学年苏教版必修2 专题三第一单元 化石燃料与有机化合物第2课时 学案Word文档格式.docx
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②产品
2.石油的催化裂化
(1)过程:
在加热、加压和催化剂存在下,使石油分馏产品中相对分子质量大、沸点高的烃断裂成相对分子质量小、沸点低的烃。
(2)目的:
提高汽油等轻质油的产量和质量。
(3)举例(十六烷的裂化):
化学方程式:
C16H34
C8H18+C8H16。
3.石油的裂解
(1)含义:
以比裂化更高的温度,使石油分馏产物中的长链烃断裂为乙烯、丙烯等气态短链烃的过程。
获得乙烯、丙烯等气态短链烃,为基本有机化工原料。
[成功体验]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)石油主要是烃类混合物,所以有固定的沸点。
( )
(2)石油裂解的目的是获得短链不饱和烃作化工原料。
(3)石油分馏得到的汽油是混合物。
(4)石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化。
答案:
(1)×
(2)√ (3)√ (4)×
2.下图是石油分馏塔的示意图。
a、b、c三种馏分中( )
A.a的沸点最高B.b的熔点最低
C.c的平均相对分子质量最大D.每一种馏分都是纯净物
解析:
选C 石油经加热后从下部进入分馏塔中,随着气体的上升温度逐渐降低,沸点高的馏分首先冷凝从下部流出,越往上馏分沸点越低,故a处馏分沸点最低,A错;
b处馏分熔点介于a,c之间,B错误;
C处的平均相对分子质量是最大的,C正确;
而石油分馏的馏分中都含有不同碳原子数的烃,所以石油的馏分都是混合物,D错误。
探究1 乙烯分子中的所有原子共平面吗?
若把其中的一个氢原子换为氯原子,所有原子还在一个平面上吗?
共平面;
仍处于同一平面内。
探究2 如何鉴别乙烷和乙烯两种气体?
将气体分别通入溴水或酸性KMnO4溶液中,能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是乙烯,不褪色的是乙烷。
探究3 工业上用乙烯和水反应制取乙醇,是利用了乙烯的什么性质?
乙烯分子中含有碳碳双键,在一定条件下能与水发生加成反应。
1.乙烯的分子结构
2.乙烯的化学性质
(1)氧化反应:
(2)加成反应:
①概念:
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。
②与Br2、H2、HX、H2O等的反应:
3.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
(1)乙烯的化学性质比乙烷活泼。
(2)乙烯燃烧时火焰明亮,同时冒出黑烟。
(3)乙烯的结构简式为CH2CH2。
(4)乙烯双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应。
(1)√
(2)√ (3)×
(4)×
4.石油被称为“国民经济的血液”,它既是重要的战略资源和能源,也是十分重要的化工原料。
(1)乙烯是石油裂解的主要产物之一,将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是______________;
发生的反应类型为______________。
(2)乙烯通入酸性KMnO4溶液中观察到的现象是________,乙烯发生了______________反应。
乙烯可与溴的四氯化碳溶液中的溴发生加成反应,使之褪色,可被酸性KMnO4氧化,使其褪色。
(1)红棕色褪去 加成反应
(2)紫红色褪去 氧化
探究1 写出乙炔的结构简式,乙炔分子中的四个原子在同一直线上吗?
CH≡CH;
在同一直线上。
探究2 如何由乙炔制取氯乙烯(CH2===CHCl),该反应属于何种反应类型?
乙炔与HCl反应可制得氯乙烯,反应方程式为CH≡CH+HCl
CH2===CHCl;
加成反应。
探究3 乙炔与乙烯是同分异构体吗?
为什么?
不是;
原因是二者的分子式不同。
1.乙炔的分子结构
2.乙炔的化学性质
5.你能用最简单的方法鉴别甲烷、乙烯和乙炔三种气体吗?
因为CH4、C2H4、C2H2中含碳量分别为75%、85.7%、92.3%,故随含碳量升高,三种烃在燃烧时火焰明亮程度及产生烟的多少不同,可以鉴别三者。
可用点燃法,能安静的燃烧并产生淡蓝色火焰的是CH4,产生明亮火焰并伴有黑烟的是C2H4,产生明亮火焰并带有浓烟的是C2H2。
———————————————[关键语句小结]————————————————
1.石油炼制的方法有分馏、催化裂化和裂解。
石油的分馏是物理变化,石油的裂化、裂解是化学变化。
2.乙烯的结构与性质:
(1)乙烯分子是平面形结构,分子中2个C原子与4个H原子共平面;
(2)乙烯能使溴水褪色(加成反应),也能使酸性KMnO4溶液褪色(氧化反应)。
3.乙炔的结构与性质:
(1)乙炔分子是直线形结构,分子中2个C原子与2个H原子在同一直线上;
(2)乙炔能使溴水褪色(加成反应),也能使酸性KMnO4溶液褪色(氧化反应)。
[例1] 下列关于石油加工的叙述中正确的是( )
A.石油分馏所得的馏分是纯净物
B.蒸馏和分馏都是化学变化
C.石油的裂化和裂解均为化学变化
D.蒸馏时温度计水银球应插到液面以下
选C 石油的各种馏分仍是混合物,A项错误;
蒸馏、分馏都是物理变化,B项错误;
石油的裂化、裂解是化学变化,C正确;
D项,蒸馏时温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出气体的温度,D项错误。
石油炼制三种方法的比较
1.关于石油的说法中,不正确的是( )
A.石油是混合物,主要是各种液态的碳氢化合物,其中溶有气态和固态的碳氢化合物
B.常压分馏得到的汽油是混合物,没有固定的沸点
C.裂化是化学变化,裂解是物理变化
D.裂化的目的是得到轻质油
选C 石油的成分主要是液态烃,其中溶有气态烃和固态烃,A选项正确;
石油常压分馏得到的汽油主要为含有C5~C11的液态烃,它是混合物,没有固定的沸点,B选项正确;
裂解是更深度的裂化,裂化是化学变化,裂解也是化学变化,C选项不正确;
裂化是得到轻质油,尤其得到汽油,裂解是得到乙烯、丙烯等化工原料,D选项正确。
[例2] 下列说法错误的是( )
A.无论是乙烯与Br2的加成反应,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.溴的四氯化碳溶液和酸性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生成水的质量相同
D.乙烯不如乙烷稳定
选C 乙烯发生加成反应和氧化反应的过程中碳碳双键都断裂,A项正确;
乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液反应,但是乙烷不能,故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷,B项正确;
乙烯和甲烷中氢的质量分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量不同,C项错误;
乙烯分子中含有碳碳双键,化学性质比乙烷活泼,D项正确。
鉴别乙烷与乙烯时,溴水、酸性KMnO4溶液均可以采用,但要除去乙烷中的乙烯时,只能选用溴水,而不能选用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4溶液氧化乙烯生成CO2,又引入了新的杂质。
(1)能否用燃烧的方法鉴别甲烷和乙烯?
(2)氯乙烯(CH2===CHCl)能使溴水褪色吗?
(1)能;
甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,而乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟,二者燃烧时的现象不同,故能用燃烧的方法鉴别二者。
(2)能。
[例3] [双选]下列各反应中属于加成反应的是( )
A.CH2===CH2+H—OH
CH3—CH2—OH
B.H2+Cl2
2HCl
C.CH3—CH===CH2+H2
CH3—CH2—CH3
D.CH3—CH3+2Cl2
CH2Cl—CH2Cl+2HCl
选AC B是无机反应中的化合反应,而不属于加成反应;
D为取代反应;
A为加成反应;
对于C项,CH3—CH===CH2分子里有一个
,与H2发生加成反应生成CH3—CH2—CH3。
1.对加成反应的理解
(1)“两端的碳原子”,包括两端的两个碳原子和两端的一个碳原子两种情况。
如下列两类反应都是加成反应:
(2)“其他原子或原子团”可以是分子内的,也可以是分子间的,可以是同种分子间的,也可以是不同种分子间的。
如下列两个反应都是加成反应:
2.加成反应的特点
(1)加成反应的特点是断一加二,从哪里断就从哪里加,即有机物分子如果断开一个化学键,就应该加上两个原子或原子团,因此是“只上不下”。
(2)反应物中有不饱和键(双键或叁键),得到的产物只有一种。
2.指出下列反应的反应类型。
(1)CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br,
反应类型:
__________。
(2)CH4+Cl2
CH3Cl+HCl,反应类型:
______________。
(3)CH2===CH2+H2
CH3CH3,反应类型:
(4)C2H4+3O2
2CO2+2H2O,反应类型:
(1)加成反应
(2)取代反应 (3)加成反应(4)氧化反应
1.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.乙烯的结构简式为CH2CH2
B.甲烷结构简式为CH4
C.乙炔的结构简式为C2H2
D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色说明它具有漂白性
选B A项应为
;
C项C2H2是乙炔的分子式,其结构简式应为CH≡CH;
D项发生了氧化反应,无漂白性。
2.下列说法正确的是( )
A.将石油进行分馏是化学变化
B.将石油进行分馏这是利用了物质物理性质的差异
C.烷烃可以发生取代反应但不能发生分解反应
D.烷烃可以发生取代反应也可以发生加成反应
选B 分馏是蒸馏的连续进行,其中主要的物质变化是物质由液体变为气体再冷凝为液体。
因此,将石油进行分馏这是利用了物质物理性质的差异,该过程未发生化学变化;
石油的裂化过程和裂解过程都包含着烷烃的分解反应。
烷烃分子中无不饱和键,不能发生加成反应。
3.下列关于乙炔性质的叙述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是( )
A.能燃烧生成二氧化碳和水
B.能发生加成反应
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.能与氯化氢反应生成氯乙烯
选D 乙烷、乙烯、乙炔均能燃烧生成二氧化碳和水;
乙烯(CH2===CH2)、乙炔(CH≡CH)中均含有碳碳不饱和键,既能与Br2、H2等物质发生加成反应,又能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色;
乙炔能与氯化氢加成生成氯乙烯,乙烷与氯化氢不反应,乙烯与氯化氢加成生成氯乙烷,故选项D符合题意。
4.下列物质,不可能是乙烯的加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2C.BrCH2CH2BrD.CH3CH2Br
选B 乙烯加成是分别在双键两端的不饱和碳原子上连接一个原子或原子团,如果去掉加上去的成分应恢复为乙烯的结构。
选项中B不符合这一要求。
5.
(1)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,其中,与酸性高锰酸钾发生的反应是________反应(填反应类型)。
为了安全,点燃乙烯前应________。
乙烯燃烧时的实验现象是__________________________________________。
(2)在一定条件下,乙烯和乙烷都能制得氯乙烷,据此回答问题:
①由乙烷制备氯乙烷的化学方程式:
_________________,
该反应类型属于________反应。
②由乙烯制备氯乙烷的化学方程式为:
___________________,
该反应类型属于__________反应。
③比较两种方法,第______________种方法较好,其原因是_____________。
(1)乙烯分子中的碳碳双键的其中一个易断裂,因此它易被酸性高锰酸钾氧化。
乙烯等可燃性气体在点燃前必须检验其纯度,以免发生爆炸危险。
因乙烯中含碳的质量分数较大,在燃烧时火焰明亮并伴有黑烟。
(2)由于烷烃的卤代反应是分步进行的,而且反应很难停留在一元取代阶段,所以得到的产物往往是混合物;
而用乙烯和HCl只有一种加成产物,所以可以得到相对纯净的产物。
(1)氧化 检验乙烯的纯度 火焰明亮并伴有黑烟
(2)①CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl 取代
②CH2===CH2+HCl
CH3CH2Cl 加成
③ ② 第②种方法得到的产物较为纯净,而第①种方法会发生多种副反应,生成多种产物的混合物
1.下列有关乙炔的说法正确的是( )
A.与
互为同系物
B.分子中所有原子共平面
C.能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色,且褪色原理相同
D.与H2反应只能生成乙烷
选B 乙炔与乙烯为两类物质,不是同系物,A错误;
乙炔分子中四个原子共直线,则共平面,B正确;
乙炔使二者褪色原理不同,前者乙炔发生氧化反应,后者发生加成反应,C错误;
一定条件下乙炔与H2加成生成乙烯,D错误。
2.下列有关说法不正确的是( )
A.由乙烯分子的组成和结构推测含一个碳碳双键的单烯烃的通式为CnH2n
B.分子式为C3H6的烃分子一定含有碳碳双键
C.从乙烯与溴发生加成反应生成1,2二溴乙烷可知乙烯分子的碳碳双键中有一个键不稳定,易发生断裂
D.乙烯在空气中燃烧的现象与甲烷不同的原因是乙烯的含碳量高
选B B项中分子式为C3H6的烃分子可以形成环状结构:
△,分子中无碳碳双键。
3.能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是( )
A.乙烯分子里碳氢原子个数比为1∶2
B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等
C.乙烯容易与溴水发生加成反应,且1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴单质
D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
选C 分子里含有一个碳碳双键时,1mol该分子只能与1mol氢气或1mol卤素单质加成。
4.下列分子中的各原子不可能在同一平面上的是( )
A.C2H4 B.CH3CH3C.CH2===CHClD.C2H2
选B C2H4分子呈平面形结构,6个原子均在同一平面上。
CH4呈正四面体结构,CH3CH3可以看成CH4中的1个H原子被甲基(-CH3)取代,故CH3CH3分子中各原子不可能在同一平面上。
CH2===CH2中所有原子都在同一平面上,而CH2=CHCl是CH2===CH2分子中的1个H原子被Cl原子取代后形成的,故CH2===CHCl分子上的所有原子共面。
C2H2是直线形分子,4个原子在一条直线上,故分子中的所有原子共平面。
5.制取一氯乙烷最好的方法是( )
A.乙烷和氯气反应B.乙烯和氯气反应
C.乙烯和氯化氢反应D.乙烯和氢气、氯气反应
选C 乙烷和氯气发生取代反应,除生成一氯乙烷外,还生成二氯乙烷、三氯乙烷等多种有机物,不能得到纯净的一氯乙烷,该方法不是最好。
乙烯和氯气发生加成反应生成1,2二氯乙烷,得不到一氯乙烷。
乙烯和氯化氢发生加成反应生成一氯乙烷,且没有副产物生成,故该方法最好。
乙烯和氢气、氯气均能发生加成反应,不会生成一氯乙烷。
6.若用乙烯和氯气在适当的条件下反应制取四氯乙烷,这一过程中所发生的反应的类型及消耗氯气的量是(设乙烯为1mol,反应产物中的有机物只有四氯乙烷)( )
A.取代反应,4molCl2
B.加成反应,2molCl2
C.加成反应、取代反应,2molCl2
D.加成反应、取代反应,3molCl2
选D 由乙烯和氯气制备四氯乙烷的过程中,乙烯和氯气先发生加成反应生成CH2ClCH2Cl,CH2ClCH2Cl再与Cl2发生取代反应生成四氯乙烷,加成反应中消耗1molCl2,取代2mol氢原子需要2molCl2,故D正确。
7.如图所示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C2HCl3
B.该有机物的分子中一定有
键
C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上
D.该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到
选D 据球棍模型知该有机物可为C2HCl3,A正确;
据碳的成键特点知B正确;
类比C2H4的结构知C正确;
若为C2H4与HCl加成则产物为C2H5Cl,不符合成键情况。
8.下列说法错误的是( )
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以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C.石油裂解是为了获得更多化工原料,如乙烯、丙烯等
D.汽油是烃的混合物,煤油、柴油是由烃构成的纯净物
选D A中,石油是由烷烃、环烷烃组成的混合物,肯定含有C5~C11的烷烃,通过石油炼厂的分馏可以得到汽油、煤油等分馏产品;
B中,使含C18以上的固态烃的重油长链烃分子断裂就可以得到汽油,使长链烃分子断裂为C5~C11烷烃的过程采用催化裂化的方法;
C中,裂解的目的是为了获得大量的石油化工产品,主要是三烯:
乙烯、丙烯、1,3丁二烯;
D中,石油是烃的混合物,石油分馏产品汽油、煤油、柴油等仍是烃的混合物。
9.将60g由甲烷和乙烯组成的混合气体通入盛有足量溴水的容器里,盛溴水的容器的总质量增28g,则原混合气中甲烷和乙烯的物质的量之比为( )
A.1∶2 B.2∶1C.3∶2D.2∶3
选B 据题意可知乙烯28g(即1mol),甲烷为60g-28g===32g(即2mol),其物质的量之比为2∶1。
10.乙炔分子CH≡CH加成可以得到CH2===CHC≡CH(乙烯基乙炔),该物质是合成橡胶的重要原料。
下列对该物质的判断中错误的是( )
A.该物质既是CH2===CH2的同系物,又是CH≡CH的同系物
B.该物质既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水褪色
C.该物质与足量的氢气加成后,只能生成一种物质
D.该物质的分子中所有原子共平面
选A 该物质既含
又含—C≡C—。
与乙烯、乙炔的结构都不相同,不是它们的同系物;
该分子结构决定该物质既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水褪色;
该物质与足量的氢气加成后,只能生成一种物质即丁烷;
该物质的分子相当于CH2===CH2分子中的一个H原子被—C≡CH代替,而—C≡CH为直线形,则分子中所有原子共平面,故B、C、D正确,A错误。
11.
(1)分析CH4、C2H4、C2H2分子的空间结构:
①CH4是________形,C2H4是________形,C2H2是________形。
②CH3CH===CH2中三个碳原子是共直线还是共平面________。
(2)三种气体中能使溴水褪色的是C2H4与________,其中C2H4使溴水褪色的化学方程式为__________________________________________________________________________,
产物中所有原子________(填“共”或“不共”)平面。
(1)CH4是正四面体形,C2H4是平面形,C2H2是直线形,据C2H4分子空间构型知CH3CH===CH2中三个碳原子共平面。
(2)C2H4与C2H2能与Br2发生加成反应而使溴水褪色,但C2H4与Br2的加成产物中所有原子不共平面。
(1)①正四面体 平面 直线②共平面
12.实验室可通过加热酒精和浓硫酸的混合物制乙烯,其副反应常伴有SO2产生,SO2也能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。
请回答:
(1)SO2使溴水褪色的化学方程式________________(反应类型:
________);
C2H4使溴水褪色的化学方程式________________(反应类型:
____________)。
(2)检验C2H4中含有SO2的方法为____________,除去SO2的方法______________,检验SO2是否除尽的方法________________________。
(3)乙炔使KMnO4溶液褪色,发生反应的类型为________________,乙炔使溴水褪色,发生反应类型为__________________________。
SO2具有还原性,能与溴水或酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应;
C2H4与溴水发生加成反应,使溴水褪色。
由于SO2是酸性气体,所以除去的方法是将混合气体通过强碱溶液的洗气瓶。
C2H2使酸性KMnO4溶液褪色是因为发生了氧化反应,使溴水褪色是发生了加成反应。
(1)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr氧化还原反应
CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br 加成反应
(2)将混合气体通入品红溶液中,看品红溶液是否褪色将混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶 将洗气后的气体再通过品红溶液,若不褪色说明已除尽
(3)氧化反应 加成反应
13.某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。
根据如图回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D的结构简式:
A________________,B________________,
C________________,D________________。
(2)写出②、④两步反应的化学方程式,并注明反应类型:
②________________________________________________________________________,反应类型________。
④________________________________________________________________________,反应类型________。
根据烃A的用途知A为乙烯,则B为CH3CH3,C为CH3CH2Cl,D为CH3CH2OH。
其中反应②和④均能制得
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