鲁科版高考化学一轮复习第9章第50讲烃化石燃料的综合利用教学课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮复习第9章第50讲烃化石燃料的综合利用教学课时学案，共31页。
1.能描述甲烷、乙烯、乙炔、苯及苯的同系物的分子结构特征，能够列举它们的主要物理性质。 2.能掌握典型脂肪烃、苯及苯的同系物的主要化学性质及相应性质实验的现象，能书写相关的化学方程式。 3.能根据碳碳双键、碳碳三键、苯环的价键类型、特点及反应规律分析和推断相关有机化合物的化学性质，根据有关信息书写相应的化学方程式。 4.了解化石燃料的综合利用。
脂肪烃——烷烃、烯烃和炔烃
1．烷烃、烯烃、炔烃的结构特点和组成通式
2．脂肪烃的物理性质
3．脂肪烃的氧化反应
(1)燃烧反应(烃中含碳量越高，火焰越明亮，烟越浓)
①通式：CxHy＋(x＋eq \f(y,4))O2eq \(――→,\s\up10(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O。
②现象：烷烃——火焰较明亮；烯烃——火焰明亮，带黑烟；炔烃——火焰明亮，带浓烟。
(2)与高锰酸钾溶液作用
烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色，而烯、炔烃可以使酸性KMnO4溶液褪色。
4．烷烃的取代反应
(1)取代反应：有机物分子里某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
(2)烷烃的卤代反应
①反应条件：气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。
②产物成分：多种卤代烃混合物(非纯净物)与HX。
甲烷的卤代反应可以生成4种卤代物，乙烷的卤代反应可以生成9种卤代烃。
③定量关系(以Cl2为例)：
～Cl2～HCl即取代1 ml氢原子，消耗1_ml Cl2，生成1 ml HCl。
5．烯烃、炔烃的加成反应
(1)加成反应：有机物分子中的不饱和碳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。
(2)烯烃、炔烃的加成反应
④CH≡CH＋2Br2(足量)―→CHBr2—CHBr2。
⑤CH≡CH＋HCleq \(――→,\s\up10(催化剂),\s\d8(△))CH2===CHCl
(3)烯烃、炔烃的加聚反应
6．乙烯和乙炔的实验室制法
①利用乙醇制乙烯时，实验时应迅速加热至170 ℃，且用温度计控制反应液温度。
②制备的乙烯可能含有杂质SO2、CO2，可以用NaOH溶液除去，不能用酸性KMnO4溶液除去SO2。
③实验室制乙炔时，为了使反应平稳，可用饱和食盐水代替水。
④实验室制备的乙炔中可能含有杂质H2S、PH3等，可以用CuSO4溶液除去。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃，同理符合CnH2n的烃一定为烯烃。( )
(2)丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷的熔、沸点依次升高。( )
(3)C4H8可以是烷烃也可以是烯烃。( )
(4)丙烯与HCl加成反应只生成一种一氯丙烷。( )
(5)CH3CH===CH2的加聚产物为CH2—CH2—CH2。( )
(6)乙烯中的SO2可以用溴水除去。( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
2．写出下列化学方程式
(1)CH2===CH—CH2CH3与HBr反应：_______________________________。
(2)1,3-丁二烯与Br2的反应(1,4-加成)：________________________________。
(3)2-甲基-1,3-丁二烯与Br2的反应(1,2-加成)：______________________________ _________________________________________。
(4)乙炔合成聚氯乙烯的反应：________________________________________。
[答案] (1)CH2===CH—CH2CH3＋HBreq \(――→,\s\up10(催化剂),\s\d8(△))或
(2)CH2===CH—CH===CH2＋Br2―→
(3)＋Br2―→
(4)CH≡CH＋HCleq \(――→,\s\up10(催化剂),\s\d8(△))CH2===CHCl
nCH2===CHCleq \(――→,\s\up10(催化剂),\s\d8( ))
脂肪烃的结构与性质
1．液化气的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是( )
A．丙烷是链状烷烃，但分子中碳原子不在同一直线上
B．在光照条件下能与Cl2发生取代反应，且生成4种二氯丙烷
C．1 ml丙烷完全燃烧消耗5 ml O2
D．丙烷比2-甲基丙烷易液化
D [丙烷比2-甲基丙烷的沸点低，丙烷相对于2-甲基丙烷，难液化，D项错误。]
2．科学家在－100 ℃的低温下合成一种烃X，此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学键)。下列说法正确的是 ( )
A．X既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色
B．X是一种常温下能稳定存在的液态烃
C．X和乙烷类似，都容易发生取代反应
D．充分燃烧等质量的X和甲烷，X消耗氧气较多
A [观察该烃的球棍模型可知X的结构简式为，该烃分子中含有碳碳双键，可以使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；由于是在低温下合成的，故该分子在常温下不能稳定存在，B错误；X分子中含有碳碳双键，易加成难取代，C错误；该烃的化学式为C5H4，故等质量燃烧时，CH4的耗氧量较多，D错误。]
3．某烷烃的结构简式为
(1)若该烃是单烯烃与氢气加成的产物，则该单烯烃可能有________________种结构。
(2)若该烃是炔烃与氢气加成的产物，则该炔烃可能有________种结构。
(3)若该烃是二烯烃与氢气加成的产物，则该二烯烃可能有________种结构，写出其中的一种________________。
[解析] 该烷烃的碳骨架结构为。
(1)对应的单烯烃中双键可位于①、②、③、④、⑤五个位置。(2)对应的炔烃中三键只能位于①位置。(3)对应的二烯烃，当一个双键位于①时，另一个双键可能位于③、④、⑤三个位置，当一个双键位于②时，另一个双键可能位于⑤一个位置，另外两个双键还可能分别位于④和⑤两个位置。
[答案] (1)5 (2)1
(3)5
乙烯、乙炔的制备及其性质探究
4.如图为实验室制取乙炔并验证其性质的实验装置(夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )
A．用饱和食盐水替代水的目的是加快反应速率
B．CuSO4溶液的作用是除去杂质
C．酸性KMnO4溶液褪色说明乙炔具有漂白性
D．可用向上排空气法收集乙炔
B [A项，逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率，减慢反应速率，错误；B项，制得的乙炔中含有H2S、PH3等气体，H2S、PH3与硫酸铜反应，乙炔不反应，则可以用硫酸铜除去乙炔中的杂质，正确；C项，乙炔能被酸性高锰酸钾氧化，则酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔具有还原性，错误；D项，乙炔的密度小于空气的密度，应用向下排空气法收集气体，错误。]
5．化学小组设计在实验室中制取乙烯并验证乙烯的不饱和性。利用如图所示装置(部分夹持装置略去)不能达到相应实验目的的是( )
A．利用装置Ⅰ制取乙烯
B．利用装置Ⅱ除去乙烯中的CO2和SO2
C．利用装置Ⅲ收集乙烯
D．利用装置Ⅳ验证乙烯的不饱和性
C [浓硫酸具有脱水性和强氧化性，生成的乙烯中混有CO2和SO2，可用NaOH溶液除去；乙烯难溶于水，可用排水法收集乙烯，装置Ⅲ中导管应短进长出。]
利用氧化产物确定烯烃和炔烃的结构
6．已知烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化，其产物的规律如下：
某烃的分子式为C11H20,1 ml该烃在催化剂作用下可以吸收2 ml H2；用热的酸性KMnO4溶液氧化，得到丁酮()、琥珀酸()和丙酮()三者的混合物。
该烃的结构简式：__________________________________________________。
[答案]
芳香烃
1．苯的结构特点
(1)苯的结构：分子式为C6H6，结构简式为或。
(2)空间构型：苯分子为平面正六边形结构，分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。
(3)化学键：苯分子中碳碳键的键长完全相等，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。有12个σ键，一个大π键可表示为Πeq \\al(6,6)。
(4)苯环上的碳原子杂化类型为sp2。
2．苯的同系物
(1)概念：是指苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物，其通式为CnH2n－6(n≥7)。
(2)结构特点：只含有一个苯环，侧链都是烷基，不含有其他环或官能团。
苯及其同系物的分子通式是CnH2n－6(n≥6)，但是芳香烃不一定符合该通式，如苯乙烯。
3．苯的同系物与苯的性质比较
(1)相同点——苯环性质
②加成反应：在一定条件下与H2发生加成。
③氧化反应：点燃可以燃烧，火焰很明亮且有浓烟。
(2)不同点
烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
完成下列有关苯的同系物的化学方程式：
①硝化：＋3HNO3eq \(――→,\s\up10(浓硫酸),\s\d8(△))＋3H2O。
②卤代：
③易氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色：
①苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，就能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。
②苯的同系物在FeX3催化作用下，与X2发生苯环上烷基的邻、对位取代反应；在光照条件下，与X2则发生烷基上的取代反应，类似烷烃的取代反应。
4．芳香族化合物的分类
5．苯的重要实验
(1)苯的溴代反应
(2)苯的硝化反应
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)苯不具有典型的双键所具有的加成反应的性质，故不可能发生加成反应。( )
(2)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应。( )
(3)与互为同分异构体。( )
(4)分子通式为CnH2n－6的烃一定为苯的同系物。( )
(5)与互为同系物。( )
(6)受苯环的影响，苯的同系物的侧链易被酸性KMnO4氧化。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
2．已知苯可以进行如下转化：
回答下列问题：
(1)反应①的反应类型为________，化合物A的化学名称为________。
(2)化合物B的结构简式为________，反应②的反应类型为________。
(3)如何仅用水鉴别苯和溴苯：_________________________________________。
[答案] (1)加成(或还原)反应 环己烷
(2) 消去反应
(3)加入水，油层在上层的为苯，油层在下层的为溴苯
芳香烃的结构及其性质
1．(2022·济南模拟)“碳九”又称碳九芳烃，它是石油经过催化重整以及裂解后副产品中含有九个碳原子芳烃的馏分在酸性催化剂存在下聚合而得。“碳九”芳烃主要成分包含 (a)、(b)、 (c)等，下列有关三种上述物质说法错误的是( )
A．a、b、c互为同分异构体
B．a、b、c均能与酸性高锰酸钾溶液反应
C．a中所有碳原子处于同一平面
D．1 ml b最多能与4 ml H2发生反应
[答案] A
2．一种生产聚苯乙烯的流程如图，下列叙述不正确的是( )
A．乙苯的分子式为C8H10
B．鉴别苯与苯乙烯可用溴的四氯化碳溶液
C．乙苯和苯乙烯可用酸性KMnO4溶液鉴别
D．反应①为加成反应
[答案] C
苯的重要性质实验
3．已知：①＋HNO3eq \(――――→,\s\up10(浓硫酸),\s\d8(50～60 ℃))＋H2O ΔH