高中化学选修化学与技术 煤的综合利用教案

高中化学选修化学与技术4.3煤的综合利用教案(教师用书独具)教学目标●课标要求通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。●课标解读1．了解煤的综合利用。2．掌握煤的干馏及其产品。●教学地位煤是人类生产和生活中应用广泛的一种化石原料，《课程标准》明确要求：通过调查讨论煤综合利用的最新进展，因此煤在综合利用中的各项技术及其原理均是高考的高频考点，尤其是洗选技术、液化技术、气化技术、加工成燃油技术均是高考的热点。教学设计●新课导入建议全球变暖并非一无是处，有些好处是我们还未察觉到的。比如，海洋水温变暖也许会促使浮游生物在地球两极频繁活动，增加海洋生态系统的多样性；气候变暖还可以产生进化大爆炸，产生更多的物种并使一些物种产生新的多样性。美国科学家研究表明，面对全球变暖，生长迅速的野草会经过数代的进化以适应气候变化。但是，气候变暖绝不仅仅是为科学家提供一个观察进化过程的机会，而更重要的是会对全球生物产生生存或灭绝的影响。你知道气候变暖的原因吗？●教学流程设计课前预习安排：看教材P88－95，填写[课前自主导学]，并完成[思考交流]。⇒步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。⇒步骤2：建议对[思考交流]进行提问，反馈学生预习效果。⇒步骤3：师生互动完成探究1，可利用[问题导思]中的设问作为主线。步骤7：通过[例2]和教材P88－92讲解研析，对“探究2，煤的转化技术”中注意的问题进行总结。⇐步骤6：师生互动完成“探究2”。⇐步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]2题。⇐步骤4：通过[例1]和教材P93－95讲解研析，对“探究1，石油的分馏和煤的干馏的区别”中注意的问题进行总结。步骤8：指导学生自主完成[变式训练2]和[当堂双基达标]中的1、3、4、5题。⇒步骤9：引导学生自主总结本课时知识框架，然后对照[课堂小结]。安排课下作业完成[课后知能检测]。课前导学课标解读重点难点1．了解我国丰富的煤资源及其在地理上的分布，培养对祖国大好河山的热爱。2.知道使煤成为清洁能源的新技术。3.了解通过一定的化学加工技术可以把煤转化成燃油。4.知道煤也是重要的化工原料。5.理解煤的综合利用在我国经济和社会可持续发展中的地位和重要作用。1.使煤成为洁净能源的方法。(重点)2.煤发电技术以及烟气的净化。(难点)3.煤加工成燃油的方法。(难点)4.煤的干馏及产品。(重难点)使煤成为更洁净的能源1．煤的洗选与加工技术(1)洗选技术：目的是通过物理方法和表面化学方法将原煤中的可燃物和非可燃物(灰分)进行分离，使灰分和硫的含量降低。(2)型煤技术：目的是经煤的成型加工，将粉煤变成块状型煤提高燃烧效率。(3)水煤浆技术目的：将煤粉、水和少量化学添加剂，经特定的工艺流程加工成水煤浆液体。特点：燃烧火焰中心温度低、燃烧效率高、二氧化硫及氮氧化物排放量少。2．煤的转化技术(1)煤的气化目的：在适宜条件下将煤转化为气体燃料，用于生产民用、工业用燃料气和合成气。煤气的成分：CO和H2。(2)煤的液化直接液化：方法是把煤直接通过高压加氢制成液体燃料。间接液化：方法是将煤首先经过气化制得合成气，合成气再经化学催化合成转化为烃类化合物。3．洁净煤发电技术(1)常规煤粉发电机组加烟气污染物控制技术：主要是在常规燃煤发电机组中增加烟气净化设备，通过烟气脱硫、去氮氧化物和除尘，达到降低SO2、NOx和烟尘排放的目的。(2)流化床燃烧技术：煤与空气的接触面积增加，提高煤的燃烧效率。(3)整体煤气化联合循环发电技术的特点：效率高、污染物排放量低。思考交流1．降低煤的灰分和含硫量的目的是什么？【提示】减少燃煤时烟尘和SO2的排放，防止大气污染。把煤加工成燃油1．氢化法：经高温催化，加氢解聚反应，脱去硫、氮、氧等成分，形成固—液混合物。2．气化—液化法：先将煤转化为H2、CO等气体，再催化为液态物质，主要反应有：nCO＋2nH2eq\o(→,\s\up14(催化剂))(CH2)n＋nH2O2nCO＋nH2eq\o(→,\s\up14(催化剂))(CH2)n＋nCO2思考交流2．为什么煤可以转化为燃油？【提示】煤和石油都是主要由碳和氢元素组成的物质，其本质区别是氢原子数与碳原子数的比值不同，把煤加工成油，就是通过化学反应把煤所含的碳氢化合物转化成汽油、柴油等燃油的过程。从煤中获得的化学产品1．煤的干馏：把煤在隔绝空气的条件下加强热，使煤中有机物质分解的过程，属于化学变化。2．干馏产品思考交流3．焦炉煤气能使溴水退色吗？【提示】焦炉煤气中含有C2H4，与Br2发生加成反应，故能使溴水退色。课堂互动石油的分馏和煤的干馏的区别【问题导思】①石油的分馏和煤的干馏原理相同吗？【提示】不相同。分馏是物理变化，干馏是化学变化。②天然气、石油气、裂解气、焦炉煤气、高炉煤气、水煤气的成分是什么？【提示】见要点2。③上述气体能使溴水退色的有哪些？【提示】裂解气、焦炉煤气。例1.如图，下列叙述中错误的是()A．图中操作发生了化学变化B．液体X的pH>7，液体Y是一种黑色黏稠状液体C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水退色D．试管A中产生浓的白色的烟【解析】本题考查煤的干馏知识。煤的干馏属于化学变化，所以A项正确；煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉煤气、焦炭等，粗氨水中含有NH3·H2O，因此X显弱碱性，pH>7，煤焦油的状态为黑色黏稠状液体，所以B项正确；焦炉煤气的主要成分为氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳，氢气、一氧化碳能够还原氧化铜，乙烯可使溴水退色，H2、CH4、C2H4、CO都易燃，所以C项正确；煤的干馏无白烟生成，D项错误。【答案】D变式训练1．(2012·上海高考)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【解析】石油裂解主要得到乙烯，A错误；石油分馏是物理变化，B错误；煤制煤气是化学变化，反应为C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up14(高温))CO＋H2，D错误。【答案】C煤的转化技术【问题导思】①煤的转化技术包括哪些技术？【提示】气化技术和液化技术。②煤转化技术的目的是什么？【提示】提高燃料燃烧效率，控制污染物排放。③煤的气化和液化技术中都涉及的反应是什么？【提示】C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up14(高温),\s\do14())CO＋H2。1．煤的气化技术煤气化：CO＋3H2eq\o(→,\s\up14(催化剂))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1())CH4＋H2O高热值气(合成天然气)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主要成分：CH4,特点用途：热值很高，可,远距离输送))2．煤间接液化典型流程例2.利用合成气(H2＋CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转化成醛、酸、酯等多种产物。下列表述中正确的是()①以合成气为原料的反应都是化合反应②改变合成气中CO与H2的体积比，可以得到不同产物③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成④从合成气出发生产液态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径⑤以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水A.①②④ B.②③④C.②④⑤ D..③④⑤【解析】本题主要考查质量守恒定律的应用。由于汽油是各种含5～11个碳原子的混合烃，分子中不含氧元素，故合成汽油的反应不是化合反应，产物中有水生成，故①、⑤不正确。【答案】B变式训练2．下列技术中发生反应：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up14(高温),\s\do14())CO＋H2的是()A.煤的洗选技术 B.型煤技术C.水煤浆技术 D.煤的转化技术【解析】煤的转化技术是把煤进行气化或液化，均发生：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up14(高温),\s\do14())CO＋H2的反应。【答案】D【教师备课资源】一氧化碳的毒性和解毒一氧化碳跟血液里的血红蛋白结合形成稳定的碳氧血红蛋白，随血液流遍全身。一氧化碳与血红蛋白的结合力是氧与血红蛋白的结合力的200～300倍，因此，一氧化碳一经吸入，即与氧争夺血红蛋白，同时，由于碳氧血红蛋白的存在，妨碍氧和血红蛋白的合成和正常解离，使血液的带氧功能发生障碍，造成机体急性缺氧。医疗上常用静脉注射亚甲基蓝进行解毒，这是因为一氧化碳与亚甲基蓝的结合比碳氧血红蛋白更牢固。1．有关煤利用的各项技术的2个核心：提高燃烧效率、防止排放污染物。2．煤综合利用的5种技术：洗选、型煤、水煤浆、煤转化、煤发电。3．煤加工成燃油的2种方法：氢化法、气化—液化法。4．煤干馏的4种产品：焦炉煤气、粗氨水、煤焦油、焦炭。当堂达标1．下列说法中不正确的是()A．煤是各种芳香烃组成的混合物B．煤燃烧时，会产生大量二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等污染物C．煤是由无机物和有机物组成的复杂的混合物D．以煤为主要原料，不仅可以合成甲醇，还可以加工成高级汽油【解析】煤是由无机物和有机物组成的复杂的混合物，除主要含有C元素外，还含有H、O、S、N等元素，但不含碳单质和简单的有机物，因此A项错误。煤燃烧会产生大量的二氧化硫等污染物。【答案】A2．煤的综合利用主要包括：①煤的干馏②煤的气化③煤的液化。其中属于化学变化过程的是()A.只有① B.只有③C.只有①③ D..①②③【解析】煤的干馏、气化和液化都是化学变化过程，在这些变化过程中都生成了煤本身并不含有的新物质。特别注意，煤的气化和液化并不等同于物质三态变化过程中的汽化和液化。【答案】D3．(2013·江苏高考)燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是()A.甲醇 B.天然气C.液化石油气 D.氢气【解析】从燃料电池反应产物的角度分析。甲醇、天然气和液化石油气作为燃料电池的燃料使用均产生CO2，而氢气用作燃料电池的燃料，反应产物为H2O，不会对环境产生影响。【答案】D4．下列说法中正确的是()A．煤油是石油加工所得的主要产品之一，对煤的加工不能得到煤油B．利用“氢化法”可将煤加工成燃油，其过程中发生了化学变化C．利用“气化—液化法”可将煤加工成燃油，其过程中只发生物理变化D．用煤生成的燃油的化学式可表示为(CH2)n，它是一种高分子化合物【解析】将煤进行低温(约500～600℃)干馏所得到的煤焦油，再进行分馏，分馏产品中有煤油。利用“气化—液化法”可将煤加工成燃油，其过程可大概表示为：首先把煤转化为氢气、一氧化碳等气体，然后在催化剂的作用下，其中的一氧化碳和氢气转化为燃油。在该过程中发生了许多化学反应。(CH2)n是燃油的组成成分，属于烃，通常呈液态，液态烃是小分子化合物而不是高分子化合物。【答案】B5．(2012·山东高考节选)(1)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒________进行燃烧的过程。(2)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和________存在下与________作用生成液体燃料的过程。【答案】(1)硫(或S)浮动(2)催化剂氢气(或H2)课后检测1．下列变化，属于物理变化的是()A.炭化 B.裂化 C.分馏 D.干馏【解析】分馏只是利用混合物中各物质沸点不同将它们分离开，并没有新物质生成，属物理变化。其他变化都有新物质生成，属于化学变化。【答案】C2．煤的干馏和石油的分馏这两种变化在本质上的差别是()A．加热的温度不同B．得到的产品不同C．前者要隔绝空气，后者不必D．干馏是化学变化，分馏是物理变化【解析】分馏是用加热、蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物，无新物质生成，属于物理变化。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热，使煤分解的过程，属于化学变化。【答案】D3．为了更好的解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃煤的燃烧效率，另一方面寻找新能源，以下做法不能提高燃烧效率的是()A．煤的气化和液化B．液体燃料呈雾状喷出C．通入大量的空气D．将煤粉碎【解析】A、B、D三项都是通过改变燃料的状态，来增大反应的接触面积，使其充分燃烧，而C项通入大量空气，也能使燃料充分燃烧，但大量气体逸出时会带走大量热量，不利于提高燃烧效率。【答案】C4．下列关于煤的说法正确的是()A．煤中含有碳，可看作是无机化合物B．煤加工成燃油是通过化学方法转化成汽油、柴油等燃油C．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物D．汽油是煤的干馏的一种重要产品【解析】煤是由无机化合物和有机化合物组成的复杂的混合物；把煤加工成燃油，就是通过化学反应把煤所含的有机物质转化成汽油、柴油等燃油的过程；煤的干馏过程中发生复杂的物理、化学变化，生成粗苯和一种重要产品焦炭等。【答案】B5．下列说法正确的是()A．把煤加强热使之分解的过程叫干馏B．煤的干馏属于化学变化C．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源，主要存在于煤干馏所得的焦炉气中D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来【解析】煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程，选项A中没有强调“隔绝空气”这个重要条件，因此是错误的；煤干馏时发生了分解反应，是化学变化，故选项B正确；煤高温干馏的产物主要是焦炭，同时得到焦炉煤气、煤焦油、粗氨水等。焦炉煤气的主要成分是H2和CO等气体，芳香烃主要存在于煤焦油中，故选项C不正确；煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质，煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，煤焦油在170℃以下蒸馏出来的馏出物中主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等，所以不能说煤中含有苯和甲苯，故选项D不正确。【答案】B6．煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是()①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化③该技术实现了煤的清洁利用④该技术实现了煤的高效利用A.①②③ B..①②④ C..①③④ D.②③④【解析】煤粉加压气化转化为气体燃料，主要成分是CO和H2，并使其中的S、灰分等在气化过程中或气化之后得到脱除，有物理变化也有化学变化。【答案】C7．为了缓解石油供应紧张，把煤转化成燃油，以下说法正确的是()A．煤和石油都是主要由碳、氢元素组成的，可以通过物理方法让煤转变成燃油B．氢化法使煤转化成燃油是液氢溶解煤粉得到燃油的方法C．气化—液化法把煤转化成燃油是先让煤转化成水煤气，然后让CO和H2在一定条件下合成燃油D．煤转化成燃油的实质是提高煤中的碳原子数与氢原子数的比值【解析】煤转化成燃油是通过化学方法提高煤中氢原子数与碳原子数的比值，氢化法使煤转变成燃油的过程是让煤在高温下经催化剂催化进行加氢解聚反应，气化—液化法实质上是先让煤与H2O(g)反应生成CO和H2，再发生反应：nCO＋2nH2eq\o(→,\s\up14(催化剂),\s\do14())(CH2)n＋nH2O,2nCO＋nH2eq\o(→,\s\up14(催化剂),\s\do14())(CH2)n＋nCO2。【答案】C8．煤是一种重要的能源，含有硫元素，燃烧时会生成SO2。下列说法正确的是()A．煤是含硫化合物B．煤是一种可再生能源C．在水吸收SO2的过程中只发生物理变化D．SO2是酸性氧化物，被云雾吸收后可转化成酸雨【解析】煤是一种不可再生的化石能源，是一种混合物；SO2能和水反应生成H2SO3。【答案】D9．煤焦油的成分主要是芳香烃类化合物。萘的分子式是C10H8，结构简式是。在30～60℃条件下，萘可用浓HNO3和浓H2SO4的混酸进行硝化，生成的一硝基取代物有()A.1种 B.2种C.3种 D.4种【解析】由萘的结构可知，萘分子中有两种不同位置的氢原子(如图αββαααββ用α、β表示)，则所生成的一硝基取代物有2种。【答案】B10．下图是实验室干馏煤的装置图，据图回答下列问题。(1)指出图中各仪器的名称：a________，b________，c________，d________。(2)装置c的作用是________，d中的液体有________和________。其中的无机物里溶有__________，可用________试剂检验出来；有机物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来，在170～230℃时可以得到________，230℃以上可以得到________。(3)e处点燃的气体主要是____________，火焰的颜色为____________。【解析】煤的干馏可制得焦炉气、粗氨水、煤焦油、焦炭等多种液体有机物，可以利用其沸点的差异，通过分馏进行分离。【答案】(1)酒精喷灯铁管(或瓷管)烧杯U形管(2)将干馏生成的气体降温冷凝粗氨水煤焦油氨气酚酞溶液分馏酚类和萘蒽等稠环芳烃(3)H2、CH4淡蓝色11．(2013·阜阳高二测试)已知煤的结构片段模型如图所示：(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得________烃的重要来源。(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的，从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的________等气体物质，造成严重的大气污染。(3)“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐。下列物质中适宜于做固硫剂的是________。A.氯化钙 B.氧化钙 C.硫酸钙 D.氢氧化钙(4)除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有________、________、________。【解析】从煤的结构片段中可以看出它含有多个苯环构成的稠环片段，强热干馏时易获得芳香烃，含有硫和氮元素，因此燃烧时能产生硫和氮的氧化物，污染大气，生成的硫的氧化物为SO2，能吸收SO2的应是碱或碱性氧化物，综合利用煤资源的方法还有干馏，为增大其与氧气的接触面积，使之燃烧充分还可以液化或气化。【答案】(1)芳香(2)二氧化硫、氮的氧化物(3)BD(4)煤的干馏气化液化12．工业上分离煤焦油可得到苯酚，苯酚通过下列流程合成其他物质。(部分反应条件和生成物已略去)请回答下列问题：(1)写出反应⑦的反应条件：____________________________________________________________________。(2)写出B、G的结构简式：____________________________________________________________________。(3)指出③⑤步反应的类型：③__________________________________________________________________；⑤________________。(4)写出水杨酸与小苏打溶液反应的方程式：____________________________________________________________________【解析】A应为OHCOOH，浓硫酸加热缩聚成聚酯即OCO；分析从OH到G的流程可知：OH＋3Br2→BrBrOHBr↓(C)＋3HBr，BrBrOHBr＋3H2eq\o(→,\s\up14(Ni),\s\do14(△))BrBrOHBr(D)，BrBrOHBreq\o(→,\s\up14(浓H2SO4),\s\do14(△))BrBrBr(E)＋H2O，BrBrBr＋H2eq\o(→,\s\up14(Ni),\s\do14(△))BrBrBr(F)，由F到G从分子式看应是3个羟基取代3个溴原子，应为NaOH的水溶液作用下，发生的卤代烃的水解(取代)反应。【答案】(1)NaOH的水溶液，加热(2)OCO、OHHOOH(3)取代反应消去反应(4)OHCOOH＋NaHCO3→CO2↑＋H2O＋OHCOONa一、石油和石油化工eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(石油))加氢裂化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(目的：增加轻质燃油的产量,C16H34＋H2\o(→,\s\up14(催化剂))2C8H18,C20H42＋H2\o(→,\s\up14(催化剂))C12H26＋C8H18))催化重整eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(目的：从根本上提高汽油质量,方法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(把直链烷烃重整为芳香烃,使分子含六个或五个碳原子的环烷,烃脱氢形成芳香烃,把直链烷烃重整为分子中含较多,支链的烷烃))))二、煤的综合利用eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(煤化工))煤的干馏eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(气态：焦炉煤气H2、CH4、C2H4、CO等,液态\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(粗氨水,煤焦油\f(分馏,)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(苯、甲苯、二甲苯、酚类、,萘、蒽等稠环芳烃和沥青)))),固态：焦炭))加聚反应有关知识归纳1．定义：不饱和单体间通过加成反应相互结合生成高分子化合物的反应。2．特点：(1)无小分子的副产物生成；(2)所生成的高分子的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍；(3)高分子与单体具有相同的元素组成；(4)通过共价键结合，具有特定结构，故化学组成并不复杂。3．单体的结构条件：含有双键、叁键或环状结构的低分子在一定条件下可发生加聚反应，不饱和单体中常含等结构。4．加聚产物结构简式的书写：将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。由于加聚产物的端基不确定，通常用“－”表示。如聚丙烯的结构简式：。5．常见的加聚反应(1)单体分子中含一个CC的加聚单体分子中的碳碳双键中的一个键断裂，单体间相互结合成链状高分子化合物。如：nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up14(引发剂))CHCH3CH2。(2)含共轭双键的加聚反应分子中含有双键、单键交替结构的烯烃，称为共轭烯烃，其中的双键为共轭双键。此类烯烃在加聚时，原来的两个键中的一个不稳定键断裂，在形成的高分子化合物中生成一个新的双键，单体相互结合成链状。如：CnH2CCH3CHCH2eq\o(→,\s\up14(引发剂))CCH2CH3CHCH2(3)不同烯烃之间的共聚nCH2=CH2＋nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up14(引发剂))CHCH2CH3CH2CH2。nCH2=CH2＋nCH2=CH—CH=CH2eq\o(→,\s\up14(引发剂))CH2—CH2—CH2—CH=CH—CH2。(4)含碳氧双键的加聚反应COnHH→CH2—O。(5)碳碳叁键的加聚nHC≡CHeq\o(→,\s\up14(催化剂))CH=CH。聚乙炔(2013·合肥高一质检)具有单双键交替结构的长链(如：…—CH=CH—CH=CH—CH=CH—…)的高分子有可能成为导电塑料。2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的3位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是()A.聚乙烯 B.聚丁二烯C.聚苯乙烯 D.聚乙炔【解析】A项，聚乙烯结构为CH2—CH2；B项，聚丁二烯结构为CH2—CH=CH—CH2；C项，聚苯乙烯结构为；D项，聚乙炔结构为CH=CH。观察上述四种物质的结构可知，聚乙炔为单双键交替结构，故能成为导电塑料。【答案】D缩聚反应有关知识归纳1．定义：单体分子间脱去小分子而相互结合生成高分子化合物的反应。2．单体的结构条件：一般来说其单体至少有两个官能团。例如：HOCH2COOH；H2NCH2COOH；HOOC—COOH；HOCH2—CH2OH等等。3．特点：(1)反应中总伴随有小分子副产品如H2O、HCl、NH3等生成；(2)单体和聚合物的组成不同。4．缩聚反应方程式的书写(1)单体的物质的量与缩聚物结构简式中的小角标要一致。(2)要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n－1)；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－1)。5．常见的缩聚反应(1)醇酸缩聚：此类反应的通式可表示为nHOOC—R—COOH＋nHO—R1—OHeq\o(→,\s\up14(催化剂))CHOORCOOR1OH＋(2n－1)H2O(2)羟酸缩聚CHCOOHOHnCH3eq\o(→,\s\up14(催化剂))CHHOCH3COHO＋(n－1)H2O(3)含氨基与羧基的单体间的缩聚：此类反应的通式可表示为nHOOC—R—COOH＋nH2N—R1—NH2eq\o(→,\s\up14(催化剂))CHOORCONHR1NHH＋(2n－1)H2O(4)氨基酸的缩聚nH2N(CH2)5COOHeq\o(→,\s\up14(催化剂))N(CH2)5HHCOHO＋(n－1)H2O已知COROH与R′—NH2可生成CORNHR′，CHRNH2COOH既可以缩合成环，也可以缩聚成高分子化合物，则由两分子该物质缩合而成的环状化合物为________；由多分子缩合而成的链状化合物为________________________。【解析】依题意可知，—COOH与—NH2有类似于酯化反应的特点，二者反应时—COOH脱羟基、—NH2脱氢原子。【答案】RCHNHCOCONHCHReq\a\vs4\al\co1(NHCHRCO)加聚产物的单体推断链节特点推断方法全是C—C键或有C—C键和C=C键取出链节，单键改为双键，双键改为单键，断开错误的键有C—C键和C—O键将高聚物的链节两端相连成环，然后，破环形成C=O即为单体缩聚产物的单体推断含—COO—(酯基)或—CO—NH—(肽键)羰基和氧原子断开，羰基和氮原子断开；羰基连羟基，氧、氮原子都连氢含有—C6H4(OH)—CH2—一般为醛类和酚类的缩聚产物，苯环补氢，另一部分的碳上加氧聚合物单体的推断方法1．确定聚合物的类型聚合物链节特点加聚产物全是C—C键或有C—C键和C=C键或有C—C键和C—O键缩聚产物含—COO—或—CO—NH—或—C6H4(OH)—CH2—2．确定聚合物的单体合成结构简式为：的高聚物，其单体应该是()①苯乙烯②丁烯③丁二烯④丙炔⑤苯丙烯A.①② B.④⑤C.③⑤D.①③【解析】由乙烯的聚合反应知，聚合产物主链上的碳原子都是原来单体中的不饱和碳原子(双键碳原子)。乙烯的聚合反应，实质是乙烯(单体)分子中的不饱和键(双键)断开一个键，向另外的单体分子不饱和碳原子上互相加成，最后生成长链状大分子聚合物的。这种反应的结果是主链上碳原子之间相互结合的化学键中，每间隔一个键就会在聚合反应中新生成一个键。运用逆向思维的方法，从聚合物链节的一端开始，每隔一个键断开一个键；若断到双键上时，双键只断开一个键，这样断键以后仍相互连接着的每一个部分即是原来一个单体的碳架结构；然后将原单体在加聚时断开的键反接回去即找到了合成此高聚物的单体。例题中的问题如下所示：【答案】D1．下列反应不属于聚合反应的是()A．乙烯制聚乙烯C．由乙烯制氯乙烯D．由丙烯制聚丙烯【解析】C项反应属于加成反应。【答案】C2．从石油分馏得到的固体石蜡，用氯气漂白后，燃烧时会产生含氯元素的气体，这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过()A.加成反应 B.取代反应C.聚合反应 D.催化裂化反应【解析】石蜡的主要成分为烷烃和环烷烃，与氯气发生取代反应。【答案】B3．下列物质不属于加聚产物的是()【解析】A项，由CH2=CHCH3加聚而成；B项，加聚而成；C项，由HO—CH2COOH缩聚而成；D项，由CH2O加聚而成。【答案】C4．已知聚碳酸酯结构为，下列说法中正确的是()A．聚碳酸酯是通过加聚反应得到B．聚碳酸酯是纯净物C．聚碳酸酯可通过缩聚反应得到D．它是体型高分子【解析】高分子化合物都是混合物，该物质是线型高分子，是通过缩聚反应得到的。【答案】C5．某高分子化合物的部分结构如下：下列说法中不正确的是()A．聚合物的分子式为C3H3Cl3B．聚合物的链节为C．合成该聚合物的单体是CHCl=CHClD．若n表示聚合度，则其相对分子质量为97n【解析】从高聚物链状结构看，是以碳链形成的高分子化合物，碳链中没有其他原子，故是通过加聚反应生成的高聚物。重复单元为，故高聚物可以表示为。【答案】A6．根据系统命名法，天然橡胶应称聚2­甲基­1,3­丁二烯，其结构简式为：CH2CCH3CHCH2，单体为2­甲基­1,3­丁二烯(CH2CCH3CHCH2)，该加聚反应的化学方程式为：nCH2CCH3CHCH2eq\o(→,\s\up14(催化剂),\s\do14())CH2CCH3CHCH2，合成橡胶就是根据以上原理生产的。(1)以CH2CHCClCH2为单体生产氯丁橡胶，试写出该反应的化学方程式：____________________________________________________________________；(2)1,3­丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)和苯乙烯(CHCH2)按物质的量之比为1∶1加聚，可生产丁苯橡胶，试写出丁苯橡胶的结构简式：________________________________________________________________；(3)丁腈橡胶的结构简式为：CH2CHCHCH2CH2CHCN，形成该橡胶的单体为________________、________________。【解析】根据信息，合成橡胶是利用加聚反应的原理生产的。(1)的加聚与二烯烃的加聚类似。(2)1,3­丁二烯和苯乙烯加聚时，单烯烃打开双键，二烯烃的两个双键也同时打开，彼此相互连接而二烯烃又形成一个新双键。(3)根据加聚产物单体的推断方法：“取出链节，单键改为双键，双键改为单键，断开错误的键”，丁腈橡胶的单体推断过程为：，故单体为CH2=CH—CH=CH2和CH2=CH—CN。【答案】(1)nCH2CHCClCH2eq\o(→,\s\up14(催化剂),\s\do14())CH2CHCClCH2(2)CH2CHCHCH2CH2CH(3)CH2=CH—CH=CH2CH2=CH—CN选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1．通常用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志的是()A.石油的产量 B.乙烯的产量 C.硫酸的产量 D.合成纤维的产量【答案】B2．工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是()A.石油分馏 B.高温干馏C.石油裂化 D.石油裂解【解析】裂解是深度裂化，烃链断裂得越短，其不饱和产物就越多。【答案】D3．汽油不可能含有的烃分子是()A.CCH3CH3CH3CH2CH2CH3B.CCH2CH3CH3CH3CH3C.CH2CH3D.CH3(CH2)16CH3【解析】汽油中烃分子的碳原子数在5～11之间。【答案】D4．裂化汽油和直馏汽油的本质区别是()A．直馏汽油是混合物，裂化汽油是纯净物B．直馏汽油平均相对分子质量大，裂化汽油平均相对分子质量小C．直馏汽油一般不含不饱和烃，裂化汽油含不饱和烃D．直馏汽油是液体