化石燃料与有机化合物的总复习.doc

化石燃料与有机化合物的总复习学习目标1、认识化石燃料和有机物的关系2、 认识综合利用化石燃料对于充分利用自然资源、防止污染、保障国民经济可持续发展等方 面的意义3、 了解甲烷、乙烯、乙炔、苯等的主要性质和应用并了解取代反应和加成反应重点难点1、 理解甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构和性质，建立基本的结构决定性质，性质体现结构的化 学思维2、 了解石油炼制的基本原理，知道煤深加工的常用方法学习内容仅含有碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称为烃碳原子之间都以单键相结合，其余的价键均与氢原子结合并被 饱和”这一系列化合物称为烷烃； 其分子组成用CnH2n+2 (n > 1)表示烃的自然界主要来源是化石燃料 天然气的主要成分是甲烷 石油的化学成分主要是各种液态的烃；石油裂解已成为生产乙烯的主要方法，而乙烯的产量是衡量石油化工发展水平的标志 煤主要含碳元素，是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物； 煤的综合利用是苯等有机物的主要来源天然气的利用 甲烷1、 甲烷的分子结构 I4个C-H键之间的夹角109 ° 28'分子式：CH4 ；结构式：H —C —H ；分子呈正四面体结构,2、 甲烷的化学性质和用途 H(1) 氧化反应：点燃① 燃烧：CH4+ 202 CO2+ 2出0可作为高效、较洁净的燃料。

② 催化氧化：CH4+出0』化剂 C0+ 3H2生成的混合气体能合成甲醇2) 取代反应：有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应如:CH4+CI2 丄 CH3CI+HCICHCI 3+CI2 亠 CCI4+HCICH3CI+CI 2丄 CH2CI2+HCI ； CH2CI2+CI2丄 CHCI 3+HCI反应生成的三氯甲烷和氟化氢反应，可制氟利昂⑶ 裂解反应：CH4高匚C+2H2制炭黑和氢气石油炼制 乙烯1、石油炼制(1) 石油分馏：加热时，碳原子数少的烃，沸点低，先汽化，经冷凝先分离出来，这样继续加 热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物主要产品为汽油、煤油和柴油等轻质油2) 催化裂化：在催化剂存在条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂成相对分子质量小、 沸点低的烃其目的是提高汽油的产量和质量3) 石油的裂解：是在更高温度下，深度裂化，以获得短链不饱和链烃为主要成分的石油加工 过程裂解气的主要成分有“三烯” ：乙烯、丙烯、异丁烯2、乙烯与乙炔(1) 分子结构乙烯分子式：C2H4；结构简式：CH= CH ；所有原子处在同一平面上， 各个键之间的夹角120°。

乙炔分子式：C2H2；结构简式：HO CH所有原子在同一条直线上，各个键之间的夹角 180°2) 化学性质①加成反应：有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成催化剂 新的化合物的反应女口： CH2= CH2+ HCI CH3CH2CI; CH 三 CH + HCI CH2= CHCI②氧化反应：都可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水； 都可被KMnO酸性溶液氧化，使其褪色三、煤的综合利用1、 煤的综合利用（1 ）煤的气化和液化 亠煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程如 ：C（s） + H2O（g） ■高^CO（g） + H2（g）煤的液化是把煤转化成燃料油、含氧有机物等液态燃料的过程2）煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程主要产品为固体 （焦炭）、液体（煤焦油、粗氨水）和气体（焦炉气）2、 苯（1） 苯的分子结构分子式：GHs；结构简式：•— 或•分子呈平面正六边形结构，各个键之间的夹角 120°苯分子中并无碳碳双键，而是一个介于单、双键之间的特殊的键2） 苯的化学性质：易取代，可加成，难氧化（不包括燃烧苯完全燃烧时生成水和二氧化碳① 取代反应： +B「2 Fe Br +HBr; _ +HNO^^6硫酸 NO2 + H?O② 加成反应：_ +3H2催化J； _ — =例题解析例1在光照下，将等物质的量的 CH4和CI2充分反应，得到产物的物质的量最多的是（ ）A. CH3CI B.CH 2CI2 C.CCI 4 D.HCI解析 由甲烷和氯气发生取代反应的化学方程式可以知道，每生成 1moI卤代烃，可生成1moIHCI;由于甲烷和氯气发生的是"连锁” 反应，反应一旦发生会有四种卤代烃产生，而每一步取代反应中都有HCI生成。

答案为（D）例2 某烃中碳和氢的质量比是 24 : 5，该烃在标准状况下的密度是 2.59g/L，写出该烃的分子式解析 （1）先求实验式（表示构成物质的元素的原子个数最简比的式子） ：C和H的原子个数比=24/12 : 5/1 = 2 : 5,所以实验式为 C^2） 再求相对分子质量：摩尔质量=22.4 X 2.59=58g/mol，相对分子质量为 58（3） 最后求分子式：（C2Hs）n = 58,解得 n = 2,分子式为GHw例3室温时20mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温， 气体体积减少了 50mL,剩余气体通过苛性钠溶液，体积又减少了 40mL＞求气态烃的分子式解析 燃烧产物通过浓硫酸时，水蒸气被吸收，再通过苛性钠时， CQ气体被吸收，故CO的体积为40mL根据体积减少可考虑用体积差量法计算设烃的分子式为 CxHy,其燃烧的化学方程式为：点燃 一CxHy + (x+y/4)O2 ■ XCO2 十 y/2H 2O△ V1x+y/4x气体减少1+y/420mL40mL50mL1 :x=20 : 40解得x=21 :(1+y/4)=20 : 50解得y=6所以该气态烃的分子式为 C2H6。

由例2、例3可总结出确定烃的分子式的基本途径有:① C、H元素的质量② C、H兀素的质量比③ C、H元素的质量分数④ 燃烧产物的物质的量 A实验式 相对分子质量① M=22.4d② M=DMr （M为气体相对密度，Mr为气体相对分子质量）③ M = M1a1%+M 282%+ …1r1 例4 丁烷催化裂解，其碳链按两种方式断裂，生成四种物质 CH4、C2H6、C2H4和C3H6若丁烷的裂解率为90%，且裂解后C2H4和C3H6的质量相等，则裂解后得到的相对分子质量最小的气 态烃，在棍合气体中的体积分数为 （A.11% B.19%解析 丁烷裂解后相对分子质量最小的烃是 质量未给定具体数值，所求结果又为比值，故可设假设C2H4和C3H6的质量均为42g催化剂△）C.40% D.50%CH4解题的关键是C2H4和C3H6质量相等,C2H4和C3H6质量为一适当数值进行求算由于C4H 10—催化剂_A CH 4 + C3H 6△1mol 1mol 42g催化剂C4H10 △ C2H4 + C2H61.5mol 1.5mol 42g未裂解的丁烷的物质的量：（1十1.5）- 90% — （1十1.5）=0.28mol ;裂解后混合气体总物质的量： 十（1十1十l.5十1.5）=5.28mol。

因为在相同状况下，气体的体积之比等于物质的量之比，故甲烷 占有的体积分数为：1/5.28 X 100%疋19%，故选（B）这道题如设生成的 C2H4和C3H6质量为或设裂解前丁烷为1mol等，尽管同样可解，但计算比较繁琐，因而，设未知数也要讲究技巧同步练习一、选择题1.关于氟里昂-12: CF2CI2的叙述正确的是（ ）A.有两种同分异构体 B.是平面型分子C.只有一种结构 D.有四种同分异构体42/42=1mol42/28=1.5mol0.28ag.2.下列石油分馏产品中，汽油沸点范围最低的是（ ）A.汽油 B.柴油 C.润滑油D.煤油3. 制取一氯乙烷最好采用的方法是（ ）A. 乙烷和氯气反应C.乙烯和氯化氢反应4. 在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（A.液化气 B.煤油5. 下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是（A.是无色带有特殊气味的液体C.能发生加成反应使溴水褪色6. 若要使0.5mol甲烷完全和氯气发生取代反应，物质的量为（ ）A.2.5mol B.2.0molB. 乙烯和氯气反应D.乙烯和氢气、氯气反应）C. 煤饼 D.木柴）B. 可以燃烧D. 可发生取代反应并生成相同物质的量的四种取代物， 则需要氯气的C. 1.25mol D.0.5mol7. 石油气中主要含有含碳数目较少的烷烃。

某石油气充分燃烧后，在相同条件下测得生成的二氧化碳的体积是该石油气体积的 1.2倍，则石油气中一定含（ ）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的是（ ）A.甲烷 B.乙烯 C.乙炔 D.苯9. 将苯分子中一个碳原子换成一个氮原子，得到一种类似苯环结构的稳定有机物，此有机物的相对分子质量为（ ）A.78B.79C.80D.8110. 已知二氯代苯的同分异构有 3种，可以推知四氯代苯同分异构体的数目是（ ）A.2种 B.3种 C.4种 D.5种11•将0.2mol 丁烷完全燃烧后生成的气体全部缓慢通入 0.5L2mol/LNaOH 溶液中，生成的 NazCOs和NaHCO3的物质的量之比为（ ）A.3 : 2 B.2 : 3 C.2 : 1 D.1 : 312. 把1L含乙烯和氢气的混合气体通过 Ni催化剂，使乙烯和氢气发生加成反应，完全反应后，气体体积变为yL （气体体积均在同温、同压下测定）若乙烯在1L混合气体中的体积分数为 X%，则x和y的关系一定不正确的是（ ）A.y=1 • x% B.y=1 — 1 • x%C.y=1 • x%=0.5 D.y=1 — 1 • x% v 0.5二、填空题13. 标准状况下，5.6L某气态烃的质量为 4g,又知该烃中碳与氢的质量比为 3： 1。

则该烃的相对分子质量是 , 分子式为 , 电子式为 , 结构式为 14. 作为国家实施的“西气东输”工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大 目前上海大部分城市居民使用的燃料主要是管道煤气， 浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料管道煤气的主要成分是 CO、H2和少量烃类天然气的主要成分是CH4燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是 _因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是 进风口（填增大或减小），如不做改进可能产生的不良结果是 15. A、B是两种比空气密度略小的气态烃， 它们分别与等物质的量的氯化氢反应得到有机物甲和乙，甲能与氯化氢继续反应而乙不能； 在一定条件下A能转变为B则推出A和B的名称：A是 :B是 写出A转变为B的化学方程式 ，属于 反应16. 人们对苯的认识有一个不断深化的过程 _（1） 1843年德国科学家米希尔里希， 通过蒸馏安息香酸 （，二• COOH和石灰的混合物得到液体，命名为苯负由于苯的含量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出 C6H6的一种含叁键且无支链。