2019高考化学总复习09有机化合物(30)重要的烃、煤、石油和天然气的综合利用(1)(含解析)新人教版
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常见的有机化合物李仕才第一节烃、化石燃料的综合利用考点三煤、石油和天然气的综合利用1.煤的综合利用(1)煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
(2)煤的加工2.石油的综合利用(1)石油的成分:多种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。
(2)石油的综合利用天然气的主要成分是CH4,它是一种清洁的化石燃料,更是一种重要的化工原料。
天然气与水蒸气反应制取H 2的原理为CH 4+H 2O(g)――→高温催化剂CO +3H 2。
4.三大合成材料三大合成材料是指塑料、合成橡胶和合成纤维。
合成聚乙烯的化学方程式:nCH 2===CH 2――→引发剂2—CH 2,单体为CH 2===CH 2,链节为—CH 2—CH 2—,聚合度为n 。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)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。
( √ ) 5.煤的干馏是化学变化,煤的气化和液化是物理变化。
( × ) 6.汽油与水互不相溶,可以用裂化汽油萃取溴水中的溴。
( × ) 7.聚乙烯、聚氯乙烯塑料制品可用于食品包装。
( × )一、煤、石油和天然气的综合利用1.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是( ) A .石油裂化得到的汽油是纯净物 B .石油产品都可发生聚合反应 C .天然气是一种清洁的化石燃料 D .水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料解析:石油裂化得到的汽油是混合物,A 项错误;烷烃不能发生聚合反应,B 项错误;水煤气是煤气化的产物,D 项错误。
答案:C2.下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是( ) A .煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程 B .煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程 C .天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇等 D .石油分馏可获得乙酸、苯及其衍生物解析:煤的干馏是在隔绝空气的条件下加强热分解的过程,A 项错误;煤的气化是碳与水蒸气发生化学反应,生成水煤气的过程,B 项错误;石油分馏不可能得到乙酸,D 项错误。
课时1 重要的烃煤、石油和天然气的综合应用[2018备考·最新考纲]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,能正确书写简单有机化合物的同分异构体。
2.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。
3.了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要应用。
4。
了解常见高分子材料的合成反应及重要应用.考点一几种常见烃的结构与性质(考点层次A→自学、识记、辨析)1.有机化合物和烃(1)有机化合物:含有碳元素的化合物.(2)烃①定义:仅含有碳、氢两种元素的化合物。
②代表物:甲烷、乙烯、苯分别是烷烃、烯烃和芳香烃的代表物。
2.甲烷、乙烯和苯的结构与物理性质比较甲烷乙烯苯分子式CH4C2H4C6H6结构简式CH4CH2===CH2结构特点只含碳氢单键的饱和烃含碳碳双键的不饱和链烃环上碳碳键相同,是介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的键立体构型正四面体形平面形平面形物理性质无色气体,难溶于水无色液体提醒:一般烃难溶于水,碳原子数小于4的烃常温下为气体,液态烃比水的密度小. 3.三种烃的化学性质(1)甲烷(CH4)①稳定性:与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应.②燃烧反应:化学方程式为CH4+2O2错误!CO2+2H2O。
③取代反应:在光照条件下与Cl2发生取代反应,第一步反应的方程式为CH4+Cl2错误!CH3Cl +HCl,继续反应依次又生成了CH2Cl2、CHCl3、CCl4。
(2)乙烯(CH2===CH2)完成下列方程式:①燃烧反应:CH2===CH2+3O2错误!2CO2+2H2O。
(火焰明亮且伴有黑烟)③加聚反应:n CH2===CH2错误!CH2—CH2(3)苯(C6H6)完成下列方程式:①燃烧反应2C6H6+15O2错误!12CO2+6H2O。
(火焰明亮,带浓烟)②取代反应:苯与液溴的取代反应:;苯的硝化反应:。
③加成反应:一定条件下与H2加成:.4.烷烃(1)烷烃的结构与性质通式C n H2n+2(n≥1)结构链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列;碳原子间以单键相连,其余价键均被氢原子饱和特点一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构;1 mol C n H2n+2含共价键的数目是(3n+1)N A物理性质密度:随着分子中的碳原子数的增加而增大,但都小于水的密度熔、沸点:随分子中的碳原子数的增加而升高状态:气态→液态→固态,碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态化学性质取代反应;氧化反应(燃烧);分解反应(高温裂解)(2)①当碳原子数n≤10时,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示:当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。
重要的烃、煤、石油和天然气的综合利用李仕才基础巩固1.在常温、常压下,取下列四种气态烃各 1 mol ,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是( )A .CH 4B .C 3H 8 C .C 4H 10D .C 2H 6解析:设此气态烃的分子式为C x H y ,则其完全燃烧的化学方程式为:C x H y +(x +y 4)O 2――→点燃x CO 2+y 2H 2O 则1 mol 烃完全燃烧时耗氧量为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4 mol ,通过比较分析,可知C 项耗氧量最多。
答案:C2.下列说法中错误的是( )①化学性质相似的有机物是同系物 ②分子组成相差一个或若干个CH 2原子团的有机物是同系物 ③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物 ④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似A .①②③④B .②③C .③④D .①②③ 解析:互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,但化学性质相似的有机物不一定是同系物,①错误;同系物的前提是结构相似,②不能保证,错误;C 2H 4与C 3H 6具有相同的最简式,当然碳、氢的质量分数相同,但C 2H 4只能为CH 2===CH 2,而C 3H 6若为时,两者不是同系物,③错误;同分异构体之间物理性质有差别,若为同一类物质,化学性质相似,若为不同类物质,则化学性质不同,④错误。
答案:A3.使1 mol 乙烯与氯气完全发生加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是( )A .3 molB .4 molC .5 molD .6 mol解析:分析乙烯与氯气的加成反应以及生成物与氯气发生取代反应的结构变化,可发现加成反应所消耗的氯气与双键数之比为1∶1,而取代反应所消耗的氯气与分子中的氢原子个数之比为1∶1。
1 mol乙烯中含有碳碳双键1 mol,氢原子4 mol,所以这两个过程中消耗氯气的总物质的量为5 mol。
高考化学一轮复习课件—重要的烃 煤、石油、天然气的综合应用主讲人:XXX备考导航1.了解有机化合物中碳原子的成键特点。
2.了解有机化合物的同分异构现象,能正确书写简单有机化合物的同分异构体。
3.掌握常见有机反应类型。
4.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。
5.了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。
6.了解常见高分子材料的合成及重要应用。
核心素养1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识有机化合物的多样性,并对有机化合物进行分类;能从官能团等角度认识有机化合物的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念。
2.科学态度与社会责任:通过高分子材料的合成等体会化学对社会发展的重大贡献;通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念,并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
考点一 甲烷、乙烯、苯的结构与性质必备知识·梳理夯实知 识 梳 理碳元素 碳氢 烷烃 烯烃 芳香烃 1.有机化合物和烃(1)有机化合物:通常指含有__________的化合物。
(2)烃。
①定义:仅含有________两种元素的化合物。
②代表物:甲烷、乙烯、苯分别是_______、_______和_________的代表物。
甲烷乙烯苯分子式________________________结构式______________________________________CH4 C2H4 C6H6 2.甲烷、乙烯CH4 CH2==CH2 正四面体 平面结构 平面正六边形 甲烷乙烯苯结构特点全部是单键,属于饱和烃,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于4个顶点含碳碳双键,属于不饱和烃,6个原子在同一个平面上介于碳碳单键和碳碳双键之间的____________,所有原子均在同一平面上,苯分子中的6个碳原子构成一个正六边形,键角均为120°物理性质无色气体,难溶于水,甲烷密度小于空气,乙烯密度与空气相近常温下为无色,有________气味的透明________,密度比水小,不溶于水独特的键 特殊 液体 特别提醒(1)丙烯分子中的3个碳原子处于同一平面上,但所有原子不都在同一平面上。
1.煤的综合利用(1)煤的组成(2)煤的加工2.石油的综合利用(1)石油的组成:多种碳氢化合物组成的混合物。
(2)石油的加工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H 2的化学方程式为CH 4+H 2O CO +3H 2。
考向 化石燃料的组成及综合应用典例1 煤是工业的粮食,石油是工业的血液。
下列关于煤和石油的说法中错误的是A .煤中含有苯和甲苯,可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来B .含C 20以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C .石油裂解的主要目的是得到短链的不饱和烃D .煤的气化与液化都是化学变化A【答案】1.下列说法不正确的是石油分馏产品乙烯1,2-二溴乙烷A.石油是由烃组成的混合物B.①主要发生物理变化C.②是石油的裂化、裂解D.③属于取代反应化学中的“三馏”“两裂”比较(1)化学中的“三馏”(2)化学中的“两裂”1.下列物质中,其主要成分不属于烃的是A.汽油B.甘油C.煤油D.柴油2.下列说法错误的是A.汽油是含有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.煤是由有机物和无机物组成的混合物D.煤含有苯和甲苯,可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来3.下列关于化石燃料及其使用的一些说法中不正确的是A.煤的气化是指将固态煤粉碎后高温下变为气态,以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧B.天然气除可用作清洁能源外,也可用于合成氨和生产甲醇等C.石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同D.化石燃料也是重要的化工原料,乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料4.如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。
装置内发生的主要反应中不含A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.氧化还原反应5.下列说法不正确的是A.天然气除了作燃料之外,还可以用于合成氨和生产甲醇B.石油通过催化重整可获得环状烃C.煤和石油都是混合物,煤的干馏和石油的分馏发生的都是化学变化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6.某混合气体通过溴水,溴水褪色,再通过灼热的氧化铜,氧化铜由黑色变为红色,再通过无水硫酸铜白色粉末,无水硫酸铜变为蓝色,再通过澄清的石灰水,石灰水由澄清变浑浊再变澄清,最后剩余气体在空气中点燃,火焰呈淡蓝色,则混合气体是A.水煤气B.焦炉气C.石油液化气D.髙炉煤气7."煤制油"的关键技术是煤的气化,而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的:C+O2CO2,下面关于该过程的说法不正确的是A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染B.第一个反应需要吸热,所以煤的气化从能量角度来看,得不偿失C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高D.上述两个反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气8.发展循环经济应当在技术可行、经济合理和有利于节约资源、保护环境的前提下,按照减量化优先的原则实施。
重要的烃、煤、石油和天然气的综合利用李仕才基础巩固1.在常温、常压下,取下列四种气态烃各 1 mol ,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是( )A .CH 4B .C 3H 8 C .C 4H 10D .C 2H 6解析:设此气态烃的分子式为C x H y ,则其完全燃烧的化学方程式为:C x H y +(x +y 4)O 2――→点燃x CO 2+y 2H 2O 则1 mol 烃完全燃烧时耗氧量为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4 mol ,通过比较分析,可知C 项耗氧量最多。
答案:C2.下列说法中错误的是( )①化学性质相似的有机物是同系物 ②分子组成相差一个或若干个CH 2原子团的有机物是同系物 ③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物 ④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似A .①②③④B .②③C .③④D .①②③ 解析:互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,但化学性质相似的有机物不一定是同系物,①错误;同系物的前提是结构相似,②不能保证,错误;C 2H 4与C 3H 6具有相同的最简式,当然碳、氢的质量分数相同,但C 2H 4只能为CH 2===CH 2,而C 3H 6若为时,两者不是同系物,③错误;同分异构体之间物理性质有差别,若为同一类物质,化学性质相似,若为不同类物质,则化学性质不同,④错误。
答案:A3.使1 mol 乙烯与氯气完全发生加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是( )A .3 molB .4 molC .5 molD .6 mol解析:分析乙烯与氯气的加成反应以及生成物与氯气发生取代反应的结构变化,可发现加成反应所消耗的氯气与双键数之比为1∶1,而取代反应所消耗的氯气与分子中的氢原子个数之比为1∶1。
1 mol乙烯中含有碳碳双键1 mol,氢原子4 mol,所以这两个过程中消耗氯气的总物质的量为5 mol。
答案:C4.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∶2B.乙烯完全燃烧生成的二氧化碳和水的物质的量相等C.乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,且1 mol CH2=CH2完全加成需要消耗1 mol Br2D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析:碳、氢原子个数比为1∶2,是对乙烯的组成分析,不能证明碳碳双键的存在;B 项与A项实质一样,根据生成的二氧化碳和水的物质的量相等,也只能推断出碳、氢原子个数比为1∶2;C项,加成反应是不饱和烃的特征性质,1 mol CH2=CH2完全加成需要消耗1 mol Br2,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键;D项,使酸性高锰酸钾溶液褪色并不是乙烯的特有性质,更不能定量地说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键。
答案:C5.1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它能解释下列事实中的( )A.苯不能使溴水褪色B.苯中6个碳碳键完全相同C.溴苯没有同分异构体D.邻二溴苯只有一种解析:苯环的结构如果是单、双键交替的正六边形平面结构,从分子结构中含有碳碳双键角度看,它应具有使溴水褪色的性质;从碳原子所处环境看,6个碳原子的环境完全相同,故溴苯没有同分异构体,但邻二溴苯存在着两种结构;若苯环的结构是6个碳原子间的键完全相同的结构,它没有典型的碳碳双键,不能与溴发生加成反应而使溴水褪色,但仍能在特定条件下与H2发生加成反应;而一溴代物和邻位的二溴代物均无同分异构体。
答案:C6.苯环实际上不具有碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构,下列所述事实可以作为证据的是( )①苯的间位二取代物只有一种②苯的对位二取代物只有一种③苯分子中碳碳键的长度(即分子中两个成键原子的核间距离)均相等④苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色⑤苯能在加热和催化剂存在的条件下与氢气发生加成反应生成环己烷⑥苯在FeBr 3存在的条件下同液溴发生取代反应A .②③④B .④⑤⑥C .③④⑥D .①②③④⑤⑥解析:①不论苯分子结构是否是单、双键交替出现,苯的间位二取代物都只有一种结构;②不论苯环是否存在单、双键交替结构,其对位二取代物都只有一种;③如果苯环是单、双键交替的结构,由于碳碳单键的长度和碳碳双键的长度不等,所以苯环就不可能是平面正六边形结构;④苯环中如存在单、双键交替结构,双键会使酸性高锰酸钾溶液褪色,而实验证实苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;⑤苯与H 2加成生成环己烷,只说明不饱和键的存在;⑥取代反应是饱和烃的特性,一般碳碳双键上的氢原子难发生取代反应,这说明苯的碳碳键不同于普通的单键和双键,不具有单、双键交替出现的结构特点。
因此,③④⑥可以作为证据来证明苯不具有碳碳单键和碳碳双键的交替结构。
答案:C7.写出下列物质的分子式或结构简式:(1)分子中含有14个氢原子的烷烃的分子式为__________,其中含有3个—CH 3的同分异构体的结构简式为________________________________________________________________________。
(2)相对分子质量为44的烷烃的分子式为__________。
(3)碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃的分子式为__________,它的同分异构体的结构简式为__________。
(4)含碳质量分数约为83.7%的烷烃的分子式为__________。
解析:(1)由烷烃的通式C n H 2n +2知,2n +2=14,则n =6,即分子式为C 6H 14;分子中含有3个—CH 3,即有一个支链,则符合题意的同分异构体有(2)由烷烃的通式知,14n +2=44,则n =3,即分子式为C 3H 8。
(3)由烷烃的通式知,n 2n +2=25,n =4,即分子式为C 4H 10。
(4)由烷烃的通式知,12n14n+2×100%≈83.7%,则n=6,即分子式为C6H14。
答案:综合提升8.下列实验能获得成功的是( )①甲烷气体通入空气中点燃获得热量②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中,可使紫色褪去④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气A.只有①② B.只有①C.只有④ D.①②③④解析:甲烷分子结构稳定,通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应,不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,但是在一定条件下,甲烷也会发生某些反应,如燃烧、与氯气的取代反应。
答案:B9.一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物9 g,其密度是相同条件下氢气密度的11.25倍,当混合气体通过足量溴水时,溴水增重4.2 g,则这两种气态烃是( ) A.甲烷和乙烯 B.乙烷和乙烯C.甲烷和丙烯 D.甲烷和丁烯解析:根据已知条件,先求出混合气体的平均相对分子质量,即11.25×2=22.5。
由于烷烃中只有甲烷的相对分子质量小于22.5,则该混合物中一定含有甲烷;混合气体通过溴水时溴水增重,说明该混合气体中烯烃的质量为4.2 g,则甲烷的质量为9 g-4.2 g=4.8g,即n(CH4)=0.3 mol,设该不饱和烃的物质的量为x,则有9 g0.3 mol+x mol=22.5 g·mol-1,解得x=0.1 mol,即该不饱和烃的摩尔质量为42 g·mol-1,为丙烯。
答案:C10.分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )A.6种 B.7种C.8种 D.9种解析:答案:C11.(2017年河北省衡水中学高三上11月月考)下列说法正确的是( )A.煤气的主要成分是丁烷B.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体C.石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物D.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、丙烯等气态短链烃解析:A项,煤气的主要成分是一氧化碳,A项错误;B项,N2不是温室气体,B项错误;C项,石油是混合物,石油的分馏产物汽油为C5~C11的烃,仍为混合物,C项错误;D项,石油催化裂化是为了提高汽油等轻质油的产量与质量;石油裂解是为了得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃,D项正确。
答案:D12.下列有机分子中,所有碳原子不可能处在同一平面上的是( )解析:答案:D13.(2017年河北省保定一中高三上11月月考)下列说法中,不正确的是( )A.石油化学工业是以石油为原料,既生产石油产品又生产化学用品的石油加工业B.石油的催化裂化既能提高汽油产量,又能提高汽油的质量C.石油的裂解和裂化都是化学变化,但二者的目的不一样D.烷烃在裂解过程中既可发生断链裂解又可发生脱氢裂解解析:石油化学工业的原料是石油和天然气,A不正确;石油催化裂化既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量,裂解是深度裂化,以获取化工原料乙烯、丙烯、丁烯为生产目的,B、C正确;烷烃裂解方式主要有两种,即断链和脱氢,可表示为C m+n H2(m+n)+2―→C n H2n+C m H2m+2,C n H2n+2―→C n H2n+H2,D正确。
答案:A14.实验室制取乙烯,常因温度过高而使酒精和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。
有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。
试回答下列问题:(1)图中①②③④装置可盛放的试剂是:①__________;②__________;③__________;④__________(将下列有关试剂的序号填入空格内)。
A.品红溶液B.NaOH溶液C.浓硫酸D.KMnO4酸性溶液(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是________________________________________________________________________。
(3)使用装置②的目的是_______________________ ________________________________________________。
(4)使用装置③的目的是_____________________________ ___________________________________________。
(5)确定含有乙烯的现象是___________________________ ____________________________________________。
解析:乙烯中含有键,易与Br2发生加成反应、被KMnO4酸性溶液氧化;SO2具有还原性,可以使溴水、KMnO4酸性溶液褪色,SO2有漂白性,可使品红溶液褪色。
利用SO2使品红溶液褪色的特性检验SO2,检出SO2后,用NaOH溶液将其除掉,再用品红溶液检验SO2是否除尽,最后用KMnO4酸性溶液确定CH2=CH2的存在。