2024-2025学年高中化学专题2.2炔烃脂肪烃的来源及其应用含解析选修5

PAGEPAGE9专题02炔烃脂肪烃的来源及其应用一、炔烃1．炔烃的概念及其通式分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃称为炔烃，其物理性质与烷烃和烯烃相像，通式为CnH2n-2（n≥2）最简洁的炔烃为乙炔。2．乙炔(1)组成和结构：分子式C2H2，电子式，结构式,H-C三C-H，结构简式CH三CH，试验式CH，空间结构直线型分子。典例1描述CH3—CH==CH—C≡C—CH3分子结构的下列叙述中，正确的是()①6个碳原子有可能在同始终线上②6个碳原子不行能都在同始终线上③6个碳原子肯定都在同一平面上④6个碳原子不行能都在同一平面上A．①② B．②③C．②④ D．①④【答案】B【解析】本题考查对烯烃、炔烃的空间立体结构的相识，C—C单键可以旋转，C==C双键与C≡C三键不能旋转，题给分子的空间几何构型可写成：可知B正确。(2)性质：①物理性质：纯净的乙炔是无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，易溶于有机溶剂。②化学性质：氧化反应：点燃：火焰光明，有浓烟，方程式为：2C2H2+5O24CO2＋2H2O。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。加成反应：与溴加成：CH≡CH＋2Br2→CHBr2CHBr2；与HCl加成：CH≡CH＋HCleq\o(→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))CH2CHCl加聚反应：3．试验室制法：①反应原理：CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑。②收集方法：用排水集气法(因密度略小于空气，不能用向下排空气法)。制取乙炔应留意的问题(1)试验装置在运用前要先检查气密性。(2)盛电石的试剂瓶要刚好密封，严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取，切忌用手拿。(3)制取乙炔时，由于CaC2和水反应猛烈，并产生泡沫，为防止产生的泡沫进入导管，应在导气管口旁边塞少量棉花。(4)电石与水反应很猛烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和食盐水代替水，并用分液漏斗限制食盐水流的速度，食盐水逐滴渐渐地滴入。(5)制取乙炔不能用启普发生器或具有启普发生器原理的试验装置，缘由是：①碳化钙吸水性强，与水反应猛烈，不能随用、随停；②反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂；③生成的Ca(OH)2呈糊状易堵塞球形漏斗。(6)电石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质，使混合气体通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。做乙炔的试验室制取和性质检验试验时，应留意：CaC2和H2O反应猛烈，往往用饱和食盐水代替水，反应后生成的Ca(OH)2呈糊状，不能运用启普发生器，乙炔是易燃性气体，点燃前要先检验纯度，选择装置和进行试验时，应留意平安。典例2如图所示中的试验装置可用于制取乙炔，请填空：(1)图中，A管的作用是___________________________________________________，制取乙炔的化学方程式是：_____________________________________________________。为避开反应太快，可实行的措施是_______________________________________________________。(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中视察到的现象是________，乙炔发生了________反应。(3)乙炔通入溴的CCl4溶液中可视察到的现象是________，乙炔发生了________反应。(4)为了平安，点燃乙炔前应________，乙炔燃烧时的试验现象是______________________________。【答案】(1)调整水面高度以限制反应的发生和停止CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑把水换成饱和食盐水(2)酸性KMnO4溶液褪色氧化(3)溴的CCl4溶液褪色加成(4)检验乙炔的纯度火焰光明并伴有浓烈的黑烟【解析】由图中可以看出，A管通过软橡胶管与右侧相连，A管的凹凸可调整右管中的水是否与电石接触，从而限制反应能否发生。若反应太快，可把水换成饱和食盐水。乙炔易被高锰酸钾氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色。乙炔可与溴发生加成反应使溴的CCl4溶液褪色。可燃性气体在点燃前都应检验纯度；由于乙炔的含碳量较高，所以，燃烧时火焰光明并伴有浓烈的黑烟。【拓展延长】1．乙炔的试验室制法及性质验证(1)试验装置(2)反应原理装置①中的反应方程式为：CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑。装置②中CuSO4溶液的作用：除去杂质，如CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4。装置③中酸性KMnO4溶液褪色。装置④中溴的四氯化碳溶液褪色，反应为：CH≡CH＋2Br2―→CHBr2CHBr2装置⑤处现象：有光明的火焰并有浓烟产生。【留意】(1)试验室制取乙炔时常用饱和食盐水，而不干脆滴加水，目的是减缓电石与水的反应速率。(2)因乙炔和空气的密度相差不大，不能用排空气法收集乙炔气体。2．制取乙炔的留意事项(1)试验装置在运用前要先检验气密性。(2)盛电石的试剂瓶要刚好密封并放于干燥处，严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取，切忌用手拿。(3)制取乙炔时，由于CaC2和水反应猛烈，并产生泡沫，为防止产生的泡沫进入导管，应在导气管口旁边塞入少量棉花。(4)电石与水反应很猛烈。为得到平稳的乙炔气流，可用饱和食盐水代替水，并用分液漏斗限制水流的速度，水逐滴渐渐地滴入。(5)制取乙炔不能用启普发生器或具有启普发生器原理的试验装置，缘由是：①碳化钙吸水性强，与水反应猛烈，不能随用随停。②反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂。③生成的Ca(OH)2呈糊状易堵塞球形漏斗。(6)由电石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质，使混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。提示：试验室制C2H2的反应原理是典型的金属碳化物发生水解的反应，可类推出其他金属碳化物和H2O反应的状况，如Zn2C3＋4H2O―→2Zn(OH)2↓＋CH3—C≡CH↑，Al4C3＋12H2O―→4Al(OH)3↓＋3CH4↑。4．烯烃、炔烃的结构和化学性质比较烯烃炔烃通式CnH2n(n≥2)CnH2n－2(n≥2)代表物CH2=CH2CHCH官能团CC分子结构平面形直线形键角120°180°氧化反应燃烧火焰光明，有黑烟火焰光明，有浓烟与KMnO4酸性溶液褪色褪色加成反应与溴水(均褪色)CH2CH2＋Br2→CH2BrCH2BrCHCH＋2Br2→CHBr2CHBr2与HXCH2CH2＋HCl→CH3CH2ClCHCH＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH2CHCl加聚反应nCH2CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))nCHCHeq\o(→,\s\up7(催化剂))用途合成塑料，果实催熟制氯乙烯，氧炔焰二、脂肪烃的来源及其应用来源条件产品石油

常压蒸馏石油气、汽油、煤油、柴油、重油等

减压蒸馏润滑油、石蜡、燃料油、沥青 催化裂化、裂解轻质油、气态烯烃

催化重整芳香烃自然气

主要成分甲烷煤

干馏芳香烃

液化燃料油、化工原料典例3下列关于煤、石油、自然气等资源的说法正确的是()A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．石油产品都可用于聚合反应C．自然气是一种清洁的化学燃料 D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料【答案】C【解析】石油裂解得到的汽油是多种饱和烃和不饱和烃的混合物；石油产品包括烷烃、烯烃等物质，其中烷烃不能用于聚合反应；自然气的主要成分是CH4，它是一种清洁燃料；水煤气是指CO和H2的混合物，是由反应C＋H2OCO＋H2得到的。课后练习：1．下列关于石油的说法正确的是()A．石油属于可再生矿物能源B．石油主要含有碳、氢两种元素C．石油的裂化是物理改变D．石油分馏的各馏分均是纯净物【答案】B【解析】石油属于不行再生能源，A错；石油的裂化应属于化学改变，C错；石油分馏的各馏分仍旧是由沸点相近的烃组成的混合物，D错。2．下列说法错误的是()A．石油中含有C5～C11的烷烃，通过石油的分馏可得到汽油B．含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油C．开采自然气应做到平安规范地操作D．煤中含有苯和甲苯，可用分馏的方法把它们分别出来【答案】D【解析】煤中不含有苯和甲苯，煤通过化学改变(干馏)获得苯和甲苯。3．下列关于石油、自然气、煤等资源的说法不正确的是()A．石油裂解得到的汽油是纯净物B．石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料的产量C．自然气是一种清洁的化石燃料D．通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃【答案】A【解析】石油分馏得到混合物汽油。4．用石油和煤可以得到有机化工生产中须要的众多原料，例如由石油得到的乙烯和由煤得到的苯制聚苯乙烯，生产过程如下：下列说法不正确的是()A．通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯B．反应③为加聚反应C．反应①为加成反应D．反应①②③的原子利用率都达到了100%【答案】D【解析】反应②为→，故原子利用率不是100%。5．下列化学反应属于加成反应的是()A．CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up11(浓H2SO4),\s\do4(△))CH3COOCH2CH3＋H2OB．CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up15(肯定条件))CH3CH2ClC．2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu),\s\do4(△))2CH3CHO＋2H2O【答案】B【解析】本题考查有机反应类型，意在考查考生的分析实力。A、D项都属于取代反应，C项属于氧化反应，只有B项属于加成反应。6．相同碳原子数的烷烃、烯烃、炔烃，在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，所需空气量的比较中正确的是()A．烷烃最少 B．烯烃最少C．炔烃最少 D．三者一样多【答案】C【解析】碳的质量分数越大的烃完全燃烧生成二氧化碳和水时，须要空气量越少。7．下列叙述的乙炔的结构和性质中，既不同于乙烯，也不同于乙烷的是()A．存在不饱和键B．不易发生取代反应，易发生加成反应C．分子中的全部原子都处在同一条直线上D．能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】C【解析】乙烯和乙炔都存在不饱和键，都可以发生加成反应，能使酸性KMnO4溶液褪色，但只有乙炔分子中的全部原子都处在同一条直线上。8．下图是试验室用电石和水反应制取乙炔的装置，其中正确的是()ABCD【答案】C【解析】试验室制乙炔的装置属于固体与液体反应不须要加热制气体的装置，由于反应过程释放大量热，故不宜选A；由于CaC2遇水反应猛烈，不宜选B，无法限制反应速率；D中导管伸入液体中，气体无法导出且反应不需加热。9．试验室制取的乙炔气体中常混有少量H2S、CO2和水蒸气，为了得到干燥纯净的乙炔气体，选择最简便的试验方案有()A．通过NaOH后，通过浓H2SO4，再通过石灰水B．通过CuSO4溶液后，再通过石灰水C．通过五氧化二磷后，再通过无水CaCl2D．通过足量的碱石灰【答案】D【解析】A、B两项操作均不能得到干燥的乙炔；C项，不能除去H2S、CO2。10．试验室用下列装置制取乙炔，并验证其性质(制取的C2H2中混有H2S)。请回答下列问题：(1)装置①中仪器名称________、________，反应的化学方程式为__________________________。(2)装置②的作用是____________________________，发生的反应为______________________________。(3)装置③中的现象是_____________________________________________，反应类型为_____________________________________________________。(4)装置④中的现象是____________________，发生的反应为____________，反应类型为_____________________________________________________。(5)装置⑤点燃乙炔之前应__________，燃烧现象_____________________。题组3烃燃烧规律及应用【答案】(1)分液漏斗圆底烧瓶CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋C2H2↑(2)除去C2H2中混有的H2SCuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4(3)紫红色酸性KMnO4溶液褪色氧化反应(4)溴的CCl4溶液褪色CH≡CH＋2Br2→加成反应(5)检验乙炔的纯度火焰光明并伴有浓烈的黑烟。11．煤和石油等化石燃料对促进经济社会发展起到了重要的作用，这些燃料合理的综合利用是当前节能减排的要求。请回答下列问题：(1)石油分馏是石油炼制的重要环节，这种操作是在________(填设备名称)内完成的。工业上通常运用的分馏石油的方法有常压分馏和________，分馏的目的是_____________________________。(2)石油不仅是重要的燃料，还是重要的化工原料的来源，如利用石油生产乙烯。为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、丙烯等短链烃而实行__________措施。(3)目前石油资源渐渐匮乏，人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。目前煤综合利用的主要方法是________、________和煤的气化，煤气化涉及的化学方程式有：C＋O2eq\o(=,\s\up15(点燃))CO22C＋O2eq\o(=,\s\up15(点燃))2CO____________________(写出第三个化学方程式)。将风干后