化石燃料与有机化合物的总复习.doc

化石燃料与有机化合物的总复习学习目标1、认识化石燃料和有机物的关系。2、认识综合利用化石燃料对于充分利用自然资源、防止污染、保障国民经济可持续发展等方面的意义。3、了解甲烷、乙烯、乙炔、苯等的主要性质和应用。并了解取代反应和加成反应。重点难点1、理解甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构和性质，建立基本的结构决定性质，性质体现结构的化学思维。2、了解石油炼制的基本原理，知道煤深加工的常用方法。学习内容仅含有碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称为烃。碳原子之间都以单键相结合，其余的价键均与氢原子结合并被“饱和”，这一系列化合物称为烷烃；其分子组成用CnH2n+2 (n1)表示。烃的自然界主要来源是化石燃料。天然气的主要成分是甲烷。石油的化学成分主要是各种液态的烃；石油裂解已成为生产乙烯的主要方法，而乙烯的产量是衡量石油化工发展水平的标志。煤主要含碳元素，是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物；煤的综合利用是苯等有机物的主要来源。CHHHH一、天然气的利用 甲烷1、甲烷的分子结构分子式：CH4；结构式： 分子呈正四面体结构，4个C-H键之间的夹角10928。2、甲烷的化学性质和用途点燃(1)氧化反应:燃烧：CH42O2 CO22H2O催化剂可作为高效、较洁净的燃料。催化氧化：CH4H2O CO3H2生成的混合气体能合成甲醇。光光光(2)取代反应：有机化合物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所取代的反应。光如：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl；CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl；CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl CHCl3+Cl2 CCl4+HCl高温反应生成的三氯甲烷和氟化氢反应，可制氟利昂。(3)裂解反应:CH4 C+2H2制炭黑和氢气。二、石油炼制 乙烯 1、石油炼制（1）石油分馏：加热时，碳原子数少的烃，沸点低，先汽化，经冷凝先分离出来，这样继续加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。主要产品为汽油、煤油和柴油等轻质油。（2）催化裂化：在催化剂存在条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂成相对分子质量小、沸点低的烃。其目的是提高汽油的产量和质量。（3）石油的裂解：是在更高温度下，深度裂化，以获得短链不饱和链烃为主要成分的石油加工过程。裂解气的主要成分有“三烯”:乙烯、丙烯、异丁烯。 2、乙烯与乙炔（1）分子结构乙烯分子式：C2H4；结构简式：CH2CH2；所有原子处在同一平面上，各个键之间的夹角120。 乙炔分子式：C2H2；结构简式：HCCH；所有原子在同一条直线上，各个键之间的夹角180。（2）化学性质加成反应：有机物分子中双键（或三键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成催化剂催化剂新的化合物的反应。如：CH2CH2HCl CH3CH2Cl；CHCHHCl CH2CHCl氧化反应：都可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水；都可被KMnO4酸性溶液氧化，使其褪色。三、煤的综合利用 1、煤的综合利用高温（1）煤的气化和液化 煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程。如:C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) 煤的液化是把煤转化成燃料油、含氧有机物等液态燃料的过程。（2）煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。主要产品为固体(焦炭)、液体(煤焦油、粗氨水)和气体(焦炉气)。2、苯（1）苯的分子结构 分子式：C6H6；结构简式： 或 ；分子呈平面正六边形结构，各个键之间的夹角120。苯分子中并无碳碳双键，而是一个介于单、双键之间的特殊的键。NO2浓硫酸60BrFe（2）苯的化学性质：易取代，可加成，难氧化（不包括燃烧。苯完全燃烧时生成水和二氧化碳。）催化剂取代反应： +Br2 +HBr； +HNO3 + H2O加成反应: +3H2例题解析例1 在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是（ ）A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl例2 某烃中碳和氢的质量比是245，该烃在标准状况下的密度是2.59g/L，写出该烃的分子式。例3 室温时20mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温，气体体积减少了50mL，剩余气体通过苛性钠溶液，体积又减少了40mL。求气态烃的分子式。 例4丁烷催化裂解，其碳链按两种方式断裂，生成四种物质CH4、C2H6、C2H4和C3H6。若丁烷的裂解率为90%，且裂解后C2H4和C3H6的质量相等，则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃，在棍合气体中的体积分数为( )。 A.11% B.19% C.40% D.50%同步练习一、选择题1.关于氟里昂-12：CF2Cl2的叙述正确的是（）A.有两种同分异构体B.是平面型分子C.只有一种结构D.有四种同分异构体2.下列石油分馏产品中，汽油沸点范围最低的是（）A. 汽油B.柴油C.润滑油D.煤油3.制取一氯乙烷最好采用的方法是（）A.乙烷和氯气反应B.乙烯和氯气反应C.乙烯和氯化氢反应D.乙烯和氢气、氯气反应4.在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（）A.液化气B.煤油C.煤饼D.木柴5.下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是（）A.是无色带有特殊气味的液体B.可以燃烧C.能发生加成反应使溴水褪色D.可发生取代反应6.若要使0.5mol甲烷完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为（）A.2.5molB.2.0molC.1.25molD.0.5mol7.石油气中主要含有含碳数目较少的烷烃。某石油气充分燃烧后，在相同条件下测得生成的二氧化碳的体积是该石油气体积的1.2倍，则石油气中一定含（）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.将苯分子中一个碳原子换成一个氮原子，得到一种类似苯环结构的稳定有机物，此有机物的相对分子质量为（）A.78B.79C.80D.8110.已知二氯代苯的同分异构有3种，可以推知四氯代苯同分异构体的数目是（）A.2种B.3种C.4种D.5种11.将0.2mol丁烷完全燃烧后生成的气体全部缓慢通入0.5L2mol/LNaOH溶液中，生成的Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为（）A.32B.23C.21D.1312.把1L含乙烯和氢气的混合气体通过Ni催化剂，使乙烯和氢气发生加成反应，完全反应后，气体体积变为yL（气体体积均在同温、同压下测定）。若乙烯在1L混合气体中的体积分数为x%，则x和y的关系一定不正确的是（）A.y=1x% B.y=11x% C.y=1x%=0.5 D.y=11x%0.5二、填空题13.标准状况下，5.6L某气态烃的质量为4g，又知该烃中碳与氢的质量比为31。则该烃的相对分子质量是，分子式为，电子式为，结构式为。14.作为国家实施的“西气东输”工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。目前上海大部分城市居民使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类。天然气的主要成分是CH4。燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是进风口（填增大或减小），如不做改进可能产生的不良结果是。15.A、B是两种比空气密度略小的气态烃，它们分别与等物质的量的氯化氢反应得到有机物甲和乙，甲能与氯化氢继续反应而乙不能；在一定条件下A能转变为B。则推出A和B的名称：A是，B是。写出A转变为B的化学方程式，属于反应COOH16.人们对苯的认识有一个不断深化的过程。（1）1843年德国科学家米希尔里希，通过蒸馏安息香酸（）和石灰的混合物得到液体，命名为苯负。由于苯的含量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出C6H6的一种含叁键且无支链链烃的结构简式；苯不能使溴水褪色，性质类似烷烃，任写一个苯发生取代反应的化学方程式。（2）烷烃中脱去2mol氢原子形成1mol双键要吸热，但1,3环已二烯（）脱去2mol氢原子形成苯却放热，可推断苯比1,3环已二烯（填稳定或不稳定）。（3）1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列事实（填入编号）A.苯不能使溴水褪色B.苯能与氢气发生加成反应C.苯的一氯取代物没有同分异构体D.苯的邻位二元取代物只有一种；E.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色F. 苯的对位二元取代物只有一种（4）现代化学认为苯分子碳碳之间的键是。三、计算题17.乙烯和乙炔的混合物50mL，加入150mL过量氧气，完全燃烧后冷却到原来的温度且除去水分后，剩余气体的体积为112.5mL。求混合物中乙烯和乙炔的体积。高温18. 煤的气化是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。如:C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)用一氧化碳和