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备战2025届新高考化学一轮总复习第9章有机化学基础第47讲烃化石燃料课件
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这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习第9章有机化学基础第47讲烃化石燃料课件，共54页。PPT课件主要包含了课标指引，目录索引，素养发展进阶，必备知识•梳理，碳碳双键，碳碳三键，排列方式，同一侧，原子或原子团，mol等内容，欢迎下载使用。
课标指引:1.认识烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的组成和结构特点,比较这些有机化合物的组成、结构和性质的差异。2.了解煤、石油、天然气的综合应用。3.了解烃类在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
考点一 脂肪烃的结构与性质
考点二 芳香烃的结构与性质 化石燃料的综合利用
1.脂肪烃的结构特点及通式(1)分子结构及通式
CnH2n+2(n≥1)
CnH2n(n≥2)
CnH2n-2(n≥2)
(2)烯烃的顺反异构①通过________连接的原子或原子团不能绕轴旋转,会导致其空间________不同,产生顺反异构现象。 ②相同的原子或原子团位于双键________,称为顺式结构;相同的原子或原子团位于双键________,称为反式结构。例如:
2.脂肪烃的物理性质
3.脂肪烃的化学性质(1)烷烃的取代反应①取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他________________所替代的反应。 ②烷烃的卤代反应
(2)烯烃、炔烃的加成反应①加成反应:有机物分子中的________________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(写出相关反应的化学方程式)
(3)烯烃和炔烃的加聚反应
π键打开,链节相连形成高分子化合物
①丙烯加聚反应的化学方程式为________________________________。 ②乙炔加聚反应的化学方程式为
(4)二烯烃的化学性质①加成反应
4.乙烯、乙炔的实验室制备
[注意]乙烯的制备中要迅速升温到170 ℃,以减少副产物乙醚的生成;乙炔的制备中,杂质气体H2S等可用CuSO4溶液除去。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑
考向1 脂肪烃的结构与性质例1(2023·广东广州检测)下列关于有机物性质、结构的说法错误的是( )A.乙烷和乙苯均能发生取代反应B.2-丁烯与1,2-二溴乙烯都有顺反异构体C.2-丁炔和乙烯基乙炔(CH2=CH—C≡CH)中所有碳原子均处于一条直线D.乙烯和氯乙烯均为平面形分子
解析 乙烷在光照条件下能与氯气发生取代反应,乙苯在光照条件下能与氯气发生侧链的取代反应,铁做催化剂条件下,能与氯气发生苯环上的取代反应,则乙烷和乙苯均能发生取代反应,A正确;2-丁烯和1,2-二溴乙烯分子中碳碳双键碳原子均连有不同的原子或原子团,则2-丁烯与1,2-二溴乙烯都有顺反异构体,B正确;碳碳双键为平面结构、碳碳三键为直线形,则乙烯基乙炔分子中所有碳原子不处于一条直线,C错误;碳碳双键为平面结构,则乙烯和氯乙烯均为平面形分子,D正确。
考向2 烃燃烧的定量分析例2 150 ℃时,将1 L混合烃与9 L氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢复至150 ℃,容积恒定时,容器内压强增大8%,则该混合烃的组成是( )A.甲烷与乙烷体积比是1∶4B.丙炔与乙炔体积比是1∶4C.乙烯与丁烷体积比是1∶4D.乙烯与丁烯体积比是1∶4
解析 根据烃燃烧的化学方程式:
可得y=7.2,若是乙烯与丁烷,则乙烯与丁烷体积比是7∶8,C错误;若是乙烯与丁烯,则乙烯与丁烯体积比是1∶4,D正确。
[对点训练2] 现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物:(1)等质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。 (2)相同条件下,同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。 (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时,生成二氧化碳的量最多的是________,生成水的量最多的是________。 (4)在120 ℃、1.01×105 Pa时,有两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是__________。
考点二 芳香烃的结构与性质化石燃料的综合利用
2.苯的结构与性质(1)苯的组成和结构
(2)苯的化学性质苯的大π键比较________,在通常情况下不易发生烯烃和炔烃所容易发生的加成反应,苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。 ①可燃性苯具有可燃性,在空气里燃烧,火焰________,产生浓重的________,化学方程式为________________________________。
(2)苯及其同系物的差异性由于苯环与烷基的相互作用,苯的同系物的化学性质与苯又有所不同。①烷基对苯环的影响甲苯分子中含有苯环和甲基,甲基使苯环上与甲基处于________、________的氢原子活化而易于被取代。例如,甲苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热生成TNT,化学方程式为______________________________。
②苯环对烷基的影响苯的同系物分子中________对烷基的影响,使烷基活化,可被酸性KMnO4溶液氧化。例如:
4.化石燃料的综合利用(1)煤的综合利用
(2)天然气的综合应用天然气可以作清洁燃料,可用于化工原料、合成NH3、制H2、制甲醇等。(3)石油的综合利用①石油的成分:石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。②石油的综合利用
考向1 芳香烃的结构与性质例1(教材改编题)由芳香烃R(C7H8)可以生成3种有机化合物X、Y和Z,转化关系如下图所示:
[对点训练1] (2023·广东广州统考)X与HBr反应的主产物Y是精细化学品,反应如下。下列说法错误的是( )
考向2 芳香烃与其他有机物的转化例2苯的同系物中,有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
(R、R'表示烷基或氢原子)
(1)现有苯的同系物甲、乙,分子式都是C10H14。甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是________________;乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,则乙可能的结构有________种。 (2)有机物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种,试写出丙所有可能的结构简式: _______________________。
[对点训练2] 下列是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出),下列有关叙述正确的是( )
解析 氯气与甲苯在光照条件下发生取代反应,取代甲基上的H,故A错误;由于甲苯中碳含量非常高,故甲苯燃烧时,燃烧不充分,有浓烟,故B正确;甲苯与浓硝酸的反应条件是浓硫酸、加热,故C错误。
考向3 化石燃料的综合利用例3下列关于煤和石油的说法正确的是( )A.由于石油中含有乙烯,所以石油裂解气中乙烯的含量较高B.由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物,所以可从煤干馏的产品中分离出苯C.石油没有固定的熔、沸点,但其分馏产物有固定的熔、沸点D.石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色
解析 石油是由多种碳氢化合物组成的复杂混合物,不含乙烯,A项错误;煤经过干馏可得到苯和甲苯等,但煤本身不含苯和甲苯等,B项错误;石油分馏所得的馏分仍是混合物,没有固定的熔、沸点,C项错误;石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中均含有烯烃,都能使酸性KMnO4溶液褪色,D项正确。
[对点训练3] 如图所示是实验室干馏煤的装置图,回答下列问题:
(1)写出图中仪器名称:a____________, d____________。 (2)仪器d的作用是_____________________________,c中液体有________和________,其中无机物里溶有________,可用________检验。有机物可以通过________的方法将其中的重要成分分离出来。 (3)e处点燃的气体主要成分有______________________ (填化学式),火焰的颜色是________。
盛装冷水对蒸气进行冷却
H2、CH4、C2H4、CO
解析 根据煤干馏的主要产品,可知b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯等的混合物,应用蒸馏的方法分离;焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、C2H4,燃烧时火焰呈淡蓝色。
进阶1 练易错·避陷阱
解析 环丙基乙烯有三元碳环,结构与乙烯不一样,故不是同系物,A错误;两者不饱和度不同,即分子式不同,不是同分异构体,B错误;环丙基乙烯有4种环境的氢,故一溴代物有4种,C正确;VCP与水加成后生成醇,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误。
进阶2 练热点·提素能2.(2024·浙江温州模拟)2-丁炔可发生如下转化,下列说法不正确的是( )
A.2-丁炔分子中最多有6个原子共面B.X与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOHC.Y可以发生银镜反应D.高分子Z可能存在顺式结构和反式结构
解析 2-丁炔中含有三键,分子中最多有6个原子共面,A正确;X为2-丁炔加H2生成,根据分子式可知X中含有双键,为2-丁烯,与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOH,B正确;Y为2-丁炔与水发生反应获得,由于2-丁炔中三键位置不在两端,所以不会生成醛基,不可以发生银镜反应,C错误;Z是由2-丁炔聚合生成,Z中含有双键,所以存在顺式结构和反式结构,D正确。
3.(2023·广东湛江检测)柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。有关柠檬烯的分析正确的是( )
解析 柠檬烯中不含苯环,不属于芳香烃,A错误;柠檬烯中含有碳碳双键,在一定条件下可发生加聚反应,B正确;柠檬烯中六元环中含有多个饱和碳原子,所有碳原子不可能都在同一平面上,C错误;同系物要求结构相似,含有的官能团种类和数目要完全相同,D错误。
进阶3 研真题·明考向4.(2023·浙江6月选考卷)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是( )
课标指引:1.认识烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的组成和结构特点,比较这些有机化合物的组成、结构和性质的差异。2.了解煤、石油、天然气的综合应用。3.了解烃类在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
考点一 脂肪烃的结构与性质
考点二 芳香烃的结构与性质 化石燃料的综合利用
1.脂肪烃的结构特点及通式(1)分子结构及通式
CnH2n+2(n≥1)
CnH2n(n≥2)
CnH2n-2(n≥2)
(2)烯烃的顺反异构①通过________连接的原子或原子团不能绕轴旋转,会导致其空间________不同,产生顺反异构现象。 ②相同的原子或原子团位于双键________,称为顺式结构;相同的原子或原子团位于双键________,称为反式结构。例如:
2.脂肪烃的物理性质
3.脂肪烃的化学性质(1)烷烃的取代反应①取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他________________所替代的反应。 ②烷烃的卤代反应
(2)烯烃、炔烃的加成反应①加成反应:有机物分子中的________________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(写出相关反应的化学方程式)
(3)烯烃和炔烃的加聚反应
π键打开,链节相连形成高分子化合物
①丙烯加聚反应的化学方程式为________________________________。 ②乙炔加聚反应的化学方程式为
(4)二烯烃的化学性质①加成反应
4.乙烯、乙炔的实验室制备
[注意]乙烯的制备中要迅速升温到170 ℃,以减少副产物乙醚的生成;乙炔的制备中,杂质气体H2S等可用CuSO4溶液除去。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑
考向1 脂肪烃的结构与性质例1(2023·广东广州检测)下列关于有机物性质、结构的说法错误的是( )A.乙烷和乙苯均能发生取代反应B.2-丁烯与1,2-二溴乙烯都有顺反异构体C.2-丁炔和乙烯基乙炔(CH2=CH—C≡CH)中所有碳原子均处于一条直线D.乙烯和氯乙烯均为平面形分子
解析 乙烷在光照条件下能与氯气发生取代反应,乙苯在光照条件下能与氯气发生侧链的取代反应,铁做催化剂条件下,能与氯气发生苯环上的取代反应,则乙烷和乙苯均能发生取代反应,A正确;2-丁烯和1,2-二溴乙烯分子中碳碳双键碳原子均连有不同的原子或原子团,则2-丁烯与1,2-二溴乙烯都有顺反异构体,B正确;碳碳双键为平面结构、碳碳三键为直线形,则乙烯基乙炔分子中所有碳原子不处于一条直线,C错误;碳碳双键为平面结构,则乙烯和氯乙烯均为平面形分子,D正确。
考向2 烃燃烧的定量分析例2 150 ℃时,将1 L混合烃与9 L氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢复至150 ℃,容积恒定时,容器内压强增大8%,则该混合烃的组成是( )A.甲烷与乙烷体积比是1∶4B.丙炔与乙炔体积比是1∶4C.乙烯与丁烷体积比是1∶4D.乙烯与丁烯体积比是1∶4
解析 根据烃燃烧的化学方程式:
可得y=7.2,若是乙烯与丁烷,则乙烯与丁烷体积比是7∶8,C错误;若是乙烯与丁烯,则乙烯与丁烯体积比是1∶4,D正确。
[对点训练2] 现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物:(1)等质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。 (2)相同条件下,同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。 (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时,生成二氧化碳的量最多的是________,生成水的量最多的是________。 (4)在120 ℃、1.01×105 Pa时,有两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是__________。
考点二 芳香烃的结构与性质化石燃料的综合利用
2.苯的结构与性质(1)苯的组成和结构
(2)苯的化学性质苯的大π键比较________,在通常情况下不易发生烯烃和炔烃所容易发生的加成反应,苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。 ①可燃性苯具有可燃性,在空气里燃烧,火焰________,产生浓重的________,化学方程式为________________________________。
(2)苯及其同系物的差异性由于苯环与烷基的相互作用,苯的同系物的化学性质与苯又有所不同。①烷基对苯环的影响甲苯分子中含有苯环和甲基,甲基使苯环上与甲基处于________、________的氢原子活化而易于被取代。例如,甲苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热生成TNT,化学方程式为______________________________。
②苯环对烷基的影响苯的同系物分子中________对烷基的影响,使烷基活化,可被酸性KMnO4溶液氧化。例如:
4.化石燃料的综合利用(1)煤的综合利用
(2)天然气的综合应用天然气可以作清洁燃料,可用于化工原料、合成NH3、制H2、制甲醇等。(3)石油的综合利用①石油的成分:石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。②石油的综合利用
考向1 芳香烃的结构与性质例1(教材改编题)由芳香烃R(C7H8)可以生成3种有机化合物X、Y和Z,转化关系如下图所示:
[对点训练1] (2023·广东广州统考)X与HBr反应的主产物Y是精细化学品,反应如下。下列说法错误的是( )
考向2 芳香烃与其他有机物的转化例2苯的同系物中,有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
(R、R'表示烷基或氢原子)
(1)现有苯的同系物甲、乙,分子式都是C10H14。甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是________________;乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,则乙可能的结构有________种。 (2)有机物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种,试写出丙所有可能的结构简式: _______________________。
[对点训练2] 下列是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出),下列有关叙述正确的是( )
解析 氯气与甲苯在光照条件下发生取代反应,取代甲基上的H,故A错误;由于甲苯中碳含量非常高,故甲苯燃烧时,燃烧不充分,有浓烟,故B正确;甲苯与浓硝酸的反应条件是浓硫酸、加热,故C错误。
考向3 化石燃料的综合利用例3下列关于煤和石油的说法正确的是( )A.由于石油中含有乙烯,所以石油裂解气中乙烯的含量较高B.由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物,所以可从煤干馏的产品中分离出苯C.石油没有固定的熔、沸点,但其分馏产物有固定的熔、沸点D.石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色
解析 石油是由多种碳氢化合物组成的复杂混合物,不含乙烯,A项错误;煤经过干馏可得到苯和甲苯等,但煤本身不含苯和甲苯等,B项错误;石油分馏所得的馏分仍是混合物,没有固定的熔、沸点,C项错误;石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中均含有烯烃,都能使酸性KMnO4溶液褪色,D项正确。
[对点训练3] 如图所示是实验室干馏煤的装置图,回答下列问题:
(1)写出图中仪器名称:a____________, d____________。 (2)仪器d的作用是_____________________________,c中液体有________和________,其中无机物里溶有________,可用________检验。有机物可以通过________的方法将其中的重要成分分离出来。 (3)e处点燃的气体主要成分有______________________ (填化学式),火焰的颜色是________。
盛装冷水对蒸气进行冷却
H2、CH4、C2H4、CO
解析 根据煤干馏的主要产品,可知b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯等的混合物,应用蒸馏的方法分离;焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、C2H4,燃烧时火焰呈淡蓝色。
进阶1 练易错·避陷阱
解析 环丙基乙烯有三元碳环,结构与乙烯不一样,故不是同系物,A错误;两者不饱和度不同,即分子式不同,不是同分异构体,B错误;环丙基乙烯有4种环境的氢,故一溴代物有4种,C正确;VCP与水加成后生成醇,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误。
进阶2 练热点·提素能2.(2024·浙江温州模拟)2-丁炔可发生如下转化,下列说法不正确的是( )
A.2-丁炔分子中最多有6个原子共面B.X与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOHC.Y可以发生银镜反应D.高分子Z可能存在顺式结构和反式结构
解析 2-丁炔中含有三键,分子中最多有6个原子共面,A正确;X为2-丁炔加H2生成,根据分子式可知X中含有双键,为2-丁烯,与酸性KMnO4溶液反应可生成CH3COOH,B正确;Y为2-丁炔与水发生反应获得,由于2-丁炔中三键位置不在两端,所以不会生成醛基,不可以发生银镜反应,C错误;Z是由2-丁炔聚合生成,Z中含有双键,所以存在顺式结构和反式结构,D正确。
3.(2023·广东湛江检测)柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。有关柠檬烯的分析正确的是( )
解析 柠檬烯中不含苯环,不属于芳香烃,A错误;柠檬烯中含有碳碳双键,在一定条件下可发生加聚反应,B正确;柠檬烯中六元环中含有多个饱和碳原子,所有碳原子不可能都在同一平面上,C错误;同系物要求结构相似,含有的官能团种类和数目要完全相同,D错误。
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