2019-2020学年新鲁科版必修2第3章 第2节 课时2 煤的干馏与苯学案

课时2 煤的干馏与苯目标与素养：1.了解煤的干馏及其产品的应用。(社会责任)2.了解苯的分子结构特征、物理性质和用途。(微观探析)3.掌握苯的化学性质。(科学探究)

一、煤的干馏

1．定义：将煤隔绝空气加强热使其分解。

2．主要产物和用途

微点拨：煤的干馏产品可简记为：一气(焦炉气)、一水(粗氨水)、一油(煤焦油)、一固(焦炭)。

二、苯

1．组成和结构

2.物理性质

颜色气味状态密度水溶性毒性

无色特殊气味液态比水小难溶于水有毒3.

(1)稳定性：苯与Br2、KMnO4(H＋)溶液均不反应。

(2)可燃性

(3)取代反应：苯与液溴在铁粉作用下可发生反应生成溴苯。化学方程式为

。

4．用途

苯是一种重要的有机化工原料，常用作有机溶剂。

微点拨：(1)因为苯中碳的质量分数很大，所以苯不易完全燃烧，燃烧时产生明亮而带有浓烟的火焰。

(2)苯中不含碳碳双键，故不与溴水发生加成反应，但若中加溴水振荡、静置分层、上层呈橙红色下层无色，实质为萃取。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)煤中只含碳元素。 ()

(2)由于煤中含有苯，所以从煤干馏的产品中分离得到苯。

()

(3)78 g苯含有C===C键的数目为3N A。()

(4)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，因此，苯不能发生氧化反应。

()

[答案](1)×(2)×(3)×(4)×

2．下列物质可用分液漏斗分离的是()

A．硝基苯和苯B．苯和水

C．酒精和水D．苯和氯仿

[答案]B

3．下列关于苯分子结构的说法中不正确的是()

A．苯分子中含有3个C===C键和3个C—C键

B．苯分子为正六边形分子，所有原子在同一平面内

C．苯环上的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键D．苯分子里6个C—H键完全相同

[答案]A

1.

(1)隔绝空气：这是煤的干馏的先决条件，否则，强热条件下煤会燃烧生成CO2和H2O等物质。

(2)煤的干馏是化学变化：煤在干馏过程中生成许多新的物质，如苯、萘、蒽等，发生的是化学变化，是分解反应。

(3)煤中不含苯、萘、蒽等物质，煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物煤焦油中含有的。

【典例1】如图是实验室干馏煤的装置图，回答下列问题：

(1)反应完毕后，试管A中剩下的灰黑色固体是；试管B中液体分两层，上层为澄清、透明的水溶液，能使酚酞变红，是，下层的黑色黏稠物是，写出其中的成分与液溴反应的方程式：，。

(2)C处点燃的气体在工业上叫，其主要成分是。

[解析]煤干馏得到固体焦炭、炉煤气、煤焦油，炉煤气经降温可分离成焦

炉气、粗氨水、粗苯。该实验中，留在试管里的灰黑色固体就是焦炭，其他干馏成分以气体的形式进入试管B中。在试管B中，降温，粗苯和煤焦油成为黏稠液体，位于试管下方；气体液化形成粗氨水，位于试管上方，还有不液化的气体，主要成分是H2、CH4、CO、C2H4，这是焦炉气，由导管导出点燃。

[答案](1)焦炭粗氨水粗苯和煤焦油

(2)焦炉气H2、CO、CH4、C2H4

1．下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是()

①煤加强热而分解的过程②煤干馏的目的是得到冶金用的优质焦炭③煤的干馏和石油的分馏的本质区别是：干馏是化学变化而分馏是物理变化④工业上苯、甲苯等原料可由煤干馏得到，其存在于煤干馏所得的焦炉气中A．①②B．①③

C．②③D．②④

C[干馏要在隔绝空气的条件下进行，①错；煤干馏的主要产物是焦炭，同时得到焦炉气、煤焦油等物质，②正确；煤干馏时发生了分解反应，是化学变化，而分馏仅仅是利用沸点不同而分开液体混合物中的各成分，是物理变化，③正确；苯和甲苯主要存在于煤焦油中，④错。]

1.

(1)苯与液溴的反应

装置如图所示。

实验现象：

①将苯、液溴和铁屑混合后，很快会看到烧瓶中的混合液呈微沸状态，这说明此反应为放热反应。

②导管末端有大量的白雾产生，锥形瓶中的硝酸银溶液中有淡黄色沉淀产生。

③反应完成后的混合溶液倒入水中后，得到一种比水重，不溶于水的褐色液体。

注意事项：①苯与溴发生反应时必须用液溴，不能用溴水；②该反应是放热反应，不需要加热；③长玻璃导管的作用：导气和冷凝回流；④导气管末端不能插入液面下，防倒吸；⑤制得的溴苯因溶有溴而呈褐色，其提纯方法是将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中，振荡，用分液漏斗分离出溴苯。

(2)硝化反应：苯环上的氢原子被—NO2(硝基)所取代的反应叫作硝化反应。

在浓硫酸作用下，苯在55～60 ℃可以与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯。

苯与浓硝酸、浓硫酸的反应

硝基苯是一种带有苦杏仁味、密度比水大、有毒的无色油状液体。

2．苯的加成反应

在镍作催化剂的条件下，苯可以与氢气发生加成反应生成环己烷。

【典例2】苯和液溴反应制取溴苯的实验装置如图所示，其中A为由具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑粉。填写下列空白：

(1)向反应容器A中逐滴加入液溴和苯的混合液，几秒内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式)：

。

(2)B中NaOH溶液的作用是

。

(3)试管C中苯的作用是

。

反应开始后，观察D和E两试管，看到的现象为

，此现象可以验证苯和液溴的反应为(填反应类型)。

[解析]苯与液溴反应剧烈，生成和HBr气体，从导管出来的气体中会混有一定量的溴蒸气，混合气体进入C可将气体中的溴蒸气除去(利用相似相溶原理)。B中NaOH溶液的作用是除去溶于溴苯中的液溴，气体在经D、E 两装置时，分别可以观察到紫色石蕊溶液变红，AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，可证明此反应为取代反应。