微專題(二)　烴　化石燃料的綜合利用

微專題(二)

烴化石燃料的綜合利用目錄目錄12提能點(diǎn)(一)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提能點(diǎn)(二)石油、天然氣和煤的綜合利用3專題驗(yàn)收評價提能點(diǎn)(一)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)011．各類烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)類別結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鏈烴(脂肪烴)芳香烴飽和鏈烴不飽和鏈烴苯及同系物烯烴炔烴通式CnH2n＋2(n≥1)CnH2n(n≥2)

(單烯烴)CnH2n－2(n≥2)

(單炔烴)CnH2n－6(n≥6)續(xù)表代表物鍵角109°28′約120°180°120°分子結(jié)構(gòu)正四面體形平面形直線形平面正六邊形球棍模型空間填充模型續(xù)表2．烴的代表物及其性質(zhì)[集訓(xùn)沖關(guān)]1．下列有關(guān)烷烴的說法中正確的是(

)A．鏈狀烷烴的分子組成都滿足CnH2n＋2(n≥1)，彼此都是同系物B．烷烴的沸點(diǎn)高低僅取決于碳原子數(shù)的多少C．戊烷(C5H12)有三種同分異構(gòu)體D．正丁烷的四個碳原子可以在同一條直線上答案：C

解析：鏈狀烷烴的C原子之間彼此以單鍵結(jié)合，剩余價電子全部與H原子結(jié)合，因此其分子組成都滿足CnH2n＋2(n≥1)，但是若分子中C原子相同時，彼此不是同系物，而互為同分異構(gòu)體，A錯誤；烷烴都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，物質(zhì)分子內(nèi)C原子數(shù)越多，分子間作用力就越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越高；當(dāng)兩種不同物質(zhì)分子中C原子數(shù)相同時，分子內(nèi)支鏈越多，分子間作用力就越小，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越低，所以烷烴的沸點(diǎn)高低不僅取決于碳原子數(shù)的多少，也與物質(zhì)分子內(nèi)支鏈多少有關(guān)，B錯誤；戊烷(C5H12)有正戊烷、異戊烷和新戊烷三種不同結(jié)構(gòu)，這三種物質(zhì)互為同分異構(gòu)體，C正確；烷烴分子中C原子采用sp3雜化，與該C原子連接的四個原子形成的是四面體結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)物質(zhì)分子中有多個碳原子時，碳原子之間形成的碳鏈呈鋸齒形連接，不能在一條直線上，D錯誤。2．下列關(guān)于丙烯(CH3—CH===CH2)的說法正確的是(

)A．丙烯分子有7個σ鍵，1個π鍵B．丙烯分子中3個碳原子都是sp2雜化C．丙烯分子中最多有7個原子共平面D．丙烯分子中3個碳原子在同一直線上答案：C

解析：C—C、C—H鍵均為σ鍵，C===C中一個σ鍵，一個π鍵，則丙烯分子有8個σ鍵，1個π鍵，故A錯誤；甲基中的C原子為sp3雜化，C===C中的C原子為sp2雜化，故B錯誤；乙烯為平面結(jié)構(gòu)，故丙烯分子中至少有6個原子位于同一平面，由于單鍵可以旋轉(zhuǎn)，故甲基上的1個氫原子也可能在這個平面內(nèi)，故丙烯分子中最多有7個原子位于同一平面，故C正確；乙烯為平面結(jié)構(gòu)，則丙烯分子中3個碳原子在同一平面內(nèi)，但不在同一直線上，故D錯誤。3．(2023·浙江6月選考)丙烯可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，下列說法不正確的是(

)答案：B

4．(2023·邵陽統(tǒng)考)已知一種生產(chǎn)聚苯乙烯的工藝流程如圖所示：則下列敘述正確的是(

)A．反應(yīng)①屬于取代反應(yīng)B．乙烯與苯乙烯互為同系物C．鑒別苯與苯乙烯可采用酸性KMnO4溶液或溴水D．聚苯乙烯分子中所有原子有可能處于同一平面內(nèi)答案：C

乙烯與苯乙烯結(jié)構(gòu)不相似，不互為同系物，故B錯誤；苯乙烯中含有碳碳雙鍵能夠使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，苯不能使酸性KMnO4溶液但可以通過萃取使溴水褪色且分層，鑒別苯與苯乙烯可采用酸性KMnO4溶液或溴水，故C正確；聚苯乙烯分子中含有2n個sp3雜化的碳原子，所有原子不可能處于同一平面內(nèi)，故D錯誤。提能點(diǎn)(二)石油、天然氣和煤的綜合利用021．石油的加工2．煤的加工煤的干餾氣態(tài)物質(zhì)焦?fàn)t煤氣(含H2、CH4、C2H4、CO)液態(tài)物質(zhì)粗氨水氨、銨鹽粗苯苯、甲苯、二甲苯等煤焦油苯、甲苯、二甲苯、酚類等固態(tài)物質(zhì)焦炭續(xù)表[集訓(xùn)沖關(guān)]1．有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是(

)A．煤和水煤氣均是二次能源B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物C．①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過程D．B為甲醇或乙酸時，原子利用率均可達(dá)到100%答案：D

解析：煤屬于一次能源，A項(xiàng)錯誤；苯、甲苯等是煤干餾過程中生成的物質(zhì)，B項(xiàng)錯誤；干餾是在隔絕空氣的條件下進(jìn)行的，否則，煤就會在空氣中燃燒，C項(xiàng)錯誤；水煤氣的成分是CO、H2，當(dāng)二者按物質(zhì)的量之比為1∶2反應(yīng)時可得到甲醇，當(dāng)二者按物質(zhì)的量之比為1∶1反應(yīng)時可得到乙酸，D項(xiàng)正確。2．(2023·浙江紹興二模)下列說法不正確的是(

)A．二氧化碳和環(huán)氧丙烷在催化劑作用下可加聚生成高聚物，制造全降解塑料B．工業(yè)上，乙苯、異丙苯主要由苯和乙烯、丙烯發(fā)生加成反應(yīng)獲得C．輕質(zhì)油和氣態(tài)烯烴(如乙烯、丙烯)，可以由石油的常壓或減壓分餾得到D．石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等答案：C

解析：二氧化碳和環(huán)氧丙烷在催化劑作用下可發(fā)生加聚反應(yīng)生成可降解的聚碳酸酯，故A正確；一定條件下，含有碳碳雙鍵的乙烯可與苯發(fā)生加成反應(yīng)生成乙苯，丙烯和苯發(fā)生加成反應(yīng)生成異丙苯，故B正確；輕質(zhì)油可以由石油的常壓分餾或裂化得到，氣態(tài)烯烴(如乙烯、丙烯)可以由石油的裂解得到，故C錯誤；石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，故D正確。3．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組對煤進(jìn)行干餾并檢驗(yàn)其中部分產(chǎn)物，其裝置(夾持裝置已略)如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．煤干餾可以得到煤焦油，再分餾可以獲得芳香烴B．取少量b裝置水層中的液體于試管中，滴入紫色石蕊溶液，溶液變藍(lán)C．c裝置可檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中含有H2SD．e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色答案：C

解析：煤的干餾是隔絕空氣加強(qiáng)熱發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要產(chǎn)物焦炭、焦?fàn)t氣、粗氨水、煤焦油等，煤焦油中含有苯、甲苯、萘、酚等物質(zhì)，經(jīng)分餾可以獲得苯、甲苯、萘等芳香烴，A正確；煤干餾產(chǎn)物中有氨氣生成，進(jìn)入b裝置氨氣極易溶于水生成一水合氨為堿溶液，向b裝置的水層中滴入紫色石蕊溶液，溶液變藍(lán)，B正確；焦?fàn)t氣中生成的乙烯氣體等，乙烯也可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，因此，不能檢驗(yàn)生成的氣體中含有H2S，C錯誤；焦?fàn)t氣中含氫氣、一氧化碳?xì)怏w等還原性氣體，可以還原氧化銅生成單質(zhì)銅，e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色，D正確。4．煤和石油不僅是重要的礦物能源，更可以通過綜合利用得到多種有機(jī)化工產(chǎn)品。煤干餾后可得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣等。焦炭可通過以下途徑制取聚氯乙烯等化工產(chǎn)品。完成下列填空：(1)石油化工生產(chǎn)乙烯的操作名稱為________，乙炔的分子空間結(jié)構(gòu)是________，由乙炔生產(chǎn)HC≡C—CH===CH2的基本反應(yīng)類型是______。在石油生產(chǎn)乙烯的過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)品異戊烯，通過催化脫氫法得到異戊二烯，進(jìn)而得到異戊橡膠，由異戊二烯生產(chǎn)異戊橡膠的化學(xué)方程式為_______________________________________________。解析：(1)以石油為原料的系列化工生產(chǎn)過程中，得到大量乙烯的主要方法是裂解；乙醇在濃硫酸作催化劑、迅速升溫至170℃條件下制取乙烯；答案：(1)裂解直線形加成專題驗(yàn)收評價031．CH4和Cl2的混合氣體在光照下發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列說法不正確的是(

)A．Cl2分子中的共價鍵是s-pσ鍵B．產(chǎn)物CH3Cl分子是極性分子C．有HCl生成說明該反應(yīng)是取代反應(yīng)D．試管壁出現(xiàn)油狀液滴，有機(jī)產(chǎn)物的沸點(diǎn)：CCl4＞CHCl3＞CH2Cl2＞CH3Cl答案：A

解析：Cl2分子是兩個Cl原子利用各自的p軌道中的單電子共用形成的p-pσ鍵，故A錯誤；產(chǎn)物CH3Cl分子可看作是甲烷中的一個氫原子被氯原子取代生成的，CH3Cl分子中正負(fù)電荷中心不重合，是極性分子，故B正確；甲烷和氯氣在光照下發(fā)生反應(yīng)，除了生成有機(jī)物外，還有HCl生成，說明氯氣中的一個氯原子取代了甲烷分子中的一個氫原子，被取代下來的氫原子和另一個氯原子結(jié)合成HCl，該反應(yīng)是取代反應(yīng)，故C正確；甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl多種取代產(chǎn)物，其中只有CH3Cl在常溫下是氣態(tài)的，CCl4、CHCl3、CH2Cl2均為不溶于水的液體，所以能看到試管壁出現(xiàn)油狀液滴。CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl均屬于鹵代烴，在鹵代烴中，碳原子數(shù)相同時，鹵素原子數(shù)越多，相對分子質(zhì)量越大，則分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高，則有機(jī)產(chǎn)物的沸點(diǎn)：CCl4＞CHCl3＞CH2Cl2＞CH3Cl，故D正確。2．下列說法不正確的是(

)A．天然氣的主要成分甲烷是高效、較潔凈的燃料B．石油的分餾、煤的氣化和液化都是物理變化C．從煤干餾得到的煤焦油中可分離出苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)化合物D．通過石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料答案：B

解析：天然氣的主要成分為甲烷，燃燒生成二氧化碳和水，是較清潔的燃料，故A正確；煤的氣化和液化均為化學(xué)變化，故B錯誤；煤干餾屬于化學(xué)變化，得到的煤焦油中可分離出苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)化合物，故C正確；通過石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料，故D正確。答案：A解析：液化石油氣的主要成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。汽油的主要成分是C4～C12烴類。煤油是一種混合物，不同用途的煤油，其化學(xué)成分不同。因品種不同含有烷烴28%～48%，芳香烴20%～50%，不飽和烴1%～6%，環(huán)烴17%～44%。柴油：輕質(zhì)石油產(chǎn)品，復(fù)雜烴類(碳原子數(shù)約10～22)混合物，三者的主要成分為烴，選項(xiàng)A正確；答案：B

解析：烴的密度比水的密度小，①符合題意；碳原子數(shù)小于4的烴為氣態(tài)，大于4小于11的為液態(tài)，大于11的為固態(tài)，因此C6H14為液態(tài)，②不符合題意；苯的結(jié)構(gòu)中不存在碳碳雙鍵和碳碳單鍵，是一種介于單鍵和雙鍵之間的一種特殊共價鍵，③不符合題意；由分子結(jié)構(gòu)簡式可得該有機(jī)物的分子式為C10H16，④符合題意；同系物是指結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個或多個—CH2—結(jié)構(gòu)的有機(jī)物，CH2===CH2與CH2===CH—CH===CH2不互為同系物，⑤不符合題意；甲烷與氯氣在光照的條件下反應(yīng)生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等物質(zhì)，⑥不符合題意；C5H12的同分異構(gòu)體有正戊烷、異戊烷和新戊烷三種，⑦符合題意。答案：B

解析：CF3I水解生成CF3H和HIO，HIO中I元素為＋1價，所以CF3I中I元素的化合價為＋1，A錯誤；CF3H即CH4中3個H原子被F原子代替，類比CH4的空間結(jié)構(gòu)可知CF3H的空間結(jié)構(gòu)為四面體，B正確；O原子的半徑比H原子的半徑大，C錯誤；HIO中O原子分別與H、I原子共用一對電子，D錯誤。6．有機(jī)化合物a、b、c的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是(

)答案：B

7．化合物Z是X和Br2反應(yīng)的主產(chǎn)物，反應(yīng)機(jī)理如下：下列說法錯誤的是(

)A．X中所有碳原子共平面B．X→Y過程中，X和Br2斷開的都是σ鍵C．Z存在順反異構(gòu)體D．Z與足量H2加成后的產(chǎn)物分子中有2個手性碳原子答案：B

A．可用乙烯利制取乙烯B．與足量NaOH溶液反應(yīng)可生成兩種鈉鹽C．與鹽酸作用能產(chǎn)生氯氣D．水解生成鹽酸和磷酸答案：C

9．三元乙丙橡膠(EPDM)和聚氨基甲酸酯(PU)均為制作足球的新材料。其中生產(chǎn)EPDM的原料：CH2===CH2、CH2===CHCH3和CH3CH===CHCH2CH===CH2；生產(chǎn)PU的原料：O===C===N(CH2)6N===C===O和CH3CH2C(CH2OH)3。下列說法不正確的是(

)A．生產(chǎn)EPDM的原料均可使酸性高錳酸鉀溶液、溴水褪色B．CH2===CHCH3中最多有7個原子共平面C．上述原料中碳原子的雜化方式有sp、sp2和sp3D．O===C===N(CH2)6N===C===O的沸點(diǎn)高于CH3CH2C(CH2OH)3答案：D

解析：生產(chǎn)EPDM的原料均含有碳碳雙鍵，均可使酸性高錳酸鉀溶液、溴水褪色，故A正確；CH2===CHCH3中雙鍵平面上6個原子再加甲基上的1個H，最多有7個原子共平面，故B正確；上述原料中碳原子的雜化方式有sp(O===C===N鍵中C)、sp2(如：碳碳雙鍵中C)和sp3(如：甲基中C)，故C正確；O===C===N(CH2)6N===C===O的沸點(diǎn)低于CH3CH2C(CH2OH)3，CH3CH2C(CH2OH)3分子間能形成氫鍵，故D錯誤。10．碳鋁化合物主要有Al4C3、Al2C6、Al4C6，三者分別水解，生成Al(OH)3和一種氣態(tài)烴，而氣態(tài)烴通常不可能的是(

)A．甲烷

B．乙烯

C．乙烷

D．乙炔答案：C

解析：碳鋁化合物主要有Al4C3、Al2C6、Al4C6，其中Al元素化合價＋3價，C元的化合價分別為－4價、－1價、－2價，三者分別水解，生成的氣態(tài)烴分別為CH4、C2H2、C2H4，故選C。11.某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．所有碳原子不可能共平面B．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C．存在分子中含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體D．難溶解于水中，可溶解于有機(jī)溶劑中答案：C

解析：由結(jié)構(gòu)可知，有一個碳原子同時與周圍的四個碳原子成鍵，故所有碳原子不可能共平面，A正確；含有碳碳雙鍵，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，B正確；由該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式可以看出有兩個環(huán)和一個雙鍵，不飽和度為3，而含有苯環(huán)的化合物的不飽和度至少為4，故不可能存在分子中含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體，C錯誤；烴類均難溶解于水中，可溶解于有機(jī)溶劑中，D正確。12.采用ZnBr2/SiO2為催化劑，通過氧溴化可將甲烷轉(zhuǎn)化為溴甲烷。該路線實(shí)現(xiàn)了甲烷的低溫活化、有效抑制活潑產(chǎn)物的深度氧化，顯著提高產(chǎn)物的選擇性，其反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．產(chǎn)物中可能混有CH2Br2B．若用FeBr2替換ZnBr2，溴甲烷的產(chǎn)率將降低C．過程Ⅱ中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶3答案：C

解析：采用ZnBr2/SiO2為催化劑，通過氧溴化可將甲烷轉(zhuǎn)化為一溴甲烷，反應(yīng)過程中有甲烷和溴的反應(yīng)，只要在光照條件下，就會發(fā)生連續(xù)取代，產(chǎn)物中可能混有CH2Br2等，A正確；亞鐵離子能被氧氣氧化，催化活性降低，所以若用FeBr2替換ZnBr2，溴甲烷的產(chǎn)率將降低，B正確；過程Ⅱ中反應(yīng)方程式為2HBr＋O2＋ZnBr2===H2O＋2Br2＋ZnO，氧化劑為O2，還原劑為HBr、ZnBr2，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3，C錯誤，由反應(yīng)機(jī)理圖可知，13．丁二烯和CO2在120℃、Pt-P催化下能生成N，同時實(shí)現(xiàn)CO2的固定，反應(yīng)如下：下列敘述正確的是(

)A．M可用于制備高分子化合物B．N不能發(fā)生氧化反應(yīng)C．N分子中含有羧基D．1molN可以與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)答案：A

解析：M含有碳碳雙鍵，可發(fā)生加聚反應(yīng)，A正確；N含有碳碳雙鍵，能被氧化，B錯誤；N中含有碳碳雙鍵和酯基，不含羧基，C錯誤；N中的酯基不能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，故1molN可以與2molH2發(fā)生加成反應(yīng)，D錯誤。14．烯烴或炔烴在酸性高錳酸鉀溶液作用下，分子中的不飽和鍵完全斷裂，此法可用于減短碳鏈。已知：答案：D

15．乙炔亞銅(Cu2C2)是一種對熱和沖擊敏感的高爆炸藥，把乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液，可以生成Cu2C2紅棕色沉淀，下列關(guān)于Cu2C2說法不正確的是(

)A．Cu2C2為無機(jī)化合物，爆炸時陰離子作氧化劑B．隔絕空氣條件下，Cu2C2發(fā)生爆炸時不釋放氣體C