2018届一轮复习人教版重要的烃　煤、石油和天然气的综合应用学案

2018届一轮复习人教版重要的烃　煤、石油和天然气的综合应用学案

第九单元　有机化合物 第一课时　重要的烃　煤、石油和天然气的综合应用 复习目标：‎ ‎1．了解有机化合物中碳的成键特征。了解有机化合物的同分异构现象。‎ ‎2.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质。‎ ‎3．了解乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。‎ 考点一　几种常见烃的结构与性质 自主梳理 ‎1．烃 ‎(1)概念：分子中只含有碳、氢两种元素的有机物。最简单的烃是甲烷。‎ ‎(2)分类：按碳骨架分 ‎2．甲烷 ‎(1)组成和结构 俗称 分子式 结构式 结构简式 分子构型 天然气、沼气 CH4‎ CH4‎ 正四面体 ‎(2)物理性质 颜色：无色，状态：气体，溶解性：难溶于水，密度：比空气小。‎ ‎(3)化学性质 ‎3．烷烃 ‎(1)结构与性质 通式 CnH2n＋2(n≥1)‎ 结构特点 ‎①链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；‎ ‎②碳原子间以单键相连，其余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”；‎ ‎③一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构；1 mol CnH2n＋2含共价键的数目是 ‎(3n＋1)NA 物理性质 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；若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，(CH3)‎4C称为新戊烷。‎ ‎4．乙烯 ‎(1)结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 空间构型 C2H4‎ CH2==CH2‎ ‎(2)化学性质 ‎(3)用途：用作植物生长调节剂和水果的催熟剂、化工原料等。‎ ‎5．苯 ‎(1)组成与结构 ‎(2)物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 密度 熔沸点 无色 液体 特殊气味 有毒 不溶于水 比水小 低 ‎(3)化学性质 ‎【深度思考】‎ ‎1．哪些事实可以证明苯分子中不存在单双键交替排列？‎ ‎【答案】①苯中碳碳键完全相同，为平面正六边形结构。‎ ‎②邻二甲苯()仅有一种结构 ‎③苯与溴水不能发生加成反应 ‎④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 ‎2．下列物质中，因发生化学反应而使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色的有________。‎ ‎【答案】②⑤‎ 例1、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________________。‎ ‎【答案】　(1)CH2==CH2　CH3CH3　CH3CH2Cl　CH3CH2OH ‎(2)CH2==CH2＋HClCH3CH2Cl　加成反应 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl　取代反应 ‎【发散类比1】下列说法正确的是(　　)。‎ A．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷 B．乙烯和乙烷都能发生加聚反应 C．乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键 D．乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别 ‎【答案】D ‎【解析】酸性高锰酸钾均不能氧化苯和环己烷，A项错；乙烷是饱和烃，不能发生加聚反应，B项错；聚氯乙烯、苯分子中均无碳碳双键，C项错；乙烯(不饱和)能使溴的四氯化碳溶液褪色，而甲烷(饱和)不能，D正确。‎ ‎【方法技巧】轻松突破取代反应、加成反应 取代反应 加成反应 概念 有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 有机物分子中不饱和键两端的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 特点 有上有下或断一下一上一(即断了一个化学键，下来一个原子或原子团，上去一个原子或原子团)‎ 只上不下或断一加二，从哪里断从哪里加(即断了一个化学键，加上两个原子或原子团，加在断键两端的不饱和碳原子上)‎ 反应前后分子数目 一般相等 减少 考点二 碳原子的成键特征　同系物与同分异构体 自主梳理 ‎1．有机物中碳原子的成键特征 ‎(1)碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4个共价键，而且碳原子之间也能相互形成共价键；‎ ‎(2)碳原子不仅可以形成单键，还可以形成双键或三键；‎ ‎(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，碳链或碳环上还可以连有支链。‎ ‎2．同系物 ‎(1)定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。‎ ‎(2)特点 ‎(3)同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。‎ ‎3．同分异构体 ‎(1)具有相同的分子式，但具有不同结构的化合物互称为同分异构体。‎ ‎(2)特点 ‎①分子式相同，相对分子质量相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体。‎ ‎②同分异构体的最简式相同。但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H4与C3H6(环丙烷)。‎ ‎③结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。‎ ‎(3)类型 ‎4．有机物结构的表示方法 ‎(1)球棍模型：用来表示分子的三维空间分布的分子模型。棍代表共价键，球表示构成有机物分子的原子。如下图分别为丙烷、乙烯的球棍模型。‎ ‎(2)比例(填充)模型：用来表示分子三维空间分布和原子相对大小的分子模型。球代表原子，其大小代表原子的相对大小，球和球紧靠在一起。如图分别是甲烷和乙酸的比例模型。‎ ‎(3)结构式：用元素符号和短线表示有机物分子中原子的排列和结合方式的式子。例如：乙烷、乙烯的结构式分别为：，。‎ ‎(4)结构简式：结构简式是结构式的简单表达形式。例如丙烷、乙烯、乙醇的结构简式分别为CH3CH2CH3，CH2==CH2，CH3CH2OH。‎ ‎(5)键线式：碳碳键用线段来表示，拐点或端点表示碳原子，碳原子上的氢原子不必标出，其它原子或其它原子上的氢原子都要标出。例如：丙烯、正丙醇的键线式分别为，。‎ ‎【深度思考】‎ ‎1．如图所示是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：‎ ‎(1)A、B、C三者的关系是____________。‎ ‎(2)A的分子式为__________，C的名称为__________。‎ ‎(3)写出C的同分异构体的结构简式：_________________________。‎ ‎【答案】(1)同系物　(2)C2H6　正丁烷 (CH3)3CH ‎2．下图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实的存在状况？__________。‎ ‎【答案】D ‎3．写出下列基团的同分异构体的种类 ‎—CH3　______种；—C2H5　______种；—C3H7　______种；—C4H9　______种；—C5H11　_____种 ‎【答案】1　1　2　4　8‎ 例4、分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有(　　)。‎ A．15种 B．28种　　C．32种 D．40种 ‎【答案】D ‎【解析】分子式为C5H10O2的酯可能是HCOOC4H9、CH3COOC3H7、C2H5COOC2H5、C3H7COOCH3，其水解得到的醇分别是C4H9OH(有4种)、C3H7OH(有2种)、C2H5OH、CH3OH，水解得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、C3H7COOH(有2种)。C4H9OH与上述酸形成的酯有4＋4＋4＋4×2＝20种；C3H7OH与上述酸形成的酯有2＋2＋2＋2×2＝10种；C2H5OH、CH3OH与上述酸形成的酯都是1＋1＋1＋1×2＝5种，以上共有40种。‎ ‎【发散类比】分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)(　　)。‎ A．5种 B．6种　　 C．7种 D．8种 ‎【答案】D ‎【解析】是要求推出醇C5H11—OH的同分异构体数目，可先碳链异构，再插入—OH。有：———C—C、，共8种。‎ ‎【归纳总结】同分异构体数目的四种判断方法 ‎1．记忆法：记住一些常见有机物，如甲烷、乙烷、丙烷均无异构体，丁烷有2种，戊烷有3种。‎ ‎2．等效氢法：分子中有多少种“等效”氢原子，其一元取代物就有多少种。(1)同一个碳原子上的氢原子属于“等效”氢原子。(2)同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子属于“等效”氢原子。(3)同一个碳原子上相同取代基上的氢原子属于“等效”氢原子。‎ ‎3．基元法：丙基有2种，则丙醇有2种，一氯丙烷有2种；丁基有4种，则丁醇有4种，戊酸有4种。‎ ‎4．换元法：一种烃如果有m个氢原子可被取代，那么它的n元取代物与(m－n)元取代物种类相等。‎ 考点三 煤、石油、天然气的综合利用 自主梳理 ‎1．煤的综合利用 ‎(1)煤的组成：‎ ‎(2)煤的加工：‎ ‎2．石油加工 ‎(1)石油的成分：多种碳氢化合物组成的混合物，所含元素以C、H为主。‎ ‎(2)石油加工：‎ ‎3．天然气的综合利用 ‎(1)天然气是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。它的主要成分是甲烷。‎ ‎(2)天然气与水蒸气反应制取H2的化学方程式为CH4＋H2O(g)CO＋3H2。‎ ‎【深度思考】‎ ‎1．下列变化中，属于化学变化的是________。‎ ‎①煤的干馏　②煤的液化　③煤的气化　④石油的分馏 ⑤石油的裂化　⑥石油的裂解 ‎【答案】①②③⑤⑥‎ ‎2．为什么不能用裂化汽油萃取溴水中的溴？‎ ‎【答案】由于裂化汽油中含有不饱和烯烃，能与溴水中的溴发生加成反应，所以不能用于萃取溴水中的溴。‎ ‎3．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”‎ ‎(1)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物(　　)‎ ‎(2)焦炭是煤干馏的一种重要产品(　　)‎ ‎(3)常压分馏得到的汽油是混合物，没有固定的沸点(　　)‎ ‎(4)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(　　)‎ ‎【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)√‎ 例3、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 ‎【答案】C ‎【解析】石油裂化的目的是获得更多的液态轻质油，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。‎ ‎【发散类比3】下列关于石油的说法不正确的是(　　)。‎ ‎①石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物 ‎②煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 ‎③煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料 ‎④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃 A．①③ B．①②　　C．②③ D．③④‎ ‎【答案】A ‎【解析】石油分馏获得的汽油、煤油等产品均为混合物，①错误；煤的气化和液化是化学变化，③错误。‎