碳氢化合物的宝库石油课件

(CH2Cl2 + Cl2
Cl Cl C H +Cl Cl
光
CHCl3 + HCl)
三氯甲烷(氯仿)
Cl
光
Cl
C
Cl + H
Cl
Cl
(CHCl3 + Cl2
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光
Cl
CCl4 + HCl)
四氯甲烷 四氯化碳
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思考
取代反应与置换反应的区别：
取代反应 无电子转移
反应物可以有单质，也 可无单质，生成物一定 无单质
L 某气体的质量是3.5 g。已知该气体是由碳和氢两种元素形成的化 合物，且化合物中碳元素的质量分数为 85.7 %，求该气体的分子式。 82.7%，含氢 17.3%，在标 准状况下的密度是 2.59 g/L， 求该气体的 分子式。
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3.某气体含碳
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解答 2
3.5 M气 = = 28 (g/mol) 2.8/22.4 28×85.7% n碳 = = 2 (mol) 12
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置换反应 有电子转移
反应物、生成物中 一定有单质
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练习
1. 下列各组物质，在光照下不发生反应
的是 A．氢气和氯气 C．甲烷和氧气 √ 光照，反应产物有
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl _______________________________
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B．甲烷和氯气 D．次氯酸
2.将甲烷和氯气按1:1的体积比混合后
问题
如何用实验鉴别甲烷、氢气、一氧化碳三种 气体？（如何证明甲烷分子中含有碳元素和 氢元素？） 分别点燃待鉴气体，在火焰上方各罩一 个干燥的烧杯；若看见烧杯壁变得模糊 (有水 气凝结) ，则待鉴气体为氢气与甲烷，另一气 体为一氧化碳； 再把烧杯壁变得模糊的烧杯 倒转， 并向烧杯内注入少量澄清石灰水，振 荡若石灰水变浑，则待鉴气体为甲烷， 另一 气体为氢气。
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问题：
（1）将甲烷分别通入溴水和酸性高
锰酸钾溶液，观察到的现象。
甲烷不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
（2）点燃甲烷，观察到的现象。
产生淡蓝色的火焰
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2.甲烷的化学性质
（1）氧化反应（可燃性/还原性） CH4+2O2
点燃
CO2+2H2O
在进行甲烷的燃烧实验时，必须先检 查甲烷的纯度。 （2）高温分解 CH4
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高温
C+2H2
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隔绝空气
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是烷烃的特征反应 （3）取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其 他原子或原子团所代替的反应。
H H C H H + Cl Cl
光
H H C H Cl + H Cl
( CH4 + Cl2
光
CH3Cl + HCl )
一氯甲烷
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思考与讨论
①
温度计水银球的位置位于什么地方？
支管口附近
②
③ ④
蒸馏烧瓶中为什么要放几片碎瓷片？
防止暴沸
馏出物和冷却水的流动方向怎样？
馏出物自左至右，冷却水自右至左
为什么接受容器使用锥形瓶？换成烧 杯行不行？为什么？
防止馏分溅出及减少挥发，故换成烧杯不行
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讲解：二氯甲烷只有一种结构是甲烷分
子为正四面体结构的有力证据。
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甲烷的分子结构
球棍模型
（侧重于相对位置）
比例模型
（侧重于体积比）
甲烷的空间构型：正四面体结构
（以碳原子为中心以氢原子为顶点）
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甲烷分子球棍模型(动画)
展示：甲烷分子的模型——球棍模 型和比例模型。
11.认识碳氢化合物的多样性
奇妙的碳元素
按质量百分比计，碳元素仅占
地壳质量的 0.087 %,但含碳的化合
物却占已发现和合成的化合物的90% 以上。这些含碳元素的化合物中绝 大部分是有机化合物。
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2
问题
什么叫有机化合物？
含碳元素的化合物(除CO2、CO、
H2CO3、碳酸盐、碳的金属化合物等)
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H H C Cl
H
+ Cl H +Cl
Cl
光
H
C Cl
Cl + H
Cl
(CH3Cl + Cl2
光
CH2Cl2 + HCl )
二氯甲烷
问题：
本反应的进行是否在甲烷全部转化为
一氯甲烷以后才开始？
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H Cl C Cl +Cl Cl H+ Cl
光
H Cl C Cl Cl + H Cl
）
A、二氧化碳 B、尿素 C、蔗糖 D、碳酸氢铵
2、下列说法中不正确 的是：（
B
A、大多数有机物 难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有 机溶剂。 B、有机物的熔点低，受热易分解，都能燃烧。 C、绝大多数有机物是非电解质，不易导电。
D、有机物的化学反应比较复杂，一般较慢，且常伴有副 反应发生。
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(4)石油的分馏： 物理变化 将石油加热沸腾，把石油分成不同
沸点范围的分馏产物。( 分馏设备：分
馏塔；分馏出来的各种成分叫馏分。)
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实验与观察 (P4)
实验前，分馏装置 中 3 个塔间的温度分 别为 a.______， b.______， c.______。
Cl
C H Cl C Cl H Cl 讨论：假设二氯甲烷是平面 正方形结构。二氯甲烷有几 种可能的结构？ H
假设
实验 测定 结论
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H 实验测定二氯甲烷的熔、沸点， 发现只可能有一种二氯甲烷， 因此它只有一种结构。 甲烷分子是一种以碳原子为中心、 四个氢原子为顶点的正四面体的 立体结构
有机化合物有哪些特征？
（1）有机物种类繁多
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3
（2）多数容易燃烧，容易分解。
（3）绝大多数有机物是非电解 质，不易导电，熔点低。
（4）多数难溶于水，易溶于有机
溶剂。 （5）有机反应复杂，副反应多， 速度慢。
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课堂练习
1、下列物质中属于有机物的是：（ B
、C ）
具有长链的分子烃断裂成各种短链的气态烃。
目的：为了获得更多的短链的不饱和气态烃(主要是
乙烯,其次是丙烯和异丁烯等)
C8H18 C4H10 C4H8
催化剂 加热、 加压 催化剂 加热、 加压 催化剂 加热、 加压
C4H10 + C4H8 C2H4 + C2H6 2C2H4
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介绍：家用的液化石油气主要成分为丙
烃： 仅含碳和氢两种元素的有机物称 为碳氢化合物，又称烃。 （根据结构的不同，烃可分为烷烃、 烯烃、炔烃、芳香烃。）
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1.甲烷的物理性质
无色、无臭的气体，极难溶于水 有天气（密度求算公式ρ = M /22.4 ） 俗名：沼气、坑气， 是天然气、油田气的主要成分， 瓦斯的主要成分也是甲烷
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阅读：
石油分馏产品及其用途
思考：
1.馏分是纯净物还是混合物？ 2.有机物分子中含碳原子数的多少与熔、
沸点有何关系？
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馏分：分馏出来的各种成分。每一种馏
分仍然是多种碳氢化合物的混合物。
碳氢化合物中，含碳原子数少的沸点低，
含碳原子数多的沸点高。
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练习
1.某碳氢化合物，取一定量完全燃烧后，使
其燃烧产物一次通过浓硫酸和石灰水，测得 浓硫酸增重0.720克，石灰水中沉淀的质量为 4.00克。试计算该化合物中碳氢元素的物质 的量之比，若在测出该碳氢化合物的式量为 56，求它的分子式。
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练习
2.在标准状况下，2.8
三.烷烃
结构简式：结构简式就是结构式的简单表达式，只要把 碳氢单键省略掉即可，碳碳单键可以省略也可不省略， 相同的原子团也可合并用( )n表示。 最简式：仅表示物质构成元素的原子的最简个数比的式子
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阅读 表格 几种烷烃的物理性质 3.烷烃物理性质的递变规律： 回答下列问题： （1）烷烃分子中随着碳原子数的增加，熔点、沸点 发生怎样的变化？ (2)常温下，烷烃的状态跟碳原子数有什么关系？ (3)己烷常温下是____ 液 态，由上表数据推测其熔点大 -130 于_____℃，小于 _ ____℃。 -90.61
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加热分馏装置容器底部，当第一个塔间 a温度升至160 C左右，停止加热，此时，其 他两个塔间温度分别为：b.______ c.______。 观察3个塔间和顶部双球U形验气管中的 现象：
o
三个塔间中有无色液体，双球 U型管中的 _______________________________________ 高锰酸钾溶液褪色 ___________________。
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甲烷分子比例模型(动画)
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4.甲烷的实验室制法 原料：无水醋酸钠（CH3COONa） 和碱石灰
CH3COONa + NaOH
CaO Δ
Na2CO3 + CH4↑
思考：用什么装置制取甲烷？ 与制氧气装置相同 注意点及收集方法
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要求药品无水、氧化钙起吸水作用与减少氢氧化钠的 与玻璃的接触。可用排水法或向下排空气法。
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石油的裂化和裂解
石油的裂化
原理：在一定条件下，将相对分子质量较大的烃断
裂为相对分子质量较小的烃的过程；
目的：提高汽油的产量和质量；
C16H34 催化剂
加热、 加压
C8H18 + C8H16
辛烷 辛烯
故裂化汽油中含有不饱和烃。
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石油的裂解
深度的裂化
原理：采用比裂化更高的温度(700℃--1000℃)，把
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讨论
如何根据以下装置来测定甲烷的分子 组成？
提示：根据甲烷、完全燃烧后的产物水、 二氧化碳三者物质的量之间的关系，求 出1mol 甲烷中有几mol碳、几mol氢
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练习
取4.48
L（S.T.P）甲烷完全燃烧，将燃烧后
的产物依次通过浓硫酸和碱石灰，称量得浓
2
2
= 1∶ 1 ∶ 4 甲烷的分子式为： CH4
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3、甲烷的分子结构
写出甲烷的电子式、结构式
H : :
H
H C H H : C :H H H 讨论： 甲烷分子中的碳原子和四个氢原子是 共平面的吗？
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科学思维方法欣赏
问题 甲烷分子的空间结构是怎样的？
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(4) 物理性质：石油呈黑色或 深棕色，有特殊气味，不溶于水， 比水稍轻。 没有固定的熔点和沸点。( 这
是混和物的特征 )
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2. 石油的炼制
(1)原油: 开采出来未经处理的
石油
(2)原油的预处理：脱水、脱盐。
(3)石油的炼制主要有分馏、裂 化、重整、精制。
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其结构上的共同点：
1.碳原子与碳原子结合成链状
2.碳原子与碳原子都以碳碳单键相连
3.碳原子的剩余价键全部跟氢原子相 结合
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1.定义：碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键 全部跟氢原子相结合的链烃叫饱和链烃或称烷烃。 2.常见几个式
化学式：用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式 分子式：用元素符号来表示分子组成的式子叫做分子式 结构式：用“—”表示一对共用电子对的式子
11.1
碳氢化合物的宝库
——石油
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一. 工业的血液和炼油
1.工业的血液——石油 (1) 石油的形成：石油是由远古
时代的海洋或湖泊中的动植物遗体
在地下经过漫长复杂的变化而形成
的粘稠状液体。
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(2) 石油主要含有碳、氢两种
元素。碳元素占 83%-87%，氢元素
占10%-14%，其他还含有少量的氮、 氧、硫及微量的磷、钾、硅、铁、 镁等元素。 (3) 石油主要是由各种烷烃、 环烷烃和芳香烃组成的混合物
n氢 =
28×(1-85.7%) 1
= 4 (mol)
该气体的分子式：
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C2H4
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解答3
M气 = 2.59×22.4 = 58(g/mol)
n碳 = n氢 =
58×82.7%
= 4 (mol)
=10 (mol)
12 58×(1-82.7%)
1
该气体的分子式：
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C4H10
烷、丁烷等。
介绍：三大合成材料——塑料、合成橡
胶、合成纤维
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塑料、合成橡胶、合成纤维
塑料：聚氯乙烯 合成橡胶：
wk.baidu.com
[ CH2 CH ] Cl
n
CH3
Si O
耐高温、耐严 寒的硅橡胶
合成纤维： 人造羊毛
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CH3
n CH2-CH
CN n
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二、甲烷： 是烃类里最简单的一种烃
硫酸和碱石灰分别增重7.2 g、8.8 g。试求甲
烷的分子式。
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解答
解：
n甲烷 = 4.48 / 22.4 = 0.2(mol) nH O = 7.2 / 18 = 0.4(mol) nCO = 8.8 / 44 = 0.2(mol) n甲烷∶nC∶nH = 0.2 ∶ 0.2 ∶ 0.4×2