内容正文:
专题3 石油化工的基础物质——烃
考点1 烃的分类
1.根据烃分子中是否含有苯环
烃可以分为脂肪烃和芳香烃。
属于脂肪族化合物的烃为脂肪烃,分子中一定不含苯环;属于芳香族化合物的烃为芳香烃,其分子中一定含有苯环。
2.根据脂肪烃的结构
含有双键或三键等不饱和键的脂肪烃称为不饱和脂肪烃,简称不饱和烃;不含不饱和键的脂肪烃称为饱和脂肪烃,简称饱和烃。
考点2 烷烃的性质
1.物理性质
(1)常温常压下的状态:碳原子数≤4的烷烃为气态,其他为液态或固态(注意:新戊烷常温下为气态)。
(2)熔沸点:随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔沸点越低。
2.化学性质
(1)可燃性
烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O,燃烧反应通式为:
CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
(2)卤代反应
烷烃在光照条件下与氯气、溴蒸气发生取代反应生成多种卤代烷烃,并放出卤化氢的反应称为卤代反应。
如丙烷与氯气的卤代反应:
考点3 烯烃的性质
1.烯烃的结构特点
烯烃分子结构中含有碳碳双键,乙烯是最简单的烯烃。
2.化学性质
(1)氧化反应:
①能使酸性KMnO4溶液褪色,常用于的检验。
②燃烧:火焰明亮,并伴有黑烟,燃烧反应通式为:CnH2n+O2nCO2+nH2O。
(2)加成反应:
①烯烃可以与X2、HX(X表示卤素)、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应。例如:
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
②当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时,通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧”,例如丙烯和溴化氢的加成反应主要产物为2-溴丙烷:
CH2=CH—CH3+HBr
考点4 炔烃的性质
1.炔烃的结构特点
乙炔是最简单的炔烃,其结构式为H—C≡C—H,分子中4个原子在同一条直线上,结构特征是含有碳碳三键。
2.化学性质
(1)氧化反应:
①能使KMnO4溶液褪色。
②在空气中燃烧火焰明亮,并伴有浓烈黑烟。乙炔燃烧的化学方程式:2C2H2+5O24CO2+2H2O。
(2)加成反应:
①与Br2加成:
CH≡CH+Br2—→BrCH=CHBr BrCH=CHBr+Br2→CHBr2—CHBr2
②与H2加成:
CH≡CH+H2CH2=CH2
CH≡CH+2H2CH3—CH3
③与HCl加成: CH≡CH+HClCH2=CHCl
④与H2O反应(制乙醛):CH≡CH+H2OCH3CHO
3.加聚反应
(1)具有不饱和键的有机物通过加聚反应得到高分子化合物的反应称为加聚反应。
(2)用以形成高分子化合物的小分子称为单体;高分子化合物中不断重复的基本结构单元称为链节;链节的数目称为聚合度。
氯乙烯的加聚反应为:
n CH2=CHCl 。
(3)应用:加聚反应是获得高分子材料的重要途径之一,如聚乙烯、聚苯乙烯、ABS工程塑料、顺丁橡胶等材料。
考点5 石油的成分
1.石油的成分
石油是一种黄绿色至黑褐色的粘稠液体,主要是气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物,其中还含有少量不属于烃的物质。
2.石油化工产品
以石油和天然气为原料制造的化学品,统称为石油化工产品。
石油经过各种加工过程,可制得汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等石油产品。
3.石油和天然气的组成
石油的组成成分随产地不同有所不同。我国黑龙江出产的石油以烷烃为主,新疆、辽宁和山东出产的石油主要由烷烃和环烷烃组成,我国台湾出产的石油则以芳香烃为主。
我国四川的天然气中甲烷的含量高达95%以上,而有些地区的天然气中含有较多的乙烷、丙烷、丁烷等,甲烷只占85%左右。
考点6 石油的炼制方法
1.分馏
(1)对石油加热,使其汽化,然后再按沸点的不同,分离出不同的馏分。
(2)石油常压分馏可得到碳原子数较少、沸点较低的石油气、汽油、煤油、轻柴油等馏分,未被蒸发的碳原子数较多,沸点较高的物质,叫重油。
(3)重油减压蒸馏可得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分,未被汽化的剩余物质为沥青。
2.裂化
石油的裂化是利用重油中较长碳链的烃在高温下分解生成较短链烃来获得较多轻质油和气态烯烃。
使用催化剂的裂化称为催化裂化,不使用催化剂的裂化称为热裂化。
C16H34C8H18+C8H16
C8H18C4H8+C4H10
C8H18C5H10+C3H6
3.裂解
石油的裂解是采用比石油裂化更高的温度,可以由轻质油生产气态烯烃,又称深度裂化。
C4H10CH4+C3H6或C4H10C2H4+C2H6
4.催化重整和加氢裂化
石油的催化重整和加氢裂化,是为了提高汽油等轻质油品质的石油加工工艺。催化重整是获得芳香烃的主要途径。
考点7 苯的分子结构
1.苯的分子结构
苯的分子式:C6H6,最简式:CH,结构式:,结构简式:。
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