2023屆一輪復(fù)習(xí)人教版 第30講　烴　化石燃料 學(xué)案（浙江專用）

1、第30講烴化石燃料內(nèi)容要求1.認(rèn)識烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴的組成和結(jié)構(gòu)特點,比較這些有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異。2.了解烴類在日常生活、有機合成和化工生產(chǎn)中的重要作用。3.以煤、石油的開發(fā)利用為例,了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及變化綜合利用能源的方法。知識點1脂肪烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、結(jié)構(gòu)特點與通式二、脂肪烴的物理性質(zhì)狀態(tài)常溫下含有14個碳原子的烴為氣態(tài),隨碳原子數(shù)的增多,逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài)沸點隨著碳原子數(shù)增多,沸點逐漸升高;同分異構(gòu)體中,支鏈越多,沸點越低相對密度隨著碳原子數(shù)的增多,相對密度逐漸增大,密度均比水小水溶性均難溶于水三、烷烴的取代反應(yīng)與烯烴、炔烴的加成反應(yīng)1.取代反應(yīng)有機物分子里的某些

2、原子或原子團被其他原子或原子團所替代的 反應(yīng)。2.鹵代反應(yīng)3.加成反應(yīng)有機物分子中的不飽和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(yīng)。(1)乙烯的加成反應(yīng)(2)乙炔的加成反應(yīng)1.符合通式CnH2n+2的烴一定是烷烴。()2.1 mol CH4與1 mol Cl2在光照條件下反應(yīng),生成1 mol CH3Cl氣體。()3.乙烯和乙炔可用酸性KMnO4溶液鑒別。()4.烷烴同分異構(gòu)體之間,支鏈越多,沸點越高。()5.CH2CHCHCH2與Br2發(fā)生加成反應(yīng)的產(chǎn)物有3種。()答案:1.2.3.4.5.題點一烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.下列關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述中,錯誤的是(B)A.烷烴同系物隨著相對分子

3、質(zhì)量增大,熔、沸點逐漸升高,密度逐漸 增大B.丁烷有2種同分異構(gòu)體,其中異丁烷有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子C.烷烴與鹵素單質(zhì)在光照條件下能發(fā)生取代反應(yīng),充分燃燒時生成二氧化碳和水D.烷烴為飽和烴,都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色解析:異丁烷有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,B錯誤。2.立方烷是一種新合成的烴,其分子結(jié)構(gòu)為正方體結(jié)構(gòu),其碳架結(jié)構(gòu)如圖所示。有關(guān)立方烷的說法正確的是(D)A.立方烷的分子式為C8H18B.立方烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng),1 mol立方烷最多會生成 4 mol HClC.1 mol立方烷完全燃燒消耗氧氣的體積為224 LD.立方烷的一氯代物只有一種解析:A.根據(jù)碳原子成鍵特點,立方烷的分

4、子式為C8H8,錯誤;B.1 mol立方烷和氯氣反應(yīng),最多需要8 mol氯氣,生成8 mol HCl,錯誤;C.根據(jù)燃燒方程式C8H8+10O28CO2+4H2O,燃燒1 mol立方烷需要10 mol氧氣,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為224 L,但C項氧氣的狀態(tài)不確定,不一定為標(biāo)準(zhǔn)狀況,錯誤;D.立方烷分子是高度對稱的,分子中只有一種等效氫,故其一氯代物只有一種,正確。題點二烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)3.一種烯炔化合物(如圖)用于-羥基維生素D3的衍生物的合成,下列有關(guān)該化合物說法正確的是(D)A.該烯炔化合物分子式為C7H12B.該烯炔化合物中所有原子有可能在同一平面上C.該烯炔化合物同分異構(gòu)體可能為芳香

5、化合物D.該烯炔化合物能使溴水因發(fā)生加成反應(yīng)而褪色解析:A.根據(jù)該烯炔的鍵線式可知,其分子式為C7H10,錯誤;B.該烯炔化合物中含有飽和碳原子,所有原子不可能在同一平面上,錯誤;C.該烯炔化合物含有三個不飽和度,苯環(huán)含有四個不飽和度,所以該烯炔化合物的同分異構(gòu)體不可能為芳香化合物,錯誤;D.該烯炔化合物含有碳碳雙鍵和碳碳三鍵,均可以和溴水發(fā)生加成反應(yīng)而使溴水褪色,正確。4.烯烴中的碳碳雙鍵是重要的官能團,烯烴與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的氧化產(chǎn)物有如圖的反應(yīng)關(guān)系:+R3COOH+CO2已知某烯烴的質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比為70,則該烯烴的分子式為,該烯烴的某種同分異構(gòu)體可能存在順反異構(gòu),寫出其順式結(jié)構(gòu)的

6、結(jié)構(gòu)簡式:。若該烯烴的一種同分異構(gòu)體與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為二氧化碳和丁酮(),則此烯烴的結(jié)構(gòu)簡式為 ,名稱為;丁酮中官能團的名稱為。解析:烯烴的質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比為70,即相對分子質(zhì)量為70,7014=5,則該烯烴的分子式為C5H10;此烯烴有多種同分異構(gòu)體,其中存在順反異構(gòu)的同分異構(gòu)體的順式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡式為;氧化產(chǎn)物為二氧化碳和丁酮(),依據(jù)烯烴與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的氧化產(chǎn)物的規(guī)律可知,該烯烴的結(jié)構(gòu)簡式為 CH2C(CH3)C2H5,名稱為2-甲基-1-丁烯;丁酮中官能團的名稱為酮羰基。答案:C5H102-甲基-1-丁烯酮羰基 烯烴、炔烴與酸性KMnO4溶液反應(yīng)規(guī)律知識點2芳香

7、烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、苯的組成與物理性質(zhì)分子式結(jié)構(gòu)簡式球棍模型空間填充模型C6H6或結(jié)構(gòu)特點空間結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)碳碳鍵是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特的鍵;所有原子均在同一平面上,苯分子中的6個 碳原子構(gòu)成一個正六邊形,鍵角均為120平面正六邊形無色、有特殊氣味的液體,易揮發(fā),密度比水小,不溶于水二、苯的化學(xué)性質(zhì)三、苯的同系物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.苯的同系物的特點有且只有一個苯環(huán),側(cè)鏈為烷基,分子組成符合通式CnH2n-6(n6)。2.苯的同系物與苯的性質(zhì)比較(1)相同點取代(鹵化、硝化、磺化)加氫環(huán)烷烴(反應(yīng)比烯烴、炔烴困難)點燃:有濃煙都因含有苯環(huán)。(2)不同點氧化:苯與KMnO4(H+)溶液不反應(yīng);

8、而苯的同系物能使KMnO4(H+)溶液褪色,如。應(yīng)用:用KMnO4(H+)溶液可區(qū)別苯與苯的同系物。取代:苯與硝酸反應(yīng)后只能被一個硝基取代;而苯的同系物的苯環(huán)上能被三個硝基取代:+3HONO2+3H2O。苯環(huán)受側(cè)鏈影響,側(cè)鏈的鄰()位、對()位的H原子被活化,更易取代。1.乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原理相同。()2.苯的鄰二取代物只有一種結(jié)構(gòu),說明苯不是單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)。()3.甲苯與氯氣在光照條件下反應(yīng),主要產(chǎn)物是2,4-二氯甲苯。()4.苯不具有典型的雙鍵所應(yīng)具有的加成反應(yīng)的性質(zhì),故不可能發(fā)生加成反應(yīng)。()5.判斷己烯中是否混有少量甲苯:先加入足量溴水,然后加入酸性高錳酸鉀溶液,若溶液

9、褪色,則證明己烯中混有甲苯。()答案:1.2.3.4.5.題點一苯及其同系物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.下列關(guān)于苯及其同系物的說法中正確的是(D)A.苯的同系物可以含有1個苯環(huán),也可以含有多個苯環(huán)B.苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色C.苯及其同系物的分子中所有原子都共平面D.苯及其同系物都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)解析:A.苯的同系物都只含1個苯環(huán),如果有多個苯環(huán),不符合“與苯相差1個或若干個CH2原子團”的條件,錯誤;B.與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒有氫原子的苯的同系物不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,錯誤;C.苯為平面形分子,而苯的同系物中含有飽和碳原子,則所有原子不可能共平面,錯誤;D.苯及其同系物在FeC

10、l3存在的條件下可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),正確。2.下列關(guān)于苯的敘述正確的是(D)A.反應(yīng)為取代反應(yīng),有機產(chǎn)物的密度比水小B.反應(yīng)為取代反應(yīng),有機產(chǎn)物是一種烴C.反應(yīng)中1 mol苯最多與3 mol H2發(fā)生加成反應(yīng),是因為苯分子含有三個碳碳雙鍵D.反應(yīng)為氧化反應(yīng),反應(yīng)現(xiàn)象是火焰明亮并帶有較多的黑煙解析:苯與液溴在溴化鐵催化作用下生成溴苯和溴化氫,屬于取代反應(yīng),其中溴苯的密度大于水,A錯誤;苯與濃硫酸、濃硝酸的混合液加熱,發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯,有機產(chǎn)物硝基苯是烴的衍生物,B錯誤;1 mol苯最多與3 mol H2發(fā)生加成反應(yīng),苯中的碳碳鍵是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特的鍵,苯分子中不含碳碳雙

11、鍵,C錯誤;苯分子中含碳量高,燃燒的現(xiàn)象是火焰明亮并帶有較多的黑煙,D正確。1.苯的同系物或芳香烴側(cè)鏈為烴基時,不管烴基碳原子數(shù)為多少,只要直接與苯環(huán)相連的碳原子上有氫原子,烴基均能被酸性KMnO4溶液氧化為羧基,且羧基直接與苯環(huán)相連。2.不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色,如就不能使酸性KMnO4溶液褪色,原因是與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒有氫 原子。3.苯環(huán)上的烷基會使苯環(huán)上與烷基處于鄰、對位的氫原子活性增強而易被取代,如甲苯發(fā)生硝化反應(yīng)時生成2,4,6-三硝基甲苯。4.苯的同系物在FeX3的催化作用下,與鹵素單質(zhì)發(fā)生苯環(huán)上烷基的鄰、對位取代反應(yīng);在光照條件下,與鹵素單質(zhì)發(fā)生烷基

12、上的取代反應(yīng)。題點二芳香烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)3.某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖,下列說法不正確的是(C)A.該有機物是芳香烴,其分子式為C13H14B.分子中含有鍵和鍵C.分子中在一條直線上的原子有5個D.分子中只含有2種官能團,1 mol該物質(zhì)最多能和含 3 mol Br2的CCl4溶液反應(yīng)解析:A.題給有機物含苯環(huán)且為烴,屬于芳香烴,分子式為C13H14,正確;B.分子中既含有單鍵又含有雙鍵和三鍵,故既含有鍵,又含有鍵,正確;C.分子中共線的原子為6個,如圖所示,5個C原子與1個H原子共線,錯誤;D.所含的兩種官能團為碳碳雙鍵與碳碳三鍵,1 mol該物質(zhì)與Br2的CCl4溶液發(fā)生加成反應(yīng)共消耗3 mol

13、 Br2(碳碳雙鍵消耗1 mol Br2,碳碳三鍵消耗2 mol Br2),正確。4.利用光敏劑QD制備2-環(huán)己基苯乙烯(c)的過程如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是(C)A.a、b、c都能使酸性KMnO4溶液褪色B.a、b、c都能發(fā)生加成、加聚反應(yīng)C.等質(zhì)量的a、b、c分別與足量的O2反應(yīng),耗氧量最大的為cD.等物質(zhì)的量的a、b、c分別與足量的H2反應(yīng),消耗H2的物質(zhì)的量之比為144解析:a()、b()、c()都含有碳碳雙鍵,具有烯烴的性質(zhì),可發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng),能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,A、B正確;a中氫的百分含量最大,故等質(zhì)量的a、b、c分別與足量的O2反應(yīng),耗氧量最大的為a,C錯誤;

14、碳碳雙鍵和苯環(huán)都可以與H2發(fā)生加成反應(yīng),故等物質(zhì)的量的a、b、c分別與足量的H2反應(yīng),消耗H2的物質(zhì)的量之比為144,D正確。知識點3化石燃料的綜合利用一、煤的綜合利用1.煤的干餾(1)概念:將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程。(2)煤干餾的主要產(chǎn)品2.煤的氣化將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程,目前主要方法是碳和水蒸氣反應(yīng)制水煤氣,化學(xué)方程式為C+H2O(g)CO+H2。3.煤的液化(1)直接液化:煤+氫氣液體燃料;(2)間接液化:煤+水蒸氣水煤氣甲醇等。二、天然氣的綜合利用1.天然氣的主要成分是甲烷,它是一種清潔的化石燃料,更是一種重要的化工原料。2.天然氣與水蒸氣反應(yīng)制取H2的原理:CH4+H2O

15、(g)CO+3H2。三、石油的綜合利用1.石油的成分石油是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。2.石油的加工1.煤的干餾屬于物理變化。()2.天然氣和液化石油氣是我國目前推廣使用的清潔燃料。()3.常壓分餾得到的汽油是混合物,沒有固定的沸點。()4.甲烷、乙烯和苯在工業(yè)上都可通過石油分餾得到。()5.裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料。()6.煤干餾得到的煤焦油中可以分離出苯,苯是無色、無味的液態(tài)烴。()答案:1.2.3.4.5.6.1.下列說法錯誤的是(D)A.石油中含有C5C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油B.含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C.煤是由有機物和無機物組成的復(fù)

16、雜的混合物D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來解析:煤中不含苯和甲苯,煤經(jīng)過干餾得到煤焦油,可在煤焦油中提取苯和甲苯。2.(2021寧波九校聯(lián)考)下列說法不正確的是(C)A.石油的分餾是物理變化,煤的氣化和液化是化學(xué)變化B.石油的裂化主要是為了得到更多的輕質(zhì)油C.石油裂解氣可以使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色,褪色原理相同D.水煤氣可用來合成液態(tài)烴及甲醇等有機物解析:石油裂解氣中含有不飽和烴,可以發(fā)生加成反應(yīng)使溴水褪色,發(fā)生氧化反應(yīng)使酸性高錳酸鉀溶液褪色,原理不同,C錯誤。3.某研究性學(xué)習(xí)小組所做的石蠟油(17個碳原子以上的烷烴)分解實驗如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(C)

17、A.裝置中逸出的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液,發(fā)生加成反應(yīng)B.石蠟油分解生成的氣體中只有烯烴C.十八烷完全分解為乙烷和最多乙烯時,兩者物質(zhì)的量之比為18D.裝置中硫酸鋁和碎瓷片都是催化劑解析:A.裝置中逸出的氣體為烯烴,通入酸性高錳酸鉀溶液中發(fā)生氧化反應(yīng),不正確;B.石蠟油發(fā)生的是裂解反應(yīng),所以分解生成的氣體中既有烯烴,又有烷烴,不正確;C.十八烷完全分解為乙烷和最多乙烯時,按每兩個碳原子作為一組,將碳碳單鍵打開,共可斷開為9組,其中8組為乙烯,1組 為乙烷,乙烷與乙烯物質(zhì)的量之比為18,正確;D.裝置中硫酸鋁是催化劑,碎瓷片的作用是防止暴沸,不正確。當(dāng)堂檢測1.(2021浙江1月選考)下列說法不

18、正確的是(A)A.聯(lián)苯()屬于芳香烴,其一溴代物有2種B.甲烷與氯氣在光照下發(fā)生自由基型鏈反應(yīng)C.瀝青來自石油經(jīng)減壓分餾后的剩余物質(zhì)D.煤的氣化產(chǎn)物中含有CO、H2和CH4等解析:A.由聯(lián)苯()的分子結(jié)構(gòu)可知,其分子由2個苯基直接相連,故其屬于芳香烴,根據(jù)對稱分析法可知,其一溴代物共有3種,不正確;B.甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應(yīng),氯氣分子先吸收光能轉(zhuǎn)化為自由基氯原子,然后由氯原子引發(fā)自由基型鏈反應(yīng),正確;C.石油經(jīng)常壓分餾后得到的未被蒸發(fā)的剩余物叫重油,重油經(jīng)減壓分餾可以得到重柴油、石蠟、燃料油等,最后的剩余物叫瀝青,正確;D.煤的氣化是指煤與水蒸氣在高溫下所發(fā)生的反應(yīng),其產(chǎn)物中含有CO、H2和CH4等,正確。2.(2020浙江7月選考)下列說法不正確的是(C)A.天然氣是不可再生能源B.用水煤氣可合成液態(tài)碳?xì)浠衔锖秃跤袡C物C.煤的液化屬于物理變化D.火棉是含氮量高的硝化纖維解析:煤、石油、天然氣是不可再生能源,A項正確;水煤氣的主要成分是CO和H2,用水煤氣可以合成辛