乙炔与煤化工

乙炔及煤化工

1.乙炔分子的组成和结构：

（1）分子式：C 2H 2

（2）结构式：H －C≡C －H

注意：乙炔分子中的2个C 原子和2个H 原子处于同一直线上，键角为1800。

（3）结构简式：CH≡CH

（4）电子式：

（5）乙炔的分子模型：

2.CH≡CH 的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，微溶于水、易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。

3.CH≡CH 的化学性质：

（1）氧化反应：

a.燃烧反应：2CH≡CH+5O 24CO 2+2H 2O 。 实验现象：火焰明亮，伴有浓烈的黑烟。乙炔在氧气中燃烧，放出大量的热，产生的氧炔焰温度可达3000℃以上，可用氧炔焰来焊接和切割金属。

b.易使酸性KMnO 4溶液紫色褪去：C 2H 2+2MnO 4-+6H +→2Mn 2++2CO 2+4H 2O 。

（2）高温分解：乙炔在高温下分解为碳和氢气，由此可制备炭黑。

（3）加成反应：乙炔与足量溴水发生加成反应而使溴水褪色，且反应是分步进行的； 第一步加成：

第二步加成：

总反应：

注意：①1，2-二溴乙烯和1，1，2，2-四溴乙烷的密度均比水大，且不溶于水，但与乙醇、乙醚、氯仿、苯胺、醋酸等混溶。

②乙炔除了和溴发生加成反应外，在一定条件下还可以与氢气、氯化氢、水等发生加成反应，如：

CH≡CH+2H 2→CH 3CH 3(用于制乙烷)

CH≡CH+HCl→CH 2=CHCl(制氯乙烯)

CH≡CH+H 2O→CH 3CHO(制乙醛)

（4）聚合反应：乙炔可以发生聚合反应生成聚乙炔。聚乙炔是良好的半导体，聚乙炔类导电聚合物首先由日本化学家白川英树研制成功，他本人因此获得了2000年获诺贝尔化学奖。生成聚乙炔的反应为：

注意：绝大多数聚合物是绝缘的，只有少数聚合物是半导体和导体。

4.乙炔的用途：乙炔可用于照明、焊接及切断金属（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。乙炔在高温下分解为碳和氢，由此可制备炭黑。

5.乙炔的实验室制法

（1）实验原理：CaC 2＋2H 2O →C 2H 2↑＋Ca(OH)2，该反应类型是复分解反应。

CaC 2又叫电石，其电子式为_________。

CaC 2可用焦炭和生石灰在电炉中高温制得：CaO+3C 电炉℃

0-℃−−−−→−0030250CaC 2+CO↑

−−→−

点燃

（2）关于实验室制乙炔的几点说明：

①取电石要用镊子夹取，切忌用手拿电石；

②电石与水反应很剧烈，为减缓化学反应速率，可用饱和氯化钠溶液代替水；

③要用排水法收集乙炔，不能用排空气法收集，因为乙炔的密度与空气接近；

④实验中不可用（填“可用”或“不可用”）启普发生器，主要原因是：

a.反应剧烈，放出大量的热，启普发生器易受热炸裂；

b.当关闭启普发生器导气管上的活塞使液态水和电石固体分离后，电石与水蒸气的反应还在进行，不能达到“关之即停”的目的；

c.生成物Ca(OH)2微溶于水，易形成糊状泡沫，堵塞导气管与球形漏斗；

⑤因电石中常含有硫化钙(CaS)、砷化钙(Ca3As2)、磷化钙(Ca3P2)H2S、AsH3、PH3等有毒气体。

可用CuSO4溶液除去杂质气体，涉及的反应有：

CuSO4+H2S2 4

24CuSO4+11AsH3+12H2O→8Cu3As↓+3H3AsO4+24H2SO4

24CuSO4+11PH3+12H2O→8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4

注意：不能使用NaOH溶液除杂，因为________________。不能除AsH3、PH3。

6.工业制乙炔—煤化工

（1）煤由有机物和无机物组成，主要含C、H、O、S、N等元素。

（2）煤的综合利用有煤的气化、液化和干馏等。煤的开发和利用过程中，要合理处理“废水”、“废气”和“废渣”，减少污染，保护环境。

（3）煤的气化：煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO、CH4等气体的过程。

（4）煤的液化：煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料（人造石油）或利用煤产生的H2和CO 通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品的过程。

（5）煤的干馏：煤在隔绝空气条件下加热分解，生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等产物的过程。焦炭和生石灰在电炉中高温制得CaC2，CaC2再与水反应就可以制备乙炔了。

注意：煤的气化、液化、干馏都是化学（填“化学”或“物理”）变化。

例1.（乙炔及炔烃的性质）

1.1.乙烷、乙烯、乙炔共同具有的性质是（A）

A.都不溶于水，且密度均比水小

B.都能够使溴水和酸性KMnO4溶液褪色

C.分子中各原子都处在同一平面上

D.都能发生聚合反应生成高分子化合物

1.2.关于CH3－CH=CH－C≡C－CH3分子的结构，下列说法正确的是（B ）

A.6个碳原子有可能都在一条直线上

B.6个碳原子不可能都在一条直线上

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

例2.（实验室制乙炔）

2.如图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不合理的是（ D ）

A.逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率

B.若酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔具有还原性

C.在CuSO4溶液和KMnO4溶液装置间再加一个盛有CuSO4溶液的装置可使实验更严谨

D.将生成的气体直接通入到溴水中，溴水褪色，说明有乙炔生成

例3.（炔烃相关的计算）

3.1.某温度和压强下，将4g由三种炔烃组成的混合气体与足量的氢气反应，充分加成后，生成

三种对应的烷烃，则所得烷烃中一定有（B）

A.异丁烷

B.乙烷

C.丙烷

D.丁烷

3.2.下图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X(C=A、B、C)的物质的量n(X)，纵坐标表示消耗O2的物质的量n(O2)，A、B是两种可燃气体，C是A和B的混合气体，则C中n(A):n(B)为（A）

A.4:3

B.1:1

C.3:4

D.任意比

变式训练：

1.区别CH4、CH2=CH2、CH≡CH的最简易方法是（C）

A.分别通入溴水

B.分别通入酸性高锰酸钾溶液

C.分别在空气中点燃

D.分别通入盛有碱石灰的干燥管

2.除去乙烷中混有的少量乙炔，正确的方法是（D ）

A.将混合气体通入氢氧化钠溶液

B.将混合气体通过酸性高锰酸钾溶液

C.将混合气体通入浓硫酸

D.将混合气体通入溴水

3.用乙炔为原料制取CH2Br—CHBrCl，可行的反应途径是（d）

A.先加Cl2，再加Br2

B.先加Cl2，再加HBr

C.HCl，再加HBr

D.先加HCl，再加Br2

4.关于炔烃的下列描述正确的是（D）

A.通式为C n H2n-2的不饱和烃是炔烃

B.炔烃分子里的所有碳原子都在同一直线上

C.炔烃易发生加成反应，也易发生取代反应

D.炔烃可以使溴水褪色，也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色

5.下列有关乙炔性质的叙述中，既不同于乙烯又不同于乙烷的是（D）

A.能燃烧生成CO2和H2O

B.能发生加成反应

C.能与KMnO4溶液发生反应

D.能与HCl反应生成氯乙烯