学生用选修5专题3第一单元脂肪烃.docx
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学生用选修5专题3第一单元脂肪烃
第一单元
脂肪烃
第一课时 脂肪烃的性质
[选考要求]
1.脂肪烃和芳香烃、饱和烃和不饱和烃的概念及判断(b)
2.烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的物理性质(a)
3.烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的化学性质(取代反应、加成反应、加聚反应)(c)
1.分子中含有苯环的烃称为芳香烃,不含苯环的烃称为脂肪烃。
脂肪烃包
括烷烃、烯烃和炔烃,其中烷烃属于饱和烃,烯烃、炔烃和芳香烃属于
不饱和烃。
2.饱和烃(烷烃)的特征反应是取代反应,特点是“一上一下”;不饱
和烃的特征反应是加成反应,特点是“只上不下”。
3.单双键交替的烯烃(共轭二烯烃)可以按物质的量1∶1与溴发生
1,4加成或1,2加成。
也可以按物质的量比1∶2与溴发生1,2,3,4加成。
1.烃的分类
(1)根据分子中是否含有苯环
(2)脂肪烃的分类
(3)链状烃:
烃分子中碳和碳之间的连接呈链状,可以含有支链。
(4)环状烃:
烃分子中含有碳环。
分子中含有的碳环不是苯环的烃,称为脂环烃,如环己烷
。
分子中含有一个或多个苯环的一类碳氢化合物,称为芳香烃,如苯
。
2.脂肪烃的物理性质
物理性质
变化规律
状态
当碳原子数小于或等于4时,烷、烯、炔烃在常温下呈气态,其他的烷、烯、炔烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态)
溶解性
都不溶于水,易溶于有机溶剂
沸点
随碳原子数的增加,沸点逐渐升高
分子数相同的烃,支链越多,沸点越低
密度
随碳原子数的增加,相对密度逐渐增大烷、烯、炔烃的相对密度小于水的密度
[特别提醒] 当碳原子数超过5个的烃类,不可用于气体摩尔体积的计算。
如己烷、戊烷、苯等均为液体,1mol的该物质其体积不等于22.4L。
1.下列不属于脂肪烃的是( )
A.
B.
C.CH3—CH3
D.CH3—CH===CH2
2.①丁烷 ②2甲基丙烷 ③正戊烷 ④2甲基丁烷
⑤2,2二甲基丙烷,它们的沸点排列顺序正确的是( )
A.①>②>③>④>⑤
B.⑤>④>③>②>①
C.③>④>⑤>①>②
D.②>①>⑤>④>③
1.烷烃的化学性质
(1)稳定性:
常温下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应。
(2)氧化反应
①不能使酸性KMnO4溶液褪色;
②可燃性:
CnH2n+2燃烧反应的化学方程式为
CnH2n+2+
O2
nCO2+(n+1)H2O。
(3)取代反应
如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式:
CH3CH3+Cl2光照,CH3CH2Cl+HCl。
2.烯烃的化学性质
(1)氧化反应
①能使酸性KMnO4溶液褪色;
②可燃性:
CnH2n燃烧反应的化学方程式为
CnH2n+
O2
nCO2+nH2O。
(2)加成反应
①单烯烃的加成反应:
可与卤素单质、H2、卤化氢、水加成,如乙烯与溴水反应:
CH2===CH2+Br2―→Br—CH2CH2—Br。
②二烯烃的加成反应:
a.1,3丁二烯的1,2加成:
b.1,3丁二烯的1,4加成反应:
c.1,3丁二烯的全加成反应:
(3)加聚反应
如乙烯加聚反应的化学方程式
nCH2===CH2
CH2—CH2。
3.炔烃的化学性质
(1)氧化反应
①能使KMnO4酸性溶液褪色;
②可燃性:
CnH2n-2燃烧反应的化学方程式为
CnH2n-2+
O2
nCO2+(n-1)H2O。
(2)加成反应
与烯烃类似,炔烃也能与Br2、H2、HCl发生加成反应,如:
CH≡CH+Br2―→CHBr===CHBr或CH≡CH+2Br2―→CHBr2—CHBr2;
CH≡CH+HCl
CH2===CHCl。
(3)加聚反应:
如乙炔加聚反应的化学方程式:
nCH≡CH
CH===CH。
1.烷烃性质的特征反应是什么?
2.烯烃性质的特征反应是什么?
3.炔烃性质的特征反应是什么?
取代反应与加成反应的比较
反应类型
取代反应
加成反应
概念
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应
有机物分子中双键(或叁键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应
反应物结构特征
含有易被取代的原子或原子团
含有双键或叁键
生成物种数
多种
一种(有机物)
反应特点
①可发生分步取代反应
②上一下一
①有时只有一种加成方式,有时有多种加成方式
②断一加二
1.(2016·台州期末考试)下列物质中,属于烷烃的是( )
A.C8H16 B.CH3CH2OH
D.CH2CH2
2.下列物质不可能是乙烯加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OHD.CH3CH2Br
3.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最佳方法是( )
A.混合气体通过盛水的洗气瓶
B.混合气体通过装有过量溴水的洗气瓶
C.混合气体和过量H2混合
D.混合气体通过KMnO4酸性溶液
1.概念
一些具有不饱和键的有机化合物可以通加成反应得到高分子化合物,这类反应称为加聚反应。
2.特点
3.实例
(1)烯烃加聚如nCH2===CH2
CH2—CH2
(2)二烯烃加聚
nCH2===CH—CH===CH2
CH2—CH===CH—CH2
(3)炔烃加聚
nCH≡CH
CH===CH
(4)烯烃共聚
(5)其他含双键物质的加聚
nCH2===CHCl
CH2—CHCl
1.以乙烯和丙烯混合物为原料,发生加聚反应,不可能得到的是( )
A.CH2—CH2CH2CH2CH2
B.CH2—CH2
C.
D.
2.写出下列物质发生加聚反应所得产物的结构简式,并写出反应的化学方程式。
(1)CHCl===CHCl:
________________________________________________________,
_____________________________________________________________________;
(2)CH2===CHCH2CH3:
____________________________________________________,
_________________________________________________________;
_____________________________________________,
________________________________________________________________________。
[三级训练·节节过关]
1.下列说法正确的是( )
A.甲烷与氯气反应只能生成一种含氯有机物
B.乙烯与溴水反应只能生成一种含溴有机物
C.乙炔与溴水反应只能生成一种含溴有机物
D.乙炔与足量氯化氢反应只能生成一种含氯有机物
2.关于CH3CH===CHCH3结构或性质的叙述正确的是( )
A.分子中四个碳原子在同一直线上
B.分子中所有原子都在同一平面上
C.与HCl加成只生成一种产物
D.不能发生加聚反应
3.下列化合物能在一定条件下发生加聚反应,生成
的是( )
A.CH2===CHCl和CH2===CH2
B.CH2===CCl—CH3
C.CH2===CClCH2CH3
D.CH3CH===CClCH3
4.写出下列反应的化学方程式,并指出反应类型。
(1)乙炔与氢气用镍作催化剂在加热条件下发生反应生成乙烷___________________________,_________________________________________________。
(2)乙烯和水用硫酸作催化剂在加热条件下发生反应________________________,
__________________________。
(3)环己烷与Cl2在光照条件下反应生成一氯取代产物。
___________________________,___________________________________________。
1.下列有关烃的说法正确的是( )
A.乙烯和乙炔中都存在碳碳双键
B.甲烷和乙烯都可与氯气反应
C.高锰酸钾可以氧化甲烷和乙炔
D.乙烯可以与氢气发生加成反应,但不能与H2O加成
2.关于丙烯(
)结构或性质的叙述中,正确的是( )
A.不能使KMnO4酸性溶液褪色
B.不能在空气中燃烧
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.与HCl在一定条件下能加成,且只能得到一种产物
3.含一个叁键的炔烃,氢化后的产物结构简式为
此炔烃可能有的结构有( )
A.1种B.2种
C.3种D.4种
4.下列各项中可以说明分子式C4H6的某烃是1丁炔而不是CH2===CH—CH===CH2的是( )
A.燃烧有浓烟
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.所有碳原子不在一条直线上
D.与足量溴水反应,生成物上只有两个碳原子上有溴原子
5.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图。
有关柠檬烯的分析正确的是( )
A.它的核磁共振氢谱显示有6种峰
B.它和丁基苯(
)互为同分异构体
C.它的分子中所有的碳原子一定在同一个平面上
D.一定条件下,它分别可以发生加成、取代、氧化等反应
6.两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得0.15molCO2和3.6gH2O,下列关于该混合气体的说法正确的是( )
A.一定有乙烯B.一定没有乙烯
C.一定有乙烷D.一定有甲烷
7.某气态烃0.5mol能与1molHCl加成,加成后产物分子上的氢原子又可被3molCl2取代,则此气态烃可能是( )
A.HC≡CHB.CH2===CH2
C.CH≡C—CH3D.CH2===C(CH3)2
8.三位科学家因在烯烃复分解反应研究中的杰出贡献而荣获2005年度诺贝尔化学奖,烯烃复分解反应可示意如下:
下列化合物中,经过烯烃复分解反应可以生成的是( )
9.按要求填空。
(1)相对分子质量为70的烯烃的分子式为__________;若该烯烃与足量的H2加成后能生成含3个甲基的烷烃,则该烯烃的可能的结构简式为__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)有机物A的结构简式为
①若A是单烯烃与氢气加成后的产物,则该单烯烃可能有________种结构。
②若A是炔烃与氢气加成后的产物,则此炔烃可能有________种结构。
③若A的一种同分异构体只能由一种烯烃加氢得到,且该烯烃是一个非常对称的分子构型,有顺、反两种结构。
a.写出A的该种同分异构体的结构简式:
______________________________________
________________________________________________________________________。
b.写出这种烯烃的顺、反异构体的结构简式:
____________________________________
________________________________________________________________________。
10.玫瑰的香味物质中包含苧烯,苧烯的键线式为
(1)1mol苧烯最多可以跟__________molH2发生反应。
(2)写出苧烯跟等物质的量的Br2发生加成反应所得产物的可能的结构________________(用键线式表示)。
(3)有机物A是苧烯的同分异构体,分子中含有“”结构,A可能的结构为________________(用键线式表示)。
(4)写出
和Cl2发生1,4加成反应的化学方程式__________________。
1.能说明某烃分子里含有碳碳不饱和键的是( )
A.分子组成中含碳氢原子个数比为1∶2
B.完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O
C.能与溴发生加成反应而使溴水褪色,还能使酸性KMnO4溶液褪色
D.空气中燃烧能产生黑烟
2.下列说法中,错误的是( )
A.无论乙烯与溴水的加成,还是乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷
3.已知鲨烯分子含有30个C原子及6个C===C且不含环状结构,则其分子式为( )
A.C30H50B.C30H52
C.C30H56D.C30H60
4.始祖鸟烯(Pterodactyladiene)形状宛如一只展翅飞翔的鸟,其键线式结构表示如图,其中R1、R2为烷烃基。
则下列有关始祖鸟烯的说法中正确的是( )
A.始祖鸟烯与乙烯互为同系物
B.若R1=R2=甲基,则其化学式为C12H16
C.若R1=R2=甲基,则始祖鸟烯的一氯代物有3种
D.始祖鸟烯既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也能使溴水褪色,则两反应的反应类型是相同的
5.β月桂烯的结构如图所示,一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有( )
A.2种B.3种
C.4种D.6种
6.某气体由烯烃和炔烃混合而成,经测定其密度为同条件下H2的13.5倍,则下列说法中正确的是( )
A.混合气体中一定没有乙炔
B.混合气体中一定有乙烯
C.混合气体可能由乙炔和丙烯组成
D.混合气体一定由乙烯和乙炔组成
7.常压下,150℃,将CH4、C2H4、C3H4组成的混合气体xL,与10xL氧气混合后充分燃烧,恢复到原温度和压强,则此时的气体体积为( )
A.5xLB.11xL
C.12xLD.无法计算
8.以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶,下图所示是有关合成路线图。
已知反应:
请完成下列各题:
(1)写出物质的结构简式A________,C________。
(2)写出反应的化学方程式
反应②_______________________________________________________________;
反应③_______________________________________________________________;
反应⑥_____________________________________________________________。
9.异丁烯在催化剂存在下能发生加聚反应。
(1)写出异丁烯聚合成的高分子化合物的结构简式:
__________________。
(2)在一定条件下,二分子异丁烯之间也能发生加聚反应,生成两种二聚物A和B。
A和B在催化剂作用下加氢后都能得到2,2,4三甲基戊烷C。
试写出A、B、C的结构简式:
A________;B________;C________。
第二课时
脂肪烃的来源与石油化学工业
[选考要求]
1.天然气、石油液化气和汽油的来源(a)
2.天然气、石油液化气和汽油的组成(a)
1.石油主要是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物,主要成分是烷烃。
2.依据石油中烷烃沸点的不同,对其加热汽化,按沸点不同分离出不同的馏分,此过程称为石油的分馏。
馏分一般为混合物。
3.石油的裂化是为了提高汽油的产量及质量,裂解是为了获得短链不饱和气态烃,催化重整是为了获取芳香烃。
1.石油的物理性质和成分
(1)颜色状态:
黄绿色至黑褐色的黏稠液体。
(2)组成:
主要是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物。
2.石油的分馏
(1)原理:
利用烷烃沸点不同,对石油加热,使其汽化,再按沸点的不同,分离出不同的馏分。
(2)分类
常压分馏:
主要产品有石油气、汽油、煤油、轻柴油等。
减压分馏:
主要产品有重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等。
1.石油是纯净物还是混合物?
石油的分馏是化学变化吗?
2.石油分馏的产品是纯净物还是混合物?
3.减压分馏的原理、目的是什么?
1.常压分馏可以得到的馏分中烃的沸点相对较低,分子中所含碳原子较少;常压分馏中未被蒸发的剩余物质叫做重油,重油中烃的沸点相对较高,分子中含碳原子较多。
2.减压分馏可以得到的馏分中烃的沸点相对较高,分子中所含碳原子较多,即得到润滑油、石蜡等相对分子质量较大的烃。
3.减压分馏的原理是利用外界压强对物质沸点的影响。
外界压强越大,物质的沸点就越高;外界压强越小,物质的沸点就越低。
用降低分馏塔内压强的办法,能使重油的沸点随压强降低而降低。
也就是说,在低于常压下的沸点就可以使重油沸腾,这种过程就是减压分馏。
1.石油的主要成分是( )
①烷烃 ②烯烃 ③炔烃 ④二烯烃 ⑤环烷烃 ⑥芳香烃
A.①②③ B.①②④
C.①③⑤D.①⑤⑥
2.我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。
下列关于石油的说法正确的是( )
A.石油属于可再生矿物能源
B.石油主要含有碳、氢两种元素
C.石油的分馏是化学变化
D.石油分馏的各馏分均是纯净物
1.裂化与裂解
(1)原理:
使较长碳链的烃在高温下反应生成短碳链烃的方法。
(2)目的:
提高汽油的产量。
(3)分类:
热裂化和催化裂化。
(4)裂解:
同裂化原理相同,由轻质油生产气态烯烃,又称深度裂化。
2.催化重整和加氢裂化
(1)目的:
提高汽油等轻质油的品质。
(2)产品:
催化重整是获得芳香烃的主要途径。
1.为提高轻质燃料油的产量,在石油工业上采用的主要方法是什么?
2.石油分馏可得到汽油,石油裂化也得到汽油,怎样区别两种不同方法得到的汽油?
1.石油分馏、裂化和裂解的比较
炼制
方法
分馏
裂化
裂解
原理
用加热和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物
在一定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
采用比裂化更高的温度,使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃
主要
原料
经过脱水、脱盐的石油
重油、石蜡
石油分馏产品
主要
产品
石油气、汽油、煤油、柴油、重油及沥青等
高质量的汽油
乙烯、丙烯
主要变化类型
物理变化
化学变化
化学变化
2.直馏汽油与裂化汽油的区别
(1)原油直接分馏得到的汽油为直馏汽油,重油通过裂化分解可得到裂化汽油,直馏汽油与裂化汽油的区别与比较如下:
主要化学成分
燃烧质量
鉴别方法
直馏汽油
一般是C5~C11的烷烃及少量的芳香烃等,性质稳定
差,爆震性强
能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油
裂化汽油
含有较多的C5~C11烯烃,性质活泼
好,爆震性弱
(2)直馏汽油可用于萃取剂,而裂化汽油不可用于萃取剂。
裂化汽油中含有碳碳双键,可以与卤素单质发生加成反应。
1.石油裂解的目的是( )
A.提高轻质液体燃料的产量
B.主要是提高汽油的产量
C.获得短链不饱和气态烃
D.主要是提高汽油的质量
2.关于石油的炼制,下列说法不正确的是( )
A.通过石油的分馏可以得到汽油、煤油、柴油等产品
B.石油进行裂化的主要目的是提高汽油的产量
C.石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气体,因为它们是重要的化工原料
D.石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化
原料
条件/方法
产品
何种变化
石油
常压分馏
石油气、汽油、煤油、柴油等
物理变化
减压分馏
润滑油、石蜡等
物理变化
高温高压
轻质油、气态烯烃(乙烯、丙烯)
化学变化
催化重整
芳香烃
—
天然气
—
甲烷
—
煤
干馏
芳香烃
化学变化
气化或液化
燃料油、化工原料(甲醇等)
化学变化
[特别提醒] 煤的气化,是指煤与H2O在高温下反应生成气态物质,从而转化成清洁的燃料;煤的液化包括直接液化和间接液化,直接液化是使煤与H2作用生成液体燃料;间接液化是先转化为CO和H2,再合成甲醇。
由此判断气化和液化过程均为化学变化。
1.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地操作
D.石油常压分馏得到的是纯净物,减压分馏得到的是混合物
2.下列说法不正确的是( )
A.石油裂解和煤的干馏都是化学变化
B.石油裂解制丙烯属于分解反应
C.煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁燃料
D.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。
如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
[三级训练·节节过关]
1.下列物质有固定沸点的是( )
A.石油 B.汽油
C.煤油D.新戊烷
2.下列说法不正确的是( )
A.石油是混合物
B.石油通过催化重整可获得环状烃
C.石油的分馏发生的是化学变化
D.用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油
3.关于裂解和裂化的叙述不正确的是( )
①裂解与裂化的产物都含有不饱和烃
②裂解与裂化都是为了得到气态烃
③裂解与裂化的原料都是石油分馏产品
④裂解与裂化都是为了得到轻质油
A.①②B.②③
C.①③D.②④
4.(2016·杭州市七校高三9月联考)从石油和煤中提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
B是一种比水轻的油状液体,B仅由碳氢两种元素组成,碳元素与氢元素的质量比为12∶1,B的相对分子质量为78。
回答下列问题:
(1)A的电子式__________,B的结构简式__________。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式:
______________。
(3)在碘水中加入B振荡静置后的现象____________________________________。
(4)等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量________(填“A>B”“A
1.随着国际油价持续上涨,面对能源安全的挑战,美国声称可能动用战略石油储备。
下列有关石油的说法中不正确的是( )
A.石油被称为“工业的血液”
B.衡量一个国家石油化工工业水平发展的标志是乙烯的产量
C.石油的主要成分与植物油相同
D.在海洋里航行的油轮发生泄漏时,会对海洋产生
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