高二化学碳氢化合物的宝库石油Word格式.docx

高二化学碳氢化合物的宝库石油Word格式.docx

《高二化学碳氢化合物的宝库石油Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二化学碳氢化合物的宝库石油Word格式.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

有机化学与人们生活、生产和科学研究紧密相关。

例1.下列物质中属于有机物的是（b）

A、二氧化碳B、尿素C、盐酸D、碳酸氢铵

例2.下列说法中错误的是（b）

A、大多数有机物难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。

B、有机物的熔点低，受热易分解，都能燃烧。

C、绝大多数有机物是非电解质，不易导电。

D、有机物的化学反应比较复杂，一般较慢，且常伴有副反应发生。

二、最简单的有机物——甲烷

1.烃：

仅由碳和氢元素组成的化合物，也叫碳氢化合物。

分子式为CxHy。

根据结构的不同，烃可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等，最简单的烃是甲烷。

2.甲烷是最简单的有机物，它是天然气、沼气、瓦斯、可燃冰（煤矿中常见的“瓦斯爆炸”）的主要成份。

甲烷的化学式是CH4。

3.甲烷的结构：

（1）电子结构：

（2）结构式：

（3）空间结构：

以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体，键角：

109°

28′。

（4）球棍模型：

（5）比例模型：

4.结构式和结构简式的区别：

结构式是用元素符号和短线表示化合物（或单质）分子中原子的排列和结合方式的式子，是要把所有化学键都写出来的表达方法。

结构简式是把分子中各原子连接方式表示出来的式子，是结构式的简写，可以将有机物分子结构式中的C-C单键、C-H键、C-OH键等省略不写所得的一种简式。

如,丙烷的结构简式为CH3CH2CH3。

5.甲烷的性质：

（1）甲烷的物理性质：

甲烷是无色、无味、可燃和无毒的气体。

熔点为-182.5℃，沸点为-161.49℃。

甲烷密度为0.717g/L（气体密度估算方法：

），比空气轻（M=29）。

甲烷溶解度很少，极难溶于水，可用排水法收集（也可以用向下排空气法收集）。

（2）甲烷的化学性质：

①通常情况下，甲烷比较稳定，一般不和强酸、强碱、强氧化剂等起反应，不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。

②甲烷的可燃性：

点燃甲烷气体，在火焰的上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯。

现象：

产生蓝色火焰，同时石灰水变浑浊

CH4+2O2

CO2+2H2O

注意：

甲烷气体与空气或氧气混合点燃时，易发生爆炸，使用前需要验纯。

③高温分解：

隔绝空气加热到1000℃以上会分解生成炭黑和氢气，炭黑是橡胶工业的重要原料，是黑色颜料、油漆、涂料的重要着色剂。

CH4

C+2H2

④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所代替的反应。

甲烷与氯气的取代反应：

试管中液面上升；

气体黄绿色变浅；

试管内壁有油状液滴生成。

饱和食盐水的作用：

减小氯气的溶解，但又能溶解氯化氢，能够方便地观察甲烷和氯气反应中体积的变化。

一氯取代：

CH4Cl2

CH3ClHCl一氯甲烷是气体。

二氯取代：

CH42Cl2

CH2Cl22HCl二氯甲烷是液体。

三氯取代：

CH43Cl2

CHCl33HCl三氯甲烷又叫氯仿是液体。

四氯取代：

CH44Cl2

CCl44HCl四氯甲烷又叫四氯化碳是液体。

各步取代同时进行，与CH4和Cl2的量无关；

产物一定是混合物，产物中HCl含量最多；

暗处不发生反应，光照下才能反应，若日光直射，会发生爆炸；

卤素的水溶液（如氯水、溴水）不取代，只有纯的卤素单质气体才可以发生取代反应。

6.取代反应和置换反应的区别：

7.甲烷的实验室制备：

CH3COONa+NaOH

+Na2CO3

8.甲烷的用途：

（1）甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。

中国最早利用天然气。

（2）“西气东送”就是将新疆等中西部地区的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。

（3）天然气是高效、低耗、污染小的清洁能源。

它还是一种重要的化工原料。

（4）甲烷可以作燃料、制卤代烃、炭黑。

例3.如图所示，将1体积甲烷和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立于盛有A溶液的水槽中，放在光亮处，试推测该实验可能观察到的现象

⑴若A为饱和NaCl溶液，则片刻后发现气体的颜色

，试管中的液面，

试管内壁上有出现。

⑵若A为紫色石蕊试液，则水槽中可以观察到。

⑶若A为浓氨水，则试管中还可以观察到。

例4.甲烷和氯气在光照的条件下下发生取代反应，生成的产物有（）

A．2种B．3种C．4种D．5种

例5.在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是（）

A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl4D.HCl

例6.若甲烷与氯气以物质的量之比1︰3混合，在光照下得到的产物：

①CH3Cl；

②CH2Cl2；

③CHCl3；

④CCl4，其中正确的是（）

A．只有③B．只有①②C．①②③的混合物D．①②③④的混合物

三、烷烃

1.定义：

碳原子之间都以单键结合成链状，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已充分利用而达到饱和，这种烃叫“饱和链烃”或称烷烃。

烷烃一定是单键、链状，含有双键、三键或环状的烃类一定不是烷烃。

2.通式：

CnH2n+2（n≥1），其中有（2n+2）个C-H键，（n-1）个C-C单键，一共有（3n+1）个共价键。

3.同系物：

结构相似、在分子结构式上相差1个或若干个含碳原子团（一般为CH2）的化合物互称同系物。

如甲烷、乙烷、丙烷相差n个CH2互为同系物。

同系物要同时满足两个条件：

结构相似和分子式相差若干个CH2。

分子式相差若干个CH2的物质不一定是同系物。

如CH3CH2OH和CH3CH2-O-CH3虽然分子式相差1个CH2，但他们不是同系物，因为前者为醇类物质而后者为醚类物质，结构上不相似。

4.同系物规律：

①随着碳原子数的递增，因为分子间作用力变大，所以熔沸点逐渐升高；

相同碳原子数的烷烃，支链越多，因为分子间距离变大，分子间作用力变小，所以熔沸点越低（相同碳原子，支链越多，熔沸点越低）；

另外，随着碳原子数的递增，密度依次增大，烷烃的物态与碳原子数的关系：

1≤n≤4是气态，5≤n≤16是液态，17≤n是固态。

②同系物的化学性质一般相似。

所以通常情况下，烷烃比较稳定，均不溶于水，在空气中可以点燃，可以发生取代反应，一般不和强酸、强碱、强氧化剂等起反应，不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。

5.同分异构现象：

化合物的分子式相同而结构不同的现象，叫做同分异构现象。

同分异构主要分为碳链异构、官能团位置异构、官能团种类异构三大类。

具有同分异构现象的化合物互称为同分异构。

6.烃基：

烃分子失去1个氢原子后所剩余的部分叫做烃基。

烷烃失去1个氢原子后所剩余的部分叫做烷基。

烷基用R－表示，其中“－”表示半键，即一个不成对的单电子。

烷基由于结构中含有不成对的单电子，很容易和其他基团反应，形成电子成对的共价键，所以烷基性质活泼、不稳定、不能独立存在。

烷基不是带电的离子。

例7.化学式为C8Hm的烷烃，m值等于；

CnH22的烷烃，n值等于；

相对分子质量为212的烷烃的分子式为。

例8.根据下列数据判断丙烷的沸点可能是（a）

物质

甲烷

乙烷

丁烷

戊烷

沸点

－164℃

－88.6℃

－0.5℃

＋36.1℃

A．约－40℃B．低于－164℃C．低于－89℃D．高于＋36℃

例9.下列说法不正确的是（）

A．烷烃的同系物可用通式CnH2n+2表示B．同系物的化学性质相似

C．同系物的物理性质相同D．同分异构体的化学性质一定不相似

例10.1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代反应（）

A．4molB．8molC．2molD．6mol

例11.下列说法正确的是（b）

A．相对分子质量相同的物质是同种物质

B．相对分子质量相同的不同有机物不一定是同分异构体

C．具有同一通式的物质属于同系物

D．分子中含有碳和氢的化合物是烃类

例12.下列化学式仅代表一种物质的是（ab）

A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C5H12

例13.有下列各种微粒或物质：

CH3

A．O2和O3B．

C和

CC．CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CHCH3

HClCH3

D．Cl—C—Cl和Cl—C—HE．CH3CH2CH2CH3和CH3—CH—CH3

HH

（1）组两种微粒互为同位素；

（2）组两种物质互为同素异形体；

（3）组两种物质属于同系物；

（4）组两物质互为同分异构体；

（5）组两物质是同一物质。

7.烷烃的命名：

（1）普通命名法：

通常把烷烃泛称“某烷”，“某”是指烷烃中碳原子的数目。

由一到十用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，自十一起用汉字数字表示。

例：

CH4叫甲烷，CH3CH3叫乙烷，C15H32叫十五烷。

为了区别异构体，用“正”、“异”和“新”来表示。

CH3—CH2—CH2—CH2—CH3正戊烷（“正”表示主链上没有支链）

异戊烷（“异”表示主链上只有一个甲基支链）

新戊烷（“新”表示主链上有两个甲基支链）

普通命名法简单方便，但只能使用于结构比较简单的烷烃。

对于结构比较复杂的烷烃必须用系统命名法。

（2）系统命名法：

对于烷烃的系统命名可按照下列步骤进行：

定主链，称“某烷”：

选定分子里最长碳链为主链，并按主链上碳原子的数目称为“某烷”。

（碳原子数在1~10的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸命名，自11起用汉字数字表示）

例：

CH3—CH—CH2—CH2—CH2—CH3

∣

CH3

在上式中线内的碳链为最长的，作为母体，含六个碳原子故叫己烷。

甲基则当作取代基。

写编号，定支链所在的位置：

在选定主链以后，就要进行主链的位次编号，也就是确定取代基的位次，主链从一端向另一端编号，号数用1，2，3┉等表示，读成1位，2位，3位等。

对简单的烷烃从距离支链最近的一端开始编号。

在有几种编号的可能时，应当选定使取代基的位次为最小。

当支链离两端的距离相同时，以取代基所在位置的数值之和最小。

当具有相同长度的链可作为主链时，选定具有支链数目最多且支链最简单的碳链为主链。

123456

CH3—CH2—CH—CH2—CH2—CH3

∣

CH3

CH3CH3

∣∣

CH3—CH—CH—CH—CH—CH2—CH3

∣∣

CH3CH2CH2CH3∣

命名：

2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷

写名称，相同取代基合并写，不同取代基从小到大写：

如果含有几个相同的取代基时，把它们合并起来，取代基的数目用一、二、三┉等来表示，写在取代基的前面；

如果含有几个不同的取代基时，就把小的取代基名称写在前面，大的写在后面（烷基的大小顺序是：

甲基<

乙基<

丙基<

丁基<

戊基<

己基<

异戊基<

异丁基<

异丙基），其位次必须逐个注明，位次的数字之间要用“，”隔开，位次和取代基名词之间要用“—”半字线连接起来。

CH3—CH2—C——CH—CH2—CH3

∣∣

CH3CH2CH3

命名：

3,3-二甲基-4-乙基己烷读做：

3,3二甲基4乙基己烷

（3）系统命名法确定主链位次的原则是：

①最长原则：

选定最长碳链为主链。

②最简原则：

当有两条相同碳原子的主链时，选支链最简单的一条为主链。

③最近原则：

起点离支链最近。

④最小原则：

名称组成：

取代基位置─取代基名称主链名称。

数字意义：

阿拉伯数字──取代基位置；

汉字数字──相同取代基的个数。

数字和汉字之间加“─”

例14.下列有机物的命名正确的是（）

A.1,2─二甲基戊烷B.2─乙基戊烷C.3,4─二甲基戊烷D.3─甲基己烷

例15.下列有机物名称中，正确的是（）

A.3,3—二甲基戊烷B.2,3—二甲基—2—乙基丁烷

C.3—乙基戊烷D.2,5,5—三甲基己烷

例16.（CH3CH2）2CHCH3的正确命名是（）

A.2－乙基丁烷B.3－乙基丁烷C.2－甲基戊烷D.3－甲基戊烷

例17.有机物的正确命名是（b）

A3,3二甲基4乙基戊烷B3,3,4三甲基己烷

C3,4,4三甲基己烷D2,3,3三甲基己烷

例18.某有机物的结构简式为：

，其正确的命名为（c）

A.2,3—二甲基—3—乙基丁烷B.2,3—二甲基—2—乙基丁烷

C.2,3,3—三甲基戊烷D.3,3,4—三甲基戊烷

例19.一种新型的灭火剂叫“1211”，其分子式是CF2ClBr。

命名方法是按碳、氟、氯、溴的顺序分别以阿拉伯数字表示相应元素的原子数目（末尾的“0”可略去）。

按此原则，对下列几种新型灭火剂的命名不正确的是（）

A.CF3Br──1301B.CF2Br2──122C.C2F4Cl2──242D.C2ClBr2──2012

四、工业的血液和炼油

1.石油是重要的能源和宝贵的资源，被誉为“工业的血液”。

（1）物理性质：

石油呈黑色或深棕色，有特殊气味，不溶于水，密度比水稍小，没有固定的熔点和沸点。

（2）元素组成：

主要含有C、H，还含有少量的N、O、S及微量的P、K、Si、Fe、Mg等。

（3）成分：

烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。

（4）炼制：

分馏、裂化、裂解、重整和精制。

2.石油的炼制：

分馏原理：

石油在加热时，分子中碳原子数少的低沸点烃受热先汽化，经过冷凝先分离出来。

随着温度的升高，分子中碳原子数多的高沸点烃受热再汽化，再经过冷凝，也分离出来。

经过多次加热和冷凝，就可在不同的温度的范围把石油分成不同的蒸馏产物。

石油分馏是物理变化，不是化学变化。

石油的分馏产物有石油气、汽油、煤油、柴油、重油等。

（1）原料：

原油中含H2O、CaCl2、MgCl2等，必须经过脱水、脱盐后才能分馏。

（2）分馏：

利用蒸馏原理得到不同沸点范围的蒸馏产物。

（3）馏分：

分馏出来的各种成分，每一种馏分仍然是多种碳氢化合物的混合物。

（4）设备：

分馏塔，分馏塔高度越高，馏分沸点越低。

减压分馏：

通过减小分馏设备中的气体压强而进行的分馏。

由于减小压强，可以降低液体的沸点，故可使常压下难以分离的液体混合物在不同温度范围内馏出。

3.有关石油分馏的实验：

（1）实验原理：

利用混合物中各物质的沸点不同对石油进行分离:

（2）实验仪器及用品：

铁架台（带铁圈和铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管（牛角管）、锥形瓶、弹孔塞、导管、火柴等；

石油。

（3）实验步骤：

按图连接好仪器；

检查装置的气密性；

将100mL石油注入

蒸馏烧瓶并加入碎瓷片；

将冷凝管中的冷

凝水接通；

点燃酒精灯给蒸馏烧瓶加热。

分别收集60℃～150℃和150℃～300℃时

的馏分，得到汽油和煤油。

（4）实验现象及结论：

在锥形瓶中收集

到无色油状液体，在60℃～150℃范围内收集

到的液体有汽油味，说明石油在60℃～150℃

的温度范围内挥发出了汽油。

在150℃～300℃

范围收集到的液体有煤油味，说明石油在150℃～300℃的温度范围内挥发出了煤油。

同时在蒸馏烧瓶中还剩有黑色粘稠的液体，说明还有沸点更高的物质没有挥发。

（5）实验注意事项：

一定要加入碎瓷片防止石油暴沸；

一定要垫上石棉网才能加热，防止蒸馏烧瓶炸裂而引起火灾；

为了使冷凝的效果好，冷却水的流向应与蒸汽的流向相反，即冷水要从冷凝管的下口进上口出；

汽油、煤油等对橡皮有腐蚀性，实验中所用的橡皮塞应用锡箔纸包起来，防止被腐蚀；

温度计的最大量程应高于300℃，且其玻璃泡（水银球）要置于蒸馏烧瓶的支管口。

4.石油的裂化：

将重油通过隔绝空气高温加热（或使用催化剂）的方法把相对分子质量大、沸点较高的烃转化成相对分子质量较小、沸点较低的烃作燃料油。

裂解使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯等短链烃的过程，目的是为了提高轻质液体燃料的产量和质量。

5.石油的裂解就是深度裂化，目的是得到甲烷、乙烯、丙烯等更短链烃的化工原料。

例20.三大合成材料为_________________________________________________

例21.石油加工的主要目的是（）

A.将石油按其成分的沸点不同加以分离

B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离

C.得到碳原子数多的烃类

D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开

例22.用重油制取丙烯的方法是（）

A.减压分馏B.干馏C.裂化D.裂解

例23.石油裂解的目的是（）

A.提高轻质液体燃料的产量B.主要提高汽油的产量

C.获得短链不饱和烃D.改善汽油的质量

例24.城市居民使用的石油气

的主要成分为丁烷，在使用过程中，常有一些杂质以液态沉积于钢瓶中，这些杂质是（D）

A．丙烷与丁烷 

B．乙烷与丙烷 

C．乙烷与戊烷 

D．戊烷与己烷

双基训练

1.下列物质常温下呈气态的是（a）

A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl4

2.下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（d）

3.下列物质属于纯净物的是（c）

A．甲烷与氯气在光照下取代的有机产物 

B．铝热剂 

C．明矾 

D．汽油

4.下列变化中属于物理变化的是（）

A．煅烧硫铁矿B．风化C．石油分馏D．石油裂化

5.下列分子式表示的各物质中，属于烃的是（）

A.C2H6OB.C6H6C.HCND.CO（NH2）2

6.在常温下，把一个盛有一定量的甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发

生反应，下列叙述中错误的是（）

A.容器内原子的总数不变 

B.容器内的分子总数不变

C.容器内压强不变 

D.发生的反应属于取代反应

7.二氟甲烷（CH2F2）是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，

用作空调、冰箱和冷冻库等压缩机中的制冷剂。

二氟甲烷的分子结构有（）

A．1种B．2种C．3种D．4种

8.取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸

收，碱石灰增重0.600g。

计算：

（1）碱石灰吸收后所剩气体的体积（标准状况下）。

（2）原混和气体中CH4跟O2的体积比。

9.目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然

气作为民用燃料。

管道煤气的主要成分为CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。

它们的燃烧反应如下：

根据以上化学方程式判断，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大是。

因此燃烧管道煤气的灶具如需改燃天然气，灶具的改进方法是进风口（填“增大”或“减少”），如不作改进可能产生的不良后果是，管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：

丙烷

熔点（℃）

-183.3

-189.7

-138.4

沸点（℃）

-88.6

-42.1

-0.5

试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是。

10.下列有机物常温下呈液态的是（）

A．CH3（CH2）2CH3B．CH3（CH2）15CH3C．CHCl3D．CH3Cl

11.在常温常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的

是（）

A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H10

12.1mol某烷烃完全燃烧,需要8mol的氧气,这种烷烃的分子式是（）

A．C3H8B．C4H10C．C5H12D．C6H14

13.下列叙述错误