第1讲甲烷、乙烯、苯煤、石油、天然气的综合利用

第1讲甲烷、乙烯、苯煤、石油、天然气的综合利用[考纲解读]1.了解有机物中碳的成键特征。2.了解有机化合物的同分异构现象。3.了解甲烷等烷烃的主要性质。4.了解乙烯、苯等有机化合物的主要性质。5.了解乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。6.了解煤、石油、天然气等资源的综合利用。考点一甲烷的结构与性质1．组成和结构2．物理性质颜色状态溶解性密度__色__态____溶于水比空气__3.化学性质稳——稳定性：性质稳定，与____、____、高锰酸钾等______不反应。|燃——燃烧反应：____________________________。|代——取代反应：在光照条件下与Cl2反应：______________________，依次又生成了____________________，其中________为气体，__________________为油状液体。4．烷烃(1)通式：______________(n≥1)。(2)结构特点烃分子中碳原子之间都以__________结合成链状，剩余价键均与____原子结合，使每个碳原子都达到价键饱和，烷烃又叫饱和烃。(3)物理性质①状态：常温下，气态烷烃只有____________、__________、______________、____________________、____________和新戊烷。②熔、沸点：随碳原子数增加，熔、沸点逐渐________。③密度：均比水____，随碳原子数增多，密度逐渐________。④水溶性：均____溶于水。(4)化学性质：与CH4相似。(5)习惯命名法①当碳原子数n≤10时，用____________________________________表示；若n10时，用汉字数字表示。如：C8H18命名为________，C18H38命名为____________。②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。如：CH3CH2CH2CH2CH3称为________，称为__________，称为__________。1．如何证明甲烷的空间构型为正四面体形，而不是正方形？2．(1)甲烷和烷烃的特征反应为取代反应，1mol甲烷和0.5mol氯气发生取代反应只生成CH3Cl吗？(2)能否用CH4的取代反应制取纯净的CH3Cl?3．若要将0.6mol甲烷完全和氯气发生取代反应，并且生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为()A．2.5molB．4.5molC．0.6molD．1.5mol4．已知甲烷是正四面体形结构，根据烷烃的碳原子连接情况分析，碳原子是否处于一条直线？考点二同系物、同分异构体1．同系物(1)定义：________相似，在分子组成上相差一个或若干个________原子团的物质互称为同系物。(2)注意：①结构相似，并不是完全相同，如CH3CH2CH3(无支链)与(有支链)是同系物。②通式相同，但符合同一通式的不一定是同系物，如羧酸和酯(烷烃例外)。2．同分异构现象化合物具有相同的__________，但具有不同__________的现象。3．同分异构体(1)定义具有____________现象的化合物互称为同分异构体。(2)烷烃的同分异构体的写法烷烃的同分异构体是最基本的碳链异构。寻找烷烃同分异构体常用的方法是“减碳移位”法。可概括为“两注意，四句话”①两注意：a.选择最长的碳链为主链依次减碳变短；b.找出中心对称直线支链顺序移位。②四句话：a.主链由长到短；b.支链由整到散；c.位置由心到边；d.排布孪、邻、相间。甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体；C4H10的两种同分异构体：__________________________和_________________________；C5H12的同分异构体：__________________、____________________、_________________。(3)常见几种烷烃基的同分异构体：5．下列说法中错误的是()①化学性质相似的有机物是同系物②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似A．①②③④B．只有②③C．只有③④D．只有①②③6．下列各组物质属于(1)同系物的是________。(2)同位素的是________。(3)同素异形体的是____________。(4)同一物质的是____________。(5)同分异构体的是____________。A．金刚石、石墨、C60B．氕和氘C．和D．CH4与E．麦芽糖与蔗糖F．CH2===CH—CH2CH3与G．H．D2与T27．有机物(3­甲基戊烷)的一氯代物有()A．3种B．4种C．5种D．6种考点三乙烯1．组成与结构2．物理性质颜色：________，状态：________，溶解性：____________。3．化学性质4．用途(1)乙烯的产量是用来衡量一个国家____________水平的重要标志。(2)重要化工原料。(3)用于植物生长________剂和果实________剂。5．烯烃(1)概念：分子里含有____________的____________烃。(2)单烯烃的通式为________________。(3)化学性质：烯烃的化学性质与________类似，可以发生__________、____________和____________等。烯烃____使酸性KMnO4溶液褪色。特别提醒(1)高锰酸钾能鉴别CH4和CH2===CH2，但不能用于除去CH4中混有的CH2===CH2，因为CH2===CH2被酸性KMnO4氧化成CO2。(2)乙烯的结构简式为CH2===CH2，不能写成CH2CH2。(3)从形式上看，加成反应类似于无机化学中的化合反应，但加成反应必须有有机物分子中的不饱和键的断裂，而化合反应就不一定有不饱和键的断裂(如H2＋Cl2===2HCl)。(4)乙烯能与卤族元素的单质、卤化氢、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应，其原子利用率为100%。8．乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理是否相同？能否用酸性KMnO4溶液鉴别CH4和CH2===CH2?9．结合乙烯的加成反应实验探究能否用溴的四氯化碳溶液鉴别CH4和C2H4？能否用溴的四氯化碳溶液除去CH4中的C2H4?10．有机化学中的反应类型较多，将下列反应归类。(填写序号)①由乙烯制氯乙烷②乙烷在氧气中燃烧③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色⑤由乙烯制聚乙烯⑥甲烷与氯气在光照的条件下反应其中属于取代反应的是__________；属于氧化反应的是__________；属于加成反应的是____________；属于聚合反应的是__________。考点四苯1．组成与结构2．物理性质颜色状态气味毒性溶解性密度熔、沸点无色液体有特殊气味有毒不溶于水比水小低3.化学性质特别提醒(1)苯不溶于水，密度小于水，能作溴水或碘水的萃取剂。(2)苯分子中的六个碳原子及与其直接相连的原子在同一个平面内。(3)与溴的取代反应，必须使用液溴，不能使用溴水。(4)分子中的碳碳键不是单双键交替的结构，六个碳碳键完全相同，可用邻位二取代物没有同分异构体来证明。11．结合苯的物理性质探究如何用简单实验来证明分液漏斗内苯与水的混合物中哪一层为苯层？12．由CH4、C2H4、的分子结构特点分析、分子内所有原子是否均在同一平面上？考点五煤、石油、天然气的综合利用1．煤的综合利用煤是由__________和少量__________组成的__________，主要含有____元素，还含有少量____、____、____、______等元素。(1)煤的干馏①原理：把煤______________使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的______________变化过程。②煤的干馏产物a．__________，b.__________，c.________，d.________。(2)煤的气化将煤中的____________转化为__________的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为________________________。(3)煤的液化①__________液化煤＋氢气――→催化剂高温液体燃料②________液化煤＋水――→高温水煤气――→催化剂高温甲醇等2．天然气的综合利用(1)天然气的主要成分是________，它是一种________的化石燃料，更是一种重要的化工原料。(2)天然气与水蒸气反应制取H2原理：______________________________________________________________________。3．石油的综合利用(1)石油的成分石油主要是由多种____________组成的混合物。所含元素以____、____为主，还有少量N、S、P、O等。(2)石油的分馏、裂化、裂解的比较石油炼制的方法分馏催化裂化裂解常压减压原理用蒸发冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在催化剂存在的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃主要原料原油重油重油含直链烷烃的石油分馏产品(含石油气)主要产品溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油润滑油凡士林、、石蜡、沥青、煤焦油抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等乙烯、丙烯、1,3­丁二烯等(3)直馏汽油和裂化汽油的区别获得方法主要化学成分鉴别方法直馏汽油原油直接分馏，物理变化一般是C5～C11的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油裂化汽油重油裂化，化学变化含有C5～C11的烷烃和烯烃，性质活泼4.各种工业制气的主要成分名称来源主要成分用途高炉煤气炼铁高炉CO2、CO等燃料水煤气水煤气炉CO、H2等燃料、化工原料炼厂气石油炼制厂低级烷烃燃料、化工原料裂解气裂解炉“三烯二烷”石油化工原料焦炉气炼焦炉H2、CH4、C2H4等燃料、化工原料天然气天然气田、油田甲烷燃料、化工原料5.三大合成材料(1)三大合成材料是指____________________。(2)聚合反应合成聚乙烯的化学方程式：_____________________________________________________，单体为______________，链节为______________，聚合度为________。13．下列说法中，错误的是()A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B．含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油C．天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应做到安全规范的操作D．煤中含有苯和甲苯，可用分馏的方法把它们分离出来14．如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。资料一：石蜡是含有20～30个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。资料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化剂。某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如下图：实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体气味，具有汽油的气味。(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为____________________；为保证实验成功，实验前必须进行的操作是____________________，装置中较长导管的作用是_________。(2)试管Ⅱ中有少量液体凝结说明了___________________________________________。(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了_________________________________________________。(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴________(填“能”或“不能”)，理