化石燃料與有機化合物的總復習

1、化石燃料與有機化合物的總復習學習目標1、認識化石燃料和有機物的關(guān)系。2、認識綜合利用化石燃料對于充分利用自然資源、防止污染、保障國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等方 面的意義。3、了解甲烷、乙烯、乙炔、苯等的主要性質(zhì)和應(yīng)用。并了解取代反應(yīng)和加成反應(yīng)。重點難點1、理解甲烷、乙烯、乙炔、苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，建立基本的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的化 學思維。2、了解石油煉制的基本原理，知道煤深加工的常用方法。學習內(nèi)容僅含有碳和氫兩種元素的有機物稱為碳氫化合物，又稱為烴。碳原子之間都以單鍵相結(jié)合，其余的價鍵均與氫原子結(jié)合并被飽和”這一系列化合物稱為烷烴； 其分子組成用CnH2n+2 (n > 1)表示。烴的自然界

2、主要來源是化石燃料。天然氣的主要成分是甲烷。 石油的化學成分主要是各種液態(tài)的烴；石油裂解已成為生產(chǎn)乙烯的主要方法，而乙烯的產(chǎn)量是衡量石油化工發(fā)展水平的標志。煤主要含碳元素，是由有機物和無機物所組成的復雜的混合物；煤的綜合利用是苯等有機物的主要來源。、天然氣的利用甲烷1、 甲烷的分子結(jié)構(gòu)I4個C-H鍵之間的夾角109 ° 28'。分子式：CH4 ；結(jié)構(gòu)式：H C H ；分子呈正四面體結(jié)構(gòu),2、 甲烷的化學性質(zhì)和用途H(1) 氧化反應(yīng)：點燃 燃燒：CH4+ 202CO2+ 2出0可作為高效、較潔凈的燃料。 催化氧化：CH4+出0化劑C0+ 3H2生成的混合氣體能合成甲醇。(2)

3、取代反應(yīng)：有機化合物分子中的某種原子(或原子團)被另一種原子(或原子團)所取代的反應(yīng)。如:CH4+CI2 丄 CH3CI+HCICHCI 3+CI2 亠 CCI4+HCICH3CI+CI 2丄 CH2CI2+HCI ； CH2CI2+CI2丄 CHCI 3+HCI反應(yīng)生成的三氯甲烷和氟化氫反應(yīng)，可制氟利昂。 裂解反應(yīng)：CH4高匚C+2H2制炭黑和氫氣。、石油煉制 乙烯1、石油煉制(1) 石油分餾：加熱時，碳原子數(shù)少的烴，沸點低，先汽化，經(jīng)冷凝先分離出來，這樣繼續(xù)加 熱和冷凝，把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物。主要產(chǎn)品為汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油。(2) 催化裂化：在催化劑存在條件下，把相對分子質(zhì)

4、量大、沸點高的烴斷裂成相對分子質(zhì)量小、 沸點低的烴。其目的是提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。(3) 石油的裂解：是在更高溫度下，深度裂化，以獲得短鏈不飽和鏈烴為主要成分的石油加工 過程。裂解氣的主要成分有“三烯”：乙烯、丙烯、異丁烯。2、乙烯與乙炔(1) 分子結(jié)構(gòu)乙烯分子式：C2H4；結(jié)構(gòu)簡式：CH= CH ；所有原子處在同一平面上， 各個鍵之間的夾角120°。 乙炔分子式：C2H2；結(jié)構(gòu)簡式：HO CH所有原子在同一條直線上，各個鍵之間的夾角180°。(2) 化學性質(zhì)加成反應(yīng)：有機物分子中雙鍵(或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成催化劑 新的化合物的反應(yīng)。女口： CH

5、2= CH2+ HCICH3CH2CI; CH 三 CH + HCICH2= CHCI氧化反應(yīng)：都可在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水；都可被KMnO酸性溶液氧化，使其褪色。三、煤的綜合利用1、煤的綜合利用（1 ）煤的氣化和液化亠煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。如：C（s） + H2O（g） 高CO（g） + H2（g）煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化成燃料油、含氧有機物等液態(tài)燃料的過程。（2）煤的干餾：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。主要產(chǎn)品為固體（焦炭）、液體（煤焦油、粗氨水）和氣體（焦爐氣）。2、苯（1）苯的分子結(jié)構(gòu)分子式：GHs；結(jié)構(gòu)簡式： 或分子呈平面正六邊形結(jié)構(gòu)，各個鍵之間的夾角120

6、6;。苯分子中并無碳碳雙鍵，而是一個介于單、雙鍵之間的特殊的鍵。（2） 苯的化學性質(zhì)：易取代，可加成，難氧化（不包括燃燒。苯完全燃燒時生成水和二氧化碳。） 取代反應(yīng)：+B2 FeBr +HBr; _ +HNO6硫酸NO2 + H?O 加成反應(yīng)：_+3H2催化J； _=例題解析例1在光照下，將等物質(zhì)的量的CH4和CI2充分反應(yīng)，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是（）A. CH3CIB.CH2CI2C.CCI4D.HCI解析 由甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的化學方程式可以知道，每生成1moI鹵代烴，可生成1moIHCI;由于甲烷和氯氣發(fā)生的是"連鎖”反應(yīng)，反應(yīng)一旦發(fā)生會有四種鹵代烴產(chǎn)生，而每一步取代反

7、應(yīng)中都有HCI生成。答案為（D）。例2 某烴中碳和氫的質(zhì)量比是24 : 5，該烴在標準狀況下的密度是2.59g/L，寫出該烴的分子式。解析 （1）先求實驗式（表示構(gòu)成物質(zhì)的元素的原子個數(shù)最簡比的式子）：C和H的原子個數(shù)比=24/12 : 5/1 = 2 : 5,所以實驗式為 C。（2）再求相對分子質(zhì)量：摩爾質(zhì)量=22.4 X 2.59=58g/mol，相對分子質(zhì)量為 58（3）最后求分子式：（C2Hs）n = 58,解得 n = 2,分子式為GHw。例3室溫時20mL某氣態(tài)烴與過量氧氣混合，完全燃燒后的產(chǎn)物通過濃硫酸，再恢復到室溫， 氣體體積減少了 50mL,剩余氣體通過苛性鈉溶液，體積又減少

8、了40mL求氣態(tài)烴的分子式。解析 燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸時，水蒸氣被吸收，再通過苛性鈉時，CQ氣體被吸收，故CO的體積為40mL根據(jù)體積減少可考慮用體積差量法計算。設(shè)烴的分子式為 CxHy,其燃燒的化學方程式為：點燃一CxHy + (x+y/4)O2 XCO2 十 y/2H 2O V1x+y/4x氣體減少1+y/420mL40mL50mL1 :x=20 : 40解得x=21 :(1+y/4)=20 : 50解得y=6所以該氣態(tài)烴的分子式為 C2H6。由例2、例3可總結(jié)出確定烴的分子式的基本途徑有: C、H元素的質(zhì)量 C、H兀素的質(zhì)量比 C、H元素的質(zhì)量分數(shù) 燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的量A實驗式相對分子質(zhì)量

9、M=22.4d M=DMr （M為氣體相對密度，Mr為氣體相對分子質(zhì)量） M = M1a1%+M 282%+ 1r1例4 丁烷催化裂解，其碳鏈按兩種方式斷裂，生成四種物質(zhì)CH4、C2H6、C2H4和C3H6。若丁烷的裂解率為90%，且裂解后C2H4和C3H6的質(zhì)量相等，則裂解后得到的相對分子質(zhì)量最小的氣 態(tài)烴，在棍合氣體中的體積分數(shù)為（A.11%B.19%解析 丁烷裂解后相對分子質(zhì)量最小的烴是 質(zhì)量未給定具體數(shù)值，所求結(jié)果又為比值，故可設(shè)假設(shè)C2H4和C3H6的質(zhì)量均為42g。催化劑）。C.40%D.50%CH4。解題的關(guān)鍵是C2H4和C3H6質(zhì)量相等,C2H4和C3H6質(zhì)量為一適當數(shù)值進行求

10、算。由于C4H 10催化劑_A CH 4 + C3H 61mol1mol 42g催化劑C4H10C2H4 + C2H61.5mol1.5mol 42g未裂解的丁烷的物質(zhì)的量：（1十1.5）- 90% （1十1.5）=0.28mol ;裂解后混合氣體總物質(zhì)的量： 十（1十1十l.5十1.5）=5.28mol。因為在相同狀況下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，故甲烷 占有的體積分數(shù)為：1/5.28 X 100%疋19%，故選（B）。這道題如設(shè)生成的C2H4和C3H6質(zhì)量為或設(shè)裂解前丁烷為1mol等，盡管同樣可解，但計算比較繁瑣，因而，設(shè)未知數(shù)也要講究技巧。同步練習一、選擇題1.關(guān)于氟里昂-12:

11、CF2CI2的敘述正確的是（）A.有兩種同分異構(gòu)體B.是平面型分子C.只有一種結(jié)構(gòu)D.有四種同分異構(gòu)體42/42=1mol42/28=1.5mol0.28ag.2.下列石油分餾產(chǎn)品中，汽油沸點范圍最低的是（）A.汽油B.柴油C.潤滑油D.煤油3. 制取一氯乙烷最好采用的方法是（）A. 乙烷和氯氣反應(yīng)C.乙烯和氯化氫反應(yīng)4. 在相同條件下，對環(huán)境污染程度最小的燃料是（A.液化氣B.煤油5. 下列關(guān)于苯的性質(zhì)的敘述中，不正確的是（A.是無色帶有特殊氣味的液體C.能發(fā)生加成反應(yīng)使溴水褪色6. 若要使0.5mol甲烷完全和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，物質(zhì)的量為（）A.2.5molB.2.0molB. 乙烯和氯氣

12、反應(yīng)D.乙烯和氫氣、氯氣反應(yīng)）C. 煤餅D.木柴）B. 可以燃燒D. 可發(fā)生取代反應(yīng)并生成相同物質(zhì)的量的四種取代物，則需要氯氣的C. 1.25molD.0.5mol7. 石油氣中主要含有含碳數(shù)目較少的烷烴。某石油氣充分燃燒后，在相同條件下測得生成的二氧化碳的體積是該石油氣體積的1.2倍，則石油氣中一定含（）A.甲烷B.丁烷C.戊烷D.己烷8. 分子中所有原子不可能共平面的是（）A.甲烷B.乙烯C.乙炔D.苯9. 將苯分子中一個碳原子換成一個氮原子，得到一種類似苯環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有機物，此有機物的相對分子質(zhì)量為（）A.78B.79C.80D.8110. 已知二氯代苯的同分異構(gòu)有3種，可以推知四氯代苯

13、同分異構(gòu)體的數(shù)目是（）A.2種B.3種C.4種D.5種11將0.2mol 丁烷完全燃燒后生成的氣體全部緩慢通入0.5L2mol/LNaOH 溶液中，生成的 NazCOs和NaHCO3的物質(zhì)的量之比為（）A.3 : 2B.2 : 3C.2 : 1D.1 : 312. 把1L含乙烯和氫氣的混合氣體通過Ni催化劑，使乙烯和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，完全反應(yīng)后，氣體體積變?yōu)閥L （氣體體積均在同溫、同壓下測定）。若乙烯在1L混合氣體中的體積分數(shù)為X%，則x和y的關(guān)系一定不正確的是（）A.y=1 x%B.y=1 1 x%C.y=1 x%=0.5D.y=1 1 x% v 0.5二、填空題13. 標準狀況下，5.6

14、L某氣態(tài)烴的質(zhì)量為 4g,又知該烴中碳與氫的質(zhì)量比為3： 1。則該烴的相對分子質(zhì)量是, 分子式為, 電子式為, 結(jié)構(gòu)式為。14. 作為國家實施的“西氣東輸”工程終點站，上海將逐步改變以煤、石油為主的能源結(jié)構(gòu)，這對解決城市環(huán)境污染意義重大。目前上海大部分城市居民使用的燃料主要是管道煤氣，浦東新區(qū)居民開始使用東海天然氣作為民用燃料。管道煤氣的主要成分是CO、H2和少量烴類。天然氣的主要成分是CH4。燃燒相同體積的管道煤氣和天然氣，消耗空氣體積較大的是_。因此燃燒管道煤氣的灶具如需改燒天然氣，灶具的改進方法是 進風口（填增大或減?。?，如不做改進可能產(chǎn)生的不良結(jié)果是。15. A、B是兩種比空氣密度略小

15、的氣態(tài)烴，它們分別與等物質(zhì)的量的氯化氫反應(yīng)得到有機物甲和乙，甲能與氯化氫繼續(xù)反應(yīng)而乙不能；在一定條件下A能轉(zhuǎn)變?yōu)锽。則推出A和B的名稱：A是:B是。寫出A轉(zhuǎn)變?yōu)锽的化學方程式 ，屬于反應(yīng)16. 人們對苯的認識有一個不斷深化的過程。_（1） 1843年德國科學家米希爾里希，通過蒸餾安息香酸 （，二 COOH和石灰的混合物得到液體，命名為苯負。由于苯的含量與乙炔相同，人們認為它是一種不飽和烴，寫出C6H6的一種含叁鍵且無支鏈鏈烴的結(jié)構(gòu)簡式 ;苯不能使溴水褪色，性質(zhì)類似烷烴，任寫一個苯發(fā)生取代反應(yīng)的化學方程式 。_（2） 烷烴中脫去2mol氫原子形成1mol雙鍵要吸熱，但1,3 環(huán)已二烯（_ ）脫去

16、2mol氫原子 形成苯卻放熱，可推斷苯比1,3 環(huán)已二烯 （填穩(wěn)定或不穩(wěn)定）。（3）1866年凱庫勒提出了苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu)，解釋了苯的部分性質(zhì)，但還有.事實（填入編號）B.苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)D.苯的鄰位二元取代物只有一種;F.苯的對位二元取代物只有一種一些問題尚未解決，它不能解釋下列_A.苯不能使溴水褪色C.苯的一氯取代物沒有同分異構(gòu)體E. 苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色（4 ）現(xiàn)代化學認為苯分子碳碳之間的鍵是 三、計算題17. 乙烯和乙炔的混合物 50mL，加入150mL 過量氧氣，完全燃燒后冷卻到原來的溫度且除去水分后，剩余氣體的體積為112.5mL。求混合物中乙烯和乙炔的體積。18. 煤的氣化是將煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。如：高溫C（s） + H 2 0（g）-高-CO（g） + H2（g）用一氧化碳和氫氣在 443K473K溫度下，并用鈷作催化劑時， 可以反應(yīng)生成n=58的烷烴, 這是人工合成汽油的方法之一。（1）寫出用CnH2n+2表示的人工合成汽油的配平的化學方程式：（2） 如果向密閉的合成塔里通入恰好能完全反應(yīng)的CO和H2,當完全反應(yīng)后，合成塔內(nèi)溫度不變，而塔內(nèi)氣體壓強降低到原來的2/5。通過計算說明這時有無汽油生成。(3)要達到上述合成汽油的要求，CO和參考答案一、選擇題1.C2.A二、填空題 13.16； CH4；H2的體積比的取