化石燃料與有機(jī)化合物的總復(fù)習(xí)

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載化石燃料與有機(jī)化合物的總復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)化石燃料和有機(jī)物的關(guān)系。2、認(rèn)識(shí)綜合利用化石燃料對(duì)于充分利用自然資源、防止污染、保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面的意義。3、了解甲烷、乙烯、乙炔、苯等的主要性質(zhì)和應(yīng)用。并了解取代反應(yīng)和加成反應(yīng)。重點(diǎn)難點(diǎn)1、理解甲烷、乙烯、乙炔、苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，建立基本的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的化學(xué)思維。2、了解石油煉制的基本原理，知道煤深加工的常用方法。學(xué)習(xí)內(nèi)容僅含有碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為碳?xì)浠衔?，又稱為烴。碳原子之間都以單鍵相結(jié)合，其余的價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合并被“飽和 ”，這一系列化合物稱為烷烴； 其分子組成用 CnH2n+2 (n 1)表示。

2、烴的自然界主要來(lái)源是化石燃料。天然氣的主要成分是甲烷。石油的化學(xué)成分主要是各種液態(tài)的烴；石油裂解已成為生產(chǎn)乙烯的主要方法，而乙烯的產(chǎn)量是衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。煤主要含碳元素， 是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物所組成的復(fù)雜的混合物；煤的綜合利用是苯等有機(jī)物的主要來(lái)源。一、天然氣的利用甲烷H1、甲烷的分子結(jié)構(gòu)CH分子式： CH 4H；分子呈正四面體結(jié)構(gòu)， 4個(gè) C-H 鍵之間的夾角 109°28。；結(jié)構(gòu)式：2、甲烷的化學(xué)性質(zhì)和用途H(1) 氧化反應(yīng) :點(diǎn)燃CO2 2H2O燃燒： CH 42O 2可作為高效、較潔凈的燃料。催化氧化： CH 4 H2 O催化劑CO 3H2生成的混合氣體能合成甲醇。(

3、2) 取代反應(yīng)：有機(jī)化合物分子中的某種原子（或原子團(tuán)）被另一種原子（或原子團(tuán)）所取代的反應(yīng)。如： CH 4 +Cl 2光； C H 3 Cl+Cl光CH 2 Cl 2 +HCl ； CH 2 Cl 2 +Cl 2光CH 3 Cl +HCl2CHCl 3 +HClCHCl 3 +Cl 2光CCl 4 +HCl反應(yīng)生成的三氯甲烷和氟化氫反應(yīng)，可制氟利昂。(3) 裂解反應(yīng) : CH 4高溫 C+2H 2制炭黑和氫氣。二、石油煉制乙烯1、石油煉制（ 1）石油分餾：加熱時(shí)，碳原子數(shù)少的烴，沸點(diǎn)低，先汽化，經(jīng)冷凝先分離出來(lái)，這樣繼續(xù)加熱和冷凝，把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物。主要產(chǎn)品為汽油、煤油和柴油等

4、輕質(zhì)油。（ 2）催化裂化：在催化劑存在條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂成相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴。其目的是提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。（ 3）石油的裂解：是在更高溫度下，深度裂化，以獲得短鏈不飽和鏈烴為主要成分的石油加工過(guò)程。裂解氣的主要成分有“三烯”: 乙烯、丙烯、異丁烯。2、乙烯與乙炔（ 1）分子結(jié)構(gòu)乙烯分子式： C2H4；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： CH2 CH2；所有原子處在同一平面上，各個(gè)鍵之間的夾角120°。乙炔分子式： C2H2；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： HC CH；所有原子在同一條直線上，各個(gè)鍵之間的夾角180°。（ 2）化學(xué)性質(zhì)加成反應(yīng)：有機(jī)物分子中雙鍵（或三鍵）兩端的碳原子與其他

5、原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成催化劑催化劑學(xué)習(xí)必備歡迎下載新的化合物的反應(yīng)。如： CH 2 CH 2 HClCH 3CH 2Cl ； CH CH HClCH 2 CHCl氧化反應(yīng)： 都可在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水；都可被 KMnO4酸性溶液氧化， 使其褪色。三、煤的綜合利用1、煤的綜合利用（ 1）煤的氣化和液化高溫煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程。如CO(g) H 2 (g): C(s) H 2 O(g)煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化成燃料油、含氧有機(jī)物等液態(tài)燃料的過(guò)程。（ 2）煤的干餾：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過(guò)程。主要產(chǎn)品為固體( 焦炭 ) 、液體 ( 煤焦油、粗氨水 ) 和氣體 (焦?fàn)t氣 )。2

6、、苯（ 1）苯的分子結(jié)構(gòu)分子式： C6H6；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：或；分子呈平面正六邊形結(jié)構(gòu)，各個(gè)鍵之間的夾角120°。苯分子中并無(wú)碳碳雙鍵，而是一個(gè)介于單、雙鍵之間的特殊的鍵。（ 2）苯的化學(xué)性質(zhì)： 易取代， 可加成， 難氧化（不包括燃燒。 苯完全燃燒時(shí)生成水和二氧化碳。）取代反應(yīng)：+Br 2FeBr +HBr ；+HNO 3濃硫酸NO 2+H2O催化劑60加成反應(yīng) :+3H 2例題解析例 1在光照下，將等物質(zhì)的量的CH和 Cl充分反應(yīng)，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是（）42A.CH3ClB.CH2Cl 2C.CCl4D.HCl解析由甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式可以知道，每生成1mol 鹵代

7、烴，可生成1molHCl；由于甲烷和氯氣發(fā)生的是“連鎖”反應(yīng)，反應(yīng)一旦發(fā)生會(huì)有四種鹵代烴產(chǎn)生，而每一步取代反應(yīng)中都有HCl 生成。答案為（ D）。例 2某烴中碳和氫的質(zhì)量比是24 5，該烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是2.59g/L ，寫出該烴的分子式。解析（ 1）先求實(shí)驗(yàn)式（表示構(gòu)成物質(zhì)的元素的原子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比的式子）：C 和 H 的原子個(gè)數(shù)比 24/12 5/1 2 5，所以實(shí)驗(yàn)式為C H 。25（ 2）再求相對(duì)分子質(zhì)量：摩爾質(zhì)量 22.4 ×2.59=58g/mol ，相對(duì)分子質(zhì)量為 58（ 3）最后求分子式：(C2H5)n 58，解得 n2，分子式為C4H10。例 3室溫時(shí) 20mL某氣

8、態(tài)烴與過(guò)量氧氣混合，完全燃燒后的產(chǎn)物通過(guò)濃硫酸，再恢復(fù)到室溫，氣體體積減少了 50mL，剩余氣體通過(guò)苛性鈉溶液，體積又減少了40mL。求氣態(tài)烴的分子式。解析燃燒產(chǎn)物通過(guò)濃硫酸時(shí)，水蒸氣被吸收，再通過(guò)苛性鈉時(shí)，CO2 氣體被吸收，故 CO2的體積為 40mL。根據(jù)體積減少可考慮用體積差量法計(jì)算。設(shè)烴的分子式為 CxHy，其燃燒的化學(xué)方程式為:點(diǎn)燃xCO 2 y/2H 2 O VCxHy (x+y/4)O 21x+y/4x氣體減少 1+y/420mL40mL50mL1 x=20 40解得x=21 (1+y/4)=20 50解得y=6所以該氣態(tài)烴的分子式為 C2H6。由例 2、例 3 可總結(jié)出確定烴

9、的分子式的基本途徑有： C、H 元素的質(zhì)量M=22.4d C、H 元素的質(zhì)量比實(shí)驗(yàn)式相對(duì)分子質(zhì)量M=DMr （M 為氣體相對(duì)密度， C、H 元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Mr 為氣體相對(duì)分子質(zhì)量）燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的量M M 1a1%+M 2a2%+ 學(xué)習(xí)必備歡迎下載例 4 丁烷催化裂解，其碳鏈按兩種方式斷裂，生成四種物質(zhì)CH4 、C2H6、C2H 4 和 C3H6。若丁烷的裂解率為90%，且裂解后 C2H4 和 C3H6 的質(zhì)量相等， 則裂解后得到的相對(duì)分子質(zhì)量最小的氣態(tài)烴，在棍合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為()。A.11%B.19%C.40%D.50%解析 丁烷裂解后相對(duì)分子質(zhì)量最小的烴是CH4。解題的關(guān)鍵是 C2H4

10、 和 C3H 6 質(zhì)量相等， 由于質(zhì)量未給定具體數(shù)值，所求結(jié)果又為比值，故可設(shè)C2H 4 和 C3H6 質(zhì)量為一適當(dāng)數(shù)值進(jìn)行求算。假設(shè) C2H4 和 C3H 6 的質(zhì)量均為 42g。C4H 10催化劑CH4 + C3H61mol1mol42g42/42=1mol催化劑C4H10C2H 4 + C2H61.5mol1.5mol42g42/28=1.5mol未裂解的丁烷的物質(zhì)的量：(1 十 1.5)÷ 90% (1 十 1.5)=0.28mol ；裂解后混合氣體總物質(zhì)的量： 0.28十 (1 十 1 十 l.5 十 1.5)=5.28mol 。因?yàn)樵谙嗤瑺顩r下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量

11、之比，故甲烷占有的體積分?jǐn)?shù)為： 1/5.28× 100% 19% ，故選 (B) 。這道題如設(shè)生成的C2H 4 和 C3H6 質(zhì)量為 ag，或設(shè)裂解前丁烷為1mol 等，盡管同樣可解，但計(jì)算比較繁瑣，因而，設(shè)未知數(shù)也要講究技巧。同步練習(xí)一、選擇題1.關(guān)于氟里昂 -12：CF2Cl 2 的敘述正確的是（）A. 有兩種同分異構(gòu)體B.是平面型分子C.只有一種結(jié)構(gòu)D.有四種同分異構(gòu)體2.下列石油分餾產(chǎn)品中，汽油沸點(diǎn)范圍最低的是（）A. 汽油B.柴油C.潤(rùn)滑油D.煤油3.制取一氯乙烷最好采用的方法是（）A. 乙烷和氯氣反應(yīng)B. 乙烯和氯氣反應(yīng)C.乙烯和氯化氫反應(yīng)D. 乙烯和氫氣、氯氣反應(yīng)4.在

12、相同條件下，對(duì)環(huán)境污染程度最小的燃料是（）A. 液化氣B.煤油C.煤餅D. 木柴5.下列關(guān)于苯的性質(zhì)的敘述中，不正確的是（）A. 是無(wú)色帶有特殊氣味的液體B.可以燃燒C.能發(fā)生加成反應(yīng)使溴水褪色D.可發(fā)生取代反應(yīng)6.若要使 0.5mol 甲烷完全和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，并生成相同物質(zhì)的量的四種取代物，則需要氯氣的物質(zhì)的量為（）A.2.5molB.2.0molC.1.25molD.0.5mol7.石油氣中主要含有含碳數(shù)目較少的烷烴。某石油氣充分燃燒后，在相同條件下測(cè)得生成的二氧化碳的體積是該石油氣體積的1.2 倍，則石油氣中一定含（）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

13、的是（）A. 甲烷B.乙烯C.乙炔D.苯9.將苯分子中一個(gè)碳原子換成一個(gè)氮原子，得到一種類似苯環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有機(jī)物，此有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為（）A.78B.79C.80D.81學(xué)習(xí)必備歡迎下載10.已知二氯代苯的同分異構(gòu)有3 種，可以推知四氯代苯同分異構(gòu)體的數(shù)目是（）A.2 種B.3 種C.4 種D.5 種11.將 0.2mol丁烷完全燃燒后生成的氣體全部緩慢通入0.5L2mol/LNaOH溶液中，生成的Na 2CO3和 NaHCO3 的物質(zhì)的量之比為（）A.32B.23C.2 1D.1 312.把 1L 含乙烯和氫氣的混合氣體通過(guò)Ni 催化劑，使乙烯和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，完全反應(yīng)后，氣體體積變?yōu)?/p>

14、 yL（氣體體積均在同溫、同壓下測(cè)定）。若乙烯在 1L混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為x% ，則x 和 y 的關(guān)系一定不正確的是（）A.y=1 · x%B.y=1 1· x%C.y=1 · x%=0.5D.y=1 1· x% 0.5二、填空題13.標(biāo)準(zhǔn)狀況下， 5.6L 某氣態(tài)烴的質(zhì)量為4g，又知該烴中碳與氫的質(zhì)量比為3 1。則該烴的相對(duì)分子質(zhì)量是，分子式為，電子式為，結(jié)構(gòu)式為。14.作為國(guó)家實(shí)施的“西氣東輸”工程終點(diǎn)站，上海將逐步改變以煤、石油為主的能源結(jié)構(gòu)，這對(duì)解決城市環(huán)境污染意義重大。目前上海大部分城市居民使用的燃料主要是管道煤氣，浦東新區(qū)居民開(kāi)始使用東海天

15、然氣作為民用燃料。管道煤氣的主要成分是CO、H2 和少量烴類。天然氣的主要成分是 CH4 。燃燒相同體積的管道煤氣和天然氣，消耗空氣體積較大的是。因此燃燒管道煤氣的灶具如需改燒天然氣，灶具的改進(jìn)方法是進(jìn)風(fēng)口（填增大或減?。?，如不做改進(jìn)可能產(chǎn)生的不良結(jié)果是。15.A 、B 是兩種比空氣密度略小的氣態(tài)烴， 它們分別與等物質(zhì)的量的氯化氫反應(yīng)得到有機(jī)物甲和乙，甲能與氯化氫繼續(xù)反應(yīng)而乙不能； 在一定條件下 A 能轉(zhuǎn)變?yōu)?B。則推出 A 和 B 的名稱：A 是，B 是。寫出 A 轉(zhuǎn)變?yōu)?B 的化學(xué)方程式，屬于反應(yīng)16.人們對(duì)苯的認(rèn)識(shí)有一個(gè)不斷深化的過(guò)程。（ 1）1843 年德國(guó)科學(xué)家米希爾里希，通過(guò)蒸餾

16、安息香酸 （COOH）和石灰的混合物得到液體，命名為苯負(fù)。由于苯的含量與乙炔相同，人們認(rèn)為它是一種不飽和烴，寫出C6H6 的一種含叁鍵且無(wú)支鏈鏈烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；苯不能使溴水褪色，性質(zhì)類似烷烴，任寫一個(gè)苯發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式。（ 2）烷烴中脫去 2mol 氫原子形成 1mol 雙鍵要吸熱，但1,3環(huán)已二烯（）脫去 2mol 氫原子形成苯卻放熱，可推斷苯比1,3環(huán)已二烯（填穩(wěn)定或不穩(wěn)定） 。（ 3）1866 年凱庫(kù)勒提出了苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu)，解釋了苯的部分性質(zhì)，但還有一些問(wèn)題尚未解決，它不能解釋下列事實(shí)（填入編號(hào)）A. 苯不能使溴水褪色B.苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)C.苯的一氯取代物

17、沒(méi)有同分異構(gòu)體D.苯的鄰位二元取代物只有一種；E.苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色F. 苯的對(duì)位二元取代物只有一種（ 4）現(xiàn)代化學(xué)認(rèn)為苯分子碳碳之間的鍵是。三、計(jì)算題17.乙烯和乙炔的混合物50mL ，加入 150mL 過(guò)量氧氣，完全燃燒后冷卻到原來(lái)的溫度且除去水分后，剩余氣體的體積為112.5mL 。求混合物中乙烯和乙炔的體積。18. 煤的氣化是將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程。如:高溫CO(g) H 2 (g)C(s) H 2 O(g)用一氧化碳和氫氣在443K 473K溫度下， 并用鈷作催化劑時(shí)， 可以反應(yīng)生成n=5 8 的烷烴，這是人工合成汽油的方法之一。（ 1）寫出用 CnH2n+2表示的人工合成汽油的配平的化學(xué)方程式：（ 2）如果向密閉的合成塔里通入恰好能完全反應(yīng)的CO 和 H 2，當(dāng)完全反應(yīng)后，合成塔內(nèi)溫度不變，而塔內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低到原來(lái)的2/5。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這時(shí)有無(wú)汽油生成。學(xué)習(xí)必備歡迎下載（ 3）要達(dá)到上述合成汽油的要求，CO 和 H 2 的體積比的取值范圍多少？參考答案一、選擇題1.C2.A3.C4.A5.C6.C7.A8.A9.B10.B11.D12.D二、填空題HH13.16； CH 4；·