专题8 第一单元 化学燃料与有机化合物 第三课时 讲义（知识点+练习）【新教材】2020-2021学年高一下学期化学（苏教版（2019）必修二）

专题8 有机物的获得与应用第一单元　化石燃料与有机化合物第3课时 煤的综合利用 苯学习导航1.了解煤的组成、煤的干馏原理及产物的用途。2.认识苯的分子组成和结构特点，能描述苯分子结构的特殊性。通过对苯物理性质的感性认识，能说出苯的主要物理性质。3.能以苯的反应事实为依据，归纳出苯的主要化学性质。认识物质结构决定性质，性质又反映结构的辨证关系。4.通过对苯的性质的探究及苯的历史回顾，养成严谨求实勇于创新的科学精神，体验科学的灵感美。知识解读知识点一 煤的综合利用1．煤的组成煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物，含量最高的元素为碳，其次是氢、氧，还有少量的硫、磷、氮等元素。2．煤的综合利用重点归纳(1)煤干馏的过程中发生复杂的变化，其中主要是化学变化。(2)煤干馏的条件有两个：一是要隔绝空气，防止煤燃烧；二是要加强热。(3)煤本身不含苯、萘、蒽等物质。煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物。知识点二 苯的分子结构1．苯的分子结构验证(1)实验验证：苯不能与溴水反应而使其褪色，也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。说明苯分子中没有与乙烯或乙炔类似的碳碳双键或碳碳三键。(2)理论验证①和为同一种物质。②苯分子为平面正六边形结构。③分子中6个碳原子和6个氢原子共平面。④6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。2．苯的分子结构3．苯的性质(1)苯是一种无色有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水，是一种常用的有机溶剂。(2)化学性质①氧化反应a．苯可以在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，燃烧时火焰明亮伴有浓烟。b．苯很难被强氧化剂氧化，在一般情况下不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。②取代反应a．硝化反应在浓硫酸作用下，苯在50～60 ℃时与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯。反应的化学方程式为＋HNO3eq \o(―――→,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(50～60 ℃))＋H2O。b．苯在催化剂作用下可以和氯气、液溴发生取代反应生成及，写出反应的化学方程式：＋Cl2eq \o(――→,\s\up7(FeCl3))＋HCl、＋Br2eq \o(――→,\s\up7(FeBr3))＋HBr。c．苯和浓硫酸在加热条件下可生成，反应的化学方程式为＋HO—SO3Heq \o(――→,\s\up7(△))＋H2O。③加成反应在一定条件下苯能和氢气发生加成反应，生成环己烷。反应的化学方程式为＋3H2eq \o(――→,\s\up11(Ni),\s\do4(△))。重点归纳苯的溴代反应和硝化反应的比较随堂演练1.下列叙述I和II均正确且有因果关系系的是（    ） A. A                                            B. B                                            C. C                                            D. D2.煤的综合利用可以获得洁净的燃料及多种化工原料．下列不属于煤的综合利用的是（   ） A. 煤干馏                                B. 煤液化                                C. 煤气化                                D. 煤燃烧3.有关煤的综合利用下列说法正确的是（　　） A. 煤和水煤气均是二次能源                       B. 煤的干馏为化学变化，煤的液化和气化为物理变化C. 煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物     D. 由水煤气转化为甲醇或乙酸时，原子利用率均达到100%4.有关煤的综合利用如图所示．下列说法正确的是（   ） A. 煤和水煤气均是二次能源                                    B. 煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物C. ①是将煤在空气中加强热使其分解的过程           D. B为甲醇或乙酸时，原子利用率均达到100%5.化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列有关说法或操作错误的是（    ） ①为增强消毒液（有效成分NaClO）的消毒能力，可以滴加几滴浓盐酸②新冠病毒可以采用高温或酒精来杀死，均利用的是蛋白质的变性③常见的化学键有离子键、共价键、氢键④石油的蒸馏、分馏、精馏是物理变化，而煤的干馏是化学变化⑤硅酸钠俗称水玻璃⑥苯在工业上，既可以以煤为原料制备，也可以以石油为原料制备A. ①②⑥                                B. ①③⑤                                C. ③⑤⑥                                D. ①④⑥6.下列说法正确的有几项（   ） ①石油裂解得到的汽油是纯净物②石油裂解能得到乙烯，乙烯是生产聚乙烯的原料③天然气是一种清洁的新能源④用酸性高锰酸钾溶液鉴别四氯化碳、环己烯和环己烷⑤石油产品都可用于聚合反应⑥甲烷、苯都属于烃，都不存在同分异构体⑦煤液化后可以得到甲醇⑧煤是单质碳，石油中含有1‐50个碳原子的烷烃及环烷烃． A. 2项                                       B. 3项                                       C. 4项                                       D. 5项7.根据结构对有机物进行分类，有助于对其性质的掌握． ①下列有机物属于芳香烃的是________（填字母），它与苯的关系是________，写出苯与溴发生反应的化学方程式：________，预测该芳香烃________（填“能”或“不能”）发生该类反应．a． b． c． ②下列有机物属于羧酸类的是________（填字母）．a．CH3CHO b． c． 8.煤的综合利用备受关注。有如下的转化关系，CO与H2不同比例可以分别合成A、B，已知烃A对氢气的相对密度是14，B能发生银镜反应，C为常见的酸味剂。 （1）有机物C中含有的官能团的名称是________。 （2）反应⑤的反应类型为________。 （3）写出③的反应方程式 ________。 （4）下列说法正确的是______________。（填字母） A.第①步是煤的液化，为煤的综合利用的一种方法B.有机物B和C都可以与新制氢氧化铜发生反应C.有机物C和D的水溶液都具有杀菌消毒作用D.乙酸乙酯与有机物D混合物的分离，可以用氢氧化钠溶液振荡、静置分液的方法答案解析1.【答案】 A 【解析】A．NO难溶于水，易被O2氧化为NO2 ， 故收集NO可以采用排水法收集，故A选； B．二氧化硫具有还原性，溴水具有氧化性，则二氧化硫使溴水褪色体现的是二氧化硫的还原性而不是漂白性，故B不选；C．浓硫酸虽然具有氧化性，但不能氧化二氧化硫，可以用浓硫酸干燥，故C不选；D．煤中不含有苯、甲苯等芳香烃，故通过煤的干馏可获得苯、甲苯等芳香烃，故D不选；故答案为：A。2.【答案】D 【解析】解：利用煤的气化、液化和干馏这些加工手段可以从煤中获得多种有机化合物；煤燃烧时煤的直接利用， 故答案为：D．3.【答案】D 【解析】解：A．煤是一次能源，故A错误； B．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使煤发生复杂的化学反应的过程，主要得到煤焦油、焦炉气、焦炭、粗氨水，煤的气化是让煤在高温条件下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳；煤的液化是利用煤制取甲醇的反应，故均为化学变化，故B错误；C．煤是有无机物和有机物组成的复杂的混合物，通过干馏和得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，故C错误；D．水煤气为CO和H2 ， CO和H2在一定条件下按照不同的比例反应，甲醇（CH4O）可变为（CO）1（H2）2 ， 乙酸（C2H4O2）可变为（CO）2（H2）2 ， 原子利用率均达到100%，故D正确．故选D．4.【答案】 D 【解析】解：A．煤是一次能源，故A错误；B．煤是有无机物和有机物组成的复杂的混合物，通过干馏和得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，故B错误；C．①是煤的干馏，煤在隔绝空气的情况下加热的过程称为煤的干馏，故C错误；D．甲醇（CH4O）可变为（CO）1（H2）2 ， 乙酸（C2H4O2）可变为（CO）2（H2）2 ， 故D正确．故选D．5.【答案】 B 【解析】①向消毒液（有效成分NaClO）中加浓盐酸会产生氯气，反应的离子方程式为： ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O ，产生大气污染，减弱消毒能力，①不符合题意； ②蛋白质在高温或酒精下会失去生理活性，即变性，②符合题意；③氢键属于分子之间的作用力，不是化学键，③不符合题意；④蒸馏、分馏、精馏都是根据物质的沸点不同，用于分离混合物的物理方法，煤的干馏产生煤焦油和粗氨水等，有新物质生成，属于化学变化，④符合题意；⑤硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，⑤不符合题意；⑥煤的干馏产生的煤焦油中含有苯，石油的催化重整可获得芳香烃，⑥符合题意；故错误的有：①③⑤，故答案为：B。6.【答案】D 【解析】解：①裂解汽油主要成分为C6～C9烃类，为混合物，故错误；②石油裂解可以得到含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外，还含有甲烷、乙烷、氢气等气体，乙烯气体发生加聚反应得到聚乙烯，故正确；③天然气的主要成分为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，为清洁燃料，故正确； ④四氯化碳的密度比水大，环己烯含有碳碳双键，环己烷与高锰酸钾不反应，密度比水小，可用高锰酸钾溶液鉴别，故正确；⑤石油产品含有烷烃，不能发生加聚反应，故错误；⑥苯存在同分异构体，故错误；⑦煤可以先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇，从而实现液化，故正确； ⑧石油中含有1～50个碳原子的烷烃及环烷烃，故正确． 故选D．7.【答案】 c；同系物；；能；C 【解析】解：①芳香烃中含苯环，只有C、H元素，a、b中不含苯环，则只有c符合，与苯结构相似，相差1个CH2 ， 互为同系物，苯与溴发生取代反应生成溴苯，反应的化学方程式为 ，甲苯也能发生此类反应，故答案为：c；同系物； ；能；②a中含﹣CHO，b中含﹣OH，c中含﹣COOH，则c属于羧酸类，故答案为：c． 8.【答案】 （1）羧基（2）加成（或还原）（3）2CO+3H2→CH3CHO+H2O（4）B,C 【解析】（1）有机物C是乙酸，其中含有的官能团的名称是羧基。 （2）反应⑤ 乙醛和氢气发生加成反应生成乙醇，即反应类型为加成反应。 （3）根据原子守恒可知③的反应方程式为2CO+3H2→CH3CHO+H2O。 （4）A．第①步是煤的气化，A不符合题意； B．乙醛和乙酸都可以与新制氢氧化铜发生反应，B符合题意；C．有机物乙酸和乙醇的水溶液都具有杀菌消毒作用，C符合题意；D．乙酸乙酯与有机物D混合物的分离，可以用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液的方法，乙酸乙酯能与氢氧化钠反应，D不符合题意；故答案为：BC 反应类型溴代反应硝化反应反应物苯和液溴苯和浓硝酸催化剂FeBr3浓硫酸(催化、吸水)反应条件不加热(放热反应)水浴加热(50～60 ℃)产物一元取代物一元取代物产物的物理性质溴苯是无色液体(常因混有Br2而显褐色)，密度大于水，不溶于水硝基苯是一种带有苦杏仁味，无色油状液体(因溶有NO2而显淡黄色)，密度大于水且有毒，不溶于水选项叙述I叙述IIANO难溶于水、易被O2氧化收集NO只能采用排水法BSO2能使溴水褪色SO2具有漂白性C浓硫酸具有强氧化性不能用浓硫酸干燥SO2D煤中含有苯、甲苯等芳香烃通过煤的干馏可获得苯、甲苯等芳香烃