专题2.1.2炔烃脂肪烃的来源及其应用-2017-2018学年高二化学人教版(选修5)Word版含解析

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名称 专题2.1.2炔烃脂肪烃的来源及其应用-2017-2018学年高二化学人教版(选修5)Word版含解析
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2018-03-03 11:58:03

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第二章 烃和卤代烃
第一节 脂肪烃
第2课时 炔烃 脂肪烃的来源及其应用
一、炔烃
1.炔烃
(1)定义:分子里含有__________的一类脂肪烃的总称。
(2)通式:__________。
(3)物理性质:与烷烃和烯烃相似,也是随着碳原子数目的增加而递变。
2.乙炔
(1)表示方法
分子式
最简式
电子式
结构式
结构简式
C2H2
CH
H∶CC∶H
H—C≡C—H
HC≡CH
(2)分子结构
乙炔的分子构型为__________,2个碳原子和2个氢原子均在__________上。
(3)物理性质。
颜色
气味
状态
密度
溶解性
__________
__________
__________
比空气略小
__________溶于水,__________溶于有机溶剂
(4)化学性质
乙炔分子中的碳碳三键容易断裂,因而其化学性质较活泼,在适宜的条件下可发生氧化、加成、聚合等反应。
①氧化反应
a.乙炔容易燃烧,燃烧时____________________。
2C2H2+5O24CO2+2H2O
b.乙炔能使KMnO4酸性溶液__________,说明乙炔能被KMnO4酸性溶液氧化。
②加成反应
乙炔能与溴水、卤素单质、氢气、氰化氢、卤化氢、水等在适宜的条件下发生加成反应。+Br2CHBr=CHBr(1,2-二溴乙烯)
CHBr=CHBr+Br2CHBr2—CHBr2(1,1,2,2-四溴乙烷)
+HClH2C=CHCl(氯乙烯)
③聚合反应
(在聚乙炔中掺入某些物质,就可以使其具有导电能力,因此聚乙炔又叫做导电塑料)
(5)实验室制法
①药品:电石(CaC2)、饱和食盐水。
②反应原理:______________________________________。
③实验装置:固体+液体→气体。
④收集:__________法。
二、脂肪烃的来源及应用
来源
条件
产品(或成分)
石油
__________
石油气、汽油、煤油、柴油等
__________
润滑油、石蜡等
催化裂化、裂解
轻质油、气态烯烃
催化重整
芳香烃
天然气
__________

煤焦油分馏
芳香烃
__________
燃料油、化工原料
【答案】一、1.(1)碳碳三键 (2)CnH2n-2(n≥2)
2.(2)直线形 同一直线 (3)无色 无味 气体 微 易
(4)火焰明亮并伴有浓烈的黑烟 褪色 褪色
(5)②CaC2+2H2OCa(OH)2+CH≡CH↑
④排水集气
二、常压分馏 减压分馏 甲烷 直接或间接液化
一、乙烷、乙烯、乙炔的结构与性质的比较
乙烷
乙烯
乙炔
分子式
C2H6
C2H4
C2H2
结构式
电子式
H∶∶∶H
H∶∶∶∶H
H∶C??C∶H
分子结构特点
C—C(单键)
碳原子达到“饱和”
(双键)
碳原子未达到“饱和”,平面形分子,键角约为120°
(三键)
碳原子未达到“饱和”,直线形分子,键角为180°
活泼程度
稳定
活泼
活泼
取代反应
卤代反应
——
——
加成反应
——
能与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应
能与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应
加聚反应
不能发生
能发生
能发生
通入KMnO4酸性溶液中
KMnO4酸性溶液不褪色
KMnO4酸性溶液
褪色
KMnO4酸性溶液褪色
燃烧时现象
火焰较明亮
火焰明亮,带黑烟
火焰很明亮,带浓烈黑烟
鉴别
溴水不褪色或KMnO4酸性溶液不褪色
溴水褪色或KMnO4酸性溶液褪色
溴水褪色或KMnO4酸性溶液褪色
等物质的量的CH4、C2H4、C2H2,分别在足量O2中完全燃烧,以下说法正确的是
A.C2H2含碳量最高,燃烧生成的CO2最多
B.C2H2燃烧时火焰最明亮
C.CH4含氢量最高,燃烧生成的H2O最多
D.CH4、C2H4燃烧生成的H2O质量不同,消耗的O2不同
【答案】B
二、烷烃、烯烃和炔烃的空间构型
1.烃类碳原子的成键方式
根据成键方式,碳原子可以分为两种类型——饱和碳原子和不饱和碳原子。饱和碳原子是指能够与4个原子形成单键的碳原子,如烷烃中的碳原子;不饱和碳原子是指成键原子数目少于4个的碳原子,如乙烯、乙炔、苯分子中的碳原子。
2.三种代表性脂肪烃的空间构型
(1)甲烷分子中的碳氢单键与四面体结构
甲烷分子中,碳原子与4个氢原子形成碳氢单键,任意2个键的夹角为109°28'。与饱和碳原子相连的4个原子形成四面体结构,如果这4个原子是相同的原子,则为正四面体,如CH4、CCl4;如果这4个原子的种类不同,则为非正四面体,如CH3Cl、CH3CH3等。烷烃分子中,以每个碳原子为中心形成的4个共价键构成了一个四面体,碳原子之间相互连接形成链状分子,这种链状分子中的碳链是呈折线形的。
甲烷分子的比例模型
甲烷分子的球棍模型及夹角示意图
四氯化碳分子的夹角示意图
烷烃的折线结构示意图
(2)乙烯分子中的碳碳双键与平面结构
乙烯分子中含有1个碳碳双键和4个碳氢单键,相邻的2个键的夹角接近120°,乙烯分子中的6个原子共平面,即与双键(包括碳碳双键、碳氧双键、碳硫双键等)相连的所有原子在同一个平面内,故丙烯中的3个碳原子与双键碳原子直接相连的3个氢原子一定共平面。
(3)乙炔的碳碳三键与直线结构
构成三键(包括碳碳三键和碳氮三键等)的2个原子及与这2个原子相连的原子(共4个原子)一定在同一条直线上。如乙炔中的4个原子在同一条直线上;丙炔中的3个碳原子及与三键碳原子相连的氢原子在同一条直线上;丙腈(CH3CH2C≡N)中的2个碳原子与氮原子一定在同一条直线上。
下列关于的说法正确的是
A.所有碳原子可能共平面
B.除苯环外的碳原子共直线
C.最多只有4个碳原子共平面
D.最多只有3个碳原子共直线

C1、C2及苯环也共平面,如图所示:
故平面Ⅰ与平面Ⅱ可能共平面,即所有碳原子可能共平面,A项正确,C项错误。
【答案】A
三、石油化工中的分馏、催化裂化与裂解、催化重整等工艺的比较
分馏
催化裂化与裂解
催化重整
原理
石油中各成分的沸点不同,给石油加热时,低沸点的烃先汽化,经过冷凝液化后分离出来,随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝液化后再分离出来,这样不断加热汽化和冷凝液化,就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物
催化裂化是在加热、加压和催化剂存在的条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。
裂解是以比裂化更高的温度(700~ 800 ℃有时甚至高达1 000 ℃以上)使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程
在一定的温度和压强下,汽油中的直链烃在催化剂表面进行结构的“重新调整”,转化为芳香烃或带支链的烷烃
下列有关石油加工的叙述中,不正确的是
A.石油分馏所得的馏分仍是混合物
B.石油裂化的原料是石油分馏产品,包括石油气
C.石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油
D.石油裂解的原料是石油分馏产品,包括石油气
【答案】B
1.通常用来衡量一个国家石油化工生产发展水平的标志是
A.石油的产量 B.乙烯的产量
C.汽油的产量 D.硫酸的产量
2.下列物质不能用于萃取溴水中的溴的是
①直馏汽油 ②裂化汽油 ③酒精 ④己烷
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
3.关于炔烃的叙述不正确的是
A.分子里含有碳碳三键的脂肪烃叫做炔烃
B.分子里所有碳原子都处在一条直线上
C.易发生加成反应和氧化反应
D.能使高锰酸钾酸性溶液或溴水褪色
4.区别CH4、CH2=CH2、CH≡CH的最简易方法是
A.分别通入溴水
B.分别通入酸性高锰酸钾溶液
C.分别在空气中点燃
D.分别通入盛碱石灰的干燥管
5.能证明乙炔分子中含有碳碳三键的是
A.乙炔能使溴水褪色
B.乙炔能使酸性KMnO4溶液褪色
C.乙炔可以和HCl气体加成
D.1 mol乙炔可以和2 mol氢气发生加成反应
6.下图是实验室用电石和水反应制取乙炔的装置,其中正确的是
7.含有一个三键的炔烃,氢化后的产物结构简式为:
,此炔烃可能的结构简式有
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
8.下列选项可以说明分子式为C4H6的某烃是1-丁块而不是CH2=CH—CH=CH2的是
A.燃烧有浓烟
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.所有原子不在同一平面上
D.与足量溴水反应,生成物上只有两个碳原子上有溴原子
9.描述CH3—CH=CH—C≡C—CF3分子结构的下列叙述中,正确的是
①6个碳原子有可能都在一条直线上 ②6个碳原子不可能都在一条直线上
③6个碳原子都在同一平面上 ④6个碳原子不可能都在同一平面上
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
10.CaC2、ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等同属于离子型碳化物,请通过CaC2制C2H2的反应进行思考,从中得到必要的启示,判断下列反应产物正确的是
A.CaC2水解生成乙烷 B.Mg2C3水解生成丙炔
C.Al4C3水解生成丙炔 D.Li2C2水解生成乙烯
11.在室温和大气压强下,用如图所示的装置进行实验,测得a g含CaC2 90%的样品与水完全反应产生的气体体积为b L。现欲在相同条件下,测定某电石试样中CaC2的质量分数。
回答下列问题:
(1)CaC2与水反应的化学方程式是___________________________________________。
(2)若反应刚结束时,观察到的实验现象如图所示,这时不能立即取出导气管,理由是______________。
(3)本实验中测量气体体积时应___________________________________。
(4)如果电石试样质量为c g,测得气体体积为d L,则电石试样中CaC2的质量分数计算式为w(CaC2)=_____(杂质所生成的气体体积忽略不计)。
12.实验室用如图所示装置来制备乙炔,并验证乙炔的某些化学性质,制备的乙炔气体中往往含有少量的H2S气体,请按下列要求填空:
(1)实验室制乙炔的化学方程式是________;为了得到较为平稳的乙炔气流,装置A的分液漏斗中常用________________来代替水。
(2)装置B中CuSO4溶液的作用是____________。
(3)装置C中观察到的现象是_____________,反应的化学方程式是___________。
(4)装置D中观察到的现象是_____________,该反应的类型是__________。
13.[2016天津]下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是
A
B
C
D
制乙炔的发生装置
蒸馏时的接收装置
除去SO2中的少量HCl
准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液
1.【答案】B
【解析】通常用来衡量一个国家石油化工生产发展水平的标志是乙烯的产量。
2.【答案】B
【解析】裂化汽油含有烯烃等可以与溴发生反应的物质,酒精与水互溶,二者均不可萃取溴水中的溴。
3.【答案】B
4.【答案】C
【解析】CH2=CH2和CH≡CH都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,3种气体通过盛碱石灰的干燥管均无现象。最简便的方法是点燃,因为燃烧时火焰的明亮程度和有无浓烟这两个方面的区别是非常明显的。
5.【答案】D
【解析】碳碳三键不稳定,其中有2个碳碳键易断裂,故加成时乙炔和氢气的物质的量之比为1:2;而前三项只能证明乙炔分子含有不饱和键,但不能证明不饱和的程度。
6.【答案】C
【解析】实验室制乙炔时,属于固体与液体反应不需要加热制气体的装置,由于反应过程释放大量热,故不易选A;由于CaC2遇水反应剧烈,不易控制反应速率,不易选B。
7.【答案】B
【解析】从烷烃的结构中去掉相邻碳上的各两个氢原子得2种炔烃:、。
8.【答案】D
【解析】1-丁炔和CH2=CH2—CH=CH2的分子式相同,故含碳量一样,燃烧时都有浓烟,无法区别,A 错;两者中都有不饱和键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法区分,B错;CH2=CH—CH=CH2中因碳碳单键可以自由旋转,原子可以不在同一平面上,与1-丁炔情况相同,也无法区分,C错;与足量溴水反应,1-丁炔生成1,1,2,2-四溴丁烷;CH2=CH—CH=CH2生成1,2,3,4-四溴丁烷,以此可以证明两者的不同,D正确。
9.【答案】B
【解析】在题设的烯炔化合物分子结构中,依据的两点:A.乙烯分子的6个原子共平面,键角120°;B.乙炔分子的4个原子共直线,键角180°。先分析:①、②两选项,化合物H3—H=H—≡—F3,3~6号C原子应在一条直线上,但=—的键角为120°,所以①不正确,②正确;再分析③、④选项,化合物1~4号C原子应在同一平面上,③正确,④不正确。
10.【答案】B
11.【答案】(1)CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑
(2)装置内气体的温度没有恢复到室温,气体压强不等于大气压强
(3)待装置内气体的温度恢复至室温后,调节量筒使其内外液面持平
(4)×90%
【解析】由于CaC2与水的反应为剧烈的放热反应,故在没有恢复到室温时,内部气体的压强不等于大气压强,因此,反应刚结束时,不能立即取出导气管,即使恢复到室温后,也应调节量筒使其内外液面持平时,才能读数。在相同条件下,生成C2H2的体积与参加反应的纯CaC2的质量成正比,因此有=,得w(CaC2)=×90%。
12.【答案】(1)CaC2+2H2O―→HC≡CH↑+Ca(OH)2 饱和食盐水
(2)除去H2S杂质,以防干扰后续实验
(3)溶液褪色 2Br2+HC≡CH―→CHBr2—CHBr2
(4)紫色褪去 氧化反应
【解析】(1)实验室制备乙炔是利用电石和水反应生成乙炔和氢氧化钙,反应的化学方程式为CaC2+2H2O―→HC≡CH↑+Ca(OH)2,电石与水反应剧烈,用饱和食盐水可以减缓反应,所以为了得到平稳的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水。.
(2)硫化氢气体具有还原性,也会导致溴的四氯化碳、高锰酸钾酸性溶液褪色,装置B中CuSO4溶液的作用是除去乙炔中的硫化氢:Cu2++H2S==CuS↓+2H+,防止干扰后续检验实验。
(3)乙炔气体通过溴的四氯化碳溶液,会发生加成反应,装置C中观察到的现象是溶液褪色,反应的化学方程式为2Br2+HC≡CH→CHBr2—CHBr2。
(4)乙炔通过高锰酸钾酸性溶液,乙炔含有不饱和键,被高锰酸钾酸性溶液氧化生成二氧化碳,装置D中观察到的现象是溶液褪色,发生的反应为氧化反应。
13.【答案】C
【名师点睛】解答综合性实验设计与评价题的基本流程:原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为:①实验是根据什么性质和原理设计的?实验的目的是什么?②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面的分析比较和推理,并合理选择)。③有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象:自下而上,自左而右全面观察。⑥实验结论:直接结论或导出结论。对实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确的判断。主要从以下几个方面考虑:①实验原理是否正确、可行;②实验操作是否完全、合理;③实验步骤是否简单、方便;④实验效果是否明显等。⑤反应原料是否易得、安全、无毒;⑥反应速率较快;⑦原料利用率以及合成物质的产率是否较高;⑧合成过程是否造成环境污染。⑨有无化学安全隐患,如倒吸、爆炸、吸水、泄漏、着火、溅液、破损等。