煤的综合利用

煤的综合利用苯煤是人类生产和生活中使用的主要燃料之一，是一种重要的能源，称为“工业的粮食”，你知道煤的主要成分和元素组成是什么吗？在我国很多城市都禁止直接使用散煤，你知道这是为什么吗？另外，你是否想过，煤除了用作燃料外还有哪些应用价值吗？想一想1、煤和碳表示的是同一种物质吗？煤是混合物，碳是单质。煤是有机物和无机物组成的复杂混合物，含C(主)，H和O(次)，S、P、N(少).2、燃烧煤有哪些缺点？煤燃烧产生大量的煤灰、煤渣、废气（二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等）、污染环境，燃烧效率低！3、煤的综合利用有哪些主要方法？利用这些加工手段可以从煤中得到什么物质？煤的干馏煤的液化煤的气化焦炭、煤焦油、焦炉气氢气、一氧化碳、甲烷液态烃和有机化合物想一想煤的综合利用干馏气化液化原理使煤隔绝空气加强热，使其分解的过程把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程把煤转化为液体燃料的过程原料煤煤煤产品焦炭、煤焦油、焦炉气氢气、一氧化碳、甲烷液体燃料（甲醇、汽油等）比较1、把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏3．U形管底部还有一种黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油。煤的干馏实验装置2．点燃导管尖嘴处，有淡蓝色火焰燃烧焦炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳1．玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭成分：苯、甲苯、二甲苯等有机物煤干馏焦炭煤焦油焦炉煤气O2、H2O(g)水煤气可燃气体H2高温、催化剂H2O高温燃料油水煤气液态烃、甲醇等含氧有机物气化控制燃烧液化化学变化有人说我笨，其实我不笨，脱去竹笠戴草帽，化工生产是英豪。（打一字）19世纪，欧洲许多国家都使用煤气照明。煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚的兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了苯：一种无色油状液体。苯的发现史·动探读一读1、苯的物理性质无色、有特殊气味的有毒液体苯的密度比水小，且难溶于水熔点5.5℃，沸点80.1℃算一算法拉第发现苯后，对苯的组成进行测定：他发现苯仅由碳、氢两种元素组成，其中碳的质量分数为92.3%，苯蒸气密度为同温同压下乙炔气体密度的3倍，请确定苯的分子式。苯的分子式为：C6H6猜想19世纪的科学家就进行了研究。当时的有机化学刚刚发展起来，比较成熟的理论只有“碳四价学说”和“碳链学说”。请根据这两种学说写出1－2种苯可能的结构简式。探究一试一试苯的结构是怎样呢？CH≡C－CH2－CH2－C≡CHCH3－C≡C－CH2－C≡CHCH2＝CH－CH＝CH－C≡CH……猜想设计如何通过实验验证这些结构是否合理？请同学们自己动手设计一下实验内容。探究一试一试苯的结构是怎样呢？试验内容实验现象你的结论试管中加入2mL苯，滴几滴酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置。试管中加入2mL苯，加入1mL溴水，振荡后静置。高锰酸钾溶液不褪色溴水分两层，上层橙红色，下层无色苯分子中不含CC或CC验证请大家仔细观察并认真做好记录结论验证猜想设计探究一试一试苯的结构是怎样呢？上述两组实验现象有何不同，关于苯的结构你得到了什么结论？苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，说明苯分子中不含C=C或C≡C。即下列假设都是错误的：CH≡C－CH2－CH2－C≡CHCH3－C≡C－CH2－C≡CHCH2＝CH－CH＝CH－C≡CH从而否定了苯的链状结构。实验事实1探究二试一试苯的结构是怎样呢？实验事实2实验事实3苯与液溴用铁粉做催化剂的反应C6H6+Br2C6H5Br+HBrFe苯易发生取代反应，它的一溴代物只有一种，二溴代物有三种。苯在特殊条件下可与H2发生反应：C6H6+3H2C6H12。凯库勒一直在想着怎样在教材中写苯的结构这一难题，然而百思不得其解，只好停笔，偎炉休息。他面对炉中飘忽不定的火苗陷入了沉思，不知不觉进入了梦乡。朦胧之中，凯库勒仿佛觉得有一些碳原子在自己的面前跳起舞来，它们排成蛇的形状，一会儿在火焰中翻滚，一会儿卷曲起来，突然，原子“蛇”的头咬住了自己的尾巴，形成一个环状，不停地旋转起来。凯库勒猛然惊醒，根据梦中受到的启示，他迅速画起苯的封闭式结构式来。经过若干次的修正，最后他决定用六角环状结构来描述苯的分子结构。凯库勒发现苯环结构实验事实4探究三试一试苯的结构是怎样呢？实验事实5苯和酸性KMnO4溶液、溴水（苯不能使之褪色）凯库勒式的缺陷——证明苯的双键与一般的双键不同缺陷2：与性质完全相同，是同种物质缺陷1：不能解释苯为何不起类似烯烃的加成反应－CH3－CH3CH3－CH3－苯的邻位二元取代只产生一种取代产物2、苯分子的结构结构式简写成凯库勒式哪种形式更为合理？为了纪念凯库勒对苯分子结构的巨大贡献，现在一般仍可用凯库勒结构式表示。科学研究表明：苯分子里6个C原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的特殊(独特)的键。（3）特点苯分子具有平面正六边形结构。1.6个碳原子、6个氢原子均在同一平面上。2.各个键角都是120∘。3.平均化的碳碳间键长：1.4×10－10m烷烃CC键键长：1.54×10－10m烯烃CC键键长:1.33×10－10m（1）分子式C6H6最简式CH（2）结构式结构简式苯的模型1、下列关于苯分子结构的说法中，错误的是（）A、各原子均位于同一平面上，6个碳原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构。B、苯环中含有3个C-C单键，3个C=C双键C、苯环中碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键。D、苯分子中各个键角都为120oB2．能说明苯分子中的碳碳键不是单双键交替的事实是（）Ａ．苯的一元取代物没有同分异构体Ｂ．苯的邻位二元取代物只有一种Ｃ．苯的间位二元取代物只有一种Ｄ．苯的对位二元取代物只有一种Ｂ3.下列物质中所有原子都有可能在同一平面上的是（）CH3A.乙烷B.乙烯C.D.ClBC苯的特殊结构苯的特殊性质饱和烃不饱和烃取代反应加成反应氧化反应探究四试一试苯有哪些化学性质？取代反应加成反应苯的卤代、硝化反应、磺化反应不能被高锰酸钾氧化(溶液不褪色)，但可以点燃。苯不能与溴水发生加成反应(但能萃取溴而使水层褪色)，说明它比烯烃、炔烃难进行加成反应。特殊条件下可与H2发生反应（1）苯的燃烧：实验现象：火焰明亮且伴有黑烟与乙炔燃烧现象相同点燃2C6H6＋15O212CO2＋6H2O3、苯的化学性质2、苯的取代反应：（1）苯与溴的反应：反应现象：导管口有白雾，锥形瓶中滴入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀；烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部出现油状的褐色液体。溴苯无色液体，密度大于水实验思维拓展：1.Fe屑的作用是什么？2.长导管的作用是什么？3.为什么导管末端不插入液面下？4.如何证明发生了取代反应而不是加成反应？5.纯净的溴苯应是无色的，为什么所得溴苯为褐色？怎样使之恢复本来的面目？催化剂用于导气和冷凝回流（或冷凝器）溴化氢易溶于水，防止倒吸。向锥形瓶中滴入硝酸银和稀硝酸，看是否有淡黄色沉淀生成。（或者向锥形瓶中滴入石蕊试液，看是否变红）因为未发生反应的溴溶解在生成的溴苯中。用水和碱溶液反复洗涤，再分液，可以使褐色褪去，还溴苯以本来的面目。（2）苯的硝化反应：纯净的硝基苯：无色而有苦杏仁气味的油状液体，不溶于水，密度比水大。硝基苯蒸气有毒性。硝基苯a、如何混合浓硫酸和硝酸的混合液？一定要将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中，并不断振荡使之混合均匀。b、本实验应采用何种方式加热？水浴加热，另加温度计，便于控制温度在600C。（3）苯的磺化反应：+HO－SO3H70℃~80℃－SO3H+H2O苯磺酸3、苯的加成反应：跟氢气在镍的存在下加热可生成环己烷：环己烷＋H2Ni△总结：苯的特殊结构苯的特殊性质饱和烃不饱和烃取代反应加成反应2．易取代，难加成。苯的化学性质（较稳定）：1、难氧化（但可燃）；基本化工原料，用于生产苯胺，苯酚尼龙多种染料、医药、农药炸药、合成材料等。4、苯的用途一名曾在北京市友谊医院住院的患者韩女士，被医院诊断为急性淋巴细胞白血病，与病魔抗争了3个月后，她还是告别了人世。北京市友谊医院血液科主任王昭表示，经确认，韩女士有十几年的染发史，而且是定期染发，这与白血病发生有密切关系。王昭医生透露，染发剂之所以会导致皮肤过敏、白血病等多种疾病，是因为染发剂中有一种含苯环的名叫“对苯二胺”的化学物质。《染发剂事件》1、概念：具有苯环（1个）结构，且在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物。（只含有一个苯环，且侧链为C-C单键的芳香烃。）2、通式：CnH2n-6(n≥6)注意：苯环上的取代基必须是烷基。判断：下列物质中属于苯的同系物的是（）ＡＢＣＤＥＦCF练习将溴水与苯充分混合振荡，静置后观察到的现象是_________________________________这种操作叫做_____。欲将此溶液分开，必须使用到的仪器是________。将分离出的苯层置于一试管中，加入某物质后可产生白雾，这种物质是_____________，反应方程式是___________溶液分层；上层显橙色，下层近无色萃取分液漏斗Fe(或FeBr3)+Br2FeBr3Br+HBr我们应该会做梦！……那么我们就可以发现真理……但不要在清醒的理智检验之前，就宣布我们的梦。——凯库勒