《高考化學基礎知識復習課件29《化石燃料與重要的烴》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考化學基礎知識復習課件29《化石燃料與重要的烴》（57頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

歡迎進入化學課堂 一 甲烷的結構和性質烷烴1 甲烷的結構和性質 1 分子組成和結構 甲烷分子是 構型 碳原子位于中心 氫原子位于頂點 2 物理性質 甲烷是無色 無味 不溶于水的氣體 密度比空氣密度小 3 化學性質 在通常情況下 甲烷是比較穩(wěn)定的 跟強酸 強堿或強氧化劑等一般不起反應 甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色 也不能使溴的四氯化碳溶液褪色 甲烷的氧化反應1mol甲烷完全燃燒可以放出890kJ的熱量 熱化學方程式為 正四面體 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 1 取代反應有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應叫做取代反應 甲烷的取代反應 甲烷與氯氣的反應比較復雜 四種氯代產物均不溶于水 常溫下 只有CH3Cl是 體 其他三種都是 體 CHCl3俗稱 CCl4又叫 二者都是重要的有機溶劑 密度比水 2 烷烴 1 烷烴的概念烴分子中的碳原子跟碳原子都以 結合 碳原子剩余的價鍵 跟氫原子結合 使每個碳原子的化合價都已充分利用 達到 這樣的烴叫做飽和鏈烴 也稱為烷烴 氣 液 氯仿 四氯化碳 大 單鍵 全部 飽和 2 結構特點 分子里碳原子與碳原子之間都是 碳原子剩余的價鍵 跟氫結合 鏈狀 可能有支鏈 烷烴分子中 以任意一個碳原子為中心都是 結構 所以 烷烴分子中的碳原子并不在一條直線上 而是呈 狀排列 3 烷烴的分子式通式 CnH2n 2 n 1 4 物理性質 隨碳原子數的遞增 烷烴的熔 沸點 密度 碳原子數在4個及4個以下為 5 16個為 態(tài) 17個以上為 單鍵 全部 四面體 鋸齒 升高 增大 氣態(tài) 液 固態(tài) 5 化學性質烷烴 CnH2n 2 的燃燒通式為 二 乙烯和烯烴的結構與性質1 乙烯的結構 乙烯分子中兩個碳原子及四個氫原子在同一平面上 2 乙烯的物理性質 乙烯是一種無色 稍有氣味的氣體 難溶于水 密度比空氣略小 3 乙烯的化學性質 1 氧化反應 若將乙烯氣體通入酸性KMnO4溶液中 可看到紫色褪去 利用這個反應可區(qū)別乙烯和甲烷 CnH2n 2 O2nCO2 n 1 H2O 2CH2CH2 O22CH3CHO 2 加成反應 有機物分子中雙鍵 或叁鍵 兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應 3 加聚反應 nCH2CH2CH2 CH2 4 烯烴的結構和性質 1 定義和物理性質 分子中含有 的一類鏈烴叫烯烴 含有2 4個碳原子的烯烴常溫下是 態(tài) 烯烴隨著分子中碳原子數的遞增 其沸點和密度都 碳碳雙鍵 氣 增大 2 組成和結構 烯烴的通式可以表示為CnH2n n 2 其結構特點是含 為鏈烴 3 化學性質 烯烴的化學性質與乙烯類似 可以發(fā)生氧化 烯烴能使酸性KMnO4溶液褪色 和 反應等 三 乙炔和炔烴的結構與性質1 乙炔的分子組成和結構 乙炔分子是 形分子 非極性分子 2 乙炔的物理性質 純的乙炔是無色無味的氣體 微溶于水 易溶于有機溶劑 俗名 加成 碳碳雙鍵 加聚 直線 電石氣 3 乙炔的化學性質 1 氧化反應乙炔燃燒的化學方程式為 乙炔能被酸性KMnO4溶液氧化 將乙炔通入酸性KMnO4溶液中 溶液的紫色逐漸褪去 2 加成反應CHCH Br2 CHBrCHBr Br2 CHCH H2O 3 乙炔的化學性質 1 氧化反應乙炔燃燒的化學方程式為 乙炔能被酸性KMnO4溶液氧化 將乙炔通入酸性KMnO4溶液中 溶液的紫色逐漸褪去 2 加成反應CHCH Br2 CHBrCHBr Br2 CHCH H2O 2C2H2 5O24CO2 2H2O CHBr2 CHBr2 CH3CHO CHBrCHBr 4 炔烴的通式及性質 1 定義 分子里含有 的不飽和鏈烴叫炔烴 2 通式 n 2 3 性質 隨分子里碳原子數的遞增 沸點依次 密度依次 狀態(tài)由氣態(tài)到液態(tài) 最后到 態(tài) 炔烴的化學性質與烯烴相似 容易發(fā)生 反應和 反應等 四 苯及其同系物的結構和性質1 苯的組成和結構 1 苯分子是平面結構 其中6個C原子構成平面正六邊形 苯是一種非極性分子 2 苯分子里不存在一般的碳碳單 雙鍵 苯分子里6個碳原子之間的鍵完全相同 這是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵 碳碳叁鍵 CnH2n 2 增大 增大 固 加成 氧化 2 苯的物理性質通常情況下 苯是無色 帶有特殊氣味的液體 有毒 不溶于水 密度比水小 熔點5 5 沸點80 1 若用冰水冷卻 苯可以凝結成無色的晶體 3 苯的化學性質 1 取代反應 鹵代 Br2 影響該反應發(fā)生的外部因素 一是溴為純的液態(tài)溴 與溴水不反應 二是要使用催化劑 HBr 硝化 HNO3 注意 濃H2SO4和濃HNO3的混合應把 慢慢加入濃HNO3中 混合后會放出大量的熱 要使其冷卻到50 60 以下 才能慢慢加入苯 以防止加入苯后 苯揮發(fā) 溫度過高 硝酸也會分解 反應可以用水浴加熱 溫度一定要控制在60 以下 磺化 H2SO4 濃 2 加成反應 3H2 3 氧化反應 苯 被KMnO4酸性溶液氧化 但可以在空氣中燃燒 燃燒時火焰 且有黑煙 NO2 H2O 濃H2SO4 H2O 不能 明亮 4 苯的同系物及化學性質 1 定義 芳香烴是分子中含有 的烴 2 苯的同系物 苯分子中的一個或幾個氫原子被飽和烴基所代替得到的烴 通式為 3 苯的同系物的化學性質 甲苯的硝化 3HNO3 苯環(huán) CnH2n 6 n 6 3H2O 甲苯的氧化 甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色 是甲苯中 被氧化 五 烷烴 烯烴 炔烴和芳香烴的區(qū)別與聯(lián)系烷烴 烯烴 炔烴和芳香烴的組成元素相同 結構相異 所以表現在性質上 既有相同之處 也有不同的地方 甲基 六 石油和煤的加工及烴的來源1 石油的煉制 1 石油中含有元素種類主要是 少量 等 石油的有機物種類有 和 大部分是液態(tài)烴 溶有少量氣態(tài)烴和固態(tài)烴 2 石油的分餾 利用烴的 通過不斷地 把石油分離成 范圍的蒸餾產物的過程 C H O S 烷烴 環(huán)烷烴 芳香烴 沸點的不同 加熱 不同沸點 原理 利用石油中各組成成分沸點的不同進行蒸餾 是物理方法 由于進行多次蒸餾 故稱 得到的不同沸點范圍的產物稱 但仍是多種烴的混合物 注意事項 a 加入原油的量占蒸餾燒瓶容積的1 3 2 3 b 蒸餾燒瓶內應加入幾片碎瓷片 以防暴沸 c 溫度計的水銀球應插到蒸餾燒瓶的支管口處 以便測定餾出液的沸點 d 被加熱的是易燃物質 故裝置氣密性要好 分餾 餾分 3 裂化 在一定條件下 將相對分子質量較大 沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小 沸點較低的烴的過程 裂解 是深度 主要產物是 等不飽和烴 裂化俗稱煉 裂解俗稱煉 2 煤的組成和煉制方法煤的組成 元素組成主要是 還含有少量的 磷 氧 氮等元素以及無機礦物質 主要含Si Al Ca Fe 煤是由有機物和無機物組成的復雜的混合物 裂化 乙烯 油 氣 碳 氫 硫 1 煤的干餾 定義 把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程 叫做煤的 煤高溫干餾后的產物 焦爐氣 主要成分是氫氣 甲烷 乙烯 一氧化碳 煤焦油 苯 甲苯 酚類 粗氨水等 焦炭 2 煤的氣化 煤氣化的原理 煤的氣化是把煤中的有機物轉化為可燃性氣體的過程 煤氣化的主要反應 碳和水蒸氣的反應 干餾 C s H2O g CO g H2 g 高溫 3 煤的液化 原理 把煤轉化成液體燃料的過程 方法 把煤與適當的溶劑混合 在高溫 高壓下 有時還使用催化劑 使煤與氫氣作用生成液體燃料 這就是把煤直接液化的一種方法 煤還可以進行間接液化 就是先把煤氣化成一氧化碳和氫氣 然后再經過催化合成 得到液體燃料 主要反應 烷烴 烯烴和炔烴的分子結構 例1 紹興期末 能證明乙烯分子里含有一個碳碳雙鍵的事實是 A 乙烯分子里碳氫原子個數比為1 2B 乙烯完全燃燒生成的CO2和H2O的物質的量相等C 乙烯容易與溴水發(fā)生加成反應 且1mol乙烯完全加成消耗1mol溴單質D 乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色 解析 加成反應是不飽和烴的特征反應 且1mol的雙鍵消耗1mol溴單質 本題涉及加成反應和取代反應的產物的不同 需要注意的是 能使溴水 酸性KMnO4溶液褪色的物質不一定含有碳碳雙鍵 C 遷移訓練1 某氣態(tài)烴1mol 能跟2molHCl完全加成 加成后產物分子上的氫原子又可被6molCl2完全取代 則此氣態(tài)烴可能是 解析 1mol該烴跟2molHCl完全加成 排除B D A加成后產物分子中有4個氫原子 完全取代只需要4molCl2 而C加成后產物分子中有6個氫原子 完全取代需要6molCl2 C 脂肪烴的性質及應用 例2 寧波期末 近年來 由于石油價格不斷上漲 以煤為原料制備一些化工產品的前景又被看好 下圖是以煤為原料生產聚氯乙烯 PVC 和人造羊毛的合成線路 請回答下列問題 1 寫出反應類型 反應 反應 2 寫出結構簡式 PVC C 3 寫出A D的化學反應方程式 4 與D互為同分異構體且可發(fā)生堿性水解的物質有 種 不包括環(huán)狀化合物 寫出其中一種的結構簡式 解析 煤干餾得到焦炭 在電爐中CaO與C反應生成CaC2 產物再與水反應生成乙炔 所以A為乙炔 則B為CH2CHCl PVC為聚氯乙烯 乙炔與HCN發(fā)生加成反應生成CH2CH CN 由人造羊毛的結構簡式可以看出其另一單體D的結構簡式為CH2CHOOCCH3 則E為CH3COOH 答案 遷移訓練2 下列關于炔烴的描述中不正確的是 A 分子中含有碳碳叁鍵的不飽和鏈烴B 難發(fā)生取代反應 易發(fā)生加成反應C 既能使溴水褪色 又能使酸性KMnO4溶液褪色D 分子里所有的碳原子都處在同一直線上 D 解析 根據題目條件 0 1mol兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體 完全燃燒生成n CO2 0 16mol n H2O 0 2mol 所以 混合氣平均化學式為C1 6H4 從此平均化學式可以看出 兩種氣態(tài)烴分子中 必有一種碳原子數大于1 6 另一種小于1 6 并且應該是整數 故碳原子數小于1 6的烴肯定是CH4 又因為平均H原子數為4 則另一種烴的H原子數必為4 可能有乙烯 C2H4 有關脂肪烴的計算 例3 兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0 1mol 完全燃燒得到7 04gCO2和3 6gH2O 下列說法正確的是 A 一定有甲烷B 一定沒有甲烷C 可能有乙烯D 一定有乙炔 AC 解析 根據題目條件 0 1mol兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體 完全燃燒生成n CO2 0 16mol n H2O 0 2mol 所以 混合氣平均化學式為C1 6H4 從此平均化學式可以看出 兩種氣態(tài)烴分子中 必有一種碳原子數大于1 6 另一種小于1 6 并且應該是整數 故碳原子數小于1 6的烴肯定是CH4 又因為平均H原子數為4 則另一種烴的H原子數必為4 可能有乙烯 C2H4 遷移訓練3 某氣態(tài)烷烴和一氣態(tài)單烯烴組成的混合氣體在同溫 同壓下對氫氣的相對密度為13 取標準狀況下此混合氣體4 48L 通入足量的溴水 溴水質量增加2 8g 此兩種烴是 A 甲烷和丙烯B 甲烷和2 丁烯C 乙烷和2 甲基丙烯D 乙烷和1 丁烯 解析 1 混合氣體的平均摩爾質量為 M混 13 2g mol 1 26g mol 1 這說明混合氣體中一定有CH4 2 混合氣體通過溴水時與之發(fā)生加成反應 故溴水增加的質量就等于烯烴的質量 混合氣體物質的量為 n混 0 2mol 其質量為 m混 26g mol 1 0 2mol 5 2g m烯 2 8g 則m CH4 5 2g 2 8g 2 4g 其物質的量n CH4 0 15mol 由此可知 烯烴的物質的量n烯 0 2mol 0 15mol 0 05mol 設烯烴分子中含碳原子n個 則該烯烴的相對分子質量為14n 14n 解得n 4 答案 B 苯分子空間結構 例4 能說明苯分子的平面六邊形結構中 碳碳間不是單 雙鍵交替的事實是 A 苯的二元取代物無同分異構體B 苯的鄰位二元取代物只有一種C 苯的間位二元取代物只有一種D 苯的對位二元取代物只有一種 B 解析 遷移訓練4 嘉興二模 有結構為的烴 下列說法正確的是 A 分子中至少有6個碳原子共平面B 分子中至少有8個碳原子共平面C 分子中至少有9個碳原子共平面D 分子中至少有14個碳原子共平面 解析 從題中所給烴分子的結構分析得出 CH3取代了苯環(huán)上的一個氫原子 左或右部分所有7個碳原子均分別在同一平面上 A錯 同時 由于左右兩個苯環(huán)平面可通過C C單鍵繞鍵軸旋轉到不在同一平面 則D錯 C 因此 很多同學會誤認為B正確而排除C 而這恰巧陷入該題的思維誤區(qū) 選B雖然考慮了苯分子的平面結構特征 但卻疏忽了苯環(huán)上六個碳原子呈正六邊形排列的對稱性 從苯環(huán)結構 任一對稱軸線上均有兩個碳原子 加上另一甲苯基上7個碳原子 至少應有9個碳原子共平面 故C正確 苯及其同系物的性質和應用 例5 已知 苯環(huán)上原有的取代基對新導入的取代基進入苯環(huán)的位置有顯著影響 以下是用苯做原料制備某些化合物的轉化關系圖 1 A是一種密度比水 填 小 或 大 的無色液體 A轉化為B的化學方程式是 2 圖中 苯 E F 省略了反應條件 請寫出E物質的結構簡式 3 在 苯CD 中的反應中屬于取代反應的是 屬于加成反應的是 填字母 4 B在苯環(huán)上的二氯代物有 種同分異構體 CH3NH2的所有原子 填 是 或 不是 在同一平面上 解析 應用信息 和各轉化關系產物中各官能團在苯環(huán)上的位置可知 CH3 Br為對位定位基 而 NO2為間位定位基 取得這些信息是推斷A B C D E F的關鍵 遷移訓練5 下列物質的一氯代物種類最多的是 化石燃料的加工與烴的來源 例6 以石油裂解氣為原料 通過一系列化學反應可得到重要的化工產品增塑劑G 請完成下列各題 1 寫出反應類型 反應 反應 2 寫出反應條件 反應 反應 3 反應 的目的是 4 寫出反應 的化學方程式 5 B被氧化成C的過程中會有中間產物生成 該中間產物可能是 寫出一種物質的結構簡式 檢驗該物質存在的試劑是 6 寫出G的結構簡式 答案 1 加成反應取代反應 2 NaOH 醇溶液 或KOH 醇溶液 NaOH 水溶液 3 防止雙鍵被氧化 合理即給分 遷移訓練6 下列說法不正確的是 A 芳香烴主要來源于分餾煤焦油和石油的催化重整B 苯的同系物均可被酸性高錳酸鉀氧化C 含苯環(huán)的烴都是芳香烴D 用分子篩固體催化劑工藝生產乙苯 可大幅度降低對環(huán)境的污染同時提高經濟效益 解析 苯的同系物中只有結構為 才可以被酸性高錳酸鉀氧化 B 1 下列關于苯的說法中 正確的是 A 在空氣中燃燒時產生較多的黑煙B 分子中含有3個C C鍵和3個CC鍵C 分子中C H元素的質量比為6 1D 通入氫氣即可發(fā)生加成反應 解析 苯中含碳量大 燃燒時由于碳未能完全燃燒 所以產生較多黑煙 苯中不含雙鍵 C H元素的質量比為12 1 苯與氫氣在有催化劑的條件下才可以加成 A 2 下列變化是由于加成反應造成的是 A CH4與Cl2的混合氣體光照后顏色變淺B 苯加入溴水中用力振蕩 靜止后水層變?yōu)闊o色C C2H4通入酸性KMnO4溶液中 溶液紫色逐漸變淺D C2H4通入Br2的CCl4溶液中 溶液褪色 解析 A項中是由于取代反應所致 B項是由于苯將溴水中的Br2萃取所致 C項是由于KMnO4氧化C2H4所致 D 3 工業(yè)上制取一氯乙烷 CH3CH2Cl 應采用 A 由乙烯和氯氣在一定條件下發(fā)生加成反應B 由乙烯和氯化氫在一定條件下發(fā)生加成反應C 由乙烷和氯氣在一定條件下發(fā)生取代反應D 由乙烷和氯氣在一定條件下發(fā)生加成反應 解析 乙烯和氯氣在一定條件下發(fā)生加成反應 由乙烷和氯氣在一定條件下發(fā)生取代反應得到的產物有多種 乙烷和氯氣在一定條件下不能發(fā)生加成反應 B 4 下列現象中 不是因為發(fā)生化學反應而產生的是 A 乙烯使酸性KMnO4溶液褪色B 將苯滴入溴水中 振蕩后水層接近無色C 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色D 甲烷與氯氣混合 光照一段時間后黃綠色消失 解析 A項中乙烯使酸性KMnO4溶液褪色 是由于發(fā)生了氧化還原反應 是化學變化 B項苯使溴水變成無色 是發(fā)生了萃取 是物理變化 由于溴易溶于苯 從而使水層接近無色 C項乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是發(fā)生加成反應 是化學變化 D項甲烷和氯氣混合 在光照條件下發(fā)生了取代反應 所以黃綠色消失 是化學變化 答案 B 5 汽油不僅是最重要的燃料 而且是重要的化工原料 它既可以裂解得到氣態(tài)化工原料如乙烯等 還可以在催化劑催化作用下改變分子結構 由鏈烴變成芳香烴 如己烷變成苯 這個變化叫異構化 請根據以汽油為原料的下列衍變關系 寫出相應的化學方程式 并注明反應類型 1 2 3 加成反應 加聚反應 取代反應 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全