溶劑和粘合劑用于造漆、噴漆、制藥、制鞋及苯加工業(yè)、家具制造業(yè)等。一、乙烯6個(gè)原子共平面鍵角120°思考：①、碳碳雙鍵的鍵能(615KJ/mol)小于碳碳單鍵鍵能(348KJ/mol)的2倍，這說(shuō)明了什么問題？碳碳雙鍵中的2個(gè)鍵不同1.乙烯的組成和結(jié)構(gòu)H×C∷C×HHH···××·HHH—C

C—H∣∣CH2＝CH2電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式正誤CH2=CH2H2C=CH2CH2CH2正名稱(化學(xué)式)乙烯(C2H4)乙烷(C2H6)結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式碳碳鍵類別鍵角分子中各原子相對(duì)位置H?C=C?HHHＨ－Ｃ－Ｃ－ＨＨＨＨＨＣＨ２＝ＣＨ２ＣＨ３－ＣＨ３雙鍵（Ｃ＝Ｃ）單鍵（Ｃ－Ｃ）120°109°28′碳原子和氫原子在同一平面上碳原子和氫原子不在同一平面上乙烷為飽和烴，乙烯為不飽和烴。乙烯和乙烷的比較2、物理性質(zhì)：無(wú)色、稍有氣味的氣體；難溶于水；密度略小于空氣（標(biāo)況1.25g/L）不飽和烴：p67烯烴：p67石蠟油的分解實(shí)驗(yàn)石蠟油：17個(gè)C以上的烷烴混合物①②碎瓷片：催化劑③加熱位置：碎瓷片④將生成氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中。⑤生成的氣體通入溴的四氯化碳溶液⑥點(diǎn)燃?xì)怏w3、化學(xué)性質(zhì)：⑴氧化反應(yīng)：現(xiàn)象：火焰明亮、伴有黑煙規(guī)律：含碳量越高，黑煙越大。C2H4+3O2

2CO2+2H2O

點(diǎn)燃①可燃性(點(diǎn)燃前驗(yàn)純)②乙烯與酸性KMnO4溶液現(xiàn)象：紫紅色褪去結(jié)論：乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色——鑒別乙烯和甲烷CH2＝CH2+KMnO4+H2SO4CO2+MnSO4+K2SO4+H2O練習(xí)：配平下列方程式：思考：甲烷中混有乙烯，應(yīng)如何除去？將乙烯通入溴的CCl4溶液中現(xiàn)象：橙色褪去H—C＝C—H＋Br—BrH—C—C—HHHBrBrHH1,2-二溴乙烷⑵加成反應(yīng)：碳碳雙鍵中有一個(gè)鍵易斷

乙烯分子內(nèi)碳碳雙鍵的鍵能（615KJ/mol）小于碳碳單鍵鍵能（348KJ/mol）的二倍，說(shuō)明其中有一條碳碳鍵鍵能小，容易斷裂。加成反應(yīng)：不飽和鍵斷開，其他原子或原子團(tuán)連在原不飽和碳原子上。CH2=CH2+H2CH3CH3催化劑乙烯水化法制乙醇CH3—CH2Cl(氯乙烷)CH2=CH2+H—Cl催化劑△CH2=CH2+H—OHCH3CH2—OH(乙醇)催化劑△要獲得CH3CH2Cl有兩種方法，方法一：CH3CH3和Cl2取代，方法二：CH2=CH2和HCl加成，哪種方法好？(3)聚合反應(yīng)nCH2=CH2[CH2—CH2]n

催化劑（聚乙烯）小分子有機(jī)物變大分子有機(jī)物——聚合反應(yīng)以加成的方式聚合為加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)鏈節(jié)聚合度單體說(shuō)明：1、聚乙烯無(wú)固定熔沸點(diǎn)。2、聚乙烯、聚氯乙烯等白色塑料廢棄物，微生物不能降解，是白色污染物?，F(xiàn)在用可降解塑料聚乳酸

來(lái)代替，它可以被乳酸菌分解為無(wú)毒物質(zhì)。4.乙烯的用途（1）有機(jī)化工原料（2）植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，催熟劑1、能用于鑒別甲烷和乙烯的試劑是()

A.溴水B.酸性高錳酸鉀溶液

C.苛性鈉溶液D.四氯化碳溶液2.既可以使溴水褪色,又可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色的氣體有()

A.COB.CO2C.C2H4D.C2H6ABC3.乙烯發(fā)生的下列反應(yīng)中,不屬于加成反應(yīng)的是()

A.與氫氣反應(yīng)生成乙烷

B.與水反應(yīng)生成乙醇

C.與溴水反應(yīng)使之褪色

D.與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水D

4、制取一氯乙烷最好采用的方法是()

A.乙烷和氯氣反應(yīng)B.乙烯和氯氣反應(yīng)

C.乙烯和氯化氫反應(yīng)D.乙烷和氯化氫反應(yīng)

C評(píng)價(jià)與反饋：（1）請(qǐng)說(shuō)明加成反應(yīng)與取代反應(yīng)的區(qū)別。（2）請(qǐng)說(shuō)明乙烯的重要用途。取代：有進(jìn)有出加成：只進(jìn)不出有機(jī)化工原料植物催熟劑名稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式沸點(diǎn)相對(duì)密度乙烯CH2=CH2-103.70.566丙烯CH2=CHCH3-47.40.51931－丁烯CH2=CHCH2CH3-6.30.59511－戊烯CH2=CH(CH2)2CH3300.64051－己烯CH2=CH(CH2)3CH363.30.67311－庚烯CH2=CH(CH2)4CH393.60.6970部分烯烴的沸點(diǎn)和相對(duì)密度走進(jìn)苯的世界

MichaelFaraday

(1791-1867)

19世紀(jì)歐洲許多國(guó)家都使用煤氣照明，煤氣通常是壓縮在桶里貯運(yùn)的，人們發(fā)現(xiàn)這種桶里總有一種油狀液體，但長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人問津。英國(guó)科學(xué)家法拉第對(duì)這種液體產(chǎn)生了濃厚興趣，他花了整整五年時(shí)間提取這種液體，1825年從中得到了一種無(wú)色油狀液體——苯。

MichaelFaraday

(1791-1867)

此后,法國(guó)化學(xué)家熱拉爾等人又確定了苯的分子式為C6H6,但苯分子結(jié)構(gòu)是十九世紀(jì)化學(xué)一大謎。凱庫(kù)勒（1829—1896）是德國(guó)化學(xué)家，經(jīng)典有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的奠基人之一。1847年考入吉森大學(xué)建筑系，由于聽了一代宗師李比希的化學(xué)講座，被李比希的魅力所征服，結(jié)果成為化學(xué)家，他擅長(zhǎng)從建筑學(xué)的觀點(diǎn)研究化學(xué)問題，被人稱為“化學(xué)建筑師”?！盎瘜W(xué)建筑師”凱庫(kù)勒的主要貢獻(xiàn)：1.用現(xiàn)代語(yǔ)言把有機(jī)化學(xué)定義為研究碳化合物的化學(xué)。2.提出有機(jī)化合物中碳的四價(jià)理論。3.提出有機(jī)物的碳鏈學(xué)說(shuō)。4.提出苯分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)理論。苯的分子結(jié)構(gòu)假說(shuō)

凱庫(kù)勒在1866年發(fā)表的“關(guān)于芳香族化合物的研究”一文中，提出兩個(gè)假說(shuō)：1.苯的6個(gè)碳原子形成環(huán)狀閉鏈，即平面六邊形環(huán)。2.各碳原子之間存在單雙鍵交替形式。凱庫(kù)勒科學(xué)家探索苯分子結(jié)構(gòu)的艱辛歷程問題思考：苯是否具有乙烯類似的化學(xué)性質(zhì)？可設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明？0.5ml溴水1ml苯1ml苯0.5mlKMnO4(H+)溶液

振蕩振蕩（）（）上層橙黃色下層幾乎無(wú)色分層，上層為油狀物，下層為水無(wú)色，有特殊氣味，常溫下為液態(tài)，密度比水小，不溶于水分層，上層無(wú)色溶液，下層依然紫色結(jié)論：苯與酸性高錳酸鉀、溴水都不反應(yīng)，由此說(shuō)明苯中不存在與乙烯相同的雙鍵凱庫(kù)勒的結(jié)構(gòu)式還存在缺陷苯的6個(gè)碳原子形成環(huán)狀閉鏈，即平面六邊形環(huán)。2.各碳原子之間存在單雙鍵交替形式。正確錯(cuò)誤苯分子中碳碳之間的化學(xué)鍵究竟是怎樣的？與性質(zhì)完全不同，是兩種物質(zhì)－CH3－CH3CH3－CH3－判斷：

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）苯分子是平面六邊形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；（2）苯分子中碳碳之間的鍵是介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵；（3）苯分子中六個(gè)碳原子等效，六個(gè)氫原子等效?？茖W(xué)研究表明：苯分子里6個(gè)C原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的特殊(獨(dú)特)的鍵。苯的一取代物只有一種分子式C6H6一、苯的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CCCCCCHHHHHH(凱庫(kù)勒式）鮑林式凱庫(kù)勒式鮑林式

●苯分子具有平面的正六邊形結(jié)構(gòu)。

●各個(gè)鍵角都是120°

●碳碳之間鍵長(zhǎng)都是1.40×10-10米。它不同于一般的單鍵(C—C鍵鍵長(zhǎng)是1.54×10-10m也不同于一般的雙鍵(C=C鍵鍵長(zhǎng)是1.33×10-10m)。從苯跟高錳酸鉀溶液和溴水都不起反應(yīng)的事實(shí)和測(cè)定的碳碳間鍵長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，充分說(shuō)明苯環(huán)上碳碳間的鍵應(yīng)是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵。簡(jiǎn)寫為凱庫(kù)勒式【思考】苯分子是否為單雙鍵交替結(jié)構(gòu)?C-C1.54×10-10mC=C1.33×10-10m

小結(jié)：苯的分子組成和結(jié)構(gòu)C6H6

六個(gè)碳原子和六個(gè)氫原子在同一平面上，形成正六邊形鍵角：120°分子內(nèi)不是單雙鍵相間，存在著大π鍵苯的結(jié)構(gòu):【思考】請(qǐng)你推測(cè)苯應(yīng)該具有什么樣的性質(zhì)?

二、苯的物理性質(zhì)：無(wú)色、有特殊氣味、比水輕、難溶于水、易揮發(fā)(沸點(diǎn)：80.1℃熔點(diǎn)：5.5℃）有毒的透明液體，良好的有機(jī)溶劑。

石獅地區(qū)小作坊制鞋業(yè)很多,占半數(shù)以上的女職工都患有不同程度的四肢麻木，肌肉萎縮，頭暈、渾身乏力，牙齦、鼻孔經(jīng)常出血,個(gè)別嚴(yán)重的已癱瘓?jiān)诖病Ｔ斐蛇@種現(xiàn)狀的主要原因是：使用苯膠造成的苯中毒。三、苯的化學(xué)性質(zhì)

1、穩(wěn)定性:苯不與酸性KMnO4溶液和溴水反應(yīng)2、取代反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng):(苯與溴的反應(yīng))苯環(huán)上的H原子被鹵素原子所代替的反應(yīng)+Br2FeBr3+HBrBrBr+Br2FeBr3+HBrC6H6

+Br2FeBr3C6H5Br+HBr

(1).苯與溴的取代反應(yīng)

[實(shí)驗(yàn)1]苯和液溴在鐵粉作用下反應(yīng)[現(xiàn)象]錐形瓶中有淡黃色沉淀導(dǎo)管口有白霧溶液沸騰燒瓶?jī)?nèi)有褐色不溶于水的油狀液體產(chǎn)生

如何證明苯和溴的反應(yīng)是取代而不是加成？制溴苯實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問題1.加入藥品的順序：苯、液溴、鐵粉2.左燒瓶上方長(zhǎng)導(dǎo)管的作用：冷凝、回流苯和溴、導(dǎo)氣3.導(dǎo)管末端貼近液面：防止倒吸5.溴苯的顏色和狀態(tài)如何？怎樣除去溴苯中的溴？溴苯是無(wú)色液體，實(shí)驗(yàn)得到的溴苯呈紅褐色是因?yàn)槿芙饬虽宓木壒?。用稀堿液除去溴苯中的溴，然后分液。6.根據(jù)什么現(xiàn)象證明發(fā)生的是取代反應(yīng)而不是

加成反應(yīng)？

（1）產(chǎn)物有兩種。（除生成溴苯還有氣體產(chǎn)生）

（2）有HBr生成(遇硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃沉淀)4.燒瓶的膠塞最好用錫萡包起來(lái):防止膠塞被溴、苯腐蝕。溴苯溴苯為無(wú)色液體，比水重A.苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)，和溴水發(fā)生萃取B.長(zhǎng)導(dǎo)管起冷凝、回流、導(dǎo)氣的作用C.揮發(fā)出的HBr氣體用水吸收，導(dǎo)氣管在液面之上D.溴苯是無(wú)色液體，被溴染成褐色。加NaOH溶液，通過(guò)分液法除溴E.以鐵做催化劑，苯也能與其他鹵素發(fā)生取代－鹵代(2)苯的硝化反應(yīng)：被－NO2取代有黃色油狀物產(chǎn)生注意：A.藥品順序B.水浴加熱C.濃硫酸作用D.長(zhǎng)導(dǎo)管的作用溫度計(jì)的位置E.硝基苯溶有NO2而顯黃色，用水除雜硝基苯是有苦杏仁味、無(wú)色、比水重、有毒的油狀液體。實(shí)驗(yàn)步驟:①先將1.5mL濃硝酸注入大試管中,再慢慢注入2mL濃硫酸,并及時(shí)搖勻和冷卻.②向冷卻后的酸中逐滴加入1mL苯,充分振蕩,混和均勻.③將混合物控制在50-60℃的條件下約10min,實(shí)驗(yàn)裝置如左圖.④將反應(yīng)后的液體倒入盛冷水的燒杯中,可以看到燒杯底部有黃色油狀物生成,經(jīng)過(guò)分離得到粗硝基苯.⑤粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5%NaOH溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌.將用無(wú)水CaCl2干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸餾,得到純硝基苯.②水浴:a.溫度要控制在100℃以下b.受熱均勻

注意:①濃硝酸和濃硫酸的混合酸要冷卻到50－60℃以下，再慢慢滴入苯，邊加邊振蕩，因?yàn)榉磻?yīng)放熱，溫度過(guò)高，苯易揮發(fā)，且硝酸也會(huì)分解，同時(shí)苯和濃硫酸在70－80℃時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)。③溫度計(jì)的位置，必須懸掛在水浴中。④長(zhǎng)導(dǎo)管的作用：冷凝回流。⑤不純的硝基苯顯黃色，因?yàn)槿苡蠳O2，而純凈硝基苯是無(wú)色，有苦杏仁味，比水重油狀液體。3、苯的加成反應(yīng)：與氫氣的加成反應(yīng)：跟氯氣的加成反應(yīng)

4、可燃性

[實(shí)驗(yàn)]在小坩鍋內(nèi)倒入少量苯點(diǎn)燃[現(xiàn)象]明亮火焰，大量黑煙[原因]苯分子中含碳量較大[方程式]2C6H6+15O212CO2+6H2O點(diǎn)燃小結(jié)：苯中的化學(xué)鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間獨(dú)特的鍵，大π鍵飽和性不飽和性不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色能與純溴、濃硝酸、濃硫酸等發(fā)生取代反應(yīng)—能與氫氣、氯氣發(fā)生加成反應(yīng)

推廣：含有苯環(huán)的物質(zhì)均應(yīng)具有此種性質(zhì)

用途：合成橡膠；制造農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、香料的原材料、是一種常用的有機(jī)溶劑練習(xí)1.實(shí)驗(yàn)室里用溴和苯反應(yīng)制取溴苯。得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸餾；②水洗；③用干燥劑干燥；④用l0％的NaOH溶液洗。正確的操作順序是 （ ）A．①②③④②

B．②④②③① C．④②③①② D．②④①②③B練習(xí)2.將溴水和苯混合振蕩，靜置后分液分離，讓分離出的苯置于一試管中，加入某些物質(zhì)后可以在試管口產(chǎn)生白霧，這種物質(zhì)是A．亞硫酸鈉 B．溴化鐵 C．鋅粉 D．鐵粉BD2.下列各組中互為同分異構(gòu)體的是（）A.B.C.D.CD四、苯的同系物1、芳香烴：分子里含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴。2、芳香族化合物：分子里有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的化合物。3、苯的同系物：只含有一個(gè)苯環(huán)，且側(cè)鏈為碳碳單鍵的芳香烴。

A.定義:B.通式：結(jié)構(gòu)特點(diǎn):只含有一個(gè)苯環(huán),苯環(huán)上連結(jié)烷基.

苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物CnH2n-6(n≥6)

常見的苯的同系物一CH3一一CH3CH3C7H8C8H10鄰-二甲苯甲苯一C2H5乙苯C8H10對(duì)比思考:1.比較苯和甲苯結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn),推測(cè)甲苯的化學(xué)性質(zhì).2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的推測(cè).實(shí)驗(yàn)探究:1.取苯、甲苯各2分別注入2支試管中，各加入3滴KMnO4酸性溶液，充分振蕩，觀察現(xiàn)象。結(jié)論:甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化COOHKMnO4H