11.3煤化工和乙炔

11.3煤化工和乙炔煤是怎样形成的？煤可分为几类？煤的化学组成？它们的主要区别在哪儿？一、煤和煤化工（一）煤的形成煤是一种矿物燃料，是由远古时代植物经过漫长复杂的变化而转变成的固体可燃物。植物→泥炭（腐蚀泥）→褐煤→烟煤→无烟煤。煤是植物死亡后，在细菌的作用下逐渐变成黑色或褐色的有机物质，经过日积月累，形成一层厚厚的泥炭。随着地壳的变迁，这些泥炭被深深地埋在地下，在与空气完全隔绝的条件下，由于水分减少再加上地热和高压的作用，经过极其漫长的岁月之后，当时的泥炭就变成了今天的煤。煤的分类根据煤化程度将煤分为：泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四类。泥煤褐煤无烟煤他们的主要区别是含碳量不同1.元素组成：主要含碳，还含少量的氢、氮、硫、氧以及微量的硅、铝、钙、铁等元素。2.物质组成（化学成分）：煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物。（二）煤的成分木炭、焦炭等是碳的不纯单质，煤是有机物和无机物组成的复杂混合物。思考：煤和炭都是黑色固体，可燃，那么煤是不是就是炭呢？（三）煤的综合利用1、煤的气化：煤在氧气不足的情况下部分氧化，使煤中的有机物转化为H2、CH4、CO等气体物质。煤的综合利用有煤的气化、煤的干馏、煤的液化。（气体燃料、城市管道煤气）C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）例如：水煤气煤+H2燃料油高温催化剂煤+H2OCO+H2高温催化合成液态烃甲醇、乙醇醋酸、乙二醇（直接液化）例如：CO+H2CH3OH催化剂加热加压2CO+2H2CH3COOH催化剂加热加压（间接液化）2、煤的液化：煤磨成煤粉后和一些燃料油混合在催化剂作用下加氢，得到的液化产物叫做人造石油。3、煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫煤的干馏。1．玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭；2．点燃导管尖嘴处，有淡蓝色火焰燃烧，这是焦炉气；3．U形管底部还有还有一种黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油。干馏产品主要成分用途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐氮肥炸药、染料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、制碳素电极焦炭碳冶金、合成氨造气、电石、燃料干馏产品及主要用途目的原理操作过程干馏分馏蒸馏比较分馏、蒸馏、干馏加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热物理变化物理变化复杂的物理变化和化学变化分离精炼加工煤二、从导电高分子说起将聚乙炔用碘或溴掺杂后，导电率提高了7个数量级，从而改变了塑料不导电的观点。2、合成聚乙炔塑料的原料是乙炔1、有机高分子导电材料：介绍【化学史话】3、乙炔的工业制法（1）过去工业上用电石生产乙炔。（2）由于碳化钙生产耗电太多，目前已改用天然气和石油为原料生产乙炔。煤乙炔电石焦炭2500℃～3000℃电炉干馏水CaO+3CCaC2+CO↑2500℃～3000℃电炉CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑（一）乙炔的分子组成和结构分子式：电子式：结构式：结构简式：空间结构：直线型H∶CC∶H......H—CC—HHCCHC2H2三、乙炔（键角1800）乙炔、乙烷、乙烯分子结构的比较：直线型立体结构平面型C—CC=C键长（10-10米）1.541.331.20键能（KJ/mol）348615812C≡C的键能和键长并不是C-C的三倍，也不是C=C和C—C之和。说明叁键中有二个键不稳定，容易断裂，有一个键较稳定。（二）乙炔的物理性质乙炔俗称电石气。纯净的乙炔是无色、无臭的气体，密度是1.16g/L(S.T.P)，比空气稍轻，微溶于水，易溶于有机溶剂。由电石生成的乙炔因混有H2S、PH3等杂质而有“臭味”。（三）乙炔的化学性质：1、氧化反应：a、燃烧：火焰明亮，产生黑烟放出大量的热，乙炔在氧气里燃烧时产生的火焰叫氧炔焰，温度达30000C以上，用于切割和焊接金属。乙炔跟空气的混合物遇火会发生爆炸，在生产和使用乙炔时，必须注意安全。b、使酸性KMnO4溶液褪色2C2H2+5O2→4CO2+2H2O点燃2.加成反应：a.使溴水褪色1,2—二溴乙烯1,1,2,2—四溴乙烷注意：叁键中有两根键较易断裂，反应时分步断裂、分步加成！制聚乙烯塑料制备塑料b、与H2、HCl等加成：CH2=CH2CHCH+H2催化剂CH2=CH2+H2催化剂CH3CH3CH2=CHClCHCH+HCl催化剂nCH2=CHCl高温、高压催化剂CH2CHCln［］3.加聚反应：聚乙炔nCHCH催化剂CHCH［］n聚氯乙烯点燃O2CO2+H2O酸性KMnO4溶液褪色H2催化剂，CH2=CH2H2催化剂，CH3－CH3HCl（HBr）催化剂，CH2=CHClBr2（Cl2）CHBr=CHBrBr2（Cl2）CHBr2-CHBr2小结加成反应乙炔氧化反应加聚反应nCHCH催化剂［］CH2CHn（四）乙炔的用途1、乙炔是一种重要的基本有机原料，可以用来制备氯乙烯、聚氯乙烯等。CH2=CHClCHCH+HCl催化剂2、乙炔燃烧时产生的氧炔焰可用来切割或焊接金属。nCH2=CHCl高温、高压催化剂CH2CHCln［］乙烷、乙烯、乙炔性质的比较乙烷乙烯乙炔分子式C2H6C2H4C2H2含碳量结构式电子式H-C-C-HHHHHC=CHHHH：HCCH：：：：：：HHHH：HCCH：：：：HH：HCCH：：：：：：乙烷乙烯乙炔键角109°28120°180°化学活动性稳定活泼活泼取代反应卤代----------加成反应---使溴水褪色等使溴水褪色等氧化反应KMnO4不褪色KMnO4褪色KMnO4褪色燃烧火焰不明亮火焰明亮、带浓烟火焰明亮、带浓黑烟鉴别溴水不褪色溴水褪色溴水褪色（五）乙炔的实验室制法电石(CaC2)和水1、药品：CaC2+2H2OCHCH↑+Ca(OH)2+Q2、原理：3、装置：固+液→气CCCa2+2CCCa电子式为结构式为与水反应方程式为：CaC2+2H2OC2H2↑+Ca（OH）2反应过程分析：CCCa+HOHHOHCCHH+Ca（OH）2电石的主要成分是一种离子化合物CaC2能不能用启普发生器制取乙炔？不用启普发生器制取乙炔的原因:①碳化钙与水反应剧烈，放热，容易使启普发生器炸裂；②反应产物中有糊状Ca(OH)2,它能进入发生器底部,使发生器失去作用.使用分液漏斗而不使用长颈漏斗的原因：①长颈漏斗不能控制水的用量;②生成的Ca(OH)2微溶于水,易堵塞长颈漏斗下端管口。3.反应装置：？水电石【说明】①用“分液漏斗”代替“长颈漏斗”——控制流量;②用“饱和食盐水”代替“水”——减缓反应速率;③制取时在导气管口附近塞入少量棉花——防止产生的泡沫涌入导管。④所制乙炔气体有“臭味”——固+液→气4、收集：排水集气法5、净化：产生H2S、PH3等杂质气体。NaOH溶液或硫酸铜溶液饱和食盐水6、干燥：浓硫酸、无水氯化钙1、定义：2、官能团：3、通式：CnH2n-2（n≥2）（同二烯烃）4、通性：四、炔烃①氧化、②加成、③加聚碳碳叁键分子中含有碳碳三键的链烃叫做炔烃（1）物理性质：①随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高，液态时的密度逐渐增加。②C小于等于4时为气态（2）化学性质：（与乙炔相似）1、下列说法错误的是（）A.乙烷、乙烯、乙炔完全燃烧时生成二氧化碳和水B.乙炔分子里的所有原子处在一条直线上C.电石必须防潮密封干燥保存D.实验室制取乙炔需要广口瓶、分液漏斗和酒精灯D2、某气态烃0.5mol能与1molHCl氯化氢完全加成，加成产物分子上的氢原子又可被3molCl2取代，则气态烃可能是（）A、CH≡CHB、CH2=CH2C、CH≡C—CH3D、CH2=C(CH3)CH3C分析：据题意1mol该烃能与2molHCl加成，说明该烃中含有一个叁键或二个双键。加成后产物1mol又能被6molCl2取代，故说明加成后的产物有6molH，原烃分子中含有4molH原子。故答案为C。聚氯乙烯产品聚氯乙烯薄膜