内容正文:
第3章 简单的有机化合物
第二节 从化石燃料中获取有机化合物
第2课时 石油裂解与乙烯 有机高分子材料
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.了解石油加工工艺,认识石油裂解的产物。了解有机高分子化合物的结构、性质及其应用。
2.能描述乙烯的主要化学性质及相应性质实验的现象,书写加成、加聚反应的化学方程式。
3.能利用乙烯的主要性质进行物质鉴别。了解高分子化合物在生产、生活中的重要应用。
4.知道氧化、加成、加聚反应等有机反应类型。
重点:乙烯的结构与性质。
难点:氧化、加成、加聚反应等有机反应类型。
一、石油裂解
1.石油的裂解
(1)定义:以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子质量较大的烃分解成乙烯、丙烯等小分子烃的方法。
(2)裂解
(3)石油裂解气中,乙烯的含量比较高。
2.石蜡的分解
实验操作
实验现象
B处:溶液 ;C处:溶液 ;
D处:点燃时 并伴有
实验结论
(1)石蜡分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物;
(2)气态产物中含有与烷烃性质不同的烃,产物实际上是烯烃和烷烃的混合物
【特别提醒】
3.化学中“两裂”的比较
名称
定义
目的
裂化
在一定条件(加热、使用催化剂)下,把相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃
提高轻质液体燃料的产量和质量,特别是提高汽油的产量
裂解
以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子质量较大的烃分解成乙烯、丙烯等小分子烃的方法
获得短链
二、乙烯
1.物理性质
颜色
气味
状态
水溶性
密度
无色
稍有气味
比空气的
2.化学性质
(1)氧化反应
(2)加成反应
①概念:有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应。
②乙烯的加成反应
有关反应的化学方程式为
a.;
b.CH2===CH2+H2CH3—CH3;
c.CH2===CH2+HClCH3CH2Cl;
d.CH2===CH2+H2OCH3CH2OH。
3.乙烯的用途
(1)乙烯是重要的有机化工基础原料,用于生产塑料等化工产品。乙烯的产量被用作衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志。
(2)乙烯是一种植物 。
4.乙烯与乙烷的比较
名称
乙烯
乙烷
结构式
结构简式
CH2===CH2
CH3—CH3
碳碳键类型
饱和程度
典型的反应类型
能否使溴水褪色
能否使酸性KMnO4溶液褪色
【归纳提升】烷烃、烯烃、苯的性质比较
物质
液溴
溴水
溴的四氯化碳溶液
酸性KMnO4溶液
烷烃
与溴蒸气在光照条件下取代
不反应,液态烷烃可发生萃取而使溴水层褪色
不反应,互溶(液态烷烃),不褪色
不反应
烯烃
加成
加成褪色
加成褪色
氧化褪色
苯
催化条件下可取代
不反应,发生萃取而使溴水层褪色
不反应,互溶,不褪色
不反应
5.乙烯与乙烷的鉴别与除杂
(1)鉴别
方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中;溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷。
方法二:将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液中;溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷。
方法三:点燃两种气体,火焰较明亮,有黑烟者为乙烯,另一种为乙烷。
(2)除去乙烷中乙烯的方法
将混合气体通过盛溴水的洗气瓶,如图所示。
【特别提醒】
(1)乙烯是可燃性气体,点燃乙烯前一定要检验其纯度。
(2)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能把乙烯氧化为CO2。因此酸性高锰酸钾溶液可用来鉴别烷烃和乙烯,但不能用于除去烷烃中的乙烯(因为引入新的杂质二氧化碳)。
四、从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物
1.高分子化合物及其分类
(1)定义:相对分子质量很大(从几万到几百万甚至上千万)的有机化合物,简称为高分子或聚合物。
(2)结构特点:主要分为 结构和 结构。
(3)基本性质
结构特点
线型结构
网状结构
实例
聚乙烯
酚醛塑料
基本性质
溶解性
有机溶剂
缓慢溶解
只溶胀,不溶解
水
性质
电绝缘性
可燃性
(4)有机高分子化合物的分类
2.合成高分子的反应类型
(1)概念
①聚合反应:由相对分子质量较小的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反应。
②加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,又叫 反应,简称 。
(2)反应示例:从乙烯到聚乙烯的方程式为nCH2===CH2。
【特别提醒】单体、链节、聚合度
单体
链节
聚合度
定义
能合成高分子化合物的小分子物质
高分子化合物中的重复结构单元
链节的重复次数
实例(如聚乙烯)
CH2===CH2
—CH2—CH2—
n
3.加聚反应的特点
(1)反应物特征——含有不饱和键。
(2)生成物特征——与反应物具有相同的组成。
(3)反应特征——没有小分子化合物生成。
4.加聚反应的类型
(1)单烯烃的加聚,如nCH3—CH===CH2。
(2)二烯烃的加聚,如nCH2===CH—CH===CH2
(3)几种单体的共聚,如nCH2===CH2+nCH2===CH—CH3
(或)。
【方法技巧】判断分子中共线、共面原子数的技巧
(1)审清题干要求
审题时要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等关键词和限制条件。
(2)熟记常见共线、共面的官能团
①与三键直接相连的原子共直线,如—C≡C—、—C≡N;
②与双键和苯环直接相连的原子共平面,如、。
(3)单键的旋转思想
有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键,均可绕键轴自由旋转。
五、有机高分子材料
以煤、石油和天然气等为原料可以合成具有不同性质的高分子,以它们为主要原料,加入某些特定的添加剂,经压制、挤压或抽丝等成型加工处理,便可得到各种高分子材料,如塑料、合成橡胶和合成纤维。
1.塑料
(1)主要成分: 。
(2)聚乙烯塑料
①主要成分: 。
②主要性质:无臭、无毒;具有优良的耐低温性能;化学稳定性好,能耐大多数酸、碱的侵蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性小;电绝缘性能优良。
(3)常见种类:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
(4)对环境的影响:大量废旧塑料制品的丢弃造成“ ”。
2.橡胶
(1)特性: 。
(2)分类
(3)合成橡胶的特性:高弹性、绝缘性、耐油、耐酸碱、耐低温或高温。
3.纤维
(1)分类
(2)腈纶指聚丙烯腈纤维,合成腈纶的化学方程式为。
4.几种常见塑料的合成
名称
单体
反应方程式
聚乙烯
nCH2===CH2
聚氯乙烯
nCH2===CHCl
聚苯乙烯
5.加聚产物单体的判断方法
类型
聚合物链节的主链上无双键,以两个碳原子为一组,断开共价键,分别将两个半键闭合形成双键,可得到合成聚合物的单烯烃
聚合物链节的主链上有双键,通常以四个碳原子为一组,将双键打开,在原链节双键两侧生成新的双键,可得到合成聚合物的二烯烃
实
例
高聚物
单体
口诀
单键两两断,双键四个碳;单键变双键,双键变单键
【特别提醒】书写加聚产物的单体的结构简式时,关键是依据碳原子四价键规律。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)聚丙烯的结构简式为CH3—CH—CH2。( )
(2)高分子化合物的特点之一是组成元素简单,结构复杂,相对分子质量大。( )
(3)聚乙烯是由相同分子组成的化合物,有固定熔点。( )
(4)等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后产生二氧化碳的质量相同。( )
(5)乙烯的化学性质与聚乙烯相同。( )
2.现有两种高聚物A和B,A能溶于氯仿等有机溶剂,并能在加热到一定温度时熔融成黏稠的液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融,则下列叙述中不正确的是( )
A.高聚物A可能具有弹性,而高聚物B一定没有弹性
B.高聚物A一定是线型高分子材料
C.高聚物A一定是网状高分子材料
D.高聚物B一定是网状高分子材料
3.下列说法中错误的是( )
A.乙烯与Br2的加成,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同物质的量的乙烯和甲烷完全燃烧消耗的氧气的量相同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷
►问题一 石油的裂解
【典例1】石油裂解的主要目的是( )
A.提高轻质液体燃料的产量
B.便于分馏
C.获得短链不饱和气态烃
D.提高汽油的质量
【变式1-1】下列反应属于裂解反应的是( )
【变式1-2】下列关于石油裂解和裂化的叙述中,不正确的是( )
A.裂解与裂化的产物都含有不饱和烃
B.裂解与裂化都是为了得到气态烃
C.裂解与裂化的原料都是石油分馏产品
D.裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程
►问题二 乙烯的分子结构
【典例2】下列说法正确的是( )
A.乙烯分子的电子式为
B.乙烯分子的球棍模型为
C.乙烯分子是平面结构
D.乙烯分子的结构简式为CH2CH2
【变式2-1】能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是( )
A.乙烯分子里碳氢原子的个数之比为1∶2
B.乙烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量相等
C.乙烯易与溴水发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成需消耗1 mol溴单质
D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
【变式2-2】现有a、b、c三种碳氢化合物,其球棍模型如下图
下列有关说法错误的是( )
A.分子中所有原子共平面的只有b
B.a和c分子结构相似,互为同系物
C.b分子的结构简式为
D.b分子中含有,c分子中所有的共价键都为单键
►问题三 乙烯的性质及其应用
【典例3】下列各组物质在一定条件下反应,可以制得较纯净的1,2二氯乙烷的是( )
A.乙烷与氯气在光照条件下反应
B.乙烯与氯化氢气体混合
C.乙烯与氯气混合
D.乙烯通入浓盐酸
【变式3-1】使1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是( )
A.3 mol B.4 mol
C.5 mol D.6 mol
【变式3-2】下列物质不可能是乙烯加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
►问题四 共线共面问题
【典例4】由乙烯推测丙烯的结构或性质,正确的是( )
A.分子中3个碳原子在同一直线上
B.分子中所有原子都在同一平面上
C.与HCl加成只生成一种产物
D.丙烯能使溴水褪色
【变式4-1】在下列四种有机物中,分子内所有原子均在同一平面的是( )
A.丙烯 B.乙烷
C.苯 D.甲苯()
【变式4-2】有机化合物分子的一氯代物有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
►问题五 烃的综合应用
【典例5】可以用来鉴别甲烷和乙烯,还可用来除去甲烷中乙烯的操作方法是( )
A.将混合气体通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶
B.将混合气体通过盛有适量溴水的洗气瓶
C.将混合气体通过盛有水的洗气瓶
D.将混合气体通过盛有澄清石灰水的洗气瓶
【变式5-1】苯乙烯()是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是( )
A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯
D.一定条件下,1 mol苯乙烯最多能和4 mol H2发生加成反应
【变式5-2】Ⅰ.如图是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质检验装置,反应原理为CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O。
(1)甲中仪器①、②的名称分别为________、________。
(2)收集乙烯气体最好的方法是_________________________________。
(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(图乙),溶液的颜色很快褪去,该反应属于________(填反应类型)。
Ⅱ.实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计图丙实验以确认反应后混合气体中有乙烯和二氧化硫。试回答下列问题:
(1)图中装置①②③④盛放的试剂分别是下列中的(填字母):
①________;②________;③________;④________。
A.品红溶液 B.氢氧化钠溶液
C.浓硫酸 D.酸性高锰酸钾溶液
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是___________________________________。
(3)使用装置②的目的是_______________________________________________。
(4)使用装置③的目的是_______________________________________________。
(5)验证含有乙烯的现象是_____________________________________________。
►问题六 烃的燃烧规律
【典例6】在密闭容器中a mol C2H4跟b mol H2在有催化剂存在下反应,一段时间后生成了c mol C2H6,除去催化剂后,将此混合气体完全燃烧生成CO2和H2O,所需氧气的物质的量应是( )
A.(3a+b) mol
B.(3a+0.5b-3.5c) mol
C.(3a+b+3.5c) mol
D.(3a+0.5b) mol
【变式6-1】将15 g CH4和C2H4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中,溴水的质量增加了7 g,则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.3∶2 D.2∶3
【变式6-2】将CH4和C2H4的混合气体15 g通入盛有足量溴水的容器中,溴水的质量增加了7 g,则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.3∶2 D.2∶3
►问题七 高分子材料
【典例7】人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法中正确的是( )
A.天然橡胶易溶于水
B.羊毛是合成高分子化合物
C.聚乙烯塑料是天然高分子材料
D.聚氯乙烯塑料会造成“白色污染”
【变式7-1】下列说法正确的是( )
A.乙烯通过聚合反应可得到高分子材料
B.聚丙烯的结构单元是—CH2—CH2—CH2—
C.碳纤维属于合成有机高分子化合物
D.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
【变式7-2】聚氯乙烯塑料在工农业生产中广泛应用,其结构简式为,它是由CH≡CH、HCl两种小分子经过系列反应形成的,由聚氯乙烯分析合成过程中发生的反应类型有( )
①取代反应 ②加成反应 ③加聚反应 ④氧化反应
A.①③ B.②③
C.①②③ D.①③④
1.对乙烯的结构,下列说法正确的是
A.乙烯的电子式为 B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子在空间上是平面结构 D.乙烯的结构简式为CH2CH2
2.下列说法正确的是
A.乙烯和苯都使溴水褪色的原理相同
B.甲烷和乙烯都可以与氯气反应
C.乙烯分子与苯分子都能与发生加成反应,说明二者所含碳碳键相同
D.石油的分馏、催化裂化和裂解都是化学变化
3.下列化学用语正确的是
A.乙烯分子的空间填充模型:
B.乙烯为平面形分子
C.聚丙烯的结构简式:
D.甲基的电子式:
4.乙烯是石油化工重要的基本原料。以乙烯为原料合成环氧乙烷、聚乙烯的路线如图所示,下列说法正确的是
A.环氧乙烷属于烃 B.反应①的原子利用率为
C.乙烯是聚乙烯的链节 D.聚乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
5.以乙烯为原料生产环氧乙烷()的反应过程中存在以下两步反应:
①
②
下列说法错误的是
A.反应①属于加成反应
B.可用溴的溶液鉴别乙烯和
C.氯气与水反应的离子方程式为
D.等物质的量的乙烯与环氧乙烷完全燃烧,消耗氧气的物质的量之比为
6.下列说法正确的是
A.聚乙烯的单体为“”
B.的一氯代物有3种
C.和为同一物质
D.分子中所有原子一定在同一平面上
7.下列有关有机高分子材料的说法错误的是
A.等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧生成CO2的物质的量相等
B.聚丙烯不可以可使溴水因发生化学反应而褪色
C.苯乙烯通过加聚反应得到
D.橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,均具有一定弹性
8.下列有机化合物分子中,所有原子不可能位于同一平面的是
A.乙烷 B.乙烯 C.乙炔 D.苯
9.甲烷和乙烯等有机物是重要的化工原料。下列可以用来鉴别甲烷和乙烯的试剂是
A.稀 B.溶液 C.酸性溶液 D.
10.某课外活动小组设计了以下四种方案除去乙烷中混有的少量乙烯,并得到纯净干燥的乙烷,合理的是
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
11.下列实验原理和装置能达到实验目的的是
A.实验甲:除去乙烯中的气体 B.在光照条件下制取纯净的一氯甲烷
C.收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应 D.分馏石油获得汽油
12.反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)是综合利用CO2的热点研究领域——催化加氢合成乙烯的重要反应。该反应往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。下列有关几种低碳烯烃的说法不正确的是
A.乙烯的空间构型为平面型 B.丙烯和聚丙烯都可发生加成反应
C.正丁烷中四个碳原子不在同一直线上 D.乙烯、丙烯和丁烯都不溶于水
13.下列实验室制取少量一氯乙烷的方法中,所得产物含量最高的是
A.乙烷与氯气反应 B.乙烯与氯气反应
C.乙烯与氢气、氯气混合反应 D.乙烯与氯化氢反应
14.既能够用于鉴别甲烷和乙烯,又能除去甲烷中乙烯的试剂是
A.溴水 B.点燃 C.通入Cl2 D.酸性高锰酸钾溶液
15.乙烯在一定条件下发生反应,生成聚乙烯,该反应属于
A.加聚反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.取代反应
16.下列物质中,不能通过乙烯的加成反应一步制得的是
A. B. C. D.
17.下列反应属于加成反应的是
A.C2H4+3O22CO2+2H2O B.CH2=CH2+H2→CH3CH3
C.2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ D.CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
18.下列操作方法既可以用来鉴别乙烷和乙烯,又可以用来除去乙烷中混有少量乙烯的是
A.将气体通过盛浓硫酸的洗气瓶 B.将气体与氯气混合
C.将气体通过盛酸性KMnO4溶液的洗气瓶 D.将气体通过盛溴水的洗气瓶
19.由乙烯推测丙烯(CH3CH=CH2)的结构或性质,正确的是
A.分子中3个碳原子在同一直线上 B.分子中所有原子在同一平面上
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.能发生加聚反应
20.四氯乙烯()是一种衣物干洗剂,聚四氟乙烯()是家用不粘锅内侧涂层的主要成分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是
A.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用,聚四氟乙烯的化学性质比较活泼
B.聚四氟乙烯的单体是
C.它们的分子中都不含氢原子
D.它们都可以由乙烯发生加成反应得到
(
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第3章 简单的有机化合物
第二节 从化石燃料中获取有机化合物
第2课时 石油裂解与乙烯 有机高分子材料
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.了解石油加工工艺,认识石油裂解的产物。了解有机高分子化合物的结构、性质及其应用。
2.能描述乙烯的主要化学性质及相应性质实验的现象,书写加成、加聚反应的化学方程式。
3.能利用乙烯的主要性质进行物质鉴别。了解高分子化合物在生产、生活中的重要应用。
4.知道氧化、加成、加聚反应等有机反应类型。
重点:乙烯的结构与性质。
难点:氧化、加成、加聚反应等有机反应类型。
一、石油裂解
1.石油的裂解
(1)定义:以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子质量较大的烃分解成乙烯、丙烯等小分子烃的方法。
(2)裂解
(3)石油裂解气中,乙烯的含量比较高。
2.石蜡的分解
实验操作
实验现象
B处:溶液紫红色褪去;C处:溶液红棕色褪去;
D处:点燃时火焰明亮并伴有黑烟
实验结论
(1)石蜡分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物;
(2)气态产物中含有与烷烃性质不同的烃,产物实际上是烯烃和烷烃的混合物
【特别提醒】
3.化学中“两裂”的比较
名称
定义
目的
裂化
在一定条件(加热、使用催化剂)下,把相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃
提高轻质液体燃料的产量和质量,特别是提高汽油的产量
裂解
以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子质量较大的烃分解成乙烯、丙烯等小分子烃的方法
获得短链不饱和烃
二、乙烯
1.物理性质
颜色
气味
状态
水溶性
密度
无色
稍有气味
气体
难溶于水
比空气的稍小
2.化学性质
(1)氧化反应
(2)加成反应
①概念:有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应。
②乙烯的加成反应
有关反应的化学方程式为
a.;
b.CH2===CH2+H2CH3—CH3;
c.CH2===CH2+HClCH3CH2Cl;
d.CH2===CH2+H2OCH3CH2OH。
3.乙烯的用途
(1)乙烯是重要的有机化工基础原料,用于生产塑料等化工产品。乙烯的产量被用作衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志。
(2)乙烯是一种植物生长调节剂。
4.乙烯与乙烷的比较
名称
乙烯
乙烷
结构式
结构简式
CH2===CH2
CH3—CH3
碳碳键类型
饱和程度
不饱和
饱和
典型的反应类型
加成反应
取代反应
能否使溴水褪色
能
不能
能否使酸性KMnO4溶液褪色
能
不能
【归纳提升】烷烃、烯烃、苯的性质比较
物质
液溴
溴水
溴的四氯化碳溶液
酸性KMnO4溶液
烷烃
与溴蒸气在光照条件下取代
不反应,液态烷烃可发生萃取而使溴水层褪色
不反应,互溶(液态烷烃),不褪色
不反应
烯烃
加成
加成褪色
加成褪色
氧化褪色
苯
催化条件下可取代
不反应,发生萃取而使溴水层褪色
不反应,互溶,不褪色
不反应
5.乙烯与乙烷的鉴别与除杂
(1)鉴别
方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中;溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷。
方法二:将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液中;溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷。
方法三:点燃两种气体,火焰较明亮,有黑烟者为乙烯,另一种为乙烷。
(2)除去乙烷中乙烯的方法
将混合气体通过盛溴水的洗气瓶,如图所示。
【特别提醒】
(1)乙烯是可燃性气体,点燃乙烯前一定要检验其纯度。
(2)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能把乙烯氧化为CO2。因此酸性高锰酸钾溶液可用来鉴别烷烃和乙烯,但不能用于除去烷烃中的乙烯(因为引入新的杂质二氧化碳)。
四、从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物
1.高分子化合物及其分类
(1)定义:相对分子质量很大(从几万到几百万甚至上千万)的有机化合物,简称为高分子或聚合物。
(2)结构特点:主要分为线型结构和网状结构。
(3)基本性质
结构特点
线型结构
网状结构
实例
聚乙烯
酚醛塑料
基本性质
溶解性
有机溶剂
缓慢溶解
只溶胀,不溶解
水
不溶
不溶
性质
热塑性
热固性
电绝缘性
好
好
可燃性
一般易燃烧
一般易燃烧
(4)有机高分子化合物的分类
2.合成高分子的反应类型
(1)概念
①聚合反应:由相对分子质量较小的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反应。
②加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,又叫加成聚合反应,简称加聚反应。
(2)反应示例:从乙烯到聚乙烯的方程式为nCH2===CH2。
【特别提醒】单体、链节、聚合度
单体
链节
聚合度
定义
能合成高分子化合物的小分子物质
高分子化合物中的重复结构单元
链节的重复次数
实例(如聚乙烯)
CH2===CH2
—CH2—CH2—
n
3.加聚反应的特点
(1)反应物特征——含有不饱和键。
(2)生成物特征——与反应物具有相同的组成。
(3)反应特征——没有小分子化合物生成。
4.加聚反应的类型
(1)单烯烃的加聚,如nCH3—CH===CH2。
(2)二烯烃的加聚,如nCH2===CH—CH===CH2
(3)几种单体的共聚,如nCH2===CH2+nCH2===CH—CH3
(或)。
【方法技巧】判断分子中共线、共面原子数的技巧
(1)审清题干要求
审题时要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等关键词和限制条件。
(2)熟记常见共线、共面的官能团
①与三键直接相连的原子共直线,如—C≡C—、—C≡N;
②与双键和苯环直接相连的原子共平面,如、。
(3)单键的旋转思想
有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键,均可绕键轴自由旋转。
五、有机高分子材料
以煤、石油和天然气等为原料可以合成具有不同性质的高分子,以它们为主要原料,加入某些特定的添加剂,经压制、挤压或抽丝等成型加工处理,便可得到各种高分子材料,如塑料、合成橡胶和合成纤维。
1.塑料
(1)主要成分:合成树脂。
(2)聚乙烯塑料
①主要成分:聚乙烯。
②主要性质:无臭、无毒;具有优良的耐低温性能;化学稳定性好,能耐大多数酸、碱的侵蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性小;电绝缘性能优良。
(3)常见种类:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
(4)对环境的影响:大量废旧塑料制品的丢弃造成“白色污染”。
2.橡胶
(1)特性:高弹性。
(2)分类
(3)合成橡胶的特性:高弹性、绝缘性、耐油、耐酸碱、耐低温或高温。
3.纤维
(1)分类
(2)腈纶指聚丙烯腈纤维,合成腈纶的化学方程式为。
4.几种常见塑料的合成
名称
单体
反应方程式
聚乙烯
CH2===CH2
nCH2===CH2
聚氯乙烯
CH2===CHCl
nCH2===CHCl
聚苯乙烯
5.加聚产物单体的判断方法
类型
聚合物链节的主链上无双键,以两个碳原子为一组,断开共价键,分别将两个半键闭合形成双键,可得到合成聚合物的单烯烃
聚合物链节的主链上有双键,通常以四个碳原子为一组,将双键打开,在原链节双键两侧生成新的双键,可得到合成聚合物的二烯烃
实
例
高聚物
单体
CH2===CH2、CH3—CH===CH2
口诀
单键两两断,双键四个碳;单键变双键,双键变单键
【特别提醒】书写加聚产物的单体的结构简式时,关键是依据碳原子四价键规律。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)聚丙烯的结构简式为CH3—CH—CH2。( )
(2)高分子化合物的特点之一是组成元素简单,结构复杂,相对分子质量大。( )
(3)聚乙烯是由相同分子组成的化合物,有固定熔点。( )
(4)等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后产生二氧化碳的质量相同。( )
(5)乙烯的化学性质与聚乙烯相同。( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.现有两种高聚物A和B,A能溶于氯仿等有机溶剂,并能在加热到一定温度时熔融成黏稠的液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融,则下列叙述中不正确的是( )
A.高聚物A可能具有弹性,而高聚物B一定没有弹性
B.高聚物A一定是线型高分子材料
C.高聚物A一定是网状高分子材料
D.高聚物B一定是网状高分子材料
【答案】C
【解析】据题意知高聚物A具有热塑性,属于线型高分子材料,高聚物B具有热固性,属于网状高分子材料。
3.下列说法中错误的是( )
A.乙烯与Br2的加成,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同物质的量的乙烯和甲烷完全燃烧消耗的氧气的量相同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷
【答案】C
【解析】乙烯中含,能发生加成反应和氧化反应,双键断裂,A正确;乙烯能与溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液反应,使溶液褪色,而乙烷不能,故能鉴别,B正确;乙烯和甲烷的分子式不同,1 mol乙烯需要耗氧3 mol,1 mol CH4耗氧为2 mol,故两者完全燃烧耗氧量不相同,C错误;乙烯比甲烷的含碳量高,燃烧时甲烷产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟,现象不同,能鉴别,D正确。
►问题一 石油的裂解
【典例1】石油裂解的主要目的是( )
A.提高轻质液体燃料的产量
B.便于分馏
C.获得短链不饱和气态烃
D.提高汽油的质量
【答案】C
【解析】石油裂解的主要目的是获得短链不饱和气态烃。
【变式1-1】下列反应属于裂解反应的是( )
【答案】C
【解析】A项属于裂化反应,B项属于氧化反应,D项属于取代反应。
【变式1-2】下列关于石油裂解和裂化的叙述中,不正确的是( )
A.裂解与裂化的产物都含有不饱和烃
B.裂解与裂化都是为了得到气态烃
C.裂解与裂化的原料都是石油分馏产品
D.裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程
【答案】B
【解析】裂化是在一定条件下,将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的产量。裂解是采用比裂化更高的温度,使相对分子质量较大的烃断裂为乙烯、丙烯等小分子烃的过程。石油裂解气的主要成分是乙烯、丙烯等。
►问题二 乙烯的分子结构
【典例2】下列说法正确的是( )
A.乙烯分子的电子式为
B.乙烯分子的球棍模型为
C.乙烯分子是平面结构
D.乙烯分子的结构简式为CH2CH2
【答案】C
【解析】乙烯分子中两个碳原子以双键相连,碳剩余价键被氢原子饱和,由此得其电子式为,A错误;乙烯分子中的碳原子半径应该大于氢原子半径,乙烯分子的球棍模型应为,B错误;乙烯分子是平面结构,六个原子在同一平面上,C正确;乙烯分子中含有碳碳双键,正确的结构简式为CH2=== CH2,D错误。
【变式2-1】能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是( )
A.乙烯分子里碳氢原子的个数之比为1∶2
B.乙烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量相等
C.乙烯易与溴水发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成需消耗1 mol溴单质
D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】乙烯结构上的特点是含有碳碳双键,特征化学反应是加成反应。
【变式2-2】现有a、b、c三种碳氢化合物,其球棍模型如下图
下列有关说法错误的是( )
A.分子中所有原子共平面的只有b
B.a和c分子结构相似,互为同系物
C.b分子的结构简式为
D.b分子中含有,c分子中所有的共价键都为单键
【答案】C
【解析】因为a、b、c三种分子都为碳氢化合物,由三种物质的球棍模型,可知a为甲烷,b为乙烯,c为乙烷,据碳原子成键特点,CH4和CH3CH3分子应为以碳为中心的四面体结构,乙烯分子中六个原子共平面,其结构简式为CH2==CH2,故C错误。
►问题三 乙烯的性质及其应用
【典例3】下列各组物质在一定条件下反应,可以制得较纯净的1,2二氯乙烷的是( )
A.乙烷与氯气在光照条件下反应
B.乙烯与氯化氢气体混合
C.乙烯与氯气混合
D.乙烯通入浓盐酸
【答案】C
【解析】乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,生成一氯乙烷、二氯乙烷等多种取代产物,反应是同时进行的,因此不可以制得较纯净的1,2二氯乙烷,A错误;乙烯与氯化氢气体混合,发生加成反应生成氯乙烷,B错误;乙烯与氯气混合发生加成反应生成较纯净的1,2二氯乙烷,C正确;乙烯通入浓盐酸不发生反应,D错误。
【变式3-1】使1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是( )
A.3 mol B.4 mol
C.5 mol D.6 mol
【答案】C
【解析】1 mol乙烯与1 mol氯气发生完全加成反应生成1 mol CH2ClCH2Cl,1 mol CH2ClCH2Cl中含有4 mol氢原子,与足量氯气在光照条件下发生取代反应,要消耗 4 mol 氯气,即两个过程中消耗氯气的总物质的量是5 mol。
【变式3-2】下列物质不可能是乙烯加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
【答案】B
【解析】乙烯和氢气加成得到CH3CH3,A项不符合题意;CH3CHCl2不是乙烯加成的产物,B项符合题意;乙烯和水在一定条件下加成得到CH3CH2OH,C项不符合题意;乙烯和溴化氢发生加成反应得到CH3CH2Br,D项不符合题意。
►问题四 共线共面问题
【典例4】由乙烯推测丙烯的结构或性质,正确的是( )
A.分子中3个碳原子在同一直线上
B.分子中所有原子都在同一平面上
C.与HCl加成只生成一种产物
D.丙烯能使溴水褪色
【答案】D
【解析】丙烯CH2===CH—CH3结构可看作是 CH2===CH2 结构中一个氢原子被一个 —CH3所替代,中,显然3个碳原子不在同一条直线上;由于甲基中4个原子不在同一平面上,所以CH2===CH—CH3分子中不可能所有原子都在同一平面上;丙烯中含碳碳双键,能与HCl加成可得或;丙烯能使溴水褪色。
【变式4-1】在下列四种有机物中,分子内所有原子均在同一平面的是( )
A.丙烯 B.乙烷
C.苯 D.甲苯()
【答案】C
【解析】乙烯、苯均为平面结构,甲烷为正四面体结构,因此丙烯(CH2===CH—CH3)、甲苯()和乙烷中—CH3中的C与其他的原子形成的是四面体结构。
【变式4-2】有机化合物分子的一氯代物有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【答案】C
【解析】,由图示知该分子中有5种氢原子,故一氯代物有5种。
►问题五 烃的综合应用
【典例5】可以用来鉴别甲烷和乙烯,还可用来除去甲烷中乙烯的操作方法是( )
A.将混合气体通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶
B.将混合气体通过盛有适量溴水的洗气瓶
C.将混合气体通过盛有水的洗气瓶
D.将混合气体通过盛有澄清石灰水的洗气瓶
【答案】B
【解析】酸性KMnO4溶液可用于鉴别甲烷和乙烯,但不能用于除去甲烷中的乙烯,因为酸性KMnO4将乙烯氧化生成CO2而引入新杂质,A错误;水和澄清石灰水既不能鉴别,也不能除去甲烷中的乙烯,C、D错误;溴水与甲烷不反应,与乙烯可发生加成反应而使溴水褪色,既可以鉴别甲烷和乙烯,也可以除去甲烷中的乙烯,B正确。
【变式5-1】苯乙烯()是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是( )
A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯
D.一定条件下,1 mol苯乙烯最多能和4 mol H2发生加成反应
【答案】C
【解析】在Fe做催化剂时,苯乙烯苯环上的H原子可被溴原子取代,A项正确;苯乙烯中的碳碳双键能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;苯乙烯与HCl发生加成反应生成氯苯乙烷,C项错误;苯乙烯中含有碳碳双键、苯环,一定条件下,1 mol苯乙烯最多能和4 mol H2发生加成反应,D项正确。
【变式5-2】Ⅰ.如图是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质检验装置,反应原理为CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O。
(1)甲中仪器①、②的名称分别为________、________。
(2)收集乙烯气体最好的方法是_________________________________。
(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(图乙),溶液的颜色很快褪去,该反应属于________(填反应类型)。
Ⅱ.实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计图丙实验以确认反应后混合气体中有乙烯和二氧化硫。试回答下列问题:
(1)图中装置①②③④盛放的试剂分别是下列中的(填字母):
①________;②________;③________;④________。
A.品红溶液 B.氢氧化钠溶液
C.浓硫酸 D.酸性高锰酸钾溶液
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是___________________________________。
(3)使用装置②的目的是_______________________________________________。
(4)使用装置③的目的是_______________________________________________。
(5)验证含有乙烯的现象是_____________________________________________。
【解析】Ⅰ.(1)甲中仪器①用于测量反应温度,为温度计;仪器②用于盛放乙醇和浓硫酸的混合液体,为圆底烧瓶。
(2)乙烯的密度与空气密度接近,不能使用排空气法收集,乙烯难溶于水,可以用排水法收集乙烯。
(3)题图乙中,向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯,乙烯与溴发生加成反应生成1,2二溴乙烷,所以溶液的颜色很快褪去。
Ⅱ.(1)题图丙的装置①中盛有品红溶液,用来检验二氧化硫的存在;然后将气体通入盛有氢氧化钠溶液的装置②中除去二氧化硫,再通入盛有品红溶液的装置③中确定二氧化硫是否除尽,最后通入盛有酸性高锰酸钾溶液的装置④中检验乙烯的存在。
(2)二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色。
(3)装置②用来除去SO2气体,以免干扰乙烯的检验。
(4)装置③检验SO2是否被除尽,防止干扰乙烯的检验。
(5)装置③中的品红溶液不褪色可以排除二氧化硫的干扰,若装置④中的酸性KMnO4溶液褪色,可证明乙烯的存在。
【答案】Ⅰ.(1)温度计 圆底烧瓶 (2)排水法 (3)加成反应
Ⅱ.(1)A B A D (2)①中品红溶液褪色
(3)吸收SO2
(4)检验SO2是否被除尽
(5)③中品红溶液不褪色,④中酸性KMnO4溶液褪色
►问题六 烃的燃烧规律
【典例6】在密闭容器中a mol C2H4跟b mol H2在有催化剂存在下反应,一段时间后生成了c mol C2H6,除去催化剂后,将此混合气体完全燃烧生成CO2和H2O,所需氧气的物质的量应是( )
A.(3a+b) mol
B.(3a+0.5b-3.5c) mol
C.(3a+b+3.5c) mol
D.(3a+0.5b) mol
【答案】D
【解析】根据混合物中的碳原子和氢原子的物质的量计算消耗氧气的量,碳原子为2a mol,消耗氧气的物质的量为2a mol;氢原子的物质的量为(4a+2b) mol,则消耗氧气的物质的量为=(a+0.5b) mol,则总耗氧量为(2a+a+0.5b) mol=(3a+0.5b) mol。
【变式6-1】将15 g CH4和C2H4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中,溴水的质量增加了7 g,则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.3∶2 D.2∶3
【答案】B
【解析】烷烃不能与溴水反应,乙烯可与Br2发生加成反应,因此,溴水质量增加是因为吸收了乙烯,故乙烯的物质的量为=0.25 mol,则甲烷的物质的量为=0.5 mol,相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比,即CH4与C2H4的体积之比为2∶1。
【变式6-2】将CH4和C2H4的混合气体15 g通入盛有足量溴水的容器中,溴水的质量增加了7 g,则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.3∶2 D.2∶3
【答案】B
【解析】甲烷不能与溴水反应,乙烯可与Br2发生加成反应,因此,溴水质量增加是因为吸收了乙烯,故乙烯物质的量为=0.25 mol,则甲烷物质的量为=0.5 mol,相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比,即CH4与C2H4体积之比为2∶1。
►问题七 高分子材料
【典例7】人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法中正确的是( )
A.天然橡胶易溶于水
B.羊毛是合成高分子化合物
C.聚乙烯塑料是天然高分子材料
D.聚氯乙烯塑料会造成“白色污染”
【答案】D
【解析】聚氯乙烯塑料在自然界中难以降解会造成“白色污染”,天然橡胶、羊毛和聚乙烯塑料都是高分子材料,难溶于水,羊毛是天然的,而聚乙烯塑料是合成的高分子材料。综上所述,D项正确。
【变式7-1】下列说法正确的是( )
A.乙烯通过聚合反应可得到高分子材料
B.聚丙烯的结构单元是—CH2—CH2—CH2—
C.碳纤维属于合成有机高分子化合物
D.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
【答案】A
【解析】乙烯加聚得到的聚乙烯是高分子材料,A正确;聚丙烯是丙烯发生加成聚合反应生成的,结构单元是,B错误;碳纤维是一种含碳量在95%以上的新型无机非金属材料,C错误;聚乙烯分子中不含有碳碳双键,不能发生加成反应,D错误。
【变式7-2】聚氯乙烯塑料在工农业生产中广泛应用,其结构简式为,它是由CH≡CH、HCl两种小分子经过系列反应形成的,由聚氯乙烯分析合成过程中发生的反应类型有( )
①取代反应 ②加成反应 ③加聚反应 ④氧化反应
A.①③ B.②③
C.①②③ D.①③④
【答案】B
【解析】由聚氯乙烯的结构简式可知,其单体为,据题给原料,应由CH≡CH和HCl加成反应制得,因此制聚氯乙烯的过程应有加成反应和加聚反应。
1.对乙烯的结构,下列说法正确的是
A.乙烯的电子式为 B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子在空间上是平面结构 D.乙烯的结构简式为CH2CH2
【答案】C
【解析】A.乙烯分子中碳原子间形成两对共用电子对,电子式:,A错误;
B.乙烯分子中碳原子半径大于氢原子半径,B错误;
C.乙烯分子6个原子在一个平面上,C正确;
D.乙烯的结构简式:,D错误;
答案选C。
2.下列说法正确的是
A.乙烯和苯都使溴水褪色的原理相同
B.甲烷和乙烯都可以与氯气反应
C.乙烯分子与苯分子都能与发生加成反应,说明二者所含碳碳键相同
D.石油的分馏、催化裂化和裂解都是化学变化
【答案】B
【解析】A.乙烯使溴水褪色是由于发生加成反应,苯由于萃取使溴水褪色,两者褪色原理不同,故A错误;
B.甲烷在光照下与氯气发生取代反应,乙烯与氯气可发生加成反应,则甲烷和乙烯都可以与氯气反应,故B正确;
C.乙烯中含有碳碳双键,苯中不含碳碳双键和碳碳单键,所有碳原子之间形成一个大π键,但苯能发生加成反应,故C错误;
D.石油的分馏属于物理变化,故D错误;
答案选B。
3.下列化学用语正确的是
A.乙烯分子的空间填充模型:
B.乙烯为平面形分子
C.聚丙烯的结构简式:
D.甲基的电子式:
【答案】B
【解析】A.图示为乙烯的球棍模型,A错误;
B.乙烯分子中的2个C原子与4个H原子在同一平面上,因此乙烯分子是平面形分子,B正确;
C.聚丙烯是丙烯(CH2=CH—CH3)在一定条件下断裂碳碳双键中较活泼的键,然后这些不饱和C原子彼此连接形成的高分子化合物,其结构简式是,C错误;
D.甲基是C原子与3个H原子形成3个C—H共价键后得到的原子基团,其电子式为,D错误。
故选B。
4.乙烯是石油化工重要的基本原料。以乙烯为原料合成环氧乙烷、聚乙烯的路线如图所示,下列说法正确的是
A.环氧乙烷属于烃 B.反应①的原子利用率为
C.乙烯是聚乙烯的链节 D.聚乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【解析】A.烃是指只含C、H两种元素的化合物,环氧乙烷中含有C、H、O三种元素,不属于烃,A错误;
B.原子利用率100%是指反应物的所有原子均生成产物,没有其余副产物生成,乙烯催化合成环氧乙烷满足此条件,即反应①的原子利用率为100%,B正确;
C.链节是高分子化合物中重复出现的最小结构单元,聚乙烯的链节是,乙烯是聚乙烯的单体,C错误;
D.聚乙烯经聚合反应后没有碳碳双键不能与酸性高锰酸钾反应,不能使酸性高锰酸钾褪色,D错误;
故选B。
5.以乙烯为原料生产环氧乙烷()的反应过程中存在以下两步反应:
①
②
下列说法错误的是
A.反应①属于加成反应
B.可用溴的溶液鉴别乙烯和
C.氯气与水反应的离子方程式为
D.等物质的量的乙烯与环氧乙烷完全燃烧,消耗氧气的物质的量之比为
【答案】C
【解析】A.根据反应①可知,乙烯中碳碳双键发生加成反应,生成,属于加成反应,A项正确;
B.乙烯中含有碳碳双键,可使溴的溶液褪色,不能使溴的溶液褪色,故可用溴的溶液鉴别乙烯和,B项正确;
C.次氯酸为弱电解质,不可拆,则氯气与水反应的离子方程式为,C项错误;
D.乙烯和环氧乙烷的分子式分别为、,则1mol乙烯和环氧乙烷完全燃烧,消耗氧气的物质的量之比为,D项正确;
答案选C。
6.下列说法正确的是
A.聚乙烯的单体为“”
B.的一氯代物有3种
C.和为同一物质
D.分子中所有原子一定在同一平面上
【答案】C
【解析】A.聚乙烯的单体为CH2=CH2,是聚乙烯重复单元,是链节,故A错误;
B.有2种氢,其一氯代物有2种,故B错误;
C.甲烷是正四面体型结构,二溴代物只有一种结构,则和为同一物质,故C正确;
D.由于单键可以旋转,与苯环相连的C可旋转至与苯环不在一个平面上,则所有原子不一定在同一平面上,故D错误;
答案选C。
7.下列有关有机高分子材料的说法错误的是
A.等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧生成CO2的物质的量相等
B.聚丙烯不可以可使溴水因发生化学反应而褪色
C.苯乙烯通过加聚反应得到
D.橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,均具有一定弹性
【答案】C
【解析】A.丙烯和聚丙烯的最简式为C3H6,等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧生成CO2的物质的量相等,A正确;
B.聚丙烯中不含碳碳双键,不可以可使溴水因发生化学反应而褪色,B正确;
C.苯乙烯通过加聚反应得到,C错误;
D.橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,均具有一定弹性,D正确;
故选C。
8.下列有机化合物分子中,所有原子不可能位于同一平面的是
A.乙烷 B.乙烯 C.乙炔 D.苯
【答案】A
【解析】A.甲烷为四面体结构,乙烷可以看成甲烷中的一个氢原子被甲基取代,乙烷中以碳原子为中心构成四面体,所有原子不可能位于同一平面,故A符合题意;
B.碳碳双键为平面结构,所以乙烯分子中所有原子位于同一平面,故B不符合题意;
C.碳碳三键为直线结构,所以乙炔分子中所有原子位于同一平面,故C不符合题意;
D.苯环为平面结构,所以苯分子中所有原子位于同一平面,故D不符合题意;
故选A。
9.甲烷和乙烯等有机物是重要的化工原料。下列可以用来鉴别甲烷和乙烯的试剂是
A.稀 B.溶液 C.酸性溶液 D.
【答案】C
【解析】A.甲烷和乙烯与稀都不反应,不能用稀鉴别,故A错误;
B.甲烷和乙烯与溶液都不反应,不能用溶液鉴别,故B错误;
C.甲烷与酸性溶液,乙烯中含有碳碳双键,能与酸性溶液反应使其褪色,故可以用酸性溶液鉴别,故C正确;
D.甲烷和乙烯与都不反应,都难溶于水,故不能用水鉴别,故D错误。
答案选C。
10.某课外活动小组设计了以下四种方案除去乙烷中混有的少量乙烯,并得到纯净干燥的乙烷,合理的是
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
【答案】C
【解析】①溴水能与乙烯反应,能除去乙烷中混有的少量乙烯,但溴水具有挥发性,挥发出的溴不能与浓硫酸反应,所以题给装置得到的乙烷中混有溴蒸气,不是纯净干燥的乙烷,故错误;
②溴水能与乙烯反应,能除去乙烷中混有的少量乙烯,碱石灰能吸收水蒸气和溴水挥发出的溴,所以题给装置能是纯净干燥的乙烷,故正确;
③酸性高锰酸钾溶液能与乙烯反应生成二氧化碳,氢氧化钠溶液能吸收反应生成的二氧化碳,但混合气体会带出水蒸气,所以题给装置得到的乙烷中混有溴蒸气,不是纯净干燥的乙烷,故错误;
④酸性高锰酸钾溶液能与乙烯反应生成二氧化碳,碱石灰能吸收水蒸气和反应生成的二氧化碳,所以题给装置能是纯净干燥的乙烷,故正确;
②④正确,故选C。
11.下列实验原理和装置能达到实验目的的是
A.实验甲:除去乙烯中的气体 B.在光照条件下制取纯净的一氯甲烷
C.收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应 D.分馏石油获得汽油
【答案】D
【解析】A.乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳,而引入新杂质,应该用溴水,且二氧化硫也能被高锰酸钾氧化,A错误;
B.甲烷和氯气发生取代反应生成多种取代产物,不可能生成纯净的一氯甲烷,B错误;
C.乙烯的密度比空气小,但和空气很接近,一般不用排空气法收集,可以用排水法收集,C错误;
D.通过石油的分馏可以得到汽油等多种馏分,D正确;
故选D。
12.反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)是综合利用CO2的热点研究领域——催化加氢合成乙烯的重要反应。该反应往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。下列有关几种低碳烯烃的说法不正确的是
A.乙烯的空间构型为平面型 B.丙烯和聚丙烯都可发生加成反应
C.正丁烷中四个碳原子不在同一直线上 D.乙烯、丙烯和丁烯都不溶于水
【答案】B
【解析】A.乙烯中两个C原子均以sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道及另一个碳原子的sp2杂化轨道形成键,两个碳原子未参与杂化的p轨道形成键,键角约为120°,2个C原子和4个H原子处于同一平面上,即乙烯的空间构型为平面型,A正确;
B.丙烯中含碳碳双键、可以发生加成反应,聚丙烯是丙烯的加聚产物,聚丙烯中不含碳碳双键,不能发生加成反应,B错误;
C.正丁烷中C以sp3杂化轨道形成键,四个碳原子不在同一直线上,C正确;
D.乙烯、丙烯和丁烯等烯烃都不溶于水,D正确;
答案选B。
13.下列实验室制取少量一氯乙烷的方法中,所得产物含量最高的是
A.乙烷与氯气反应 B.乙烯与氯气反应
C.乙烯与氢气、氯气混合反应 D.乙烯与氯化氢反应
【答案】D
【解析】A.乙烷和氯气取代反应可生成一氯乙烷、二氯乙烷等多种取代物,产品不纯,且难以分离,故A错误;
B.乙烯和氯气加成反应生成二氯乙烷,不是一氯乙烷,故B错误;
C.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,与氯气加成反应生成二氯乙烷,故与两者的混合气体反应得不到一氯乙烷,故C错误;
D.乙烯和HCl加成反应只生成一氯乙烷,得到的产物较为纯净,故D正确;
故选D。
14.既能够用于鉴别甲烷和乙烯,又能除去甲烷中乙烯的试剂是
A.溴水 B.点燃 C.通入Cl2 D.酸性高锰酸钾溶液
【答案】A
【解析】A.甲烷与溴水不能反应,因而溴水不褪色;乙烯能够与溴水发生加成反应产生无色液体物质CH2Br-CH2Br而使溴水褪色,故可以使用溴水鉴别两种物质。也可以根据甲烷与溴水不反应,仍为气体,但乙烯与溴水反应变为液体CH2Br-CH2Br而与甲烷分离,故溴水也能除去甲烷中乙烯,A正确;
B.在点燃时,甲烷燃烧使火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧时火焰明亮,并伴有黑烟,二者燃烧现象不同可以鉴别;但由于二者都能与氧气在点燃时发生反应,因此不能用于除去甲烷中乙烯,B错误;
C.甲烷与氯气在通常情况下不能反应,乙烯与Cl2也不能发生反应,因此不能用Cl2鉴别二者,C错误;
D.在通常情况下甲烷性质稳定,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,因而溶液不褪色;乙烯可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,因此可以使用酸性高锰酸钾溶液鉴别二者;但乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化产生CO2气体,又导致甲烷中混入新的杂质,故不能用于除杂,D错误;
故合理选项是A。
15.乙烯在一定条件下发生反应,生成聚乙烯,该反应属于
A.加聚反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.取代反应
【答案】A
【解析】乙烯在一定条件下发生反应,生成聚乙烯的反应为加聚反应,A符合题意。
答案选A。
16.下列物质中,不能通过乙烯的加成反应一步制得的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.乙烯先与水发生加成反应生成乙醇,乙醇再氧化可生成,A符合题意;
B.乙烯在催化剂作用下与水发生加成反应,可生成,B不符合题意;
C.乙烯与HCl在催化剂作用下发生加成反应,可生成,C不符合题意;
D.乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,可生成,D不符合题意;
故选A。
17.下列反应属于加成反应的是
A.C2H4+3O22CO2+2H2O B.CH2=CH2+H2→CH3CH3
C.2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ D.CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
【答案】B
【分析】有机物分子中的不饱和键断裂,断键原子与其他原子或原子团相结合,生成新的化合物的反应是加成反应.
【解析】A.C2H4与氧气发生氧化反应生成二氧化碳和水,不属于加成反应,故A错误;
B.乙烯中含有碳碳双键,与氢气反应生成乙烷,属于加成反应,故B正确;
C.乙醇与钠发生置换反应,不属于加成反应,故C错误;
D.乙醇发生消去反应生成乙烯和水,属于消去反应,故D错误;
故选:B。
18.下列操作方法既可以用来鉴别乙烷和乙烯,又可以用来除去乙烷中混有少量乙烯的是
A.将气体通过盛浓硫酸的洗气瓶 B.将气体与氯气混合
C.将气体通过盛酸性KMnO4溶液的洗气瓶 D.将气体通过盛溴水的洗气瓶
【答案】D
【解析】A.二者都不和浓硫酸反应,既不能鉴别也不能除杂,A不符合题意;
B.将气体与氯气混合,乙烷和氯气在光照条件下可以发生取代反应生成油状液体卤代烃,乙烯可以和氯气加成生成1,2二氯乙烷,也是油状液体,不能鉴别也不能除杂,B不符合题意;
C.虽然乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能,可以鉴别二者,但是酸性KMnO4溶液会将乙烯氧化物二氧化碳引入新的杂质,所以不能除杂,C不符合题意;
D.因为乙烷不和溴水反应,而乙烯能和溴水发生加成反应而使溴水褪色,所以可以鉴别,且生成的CH2BrCH2Br为液态,可以除杂,D符合题意;
综上所述答案为D。
19.由乙烯推测丙烯(CH3CH=CH2)的结构或性质,正确的是
A.分子中3个碳原子在同一直线上 B.分子中所有原子在同一平面上
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.能发生加聚反应
【答案】D
【解析】A.乙烯是平面形结构,键角是120°,丙烯分子中也含有碳碳双键所以丙烯分子中的3个碳原子在同一平面内,但不在同一条直线上,A错误;
B.由于含有甲基,所以分子中所有原子不可能在同一平面上,B错误;
C.丙烯中含有碳碳双键,能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.含有碳碳双键的有机物都能发生加聚反应,D正确;
故答案选D。
20.四氯乙烯()是一种衣物干洗剂,聚四氟乙烯()是家用不粘锅内侧涂层的主要成分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是
A.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用,聚四氟乙烯的化学性质比较活泼
B.聚四氟乙烯的单体是
C.它们的分子中都不含氢原子
D.它们都可以由乙烯发生加成反应得到
【答案】C
【解析】A.聚四氟乙烯中不含碳碳不饱和键,性质较稳定,所以聚四氟乙烯中化学性质不活泼,故A错误;
B.根据聚四氟乙烯的聚合物逆推单体是,故B错误;
C.二者都只含C和卤族元素,所以二者都不含氢原子,故C正确;
D.四氯乙烯可由乙炔发生加成反应得到,聚四氟乙烯是由四氟乙烯发生加聚反应得到,所以二者都不能用乙烯发生加成反应得到,故D错误;
答案选C。
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