煤的综合利用——苯pPPT课件7 苏教版优质课件

煤焦油
用途：燃料、化肥、农药、洗涤剂、 溶剂和多种合成材料
碳在空气中燃烧 低值热气
（2） 煤气化
碳在空气中燃烧 中值热气
催化剂
CO + 3H2
CH4 + H2O
高热值天然气
成分：CO、H2 、相当量的氮气
特点和用途：热值较低，用作冶金、 机械工业的燃烧气
成分：CO、H2、少量的CH4
特点和用途：热值较高，可短距离 输送。用作居民使用煤气，也可以 用于合成氨
象
黑烟 浓烟 浓烟
含碳量 80％ 85.7％ 92.3％ 92.3％
（2） 取代反应
①苯的卤代反应
+ Br2 Fe
+HBr
（溴苯）
C6H6 + Cl2
（氯苯）+HCl
取代反应
现象： ①导管口有白雾，溶液变浑浊。 ②杯底有褐色不溶于水的液体。
注意：
①铁粉起催化剂的作用（实际上是FeBr3)，如果没有 催化剂则苯与溴水混合发生的是萃取反应。
思考：煤和碳表示的是同一种物质吗？ 煤是混合物，碳是单质。
(一) 煤的综合利用
1、 煤的组成
1碳
7铁
组
成
2氢
8铝
碳
3氧
9钙
的
元
4氮
10 硅
素
5硫
11 镁
6磷
思考：煤燃烧有哪些缺点？
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！
2 、 煤的综合利用
煤 焦炭、煤 焦油、焦 炉气
气化
液化
把煤中的 有机物转 化为可燃 性气体的
过程
煤
氢气、一 氧化碳
把煤转化 为液体燃 料的过程
煤 液体燃料 （甲醇、 汽油等）
1．下列变化属于化学变化的是（ B ） A．分馏 B．干馏 C．蒸馏 D．萃取
2．下列物质中有固定熔点和沸点的是（ D ） A．汽油 B．煤 C．天然气 D．乙烯
（苯分子中的H原子被硝基取代的反应）
（硝基苯）
+ HO－NO2
浓H2SO4 55℃~60℃
－NO2 + H2O
注意：
①浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到50~60℃以 下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，因为反应放热， 温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯 和浓硫酸在70~80℃时会发生反应。
②什么时候采用水浴加热，需要加热，而且一定要控 制在100℃以下，均可采用水浴加热。如果超过100 ℃，还可采用油浴（0～300 ℃）、沙浴温度更高。
边形环。 2.各碳原子之间存在单双键交替形式。
（1） 分子式 C6H6 最简式 C H
（2） 结构式
结构简式
（来自百度文库）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： 1.4×10－10 m
烷烃 C C 键 键长：1.54 ×10－10 m
烯烃 C C 键 键长: 1.33 ×10－10 m
实验事实：
1、苯在催化剂存在的情况下和液Br2发生 取代反应。 —— 类似于烷烃的性质
2、苯在催化剂存在的情况下和H2和Cl2发 生加成反应。 ——类似于C=C的性质
3、苯的临位二元取代只产生种取代产物
—— 6个碳原子和6个氢原子等价
4、苯和酸性KMnO4溶液、溴水（苯不能 使之褪色） —— 证明苯的双键与一般的双键不同
1.苯的物理性质 （色、态、味、密度、熔点、沸点、溶解性、特性）
（1）.无色，有特殊芳香气味的液体
（2）.密度小于水（不溶于水） （3）.易溶有机溶剂 （4）.熔点5.5℃, 沸点80.1℃ （5）.易挥发（密封保存） （6）.苯蒸气有毒
2 苯的分子结构
凯库勒
凯库勒在1866年发表的“关于芳香族化 合物的研究”一文中，提出两个假说： 1.苯的6个碳原子形成环状闭链，即平面六
苯的模型
3、苯的化学性质
（1）氧化反应
[实验二]：用玻璃棒蘸一些苯，在酒精灯上
点燃，观察燃烧现象。
现象： 明亮的火焰、浓烟
点燃
2C6H6 + 15O2
12CO2 + 6H2O
物质 乙烷 乙烯 乙炔 苯
分子式 C2H6 C2H4 C2H2 C6H6
淡蓝色 火焰明 火焰明 火焰明
燃烧现 火焰 亮，有 亮，有 亮，有
凯库勒式的缺陷
缺陷1：不能解释苯为何不起类似烯烃的加成反应 缺陷2： －C与H3 CH性3－质完全相同，是同种物质
－CH3 CH3 －
总结
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。
C-C 1.54×10-10m
C=C 1.33×10-10m
③温度计的位置，必须放在悬挂在水浴中。
④长导管的作用：冷凝回流。
⑤不纯的硝基苯显黄色，因为溶有NO2，而 纯净硝基苯是无色，有苦杏仁味，比水重油 状液体。
⑥为提纯硝基苯，一般将粗产品依次用蒸馏水和NaOH 溶液洗涤。
③苯的磺化反应
成分：CH4
特点和用途：热值很高，可远距离 输送
煤可以变成油吗？
“煤变油”是20世纪20年代德国的两位科学家 发明的。即煤炭的液化，就是指以煤炭为原料制取 汽油、柴油、液化石油气的技术。
目前，我国在建和拟建的“煤变油”项目已达 1600万吨，计划投入的资金高达1200亿元。今年国 家正着手制订“十一五”规划，很多省份都试图将 “煤变油”项目列为重点发展项目。
（1） 煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程， 叫做煤的干馏
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
焦炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、 一氧化碳
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。
煤的干馏实验装置
成分：苯、甲苯、二甲苯等有机物
②导管的作用：一是导气，二是冷凝欲挥发出的苯和 溴使之回流，并冷凝生成的HBr。注意导管末端不可插 入锥形瓶内液面以下，否则将发生倒吸。
③为什么溴苯留在烧瓶中，而HBr挥发出来？因为溴苯 的沸点较高，156.43℃。
④褐色是因为溴苯中含有杂质溴，可用NaOH溶液洗 涤产物，除去溴，而得无色的溴苯。
②苯的硝化反应
（3） 煤的液化
煤的液化分直接液化和间接液化两种。
煤的液化
直接液化
直接液化就是煤在高温高 压下加氢催化裂化，转变 成油料产品
间接液化
间接液化就是先使煤转化为一 氧化碳和氢气，然后在高温、 高压以及催化剂的作用下生成 液态烃、甲醇等有机物
总结
煤的综合 利用 原理
原料 产品
干馏
使煤隔绝 空气加强 热，使其 分解的过 程