2024-2025學年高中化學專題2.2炔烴脂肪烴的來源及其應用含解析選修5

PAGEPAGE9專題02炔烴脂肪烴的來源及其應用一、炔烴1．炔烴的概念及其通式分子里含有碳碳三鍵的一類脂肪烴稱為炔烴，其物理性質與烷烴和烯烴相像，通式為CnH2n-2（n≥2）最簡潔的炔烴為乙炔。2．乙炔(1)組成和結構：分子式C2H2，電子式，結構式,H-C三C-H，結構簡式CH三CH，試驗式CH，空間結構直線型分子。典例1描述CH3—CH==CH—C≡C—CH3分子結構的下列敘述中，正確的是()①6個碳原子有可能在同始終線上②6個碳原子不行能都在同始終線上③6個碳原子肯定都在同一平面上④6個碳原子不行能都在同一平面上A．①② B．②③C．②④ D．①④【答案】B【解析】本題考查對烯烴、炔烴的空間立體結構的相識，C—C單鍵可以旋轉，C==C雙鍵與C≡C三鍵不能旋轉，題給分子的空間幾何構型可寫成：可知B正確。(2)性質：①物理性質：純凈的乙炔是無色、無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水，易溶于有機溶劑。②化學性質：氧化反應：點燃：火焰光明，有濃煙，方程式為：2C2H2+5O24CO2＋2H2O。能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。加成反應：與溴加成：CH≡CH＋2Br2→CHBr2CHBr2；與HCl加成：CH≡CH＋HCleq\o(→,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))CH2CHCl加聚反應：3．試驗室制法：①反應原理：CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑。②收集方法：用排水集氣法(因密度略小于空氣，不能用向下排空氣法)。制取乙炔應留意的問題(1)試驗裝置在運用前要先檢查氣密性。(2)盛電石的試劑瓶要剛好密封，嚴防電石吸水而失效。取電石要用鑷子夾取，切忌用手拿。(3)制取乙炔時，由于CaC2和水反應猛烈，并產(chǎn)生泡沫，為防止產(chǎn)生的泡沫進入導管，應在導氣管口旁邊塞少量棉花。(4)電石與水反應很猛烈，為得到平穩(wěn)的乙炔氣流，可用飽和食鹽水代替水，并用分液漏斗限制食鹽水流的速度，食鹽水逐滴漸漸地滴入。(5)制取乙炔不能用啟普發(fā)生器或具有啟普發(fā)生器原理的試驗裝置，緣由是：①碳化鈣吸水性強，與水反應猛烈，不能隨用、隨停；②反應過程中放出大量的熱，易使啟普發(fā)生器炸裂；③生成的Ca(OH)2呈糊狀易堵塞球形漏斗。(6)電石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等雜質，使混合氣體通過盛有CuSO4溶液的洗氣瓶可將雜質除去。做乙炔的試驗室制取和性質檢驗試驗時，應留意：CaC2和H2O反應猛烈，往往用飽和食鹽水代替水，反應后生成的Ca(OH)2呈糊狀，不能運用啟普發(fā)生器，乙炔是易燃性氣體，點燃前要先檢驗純度，選擇裝置和進行試驗時，應留意平安。典例2如圖所示中的試驗裝置可用于制取乙炔，請?zhí)羁眨?1)圖中，A管的作用是___________________________________________________，制取乙炔的化學方程式是：_____________________________________________________。為避開反應太快，可實行的措施是_______________________________________________________。(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中視察到的現(xiàn)象是________，乙炔發(fā)生了________反應。(3)乙炔通入溴的CCl4溶液中可視察到的現(xiàn)象是________，乙炔發(fā)生了________反應。(4)為了平安，點燃乙炔前應________，乙炔燃燒時的試驗現(xiàn)象是______________________________。【答案】(1)調整水面高度以限制反應的發(fā)生和停止CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑把水換成飽和食鹽水(2)酸性KMnO4溶液褪色氧化(3)溴的CCl4溶液褪色加成(4)檢驗乙炔的純度火焰光明并伴有濃烈的黑煙【解析】由圖中可以看出，A管通過軟橡膠管與右側相連，A管的凹凸可調整右管中的水是否與電石接觸，從而限制反應能否發(fā)生。若反應太快，可把水換成飽和食鹽水。乙炔易被高錳酸鉀氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色。乙炔可與溴發(fā)生加成反應使溴的CCl4溶液褪色?？扇夹詺怏w在點燃前都應檢驗純度；由于乙炔的含碳量較高，所以，燃燒時火焰光明并伴有濃烈的黑煙?！就卣寡娱L】1．乙炔的試驗室制法及性質驗證(1)試驗裝置(2)反應原理裝置①中的反應方程式為：CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑。裝置②中CuSO4溶液的作用：除去雜質，如CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4。裝置③中酸性KMnO4溶液褪色。裝置④中溴的四氯化碳溶液褪色，反應為：CH≡CH＋2Br2―→CHBr2CHBr2裝置⑤處現(xiàn)象：有光明的火焰并有濃煙產(chǎn)生?！玖粢狻?1)試驗室制取乙炔時常用飽和食鹽水，而不干脆滴加水，目的是減緩電石與水的反應速率。(2)因乙炔和空氣的密度相差不大，不能用排空氣法收集乙炔氣體。2．制取乙炔的留意事項(1)試驗裝置在運用前要先檢驗氣密性。(2)盛電石的試劑瓶要剛好密封并放于干燥處，嚴防電石吸水而失效。取電石要用鑷子夾取，切忌用手拿。(3)制取乙炔時，由于CaC2和水反應猛烈，并產(chǎn)生泡沫，為防止產(chǎn)生的泡沫進入導管，應在導氣管口旁邊塞入少量棉花。(4)電石與水反應很猛烈。為得到平穩(wěn)的乙炔氣流，可用飽和食鹽水代替水，并用分液漏斗限制水流的速度，水逐滴漸漸地滴入。(5)制取乙炔不能用啟普發(fā)生器或具有啟普發(fā)生器原理的試驗裝置，緣由是：①碳化鈣吸水性強，與水反應猛烈，不能隨用隨停。②反應過程中放出大量的熱，易使啟普發(fā)生器炸裂。③生成的Ca(OH)2呈糊狀易堵塞球形漏斗。(6)由電石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等雜質，使混合氣體通過盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗氣瓶可將雜質除去。提示：試驗室制C2H2的反應原理是典型的金屬碳化物發(fā)生水解的反應，可類推出其他金屬碳化物和H2O反應的狀況，如Zn2C3＋4H2O―→2Zn(OH)2↓＋CH3—C≡CH↑，Al4C3＋12H2O―→4Al(OH)3↓＋3CH4↑。4．烯烴、炔烴的結構和化學性質比較烯烴炔烴通式CnH2n(n≥2)CnH2n－2(n≥2)代表物CH2=CH2CHCH官能團CC分子結構平面形直線形鍵角120°180°氧化反應燃燒火焰光明，有黑煙火焰光明，有濃煙與KMnO4酸性溶液褪色褪色加成反應與溴水(均褪色)CH2CH2＋Br2→CH2BrCH2BrCHCH＋2Br2→CHBr2CHBr2與HXCH2CH2＋HCl→CH3CH2ClCHCH＋HCleq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH2CHCl加聚反應nCH2CH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))nCHCHeq\o(→,\s\up7(催化劑))用途合成塑料，果實催熟制氯乙烯，氧炔焰二、脂肪烴的來源及其應用來源條件產(chǎn)品石油

常壓蒸餾石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等

減壓蒸餾潤滑油、石蠟、燃料油、瀝青 催化裂化、裂解輕質油、氣態(tài)烯烴

催化重整芳香烴自然氣

主要成分甲烷煤

干餾芳香烴

液化燃料油、化工原料典例3下列關于煤、石油、自然氣等資源的說法正確的是()A．石油裂解得到的汽油是純凈物 B．石油產(chǎn)品都可用于聚合反應C．自然氣是一種清潔的化學燃料 D．水煤氣是通過煤的液化得到的氣體燃料【答案】C【解析】石油裂解得到的汽油是多種飽和烴和不飽和烴的混合物；石油產(chǎn)品包括烷烴、烯烴等物質，其中烷烴不能用于聚合反應；自然氣的主要成分是CH4，它是一種清潔燃料；水煤氣是指CO和H2的混合物，是由反應C＋H2OCO＋H2得到的。課后練習：1．下列關于石油的說法正確的是()A．石油屬于可再生礦物能源B．石油主要含有碳、氫兩種元素C．石油的裂化是物理改變D．石油分餾的各餾分均是純凈物【答案】B【解析】石油屬于不行再生能源，A錯；石油的裂化應屬于化學改變，C錯；石油分餾的各餾分仍舊是由沸點相近的烴組成的混合物，D錯。2．下列說法錯誤的是()A．石油中含有C5～C11的烷烴，通過石油的分餾可得到汽油B．含C18以上的重油經(jīng)催化裂化可以得到汽油C．開采自然氣應做到平安規(guī)范地操作D．煤中含有苯和甲苯，可用分餾的方法把它們分別出來【答案】D【解析】煤中不含有苯和甲苯，煤通過化學改變(干餾)獲得苯和甲苯。3．下列關于石油、自然氣、煤等資源的說法不正確的是()A．石油裂解得到的汽油是純凈物B．石油裂化的主要目的是為了提高輕質液體燃料的產(chǎn)量C．自然氣是一種清潔的化石燃料D．通過煤焦油的分餾可以獲得各種芳香烴【答案】A【解析】石油分餾得到混合物汽油。4．用石油和煤可以得到有機化工生產(chǎn)中須要的眾多原料，例如由石油得到的乙烯和由煤得到的苯制聚苯乙烯，生產(chǎn)過程如下：下列說法不正確的是()A．通過裂解可以從石油中獲得更多的乙烯B．反應③為加聚反應C．反應①為加成反應D．反應①②③的原子利用率都達到了100%【答案】D【解析】反應②為→，故原子利用率不是100%。5．下列化學反應屬于加成反應的是()A．CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up11(濃H2SO4),\s\do4(△))CH3COOCH2CH3＋H2OB．CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up15(肯定條件))CH3CH2ClC．2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu),\s\do4(△))2CH3CHO＋2H2O【答案】B【解析】本題考查有機反應類型，意在考查考生的分析實力。A、D項都屬于取代反應，C項屬于氧化反應，只有B項屬于加成反應。6．相同碳原子數(shù)的烷烴、烯烴、炔烴，在空氣中完全燃燒生成二氧化碳和水，所需空氣量的比較中正確的是()A．烷烴最少 B．烯烴最少C．炔烴最少 D．三者一樣多【答案】C【解析】碳的質量分數(shù)越大的烴完全燃燒生成二氧化碳和水時，須要空氣量越少。7．下列敘述的乙炔的結構和性質中，既不同于乙烯，也不同于乙烷的是()A．存在不飽和鍵B．不易發(fā)生取代反應，易發(fā)生加成反應C．分子中的全部原子都處在同一條直線上D．能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】C【解析】乙烯和乙炔都存在不飽和鍵，都可以發(fā)生加成反應，能使酸性KMnO4溶液褪色，但只有乙炔分子中的全部原子都處在同一條直線上。8．下圖是試驗室用電石和水反應制取乙炔的裝置，其中正確的是()ABCD【答案】C【解析】試驗室制乙炔的裝置屬于固體與液體反應不須要加熱制氣體的裝置，由于反應過程釋放大量熱，故不宜選A；由于CaC2遇水反應猛烈，不宜選B，無法限制反應速率；D中導管伸入液體中，氣體無法導出且反應不需加熱。9．試驗室制取的乙炔氣體中?；煊猩倭縃2S、CO2和水蒸氣，為了得到干燥純凈的乙炔氣體，選擇最簡便的試驗方案有()A．通過NaOH后，通過濃H2SO4，再通過石灰水B．通過CuSO4溶液后，再通過石灰水C．通過五氧化二磷后，再通過無水CaCl2D．通過足量的堿石灰【答案】D【解析】A、B兩項操作均不能得到干燥的乙炔；C項，不能除去H2S、CO2。10．試驗室用下列裝置制取乙炔，并驗證其性質(制取的C2H2中混有H2S)。請回答下列問題：(1)裝置①中儀器名稱________、________，反應的化學方程式為__________________________。(2)裝置②的作用是____________________________，發(fā)生的反應為______________________________。(3)裝置③中的現(xiàn)象是_____________________________________________，反應類型為_____________________________________________________。(4)裝置④中的現(xiàn)象是____________________，發(fā)生的反應為____________，反應類型為_____________________________________________________。(5)裝置⑤點燃乙炔之前應__________，燃燒現(xiàn)象_____________________。題組3烴燃燒規(guī)律及應用【答案】(1)分液漏斗圓底燒瓶CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋C2H2↑(2)除去C2H2中混有的H2SCuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4(3)紫紅色酸性KMnO4溶液褪色氧化反應(4)溴的CCl4溶液褪色CH≡CH＋2Br2→加成反應(5)檢驗乙炔的純度火焰光明并伴有濃烈的黑煙。11．煤和石油等化石燃料對促進經(jīng)濟社會發(fā)展起到了重要的作用，這些燃料合理的綜合利用是當前節(jié)能減排的要求。請回答下列問題：(1)石油分餾是石油煉制的重要環(huán)節(jié)，這種操作是在________(填設備名稱)內完成的。工業(yè)上通常運用的分餾石油的方法有常壓分餾和________，分餾的目的是_____________________________。(2)石油不僅是重要的燃料，還是重要的化工原料的來源，如利用石油生產(chǎn)乙烯。為了使石油分餾產(chǎn)物進一步生成更多的乙烯、丙烯等短鏈烴而實行__________措施。(3)目前石油資源漸漸匱乏，人們把目光聚集到儲量相對豐富的煤上。目前煤綜合利用的主要方法是________、________和煤的氣化，煤氣化涉及的化學方程式有：C＋O2eq\o(=,\s\up15(點燃))CO22C＋O2eq\o(=,\s\up15(點燃))2CO____________________(寫出第三個化學方程式)。將風干后