(一)复习要点阐述
1、有机化合物的结构理论要点：
(1)有机化合物中碳元素为4价，分子里的原子或原子团，按照它们各自的化合价相互结合，无游离的价键。
(2)碳原子间可以碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键结合，剩余价键为氢原子或其它原子或原子团所饱和。
(3)碳碳键可以成链、亦可成环，碳链和碳键决定有机物的性质。
(4)有机物的性质不仅决定于分子组成还决定等分子结构。分子中官能团相互影响。
2、烃的分类及结构特点
3、有机物的同分异构现象
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。同分异构的类型：
(1)碳链异构：
(2)位置异构：
(3)官能团异构
(4)其它异构：
CH3CH2NO2和
CH3CH2NO2和CH3CH2—ONO(亚硝酸乙酯)
无机物中：H—O—N
C(雷酸)和H—O—C≡N(氰酸)H—N=C=O(异氰酸)互为同分异构体。
例如CO(NH2)2有两种含有碳氧双键的同分异构体
O=C=N—NH4
(二)要点复习的策略及技巧
1、甲烷
(1)分子结构
甲烷的分子式为CH4，电子式为
，结构式为
，呈正四面体结构，键角为109°28′，属非极性分子。
(2)物理性质
甲烷是一种无色、无味的气体，在相同条件下，其密度比空气小，极难溶于水。
(3)化学性质
甲烷比较稳定。在特定条件下，甲烷能与某些物质发生反应。
①氧化反应
练1、如果空气中混入甲烷的体积达到总体积的5%～10%这个范围，则点火时就会爆炸。当甲烷与氧气恰好完全反应且爆炸，此时甲烷在空气中所占的体积分数是( )
A．10% B．9.5%
C．7.5% D．2.5%
解析：
设空气中混入x体积CH4时CH4和O2恰好完全反应且爆炸最剧烈，则空气体积为(100-x)，(100-x)体积空气中含V(O2)=0.21(100-x)，则：
CH4+2O2→CO2+2H2O
1 2
x 0.21(100-x)
1︰2=x︰0.21(100-x)
x=9.5
故B正确。
注：a．点燃甲烷前必须验纯；
b．通常条件下，甲烷不与强酸，强碱或强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应。
②取代反应
练2、将1mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为( )
A．0.5mol B．1.25mol
C．2.5mol D．4mol
解析：
由C原子守恒知四种取代物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物质的量各为0.25mol，其中氯元素总物质的量为n(Cl)=0.25mol×1+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol，需1.25mol Cl2参加反应。
答案：B
注：a．CH4与气态卤素在光照条件下发生取代反应。
b．甲烷的四种氯代产物都不溶于水。在常温下，CH3Cl是气体，而CH2Cl2、CHCl3、CCl4则都是无色油状液体。
③分解反应
甲烷隔绝空气并加热到1000℃分解为炭黑和氢气。炭黑和氢气都是重要的工业原料。
(4)主要用途
甲烷常用作气体燃料，它是天然气和沼气的主要成分。甲烷还可用于制炭黑和氢气。
(5)甲烷的实验室制备
a. 药品：无水醋酸钠与干燥的碱石灰。
b. 反应：
在水溶液中NaOH=Na++OH-而在干态时NaOH断裂的是H—O键，因此实验室制备CH4时必须用无水CH3COONa，而用CH3COONa·3H2O是无法制得CH4。
当实验室制CH4时若反应时间过长加热温度过高则有下列副反应发生：
上述反应类型：脱羧反应
c. 装置：固—固混合加热，与实验室制NH3、O2的装置相同。
d. 收集：排水法或向下排空气法。
e. 碱石灰的作用：生石灰可稀释混合物的浓度，使混合物疏松，使生成的甲烷易干外逸，同时也减少了固体NaOH在高温时对玻璃的腐蚀，防止试管破裂。此外，碱石灰吸湿性强，可以减少水对制备甲烷反应的不利影响。使NaOH在干态时发生的反应不是离子反应而是分子反应。
2、烷烃
(1)烷烃的结构
①烷烃同系物通式的导出
每个烷烃的分子式都是n个CH2基团加上2个H原子即可归纳出烷烃通式为CnH2n+2，任何两个烷烃分子式之差为CH2或其倍数。
②烷烃结构简式分子式的写法
分子式 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
C4H10 |
C4H10 |
C5H12 |
C5H14 |
名称 |
甲烷 |
乙烷 |
丙烷 |
丁烷 |
异丁烷 |
戊烷 |
己烷 |
结构简式 |
CH4 |
CH3CH3 |
CH3CH2CH3 |
CH3CH2CH2CH3 |
|
CH3(CH2)3CH3 |
CH3(CH2)4CH3 |
③饱和链烃——烷烃
碳原子之间以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃叫饱和链烃或烷烃。
④同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
思考：a．同系物的烷烃是否具有相同的分子式？为什么？
b．如何理解同系物之间结构相似？其化学性质、物理性质是否相似？
(2)烷烃的系统命名法：
①碳原子数在十以下的直链烷烃用甲、乙、丙、丁……壬、癸来命名，称某烷。碳原子数在十以上的用中文数字命名，例如十一烷、十二烷……等等。
②有支链烷烃的命名原则可归纳为如下口诀：碳链最长是主链，支链最近是起点，支链位置标在前，书写由简写到繁。
练3、下列烷烃的系统命名均有错误指出错在哪里？
(1)
2—甲基—3—乙基丁烷
解析：
未找对主链，主链应为5个碳原子而非4个碳原子。
答案：
2，3—二甲基戊烷。
(2)
2，4，4—三甲基戊烷
解析：
当主链上有两个以上支链，且以这两个支链为标准按不同方向给主链上碳原子编号时，两个支链所在的碳原子上的编号均相同时，则应使支链所在碳原子编号数之和最小。
答案：
2，2，4—三甲基戊烷
练4、有一种烃可以表示为：
用系统命名法命名时其主链有________个碳原子。
答案：11
(3)烷烃同分异构体书写规则：
①写出最长的碳链
②将最长碳链上的碳原子依次减少，将减下的碳原子(一个或多个)连在主链上，并依次改变它的位置和连接方式。
③碳为四价，剩余价键全部为氢原子所饱和。
练5、写出C7H16的所有的同分异构体的结构简式。
思路和分析：
书写碳原子数6个以上的烷烃的同分异构体，难在写不完全，按下列方式来写可杜绝遗漏现象：
(1)写出最长的碳链(用碳架表示)C—C—C—C—C—C—C
(2)拿下1个碳原子作为支链并变换连接的位置：
(3)拿下2个碳原子依次变换连接的位置与支链碳原子连接方式：
(4)拿下3个碳原子，依次变换支链位置，与连接方式：
答案：
①CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 ②CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3 ④(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3
⑤(CH3)2CHCH2CH(CH3)2 ⑥(CH3)3C(CH2)2CH3
⑦(CH3)2C(C2H5)2 ⑧CH(C2H5)3
⑨(CH3)3CH(CH3)2
(5)同位素、同素异形体、同系物、同分异构体比较
|
定义 |
分子式或化学符号 |
结构 |
性质 |
同位素 |
质子数相同，中子数不同的原子 |
原子符号表示不同。如 |
电子排布相同，质子数相同中子数不同 |
物理性质不同，化学性质相同 |
同素异形体 |
同种元素组成的不同单质 |
元素符号表示相同，分子式可不同。如石墨和金刚石，O2和O3 |
单质的组成或结构不同 |
物理性质不同，化学性质相同 |
同系物 |
结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的有机物 |
不同 |
相似 |
物理性质不同，化学性质相似 |
同分异构体 |
分子式相同，结构不同的化合物 |
同 |
不同 |
物理性质不同，化学性质可能不同，也可能相似 |
(1)不饱和烃
碳原子所结合的氢原子少于饱和链烃里的氢原子的烃叫不饱和烃。
(2)乙烯
乙烯是一种不饱和烃。乙烯的分子式为C2H4比C2H6少2个氢原子。
C2H6 C2H4
电子式：
结构式：
结构简式：CH3CH3 CH2=CH2
(3)乙烯的实验室制法
①试剂：乙醇和浓H2SO4按1︰3体积比混合
②装置：液—液反应要加热
③化学反应方程式：
④浓H2SO4的作用：催化剂、脱水剂
⑤本反应可能发生的副反应：
为避免乙醇分子间脱水生成乙醚，应迅速升温至170℃。但加热时间若过长，则混合液变成黑褐色，这是因为在浓H2SO4的作用下部分C2H5OH脱水碳化，故可能发生副反应：
(4)乙烯的化学性质
①加成反应：
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br(常温下使溴的CCl4溶液褪色)
CH2=CH2+HBr→C2H5Br
②氧化反应：乙烯不仅可以燃烧，而且还易被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化。
5C2H4+8KMnO4+12H2SO4→10HCOOH+8MnSO4+4K2SO4+12H2O
③乙烯在Ag催化下能被空气中O2氧化
环氧乙烷可作抗冻剂，合成洗涤剂，合成纤维的原料。
④加聚反应
(5)不饱和烃同分异构体书写规则：
相同碳原子个数的烯烃或炔烃其同分异构体数目比相应烷烃多，这是因为烯烃或炔烃既存在着碳链异构，又存在着不饱和键位置异构。
因此烯烃或炔烃同分异构体书写规则是：
①先写出相应烷烃的同分异构体的结构简式。
②从相应烷烃的同分异构的结构简式出发，变动不饱和键的位置。
练6、写出符合分子式C5H10所有烯烃的同分异构体结构简式。
思路和分析：
先写出戊烷的同分异构体的结构简式，解决碳链异构，再从相应烷烃出发变动不饱和键位置解决不饱和键位置异构。为简便起见只写碳架：
答案：
CH3CH2CH2CH=CH2 CH3CH2CH=CHCH3 (CH3)2CHCH=CH2
CH2=C(CH3)CH2CH3 (CH3)2C=CHCH3
4、炔烃 乙炔
(1)乙炔的分子结构
分子式：C2H2结构式：H—C≡C—H分子中，所有的原子都在一条直线上。
(2)乙炔的实验室制法：
①反应原理：用电石(主要成分为：碳化钙)跟水反应制得。反应化学方程式为：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
②发生装置：“固－液
反应不加热”的制取装置。
③收集方法：排水集气法(因乙炔在水中的溶解度小)。不能使用排空气集气法收集乙炔，因为乙炔中混入空气点燃时会发生爆炸。
④注意事项：
a．可用饱和食盐水代替水，以得到平稳的乙炔气流。
b．反应装置不能用启普发生器，这是因为：碳化钙与水反应剧烈，块状电石遇水后，立即变成粉末状不再是块状固体，且反应放出大量热，会使启普发生器受热不均匀而炸裂。
c．因反应剧烈，且产生泡沫，为防止产生的泡沫堵塞导管，应在导气管口下端塞入一棉花团。
⑤电石气有特殊臭味的原因
因电石中含少量CaS，Ca3As2和Ca3P2故与水发生如下反应：
CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑
Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑
Ca3As2+6H2O=3Ca(OH)2+2AsH3↑
生成H2S，PH3，AsH3有恶臭。将电石气用K2Cr2O7的浓硫酸溶液或HgCl2的稀盐酸或NaOH溶液洗气可除去臭味。
(3)乙炔的化学性质
①加成反应
②氧化反应
乙炔能使酸性KMnO4溶液褪色
(4)乙炔的工业制法
①工业上主要以天然气为原料裂解制备乙炔。
(5)炔烃
链烃分子里含有碳碳叁键的不饱和烃叫炔烃。炔烃的官能团是碳碳叁键(C≡C)，炔烃的通式为CnH2n-2(n≥2)。
5、苯芳香烃
(1)kekule式
苯的分子式为：C6H6苯具有如下性质：①易取代，不易加成。③一元取代物只有一种。③邻二取代物只有一种。为解释上述现象1865年F·A·kekule提出苯是碳碳键首尾相连的环状结构，环中三个双键、三个单键相间。
式中6个H是等同的，故只有一种一元取代物。但有两种邻二取代物：
这是因为A中两个取代基与单键相连，B中两个取代基与双键相连。这种结构解释A和B不是同一物质。但从石油中分离出的邻二甲苯其溶沸点密度均相同说明邻二甲苯无同分异构体。为了解释这个实验事实kekule提出苯环中双键没有固定位置，它在苯环内不停转动，因此不能分离出两个邻二甲苯，实际上它们是等同的。
这在当时正是对电子离域的一种朦胧想法。
从苯的分子式C6H6看，比6个碳原子的烷烃C6H14少8个氢原子属于高度不饱和烃，从苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色说明苯具有饱和烃的性质。现代物质结构的理论认为苯分子中的6个碳原子组成平面正六边形结构，分子中存在大π键故6个碳碳键，键长、键角都相等。沿用至今的kekule式：
因能较好地解释苯的某些性质故仍有生命力。
(2)苯的化学性质
a．苯具有饱和烃的性质——取代反应
①卤代：
②硝化：
③磺化：
④苯不能被酸性KMnO4溶液所氧化，也不能使溴水褪色。
b．苯具有不饱和烃的性质—一加成反应
(3)苯的同系物(通式：CnH2n-6)
①由于侧链的影响、苯的同系物比苯容易发生取代反应。
②苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色
根据上述反应事实归纳出苯的同系物与酸性高锰酸钾溶液的反应规律：
a．苯的同系物的侧链被酸性KMnO4溶液氧化，侧链不论长短，均被氧化成羧基。
b．若苯的同系物侧链上与苯环相连的C原子上没有H原子，则该苯的同系物不能被酸性KMnO4溶液氧化。
③当苯环上有两个或多个相同侧链时，侧链逐个被氧化。
④若苯环上所连接的两个侧链不同，通常是带有支链的侧链先被氧化。
(4)稠环芳烃
萘：分子式为C10H8结构简式为：
在萘分子中：1、4、5、8位相同称为α位：2、3、7、6位相同称为β位，故萘环上的氢原子只有2种即α、β，故其一元取代物只有2种。
蒽分子式为C14H10结构简式为：
在蒽分子中：1、4、5、8位相同称为α位；2、3、6、7位相同称为β位，9、10位相同称为γ位或中位。
故蒽的一元取代物有3种。
练7、三联苯：
的一氯代物有多少种同分异构体( )
A．3种 B．4种
C．2种 D．5种
解析：
苯环上的一氯取代物有邻、间、对3种一元取代物，将：
结构中的
视作CH3—将另一
视作母体则可得出邻、间、对3种一氯代物。同理我们易知
苯环上的一氯代物只有一种，可将三联苯结构中间的
视作母体。两边
视作—CH3故可得出有一种一氯代物。运用类比法可得出三联苯的一氯代物共有4种。故答案为B。
6、有机分子中原子共线、共面的确定方法
下列四种分子基本构型是解答原子共线共面的基础：
CH4：
，正四面体结构，键角109°28′；
C2H4：
，所有原子均在同一平面上，键角120°；
C2H2：H—C≡C—H，所有原子均在同一直线上，键角180°；
：平面正六边形，键角120°。
只要掌握好这些结构，借助C—C单键可以旋转而C≡C、C=C不能旋转的特点以及立体几何知识，各种与此有关的题目均可迎刃而解。
练8、下列有机物分子中所有原子一定在同一平面内的是( )
解析：
选项B中—CH3的三个氢原子与苯环肯定不在同一平面内。对于选项C：
当平面M与平面N重合时，所有原子可能在同一平面内，但由于①号与②号碳之间的C—C可以旋转，使得平面M与平面N也有可能不在同一平面内，对于选项D：
无论C—C怎样旋转，直线l一定在平面M内。A、D为正确选项。
7、石油的分馏
(1)石油的主要成分是什么？
石油所含的主要元素是C和H。它是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混和物。
(2)石油炼制和加工的主要目的是什么？
①将这些混和物进行一定程度的分离使它们各尽其用；②将碳原子多的烃转变成含C原子数少的烃以提高石油的利用价值。
(3)什么叫常压分馏？常压分馏的原料是什么产品是什么？
在通常状况下用蒸发和冷凝的方法将原油分成不同的沸点范围的馏分。常压分馏的原料是原油，产品是：①C4以下的石油气；②C5～C11汽油；③C11～C16煤油；④C15～C18柴油；⑥C20以上的重油。
(4)什么叫减压分馏？减压分馏的原料是什么？产品是什么？
常压分馏得到的产品重油可以再分馏。如果在常压下分馏则必须升高温度，但是在高温下高沸点的烃会分解，更严重的是还会碳化结焦损坏设备，为解决这一矛盾，工业上采用减压分馏的方法。减压分馏的原理利用外界压强对物质沸点的影响。外界压强愈小物质沸点就越低。用降低分馏塔内压强的方法能使重油的沸点随压强降低而降低。减压分馏的产品是：柴油、润滑油、沥青、凡士林、石蜡、燃料油、石油焦。
(5)催化裂化的原料是什么？产品是什么？目的是什么？
石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料。但产量不高，仅占石油总质量的25%左右。为了提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量，在石油工业上采用了裂化的方法。裂化就是在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程。裂化有热裂化和催化裂化。
在生产实践中，由于热裂化所产生的汽油质量还不够高，并且在热裂化过程里如果温度过高，还常会发生结焦现象，影响生产的进行。为了克服这些缺点，常使用催化剂。在催化作用下进行的裂化，叫做催化裂化。经过催化裂化可以得到质量比较高的汽油。因此，热裂化为催化裂化所取代。
催化裂化的原料：重油
得到的产品是：轻质油
催化裂化的目的是：提高轻质油的产量
(6)催化重裂的原料是什么？产品是什么？目的是什么？
重整常用铂作催化剂，所以又叫做铂重整。铂重整的目的有两个，一是提高汽油辛烷值；二是制取芳香烃。重整用的原料要视目的不同而定，如重整的目的是为了提高汽油的辛烷值，一般选用沸程范围为60—180℃(或200℃)的直馏汽油馏分(或经过加氢的裂化汽油馏分)。如果重整目的是为了生产芳香烃，则选用沸程范围为60—130℃的直馏汽油馏分(或经加氢的裂化汽油馏分)。因为这一馏分中含C6—C8环烷烃较多，经重整后有利于转化为芳香烃。
(7)石油裂解的原料是什么？产品是什么？
在石油化工生产过程里，常用石油分馏产品(包括石油气)作原料，采用比裂化更高的温度(700～800℃，有时甚至高达1000℃以上)，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提高有机化工原料。工业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化，以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。石油裂解的化学过程是比较复杂的，生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外，还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里烯烃含量比较高。因此，常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离，就可以得到所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛应用。
例1、甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的四个氢被苯基取代，则可得到的分子如图所示，对该分子的描述，不正确的是( )
A．分子式为C25H20
B．所有碳原子都在同一平面上
C．此分子属非极性分子
D．此分子最多有13碳原子在一个平面上
解析：
一个苯基为—C6H5，四苯甲烷的分子式为C25H20，A正确；甲烷分子是一个正四面体结构，故不可能所有碳原子都在一个平面上，B错误；此分子中四个氢原子被四个苯基取代，仍属一个高度对称的结构，正、负电荷重心重合，属于非极性分子，C正确；苯分子是一个平面正六边形结构，有可能两个苯环和一个中心碳原子共一个平面，故D正确。
答案：B
例2、C8H18经多步裂化，最后完全转化为C4H8，C3H6，C2H4，C2H6，CH4五种气体的混合物。该混合物的平均相对分子质量可能是( )
A．28 B．30
C．38 D．40
解析：
C8H18有两种裂化方式，设lmol C8H18按下式裂化：
(1)C8H18→C4H10+C4H8 △n=1
C4H10→C2H4+C2H6 △n=1
C4H10→CH4+C3H6 △n=1
共变为3mol
(2)设1mol C8H18按下式裂化：
C8H18→C2H4+C6H14 △n=1
C6H14→C2H4+C4H10 △n=1
C6H14→C2H6+C4H8 △n=1
C4H10→CH4+C3H6 △n=1
C4H10→C2H4+C2H6 △n=1
共变为4mol
例3、1，2，3—三苯基环丙烷的3个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下，因此有如下2个异构体。
据此，可判断1，2，3，4，5—五氯环戊烷(假定五个碳原子也处于同一平面上)的异构体数是( )
A．4 B．5
C．6 D．7
解析：
从1，2，3—三苯基环丙烷的结构可以看出苯基可处于平面的上方或下方。可以得出：①氯原子全部在面上(或面下)，1种②4个氯原子在面上，1个氯原子在面下，1种③3个氯原子在面下，2个氯原子在面下，2种。
答案：A
例4、研究发现，烯烃在合适催化剂作用下可双键断裂，两端基团重新组合为新的烯烃。若CH2=C(CH3)CH2CH3与CH2=CHCH2CH3混合物发生该类反应，则新生成的烯烃中共平面的碳原子数可能为( )
A．2，3，4 B．3，4，5
C．4，5，6 D．5，6，7
解析：
由题意可写出
由乙烯分子中6个原子共面，故将
a式写成：
b式与成：
c式写成：
，故选C。
答案：C
例5、已知
可简写为
。
降冰片烯的分子结构可表示为：
(1)降冰片烯属于__________。
a．环烃 b．不饱和烃
c．烷烃 d．芳香烃
(2)降冰片烯的分子式为__________。
(3)降冰片烯的一种同分异构体(含有一个六元环的单环化合物)的结构简式为____________________。
(4)降冰片烯不具有的性质__________。
a．能溶于水 b．能发生氧化反应
c．能发生加成反应 d．常温常压下为气体
解析：
由降冰片烯的分子式C7H10可知该分子平面结构高度不饱和，六元碳环中应有2个碳碳双键其同分异构体书写可分为①当甲基与不双键相连时其同分异构体
答案：
(1)b (2)C7H10 (3)
(4)a、d
例6、烃A1、A2互为同分异构体，它们各加1mol H2都可得到烃B。A1、A2各加1mol HCl都得到C1。而B在光照下与氯反应，只得到两种一氯代烃C1和C2。其转化关系如图所示。B中碳的质量分数为83.7%。
则A1、A2、B和C1、C2的结构简式分别是：
A1__________，A2__________，B__________，C1__________，C2__________。
解析：
B分子中
，由题意知B是烷烃因在高级烷烃分子中氢元素质量分数随着碳原子数的增大其所占的质量分数越来越小，故在求最简式时误差较大若用最简式求解则
，故不合题意应用CnH2n+2求解，
，B的分子式为C6H14，经检验C6H14符合题意。
答案：
A1：(CH3)2C=C(CH3)2
A2：
B：(CH3)2CHCH(CH3)2
因为B分子中有12个H(在甲基上)被取代得C2，只有2个H(在2，3位碳上)被取代得C1，前者几率大，所以C2比C1多。
例7、某些废旧塑料可采用下列方法处理：将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如图所示。
加热聚丙烯废塑料得到的产物见下表：
产物 |
氢气 |
甲烷 |
乙烯 |
丙烯 |
苯 |
甲苯 |
碳 |
质量分数(%) |
12 |
24 |
12 |
16 |
20 |
10 |
6 |
(1)试管A中残余物有多种用途：按如图所示转化就可制取高聚物聚乙炔。
写出反应②、③的化学方程式___________________________________。
(2)试管B收集到的产品中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质，其一氯代物有__________种。
(3)锥形瓶C中观察到的现象是______________________________，经溴水充分吸收后，剩余气体经干燥后的平均相对分子质量为________________。
(4)写出C中逸出的气体在工业上的两种用途___________________________________。
解析：
(1)由加热聚丙烯所得产物如下表知试管A中残留物为碳，以碳为原料发生的一系列反应的化学方程式为：
，CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑，
。
(2)由实验装置知试管B中收集到的产品只可能是在室温时为液态的产品而该产品能使酸性KMnO4溶液褪色，故该产品只能是甲苯而不是苯。甲苯的一氯代物有4种：
(3)由题给表中数据知聚丙烯受热分解后的气态产物中乙烯、丙烯被锥形瓶中溴水完全吸收后发生加成反应生成无色的溴代烷，所以溴水褪色，残留的气体是CH4和H2。由表列CH4和H2的质量分数可求出其物质的量之比：
(4)由锥形瓶C中逸出的气体是H2和CH4，H2和CH4在工业上的重要用途是可作合成氨的原料气，CH4还是一种重要的燃料和化工原料，例如制碳黑等。
答案：
(1)CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑；
(2)4
(3)橙黄色溶液变无色或溴水褪色； 4.8
(4)合成氨原料；作燃料或有机化工原料(其他合理答案均给分)
例8、乙烯与乙烷混合气体共a mol，与b mol的氧气共存于一密闭容器中，点燃后充分反应，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO和CO2的混合气体和45g水。试求：
(1)当a=1时，乙烯和乙烷的物质的量之比n(C2H4):n(C2H6)=__________。
(2)当a=1时，且反应后CO和CO2混合气体的物质的量为反应前氧气的
时，则b=________，得到的CO和CO2的物质的量之比n(CO):n(CO2)= ________。
(3)a的取值范围是________________________________________________。
(4)b的取值范围是________________________________________________。
解：
(1)乙烯与乙烷组成的混烃平均分子式为C2Hx。则：
，由H守恒知x=5。
故n(C2H4):n(C2H6)=1:1
(2)由C守恒：
由O守恒得 2b=n(CO)+2n(CO2)+2.5(H2O) n(CO):n(CO2)=0.5:1.5=1:3
(3)
ax=2.5×2
由C2H4和C2H6分子中H原子个数知：4<x<6 ；
。
(4)由C2H4、C2H6不完全燃烧生成CO耗O2最少可求b的极小值。其计算标准为生成H2O的物质的量。
C2H4＋2O2→2CO＋2H2O
2.5 2.5
C2H6＋2.5O2→2CO＋3H2O
2.5 3
2.5
