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普通高中课程标准实验教科书化学必修2苏教版第一节 天然气的利用 甲烷【教学目标】了解有机物的特点,复习碳原子结构和共价键的知识，掌握甲烷的电子式、结构式的写法；知道甲烷的正四面体构型；掌握甲烷有重要化学性质。通过甲烷分子式的学习，初步学会确定气态烃分子式的计算方法。【教学重点】取代反应【教学难点】气态烃分子式的计算方法【教学过程】一、有机物的基本概念（1）有机物：指含 的化合物，通常还含有 等几种元素。（2）有机物的主要特点：大多数有机物熔沸点 ， 燃烧、 导电、 溶于水、 溶于有机溶剂。有机反应一般 ，一般需 和使用 ，常伴有 ；所以有机反应中常用“”不用“=”。（3）有机物种类繁多的原因：碳原子有 个价电子，可以有其他原子形成 个共价键；碳碳之间可以形成单键、也可以形成 和 ；碳碳之间结合的方式可以是链状，也可以是 状。（4）、烃的汉语拼音的注音是 ，表示的意义是 （5）、下列物质属于烃的是：AH2S，BC2H2，CCH3Cl，DC2H5OH，ECH4，FH2，G金刚石， HCH3COOH，ICO2，JC2H4， 烃中最简单的是 。二、甲烷的结构【思考与交流】已知：甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L，其中含碳的质量分数为75，含氢质量分数为25，求甲烷的分子式。（一）甲烷的结构（二）甲烷的性质1、物理性质：无色无味气体，密度比空气小，极难溶于水。（天然气中按体积计，CH4占80%97%）。 2、化学性质：【探究】CH4通入酸性KMnO4溶液中 观察实验现象：甲烷通入高锰酸钾溶液中。说明甲烷不能使高锰酸钾溶液褪色。结论： 一般情况下，性质稳定,与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应（1）可燃性（甲烷的氧化反应） CH4（g）+ 2O2 (g) CO2(g)+2H2O(l);H=-890KJ/mol点燃甲烷要先 ，然后点燃从储气瓶里导出的甲烷，将一个干燥的烧杯罩着甲烷燃烧的火焰，观察烧杯内壁有何现象？倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水又有何现象？ 【思考与交流】：“通过这个实验，说明甲烷由什么元素组成？你是如何推知的？组成里有没有氧？上述实验能肯定或否定吗？”【科普知识】海底“可燃冰”（2）取代反应：【探究】甲烷与氯气的反应现象： 定义： 反应叫取代反应。【思考与交流】写出甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的化学方程式第一步：CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl第二步：CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl第三步：CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl第四步：CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl注意：反应条件光照（室温下在暗处不发生反应）。 反应物质纯卤素单质，例如甲烷与氯水、溴水不反应，与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。【讨论】取代反应和置换反应的区别取代反应置换反应（3）受热分解：CH4 C + 2H2（1） 分解条件及反应： （2） 产物的用途： （三）甲烷的利用资料：沼气；主要成分为甲烷又名坑气，它是沉积于池沼底部的植物残体在厌氧菌的作用下产生的。根据这一原理，人们发明了用发酵法获得沼气的沼气池。沼气池用的原料是人畜的粪便、杂草和垃圾等，而产生的沼气可以用来烧水、蒸饭、点灯、发电等。从而节约石油、煤炭和其他燃料，将沼气净化后得到的甲烷也可用作制取CCl4和炭黑等化工原料；粪便、杂草和垃圾等经过沼气池发酵后，大部分寄生虫卵和病菌被杀死，改善了卫生条件，防止了疾病的发生；粪便等在发酵过程中，其中的蛋白质分解为氨，最终转为铵态氮肥，从而提高了肥效。三、烷烃1概念：烃中碳原子跟碳原子之间都是以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相连，使每个碳原子的化合价都得到充分利用，即都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃。又叫烷烃。通式为CnH2n+2。举例：乙烷 丙烷 丁烷 戊烷2、物理性质：烷烃的物性随着碳原子数和递增，呈现 出规律性的变化：状态：气态液态固态 熔沸点：低高主要原因：随着碳原子数的递增，分子量增大，分子间作用力增大。3、化学性质：1氧化反应：不能与KMnO4和溴水反应。但点燃时与O2反应 CnH2n+2+O2nCO2+（n+1）H2【课后练习】1、下列物质中不属于有机物的是 （ ）A、CO（NH2）2 B、NH4CNO C、KSCN D、CH3CH2OH2、下列各物质的键角为109028/的是EFI。具有正四面体结构的是BEFI。A.H2O B.P4 C.CO2 D.NH3 E.金刚石 F.CH4 G.H2S I.二氧化硅3、下列反应属于取代反应的是 （ ）A、甲烷燃烧 B、由甲烷制取氯仿 C、由甲烷制炭黑 D、钠与水反应制得H24、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是( )A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl5、氯仿可作麻醉剂，但常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒物质光气（COCl），反应式为2CHCl3+O2 2COCl2+2HCl。为防止事故，在使用前检验氯仿是否变质，应用的试剂是 （ ）ANaOH溶液 BAgNO3溶液CHCl溶液 DH2O6、空气中含甲烷5%15(体积分数)点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积分数是 （ ）A.5% B.9.5% C.10% D.15%7、已知某烃分子中含碳元素与氢元素的质量比为 4 ：1，在标准状态下5.6L气体的质量为7.5克，求此烃的分子式。C2H6第二节 石油的炼制 乙烯【教学目标】（1）了解饱和烃与不饱和烃概念，了解乙烯的物理性质。（2）探究乙烯分子的组成和结构式；掌握乙烯的化学性质。（3）掌握加成反应的概念。（4）了解石油炼制的过程。【教学重点】本课时的重点是乙烯的化学性质【教学难点】难点是加成反应原理的理解【教学过程】新课导入1、简单讲述中东地区战争不断的一个重要原因石油资源的争夺，引入学习课题石油炼制 乙烯。2、介绍石油的形成与分布。一、石油的炼制石油炼制、加工过程及主要产品的比较炼制和加工方法分馏裂化裂解常压分馏减压分馏热裂化催化裂化原理用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在一定条件下，将式量大、沸点高的烃断裂成小分子的过程在高于裂化的温度下，将长链分子断裂成短链的气态和少量液态烃的过程原料脱水、脱盐的原油重油重油石油的分馏产品条件常压加热减压加热加热催化剂、加热高温目的将原油分离成轻质油将重油充分分离，并防碳化提高轻质汽油的产量和质量获取短链气态不饱和烃主要产品溶剂油(C5C8)汽油(C5C11)煤油柴油重油润滑油凡士林等汽油等轻油乙烯、丙烯、丁二烯等（一）石油1、石油的成分石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。石油的化学成分随产地不同而不同。2、石油的炼制石油的分馏油田 原油 石油 各种馏分（包括汽油、煤油和重油）（1）主要仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、冷凝器、锥形瓶；（2）温度计的位置：水银球上端应与蒸馏烧瓶支管处相平，以用于测量蒸气的温度；（3）加入几片碎瓷片：以防液体暴沸。 （4）进出水方向：下进上出，与蒸气形成逆向热交换。石油分馏的馏分是纯净物吗？为什么?石油的裂化：为提高汽油的产量，在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。裂化的目的是 。裂化的原理是 。写出十六烷、辛烷、丁烷裂化的方程式。石油的裂解（即深度裂化）生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃之外，还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里烯烃的含量比较高，因此常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。提出问题石油裂解后生成各种短链气态烃，如乙烯、丙稀、丁二烯等不饱和的烃。乙烯是怎样的一种物质呢？它和甲烷有什么不同？ 活动与探究1、乙烯气体通人酸性高锰酸钾溶液中，观察现象。2、乙烯气体通人溴的四氯化碳溶液中，观察现象。3、用排水集气法收集一试管气体，点燃，观察燃烧的情况。归纳小结实验现象结论酸性高锰酸钾溶液溴的四氯化碳溶液点燃思考与交流通过实验探究可以知道乙烯的性质与甲烷（烷烃）的性质是不同的，由结构决定性质，可知乙烯与烷烃的结构是不同的，乙烯和烷烃的结构有何差异呢？ 二、乙烯（一）乙烯的物理性质是。（二）乙烯的组成和分子结构说明1、组成：分子式，含碳量比甲烷高。2、分子结构：含有碳碳双键。双键的键长比单键的键长要短些。（三）乙烯的氧化反应1、可燃性点燃乙烯前一定要 ，看到的现象是 。思考：和甲烷的燃烧相比较有哪些不同？为什么？化学方程式 2、与酸性高锰酸钾溶液的作用被氧化，高锰酸钾被还原而退色，这是由于乙烯分子中含有碳碳双键的缘故。思考：乙烯通入酸性高锰酸钾中有什么现象？如果是甲烷的话，现象是否相同，为什么？（四）乙烯的加成反应1、与溴的加成反应（乙烯气体可使溴的四氯化碳溶液退色）CH2CH2+BrBrCH2Br-CH2Br 1，2二溴乙烷（无色）2、与水的加成反应CH2CH2+HOHCH3CH2OH 乙醇（酒精）学生活动书写乙烯与氢气、氯气、溴化氢的加成反应。乙烯与氢气反应 乙烯与氯气反应 乙烯与溴化氢反应 归纳整理对比甲烷和乙烯性质和结构 :比较甲烷乙烯分 子 式电 子 式结 构 式结构特点化学活动性化学性质取代反应燃 烧氧化反应加成反应聚合反应鉴 别问题解决 乙 炔一、 乙炔的组成和分子结构：1、组成：经测定，标况下，乙炔气体的密度为1.16g/L，其中含氢元素为7.8%,其余为碳元素 试确定乙炔的分子式.2、结构：展示模型3、比较乙烷、乙烯、乙炔的分子式、空间构型、键角二、乙炔的性质：1物性：2化性：（1）氧化反应： 使高锰酸钾溶液褪色可以燃烧C2H2+2.5O22CO2+H2O乙炔燃烧火焰明亮且有大量的黑烟，明亮是因为燃烧时一部分碳氢化合物裂化成细微分散的碳颗粒，这些碳颗粒受灼热而发光，因此乙炔呈作为照明气使用。黑烟是因为乙炔含碳量高，燃烧不充分造成的。（2）加成反应：乙炔可以使溴水（或溴的CCl4溶液）褪色。 C2H2+Br2 C2H2+2Br2 另外还可以和X2、 H2 、 HX、 H2O加成。但要注意条件。乙炔和氯化氢加成得的氯乙烯，是制取聚氯乙烯的单体。3.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、聚氯乙烯和乙醛等。2)乙炔燃烧时产生的氧炔焰可用来切割或 焊接金属。【课后练习】1下列物质中，有固定沸点的是A石油 B汽油 C聚乙烯 D甲苯2石油催化裂化的目的是A把相对分子质量大、沸点高的烃断裂成相对分子质量小、沸点低的烃B使直链烃转化为芳香烃C除去石油中的硫和其他杂质 D提高汽油的产量和质量3石油在常压下分馏，得到的主要产品是A汽油、煤油、柴油、重油 B煤油、柴油、重油、渣油C柴油、重油、石蜡、润滑油 D凡士林、石蜡、沥青、石油焦4某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是A酒精B汽油 C柴油D液化石油气 5下列物质不能使溴水退色的是A乙烯 B二氧化硫 C丁烯 D丙烷6四氯乙烯对环境有一定的危害，干洗衣服的干洗剂主要成分是四氯乙烯；家用不粘锅内侧涂覆物质的主要成分是聚四氟乙烯。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述中正确的是A它们都属于纯净物 B它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色C它们的分子中都不含氢原子 D它们都可由乙烯只发生加成反应得到7两种气态烃组成的混合气体0.1mol, 完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水。下列说法正确的是A混合气体一定有甲烷 B混合气体中一定是甲烷和乙烯C混合气体中一定没有乙烷 D混合气体中一定有乙烯8甲烷中混有乙烯，欲除乙烯得到纯净的甲烷，可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶A澄清石灰水，浓H2SO4 B溴水，浓H2SO4C酸性高锰酸钾溶液，浓H2SO4 D浓H2SO4，酸性高锰酸钾溶液9某混合气体由两种气态烃组成。2.24L该混合气体完全燃烧后，得到4.48L二氧化碳（气体已折算成标准状况）和3.6g水。则这两种气体可能是ACH4和C3H8 BCH4和C3H4 CC2H4和C3H4 DC2H2和C2H610通常用于衡量一个国家石油化工发展水平的标志是A石油的产量 B乙烯的产量 C天然气的产量 D汽油的产量11某有机物在氧气中充分燃烧生成的水和二氧化碳的物质的量比为11，由此可得出结论是A该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为123B该有机物分子中碳、氢原子个数比为12C该有机物中必含氧元素D该有机物中必定不含氧元素12最近国外研究出一种高效的水果长期保鲜新技术：在3潮湿条件下的水果保鲜室中用一种特制的低压水银灯照射，引起光化学反应，使水果贮存过程中缓缓释放的催熟剂转化为没有催熟作用的有机物。试回答：（1）可能较长期保鲜的主要原因是（2）写出主要反应的化学方程式水果能放出少量的乙烯，乙烯是催熟剂。根据题意，这种新技术能除去乙烯，把乙烯转化为一种没有催熟作用的有机物，生成什么有机物呢？联系题中所给出的反应条件“潮湿、光化学反应”可得出乙烯是跟水反应生成乙醇。（1）使乙烯转化为乙醇而无催熟作用使水果在较低温度下保鲜时间长。（2）CH2=CH2 + H2O C2H5OH。13实验室制取乙烯时，往往因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫，有人设计下列实验已确认上述混合气中含有乙烯和二氧化硫。请回答下列问题： (1)图中的装置依次盛放的试剂为ABCD。A品红溶液 BNaOH 溶液 C浓H2SO4 D酸性高锰酸钾溶液 (2)能说明SO2气体存在的现象是品红溶液褪色； (3)使用装置的目的是除去二氧化硫气体； (4)使用装置的目的是除去乙烯中的水蒸气； (5)确认含有乙烯的现象是酸性高锰酸钾溶液褪色。煤的综合利用 苯教学目标【知识与技能】1 了解苯的物理性质2 通过探究活动，理解苯分子的结构3 掌握苯的化学性质，能够正确书写苯与硝酸反应的化学方程式。【过程与方法】通过苯的发现、组成、结构的研究历史学习，初步了解有机物研究的程序和方法。【情感态度价值观】通过苯的发现、研究史的学习，感受科学研究的艰辛，养成严谨求实的科学态度和科学品质。教学重点 苯的结构和化学性质教学难点 苯的结构教学方法：基于化学史的探究式教学教学过程教师活动学生活动设计意图新课引入 阅读资料有机物A的发现史1结合教材阅读A的发现史，回答下列问题：1 煤通过什么方法可制取煤气，副产品“油状液体是哪种产物中。2 煤还有哪些加工方法，主要产物分别是什么？3 从A的发现史中你能够总结出A具有哪些物理性质？19世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已经普遍使用煤气。当时伦敦为了生产照明用的气体（也称煤气）,在生产煤气的过程中产生了一种副产品油状液体。英国化学家法拉第（Michael Faraday，17911867）对这种油状物产生了兴趣。几乎花了五年时间来研究它。他用蒸馏的方法在80左右将这种油状液体进行分离，得到另一种无色透明液体。当时法拉第将此称为“碳氢化合物”。 它略带杏仁味，放在冰水中冷却到零度时，它就会结晶变成固体，微溶于水，易溶于油、醚和醇中。小结一、A的发现及物理性质1 煤的加工2 A的物理性质阅读资料和教材，回答问题。1煤通过干馏的方法可制取煤气。在生煤气的同时还生成焦炭和煤焦油。A就存于煤焦油中。2总结煤的加工方法，干馏、气化、液化。均为化学变化。3归纳A的物理性质：A是一种无色透明的液体，熔、沸点低，微溶于水。通过A的发现史引入，激起学生兴趣，激发求知欲望。培养学生的阅读和获取信息的能力。活动探究二、A的组成的探究引导学生阅读下列资料，并完成下列问题。1 推断该有机物的组成元素。2 该有机物的最简式。3 该有机物的化学式。法拉第将这种液体的蒸气通过热的氧化铜，把它分解成二氧化碳和水，例如在60时，0.776克蒸气分解产生的二氧化碳和水，相当于0.7117克碳和0.06443克氢。说明这个化合物中碳与氢的重量之比为12:1。但由于当时法拉第所用的相对原子质量与现在不同，C=6，H=1，所以法拉第就认为这种化合物的实验式是C2H，称为是重碳氢化物。法拉第还用引爆这种化合物的蒸气与氧气的混和物的方法，测得它的蒸气密度是氧气的倍。但是由于法拉第当时此还认识得不够清楚，所以他也没有能进一步推测出A的分子式是。不久，法国化学家白拉尔等人确定了A的相对分子质量为78，分式为C6H6。（变体字部分在学生回答后再呈现）归纳小结A的组成研究有机物组成的步骤：阅读资料，并根据资料提供的信息回答问题。10.7117+0.064430.776，说明只有C、H两种元素。2C、H的质量比为12:1，最简式为CH。3相对分子质量：2.443278.08。化学式：C6H6。通过A的组成的研究历史的再现，让学生体验到探究的乐趣，了解有机物组成的研究步骤和方法。三、探究A的分子结构科学假设1请根据A的组成，写出一种可能的直链结构式。实验验证 实验测得A与氯气发生取代反应的一氯代物只有一种结构。结论只有一种等效氢，假设不成立。科学假设2观看凯库勒的对A的结构提出的假设，回答下列问题。凯库勒提出的A的结构有什么特征，请写出其结构简式。根据A的结构请你推断它可能具有的化学性质。实验验证演示A与溴水、酸性高锰酸钾溶液的反应。结论A不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，说明A的结构中不存在单、双键交替。科学假设继续对A的结构进行修改，提出合理假设A中的键是介于单、双键之间的一种特殊的键。实验验证现代分析方法证明A的结构中6个碳、碳键完全一样，A的邻二取代物只有一种。结论苯的结构式推测并书写A的可能的结构式。与同学交流。如：CH2-CH=C=C=CH-CH2CHCCH2CH2CCH。根据实验事实判断假设是否正确。观看录像，回答问题。A的结构简式。A含有不饱和键，应该能够与溴水发生加成反应，能够使酸性高锰酸钾溶液褪色。观察实验现象，对凯库勒提出的结构进行判断。在前面提出的结构的基础上，继续进行假设根据所提供的事实判断假设是否正确。通过苯的结构假设、验证，再假设、再验证，让学生了解科学研究的一般方法，认识科学假设的原则及在科学研究中的重要作用。通过介绍凯库勒提出苯的结构的过程，让学生感受热爱对科学研究的重要意义。通过合理推断培养学生运的发散思维能力。通过比较自己的假设与科学家的假设，获得成功感。四、苯的化学性质的探究问题苯(C6H6) 和乙炔(C2H2) 的最简式都是“CH”。回忆乙炔燃烧的现象，推断苯燃烧的现象，并说明你的推断理由。【演示】用一支玻璃棒蘸少量A，在酒精灯上点燃。观察燃烧时的现象。要求学生观察实验现象，写出反应方程式。小结1.苯的燃烧2C6H6+15O212CO2+6H2O讨论苯的硝化反应1.指出该反应的反应类型2.指出该反应的化学键变化。3.你认为硝化反应的加热采取什么样的加热方式好？【迁移应用】苯在铁作催化剂的情况下也能够与氯气、液溴发生取代反应，请写出反应的化学方程式小结2.苯的取代反应根据苯、乙炔的含碳量作出推断。观察并描述苯燃烧的现象。火焰明亮、冒黑烟，和乙炔燃烧的现象十分相似。对比思考书写苯燃烧的化学方程式。思考、讨论苯与硝酸的反应，回答问题。1.苯的硝化反应为取代反应，硝基取代了苯环上的氢原子。2反应中苯环上断一个CH键，硝酸中HONO2的ON键断裂。3由于反应温度需要控制在5060，所以采用水浴加热的方式比较好。书写苯与Cl2、Br2反应的化学方程式通过对比苯、乙炔燃烧的现象，更好的理解燃烧冒黑烟的原因。通过对硝化反应的讨论，让学生养成从化学键变化的角度理解有机化学反应的习惯。课堂总结：引导学生从下面几方面对本节课的学习进行小结。知识技能方面1 煤有哪些加工方式，其主要产物是什么？2 苯的组成和物理性质3 苯的结构特点4 苯的重要化学性质过程与方法学了本节课后，你认为研究有机物步骤和方法有哪些认识？【小结】见板书设计归纳小结1、加强学生对所学知识进行系统化、网络化的能力。2、培养学生反省解决问题方法的意识。投影板书设计一、 煤的加工与苯的发现二、 苯的组成及物理性质三、 苯的结构四、 苯的化学性质