资源简介 第48讲 常见的烃 化石燃料的综合利用[课程标准] 1.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及重要应用。2.了解煤、石油、天然气的综合应用。3.了解常见高分子材料的合成及重要应用。考点一 常见的烃1.甲烷、乙烯和苯的结构与物理性质甲烷 乙烯 苯分子式 CH4 C2H4 C6H6结构简式 CH4 CH2FCH2结构特点 只含单键的饱和链烃 含碳碳双键的不饱和链烃 环上碳碳键相同,是介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的键空间结构 正四面体 平面形 平面正六边形物理性质 无色气体,难溶于水 无色液体2.甲烷、乙烯、苯的化学性质(1)甲烷(CH4)①稳定性:与强酸、强碱不发生化学反应;不能使酸性高锰酸钾褪色。②燃烧反应:化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O。③取代反应完成甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式:(2)乙烯(CH2=== CH2)①燃烧:C2H4+3O22CO2+2H2O(火焰明亮且伴有黑烟)。②加成反应完成下列化学方程式:(3)苯(C6H6)完成下列方程式:①燃烧2C6H6+15O212CO2+6H2O(火焰明亮,带浓烟)。学生用书?第228页②取代反应苯与液溴的取代反应:;苯的硝化反应:。③加成反应。3.烷烃(1)结构与性质通式 CnH2n+2(n≥1)结构 链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列;碳原子间以单键相连,其余价键均被氢原子饱和特点 一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构;1 mol CnH2n+2含共价键的数目是(3n+1)NA物理性质 密度:随着分子中的碳原子数的增加而增大,但都小于水的密度;熔沸点:随着分子中的碳原子数的增加而升高,状态:气态→液态→固态,碳原子数小于4的烷烃常温下呈气态化学性质 取代反应;氧化反应(燃烧);分解反应(高温裂解)(2)习惯命名法①当碳原子数n≤10时,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;当n>10时,用汉字数字表示。②当碳原子数n相同时,用正、异、新来区别。如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷,(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷,C(CH3)4称为新戊烷。[正误辨析](1)乙烯、聚乙烯均含有碳碳双键( )(2)1 mol CH4与1 mol Cl2在光照条件下反应,生成1 mol CH3Cl气体( )(3)甲烷与Cl2和乙烯与Br2的反应属于同一反应类型( )(4)甲烷和乙烯可用溴的四氯化碳溶液鉴别( )(5)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯不能发生氧化反应( )(6)正丁烷的四个碳原子在同一条直线上,丙烯的所有原子在同一平面内( )答案: (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×1.下列关于有机化合物的认识中正确的是( )A.甲烷和苯均能使酸性KMnO4溶液褪色B.苯使溴水褪色是因为发生了氧化反应C.苯和液溴在FeBr3催化作用下进行反应,反应类型为取代反应D.甲烷和乙烯在一定条件下都可以与氯气反应,反应类型相同C [甲烷和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项错误;苯将溴从溴水中萃取出来是物理变化,B项错误;甲烷与氯气发生的是取代反应,乙烯与氯气发生的是加成反应,D项错误。]2.既可以用来鉴别甲烷和乙烯,又可以用来除去甲烷中的少量乙烯的操作方法是( )A.混合气通过盛酸性KMnO4溶液的洗气瓶B.混合气通过盛溴水的洗气瓶C.混合气通过盛蒸馏水的洗气瓶D.混合气跟适量氯化氢混合B [乙烯可被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,与溴加成生成1,2 二溴乙烷常温下为液体。]3.有机化学中的反应类型较多,将下列反应归类(填写序号)。①由乙烯制氯乙烷 ②乙烷在氧气中燃烧 ③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 ④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑤由乙烯制聚乙烯 ⑥甲烷与氯气在光照的条件下反应其中属于取代反应的是 ;属于氧化反应的是 ;属于加成反应的是 ;属于聚合反应的是 。答案: ⑥ ②④ ①③ ⑤轻松突破取代反应、加成反应1.取代反应的特点是“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的复分解反应,注意在书写化学方程式时,防止漏写产物中的小分子,如苯的硝化反应中生成的水。2.加成反应的特点是“断一,加二,都进来”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂;“加二”是指加上两个其他原子或原子团,一定分别加在两个不饱和碳原子上,此反应类似无机反应中的化合反应,理论上原子利用率为100%。学生用书?第229页考点二 煤、石油、天然气1.煤的综合利用(1)煤的组成(2)煤的加工2.石油的综合利用(1)石油的成分石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。所含元素以碳、氢为主,还有少量N、S、P、O等。(2)石油的加工方法 过程 目的分馏 把石油中各组分分离成沸点不同的分馏产物 获得各种燃料用油裂化 把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃 提高轻质液体燃料的产量和质量裂解 深度裂化,产物呈气态 得到乙烯、丙烯等化工原料3.天然气的综合利用(1)天然气的主要成分是CH4,它是一种清洁的化石燃料,更是一种重要的化工原料。(2)天然气与水蒸气反应制取H2原理:CH4+H2O(g)CO+3H2。[正误辨析](1)煤气的主要成分是丁烷( )(2)石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物( )(3)大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素( )(4)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物( )(5)裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料( )(6)甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到( )答案: (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×1.煤是工业的粮食,石油是工业的血液。下列关于煤和石油的说法中错误的是( )A.煤中含有苯和甲苯,可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来B.含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C.石油裂解的主要目的是得到短链不饱和烃D.煤的气化和液化都是化学变化A [A.煤中不含有苯、甲苯,它们是煤在干馏时经过复杂的化学变化产生的,A错误;B.使长链烃分子断裂为短链烷烃的过程采用催化裂化的方法,含C18以上的烷烃经催化裂化可得到汽油,B正确;C.石油裂解的主要目的是得到乙烯、丙烯等气态短链不饱和烃作化工原料,C正确;D.煤的气化指煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程,煤的液化是指将煤通过化学手段转化为液体燃料,以增加其燃烧效率,均属于化学变化,D正确。]2.下列关于化石燃料的加工说法正确的是( )A.石油裂化主要得到乙烯B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径C [石油裂化的目的是获得更多的液态轻质汽油,A项错误;石油分馏属于物理变化,B项错误;煤制煤气是化学变化,D项错误。]3.下列说法不正确的是( )A.石油是由烃组成的混合物B.①主要发生物理变化C.②是石油的裂化、裂解D.③属于取代反应答案: D学生用书?第230页考点三 有机高分子材料1.聚合反应(1)合成聚乙烯的化学方程式:,,聚合度为n。(2)完成下列反应的化学方程式;。2.有机高分子的通性溶解性 高分子通常难溶于水,即使在适当的有机溶剂中溶解得也很缓慢,或者只有一定程度的溶胀热塑性、热固性 有些高分子(如聚乙烯)具有热塑性,即受热时会变软、流动,受冷时又硬化,可通过加热、受冷反复塑造;有些高分子(如酚醛塑料,俗称“电木”)则具有热固性,即受热时不会变软而只能被裂解,因此不能通过加热、受冷反复塑造绝缘性 高分子中的原子之间一般是以共价键结合的,因此高分子通常不导电,是很好的绝缘材料3.三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维。4.纤维的分类纤维[正误辨析](1)高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料( )(2)聚乙烯、聚氯乙烯塑料制品都可用于食品包装( )(3)乙烯和聚氯乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色( )(4)利用石油生产塑料、化纤等高分子材料不涉及化学反应( )(5)某些高分子材料具有热塑性,通过再加热熔融,可重新成为制品( )答案: (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√1.下列说法正确的是( )A.氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃B.聚苯乙烯的结构简式为C.氯乙烯制取聚氯乙烯的反应方程式为D.乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应答案: C2.某高分子化合物的部分结构如下,它是由许多分子中含双键的物质M相互加成而得,下列说法正确的是( )A.该高分子化合物的链节为B.该化合物的分子式是C3H3Cl3C.形成该化合物的单体是CHCl===CHClD.该化合物的结构简式可写为C [碳碳单键是可以转动的,该高分子化合物是由许多重复的结构单元组成,这些重复的结构单元来源于含有双键的物质,即打开双键中的一条共价键,形成重复结构单元,故M应为CHCl===CHCl,即链节为,则该高分子的结构简式可写成,其分子式可写为CnHnCln或(CHCl)n。]判断加聚产物单体的方法加聚产物 方法 单体CH2===CH2学生用书?第231页真题演练 明确考向1.(2021·河北选择考,2)高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是( )A.芦苇可用于制造黏胶纤维,其主要成分为纤维素B.聚氯乙烯通过加聚反应制得,可用于制作不粘锅的耐热涂层C.淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质D.大豆蛋白纤维是一种可降解材料B [A.芦苇中含有天然纤维素,可用于制造黏胶纤维,故A正确;B.聚氯乙烯在高温条件下会分解生成有毒气体,因此不能用于制作不粘锅的耐热涂层,故B错误;C.淀粉为多糖,属于天然高分子物质,其相对分子质量可达几十万,故C正确;D.大豆蛋白纤维的主要成分为蛋白质,能够被微生物分解,因此大豆蛋白纤维是一种可降解材料,故D正确。]2.(2021·浙江1月选考,6)下列说法不正确的是( )A.联苯()属于芳香烃,其一溴代物有2种B.甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应C.沥青来自于石油经减压分馏后的剩余物质D.煤的气化产物中含有CO、H2和CH4等A [A.由联苯()的分子结构可知,其分子由2个苯基直接相连,故其属于芳香烃,根据对称分析法可知,其一溴代物共有3种,A说法不正确;B.甲烷与氯气在光照下发生反应,氯气分子先吸收光能转化为自由基氯原子,然后由氯原子引发自由基型链反应,B说法正确;C.石油经常压分馏后可以得到的未被蒸发的剩余物叫重油,重油经减压分馏可以得到重柴油、石蜡、燃料油等,最后未被气化的剩余物叫沥青,C说法正确;D.煤的气化产物有多种气体成分,如CO、H2和CH4等,D说法正确。]3.(2018·全国卷Ⅱ,9)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )D [甲烷和氯气在光照条件下反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,试管内压强减小,外压大于内压,试管内液面升高,且试管内出现白雾和油状液滴,综合上述分析,D项正确。]课时精练(四十八) 常见的烃 化石燃料的综合利用(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)1.下列物品主要成分为有机物的是( )A.下水井盖 B.光导纤维C.食品保鲜膜 D.瓷器C [A.下水井盖的主要成分是铸铁,主要由铁和碳形成的合金,属于无机物,A项错误;B.光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于无机物,B项错误;C.食品保鲜膜的主要成分为聚乙烯,是有机高分子材料,C项正确;D.瓷器的主要成分是硅酸盐,属于无机物,D项错误。]2.下列化学用语正确的是( )A.甲基的电子式:B.丙烷的球棍模型:C.乙炔的实验式:C2H2D.乙烯的结构简式: CH2CH2B [A.甲基中含有3个C—H键,C原子价层电子数为7,其电子式为,故A错误;B.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,并且C原子半径大于H,则丙烷的球棍模型为,故B正确;C.乙炔的分子式为C2H2,实验式即最简式,所以乙炔的实验式为CH,故C错误;D.乙烯分子中含有官能团碳碳双键,所以乙烯的结构简式为CH2FCH2,故D错误。]3.丙烷常用作火炬的燃料,下列有关丙烷的叙述中不正确的是( )A.分子中碳原子在一条直线上B.光照下,能够与氯气发生取代反应C.比丁烷更难液化D.它的二氯取代物有四种A [多碳烷烃的碳链是锯齿形的,碳原子不在一条直线上,故A项错误。]4.下列关于乙烯的说法错误的是( )A.乙烯是最简单的烯烃,可以在空气中燃烧,火焰明亮,产生黑烟B.乙烯分子为平面结构,结构式为CH2FCH2C.乙烯既能使酸性KMnO4溶液褪色,也可以使Br2的CCl4溶液褪色D.乙烯是一种植物生长调节剂,可作为水果的催熟剂B [A.乙烯是含碳原子数最少的烯烃,在空气中燃烧,火焰明亮,且有黑烟产生,A正确;B.乙烯的结构式为,分子呈平面结构,其结构简式为CH2FCH2,B错误;C.乙烯分子的结构简式为CH2FCH2,含有碳碳双键,既能使酸性KMnO4溶液褪色,也可以使Br2的CCl4溶液褪色,C正确;D.乙烯是一种植物生长调节剂,容易被植物吸收,可进入到植物的叶、茎、花、果细胞中,可作为水果的催熟剂,D正确。]5.如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是( )A.甲能使酸性KMnO4溶液褪色B.乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键D.丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应C [甲为甲烷,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;乙为乙烯,它使溴水褪色的原因是碳碳双键和Br2发生了加成反应,B错误;丙为苯,苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,C正确;丁为乙醇,在浓H2SO4的作用下能和乙酸发生酯化反应,D错误。]6.工业上利用反应CH2CH3CH2OH制乙醇,该反应所属类型是( )A.置换反应 B.分解反应C.取代反应 D.加成反应D [题中反应为乙烯和水发生加成反应生成乙醇,反应类型是加成反应。]7.下列过程中发生的化学反应属于加成反应的是( )A.用光照射乙烷与氯气的混合气体B.苯在空气中燃烧C.将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中D.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中D [A.用光照射乙烷与氯气的混合气体,发生取代反应,A项错误;B.苯在空气中燃烧,属于氧化反应,B项错误;C.将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,发生了氧化反应,C项错误;D.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,发生加成反应生成1,2 二溴乙烷,D项正确。]8.已知一定条件下1 g丙烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出50.45 kJ的热量,下列说法正确的是( )A.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,三个碳原子处于同一直线上B.除去丙烷气体中少量的乙烯,可将混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液C.丙烷和氯气在光照条件下发生取代反应,1 mol丙烷被氯气完全取代,需要8 mol氯气D.丙烷燃烧的热化学方程式C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-50.45 kJ/molC [A.丙烷分子中三个碳原子是锯齿形,不是一条直线,A不正确;B.除去丙烷气体中少量的乙烯应通入溴水,使乙烯发生加成反应而除去,酸性高锰酸钾溶液会使乙烯发生氧化反应生成二氧化碳,从而引入新杂质,B不正确;C.烷烃的取代反应中,被取代的氢原子与参加反应的氯气的物质的量之比为1∶1,1 mol丙烷中含有8 mol的氢原子,故最多可与8 mol氯气反应,C正确;D.丙烷燃烧的热化学方程式应为C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 219.8 kJ/mol,D不正确。]9.下列说法正确的是( )A.正丁烷和异丁烷均有两种一氯取代物(不考虑立体异构)B.光照下,1 mol CH4最多能与4 mol Cl2发生取代反应,产物中物质的量最多的是CCl4C.甲烷与乙烯的混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离D.甲苯是苯的同系物,和苯一样也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色A [正丁烷的一氯代物有1 氯丁烷和2 氯丁烷两种,异丁烷的一氯代物有1 氯 2 甲基丙烷和2 氯 2 甲基丙烷两种,A项正确;CH4和Cl2发生取代反应的产物中HCl的物质的量最多,B项错误;甲烷与乙烯的混合物通过溴的CCl4溶液时,乙烯与Br2反应而被消耗,C项错误;甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化,D项错误。]10.下列说法正确的是( )A.石油液化气的主要成分为甲烷B.煤的干馏可分离出煤中含有的煤焦油C.石油的分馏和食盐水的蒸馏原理上是相似的D.石油经过分馏得到的汽油是纯净物C [A项,石油液化气的主要成分为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等,错误;B项,在煤中不含有煤焦油,煤的干馏是化学变化,煤在化学变化中生成了煤焦油,错误;D项,石油分馏得到的汽油仍然是混合物,错误。]11.冬奥会吉祥物“冰墩墩”以聚氯乙烯为原材料,下列说法正确的是( )A.聚氯乙烯是食品级塑料制品的主要成分B.聚氯乙烯属于有机高分子材料C.氯乙烯通过缩聚反应可转化为聚氯乙烯D.聚氯乙烯完全燃烧产生的气体无害B [A.聚氯乙烯可释放出有害物质,不能用作食品级塑料制品,A项错误;B.聚氯乙烯为加聚反应的产物,属于有机高分子材料,B项正确;C.氯乙烯通过加聚反应可转化为聚氯乙烯,C项错误;D.聚氯乙烯含有氯元素,完全燃烧产生的气体有害,D项错误。]12.四氟乙烯(CF2=CF2)主要用于塑料、树脂工业;北京冬奥会场馆冰立方的外墙使用了聚四氟乙烯(PTFE)材料,具有良好的热学性能和透光性。下列有关这两种物质说法正确的是( )A.PTFE属于纯净物B.四氟乙烯属于烯烃类物质C.四氟乙烯中的所有原子不共面D.四氟乙烯是PTFE的单体D [A.聚四氟乙烯(PTFE)为高分子化合物,所以属于混合物,故 A错误;B.四氟乙烯(CF2FCF2)中含有F元素,不属于烃类,故B错误;C.四氟乙烯相当于乙烯分子中的四个氢被四个氟取代,乙烯为平面形结构,则四氟乙烯中的所有原子共面,故C错误;D.聚四氟乙烯(PTFE)由四氟乙烯加聚生成,所以其单体为四氟乙烯,故D正确。]13.2022年3月5日,中国载人航天工程总设计师周建平表示,中国将发射2个空间站实验舱、2艘载人飞船、2艘货运飞船,再将6名航天员送入中国空间站。下列说法错误的是( )A.火箭箭体采用的高强度新型钛合金结构属于金属材料B.制造太阳能电池板的二氧化硅属于新型无机非金属材料C.飞船返回舱外表面使用的耐高温氮化硅陶瓷属于新型陶瓷D.宇航服使用的多种合成纤维属于有机高分子材料B [A.火箭箭体采用的高强度新型钛合金结构是钛合金,合金属于金属材料,A正确;B.制造太阳能电池板材料是晶体硅,不是二氧化硅,B错误;C.玻璃、水泥、陶瓷属于传统无机非金属材料,在飞船返回舱外表面使用的耐高温氮化硅陶瓷属于新型陶瓷,是新型无机非金属材料,C正确;D.宇航服使用的多种合成纤维是人工合成材料,因此属于有机高分子材料,D正确。]14.在炽热条件下,将石蜡油分解产生的乙烯通入下列各试管里,装置如图所示。根据上述装置,回答下列问题:(1)C装置的作用是________________________________________________________________________。(2)已知:1,2 二溴乙烷的密度比水的大,难溶于水,易溶于四氯化碳。预测:A装置中的现象是______________________________________________________________________________________________________________________________,B装置中的现象是__________________________________________________。(3)D装置中溶液由紫色变无色,D装置中发生反应的类型为________。教材中用溴的四氯化碳溶液替代溴水与乙烯反应,其目的是____________________________________________________________________________________________________________。(4)写出A装置中发生反应类型为________,E装置的作用是_______________,当观察到__________________________________________________________现象时能验证E装置功能。(5)丙烯(CH2=CHCH3)与乙烯具有相似的化学性质(写结构简式)。①丙烯与溴的加成反应产物为___________________________________________。②在一定条件下丙烯与H2O的加成产物可能为____________________。解析: (1)由于溴易挥发,溴能与硝酸银反应生成溴化银浅黄色沉淀,所以装置C的作用是检验B装置中是否有溴挥发出来;(2)乙烯与溴发生加成反应生成1,2 二溴乙烷,1,2 二溴乙烷的密度比水大,难溶于水,易溶于四氯化碳,A中现象是橙色褪去,溶液不分层;乙烯与溴水发生加成反应,生成1,2 二溴乙烷,因此B中现象橙色褪去,溶液分层;(3)D装置中溶液由紫色变无色,说明高锰酸钾溶液被还原,则D装置中发生反应为氧化反应;Br2与H2O反应Br2+H2O===HBrO+HBr,产物对检验乙烯与溴水反应产物产生干扰;(4)乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,装置A中反应类型为加成反应;乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2,因此装置E的作用是检验乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应的产物二氧化碳;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,装置E中石灰水变浑浊,则说明乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2;(5)①丙烯中含有碳碳双键,与溴发生加成反应,产物为CH2BrCHBrCH3;②丙烯与水在一定条件下发生加成反应,其产物可能为CH3CHOHCH3,也可能为CH3CH2CH2OH。答案: (1)检验B装置中是否有溴挥发出来(2) 橙色褪去,溶液不分层 橙色褪去,溶液分层(3) 氧化反应 避免溴与水反应的产物对实验产生干扰(4) 加成反应 检验乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应的产物二氧化碳 澄清石灰水变浑浊(5)①CH2BrCHBrCH3②CH3CHOHCH3、CH3CH2CH2OH 展开更多...... 收起↑ 资源预览