化石燃料與有機化合物剖析

化石燃料與有機化合物剖析第1頁/共41頁(1)甲烷的分子組成、結(jié)構(gòu)特征、主要性質(zhì)(取代、氧化反應)b(2)同系物的概念，烷烴的分子組成和簡單命名b(3)石油的分餾、裂化、裂解的主要原理及產(chǎn)物a(4)乙烯的分子組成、結(jié)構(gòu)特征及主要性質(zhì)(加成、氧化)b(5)乙炔的分子組成及主要性質(zhì)(加成、氧化)a(6)燃料(氣、液)在保存、點燃中的安全問題a(7)煤的氣化、液化和干餾的主要原理及產(chǎn)物a(8)苯的分子組成、結(jié)構(gòu)特征、主要性質(zhì)(取代反應)b(9)取代、加成等基本有機反應類型的判斷b(10)根據(jù)化學式進行式量、元素的質(zhì)量分數(shù)的計算b(11)由元素質(zhì)量分數(shù)或組成元素的質(zhì)量比、式量推斷有機物分子式b第2頁/共41頁化石燃料1、化石燃料主要指

、

、

。2.天然氣的主要成分是

，它是最簡單的有機化合物。3.石油的組成元素主要是

和

,同時還含有少量的

,石油的主要化學成分是各種

態(tài)的

，其中還溶有

。4.煤是由

和

組成的復雜的

物。煤中含量最高的元素是

，其次是

和

，另外還含有少量的

等。天然氣煤石油甲烷碳氫硫、氧、氮液碳氫化合物氣態(tài)和固態(tài)有機化合物無機化合物混合碳氫氧硫、磷、氮第3頁/共41頁1、主要儀器的名稱2、裝置的安裝順序3、檢查裝置氣密性的方法4、實驗時的注意事項（1）石油的蒸餾第4頁/共41頁（減壓分餾）重油

凡士林

液態(tài)烴和固態(tài)烴的混合物；石蠟

(含C20～C30的烴)瀝青

(含C30～C40的烴)（常壓分餾）原油分餾塔石油氣(含C4以下烴)

汽油(含C5～C12的烴)

煤油(含C12～C16的烴)輕柴油(含C15～C18的烴)重油(含C20以上的烴)潤滑油

(含C16～C20的烴)（直餾汽油）石油的分餾產(chǎn)品重柴油

第5頁/共41頁（2）石油的裂化在一定條件下，將相對分子質(zhì)量較大的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小的烴的過程；C16H34

催化劑加熱、加壓C8H18

辛烷+C8H16

辛烯【注意】裂化汽油中含有不飽和烴。原料：重油或石蠟目的：提高輕質(zhì)油（尤其是汽油）的產(chǎn)量和質(zhì)量第6頁/共41頁目的：為了獲得更多的短鏈的不飽和氣態(tài)烴采用比裂化更高的溫度(700℃--1000℃)，把具有長鏈的分子烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴的過程。深度的裂化（主要是乙烯還含有丙烯、丁二烯、甲烷、乙烷等）（3）石油的裂解乙烯的產(chǎn)量是衡量石油化工發(fā)展水平的標志第7頁/共41頁（3）煤：組成元素：

組成化合物：煤的綜合利用的方法：以C為主，其次H、O，同時少量的N、S、P等復雜的有機物和無機物的混合物煤的干餾、煤的汽化、煤的液化第8頁/共41頁煤的綜合利用干餾氣化液化原理使煤隔絕空氣加強熱，使其分解的過程把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程原料煤煤煤產(chǎn)品焦炭、煤焦油、焦爐氣氫氣、一氧化碳液體燃料（甲醇、汽油等）第9頁/共41頁1、下列說法錯誤的是（）A.石油分餾主要是化學變化B.催化裂化可以提高從石油得到的汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量C.裂化比裂解所需溫度更高D.石油裂解已成為生產(chǎn)乙烯的主要方法石油分餾、裂化、裂解的主要原理及產(chǎn)物A第10頁/共41頁烴：1、定義：2、通式：3、分類：烷烴烯烴炔烴代表物結(jié)構(gòu)特征通式甲烷（CH4）乙烯（C2H4）乙炔（C2H2）芳香烴苯（C6H6）CnH2n+2(n≥1)CnH2n(n≥2)CnH2n-2(n≥2)只含碳和氫兩種元素的有機化合物稱為碳氫化合物，又稱烴CxHy第11頁/共41頁飽和烴：不飽和烴：分子中碳原子間全部以單鍵相連，剩余的價鍵全部與氫原子相連的鏈烴分子中含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵，碳原子所結(jié)合的氫原子少于飽和鏈烴里的碳原子數(shù)，這樣的烴稱為不飽和烴【說明】第12頁/共41頁一、烷烴的代表物——甲烷1、來源2、結(jié)構(gòu)分子式：結(jié)構(gòu)式：電子式：結(jié)構(gòu)簡式：空間構(gòu)型：最簡單的有機物，也是最簡單的一種烴，氫原子含量最高的一種烴，碳原子數(shù)為1的烴只有甲烷一個城市垃圾堆、煤礦作業(yè)、稻田、泥炭沼等所產(chǎn)生的【特征】正四面體第13頁/共41頁3、物理性質(zhì)4、化學性質(zhì)（1）、氧化反應無色無味氣體，難溶于水，密度小于空氣，標況下密度為：0.717g/L常溫性質(zhì)穩(wěn)定，與強氧化劑如酸性高錳酸鉀溶液，強酸、強堿均不反應可燃性方程式：現(xiàn)象：用途：淡藍色火焰作高效、較清潔的燃料第14頁/共41頁(光照條件下甲烷與氯氣的反應)反應類型：取代反應第15頁/共41頁（2）、取代反應方程式：現(xiàn)象：烷烴的特征反應液面上升；黃綠色變淺；壁上有黃色液滴生成；水槽內(nèi)有晶體析出1、四種氯代產(chǎn)物的狀態(tài)及溶解性2、大多數(shù)的有機物有具有可燃性但CCl4無可燃性，相反CCl4可用于滅火【說明】第16頁/共41頁取代反應的定義：取代反應的特征：“有上有下”，反應物至少有一種為有機物，不同于置換反應和復分解反應有機物分子中某些原子或原子團被其它原子或原子團替代的反應第17頁/共41頁在光照條件下，將等物質(zhì)的量的CH4和Cl2充分反應，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是（）A．CH3Cl B．HCl C．CH2Cl2 D．CCl4

第18頁/共41頁下列物質(zhì)中，可以跟甲烷發(fā)生化學反應的是A．KMnO4溶液 B．強酸 C．溴蒸氣 D．強堿第19頁/共41頁（3）、受熱分解用途：作為高效、較清潔的燃料；裂解制炭黑用于填充塑料；制氟利昂作制冷劑；氧化制甲醇第20頁/共41頁烷烴、同系物常見烷烴的球棍模乙烷丁烷丙烷異丁烷第21頁/共41頁烷烴：碳原子都以碳碳單鍵相連，其余的價鍵均用于與氫原子結(jié)合，達到“飽和”，我們把這種烴叫做“飽和烴”，又叫烷烴。1、烷烴分子通式：CnH2n+2分子結(jié)構(gòu)特點：飽和烷烴概念、通式、分子結(jié)構(gòu)特點***烷烴的性質(zhì)：（與CH4相似）第22頁/共41頁2、同系物名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時的狀態(tài)甲烷CH4氣乙烷CH3CH3氣丙烷CH3CH2CH3氣丁烷CH3(CH2)2CH3氣戊烷CH3(CH2)3CH3液十七烷CH3(CH2)15CH3固

結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)互相稱為同系物。第23頁/共41頁3、同分異構(gòu)現(xiàn)象，同分異構(gòu)體化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象，這些化合物互稱為同分異構(gòu)體。[CH3CH2CH2CH3]CH3CHCH3CH3第24頁/共41頁A、126C與136CB、O2與O3C、CH4與C4H10D、CH3—CH—CH2

—CH3與︱CH3CH3—C—CH3︱CH3CH3︱E、CH3—C—CH3與H

︱︱

HCH3—C—HCH3︱︱

H請說出下列各組物質(zhì)的關(guān)系第25頁/共41頁二、烯烴的代表物——乙烯1、工業(yè)制法：2、結(jié)構(gòu)分子式：電子式：結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)簡式：空間構(gòu)型：3、物理性質(zhì)石油的裂解無色、稍有氣味,比空氣略輕,難溶于水的氣體平面型CH2=CH2第26頁/共41頁（1）氧化反應a、燃燒（被O2氧化）：方程式：現(xiàn)象：b、被KMnO4（H+）溶液氧化4、化學性質(zhì)火焰明亮，帶有黑煙C2H4CO2KMnO4(H+)第27頁/共41頁乙烯與氯化氫的反應反應類型：加成反應第28頁/共41頁（2）加成反應定義：有機物分子中不飽和鍵如C=C或C≡C的兩個原子與其它原子或原子團直接結(jié)合生成新物質(zhì)的反應特征：方程式：“只上不下”，至少有一種為有機物（與溴、氫氣、鹵化氫、水）第29頁/共41頁5、乙烯的用途主要用于制塑料、合成纖維、有機溶劑，作為植物生長調(diào)節(jié)劑和果實催熟劑。第30頁/共41頁三、炔烴的代表物——乙炔1、物理性質(zhì)：難溶于水的氣體，密度比空氣略?。ú荒苡孟蛳屡趴諝夥ㄊ占?、化學性質(zhì)：氧化反應加成反應加聚反應(1)燃燒時的現(xiàn)象：火焰明亮，帶有濃煙(2)被KMnO4（H+）溶液氧化與H2、X2、HCl、H2O加成第31頁/共41頁甲烷、乙烯、乙炔的比較CH4C2H4C2H2含C分數(shù)85.7%92.3%75%構(gòu)型結(jié)構(gòu)特點化學性質(zhì)主要反應燃燒能否使酸性KMnO4溶液、溴水褪色正四面體(甲烷)平面型直線型含C—C(單鍵)飽和含C＝C(雙鍵)未飽和含CC(叁鍵)未飽和穩(wěn)定活潑活潑取代、氧化（燃燒）加成、加聚、氧化（燃燒、強氧化劑）加成、氧化（燃燒、強氧化劑）火焰不明亮火焰較明亮，帶黑煙火焰明亮，帶濃煙不能能能分子式化學性質(zhì)主要反應燃燒含C＝C(雙鍵)未飽和穩(wěn)定活潑活潑取代、氧化（燃燒）加成、加聚、氧化（燃燒、強氧化劑）加成、氧化（燃燒、強氧化劑）火焰不明亮火焰較明亮，帶黑煙火焰明亮，帶濃煙第32頁/共41頁苯的分子組成、結(jié)構(gòu)特征、主要性質(zhì)一、分子組成：分子式：結(jié)構(gòu)簡式：結(jié)構(gòu)式：C6H6HHHHHHCCCCCC二、結(jié)構(gòu)特征：苯分子是一種平面正六邊形結(jié)構(gòu)的分子，六個碳原子和六個氫原子位于同一平面上，分子中不存在碳碳單鍵，也不存在碳碳雙鍵，而是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的共價鍵。來源從煤的干餾得到的煤焦油中分餾出苯、甲苯和二甲苯等有機物。第33頁/共41頁三、化學性質(zhì)：加成反應＋3H2Ni△三、化學性質(zhì)：加成反應第34頁/共41頁三、化學性質(zhì)：取代反應1、鹵代反應：＋Br2FeBr＋HBr2、硝化反應：＋HO—NO2濃H2SO450～60℃NO2＋H2O3、磺化反應：＋HO—SO3H一定條件SO3H＋H2O苯的分子組成、結(jié)構(gòu)特征、主要性質(zhì)第35頁/共41頁4、苯的用途廣泛用于生產(chǎn)合成纖維、合成橡膠、塑料、農(nóng)藥、染料、香料，也常用作有機溶劑。氯乙烯、苯的衍生物氯乙烯用于制造聚氯乙烯塑料（注意有毒，不能用來直接包裝食品），氯苯、溴苯、苯磺酸都是重要的化工原料，是多種染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥、合成材料的原料。第36頁/共41頁1、下列關(guān)于苯的性質(zhì)的敘