内容正文:
第七章 常见的有机化合物
7.2 不饱和烃
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1、知道石油的分馏、裂化和裂解,知道煤化工的主要方法,知道工业上和实验室里制取乙快的方法
2、理解乙烯的分子结构和化学性质,认识乙炔、苯的分子结构
3、了解有机高分子材料
知识点拨
知识点拨01 石油化工与煤化工
塑料是一种用途广泛的高分子化合物,你知道塑料是怎样合成的吗?
1.石油裂化
(1)概念:裂化就是在一定的条件下,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。
例如:
(2)分类:石油的裂化分为热裂化和催化裂化。
(3)生产条件:加热、加压和催化剂。
(4)变化本质:碳碳键与碳氢键断裂,化学变化。
(5)目的:提高轻质油特别是汽油的产量和质量。
(6)石油裂化产物:分子质量较小、沸点较低的烃和少量乙烯等小分子化合物。
2.石油裂解
为满足化学工业对乙烯的需求,科学家将重油在700℃—1000℃的条件下催化裂解生产乙烯。
3.煤的组成
煤是由有机物、无机物所组成的复杂混合物。主要组成元素是碳,此外还含有少量的氢、氮、硫、氧以及微量的硅、铝、钙、铁等元素。
4.煤的分类
根据含碳量由高到低,可分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥煤。
5.煤的综合利用
(1)煤的干馏
把煤隔绝空气加强热使其分解的过程,叫做煤的干馏。
(2)煤的气化和液化
①煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
主要反应为C(s)+H2O(g)CO(g) + H2(g)
②煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程。煤的气化、液化的过程都是化学变化。
③煤气化、液化的目的:减少污染,提高热效率。
知识点拨02 高分子导电材料
1.导电有机高分子材料
聚乙炔用碘或溴掺杂以后,聚乙炔的导电率提高了7个数量级,从而改变了塑料不导电的观念,开发了有机高分子导电材料。
2.合成聚乙炔的反应
n CHCH -[-CH—CH-]-n
3.乙炔的工业制法
(1)煤为原料制乙炔
①煤干馏得到焦炭
②CaO+3CCaC2+CO
③CaC2+2H2O → HCCH↑+Ca(OH)2
(2)以天燃气为原料
2CH4HCCH+3H2
知识点拨03乙烯
1.物理性质
乙烯为无色易燃气体,熔点-169℃,沸点-103.7℃,几乎不溶于水,难溶于乙醇,是石油化工最重要的基础原料。
2.乙烯的结构
乙烯的分子式为C2H4,电子式为,结构式为,结构简式为CH2=CH2,球棍模型为,空间填充模型为,空间构型为平面形,即乙烯分子中6个原子在同一平面内,键角(键与键之间的夹角)为120°。
3.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
①可燃性
乙烯在空气中的燃烧现象为火焰明亮并伴有黑烟。
反应的化学方程式为:
CH2=CH2+3O22CO2+2H2O。
②与氧化剂反应
操作如右图。
现象:酸性KMnO4溶液的紫色褪去。
结论:C2H4能被氧化剂KMnO4氧化,使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)加成反应
①概念:有机物分子中双键(或三键)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,叫做加成反应。
②乙烯的加成反应
a.常温下使溴水褪色,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+Br2→CH2Br—CH2Br;
b.与H2加成制乙烷,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+H2CH3—CH3;
乙烯水化法制乙醇,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
与HCl加成制氯乙烷,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl。
(3)聚合反应
①聚合反应:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应,叫聚合反应。
②加聚反应:在聚合反应中,由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物的分子,这样的聚合反应同时也是加成反应,所以这种聚合反应又叫加成聚合反应,简称加聚反应。
③乙烯的加聚反应
化学方程式为:nCH2=CH2[CH2—CH2]n ,产物均称为聚乙烯。
4.乙烯的实验室制法
(1)药品:乙醇、浓硫酸。
(2)反应原理
CH3—CH2—OHCH2=CH2↑+H2O。
(3)发生装置
用“液+液气”类型的反应装置(见右图)。
(4)收集方法:排水集气法
5.乙烯的主要用途
(1)乙烯是石油化学工业的最重要的基础原料,主要用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等。通常以乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业水平的标志。
(2)乙烯是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。
(3)乙烯生产的发展推进了石油化工基础原料和产品的发展,因此常把乙烯产量作为衡量石油化工发展水平的标志,也是一个国家综合国力的表现。
6.烯烃与不饱和烃
(1)不饱和烃
在碳氢化合物中,除了碳原子之间都以碳碳单键相互结合的饱和链烃之外,还有许多烃,它们的分子里含有碳碳双键或碳