2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点50脂肪烃学案

2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点50脂肪烃学案

考点50　脂肪烃 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的物理性质 a ‎2.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 ‎3.天然气、石油液化气和汽油的来源和组成 a 一、烷烃的结构和性质 ‎1．烷烃的结构特点 除甲烷外，还有一系列性质跟它很相似的烃，如乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等，这类烃称为烷烃。‎ ‎(1)每个碳原子形成四个共价键，且碳原子之间只以单键相连成链状。‎ ‎(2)碳原子的剩余价键均与氢原子结合。‎ ‎(3)烷烃CnH2n＋2分子中含有(n－1)个C—C，(2n＋2)个C—H键，共含有(3n＋1)个共价键。‎ ‎(4)超过三个碳原子的烷烃分子中的碳，并不在一条直线上，而是呈锯齿状。‎ ‎(5)分子式(碳原子数)不同的烷烃一定互为同系物，分子式相同(结构不同)的烷烃一定互为同分异构体。‎ ‎2．烷烃的通式和物理通性 烷烃的通式为CnH2n＋2(n≥1)，甲烷是最简单的烷烃，也是氢含量最高(25%)的氢化物；烷烃中含氢的质量分数随着碳原子数的增多而减小，逐渐趋向于14.3%。‎ 常温下，随着碳原子数的增多，烷烃由气态→液态→固态递变，其中C1～C4的烷烃为气态，新戊烷为气态，在标准状况下为液态。由于烷烃结构相似，随着相对分子质量的增大，熔、沸点和密度逐渐递增(甲烷、乙烷、丙烷的熔点稍有反常)。‎ 烃基：烃分子去掉一个或几个氢原子后剩余的部分叫烃基。常用“R—”表示，如果是一元饱和烃基“R—”的通式为—CnH2n＋1(n≥1)。‎ ‎3．化学性质 烷烃的化学性质与甲烷相似，除发生燃烧和取代反应外，与酸、碱和氧化剂一般不发生反应。‎ ‎(1)能燃烧 CnH2n＋2＋O2点燃,nCO2＋(n＋1)H2O ‎(2)易与发生X2取代(生成一卤代物)‎ CnH2n＋2＋Cl2光照,CnH2n＋1Cl＋HCl ‎(3)能发生裂化反应：(C16H4为例)‎ C16H34高温,C8H18＋C8H16‎ ‎ 十六烷 辛烷 辛烯 二、烯烃的结构与性质 ‎1．烯烃是分子中含有碳碳双键的一类碳氢化合物，其通式是CnH2n(n≥2)。‎ ‎2．常温下，含有4(或小于4)个碳原子的烯烃是气体，烯烃随分子中碳原子数的递增，其沸点升高，密度增大，密度小于水。‎ ‎3．烯烃的化学性质与乙烯类似，可以发生氧化(包括燃烧和被氧化剂氧化，如使高锰酸钾溶液褪色等)、加成、加聚等反应。‎ ‎4．共轭二烯烃的性质。二烯烃是指分子中含有两个碳碳双键的化合物，共轭二烯烃是指分子中双键和单键相互交替的二烯烃，即含有结构片段的二烯烃。共轭二烯烃具有烯烃的通性，由于是共轭体系(即单双键相互交替)，故又具有特性。‎ 最简单的共轭二烯烃是1,3丁二烯，它是一个对称的共轭二烯烃，若与Br21∶1加成，则会出现1,2加成、1,4加成两种情况(由于对称，3,4加成产物与1,2加成产物是一样的)，加上完全加成(即与Br21∶2加成)的一种情况，则共有3种产物。‎ 三、炔烃的结构与性质 ‎1．炔烃是分子中含有碳碳叁键的一类碳氢化合物，其通式是CnH2n－2(n≥2)。‎ ‎2．常温下，含有4(或小于4)个碳原子的炔烃是气体，炔烃随分子中碳原子数的递增，其沸点升高，密度增大，密度小于水。‎ ‎3．炔烃的化学性质与乙烯类似，可以发生氧化(包括燃烧和被氧化剂氧化，如使高锰酸钾溶液褪色等)、加成、加聚等反应。‎ 四、天然气、石油液化气和汽油的来源和组成 ‎1．石油、石油液化气和汽油的主要成分 ‎(1)石油的组成 石油是一种黏稠液体，主要是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物。石油含有的烃的种类主要是烷烃和环烷烃。‎ ‎(2)石油液化气 石油液化气是石油进行加压或降温液化所得到的一种无色挥发性液体。经由炼油厂所得到的液化石油气主要组成成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯中的一种或者两种，而且其中还掺杂着少量戊烷、戊烯和微量的硫化物杂质。‎ ‎(3)汽油 汽油外观为透明液体，主要成分为C5～C11脂肪烃和环烷烃类，以及一定量芳香烃。汽油具有较高的辛烷值(抗爆震燃烧性能)，并按辛烷值的高低分为92号、95号等牌号。汽油由石油炼制得到的直馏汽油组分、催化裂化汽油组分、催化重整汽油组分等不同汽油组分经精制后与高辛烷值组分经调和制得，主要用作汽车点燃式内燃机的燃料。‎ ‎2．石油化学工业 ‎(1)石油的分馏 原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。‎ 常压分馏和减压分馏：常压分馏可得到石油气、汽油、煤油、轻柴油等馏分。‎ 减压分馏的原料为重油，减压分馏可得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分。‎ ‎(2)石油的裂化和裂解 原理：将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。根据反应条件的不同可分为热裂化和催化裂化。裂解又称为深度裂化。‎ 目的：裂化主要为了提高轻质燃料油的产量和质量。裂解主要为了获取气态短链不饱和烃。‎ ‎(3)石油的催化重整 原理：在加热或催化剂的作用下使链状烃发生结构调整而转化为环状烃的过程。‎ 目的：获取苯、甲苯等重要的化工原料。‎ ‎【例1】　25°C和101 kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体的总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为(　　)‎ A．12.5% B．25% C．50% D．75%‎ ‎【解析】　根据燃烧方程式：(反应后除去水蒸气)‎ C2H6＋O2―→2CO2＋3H2O　ΔV ‎ 1 2.5‎ C2H2＋O2―→2CO2＋H2O　ΔV ‎ 1 1.5‎ C3H6＋O2―→3CO2＋3H2O　ΔV ‎ 1 2.5‎ 由方程式不难发现，C2H6和C3H6反应后体积缩小的量是相同的，故可将两者看成是一种物质即可。设C2H6和C3H6一共为x mL，C2H2为y mL。则有x＋y＝32；2.5x＋1.5y＝72，解得y＝8。混合烃中乙炔的体积分数为×100%＝25%，B项正确。‎ ‎【答案】　B ‎【提炼】　烃完全燃烧前后气体体积变化规律 CxHy＋x＋O2xCO2＋H2O ‎ 1 x＋ x ‎(1)燃烧后温度高于100 ℃，即水为气态：‎ ΔV＝V后－V前＝－1 ‎(2)燃烧后温度低于100 ℃，即水为液态：‎ ΔV＝V后－V前＝x－1＋x＋＝－1－＜0，总体积一定减小 ‎【例2】　下列关于常见有机物的说法中正确的是(　　)‎ A．乙烯和苯等质量燃烧时，苯消耗氧气多 B．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应 C．用苯萃取溴水中的溴，分液时有机层从分液漏斗下端放出 D．乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液和溴水鉴别 ‎【解析】　苯、乙烯等质量燃烧时，化成CHy形式，C6H6→CH，C2H4→CH2，乙烯耗氧多，A项错；苯可以燃烧，是氧化反应，B项错；苯的密度比水小，浮在水面上，故有机层应从上端倒出，C项错；D项中乙烯可以使酸性KMnO4溶液和溴水都褪色，而甲烷不反应，D正确。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律：氢元素的质量分数H%越大，消耗O2越多，产生的H2O越多；反之碳元素的质量分数C%越大，消耗O2越少，产生的CO2则越多。或者说等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量取决于CxHy中y/x的值，此值越大，耗氧量越多。‎ ‎【例3】　某烃键线式为，该烃以物质的量之比为1∶1与Br2加成时，所得产物有(　　)‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 ‎【答案】　C ‎【提炼】　共轭二烯烃与对称加成试剂如(H2、Br2等)加成时，若共轭二烯烃是不对称结构，则1,2加成产物有两种。‎ ‎【例4】　某烃A的相对分子质量为84。回答下列问题：‎ ‎(1)下列物质与A以任意比例混合，若总物质的量一定，充分燃烧消耗氧气的量不相等的是(填序号)________。‎ a．C7H12O2 b．C6H14 c．C6H14O d．C7H14O3‎ ‎(2)若烃A为链烃，与HBr加成后只能得到一种产物，且该烃的一氯代物只有一种。‎ ‎①A的结构简式为________。‎ ‎②链烃A与溴的CCl4溶液反应生成B，B与NaOH的醇溶液共热可得到D，D分子中无溴原子。请写出由B制备D的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎③B与足量NaOH水溶液完全反应，生成有机物E，该反应的化学方程式：________________________________________________________________________；‎ E与乙二醇的关系是________________。‎ ‎(3)若核磁共振氢谱显示链烃A有三组不同的峰，且峰面积比为3∶2∶1，则A的名称为________。‎ ‎(4)若A不能使溴水褪色，且其一氯代物只有一种，则A的结构简式为________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　用商余法求A的分子式：＝7，由于氢原子不能为0，所以可以是C6H12，不可能含5个碳原子(否则氢原子超过12个了)。‎ ‎(1)要使总物质的量不变，耗氧量也不变，则可以对C6H12的分子式进行变换，凡是能写成C6H12(CO2)n(H2O)n形式的耗氧量均不变(因为CO2和H2O不需要消耗O2‎ 就是完全燃烧产物)，a可以写成C6H12(CO2)，c可以写成C6H12(H2O)，d可以写成C6H12(CO2)(H2O)，只有b不可以，答案选b。‎ ‎(2)①能发生加成反应，则A为烯烃，由A与HBr加成后只能得到一种产物，且该烃的一氯代物只有一种，所以A为对称结构，把CH2===CH2中的所有氢原子换成—CH3即得A：②依据题意，A→B发生加成反应，则B为B→D发生消去反应，则D为③B→E发生取代反应，则E为E与乙二醇都属于二醇，是同系物。‎ ‎(3)根据题意知，A有三种氢原子，且数目比为3∶2∶1，则A可能为CH3CH2CH===CHCH2CH3(3己烯)，也可能为 ‎(4)由题意知，A为饱和烃，则只能为环烷烃。‎ ‎【答案】　(1)b ‎【提炼】　商余法确定分子式的原理：对于任意的烃(CxHy)，其相对分子质量为Mr＝12x＋y，则Mr/12＝x＋y/12，显然，x为商(C原子数目)，y为余数(H原子数目)，从而推断出烃的分子式。‎