化石燃料与有机化合物

第十四单元化石燃料与有机化合物DJSHISIDANYUAN［学考标准］1.甲烷的分子组成、结构特征、主要性质(取代、氧化反应)(b)。2.同系物的概念，烷姓的分子组成和简单命名(b)。3.石油的分储、裂化、裂解的主要原理及产物(a)。4.乙烯的分子组成、结构特征及主要性质(加成、氧化)(b)。5.乙快的分子组成及主要性质(加成、氧化)(a)。6.燃料(气、液)在保存、点燃时的安全问题(a)。7.煤的气化、液化和干储的主要原理及产物(a)。8.苯的分子组成、结构特征及主要性质(取代反应)(b)。9.取代、加成等基本有机反应类型的判断(b)010.根据化学式进行式量、元素的质量分数的计算(b)011.由元素质量分数或组成元素的质量比、式量推断有机物分子式(b)0知识清单掠理教材，自主学匀一、同系物烷姓.同系物(1)同系物的概念：分子结构相似，在组成上相差1个或若干个“CW原子团的一系列有机化合物互称为同系物(2)同系物具有的条件：①结构相似；②分子组成上相差1个或若干个"CM'原子团。.烷姓的分子组成(1)烷姓的定义：在烂分子里，碳原子之间都是以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都充分利用，都达到“饱和”。这样的二叫做饱和姓:,又叫烷二。(2)通式：满足通式CnH2n+2(n为正整数，n>1)的姓:为烷姓:。.烷姓:简单命名碳原子数在10以下的，从一到十依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示，碳原子在11以上的，就用数字来表示。例如，C7H16叫庚烷，C17H36叫十七烷。带有支链的烷姓，在名称的最前面加一些词头表示，“正”、“异”、“新”等。如C5H12的三种同分异构体：正戊烷：CH3(CH2)3CH3,异戊烷：CHCHCHC1LCH

O■lLCI1—C—(Hit4CHJ、甲烷、乙烯、乙快和苯1.甲烷、乙烯、乙快和苯的分子组成、结构特征、主要性质有机物分子组成结构特征主要化学性质甲烷CH4饱和姓:，正四面体，HH—C—HH易取代：CH4+Cl2^^CH3C1+HC1；难氧化，不能使酸性高钮酸钾溶液褪色；燃烧时产生明亮淡蓝色火焰，CH4点燃+2Q2^^>CO2+2H2OO乙烯C2H4不饱和姓:，平间结构，CH2===CH2易加成：CH2===CH2+Br2一CH2BrCH2Br；易氧化：使酸性KMnO4溶液褪色；燃烧时，火焰明亮一，―一占燃伴有黑烟，C2H4+3。23^2CO2+2H2O。乙快C2H2不饱和烧，直线形结构，CHmCH易加成：CHmCH+Br2^CHBr===CHBr,CHBr===CHBr+B「2-CHB「2CHBr2；易氧化：使酸性KMnO4溶液褪色；燃烧时，火焰明占燃凫伴有浓黑烟，2c2H2+5O2^^>4CO2+2H2O。苯C6H6平向结构，碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键，易取代：\/+..4NO,O

0+H2O;能加成、难氧化；燃烧时，火焰明亮伴有浓黑烟，2c6H6+点燃1502-^^12CO2+6H2Oo2.取代、加成等基本有机反应类型的判断定义反应特征有机物结构特征举例取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应有上有卜一般为饱和碳原子CH4+CJCH3C1+HC1加成反应有机化合物分子里不饱和碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成新的化合物分子的反应只上不卜不饱和碳原子（碳碳双键或碳碳叁键）CH2===CH2+Br2一CH2BrCH2Br、石油、煤和燃料气1.石油的分储、裂化、裂解的主要原理及产物方法主要原理变化类型目的和产物分储不断“加热、汽化、冷凝”，将石油中沸点/、同的成分分离物理变化得到各种微分（混合物）：汽油、煤油、柴油等裂化在“加热、加压、催化剂”存在条件下，将相对分子质量大、沸点较高的烂断裂为相对分子质量较小、沸点较低的姓化学变化提图汽油等轻质油的广里和质里裂解在“700〜800C,甚至1000C”条件下，将长链姓断裂，得到乙烯、丙烯等气态短链始化学变化生产乙烯的主要方法2.煤的气化、液化和干储的主要原理及产物方法主要原理变化类型目的和产物气化把煤转化为可燃性气体化学变化得至ijCO、H2、CH4等气体

液化把煤转化为液体燃料化学变化得到液体燃料等干储将煤隔绝空气加强热，发生复杂变化化学变化得到焦炭、煤焦油、焦炉气等3燃料(气、液)在保存、点燃时的安全问题(1)点燃前必须验纯。验纯的具体操作是：将装满可燃性气体的试管口朝下放置，用拇指按住试管口,移到火焰附近，移开拇指，若发出轻微爆鸣声则说明已纯，否则不纯。(2)保存时注意避光，低温。.实验室石油的分储装置r位置：温度计泳银球放在蒸慵烧胞支管口处隙度计■■作用：测量卿分蒸气的温度冷凝髀「碎究片作用：防止液体基沸石油辟赣片作用：冷堤蒸气水流方向工下口进，上口出隙度计■■作用：测量卿分蒸气的温度冷凝髀「碎究片作用：防止液体基沸石油辟赣片作用：冷堤蒸气水流方向工下口进，上口出四、有机物分子式的确定.元素分析(1)定性分析用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，如燃烧后C—>CO2,H—>H2O,S—>SO2,N—>N2。(2)定量分析将一定量有机物燃烧后分解为简单无机物，并测定各产物的量从而推算出有机物分子中所含元素原子最简单的整数比，即实验式。.有机物分子式的确定方法提升考能，填出高分应试精练提升考能，填出高分.以下分子式可表示烷姓的是（）A.C3H8B.C6H12C.Ci0H8D.C6H14O2解析一看元素组成，二看原子个数关系，符合通式CnH2n+2,故A项正确。答案A.下列关于煤、石油的说法正确的是（）A.石油裂解得到的汽油是纯净物B.石油裂解产物中含有乙烯和丙烯等C.煤干储和石油的分储原理相同，都是化学变化D,水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料解析石油裂解产物有烯姓和烷姓，属于混合物，A项错误；石油裂解的目的是得到所需纯度的乙烯和丙烯等气态短链姓，B项正确；煤干储和石油的分储原理不同，煤干储属于化学变化，而石油的分储属于物理变化，C项错误；水煤气是焦炭和水蒸气高温下反应得到CO和H2的混合气体，D项错误。答案B.下列物质属于同系物的一组是（）CH4与C2H4CHa—CH—CH,与CH?—CH.—CH?—CH」CH,C2H6与C3H8O2与O3解析CH4（甲烷）与C2H4（乙烯）结构不相似，不是同系物，A项错误；B项分子式相同，但结构不同，互为同分异构体，B项错误；C2H6（乙烷）与C3H8（丙烷）结构相似，分子组成上相差一个CH2原子团，立为同系物，C项正确；O2与O3互为同素异形体，D项错误。答案C.公元前一世纪，我国已使用天然气，天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中，错误的是（）A.通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B.甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C.甲烷跟氯气反应无论生成CH3CI、CH2c12、CHCI3还是CC14,都属于取代反应D.甲烷的四种取代物都难溶于水解析CH4的性质比较稳定，通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，而不是不能被任何氧化剂氧化，A正确，B错误；CH4在光照条件下与C12发生取代反应，生成4种有机产物，它们是CH3C1、CH2c12、CHC13和CC14,且均难溶于水，故C、D均正确。答案B5.（嘉兴期中）加成反应是有机化学中的一类重要的反应，下列反应属于加成反应的是（）A.甲烷与氯气混合后光照反应B.乙烯使澳的四氯化碳溶液褪色C.乙烯使酸性高钮酸钾溶液褪色D.在苯中加入滨水，澳水褪色解析A项中属于取代反应，B项中属于加成反应，C项中属于氧化反应，D项中只是萃取，属于物理变化。故B项正确。答案B6.下列关于煤的干储的叙述中，正确的是（）A.煤的气化是对其进行加热直接变为气体B.煤干储可以得到冶金用的优质焦炭C.煤的干储和石油的分储都是化学变化D.工业上苯、甲苯等可由煤干储得到，具存在于干储所得的焦炉气中解析煤的气化主要是高温下煤和水蒸气作用得到CO、H2、CH4等气体，A项错误；煤干储的产物主要是焦炭，同时得到焦炉气、煤焦油等物质，B项正确；煤干储时发生了分解反应，是化学变化，石油的分储是物理变化，C项错误；苯、甲苯等主要存在于煤焦油中，D项错误。答案B.下列叙述中错误的是（）A.点燃甲烷不必像点燃氢气那样事先验纯.甲烷燃烧能放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料C,煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生D.如果隔绝空气，将甲烷加热到1000c以上，甲烷分解生成炭黑和氢气解析任何可燃性气体在点燃前都要检验其纯度，以防爆炸，A项错误；与题意无关。答案A.1molCH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代物物质的量相等，则消耗02为（）A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol解析由取代反应原理可知，1molCl2取代1molH,根据碳原子守恒，四种产物都是0.25mol,0.25molx（1+2+3+4）=2.5mol。答案C.制取一氯乙烷的最好方法是（）A.乙烷与氯气反应B.乙烯和氯气反应C.乙烯和HCl反应D.乙烯和H2、Cl2反应解析乙烷与氯气发生的是取代反应，产物不唯一，副反应多，而乙烯和HCl发生加成反应，产物唯一，易得到较为纯净的产物，故C项正确。答案CCIL——CH—CH,-CH」

I-一（J1,…一…「.关于CH4和*的叙述不正确的是（）A.均能用CnH2n+2组成通式来表示B.与所有烧烂互为同分异构体C.因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似D.它们互为同系物解析B项，它们与其他烧烧互为同系物；C项，化学性质相似；D项，它们结构相似，在分子组成上相差4个CH2”原子团，互为同系物。答案B11.苯与乙烯、乙烘相比较，下列叙述正确的是()A.都容易发生取代反应B.都容易发生加成反应C,都能燃烧，且燃烧现象完全相同D,乙烘和乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化，苯不能被酸性KMnO4溶液氧化解析苯既能发生取代反应，又能发生加成反应，苯发生取代反应比烧烧要难，发生加成反应比乙烯、乙烘要难，但相对来说，苯发生取代反应要比发生加成反应容易；乙烯、乙烘容易发生加成反应，发生取代反应要困难。苯和乙烘燃烧时会产生浓烟，相对来说乙烯产生的烟要少。乙烘和乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化，而苯不能被酸性高钮酸钾溶液氧化。故选项D正确。答案D12.甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，从该实验事实可以得出的结论是()A.甲烷的分子式为CH4B.甲烷气体中含碳元素和氢元素C.甲烷分子中只含碳元素和氢元素D.甲烷的化学性质比较稳定解析根据元素守恒，只能推知甲烷分子中含碳元素和氢元素，不能确定是否含氧元素，更不能确定甲烷的分子式。答案B13.乙烯与高钮酸钾反应会放出CO2。下列操作中既可以用来鉴别乙烯和乙烷，又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的操作方法是()A.混合气通过盛有水的洗气瓶B.通过装有过量滨水的洗气瓶C.混合气通过装有酸性高钮酸钾溶液的洗气瓶D.混合气体与过量H2混合解析乙烯和乙烷均不溶于水，选项A不能鉴别乙烷和乙烯，也不能除去乙烷中的乙烯；乙烯含有碳碳双键，能和滨水发生加成反应，乙烷不能和澳水反应，所以澳水既可以用来鉴别乙烯和乙烷，又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯，B项正确；乙烯能使酸性高钮酸钾溶液褪色，可以鉴别乙烷和乙烯，但乙烯容易被氧化生成CO2,所以不能用来除去乙烷中混有的少量乙烯；氢气和乙烯可以发生加成反应，但实验现象不明显，且不易控制氢气的量，所以不能用氢气来鉴别乙烯和乙烷，也不可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯。答案选Bo答案B14.今有乙酸(CH3COOH)和甲酸丙酯(C4H802)的混合物中，测得含氢元素的质量分数为7.8%,则混合物中氧元素的质量分数为()A.15.6%B.27.8%C.46.8%D.45.4%解析乙酸(C2H4O2)和甲酸丙酯(C4H8。2)的混合物中，n(C):n(H)=1：2,m(C):m(H)=6：1,碳的质量分数w(C)=6X7.8%=46.8%,则氧元素的质量分数为w(O)=1—7.8%—46.8%=45.4%,故D项符合题意。答案D.已知某气态烂的分子中碳的质量分数为80%,则它的分子式是()A.CH4B.C3H6C.C3H8D.C2H680%1-80%解析n(C):n(H)=1280mol：1g/mol=1:3,该姓的最简式为：CH3,该姓一TOC\o"1-5"\h\z、，，、，—一n1,,一，定为烷始，则：=同，n=2。所以，它的分子式为：C2H6,故选D。2n+23答案D.如图是某种有机物分子的球棍模型图。图中的“棍”代表单键••或双键，不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。..对该有机物的叙述不正确的是（）A.该有机物可能的分子式为C2HCI3\/C=CB.该有机物分子中一定有/'双键C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上D.该有机物可以由乙快和氯化氢加成反应得到解析因为该物质为有机物，图中两个白球是碳原子，碳原子可以形成4个键，\/c=c现在每个碳原子结合两个原子，所以碳碳之间形成的是/'双键。氢原子半径最小，小黑球可能是氢原子，三个大黑球可能是氯原子。选项A、B、C叙述正确，乙快与氯化氢反应生成氯乙烯，D叙述错误。答案D.下列物质发生反应的化学方程式中，其中属于加成反应是,属于取代反应是（W序号）。①由乙烯制氯乙烷②乙烷与氯气光照③乙烯使澳的四氯化碳溶液褪色④乙烯通入酸性高钮酸钾溶液⑤由苯制取澳苯⑥乙烷在空气中燃烧⑦由苯制取硝基苯⑧由苯制取环己烷解析④⑥是氧化反应。答案①③⑧②⑤⑦.通过实验事实的验证与讨论，认识苯的结构式。提出问题：苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗？⑴提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从看，分子中含有碳碳双键，所以，苯一定能使褪色。（2）实验验证：①苯不能使褪色。②经科学测定，苯分子中6个碳原子之间的键;6个碳原子和6个氢原子者B在同一上。⑶结论：苯结构简式中的双键跟烯姓的双键,苯的性质没有表现出不饱和性，结构稳定，说明苯分子「般的碳碳单、双键交替的环状结构，而是一种介于C—C和C===C之间的特殊共价键。⑷应用：为了表示苯分子的结构特点，结构式用表示，用表示苯分子的结构式是不准确的。解析（1）提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从苯的凯库勒结构式看，分子中含有碳碳双键，但实验验证：苯不能使澳水或酸性KMnO4溶液褪色；（2）经科学测定，苯分子里6个碳原子之间的键完全相同；6个碳原子形成的是一个平面正六边形结构，6个碳原子和6个氢原子都在同一平面上；（3）由（2）知苯环中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的键，不同于烯姓山……您L主〜―占中◎＞主〜中的碳碳双键；（4）为了表小苯分子的结构特点，可用一/表小苯分子的结构式，而凯库勒式表示苯分子结构式是不确切的，只是人们沿用至今。答案（1）酸性KMnO4溶液或滨水（2）①酸性KMnO4溶液或滨水②完全相同平面（3