(完整版)化石燃料與有機化合物的總復習

1、化石燃料與有機化合物僅含有碳和氫兩種元素的有機物稱為碳氫化合物，又稱為烴。碳原子之間都以單鍵相結(jié)合，其余的價鍵均與氫原子結(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。烴的自然界主要來源是化石燃料。天然氣的主要成分是甲烷。石油的化學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)展水平的標志。煤主要含碳元素， 是由有機物和無機物所組成的復雜的混合物；煤的綜合利用是苯等有機物的主要來源。一、天然氣的利用甲烷H1、甲烷的分子結(jié)構(gòu)C H分子式： CH 4H；分子呈正四面體結(jié)構(gòu)， 4個 C-H 鍵之間的夾角 109

2、6;28。；結(jié)構(gòu)式：H2、甲烷的化學性質(zhì)和用途(1) 氧化反應 :點燃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。(2) 取代反應：有機化合物分子中的某種原子（或原子團）被另一種原子（或原子團）所取代的反應。如： CH 4 +Cl 2光CH 3Cl +HCl； C H 3 Cl+Cl光CH 2 Cl 2 +HCl ； CH 2 Cl 2 +Cl 2光CHCl 3+HCl2CHCl 3 +Cl 2光CCl 4 +HCl反應生成的三氯甲烷和氟化氫反應，可制氟利昂。(3) 裂解反應 : CH 4高溫 C+

3、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，碳原子數(shù)少的烴，沸點低，先汽化，經(jīng)冷凝先分離出來，這樣繼續(xù)加熱和冷凝，把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物。主要產(chǎn)品為汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油。（ 2）催化裂化：在催化劑存在條件下，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂成相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴。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： C H ；結(jié)構(gòu)簡式： CH CH；所有原子處在同一平面上，各個鍵之間

4、的夾角120°。2422乙炔分子式： C2H2；結(jié)構(gòu)簡式： HC CH；所有原子在同一條直線上，各個鍵之間的夾角180°。（ 2）化學性質(zhì)加成反應：有機物分子中雙鍵（或三鍵）兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應。如： CH 2 CH 2 HCl催化劑催化劑CH 2 CHClCH 3CH 2Cl ； CH CH HCl氧化反應： 都可在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水；都可被 KMnO酸性溶液氧化， 使其褪色。4三、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程。如: C(s) H 2 O(g)CO(g) H 2 (

5、g)煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化成燃料油、含氧有機物等液態(tài)燃料的過程。（ 2）煤的干餾：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。主要產(chǎn)品為固體( 焦炭 ) 、液體 ( 煤焦油、粗氨水 ) 和氣體 (焦爐氣 )。2、苯（ 1）苯的分子結(jié)構(gòu)分子式： C6H6；結(jié)構(gòu)簡式：或；分子呈平面正六邊形結(jié)構(gòu)，各個鍵之間的夾角120°。苯分子中并無碳碳雙鍵，而是一個介于單、雙鍵之間的特殊的鍵。（ 2）苯的化學性質(zhì)： 易取代， 可加成， 難氧化（不包括燃燒。苯完全燃燒時生成水和二氧化碳。）取代反應：+Br 2Fe加成反應 :+3H 2催化劑例題解析Br +HBr ；+HNO3濃硫酸NO 2+ H O602例 1在光照下

6、，將等物質(zhì)的量的CH和 Cl 2 充分反應，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是（）4A.CH ClB.CHCl2C.CCl4D.HCl32解析由甲烷和氯氣發(fā)生取代反應的化學方程式可以知道，每生成1mol鹵代烴，可生成1molHCl；由于甲烷和氯氣發(fā)生的是“連鎖”反應，反應一旦發(fā)生會有四種鹵代烴產(chǎn)生，而每一步取代反應中都有HCl 生成。答案為（ D）。例 2某烴中碳和氫的質(zhì)量比是24 5，該烴在標準狀況下的密度是2.59g/L，寫出該烴的分子式。解析（ 1）先求實驗式（表示構(gòu)成物質(zhì)的元素的原子個數(shù)最簡比的式子）：C 和 H 的原子個數(shù)比 24/12 5/1 2 5，所以實驗式為C2H5。（ 2）再求相對

7、分子質(zhì)量：摩爾質(zhì)量 22.4 ×2.59=58g/mol ，相對分子質(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 20mL某氣態(tài)烴與過量氧氣混合，完全燃燒后的產(chǎn)物通過濃硫酸，再恢復到室溫，氣體體積減少了 50mL，剩余氣體通過苛性鈉溶液，體積又減少了40mL。求氣態(tài)烴的分子式。解析燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸時，水蒸氣被吸收，再通過苛性鈉時，CO氣體被吸收，故CO的體22積為 40mL。根據(jù)體積減少可考慮用體積差量法計算。設烴的分子式為CxHy，其燃燒的化學方程式為:CxHy (x+y/4)O點燃xCO y/2HO V2221x+y/4x

8、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)出確定烴的分子式的基本途徑有： C、H 元素的質(zhì)量 C、H 元素的質(zhì)量比 C、H 元素的質(zhì)量分數(shù)燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的量烴燃燒方程式計算、討論M=22.4d實驗式相對分子質(zhì)量M=DMr （M 為氣體相對密度，Mr 為氣體相對分子質(zhì)量）M M 1a1%+M 2a2%+分子式例 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

9、相等， 則裂解后得到的相對分子質(zhì)量最小的氣態(tài)烴，在棍合氣體中的體積分數(shù)為()。A.11%B.19%解析丁烷裂解后相對分子質(zhì)量最小的烴是質(zhì)量未給定具體數(shù)值，所求結(jié)果又為比值，故可設假設 C2H4 和 C3H 6 的質(zhì)量均為 42g。C4H 10催化劑+ C3H6CH 41mol42g1molC4H10催化劑C2H 4 + C2H61.5mol42g1.5molC.40%D.50%CH4。解題的關(guān)鍵是C2H4 和 C3H 6 質(zhì)量相等， 由于C2H 4 和 C3H6 質(zhì)量為一適當數(shù)值進行求算。42/42=1mol42/28=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