高一化學學案：專題3第一單元化石燃料與有機化合物第3課時

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第一單元化石燃料與有機化合物第3課時煤的綜合利用苯問題導學一、苯分子的結(jié)構(gòu)及其化學性質(zhì)活動與探究1對于苯分子的結(jié)構(gòu)，歷史上曾有過爭論：鏈狀？環(huán)狀？單雙鍵交替？已知苯的分子式：C6H6實驗探究:（1)實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論在兩支試管中各加入2mL苯，向其中一支試管中滴入幾滴酸性KMnO4溶液，向另一支試管中加入1mL溴水，振蕩后靜置,觀察發(fā)生的現(xiàn)象酸性KMnO4溶液不褪色，在______層；上層為______苯不能被____________________氧化溴水分層,上層為______色溶液，下層為______色液體苯不與溴水反應，溴水中的溴被苯萃取思考：苯為什么不能使酸性KMnO4溶液和溴水因發(fā)生化學反應而褪色？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2)用玻璃棒蘸取一些苯,在酒精燈上點燃，觀察苯的燃燒現(xiàn)象.實驗現(xiàn)象及結(jié)論：苯可燃,完全燃燒時生成______和______。苯在空氣中不易完全燃燒，燃燒時______?；瘜W方程式：________________________。遷移與應用苯分子實際上不具有碳碳單鍵和碳碳雙鍵的簡單交替結(jié)構(gòu)，可以作為證據(jù)的事實有（）①苯的間位二元取代物只有一種；②苯的鄰位二元取代物只有一種;③苯不能使酸性KMnO4溶液褪色;④苯能在一定條件下與氫氣反應生成環(huán)己烷；⑤苯分子中碳碳鍵的鍵長完全相等。A．①③④B．③④⑤C．②③⑤D．①③⑤1．苯的分子式是C6H6,結(jié)構(gòu)簡式為或。說明：①凱庫勒式（)并不能反映苯分子的真實結(jié)構(gòu),不能認為苯分子中含有3個碳碳雙鍵。用凱庫勒式表示苯分子的結(jié)構(gòu)是不確切的，只是由于人們的習慣而沿用至今.②苯是最簡單、最基本的芳香烴。③苯的結(jié)構(gòu)簡式不能誤寫成，應寫成或.2．苯分子中不存在單鍵和雙鍵交替結(jié)構(gòu)。證明苯分子中不存在單鍵和雙鍵交替結(jié)構(gòu)的依據(jù)有：①苯分子中碳碳鍵的鍵長完全相等.②苯不能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液因發(fā)生化學反應而褪色.③和為同一種物質(zhì).④苯能與濃硝酸發(fā)生取代反應.3．苯的化學性質(zhì).由于苯分子中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵，使苯在一定條件下既能發(fā)生取代反應（與烷烴類似),又能發(fā)生加成反應（但與烯烴有些不同）。①取代反應（制溴苯)溴苯是無色液體，密度比水大。＋H2O②加成反應（環(huán)己烷）③氧化反應a．苯在空氣中燃燒發(fā)出明亮的帶有濃煙的火焰。2C6H6＋15O2eq\o(→,\s\up7(點燃))12CO2＋6H2Ob．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能因發(fā)生反應而使溴水褪色,但苯能將溴從溴水中萃取出來。二、烴分子式的確定方法活動與探究2為了測定一種氣態(tài)烴A的分子式，取一定量的A置于一密閉容器中燃燒，定性實驗表明產(chǎn)物是CO、CO2和水蒸氣。學生甲、乙設計了兩個方案，均認為根據(jù)自己的方案能求出A的最簡式。他們測得的有關數(shù)據(jù)如下(箭頭表示氣流的方向，實驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排盡）：甲：燃燒產(chǎn)物eq\o（→，\s\up7（濃硫酸))增重2。52geq\o(→，\s\up7（堿石灰))增重1.30geq\o（→,\s\up7(點燃）)生成CO21。78g乙：燃燒產(chǎn)物eq\o（→,\s\up7(堿石灰))增重5.60geq\o（→，\s\up7(灼熱CuO））減輕0.64geq\o（→,\s\up7(澄清石灰水))增重4g試回答下列問題.(1）根據(jù)甲、乙兩方案，你認為哪種方案能求出A的最簡式？(2）請根據(jù)你選擇的方案,通過計算求出A的最簡式。思考與交流上題中若要確定A的分子式，是否還需要測定其他數(shù)據(jù)?并說明原因.烴分子式的確定方法1．直接法直接求算出1mol烴中各元素原子的物質(zhì)的量即可推出烴的分子式。如果給出一定條件下烴的密度(或相對密度）以及各元素的質(zhì)量比,求算分子式的途徑為：密度（或相對密度)→摩爾質(zhì)量→1mol烴中碳、氫元素原子的物質(zhì)的量→分子式。2．最簡式法根據(jù)分子式為最簡式的整數(shù)倍,因此利用相對分子質(zhì)量和最簡式可確定分子式。即n(C）∶n(H)＝eq\f(碳的質(zhì)量分數(shù),12)∶eq\f(氫的質(zhì)量分數(shù)，1）＝a∶b(最簡整數(shù)比)。最簡式為CaHb，則分子式為（CaHb）n，n＝eq\f(M，12a＋b）（M為烴的相對分子質(zhì)量,12a＋b為最簡式的式量).3．化學方程式法寫出烴（CxHy）燃燒生成CO2和H2O的化學方程式CxHy＋（x＋eq\f（y,4）)O2eq\o（→，\s\up7（點燃））xCO2＋eq\f（y,2）H2O，根據(jù)化學方程式，結(jié)合已知條件可計算烴的分子式。4．原子守恒法根據(jù)烴（CxHy）燃燒的化學方程式可直接找到烴(CxHy)、CO2、H2O之間的定量關系，若1mol烴完全燃燒生成CO2和H2O的物質(zhì)的量為n(CO2)、n（H2O），則有x＝n(CO2),y＝2n（H2O）。答案：【問題導學】活動與探究1：答案：（1)下苯酸性KMnO4溶液橙紅無苯不能使溴水因發(fā)生化學反應而褪色，也不能被酸性KMnO4溶液氧化，這說明苯分子中不存在碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。苯分子中碳原子間的化學鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共價鍵（2）CO2H2O伴有濃煙2C6H6＋15O2eq\o（→,\s\up7(點燃））12CO2＋6H2O遷移與應用：C解析：苯分子若是單、雙鍵交替結(jié)構(gòu)，則鄰位二元取代物會有兩種不同的結(jié)構(gòu)，碳碳鍵的鍵長也不完全相等；存在典型的碳碳雙鍵必然能使酸性KMnO4溶液褪色,能與H2發(fā)生加成反應。因此②③⑤能說明苯分子中不存在碳碳雙鍵?；顒优c探究2:答案：（1)甲方案（2）eq\f（n(C）,n(H）)＝eq\f（n（CO2)＋n(CO),n(H))＝eq\f(\f(1。30g＋1。78g，44g·mol－1）,2×\f(2.52g,18g·mol－1)）＝eq\f（1，4),即最簡式為CH4。解析：要確定烴的最簡式，只需要計算n（C）∶n(H）即可,即只要計算eq\f（n(CO2）＋n(CO),n(H））。甲方案中先通過濃硫酸增重2.52g,即n(H2O）＝eq\f(2.52g,18g·mol－1）＝0。14mol,n(H)＝0.28mol，再通過堿石灰吸收CO21。30g,點燃又生成CO21。78g，這兩步中共有CO2的物質(zhì)的量為n（CO2）＝eq\f（1。30g＋1。78g,44g·mol－1）＝0。07mol，所以eq\f（n(C),n（H)