高考化学一轮复习教师用书 52 第九章　第48讲　常见的烃　化石燃料的综合利用

第48讲常见的烃化石燃料的综合利用[课程标准]解常见高分子材料的合成及重要应用。考点一常见的烃1．甲烷、乙烯和苯的结构与物理性质甲烷乙烯苯分子式CH4C2H4C6H6结构简式CH4CH2ＦCH2结构特点只含单键的饱和链烃含碳碳双键的不饱和链烃环上碳碳键相同，是介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的键空间结构正四面体平面形平面正六边形物理性质无色气体，难溶于水无色液体2．甲烷、乙烯、苯的化学性质(1)甲烷(CH4)①稳定性：与强酸、强碱不发生化学反应；不能使酸性高锰酸钾褪色。②燃烧反应：化学方程式为CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。③取代反应完成甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式：(2)乙烯(CH2=CH2)①燃烧：C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O(火焰明亮且伴有黑烟)。②加成反应完成下列化学方程式：(3)苯(C6H6)完成下列方程式：①燃烧2C6H6＋15O2eq\o(→,\s\up7(点燃))12CO2＋6H2O(火焰明亮，带浓烟)。学生用书第228页②取代反应苯与液溴的取代反应：；苯的硝化反应：。③加成反应。3．烷烃(1)结构与性质通式CnH2n＋2(n≥1)结构链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；碳原子间以单键相连，其余价键均被氢原子饱和特点一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构；1molCnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA物理性质密度：随着分子中的碳原子数的增加而增大，但都小于水的密度；熔沸点：随着分子中的碳原子数的增加而升高，状态：气态→液态→固态，碳原子数小于4的烷烃常温下呈气态化学性质取代反应；氧化反应(燃烧)；分解反应(高温裂解)(2)习惯命名法①当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；当n>10时，用汉字数字表示。②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷。[正误辨析](1)乙烯、聚乙烯均含有碳碳双键()(2)1molCH4与1molCl2在光照条件下反应，生成1molCH3Cl气体()(3)甲烷与Cl2和乙烯与Br2的反应属于同一反应类型()(4)甲烷和乙烯可用溴的四氯化碳溶液鉴别()(5)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯不能发生氧化反应()(6)正丁烷的四个碳原子在同一条直线上，丙烯的所有原子在同一平面内()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×1．下列关于有机化合物的认识中正确的是()A．甲烷和苯均能使酸性KMnO4溶液褪色B．苯使溴水褪色是因为发生了氧化反应C．苯和液溴在FeBr3催化作用下进行反应，反应类型为取代反应D．甲烷和乙烯在一定条件下都可以与氯气反应，反应类型相同C[甲烷和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A项错误；苯将溴从溴水中萃取出来是物理变化，B项错误；甲烷与氯气发生的是取代反应，乙烯与氯气发生的是加成反应，D项错误。]2．既可以用来鉴别甲烷和乙烯，又可以用来除去甲烷中的少量乙烯的操作方法是()A．混合气通过盛酸性KMnO4溶液的洗气瓶B．混合气通过盛溴水的洗气瓶C．混合气通过盛蒸馏水的洗气瓶D．混合气跟适量氯化氢混合B[乙烯可被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2，与溴加成生成1，2­二溴乙烷常温下为液体。]3．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。答案：⑥②④①③⑤eq\a\vs4\al(反思归纳)轻松突破取代反应、加成反应1．取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子，如苯的硝化反应中生成的水。2．加成反应的特点是“断一，加二，都进来”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加上两个其他原子或原子团，一定分别加在两个不饱和碳原子上，此反应类似无机反应中的化合反应，理论上原子利用率为100%。学生用书第229页考点二煤、石油、天然气1．煤的综合利用(1)煤的组成(2)煤的加工2．石油的综合利用(1)石油的成分石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。所含元素以碳、氢为主，还有少量N、S、P、O等。(2)石油的加工方法过程目的分馏把石油中各组分分离成沸点不同的分馏产物获得各种燃料用油裂化把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃提高轻质液体燃料的产量和质量裂解深度裂化，产物呈气态得到乙烯、丙烯等化工原料3.天然气的综合利用(1)天然气的主要成分是CH4，它是一种清洁的化石燃料，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：CH4＋H2O(g)eq\o(→,\s\up7(高温),\s\do5(催化剂))CO＋3H2。[正误辨析](1)煤气的主要成分是丁烷()(2)石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物()(3)大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素()(4)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物()(5)裂化的目的是得到轻质油，裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料()(6)甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×1．煤是工业的粮食，石油是工业的血液。下列关于煤和石油的说法中错误的是()A．煤中含有苯和甲苯，可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C．石油裂解的主要目的是得到短链不饱和烃D．煤的气化和液化都是化学变化A[A.煤中不含有苯、甲苯，它们是煤在干馏时经过复杂的化学变化产生的，A，含C18以上的烷烃经催化裂化可得到汽油，B正确；C.石油裂解的主要目的是得到乙烯、丙烯等气态短链不饱和烃作化工原料，C形成H2、CO等气体的过程，煤的液化是指将煤通过化学手段转化为液体燃料，以增加其燃烧效率，均属于化学变化，D正确。]2．下列关于化石燃料的加工说法正确的是()A．石油裂化主要得到乙烯B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径C[石油裂化的目的是获得更多的液态轻质汽油，A项错误；石油分馏属于物理变化，B项错误；煤制煤气是化学变化，D项错误。]3．下列说法不正确的是()eq\x(石油)eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(分馏产品)eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(乙烯)eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(1，2­二溴乙烷)A.石油是由烃组成的混合物B．①主要发生物理变化C．②是石油的裂化、裂解D．③属于取代反应答案：D学生用书第230页考点三有机高分子材料1．聚合反应(1)合成聚乙烯的化学方程式：，，聚合度为n。(2)完成下列反应的化学方程式；。2．有机高分子的通性溶解性高分子通常难溶于水，即使在适当的有机溶剂中溶解得也很缓慢，或者只有一定程度的溶胀热塑性、热固性有些高分子(如聚乙烯)具有热塑性，即受热时会变软、流动，受冷时又硬化，可通过加热、受冷反复塑造；有些高分子(如酚醛塑料，俗称“电木”)则具有热固性，即受热时不会变软而只能被裂解，因此不能通过加热、受冷反复塑造绝缘性高分子中的原子之间一般是以共价键结合的，因此高分子通常不导电，是很好的绝缘材料3.三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。4．纤维的分类纤维eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝等,\a\vs4\al(化学,纤维)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(再生纤维（黏胶纤维、醋酸纤维等）,合成纤维（腈纶、涤纶、锦纶、维纶等）))))[正误辨析](1)高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料()(2)聚乙烯、聚氯乙烯塑料制品都可用于食品包装()(3)乙烯和聚氯乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色()(4)利用石油生产塑料、化纤等高分子材料不涉及化学反应()(5)某些高分子材料具有热塑性，通过再加热熔融，可重新成为制品()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√1．下列说法正确的是()A．氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃B．聚苯乙烯的结构简式为C．氯乙烯制取聚氯乙烯的反应方程式为D．乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应答案：C2．某高分子化合物的部分结构如下，它是由许多分子中含双键的物质M相互加成而得，下列说法正确的是()A．该高分子化合物的链节为B．该化合物的分子式是C3H3Cl3C．形成该化合物的单体是CHCl=CHClD．该化合物的结构简式可写为C[碳碳单键是可以转动的，该高分子化合物是由许多重复的结构单元组成，这些重复的结构单元来源于含有双键的物质，即打开双键中的一条共价键，形成重复结构单元，故M应为CHCl=CHCl，即链节为，则该高分子的结构简式可写成，其分子式可写为CnHnCln或(CHCl)n。]eq\a\vs4\al(反思归纳)判断加聚产物单体的方法加聚产物方法单体CH2=CH2学生用书第231页真题演练明确考向1．(2021·河北选择考，2)高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是()A．芦苇可用于制造黏胶纤维，其主要成分为纤维素B．聚氯乙烯通过加聚反应制得，可用于制作不粘锅的耐热涂层C．淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质D．大豆蛋白纤维是一种可降解材料B[，可用于制造黏胶纤维，，因此不能用于制作不粘锅的耐热涂层，故，属于天然高分子物质，其相对分子质量可达几十万，，能够被微生物分解，因此大豆蛋白纤维是一种可降解材料，故D正确。]2．(2021·浙江1月选考，6)下列说法不正确的是()A．联苯()属于芳香烃，其一溴代物有2种B．甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应C．沥青来自于石油经减压分馏后的剩余物质D．煤的气化产物中含有CO、H2和CH4等A[()的分子结构可知，其分子由2个苯基直接相连，故其属于芳香烃，根据对称分析法可知，其一溴代物共有3种，A说法不正确；B.甲烷与氯气在光照下发生反应，氯气分子先吸收光能转化为自由基氯原子，然后由氯原子引发自由基型链反应，B发的剩余物叫重油，重油经减压分馏可以得到重柴油、石蜡、燃料油等，最后未被气化的剩余物叫沥青，，如CO、H2和CH4等，D说法正确。]3．(2018·全国卷Ⅱ，9)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是()D[甲烷和氯气在光照条件下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，试管内压强减小，外压大于内压，试管内液面升高，且试管内出现白雾和油状液滴，综合上述分析，D项正确。]课时精练(四十八)常见的烃化石燃料的综合利用eq\a\vs4\al(\f(对应学生,用书P449))(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．下列物品主要成分为有机物的是()A．下水井盖 B．光导纤维C．食品保鲜膜 D．瓷器C[，主要由铁和碳形成的合金，属于无机物，A，属于无机物，B，是有机高分子材料，C，属于无机物，D项错误。]2．下列化学用语正确的是()A．甲基的电子式：B．丙烷的球棍模型：C．乙炔的实验式：C2H2D．乙烯的结构简式：CH2CH2B[A.甲基中含有3个C—H键，C原子价层电子数为7，其电子式为，3CH2CH3，并且C原子半径大于H，则丙烷的球棍模型为，故B正确；C．乙炔的分子式为C2H2，实验式即最简式，所以乙炔的实验式为CH，，所以乙烯的结构简式为CH2ＦCH2，故D错误。]3．丙烷常用作火炬的燃料，下列有关丙烷的叙述中不正确的是()A．分子中碳原子在一条直线上B．光照下，能够与氯气发生取代反应C．比丁烷更难液化D．它的二氯取代物有四种A[多碳烷烃的碳链是锯齿形的，碳原子不在一条直线上，故A项错误。]4．下列关于乙烯的说法错误的是()A．乙烯是最简单的烯烃，可以在空气中燃烧，火焰明亮，产生黑烟B．乙烯分子为平面结构，结构式为CH2ＦCH2C．乙烯既能使酸性KMnO4溶液褪色，也可以使Br2的CCl4溶液褪色D．乙烯是一种植物生长调节剂，可作为水果的催熟剂B[，在空气中燃烧，火焰明亮，且有黑烟产生，A，分子呈平面结构，其结构简式为CH2ＦCH2，B2ＦCH2，含有碳碳双键，既能使酸性KMnO4溶液褪色，也可以使Br2的CCl4溶液褪色，C正确；D.乙烯是一种植物生长调节剂，容易被植物吸收，可进入到植物的叶、茎、花、果细胞中，可作为水果的催熟剂，D正确。]5．如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是()A．甲能使酸性KMnO4溶液褪色B．乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键D．丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应C[甲为甲烷，不能使酸性KMnO4溶液褪色，A错误；乙为乙烯，它使溴水褪色的原因是碳碳双键和Br2发生了加成反应，B错误；丙为苯，苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，C正确；丁为乙醇，在浓H2SO4的作用下能和乙酸发生酯化反应，D错误。]6．工业上利用反应CH2CH3CH2OH制乙醇，该反应所属类型是()A．置换反应 B．分解反应C．取代反应 D．加成反应D[题中反应为乙烯和水发生加成反应生成乙醇，反应类型是加成反应。]7．下列过程中发生的化学反应属于加成反应的是()A．用光照射乙烷与氯气的混合气体B．苯在空气中燃烧C．将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中D．将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中D[，发生取代反应，A，属于氧化反应，B，发生了氧化反应，C，发生加成反应生成1，2­二溴乙烷，D项正确。]8．已知一定条件下1g丙烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出kJ的热量，下列说法正确的是()A．丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，三个碳原子处于同一直线上B．除去丙烷气体中少量的乙烯，可将混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液C．丙烷和氯气在光照条件下发生取代反应，1mol丙烷被氯气完全取代，需要8mol氯气D．丙烷燃烧的热化学方程式C3H8(g)＋5O2(g)→3CO2(g)＋4H2O(l)ΔHkJ/molC[，不是一条直线，A，使乙烯发生加成反应而除去，酸性高锰酸钾溶液会使乙烯发生氧化反应生成二氧化碳，从而引入新杂质，B，被取代的氢原子与参加反应的氯气的物质的量之比为1∶1，1mol丙烷中含有8mol的氢原子，故最多可与8mol氯气反应，C3H8(g)＋5O2(g)→3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2kJ/mol，D不正确。]9．下列说法正确的是()A．正丁烷和异丁烷均有两种一氯取代物(不考虑立体异构)B．光照下，1molCH4最多能与4molCl2发生取代反应，产物中物质的量最多的是CCl4C．甲烷与乙烯的混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离D．甲苯是苯的同系物，和苯一样也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色A[正丁烷的一氯代物有1­氯丁烷和2­氯丁烷两种，异丁烷的一氯代物有1­氯­2­甲基丙烷和2­氯­2­甲基丙烷两种，A项正确；CH4和Cl2发生取代反应的产物中HCl的物质的量最多，B项错误；甲烷与乙烯的混合物通过溴的CCl4溶液时，乙烯与Br2反应而被消耗，C项错误；甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化，D项错误。]10．下列说法正确的是()A．石油液化气的主要成分为甲烷B．煤的干馏可分离出煤中含有的煤焦油C．石油的分馏和食盐水的蒸馏原理上是相似的D．石油经过分馏得到的汽油是纯净物C[A项，石油液化气的主要成分为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等，错误；B项，在煤中不含有煤焦油，煤的干馏是化学变化，煤在化学变化中生成了煤焦油，错误；D项，石油分馏得到的汽油仍然是混合物，错误。]11．冬奥会吉祥物“冰墩墩”以聚氯乙烯为原材料，下列说法正确的是()A．聚氯乙烯是食品级塑料制品的主要成分B．聚氯乙烯属于有机高分子材料C．氯乙烯通过缩聚反应可转化为聚氯乙烯D．聚氯乙烯完全燃烧产生的气体无害B[，不能用作食品级塑料制品，A，属于有机高分子材料，B，C，完全燃烧产生的气体有害，D项错误。]12．四氟乙烯(CF2=CF2)主要用于塑料、树脂工业；北京冬奥会场馆冰立方的外墙使用了聚四氟乙烯(PTFE)材料，具有良好的热学性能和透光性。下列有关这两种物质说法正确的是()A．PTFE属于纯净物B．四氟乙烯属于烯烃类物质C．四氟乙烯中的所有原子不共面D．四氟乙烯是PTFE的单体D[(PTFE)为高分子化合物，所以属于混合物，故(CF2ＦCF2)中含有F元素，不属于烃类，，乙烯为平面形结构，则四氟乙烯中的所有原子共面，(PTFE)由四氟乙烯加聚生成，所以其单体为四氟乙烯，故D正确。]13．2022年3月5日，中国载人航天工程总设计师周建平表示，中国将发射2个空间站实验舱、2艘载人飞船、2艘货运飞船，再将6名航天员送入中国空间站。下列说法错误的是()A．火箭箭体采用的高强度新型钛合金结构属于金属材料B．制造太阳能电池板的二氧化硅属于新型无机非金属材料C．飞船返回舱外表面使用的耐高温氮化硅陶瓷属于新型陶瓷D．宇航服使用的多种合成纤维属于有机高分子材料B[，合金属于金属材料，A，不是二氧化硅，B错误；C.玻璃、水泥、陶瓷属于传统无机非金属材料，在飞船返回舱外表面使用的耐高温氮化硅陶瓷属于新型陶瓷，是新型无机非金属材料，C，因此属于有机高分子材料，D正确。]14．在炽热条件下，将石蜡油分解产生的乙烯通入下列各试管里，装置如图所示。根据上述装置，回答下列问题：(1)C装置的作用是________________________________________________________________________。(2)已知：1，2­二溴乙烷的密度比水的大，难溶于水，易溶于四氯化碳。预测：A装置中的现象是______________________________________________________________________________________________________________________________，B装置中的现象是__________________________________________________。(3)D装置中溶液由紫色变无色，D装置中发生反应的类型为________。教材中用溴的四氯化碳溶液替代溴水与乙烯反应，其目的是_____________________________________________________________________________________________