苏教版必修二 化石燃料与有机化合物 学案.docx

来自石油和煤的两种基本化工原料_1认识烯烃的组成，结构特点和化学性质，以及加成与加聚反应；2认识苯的组成和结构特点，以及化学性质，对比苯与烷烃及烯烃的区别知识点一. 甲烷的性质与结构。1 甲烷的物理化学性质物理性质在通常状况下，甲烷是无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。化学性质通常状况下，甲烷的性质比较稳定，与酸性kmno4溶液等强氧化剂不发生反应，与强酸、强碱等也不发生反应。2甲烷的燃烧 点燃纯净的甲烷，观察到甲烷平静的燃烧，火焰呈蓝色，烧杯内壁有水珠产生；触摸烧杯外壁，有灼热感；烧杯内的气体能使澄清石灰水变浑浊。 结论：甲烷很容易燃烧，燃烧时火焰呈淡蓝色，完全燃烧生成co2和h2o，同时放出大量的热。因此，甲烷是一种理想的清洁能源。 ch4 + 2o2 co2 + 2h2o 空气甲烷的含量在5%15.4%（体积范围）时，遇火花剧烈燃烧，产生的热量迅速扩散，容易发生爆炸。因此在进行甲烷燃烧的实验时，必须先检验其纯度。3甲烷的取代反应 黄绿色逐渐消失，试管内壁有油状液滴产生，试管内上升一段水柱。 结论：室温时，甲烷与氯气在光照的条件下发生反应，生成氯化氢气体（看到有白色的烟雾）和其他有机物，其反应的化学方程式如下： 取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。 在有机化学反应方程式中，我们不再用等号连接反应物与产物，而用箭头连接。这是由于有机化学反应比较复杂，有较多的化学反应发生，我们所表示的只是其中的某一个反应的进行。例如：如果1molch4与4molcl2反应，所得的物质是纯净物吗？会有哪些物质呢？ 显然所得物质不会是纯净物：这是因为生成了ch3cl（气）ch2cl2（液）chcl3（液）ccl4（液）同时还有氯化氢生成，产物最多的是hcl。4如何证明早烷是正四面体空间构型？ （1）二氯甲烷只有一种结构可以验证甲烷是正四面体空间构型。 从平面结构上看，这两种物质肯定不一样，是两种结构不同的物质 （2）观察上面这两种物质一样吗？辅助观察图从空间结构上看，这两种物质是同一种物质，只要将它们旋转一定的角度，它们就是同一种物质。因为二氯甲烷只有一种构造，所以可以证明甲烷是一种正四面体构型的化合物。甲烷的结构分子式结构式结构简式知识点二. 烯烃的结构和性质一、烯烃的概念和组成1概念：分子中含有一个碳碳双键的链烃，属于不饱和烃。2分子通式：cnh2n(n2)，最简单的烯烃为乙烯。二、乙烯1乙烯的工业制取原理实验操作实验现象b中溶液褪色。c中溶液褪色。 d处点燃火焰明亮，有黑烟。实验结论石蜡油分解的产物中含有不饱和烃2.乙烯的组成与结构分子式电子式结构简式球棍模型比例模型c2h4乙烯的分子构型为平面结构，即乙烯分子中的所有原子均共面。3乙烯的物理性质颜色气味状态溶解性密度无色稍有气味气态不溶于水比空气略小4.乙烯的化学性质(1)氧化反应 在空气中燃烧化学方程式：c2h43o22co22h2o现象：火焰明亮，有黑烟产生，同时放出大量的热。与酸性kmno4溶液反应：乙烯能被酸性kmno4氧化，而使酸性kmno4溶液褪色。(2)加成反应概念：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。乙烯与溴加成乙烯可使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色，反应方程式为ch2=ch2br2ch2brch2br完成乙烯与h2、hcl、h2o反应的化学方程式a乙烯与h2反应：ch2=ch2h2ch3ch3b乙烯与hcl反应：ch2=ch2hclch3ch2cl c乙烯与水(h2o)反应：ch2=ch2h2och3ch2oh加成反应与取代反应的区别加成反应是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新的化合物的反应，其特点是：“断一加二，都进来”。“断一”是指双键或三键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加两个其他原子或原子团，每一个不饱和碳原子上各加上一个。取代反应是分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。其特点是“上一下一，有进有出”。(3)加聚反应：乙烯能自身发生加成反应生成高分子化合物聚乙烯，其反应方程式为n ch2=ch25乙烯的用途(1)乙烯是重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。(2)在农业生产中用作催熟剂。一、知识点三. 苯及其化合物一、苯1苯的物理性质颜色毒性状态溶解性密度(与水相比)无色有毒液体不溶于水小2.苯的分子结构分子式结构式结构简式空间构型碳碳键c6h6平面正六边形介于单键和双键之间的独特的键3.苯的化学性质(1)苯的氧化反应苯在空气中燃烧时发出明亮的火焰，有浓烟产生。化学方程式为2c6h615o212co26h2o。苯不能使酸性kmno4溶液褪色。(2)苯的取代反应与br2反应在fe或febr3催化作用下，苯与液溴反应生成溴苯，溴苯的密度比水的大，化学方程式为与hno3反应(硝化反应)在浓h2so4作用下，苯在5060 时与浓硝酸反应，化学方程式为浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂。反应在水浴条件下进行。(3)苯与氢气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，化学方程式为 （环己烷）4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(1)苯分子中6个碳原子之间的键完全相同(键长相等)。(2)苯不能使酸性kmno4溶液褪色。(3)苯在febr3存在的条件下同液溴发生取代反应。(4) 和为同一种物质。5苯的发现及用途(1) 法拉第是第一个研究苯的科学家，德国化学家凯库勒确定了苯环的结构。(2)苯是一种重要的化工原料，也是一种重要的有机溶剂。二芳香烃和苯的同系物1芳香烃：分子结构中含有一个或多个苯环的烃。2苯的同系物：分子结构中只含有一个苯环且取代基为烷烃基的芳香烃，其分子通式为cnh2n6(n6)。类型一：甲烷的性质。 例1. 如上图所示：左端封闭的u形管，封闭着的一端有一段ch4与cl2的混合气体，在水平部分有一段气柱，其他两段为液柱，已知液体与气体不反应，使ch4和cl2在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱如何移动(假设中间气柱未移出u形管的水平部分)() a向左移 b向右移c不移动 d难以确定解析：在u形管封闭的左端，ch4和cl2的混合气体会发生反应，生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷在常温下都是液体，所以反应后气体的物质的量减少、体积减小、压强减小，左部液面就要上升，u形管底部水平气柱向左移。答案：a类型二：乙烯的化学性质例1.（2014-2015十一学校高一化学期中） 为探究乙烯与溴的加成反应：甲同学设计并进行了如下实验：先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯，将生成的气体直接通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，产生的气体有刺激性气味，推测在制得的乙烯中还可能含有少量浓硫酸的还原产物气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请你回答下列问题：(1)甲同学设计的实验_(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应，其理由是_(2)乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体，它与溴水反应的化学方程式是_，在验证过程中必须全部除去，为此乙同学设计了如图所示的实验装置：请回答：(1)、装置可盛放的试剂是_；_；_；_(选填序号)。a品红溶液 bnaoh溶液c浓硫酸 d酸性kmno4溶液(2)乙设计的实验中能确定生成了乙烯的现象是_。(3)为验证乙烯与溴的反应是加成反应而不是取代反应，丙同学提出可将上述乙除杂后的气体通入溴水中，用ph试纸测反应后溶液的酸碱性，你认为是否合理_(填合理、不合理)，理由是_。(4)乙烯通入溴水中，观察到的现象是_；其反应方程式为_。(5)比赛中，当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点12.27 )，进行局部冷冻麻醉应急处理。要得到较纯净的氯乙烷应采用的制取方法是用化学反应方程式(有机物用结构简式表示)_。该反应的类型是_反应。决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质_。解析：(1)乙醇与浓硫酸反应，在一定条件下可以产生乙烯、乙醚，同时可能伴随着产生so2等还原性气体，使高锰酸钾溶液褪色，所以甲同学的实验不能说明乙烯与溴水发生了加成反应；(2)so2能被溴水氧化为硫酸，br2被还原为溴离子。验证过程中必须全部除去so2，首先是检验二氧化硫的存在，然后是二氧化硫的吸收，再后来是检验二氧化硫是否被吸收完全，最后验证乙烯的性质。(3)若乙烯与溴的反应是取代反应，则应该有溴化氢生成，用ph试纸测反应后溶液应该呈酸性，如果没有呈酸性，则证明发生的是加成反应。所以丙同学的设计是合理的。(5)得到较纯净的氯乙烷应采用的制取方法是加成反应。答案：(1)不能乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯时，生成的气体中可能含有so2，so2也能使溴水褪色(2)2h2obr2so2=2hbrh2so4abad中品红溶液不褪色，中酸性kmno4溶液褪色(3)合理若发生取代反应，必有hbr生成，溶液呈酸性(4)溴水褪色，下层有无色油状物生成ch2=ch2br2ch2brch2br(5)ch2=ch2hclch3ch2cl加成氯乙烷(沸点12.27 )沸点低，迅速汽化吸热降温类型三：苯及其同系物的性质例2. 实验室常用如图装置制取少量溴苯，并验证其中一种产物。试完成下列问题：(1)在烧瓶a中装的试剂是_、_、_。(2)导管b的作用有两个：一是_；二是_。(3)导管c的下口可否浸没于液面中？为什么？_。(4)反应过程中在导管c的下口附近可以观察到的现象是有_出现，这是由于反应生成的_遇水蒸气而形成的。(5)反应完毕后，向锥形瓶d中滴加agno3溶液有_生成，反应的离子方程式：_。解析：烧瓶a中发生的化学反应为c6h6br2c6h5brhbr，该反应放热，容易使溴挥发产生大量的红棕色气体，如果没有导管b的冷凝回流作用，挥发出来的溴蒸气溶解在水中生成hbr，也能和锥形瓶d中的agno3反应，则无法检验产物中是否有hbr。答案：(1)苯液溴铁屑(2)导气冷凝回流(3)不可以，因为反应生成的hbr极易溶于水，会使d中液体倒吸(4)白雾hbr(5)浅黄色沉淀agbr=agbr基础演练一选择题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 （ ）ach3cl bch2cl2 chcl dccl4 2.一定量的ch4燃烧后得到的产物是co、co2、h2o（g），此混合物的质量为49.6 g，当其缓缓通过足量的无水cacl2时气体质量减少25.2 g，则混合气中co的质量为 （ ） a24.4g b11.2g c13.2g d12.5g 3能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是()a乙烯分子里碳氢原子的个数比为12b乙烯完全燃烧生成的co2和h2o的物质的量相等c乙烯容易与溴水发生加成反应，且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质d乙烯能使酸性kmno4溶液褪色4对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是()a二者燃烧时现象完全相同b点燃前都应验纯c甲烷燃烧的火焰呈黄色，乙烯燃烧的火焰较明亮，并有大量黑烟生成d二者燃烧时都有黑烟生成5下列烃中只属于烯烃的是()6下列各反应中属于加成反应的是()ch2=ch2hohch3ch2ohh2cl22hclh2ch3ch2ohch3ch32cl2ch2clch2cl2hcla b c d7苯环结构中，不存在单双键交替结构，可以作为证据的事实是()苯不能使kmno4(h)溶液褪色苯中碳碳键的键长均相等苯能在一定条件下跟h2加成反应生成环己烷经实验测得邻二甲苯仅有一种结构苯在febr3存在的条件下同液溴可以发生取代，但不因化学变化而使溴水褪色a bc d8下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一个平面的是()ach2=chcldch3ch=ch29下列各组物质，可用分液漏斗分离的是()a溴与溴苯 b溴苯与水c酒精与水 d苯与硝基苯二填空题10对于ch4、c2h4、c3h4、c2h6、c3h6五种烃，回答下列问题：(1)等质量的上述五种烃，在相同状况下体积最大的是_。(2)等质量的上述五种烃，完全燃烧时耗o2最多的是_，生成co2最多的是_，生成h2o最多的是_。(3)在120 、1.01105 pa 条件下，与足量的o2混合点燃，完全燃烧前后气体体积没有变化的烃是_。巩固提高一选择题1既可以用来鉴别甲烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是（ ）a在一定条件下通入h2 b通入足量酸性高锰酸钾溶液中c通入足量溴水中 d分别进行燃烧2常温下，两种气态烃组成的混合气体01 mol，完全燃烧得015 mol co2和36 g h2o，下列关于该混合气体的说法正确的是一定有甲烷 可能有乙烷 一定没有乙烷 可能有乙烯 （ ） a b c d3下列反应中，属于取代反应的是（ ）a. 乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 b. 乙烷在空气中燃烧c. 乙烯使氯水褪色 d. 乙烷与氯气在光照下颜色变浅4把m mol c2h4和n mol氢气混合于密闭容器中，在适当的条件下生成了p mol c2h6，若将所得的混合气体完全燃烧生成二氧化碳和水，则需氧气()a3.5p mol b(3mn/2)molc(3mn)mol d(3mn/23 p)mol5烯烃在一定条件下发生氧化反应时，碳碳双键断裂，如被氧化为和 (或写为r3cho)，某烯烃氧化后生成两分子ch3cho，一分子，由此推断原烯烃是()ach2=chch2ch(ch3)ch=ch2bch3ch=chch=c(ch3)2cch3ch=chc(ch3)=chch3dch3ch=chch=chc(ch3)26关于苯的下列说法中不正确的是 （ ）a组成苯的12个原子在同一平面上b苯环中6个碳碳键键长完全相同c苯环中碳碳键的键能介于cc和cc之间d苯只能发生取代反应7能够说明苯中不是单双键交递的事实是 （ ）a邻二甲苯只有一种 b对二甲苯只有一种c苯为平面正六边形结构 d苯能和液溴反应8可用来鉴别乙烯、四氯化碳、苯的方法是 （ ）a酸性高锰酸钾 b溴水 c液溴 d硝化反应9下列关于苯的叙述正确的是a反应为取代反应，有机产物的密度比水小b反应为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有较多的黑烟c反应为取代反应，有机产物是一种烃d反应中1mol苯最多与3 mol h2发生加成反应，是因为苯分子含有三个碳碳双键二填空题10如下图，a是制取溴苯的实验装置，b、c是改进后的装置，请仔细分析，对比三个装置，回答以下问题： （1）写出三个装置中所共同发生的两个反应的化学方程式：_；_。 写出b的右边试管中所发生反应的化学方程式：_。 （2）装置a和c均采用了长玻璃导管，其作用是_。 （3）在装置b、c装好仪器及药品后要使反应开始，应对装置b进行的操作是_；应对装置c进行的操作是_。 （4）装置b、c较好地解决了a中加装药品和使装置及时密封的矛盾，方便了操作。a装置中这一问题在实验中造成的后果是_。 （5）b中采用了洗气瓶吸收装置，其作用是_，反应后洗气瓶中可能出现的现象是_ _。 （6）b装置也存在两个明显的缺点，使实验的效果不好或不能正常进行。这两个缺点是_ _。一.选择题1衡量一个国家石油化工发展水平的标志是（ ）a石油产量 b乙烯产量 c天然气产量 d汽油产量2下列有关乙烯燃烧的说法不正确的是（ ）a点燃乙烯前要先检验乙烯的纯度b火焰呈淡蓝色，产生大量白雾c火焰明亮，伴有黑烟d120时，与足量的氧气在密闭中充分燃烧后恢复到原温度，容器内压强不变3下列关于乙烯用途的叙述中，错误的是（ ）a利用乙烯加聚反应可生产聚乙烯塑料 b可作为植物生长的调节剂c是替代天然气作燃料的理想物质 d农副业上用作水果催熟剂4.不可能是乙烯加成产物的是ach3ch3 bch3chcl2 cch3ch2oh dch3ch2br5苯加溴水后，振荡，溴水层颜色变浅，这是由于()a溴挥发了 b发生了取代反应c发生了萃取 d发生了加成反应6.下列物质中能使溴水褪色，又能生成高分子化合物的是( )a.苯 b.甲烷 c.乙烯 d.丙烯7（丰台区20142015学年度第一学期期末练习）下列反应中，属于加成反应的是 a将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色 b乙烯使酸性kmno4溶液褪色c甲烷与氯气混合，光照后黄绿色变浅 d乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色8常温下，下列物质不是气体的是（ ）a甲烷 b一氯甲烷 c乙烯 d苯9与链烃相比，苯的化学性质的主要特征为 （ ）a难氧化、难取代、难加成 b易氧化、易取代、易加成c难氧化、易取代、难加成 d易氧化、易取代、难加成10下列反应属于取代反应的是()a苯在溴化铁存在时与溴(液)的反应b苯在镍作催化剂时与h2的反应c苯在空气中燃烧d苯与溴水混合，振荡后分层二填空题11标准状况下，1.68l无色无味的可燃性气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水得到的白色沉淀质量为15.0g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3g。（1）燃烧产物中水的质量为_g。（2）若原气体是单一的烃类气体，经计算推断它的化学式为_。（3）若原气体是两种等物质的量的气态烃的混合物，请写出它们的分子式(要求写出两组)： 和 。_一选择题1制取较纯净的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、氯气的混合气体反应2可以用于区别乙烯和乙烷的试剂是 （ ）a.酸性高锰酸钾溶液 b.溴水 c.溴化钠 d.浓硫酸3下列反应中，属于取代反应的是 （ ）a. 乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 b. 乙烷在空气中燃烧c. 乙烯使氯水褪色 d. 乙烷与氯气在光照下颜色变浅4下列反应中，属于加成反应的是 （ ） a将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色 b乙烯使酸性kmno4溶液褪色c甲烷与氯气混合，光照后黄绿色变浅 d乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色5下列物质中，由于发生化学反应而既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴水褪色的是()a苯 b甲苯 c乙烯 d乙烷6高速公路萧山路段一辆运送化学物品的槽罐车侧翻，罐内15 t苯泄入路边300 m长的水渠，造成严重危害，许多新闻媒体进行了连续报道，以下报道中有科学性错误的是()a由于大量苯溶于水中，渗入土壤，会对周边农田、水源造成严重污染b由于苯是一种易挥发、易燃的物质，周围地区如果有一个火星就可能引起爆炸c可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到部分清除泄漏物的目的d处理事故时，由于事故发生地周围比较空旷，有人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物，但由于苯燃烧会产生大量的黑烟扩大污染，所以该办法未被采纳7将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。下列图示现象正确的是()8通常情况下，苯的化学性质较稳定，这是由于()a苯不能使酸性kmno4溶液褪