高一化学学案：第一单元化石燃料与有机化合物 .docxVIP

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知识?巧学

一、天然气的利用甲烷

天然气的主要成分是甲烷，它是最简单的有机化合物.

1。甲烷的结构

CH4是正四面体形，碳原子位于正四面体的体心,与四个氢原子形成四个共价键。

2。甲烷的物理性质

甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。

3.甲烷的化学性质

甲烷分子结构稳定，通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应，不能使溴水和KMnO4溶液褪色.

(1)甲烷的氧化-—甲烷的燃烧：

与氧气反应：CH4+2O2CO2+2H2O

在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，烧杯内壁变模糊证明有水生成；把烧杯翻转，注入少量澄清石灰水，振荡，变浑浊证明有二氧化碳生成。

知识拓展甲烷是优良的气体燃料,通常状况下,1摩尔甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，放出890kJ热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是一种理想的清洁能源。甲烷燃烧时火焰呈淡蓝色.

(2）取代反应

定义：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。

甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl的混合物.其反应的化学方程式为:

CH4+Cl2CH3Cl+HCl

CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl

CHCl3+Cl2CCl4+HCl

要点提示①甲烷与氯气取代反应的四种有机产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，属于卤代烃，它们都不溶于水。其中一氯甲烷在常温下是气体,其他三种都是油状液体。三氯甲烷(俗称氯仿)曾被用作麻醉剂,三氯甲烷和四氯化碳是重要的工业溶剂。

②写有机反应的化学方程式时，通常用“”而不用“====”。

因为有机反应往往比较复杂,常伴有副反应发生。所以通常写主要反应、主要产物，而表示化学方程式的“====”就失去了它的真实意义,用“就更能表达有机化学反应的实际情况。因此有机化学方程式用“”而不用“====”。

辨析比较取代反应与置换反应

类别

取代反应

置换反应

实例

CH4+Cl2CH3Cl+HCl

Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑

区别

定义

有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应

一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质或另一种化合物的反应

反应物

一种化合物和另一种化合物或单质

一种单质和一种化合物

生成物

一般生成两种化合物

另一种化合物和另一种单质

反应中电子得失

不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应

一定发生电子转移，一定是氧化还原反应

反应是否可逆

有不少是可逆反应

一般是不可逆反应

4.甲烷的用途

（1)制冷剂

CH4+3Cl2CHCl3+3HCl

CHCl3+HFCHFCl2（氟利昂）+HCl

(2)合成甲醇

(3）制炭黑

CH4C+2H2

5。烷烃

烃：仅由碳和氢两种元素组成的有机物.其通式可表示为CxHy（y为偶数，且y≤2x+2）。

烷烃：分子里碳原子和碳原子都以单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合的“饱和”烃.如：乙烷（C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷（C4H10)等。烷烃的通式是CnH2n+2。

要点提示有机化学的饱和是指碳原子间都以单键相连接，(若C—C连成环状，称为环烷烃，通式是CnH2n（n≥3)）.这种结构决定了烷烃只能发生取代反应的性质。

二、石油炼制乙烯

1。石油的炼制

（1)石油的成分

石油所含的基本元素是碳和氢,同时还含有少量硫、氧、氮等,主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。

（2)石油的分馏

原理是根据成分的沸点不同进行的分离，由于得到的是一定温度范围的产品，因此分馏的产品也是混合物.实验室的分馏装置:

实验时要注意的问题：

①石油及其分馏产品都易燃烧,实验中最好用隔火板将酒精灯和锥形瓶隔开,在锥形瓶的口部塞一团疏松的棉花，以防发生火灾；

②一定要垫石棉网加热，防止烧瓶炸裂引起火灾；

③必须在加热前加入碎瓷片，不加碎瓷片或反应过程中加入都有可能引起暴沸；

④烧瓶中的原油量不要超过烧瓶容积的;

⑤冷凝管内的冷却水要从下口入,上口出，这样会使馏分的冷却效果最好；

⑥汽油、柴油等对橡胶有较强的腐蚀性，实验中所用的橡胶塞要用锡箔包起来，防止被腐蚀；

⑦温度计的最大量程要不低于300℃,温度计的水银球要置于蒸馏烧瓶支管口附近.

知识拓展①从矿井开采出来的石油首先要经过脱水、脱盐，不能直接用于分馏。

②石油分馏的原理：由于石油中多种烃的沸点不同，利用蒸馏的原理把它们经过加热、冷凝过程把它们大致分离开来。随着烃分子里碳原子数的增多，烃的