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2019-2020年高中化学选修5脂肪烃 脂肪烃的来源有石油、天然气和煤等。本节介绍的脂肪烃有烷烃、烯烃和炔烃，重点应掌握烷烃的特征反应取代反应，烯烃和炔烃的特征反应加成反应和实验室乙炔的制备。研习教材重难点研习点1：烷烃烷烃的性质（1）烷烃的物理性质烷烃都是由分子组成的物质；分子之间存在分子间作用力，分子间作用力要比化学键弱得多。因此，烷烃的熔点、沸点都较低，密度较小。但是，不同的烷烃其物理性质也不同。（2）烷烃的化学性质由于其他烷烃的分子结构都与甲烷的分子结构相似，所以它们也与甲烷有相似的化学性质。我们已经学习了甲烷的有关性质，就可以推测烷烃的化学性质了（对于其他类烃来说也是如此，这是学习有机化学的一条重要思路）。具体地说，烷烃的主要化学性质是：通常状况下，烷烃很稳定，不与强酸、强碱或强氧化剂起反应。烷烃在空气中都能燃烧，完全燃烧的产物是CO2和H2O。CnH2n+2+O2nCO2+（n+1）H2O。在相同情况下，随着烷烃分子里碳原子数的增加，往往是燃烧越来越不充分，使燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟。所以，烃的分子中的碳原子数越多，燃烧时所需要的空气或氧气的量越大。在光照下与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成种数更多的卤代烃和卤化氢气体：CnH2n+2+X2CnH2n+1X+HX生成的产物也是卤化氢和卤代烃，但随着氢原子数目的增加，产物越来越复杂，实际利用方面的意义越来越小。分解反应：烷烃在隔绝空气条件下加热或加催化剂可发生裂化或裂解。反应后长链、相对分子质量大的烃生成相对分子质量小的烃。如：C8H18C4H10+C4H8，C4H10CH4+C3H6，CH4C+2H2【梳理总结】烷烃都是分子晶体，其相互作用均是分子间作用力，而分子间作用力是相对较弱的。所以，烷烃的熔沸点都较低，密度较小。但随着分子里碳原子数的增加（同时相对分子质量也在增加），熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大。分子里碳原子数4的烷烃，在常温常压下都是气体。另外， （新戊烷）在常温常压下也是气体。其他烷烃，在常温常压下都是液体或固体。烷烃的密度都比水的小，且不溶于水，但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身也可以作为有机溶剂。【迁移体验】例1：将下列物质的沸点按由高到低的顺序排列（填序号）_。CH3（CH2）2CH3 CH3(CH2)3CH3 (CH3)3CH (CH3)4C (CH3)2CHCH2CH3研析：一般情况下，随着同系物中碳原子数的递增，相对分子质量增大，分子间作用力增强，沸点升高。在烷烃的同分异构体中，支链越多，对称性越好，分子间作用力越小，沸点越低。依据上述原则不难看出：沸点应低于。和中的支链多，沸点低。中根据支链的多少可得出：低于，低于。研习点2：烯烃和烯烃的顺反异构1.烯烃的性质烯烃分子中一定要含有碳碳双键，通常所说的烯烃是指含有一个碳碳双键的烃，即单烯烃。而把含有多个双键的烃称为多烯烃。单烯烃属于链烃，它比对应烷烃少两个氢原子，所以烯烃的通式为CnH2n（n是大于或等于2的正整数）。环状的烃也可能含有碳碳双键，它属于环烯烃。（1）烯烃的物理性质烯烃的物理性质跟烷烃相似，具体见下表：几种烯烃的物理性质名 称结构简式常温时状态熔点/沸点/相对密度乙烯CH2=CH2气169.2103.70.566*丙烯CH3CH=CH2气185.247.40.51931丁烯CH3CH2CH=CH2气185.36.30.59511戊烯CH3（CH2）2CH=CH2液138300.64051己烯CH3（CH2）3CH=CH2液139.863.40.67311庚烯CH3（CH2）4CH=CH2液11993.60.6970*乙烯的相对密度是102时的数据。 （2）烯烃的化学性质由于烯烃的分子结构相似分子里有一个碳碳双键，所以它们的化学性质与乙烯相似，如能发生加成反应、加聚反应、氧化反应等，可使溴的四氯化碳溶液及KMnO4酸性溶液褪色等。CH=CH2+2O22CO2+2H2O= +BrBr 1,2二溴乙烷CH2=CH2+H2OCH3CH2OH（乙醇），这个反应的化学方程式用下式来表示：nCH2=CH2（聚乙烯）2.烯烃的顺反异构乙烯分子的结构如下：由于键的存在，使得碳碳双键不能旋转，否则就意味着键的断裂。像这种由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象，称为顺反异构。两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧的称为顺式结构（如顺2丁烯）；两个相同的原子或原子团分别排列在双键的两侧的称为反式结构（如反2丁烯）。互为顺反异构的两物质化学性质基本相同，但物理性质有一定的差异。【梳理总结】对于一系列无支链且双键位于第一个碳原子和第二个碳原子之间的烯烃，随着分子里碳原子数的增加，熔沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大；n4的烯烃常温常压下都是气态，其他烯烃在常温常压下为液态或固态，烯烃的相对密度小于水的密度；不溶于水等。【推广引申】(1)CH3CH=CH2+H2O（氢加多氢）(2)nCH3CH=CH2（聚丙烯）(3)CH2=CHCH=CH2+Br2CH2BrCHBrCH=CH2（1,2加成）(4)CH2=CHCH=CH2+Br2CH2BrCH=CHCH2Br（1,4加成）1,3丁二烯的1,2加成和1,4加成是竞争反应，到底哪一种加成占优势，取决于反应条件（溶剂的极性和温度）。(5)CH2=CHCH=CH2+2Br2CH2BrCHBrCHBrCH2Br（完全加成），可见1, 3丁二烯与溴发生加成反应的可能产物有3种。如若换成2甲基1, 3丁二烯与溴发生加成反应的可能产物则有4种。(6) nCH2=C(CH3)CH=CH2（聚2甲基1, 3丁二烯）【迁移体验】典例2：实验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫，试回答下列问题。 （1）右图中、装置可盛放的试剂是：_；_；_；_；（将下列有关试剂的序号填入空格内） A.品红溶液 B.NaOH溶液 C.浓H2SO4 D.酸性KMnO4溶液 （2）能说明二氧化硫气体存在的现象是_；（3）使用装置和的目的是_； （4）确证含有乙烯的现象是_。研析：乙烯和二氧化硫都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。利用乙烯不与NaOH溶液反应而二氧化硫能跟NaOH溶液反应的性质可除去二氧化硫。用品红溶液是否褪色可检验二氧化硫的存在。除去二氧化硫后，可利用酸性KMnO4溶液来确定乙烯的存在。答案：（1）A；B；A；D。（2）装置中品红溶液褪色。（3）除去SO2气体，以免干扰乙烯的性质实验；检验SO2是否被除尽。（4）装置中的品红溶液不褪色，装置中的酸性KMnO4溶液褪色。典例3：原子核磁共振谱（PMR）是研究有机物结构的有力手段之一。在测得化合物(CH3)2CHCH2Cl的PMR谱上观察到3种峰，而测定化合物CH3CH=CHCl时观察到6种峰，从原子在空间的排列方式不同上分析，试写出CH3CH=CHCl分子的空间异构体。【解析】据题意分析：化合物CH3CH=CHCl似只应有3种峰，对比分析，两者结构的主要差异在于其含有双键，考虑到单键一般可以3600旋转，C=C双键不能旋转，所以(CH3)2CHCH2Cl不可能具有题述空间异构体，其PMR峰上只有3种峰（三类等性氢原子）。而双键（C=C）则会导致产生顺反异构体， CH3CH=CHCl的空间异构体是，有6种等性（效）氢原子，所以PMR谱中有6种峰便在情理之中了。答案：答案：研习点3：炔烃一.乙炔的实验室制法原料：CaC2(电石)与H2O原理：CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2装置：广口瓶和分液漏斗收集：排水法净化：用浓CuSO4溶液洗气，以除去H2S、PH3等。【观察思考】一般用饱和食盐水代替水，并用分液漏斗控制流速(因为CaC2与水反应比较剧烈)。这样可以得到平稳的乙炔气流。所用CaC2应为块状，若用小块或粉末状的CaC2，加水后反应过快易发生危险。且CaC2可用：CaO+3C CaC2+CO反应制得。反应用固液不加热装置，但不可用启普发生器。理由是：a)此反应为放热反应，易使启普发生器炸裂。b)水与CaC2反应过于剧烈，甚至水蒸气与CaC2也极易反应。c)生成的Ca(OH)2微溶于水可堵塞球形漏斗的颈。因电石中含有硫化物、磷化物，与水反应生成H2S、PH3等难闻的气体，可用CuSO4(或NaOH)溶液洗气除去。CuSO4与H2S生成CuS沉淀，PH3可被CuSO4氧化。制取时，常用一团疏松的棉花塞在出气口处，防止产生的泡沫堵塞导管。二.乙炔的分子组成与结构C2H2 HCCH CHCH分子式 电子式结构式 结构简式乙炔分子中碳原子采用sp杂化方式，乙炔分子中含有CC结构，通常称它为碳碳三键，2个键和一个键。四个原子在同一条直线上，乙炔是直线型分子。由于CC的结构特点，在炔烃分子中不存在顺反异构。乙炔比乙烷少四个氢原子，比乙烯少两个氢原子，乙炔是不饱和烃。三.乙炔的性质和用途1.乙炔物理性质纯的乙炔是没有颜色、没有气味的气体，在标准状况下，乙炔的密度是1.16 gL1，比空气的密度略小，微溶于水，易溶于有机溶剂。2.乙炔的化学性质（1）乙炔的氧化反应燃烧氧化：把经过验纯后的乙炔点燃，乙炔可燃烧，产生的火焰明亮并伴有浓烈的黑烟。这是乙炔在空气中燃烧不完全造成的。比较甲烷、乙烯和乙炔燃烧的现象不难发现，随着分子中含碳量的增加，燃烧越来越不完全，火焰也越明亮，并伴随有黑烟。乙炔燃烧时放出大量的热，如在氧气中燃烧，产生的氧炔焰的温度可达3000以上。因此，可用氧炔焰来焊接或切割金属。被强氧化剂氧化：将乙炔气体通入高锰酸钾酸性溶液中，片刻后，高锰酸钾酸性溶液的紫色逐渐褪去，说明乙炔气体易被高锰酸钾酸性溶液氧化，证实了跟乙烯性质的相似性。（2）加成反应HCCH+Br2 （1，2二溴乙烯） +Br2（1，1，2，2四溴乙烷）CHCH+H2CH2=CH2CH2=CH2+H2CH3CH3在150160和用氯化汞作催化剂的条件下，乙炔与HCl可发生加成反应生成氯乙烯。HCCH+HClH2C=CH这个反应的重要意义在于生成的氯乙烯在有催化剂存在的条件下可发生加聚反应生成聚氯乙烯：nH2C=CHCH2CH 【推广引申】1.分子里含有碳碳三键的一类链烃叫做炔烃。乙炔是最简单的炔烃。常说的炔烃，是指分子里只含一个碳碳三键的链烃。炔烃比对应的烯烃的分子少两个氢原子，因此，炔烃的通式为：CnH2n2（n2）。同样，炔烃一定符合这个通式,但符合这个通式的却不一定是炔烃。炔烃同系物的性质和乙炔相似。炔烃的物理性质与烷烃、烯烃相似，C1C4的烃在常温下为气态，炔烃的化学性质与乙炔相似，如容易发生加成反应、氧化反应等，使溴的四氯化碳溶液、溴的水溶液及KMnO4酸性溶液褪色等。2.炔烃的同分异构现象也很普遍，和烯烃相似，也有官能团异构、三键位置异构及碳架异构，如相同碳原子数目的炔烃与二烯烃是同分异构体。【迁移体验】典例4： CaC2、ZnC2、Al4C3、Mg2C3、LiC2等都同属离子型碳化物。请通过对CaC2制C2H2的反应进行思考，从中得到必要的启示，判断下列反应产物正确的是A.ZnC2水解生成C2H6B.Al4C3水解生成C3H4 C.Mg2C3水解生成C3H4 D.Li2C2水解生成C2H4研析：模仿CaC2与水反应，可从以下两个角度考虑。考虑方法一：假定Ca、H、O的化合价在反应前后都没有变化，从CaC2看来，、2相当于2价的烃，所以产物是C2H2。类比可知、2C2H2 ;Al43 (C3H12) 3CH4 ;Mg23C3H4 ;Li22C2H2。故C项正确。考虑方法二：假定碳化物中的金属元素都水解成为氢氧化物，那么，每用去一个OH都会多出一个氢，这些氢原子给反应物中的原子分配，因此CaC2Ca（OH）2C2H2。同理可推知其他。答案：C典例5：描述CH3CH=CHCCCF3分子结构的下列叙述中，正确的是A.6个碳原子有可能都在一条直线上 B.6个碳原子不可能在一条直线上C.6个碳原子有可能都在同一平面上 D.6个碳原子不可能都在同一平面上研析：由乙烯和乙炔分子的空间构型可推出该物质的分子构型为： 或可见6个碳原子有可能在同一平面上但不在同一直线上。答案：BC研习点4：脂肪烃的来源及其应用石油中所含的元素：主要是碳和氢（约占石油总质量的97%98%），同时含有少量的S、O、N等元素。它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。但石油的化学组成不是固定的，而是随产地的不同而不同。按其主要成分可分为烷烃基石油、环烷烃基石油、芳烃基石油和混合烃基石油等几类。1.石油的分馏石油分馏的实验原理装置图如下：实验室蒸馏石油常压分馏可以得到石油气、汽油、煤油、柴油等。减压分馏可以得到润滑油、石蜡等分子量较大的烷烃。2.石油的裂化和裂解裂化就是在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。在催化作用下进行的裂化，又叫催化裂化。如：C16H34 C8H18 + C8H16十六烷 辛烷 辛烯裂解是指以比裂化更高的温度（700800,有时甚至高达1000以上），使石油分馏产物（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯的加工过程。裂解实际是深度的裂化，石油裂解的化学过程比较复杂，裂解的目的是为了获取乙烯。3.煤和煤的综合利用煤的综合加工的方法很多，主要有煤的干馏和煤的气化以及液化等。将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏，也叫煤的焦化。在煤干馏的过程中所发生的变化是很复杂的化学、物理变化。干馏产物主要有焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水和粗苯等。煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。发生的主要反应是：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），这个反应是一个吸热反应，所需热量一般由同时进行的碳的燃烧提供：C（s）+O2（g）CO2（g）。煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程。【辨析比较】1.减压分馏的原理是利用外界压强对物质沸点的影响。外界压强越大，物质的沸点就越高；外界压强越小，物质的沸点就越低。用降低分馏塔内压强的办法，能使重油的沸点随压强降低而降低。也就是说，在低于常压下的沸点就可以使重油沸腾，这种过程就是减压分馏。2.蒸馏与分馏的区别与联系：蒸馏与分馏都是利用混合物的沸点不同进行的液体分离操作，但蒸馏只得到一种馏分（如制蒸馏水），分馏要得到两种或两种以上沸点不同的馏分；分馏实质上是一种“多次蒸馏”。蒸馏和分馏都属于物理变化。石油分馏出来的每一种馏分仍然是多种烃的混合物，“是沸点在一定温度范围内的液体的混合物。【品思感悟】思考与交流：反应类型反应特点取代反应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替代的反应加成反应有机物分子中的不饱和键两端的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，加聚反应也属于加成反应（1）C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl (取代反应)（2）CH2=CH2+Br2CH2Br CH2Br(加成反应)（3）CH2=CH2+H2OCH3CH2OH（加成反应）（4）nCH2=CH2CH2CH2(加聚反应)学与问：思考与交流：脂肪烃的来源3.石油炼制、加工过程及主要产品的比较炼制和加工方法分馏裂化裂解常压分馏减压分馏热裂化催化裂化原理用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在一定条件下，将式量大、沸点高的烃断裂成小分子的过程在高于裂化的温度下，将长链分子断裂成短链的气态和少量液态烃的过程原料脱水、脱盐的原油重油重油石油的分馏产品条件常压加热减压加热加热催化剂、加热高温目的将原油分离成轻质油将重油充分分离，并防碳化提高轻质汽油的产量和质量获取短链气态不饱和烃主要产品溶剂油(C5C8)汽油(C5C11)煤油柴油重油润滑油凡士林等汽油等轻油乙烯、丙烯、丁二烯等“重整”就是把汽油里直链烃类的分子的结构“重新进行调整”，使它们转化为芳香烃或具有支链的烷烃异构体（异构烷烃）等。重整是在有催化剂的参加下加热来进行的。目前工业上广泛使用的催化剂有铂、铼或同时使用铂和铼。人们根据所用的催化剂不同分别称它们为铂重整、铼重整或铂铼重整。直馏汽油经重整后不仅可以制得芳香烃，同时还可以有效地提高汽油的质量。【迁移体验】例6：丁烷催化裂解，其碳链按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。若丁烷的裂解率为90%，且裂解后两种烯烃的质量相等，则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在混合气体中的体积分数为A.11% B.19% C.40%D.50%研析：丁烷裂解的方程式为C4H10CH4+CH3CH=CH2C4H10C2H4+C2H6即裂解后相对分子质量最小的是CH4，两种烯烃应是C3H6和C2H4，解题的关键是两种烯烃质量相等。由于质量未给出具体数值，所求结果又为一比值，故可设烯烃质量为一适当数值进行计算。过程可表示如下：设两种烯烃的质量都为42 g，则C2H4有=1.5 mol，C3H6有=1 mol。根据上面的两个反应有n（C2H6）=n（C2H4）=1.5 mol， n（CH4）=n（C3H6）=1 mol，分解的C4H10为（1+1.5） mol，则未分解的n（C4H10）为（1+1.5）90% mol（1+1.5） mol=0.28 mol。裂解后混合气体的总物质的量为n（未分解的C4H10）+n（CH4）+n（C3H6）+n（C2H4）+n（C2H6）=0.28 mol+1 mol+1 mol+1.5 mol+1.5 mol=5.28 mol。甲烷的体积分数为100%19%。答案：B例7:工业上目前使用两种方法制取乙醛(CH3CHO)，即乙炔水化法和乙烯氧化法。下列两表提供了生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率、产量等有关的信息情况。表一 原料、反应条件、平衡转化率、日产量物质项目乙炔水化法乙烯氧化法原料乙炔、水乙烯、空气反应条件HgSO4、100125PdCl2CuCl2、100125平衡转化率乙炔平衡转化率90%左右乙烯平衡转化率80%左右日产量2.5吨（某设备条件下）3.6吨（相同设备条件下）表二 原料来源生产工艺质物程过应反原料生产工艺过程乙炔CaCO3CaOCaC2C2H2乙烯来源于石油裂解气根据上述两表，回答下列问题：（1）写出下列化学方程式。A.乙炔水化法制乙醛： ；B.乙烯氧化法制乙醛： 。（2）从两表中分析，现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法，可能的原因（从环境、原料来源、产率和产量、能耗等角度）： 。（3）从化学反应速率角度分析，在相同条件下，两种制取乙醛的方法哪种快？（4）若将上述两种方法的反应条件，均增加“100 atm”，原料平衡转化率 （填“增大”“减小”或“不变”）。而实际生产中不采用，理由是 。（5）若乙烯由石油裂化气（裂化气混合气体的平均分子式CnHm、m2n），进一步完全催化裂解而来，得到体积百分含量分别为：甲烷，5%；乙烯，40%；丙烯，10%。其余为丁二烯和氢气（气体体积均在同温同压下测定）。若得到40mol乙烯，求能够得到丁二烯和氢气各多少mol（用m、n代数式表示）。研析：本题综合性较强，考查范围大，既涉及有机反应的基本类型，又联系实际工业生产中原料的来源、产率及对环境的污染，能源的利用问题，还考查了学生的阅读能力。（1）A.CHCHH2OCH3CHOB.2CH2=CH2O22CH3CHO（2）从表一内容分析：两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制取乙醛使用HgSO4作催化剂，汞盐有毒，易对环境产生污染；乙烯氧化法制乙醛的转化率略小于乙炔水化法，但反应快且产量较高。从表二内容分析：乙炔的制取要经过多步反应，且消耗大量的电能、热能，较难获得；乙烯来源于石油裂解气，较易获得。（3）乙烯氧化法快。（4）增大 因为两种方法在相应的条件下，转化率都已经很高，若再增大压强，则消耗更多的能量且增加了设备要求，不经济。（5）若得到40 mol乙烯，则生成5 mol CH4，10 mol C3H6，设生成x mol丁二烯（C4H6）和y mol H2,且需要催化裂解a mol CnHm。根据C、H原子守恒则有：由题意：xy=10055得x=28.75y=73.75丁二烯：28.75mol，氢气：73.75mol。答案：见研析。探究解题新思路学科内综合题【例1】通常，烷烃可以由相应的烯烃经催化加氢得到。但是，有一种烷烃A，分子式为C9H2，它却不能由任何C9H18的烯烃催化加氢得到。而另有A的三个同分异构体B1、B2、B3，却分别可由而且只能由1种自己相应的烯烃催化加氢得到。A、B1、B2、B3的结构简式为_、_、_、_。研析：本题旨在测试学生书写各种同分异构体时的想象能力和推理能力。一般情况下，烷烃可以由相应的烯烃催化加氢得到。烯键上加氢后的2个碳原子必定至少各带有1个氢原子，故连接有4个碳原子的碳原子（即季碳原子）是不可能由加氢得到的。现设想A中的所有碳原子，或者本身是季碳原子，或者直接连在季碳原子上，这样，它就不可能是由任何烯烃经催化加氢得到的，据此，可写出A的结构简式。又因为B1、B2、B3分子中都至少有2个不是季碳原子的碳原子相连，可推出B1、B2、B3的结构简式。答案：A: ；B1: B1B2: B3：友情提醒：碳原子只与另外一个碳原子相连，叫伯碳原子或一级碳原子，常用1表示。碳原子与另外二个碳原子相连，叫仲碳原子或二级碳原子，常用2表示。碳原子只与另外三个碳原子相连叫叔碳原子或三级碳原子，常用3表示。碳原子与另外四个碳原子相连的叫季碳原子或四级碳原子，常用4表示。与伯、仲、仲、叔碳原子相连的氢原子叫伯、仲、叔或1、2、3氢原子，很显然没有季氢原子。【变式拓展】1.某烃A的相对分子质量是156。在四氯化碳溶液中A跟Br2不起反应。但在光照下，Br2可以跟A起取代反应，取代产物的相对分子质量是235的只有两种；产量较多的一种是B；产量较少的一处是C。另外，还可得到相对分子质量是314的产物多种。（1）写出结构简式：A_，B_，C_。（2）相对分子质量是314的有_种，试写出它们的结构简式。课标创新题例2.将下图所列仪器组装成一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏得到汽油和煤油。（1）上图中A、B、C三种仪器的名称是_。（2）将以上仪器（一）(六），按连接顺序表示（用字母a，b，c表示）：e接i;_接_；k接l；_接_；_接_。（3）A仪器中，c口用于_，d口用于_。（4）蒸馏时，温度计水银球应在_位置。（5）在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是_。(6)给B加热，收集到沸点在60150间的馏分是_，收集到150300之间的馏分是_。研析：此实验装置的安装应本着“由下往上，由左到右”的原则进行。注意检查装置气密性，及冷凝管的水流方向是低进高出，温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口附近。收集到汽油和煤油（沸点范围分别在60150和150300）。答案：（1）A是冷凝管，B是蒸馏烧瓶，C是锥形瓶 （2）h a b f g q（3）进水口 出水口 （4）蒸馏烧瓶支管口处 （5）防止暴沸（6）溶剂油和汽油 煤油误点警示：（1）石油分馏实验注意事项：一定要垫石棉网对烧瓶加热，防止烧瓶炸裂引起火灾。烧瓶中的原油量不要超过烧瓶球部位。冷凝管内的冷却水要从下口入、从上口出，这样会使馏分冷却效果最好。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，防止它被腐蚀。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的支管处。（2）蒸馏、分馏、干馏三者的区别蒸馏：把流体加热至沸腾变为蒸气，再使蒸气冷凝成液体的操作。分馏：对多组分混合物在控温下先后连续进行的多次蒸馏。干馏：将固态混合物（煤、木材等）隔绝空气加强热使其分解的过程。蒸馏与分馏同属物理变化，而干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。【变式拓展】2. 实验室里用乙醇和浓硫酸反应生成乙烯，接着再用溴与之反应生成1，2一二溴乙烷。在制备过程中由于部分乙醇被浓硫酸氧化还会产生CO2、SO2，并进而与Br2反应生成HBr等酸性气体。（1）用下列仪器，以上述三种物质为原料制备1，2二溴乙烷。如果气体流向为从左到右，正确的连接顺序是（短接口或橡皮管均已略去）：_经A（1）插入A中， 接A（2）；A（3）接 接 接 接 。（2）在三颈烧瓶A中的主要反应的化学方程式为 ；（3）在反应管E中进行的主要反应的化学方程式为 ；（4）温度计水银球的正确位置是 ；（5）反应管E中加入少量水及把反应管E置于盛有冷水的小烧杯中是因为 。开放探究题例3：为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请回答问题：(1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式 。(2)甲同学设计的实验 (填能或不能)验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是 。(a)使溴水褪色的反应，未必是加成反应 (b)使溴水褪色的反应，就是加成反应(c)使溴水褪色的物质，未必是乙炔 (d)使溴水褪色的物质，就是乙炔(3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是 ，它与溴水反应的化学方程式是 。验证过程中必须全部除去。(4)请你选用上列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。(5)为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是 。研析：(1)本小题是按实验目的，写出实验原理的有关化学反应式，只要基础扎实，很容易写出化学方程式，见答案。(2)根据“乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体”，因此可得出“使溴水褪色的物质，未必是乙炔；使溴水褪色的反应，未必是加成反应”的结论。故甲同学设计的实验不能证明乙炔与溴水发生了加成反应。(3)根据褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知是硫，说明乙炔气体中含有硫化氢杂质，所发生的反应式是Br2+H2S=S+2HBr。产生硫化氢的原因是电石中含有硫化钙杂质，发生的反应是CaS+2H2OH2S+Ca(OH)2。(4)由于乙炔中含有硫化氢杂质，首先可利用CuSO4溶液除去H2S，然后再用CuSO4溶液检验H2S有无除净，只有无H2S存在方可根据溴水的褪色来验证乙炔与溴水是发生了加成反应。(5)用pH试纸是验证溶液的酸碱性的，实际上暗示“若发生取代反应，必定生成HBr”的结论，因此可用pH试纸检验溶液酸性有无明显增强，即可得出结论。答案：(1)CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2HCCH+Br2CH(Br)= CH(Br)或HCCH+2Br2CH(Br)2CH(Br)2(2)不能 (a)(c)(3)H2S Br2+H2S=S+2HBr(4)c b (CuSO4溶液) (CuSO4溶液)(5)如若发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸来验证课标点击：乙烯、乙炔和溴水反应速率的讨论乙炔属于不饱和烃，具有不饱和烃的性质。在加成反应中，乙炔不同于乙烯的是加成分两步进行。如少量溴水通入足量乙炔气体时，发生的是第一步加成反应，生成无色的具有双键的1，2二溴乙烯，溴水颜色消失：通入足量溴水， BrCHCHBr会继续发生第二步加成，生成的也是一种无色的1，1，2，2四溴乙烷； 乙炔能发生两步加成，不饱和程度要比乙烯大，似乎乙炔应比乙烯更易加成。但实验说明情况并不是这样。乙炔使溴水（或酸性高锰酸钾溶液）褪色要缓慢得多。这样的结果是由于乙烯分子和乙炔分子中碳原子的杂化轨道的不同引起的。虽然在乙烯和乙炔的分子中都具有键，但在乙炔分子中，碳原子是以sp杂化轨道成键的，由于sp杂化轨道中的s电子成分比sp2杂化轨道中的s电子成分多，使得碳碳键的键长变短，这就意味着乙炔分子中的两个p轨道侧面重叠较多。重叠程度越大，键的强度也越大。因此，乙炔分子中键的强度要比乙烯分子中键的强度大。因此乙炔与一些试剂发生加成反应时要比乙烯困难一些。【变式拓展】3三种等物质的量的气态脂肪烷烃在室温（25）和常压下的体积为2升，完全燃烧需氧气11升；若将该气态脂肪烃混合物冷至5，体积减少到原体积的0.933倍。试写出这三种脂肪烃的结构简式，给出推理过程。注：已知该混合物中没有环烃，又已知含5个或更多碳原子的烷烃在5时为液态。高考链接题例4：（2001年上海）C8H18在一定条件下受热裂化可生成CH4、C2H6、C3H6、C2H4、C4H8五种气体组成的混合物，此混合气体的平均相对分子质量为A.14B.30C.38D.无定值研析：C8H18有多种裂化途径，如：（1）C8H18C4H8+C4H10C4H10C2H4+C2H6或C4H10C3H6+CH4（2）C8H18C2H4+C6H14C6H14C4H4+C4C10C4H10C2H4+C2H6或C4H10C3H6+CH4在裂化过程中气体的质量守恒，平均摩尔质量大小取决于裂化后混合气体的物质的量的大小。若按第（1）种方式裂化。平均相对分子质量为114 g/3 mol=38 gmol1为最大值，若按第（2）种方式裂化，平均相对分子质量为114 g/4 mol=28.5 gmol1为最小值，C8H18裂化后所得混合气体的平均相对分子质量应满足如下关系：28.5M（混）38。答案：BC启发引申：解答此题的技巧在于熟练运用“差量法”，此外，还要破除思维定式。烷烃在裂化时：长链变成短链，可能是等碳原子数裂解也可能是不等碳原子数裂解，每1 mol烷烃裂化，气体物质的量就增加1 mol。如：C8H18 C4H8+C4H10nC4H10 C2H4+C2H6n1 1 1 1 1 1 1 1或C4H10 C3H6+CH4n1 1 1 1第（1）种裂化方式n=2，依此类推，第（2）种裂化方式，n=3【变式拓展】4.常温下，一种烷烃 A和一种单烯烃B组成混合气体。A和B分子最多只含有4个碳原子，且B分子的碳原子数比A分子的多。（1）将1 L该混合气体充分燃烧，在同温、同压下得到2.5 L CO2气体。试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及其体积比，将结论填入下表。组合编号A的分子式B的分子式A和B的体积比（VAVB）（2）120时取1 L该混合气体与9 L O2混合，充分燃烧，当恢复到120和燃烧前的压强时，体积增大6.25%，试通过计算确定A和B的分子式。开拓学习新视野课标知识拓展【思想方法】十字交叉法是化学计算中广泛使用的解法之一，具有形象直观的特点。凡可按a1x1a2x2=(x1x2)进行的计算，均可用十字交叉法。将上式进行整理得a1x1a2x2=x1x2，即有x1(a1)=x2(a2)，得出理论上，凡具均一性、加合性的二元混合物的组分数，都可用这种方法进行计算，在多种命题中，考查求解各组分的比或平均值。十字交叉法的使用范围