专题10 乙烯的实验室制取和性质探究——备战2021年高考化学之突破教材实验热点

专题10 乙烯的实验室制取和性质探究 1．乙烯的实验室制取 （1）制取原理 CH3CH3OHCH2=CH2↑+H2O （2）实验装置（B为氢氧化钠溶液） （3）实验现象 圆底烧瓶中有无色气体产生，高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。 2．乙烯的物理性质 颜色 气味 状态 溶解性 密度 无色 稍有气味 气态 难溶于水，易溶于有机溶剂 比空气的略小 3．乙烯的化学性质 （1）氧化反应 ①在空气中燃烧 火焰明亮并伴有黑烟，放出大量的热。 化学方程式：CH2=CH2+3O22CO2+2H2O ②与酸性高锰酸钾溶液反应 酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙烯比较活泼，易被强氧化剂氧化。乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，因此，除去甲烷中混有的乙烯，不能用酸性KMnO4溶液，应该用溴水或溴的四氯化碳溶液。 ②乙烯的加成反应 有机物分子中的不饱和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加成反应。 CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br (将乙烯通入溴水中，溴水褪色) 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与使酸性KMnO4溶液褪色的原理不同，前者发生的是加成反应，后者发生的是氧化还原反应。 ③加聚反应 在适宜的温度、压强和有催化剂存在的条件下，乙烯可以通过加成聚合反应生成高分子化合物——聚乙烯，化学方程式为n CH2=CH2。 4．乙烯的来源和用途 （1）乙烯的来源 从石油中获得乙烯，已成为目前工业上生产乙烯的主要途径。乙烯是石油的裂解产物，乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。 （2）乙烯的用途 ①乙烯是重要的化工原料，可用来制造聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。 ②在农业生产中，可用作植物生长调节剂和催熟剂。 乙烯在空气中燃烧：火焰明亮，伴有黑烟，放出大量的热。 既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯，得到纯净乙烷的方法： 将混合气体通入足量溴水中。 某同学设计实验探究工业制乙烯的原理和乙烯主要的化学性质，实验装置如图所示。 （1）工业制乙烯的实验原理是烷烃(液态)在催化剂和加热、加压条件下发生反应生成不饱和烃。已知烃类都不与碱反应。例如，石油分馏产物之一十六烷可发生如下反应，反应式已配平： C16H34 C8H18+甲，甲 4乙，C8H18 C3H8＋丙， 则甲的分子式为__；丙的所有同分异构体中能够共面的碳原子最多有__个。 （2）B装置中的实验现象是____，其中发生反应的反应类型是_____。 （3）C装置中的实验现象是________。 （4）查阅资料知，乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置_____(填序号)中的实验现象可判断该资料是否真实。 （5）通过题述实验探究可知，检验甲烷和乙烯的方法是______(填序号)；除去甲烷中乙烯的方法是 __(填序号)。 A．气体通入水中 B．气体通过装溴水的洗气瓶 C．气体通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 D．气体通过氢氧化钠溶液 （6）分别燃烧乙烯和甲烷，乙烯产生黑烟，原因是 ______。 【答案】（1）C8H16 5 （2）橙色褪去 加成反应 （3）紫色褪去 （4）D （5）BC B （6）乙烯中碳的质量分数为85.7%，大于甲烷中碳的质量分数(75%)或乙烯中碳的质量分数大于甲烷中碳的质量分数 【解析】 石蜡油经过催化裂化得到乙烯，乙烯会与溴发生加成，使得溴水褪色；乙烯能被高锰酸钾溶液氧化，生成CO2，高锰酸钾溶液褪色，D中的澄清石灰水会变浑浊。 （1）根据原子守恒，甲的分子式为C8H16；C8H16在催化剂，加热，加压下得到乙，乙为C2H4，乙烯；根据原子守恒，可得丙为C5H10，其所有同分异构体中能够共面的碳原子最多有5个； （2）乙烯含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，使得溴水橙色褪色； （3）乙烯能被高锰酸钾溶液氧化，使得高锰酸钾溶液褪色，现象为紫色褪去； （4）CO2可以使澄清石灰水变浑浊，因此可用装置D来判断资料是否真实； （5）甲烷和乙烯均不与水和NaOH溶液反应，因此水或NaOH不能用于检验或除杂； 甲烷不与溴水反应，不与高锰酸钾溶液反应，而乙烯可与溴水、高锰酸钾溶液反应，因此可用溴水或高锰酸钾溶液来检验甲烷和乙烯，BC符合题意； 乙烯与高锰酸钾溶液作用会生成CO2会带来新的杂质，因此除去甲烷中乙烯，可以通过溴水，因为乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷是液体，与甲烷分离，可以此方法除去乙烯，B符合题意。 （6）烃类燃烧时，一般含碳量越高，黑烟越浓；分别燃烧乙烯和甲烷，乙烯产生黑烟，原因是乙烯中碳的质量分数为85.7%，大于甲烷中碳的质量分数(75%)或乙烯中碳的质量分数大于甲烷中碳的质量分数。 1