内容正文:
第7讲 乙烯与有机高分子材料
第7讲 乙烯与有机高分子材料 1
学习目标 2
一、基础学习目标 2
二、培优提升目标 2
核心知识梳理 3
一、 乙烯 3
二、 烃 6
三、 有机高分子材料 6
易错警示 9
易错警示一:轻松突破取代反应、加成反应 9
易错警示二:轻松判断加聚产物单体的方法 9
易错警示三:键线 9
易错警示四:烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物规律 9
易错警示五:简单有机物中原子共线、共面的判断 9
典例精讲 10
一 乙烯的结构与化学性质 10
二 几种常见烃分子的结构与性质 13
三 有机高分子材料 15
分层训练 18
基础夯实 18
能力培优 28
难点突破 40
学习目标
一、基础学习目标
1. 掌握乙烯的分子式、结构式与平面结构,认识碳碳双键为不饱和键,理解烯烃结构特征。
2. 熟记乙烯氧化、加成两类核心反应,能书写乙烯与溴水、氢气、氯化氢、水的加成方程式,区分加成与取代反应。
3. 学会利用溴水、酸性高锰酸钾鉴别烷烃与烯烃,掌握简单除杂方案。
4. 了解烃的分类,明晰烷烃、烯烃结构与性质区别。
5. 知晓塑料、橡胶、纤维三大有机高分子材料分类,区分天然高分子与合成高分子,了解聚乙烯合成原理。
二、培优提升目标
1. 依据碳碳双键结构特点预判有机物化学性质,辨析加成反应断键规律。
2. 结合混合烃燃烧、加成定量数据,开展有机物分子式推算、组成计算。
3. 深挖气体除杂、鉴别易错陷阱,评价除杂试剂与实验方案合理性。
4. 理解加聚反应原理,能书写简单烯烃加聚产物,由聚合物反推单体。
5. 结合新材料情境,辨析高分子材料类别,综合解决信息拓展类习题。
核心知识梳理
1、 乙烯
1.物理性质
色态
气味
密度
溶解性
无色气体
稍有气味
比空气略小
难溶于水
2.分子结构
3.化学性质
(1)氧化反应
(2)加成反应
①概念: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。
②乙烯的加成反应
(3)聚合反应
①概念:
②反应:n CH2=CH2CH2-CH2n
③组成:
4.碳碳双键加聚反应的类型
(1)单烯烃型单体:“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”
①n CH2=CHClCH2-n
②n CH3CH=CH2CH2-n
③n CH3CH=CHCH3n
④n CH=CH2
⑤n CF2=CF2CF2-CF2n
(2)二烯烃型单体:“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”
①nCH2=CH-CH=CH2CH2-CH=CH-CH2n
②nCH2=CH-CH2CH2-CH-CH2n
③nCH2=-CH=CH2CH2-CH-CH2n
(3)多单烯烃型单体:“双键打开,中间相连,添上括号,右下写n”
①nCH2=CH2+nCH3-CH=CH2CH2-CH2-CH2n
②n CH2=CHCl+nCH=CH2CH2--CH2n
(4)单烯烃型和二烯烃型单体:“双键打开,中间相连,单键变双键,添上括号,右下写n”
①nCH2=CH2+n CH2=CH-CH2CH2-CH-CH2CH2CH2n
②n CH2=CH-CH=CH2+n CH2=CHCHOCH2-CH=CH-CH2-n
5.由高聚物推断单体
(1)若主链上碳原子间全部以单键结合,则每隔2个碳原子切开,“单键变双键”即得单体。
(2)若主链上碳原子间含碳碳双键,则以碳碳双键为中心每隔4个碳原子切开,“单键变双键,双键变单键”即得单体。
2、 烃
1.概念:只含碳和氢两种元素的有机化合物,又叫碳氢化合物
2.分类
3.最简单的烃
类别
烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃
结构简式
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
分子式
CH4
C2H4
C2H2
C6H6
【特别提醒】
(1)链状的饱和烃的通式为C nH2n+2。
(2)理解苯环中的化学键
3、 有机高分子材料
1.分类
(1)天然有机高分子材料:棉花、羊毛、天然橡胶
(2)合成有机高分子材料:塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等
2.塑料
(1)主要成分:合成树脂,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等
(2)添加剂:
①增塑剂:提高塑料的塑性
②防老剂:防止塑料老化
③增强材料:增强塑料的强度
④着色剂:使塑料呈现各种颜色
(3)性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等
3.橡胶
(1)天然橡胶
①主要成分:聚异戊二烯(CH2-CH-CH2n)
②结构:线型结构
③性能:弹性好,强度和韧性差
(2)合成橡胶
①异戊橡胶:CH2-CH-CH2n,单体是CH2=CH=CH2
②丁苯橡胶:,单体是CH=CH2和CH2=CH-CH=CH2
③顺丁橡胶:CH2-CH=CH-CH2n,单体是CH2=CH-CH=CH2
④氯丁橡胶:CH2-CH-CH2n,单体是CH2=-CH=CH2
(3)特种橡胶
①硫化橡胶:网状结构,强度、弹性、韧性、化学稳定性好
②氟橡胶:耐热,耐酸、碱腐蚀
③硅橡胶:耐高温和严寒
4.纤维
(1)天然纤维
①纤维素类:棉花、麻
②蛋白质类:羊毛、蚕丝
(2)化学纤维
分类
再生纤维
合成纤维
原料
纤维素、蛋白质
石油、天然气、煤
代表物
黏胶纤维、大豆蛋白纤维
丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、锦纶、芳纶
性能
强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀
【特别提醒】
(1)塑料老化一般是指塑料被空气中的氧气氧化。
(2)聚乙烯塑料常用于制造食品包装材料。
(3)再生纤维和合成纤维的区别
易错警示
易错警示一:轻松突破取代反应、加成反应
(1)加成反应的特点是:“断一,加二,都进来”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂;“加二”是指加上两个其他原子或原子团,一定分别加在两个不饱和碳原子上,此反应类似无机反应中的化合反应,理论上原子利用率为100%。
(2)取代反应的特点是“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的复分解反应,注意在书写化学方程式时,防止漏写产物中的小分子,如苯的硝化反应中生成的水。
易错警示二:轻松判断加聚产物单体的方法
加聚产物
方法
单体
CH2—CH2
CH2==CH2
易错警示三:键线
键线式:碳碳键用线段来体现。拐点或端点表示碳原子,碳原子上的氢原子不必标出,其他原子及其他原子上的氢原子都要指明。
例如:丙烯、正丙醇的键线式分别为、。
易错警示四:烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物规律
易错警示五:简单有机物中原子共线、共面的判断
(1)单键旋转思想:有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等均可绕键轴旋转。但是双键和三键不能绕轴旋转,对原子的空间结构具有“定格”作用。
(2)确定研究主体:
①凡出现碳碳双键结构形式的原子共面问题,以乙烯的结构为主体。
②凡出现碳碳三键结构形式的原子共线问题,以乙炔的结构为主体。
③凡出现苯环结构形式的原子共面问题,以苯的结构为主体。
(3)熟记常考结构中共面规律
①结构中每出现一个饱和碳原子,则分子中所有原子不再共面。
②结构中每出现一个碳碳双键,至少有6个原子共面。
③结构中每出现一个碳碳三键,至少有4个原子共线。
④结构中每出现一个苯环,至少有12个原子共面。
(4)应用举例,如CH3CH==CH—C≡CH,可以将该分子展开,此分子包含一个乙烯型结构、一个乙炔型结构(如图),其中①C、②C、③C、④H 4个原子一定在一条直线上。该分子中至少8个原子在同一平面上。由于碳碳单键可以绕键轴旋转,—CH3中有一个氢原子可以进入该平面,故该分子中最多有9个原子共平面。
典例精讲
一 乙烯的结构与化学性质
例 .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。
必备知识
1.乙烯分子的结构特点
注意:乙烯的结构简式不可以写成CH2CH2,而应写成CH2===CH2,即必须把其中的碳碳双键体现出来,碳碳双键一定不能省略。
2.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
应用及注意事项
燃烧
C2H4+3O22CO2+2H2O
①乙烯在点燃之前一定要验纯。
②利用乙烯燃烧时的现象与甲烷不同,可用燃烧法鉴别甲烷和乙烯。
③若反应中温度高于100 ℃,因H2O为气态,故反应前后气体体积不变。
④乙烯分子中所有碳碳键和碳氢键均断裂
被酸性
高锰酸
钾溶液
氧化
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
①利用该性质可鉴别甲烷(或烷烃)和乙烯(或烯烃)。
②该反应中高锰酸钾将乙烯最终氧化为CO2,所以除去甲烷中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。
③乙烯分子中碳碳双键和碳氢键均被破坏
(2)加成反应
①反应原理分析(以CH2===CH2和Br2加成为例)
②乙烯与常见物质的加成反应
物质
反应条件
主要产物
应用
Br2
—
CH2BrCH2Br
鉴别甲烷和乙烯
HCl
催化剂,加热
CH3CH2Cl
制取纯净的氯乙烷
H2O
加热、加压,催化剂
CH3CH2OH
制取乙醇
H2
催化剂,加热
CH3CH3
—
取代反应与加成反应的比较
名称
比较
取代反应
加成反应
概念
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应
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
反应特点
取而代之有进有出
加而成之,有进无出
断键情况
C—H键等断裂
不饱和键断裂
产物特点
至少为两种产物,通常产物较复杂,为混合物
只有有机产物,产物相对较纯净
(3)聚合反应
① 乙烯之间相互加成可得到聚乙烯,化学方程式为nCH2===CH2 。
② 由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的聚合物的反应叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应 ,称为加成聚合反应,简称加聚反应 。
③ 能合成高分子的小分子物质称为单体 ;高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为 链节;含有链节的数目称为聚合度,通常用n表示。例如:
乙烯聚合反应生成聚乙烯()中乙烯为单体, —CH2—CH2—为链节,n为聚合度。
二、乙烯的用途
(1)重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。
(2)在农业生产中可以调节植物生长,用于催熟果实。
(3)乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。
知识拓展:烯烃的通式
(1)烯烃的通式为CnH2n(n为正整数,n≥2),但具有这一通式的有机物不一定是烯烃。事实上,单环烷烃的通式也是CnH2n(n为正整数,n≥3)。
(2)通常所说的烯烃严格地讲是单烯烃,分子内只能有1个碳碳双键。若某分子内有2个碳碳双键,则该烃应为二烯烃。
(3)烯烃燃烧的通式为CnH2n+nO2nCO2+nH2O。完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。
二 几种常见烃分子的结构与性质
例 .下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法正确的是
①它们既不是同系物,也不是同分异构体 ②乙烷属于饱和烃,乙烯、乙炔属于不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色 ④它们都能燃烧
⑤它们都能使酸性溶液褪色
A.①③④ B.①②③⑤ C.②③④⑤ D.①②③④
【答案】D
【解析】①乙烷、乙烯和乙炔结构不相似,分子式也不同,所以它们既不是同系物,也不是同分异构体,故①正确;
②乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔中含有碳碳不饱和键,因此乙烯和乙炔是不饱和烃,故②正确;
③乙烯、乙炔中碳碳不饱和键能和溴水发生加成反应而使溴水褪色,乙烷和溴水不反应因而不能使溴水褪色,故③正确;
④它们都属于有机物,都能燃烧,故④正确;
⑤乙烯和乙炔中碳碳不饱和键能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烷性质稳定和高锰酸钾溶液不反应,所以不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故⑤错误;
综上所述,①②③④正确,故选D。
必备知识
一、烃
1.定义
仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。
2.分类
3.常见烃的分子结构比较
烃
甲烷
乙烯
乙炔
苯
电子式
HC⋮⋮CH
—
结构式
H—C≡C—H
化学键
C—H
H—C和
H—C和—C≡C—
H—C和介于碳碳单键和碳碳双键之间的碳碳键
分子结构
特点
正四面体
平面
(6原子共平面)
直线
(4原子共直线)
平面正六边形结构
(12原子共平面)
4.烷烃、烯烃和炔烃的化学性质比较
烷烃
烯烃
炔烃
活动性
较稳定
较活泼
较活泼
取代反应
能够与卤素单质发生取代反应
—
加成反应
不能发生
能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)
氧化反应
淡蓝色火焰
燃烧火焰明
亮,有黑烟
燃烧火焰明
亮,有浓烟
不与酸性高锰酸钾溶液反应
能使酸性高锰酸钾溶液褪色
加聚反应
不能发生
能发生
鉴别
不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
二、常见烃分子中原子共平面的判断
(1)熟悉典型空间结构
①甲烷型:
正四面体→凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时,其空间结构都是四面体形,5个原子中最多有3个原子共平面。
②乙烯型:
平面结构→与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。
③乙炔型:—C≡C—
直线结构→与碳碳三键直接相连的2个原子与2个碳原子共直线。
④苯型:
平面结构→位于苯环上的12个原子共平面,位于对角线位置上的4个原子共直线。
(2)有机物共面问题解题规律
①甲烷、乙烯、苯三种分子中的氢原子如果被其他原子取代,则取代后的分子构型基本不变。
②共价单键可以自由旋转,共价双键和共价三键不能旋转。
③结构式中有甲基(或饱和碳原子)的有机物,其分子中的所有原子不可能共平面。
④要弄清题目要求的是“可能共面”还是“一定共面”,是“至少”还是“最多”,是“碳原子”还是“所有原子”。
⑤将所给有机物的分子中一定共面的结构分别确定为平面M和平面N,若两个平面通过一个碳碳单键相连,则通过旋转任意一个平面,可以使两个平面重合,即该有机物分子中所有原子共平面。
三 有机高分子材料
例 .下列说法正确的是
A.羊毛、蚕丝、塑料、橡胶都属于天然有机高分子材料
B.单体是—CH2—CH2—
C.可作为植物生长调节剂
D.乙烯和聚乙烯性质相似,使溴水褪色,使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】A.塑料和合成橡胶属于合成高分子材料,不属于天然有机高分子材料,故A错误;
B.聚乙烯的单体为乙烯CH2=CH2,故B错误;
C.为乙烯,可作为植物生长调节剂,故C正确;
D.聚乙烯中不含有碳碳双键,不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,故D错误;
故选C。
必备知识
1.有机高分子材料的分类
2.加聚反应类型及加聚产物的判断
(1)单烯烃加聚:单体中只含一个时,断开双键,断键原子与其他分子中的断键原子结合,依次重复形成高聚物,如丙烯的聚合:
nCH3—CH===CH2。
方法提炼:断开双键,键分两端,添加括号,n在后面。
(2)二烯烃加聚:当一个分子中存在两个时,断键原子与其他分子中的断键原子相结合,而内部其他的断键原子再结合成不饱和键。
如顺丁橡胶的生成:
nCH2===CH—CH===CH2CH2—CH===CH—CH2。
方法提炼:双变单,单变双,括住两头,n在后面。
(3)共聚:指两种或多种有机物在一定的条件下发生聚合反应生成一种高聚物的反应。例如,丙烯和乙烯在一定条件下能生成聚乙丙烯。
nCH2===CH2+nCH2===CH—CH3。
方法提炼:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。
2.加聚产物单体的判断方法
方法一:弯箭头法(一边赶法),去掉[ ]和n,将链节中的一个键从左向右折叠,单变双,双变单,遇到碳超过4价,则断开。
如维通橡胶―→―→CH2===CF2和CF2===CF—CF3。
方法二:断键法。按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”的规律画线断键,然后半键闭合,单双键互换。
如:丁苯橡胶
―→CH2===CH—CH===CH2和。
分层训练
基础夯实
1.文献记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”下列有关“气”的说法错误的是( )
A.将“气”通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色
B.常温下,将“气”通入水中生成
C.该“气”能作植物生长调节剂
D.“气”的分子中六个原子在同一平面上
答案:B
解析:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”,这里的“气”指的是乙烯,乙烯是催熟剂。将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,乙烯与发生加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷,溴的四氯化碳溶液褪色,A项正确;常温下,乙烯和水不反应,B项错误;乙烯是一种植物生长调节剂,能促进果实成熟,C项正确;乙烯分子是平面形结构,六个原子在同一平面上,D项正确。
2.下列关于乙烯的说法错误的是( )
A.乙烯使酸性溶液及溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同
B.乙烯的化学性质比乙烷活泼是因为乙烯分子中含有碳碳双键
C.水果运输中为延长水果的保鲜期,常在车厢里放置浸泡过溶液的硅藻土
D.乙烯能用排水法收集
答案:A
解析:乙烯使酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,分别发生氧化反应、加成反应,原理不同,A项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,碳碳双键中的一个键易断裂,则乙烯的化学性质比乙烷活泼,B项正确;乙烯能被溶液氧化,所以溶液能吸收具有催熟作用的乙烯,从而延长水果的保鲜期,C项正确;乙烯难溶于水,能用排水法收集,D项正确。
3.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时,都要加入交联剂。下列说法错误的是( )
A.加入交联剂可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为体型结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为体型结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
答案:D
解析:加入交联剂将聚合物中的双键打开,把线型结构连接为网状结构,A正确;橡胶工业中将线型结构连接为体型结构得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶,因此是为了增强橡胶的强度,B正确;制备高吸水性树脂时可将线型结构连接为体型结构,这样做的目的为了使它既吸水又不溶于水,C正确;顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎,因此顺丁橡胶不溶于水,D错误。
4.下列关于苯和乙烯的说法中,不正确的是( )。
A.苯和乙烯都属于不饱和烃
B.苯中的碳碳键和乙烯中的碳碳键相同
C.苯和乙烯分子中的所有原子都在同一平面内
D.苯和乙烯都容易燃烧
答案:B
解析:苯中不含碳碳单键和碳碳双键,故B不正确。
5.据最新报道:我国限塑3年,少用240亿个塑料袋。下列有关说法错误的是( )
A.限塑的主要意义是减少白色污染
B.塑料袋的材料主要是聚乙烯、聚氯乙烯等
C.聚乙烯、聚氯乙烯等塑料都是天然有机高分子材料
D.聚乙烯是由乙烯分子通过加成反应聚合而成的
答案:C
解析:白色污染是人们对难降解的塑料垃圾污染环境现象的一种形象称谓,少用塑料袋可以减少白色污染,A正确;聚乙烯、聚氯乙烯可用于制造塑料袋,B正确;聚乙烯、聚氯乙烯是合成有机高分子材料,C错误;由乙烯催化剂分子合成聚乙烯的化学方程式为,该反应属于加聚反应,D正确。
6.下列关于乙烯()和环丙烷()比较的说法中,正确的是( )
A.二者都为不饱和烃
B.二者互为同分异构体
C.二者互为同系物
D.二者碳、氢元素的质量之比相同
答案:D
解析:环丙烷中的碳原子均为饱和碳原子,因此环丙烷属于饱和烃,A错误;二者的分子式不相同,不互为同分异构体,B错误;二者的结构不相似,不互为同系物,C错误;乙烯和环丙烷的最简式均为,二者碳、氢元素的质量之比相同,D正确。
7.下列说法正确的是( )
A.婴儿纸尿裤中含有聚丙烯酸钠高吸水性树脂
B.天然橡胶为体型高分子化合物,具有良好的弹性和强度
C.人造纤维是以石油、煤、天然气等为原料经过聚合反应制成
D.有机玻璃是通过缩聚反应制得的合成塑料,具有良好透光性
答案:A
解析:A.聚丙烯酸钠是一种高分子树脂,具有很强的吸水性,可用于制造婴儿纸尿裤,故A正确;
B.天然橡胶为线型高分子化合物,故B错误;
C.人造纤维是用木材、草类的纤维经化学加工制成的粘胶纤维,则不能利用石油、煤、天然气等做原料制得人造纤维,故C错误;
D.聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃,即有机玻璃是通过加聚反应制得的,故D错误;
故选A。
8.下列分子中各原子均在同一平面上的是( )
A. B.
C. D.
答案:A
解析:乙烯是平面形结构,2个C原子和4个H原子都在同一平面上,2个Cl原子取代乙烯分子中同一个C原子上的2个H原子可得到,则是平面形分子,A项符合题意;是正四面体形结构,分子中最多有3个原子共平面,可将、、分别看作是分子中的H原子分别被2个Cl原子、l个、1个取代后的产物,因此这些分子中的所有原子不可能共平面,B、C、D项不符合题意。
9.[2025秋·高二·江西宜春·月考校考]以下结构表示的物质中属于烷烃的是( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:烷烃分子中碳原子间通过碳碳单键相连,碳原子的剩余价键均与H原子相连,则C项物质属于烷烃。
10.[2023秋·高二·四川泸州·月考校考]下列关于乙烯的说法正确的是( )
A.易溶于水 B.分子中所有原子均在同一直线上
C.分子式为 D.聚合所得聚乙烯的结构简式为
答案:D
解析:A.乙烯属于烯烃,难溶于水,A项错误;
B.乙烯分子中C原子采取杂化,乙烯分子中2个碳原子和4个氢原子处于同一平面上,但不在同一直线上,B项错误;
C.1个乙烯分子由2个碳原子和4个氢原子构成,分子式为,C项错误;
D.乙烯的结构简式为,含碳碳双键,发生加聚反应所得聚乙烯的结构简式为,D项正确;
答案选D。
11.下列有关苯的说法正确的是( )
A.苯分子为平面正六边形结构
B.苯分子中的碳碳键为单双键交替的形式
C.苯能与溴水发生取代反应
D.苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案:A
解析:苯的分子式为,分子中12个原子共平面,为平面正六边形结构,A正确;苯分子中的碳碳键为介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键,并非单双键交替,B错误;苯与溴水不反应(仅萃取),苯与溴发生取代反应需液溴和催化剂,C错误;苯不能被强氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液)氧化,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误。
12.乙烯与溴水发生反应:,从有机反应类型看,该反应属于( )
A.取代反应 B.加成反应 C.加聚反应 D.化合反应
答案:B
解析:加成反应指的是有机物中的不饱和键被加成试剂原子加成为饱和键的反应,题干中所给信息符合加成反应的定义,所以乙烯和溴单质发生了加成反应,故选B。
13.所有原子处于同一平面的是( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:A.中C原子连接4根单键,类似于甲烷,为正四面体结构,所有原子不处于同一平面,故A不符合;
B.中含有甲基,甲基中碳原子为饱和碳原子,所有原子不处于同一平面,故B不符合;
C.中含有甲基,甲基中碳原子为饱和碳原子,所有原子不处于同一平面,故C不符合;
D.类似于乙烯,所有原子处于同一平面,故D符合;
故选D。
14.如图为医用外科口罩的结构示意图,其中过滤层所用的材料是熔喷聚丙烯,具有阻隔部分病毒和细菌的作用。
下列关于医用外科口罩的说法不正确的是( )
A.防水层具有阻隔飞沫进入口鼻的作用
B.熔喷聚丙烯属于有机高分子材料
C.熔喷聚丙烯材料难溶于水
D.用完后应投入有标志的垃圾箱
答案:D
解析:由医用外科口罩的结构示意图可知,防水层具有阻隔飞沫进入口鼻的作用,A项正确;熔喷聚丙烯属于有机高分子材料,B项正确;聚丙烯由丙烯通过加聚反应制得,难溶于水,C项正确;废弃口罩不是可回收物,D项错误。
15.已知A、B、F是生活中常见的有机物,E的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平,F是一种常见的高分子材料。根据如下转化关系回答下列问题:
1.操作⑥、操作⑦的名称分別为__________________、____________________。
2.下列物质中沸点最高的是( )
A.汽油 B.煤油 C.柴油 D.重油
3.在①~⑤中属于取代反应的是______________________;原子利用率为100%的反应是__________________________。
4.写出F的结构简式:___________。
5.汽油中含有的辛烷的分子式为,写出辛烷催化裂化生成丁烯()的化学方程式:____________。
6.若120g A和184g B充分反应生成106g C,则该反应的产率是________________________。
答案:1.分馏;裂解;2.D;3.①②③;④⑤;4. ;5. ;6.60.2%
解析:石油经过分馏可得到石油气、汽油、煤油、柴油、重油等产品,而这些产品再经过高温裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品。E的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平,故E为乙烯,则F为聚乙烯,B为乙醇,再由图中转化关系及已知信息可依次推出A为乙酸,C为乙酸乙酯。
6.120g(2mol)和184g(4mol)反应时,过量,则以的量为标准进行计算,理论上可得到176g ,故其产率为。
16.乙烯性质较活泼,能与多种物质反应,是重要的化工原料。
1.将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液颜色____________________(填“褪色”或“不变”)。
2.乙烯在空气中燃烧时会产生黑烟,黑烟的主要化学成分是________________________________(填化学式)。
3.在中,每生成1mol乙醇,有________________mol碳碳双键转化为碳碳单键。
答案:1.褪色; 2.C; 3.1
解析:1.乙烯分子结构中含有碳碳双键,能被酸性溶液氧化,故将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色。
2.乙烯分子中碳的含量较高,在空气中燃烧不完全,会产生黑烟,黑烟的主要化学成分是C。
3.在反应中,1mol 和1mol 发生加成反应生成1mol ,碳碳双键转化为碳碳单键。
17.在炽热条件下,将石蜡油分解产生的乙烯通入下列各试管里,装置如图所示。
(1)A装置中的现象是__________________,写出A装置中发生反应的化学方程式:__________________,反应类型为__________________。
(2)B装置中溶液由紫色变为无色,B装置中发生反应的类型为__________________。
(3)C装置的作用是__________________,当观察到__________________时能验证C装置功能。
(4)做乙烯燃烧实验之前必须进行的操作是__________________,可能观察到的现象是__________________。
(5)丙烯()与乙烯具有相似的化学性质。丙烯与溴的加成反应的产物为__________________(写结构简式)。
答案:(1)溶液的橙红色褪去;;加成反应
(2)氧化反应
(3)检验乙烯与酸性溶液反应的产物;澄清石灰水变浑浊
(4)检验乙烯的纯度产生明亮火焰并伴有黑烟
(5)
解析:(1)A装置中乙烯与发生加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷,使溴的四氯化碳溶液褪色。
(2)(3)乙烯与酸性溶液发生氧化反应生成和,用澄清石灰水检验。
(4)点燃乙烯之前,要检验乙烯的纯度。
(5)与的加成产物为。
18.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,生成的气体直接通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须除去杂质,再与溴水反应。
请你回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验_____(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是________。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应 B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯 D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是____,它与溴水反应的化学方程式是______________________。在验证过程中必须全部除去。为此,乙同学设计了如图所示的实验装置:
请回答:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 装置中可盛放的试剂是:
Ⅰ____________、Ⅱ____________、Ⅲ______(填字母)。
A.品红溶液 B.NaOH溶液 C.溴水 D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是________________________________________。
答案:(1)不能;AC(2)SO2;SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr;B;A;C
(3)如果发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸验证
解析:在实验室制备乙烯的过程中,由于浓硫酸具有强氧化性,可以将一部分乙醇氧化,本身被还原成SO2,SO2具有较强的还原性,可以将溴水还原,所以,要证明乙烯能与溴水反应,必须除去SO2。一般来说,除SO2用NaOH溶液,验证SO2有没有被彻底除去,在Ⅰ装置后必须加一个盛有品红溶液的洗气瓶,Ⅱ中盛放的是品溶液。在确认完全除去SO2后,将气体通入盛有溴水的试管中,溴水褪色,则一定是乙烯与溴水反应的结果。但不能认为,乙烯与溴水发生的一定是加成反应,证明二者发生的不是取代反应,根据两种反应的特点,加成反应只有一种产物,而取代反应除了有机产物外,还有HBr生成,可以设法证明反应后的溶液中无HBr,则可知二者发生的反应是加成反应而不是取代反应。
能力培优
1.下列科技领域所涉及的材料中,属于有机高分子材料的是( )
A.制作计算机芯片的高纯硅
B.制作宇航服使用的聚酰胺纤维
C.高压输电使用的陶瓷绝缘材料
D.用作“纳米汽车”车轮的
答案:B
解析:高纯硅是非金属单质,属于无机非金属材料,A不符合题意;聚酰胺纤维是合成纤维,属于有机高分子材料,B符合题意;陶瓷属于无机非金属材料,C不符合题意;是非金属单质,属于无机非金属材料,D不符合题意。
2.下列关于乙烯性质的叙述错误的是( )
A.乙烯可以调节植物生长,可作为水果的催熟剂
B.1 mol乙烯与氯气完全加成,然后与氯气发生完全取代,一共需要3 mol氯气
C.乙烯能使酸性溶液褪色
D.1 mol乙烯与溴单质发生加成反应,消耗1 mol溴单质,说明乙烯分子中含有1个碳碳双键
答案:B
解析:乙烯可以调节植物生长,可用于催熟果实,A项正确;1 mol乙烯与1 mol氯气完全加成生成,然后再与4 mol氯气发生完全取代,一共需要5 mol氯气,B项错误;乙烯能使酸性溶液褪色,C项正确;1 mol乙烯与溴单质发生加成反应,消耗1 mol溴单质,说明乙烯分子中含有1个碳碳双键,D项正确。
3.下列反应中,属于加成反应的是( )
A.乙烯使酸性溶液褪色
B.向碘化钾溶液中加入溴水,溶液变为紫红色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.乙烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
答案:C
解析:乙烯使酸性溶液褪色,发生的是氧化反应,A项不符合题意;向碘化钾溶液中加入溴水,溶液变为紫红色,发生置换反应:,B项不符合题意;乙烯与溴的四氯化碳溶液中的发生反应生成1,2-二溴乙烷,属于加成反应,C项符合题意;乙烷与在光照条件下发生取代反应,生成氯代乙烷,D项不符合题意。
4.以物质甲和乙为原料可制备燃料丙,反应微观示意图如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.该反应属于加成反应
B.甲与丙在氧气中完全燃烧的产物相同
C.纯净的甲在空气中燃烧,可以观察到明亮的火焰并伴有黑烟
D.甲分子中所有原子不一定共平面
答案:D
解析:根据题图可知,该反应是与在一定条件下发生加成反应生成,A项正确;与在氧气中完全燃烧时都只生成和,B项正确;乙烯能在空气中燃烧,火焰明亮并伴有黑烟,C项正确;是平面形分子,因此乙烯分子中所有原子一定共平面,D项错误。
5.某课外活动小组设计了以下四种方案以除去乙烷中混有的少量乙烯,并得到纯净、干燥的乙烷,其中合理的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
答案:C
解析:①和②中乙烯与溴水发生反应除去了杂质乙烯,而乙烷与溴水不反应,溴易挥发,所以出来的气体是乙烷、溴蒸气和水蒸气,①中气体被浓硫酸干燥后,得到的是乙烷、溴蒸气,①不符合题意;②中气体被碱石灰干燥后,可除去溴蒸气和水蒸气,能够得到纯净、干燥的乙烷,②符合题意;③和④中乙烯被酸性溶液氧化为气体,乙烷与酸性溶液不反应,出来的气体是、乙烷和水蒸气,③中气体通过NaOH溶液后,被除去,最后得到乙烷和水蒸气,③不符合题意;④中气体通过碱石灰后,二氧化碳和水蒸气被除去,得到纯净、干燥的乙烷,④符合题意。
6.下列说法正确的是( )
A.苯的结构常表示为,分子中存在碳碳单键
B.苯分子为平面正六边形结构,分子中所有原子共平面
C.苯是一种环状饱和烃
D.苯和乙烯都能与溴水发生反应而使溴水褪色
答案:B
解析:苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键,即苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键,A项错误;苯分子为平面正六边形结构,分子中所有原子共平面,B项正确;苯是一种环状不饱和烃,C项错误;苯分子中不含碳碳双键,不能与溴水发生反应而使溴水褪色,但可萃取溴水中的溴,D项错误。
7.能说明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键交替的结构的事实是( )
①苯不能使酸性溶液褪色
②苯环中碳碳键的键长都相等
③邻二氯苯只有一种结构
④苯在一定条件下既能发生取代反应,又能发生加成反应
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
答案:B
解析:苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在碳碳单键与碳碳双键交替的结构,①正确;苯环中碳碳键的键长都相等,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在碳碳单键与碳碳双键交替的结构,②正确;如果苯分子中碳碳键是单双键交替结构,则邻二氯苯有和两种结构,但实际上只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在碳碳单键与碳碳双键交替的结构,③正确;如果苯分子是单双键交替的结构,在一定条件下也能发生取代反应和加成反应,④错误。综上所述,B项正确。
8.分子模型可以直观地表现分子结构的特点。如图表示某烃分子的一种模型,下列有关说法正确的是( )
A.该图表示的是乙烯分子的球棍模型
B.该烃的结构简式为
C.该烃的电子式为
D.该烃分子中只含有碳碳双键
答案:B
解析:题图为乙烯的空间填充模型,不是球棍模型,A项错误;乙烯的结构简式为,B项正确;乙烯的电子式为,C项错误;乙烯分子中含有碳碳双键和碳氢单键,D项错误。
9.有机物A的结构简式为,有机物B是一种烯烃(分子中只含一个碳碳双键)。有机物B与等物质的量的氢气发生反应可得到有机物A。下列有关说法错误的是( )
A.有机物B的分子式为
B.B生成A的反应为加成反应
C.等物质的量的有机物A与B完全燃烧,前者耗氧量较大
D.B的结构可能有5种
答案:D
解析:由上述分析可知,A、B项正确;1 mol有机物A完全燃烧消耗14 mol ,1 mol有机物B完全燃烧消耗13.5 mol ,等物质的量的有机物A与B完全燃烧,前者耗氧量较大,C项正确;B分子中碳碳双键的位置可能在:,则B的结构可能有4种,D项错误。
10.下列说法中错误的是( )
A.无论是乙烯与的加成反应,还是乙烯使酸性溶液褪色,都与乙烯分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的溶液或酸性溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.乙烯与环丁烷()互为同系物
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,1能发生加成反应和氧化反应,A正确;乙烯能与溴的溶液或酸性高锰酸钾溶液反应,使溶液褪色,而乙烷不能,现象不同,能鉴别,B正确;乙烯中有碳碳双键,环丁烷分子是环状结构,二者结构不同,不互为同系物,C错误;乙烯比甲烷中的含碳量高,甲烷燃烧时产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟,现象不同,能鉴别,D正确。
11.[2024春·高二·重庆·期末联考]下列说法正确的是( )
A.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与乙烯使酸性溶液褪色均发生了加成反应
B.丙烯和氯气在一定条件下生成与乙烷和氯气光照下均发生了取代反应
C.己烷与溴水混合时溴水褪色与乙烯使溴水褪色均发生了加成反应
D.乙烯生成聚乙烯与乙炔生成乙烯均发生了加聚反应
答案:B
解析:A.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色发生了加成反应,乙烯使酸性溶液褪色是被还原了,A错误;B.丙烯和氯气在一定条件下生成,是丙烯中的甲基上的氢原子被Cl原子取代,乙烷和氯气光照下发生取代反应生成,二者均是取代反应,B正确;C.己烷与溴水混合时溴水褪色是由于溴单质从水中转移到己烷,该过程是萃取,乙烯使溴水褪色发生了加成反应,生成1,2-二溴乙烷,C错误;D.乙烯生成聚乙烯是发生加聚反应,乙炔生成乙烯是乙炔与氢气发生加成反应,D错误;故选B。
12.能通过化学反应使溴水褪色,又能使高锰酸钾溶液褪色的是( )
A.苯 B.乙烷 C.甲烷 D.丙烯
答案:D
解析:A.苯不能与溴水和发生化学反应,A不符合题意;B.乙烷不能与溴水和发生化学反应,B不符合题意; C.甲烷不能与溴水和发生化学反应,C不符合题意;D.丙烯含有碳碳双键,能与发生加成反应而使溴水褪色,能与发生氧化还原反应而使褪色,D符合题意;故选D。
13.[2024春·高一·河北衡水·期中校考]聚氯乙烯是生活中常用的塑料的主要化学成分。工业生产聚氯乙烯的一种合成路线如图:
下列说法正确的是( )
A.上述反应①为取代反应
B.1,2—二氯乙烷和氯乙烯所有原子均共平面
C.乙烯和聚氯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平
答案:D
解析:A.反应①为乙烯和氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷,反应类型为加成反应,故A错误;
B.1,2-二氯乙烷中的碳原子均为饱和碳原子,具有甲烷四面体的结构特征,所有原子不可能共面,故B错误;
C.聚氯乙烯中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.乙烯是化学工业的血液,所以乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平,故D正确;
答案选D。
14.[2023春·高二·广西玉林·月考联考]除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),所用试剂或操作方法不正确的是( )
A.乙烷(乙烯):酸性高锰酸钾溶液,洗气
B.乙醇(水):生石灰,蒸馏
C.乙烯(二氧化硫):氢氧化钠溶液,洗气
D.乙酸乙酯(乙酸):饱和碳酸钠溶液,分液
答案:A
解析:
15.[2024春·高一·浙江宁波·期中]某校课题小组利用乙烯利和氢氧化钠反应制备乙烯,并在此基础上研究乙烯的化学性质,实验装置如下图所示:
相关资料如下:
Ⅰ.乙烯利的化学式为,可以和氢氧化钠反应生成乙烯、磷酸钠和氯化钠
Ⅱ.单质溴易挥发,且和水能发生反应:
Ⅲ.溴和溴化氢的沸点及溶解性如下表
名称
HBr
常压下沸点
58.8
-86.9
溶解性
水
难溶
易溶
易溶
难溶
(1)装有碱石灰的仪器名称为________________,碱石灰的作用是________________。
(2)实验过程中控制反应快慢的操作为________________。
(3)小明同学认为装置B中溶液褪色,可能是因为发生了取代反应,通过验证装置C中产物即可证明,其检验方法是________________。
(4)小惠同学认为采用图中装置,上述检验方案不合理,原因是________________,通过改进实验装置可以解决方案的不足之处,即在装置B和C之间加装盛有________________(填试剂名称)的洗气瓶。
(5)经实验探究证明装置B中溶液褪色,是因为乙烯和溴发生加成反应所致,小可同学认为若去掉碱石灰直接将装置A中产生的气体通入装置B中,则装置B中除生成1,2-二溴乙烷外,可能还有其他有机物生成,其结构简式为________________(写出其中一种)。
(6)乙醇在浓硫酸催化作用下也能制得乙烯,但产生的乙烯中往往混有,若将混合气体通入溴水中,则不能证明乙烯和溴能发生反应,其原因是________________(用离子方程式说明)。
答案:(1)(球形)干燥管
(2)除去乙烯中混有的水蒸气
(2)调节分液漏斗活塞,控制液体的下流速度
(3)取锥形瓶中少量液体,滴加紫色石蕊试液,观察溶液是否变红
(4)挥发出的和水反应也能生成HBr;四氯化碳(四氯甲烷)
(5)或
(6)
解析:
16.设计实验探究乙烯与溴的加成反应。已知制取乙烯的化学方程式为
。
(1)甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯,将生成的气体直接通入溴水中,发现溴水褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。甲同学设计的实验______________________ (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是__________________________ (填字母)。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的气体,未必是乙烯
D.使溴水褪色的气体,就是乙烯
(2)乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量有还原性的杂质气体,由此他提出必须先把杂质气体除去,再与溴水反应。乙同学推测此乙烯中可能含有的一种杂质气体是______________________,在验证过程中必须全部除去。乙烯与溴水发生反应的化学方程式是____________________________________________。
(3)设计实验验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应:________________________________________________。
答案:(1)不能 AC
(2)
(3)向反应后的溶液中滴加石蕊溶液,溶液不变红,说明该反应为加成反应而非取代反应
解析:(1)用此法得到的乙烯内可能含有气体,因能将溴水还原而使之褪色,化学方程式为,因此,溴水褪色不能证明是乙烯与溴水发生了加成反应。(2)具有较强的还原性,根据元素守恒和还原性推断,气体是。乙烯与溴水发生加成反应,化学方程式是。(3)乙烯若与溴水发生取代反应,则有HBr生成,从而使溶液显酸性,若发生加成反应则生成,溶液不显酸性,所以检验方法为向反应后的溶液中滴加石蕊溶液,溶液不变红, 说明该反应为加成反应而非取代反应。
17.I.含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是____________________,其同分异构体的结构简式是____________________。
Ⅱ.从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液体,B仅由碳氢两种元素组成,碳元素与氢元素的质量比为12:1,B的相对分子质量为78。回答下列问题:
(1)B的结构简式____________________。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式:____________________,反应类型:____________________。
(3)B与浓硫酸和浓硝酸在50~60℃反应的化学反应方程式:____________________,反应类型:____________________。
Ⅲ.已知乙烯能发生以下转化
(1)C中含官能团名称____________________;
(2)写出B与D反应的化学方程式____________________;反应类型:____________________。
(3)写出反应③的化学方程式:____________________。
答案:I.;
Ⅱ.(1)
(2);加成反应
(3);取代反应;
Ⅲ.(1)醛基
(2);酯化反应或取代反应
(3)
解析:I.烷烃分子中从丁烷开始出现同分异构体。
Ⅱ.从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A是乙烯。B是一种比水轻的油状液体,B仅由碳氢两种元素组成,碳元素与氢元素的质量比为12:1,B的相对分子质量为78,则B分子中碳原子个数是,氢原子个数是,即B是苯,据此解答。
Ⅲ.乙烯含有碳碳双键,与水发生加成反应生成的B是乙醇,乙醇发生催化氧化生成的C是乙醛,B与D反应生成乙酸乙酯,则D是乙酸,据此解答。
I.烷烃中碳原子数目≤3的烷烃不存在同分异构体现象,即、都无同分异构体,从丁烷开始才出现同分异构体,丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体,结构简式分别是、;
Ⅱ.根据以上分析可知A为,B的分子式为,B为苯,则
(1)B是苯,结构简式为。
(2)与A相邻的同系物C是丙烯,丙烯与溴水发生加成反应而使溴水褪色,反应的化学反应方程式为;
(3)B与浓硫酸和浓硝酸在50~60℃发生硝化反应生成硝基苯和水,反应的化学反应方程式为,反应类型是取代反应。
Ⅲ.根据以上分析可知B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,则
(1)C为CH3CHO,乙醛中含有的官能团为醛基;
(2)B为乙醇,D为乙酸,乙醇和乙酸通过酯化反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为,酯化反应也是一种取代反应;
(3)反应③为乙烯的加聚反应,反应的方程式为。
18.A是一种重要的化工原料,A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平,C是家庭中常用的一种调味品的主要成分,D是具有果香气味的物质。A,B,C,D在一定条件下存在如下转化关系(部分反应条件、产物已省略)。
(1)A,D中含有的官能团分别是__________________________________,___________________ ,(写名称)。
(2)写出下列反应的化学方程式及反应的类型:
A→B:____________________________________,反应类型:__________________。
B+C→D:____________________________________,反应类型:_______________。
答案:(1)碳碳双键; 酯基; (2)CH2=CH2+H2O CH3CH2OH; 加成反应;
CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O; 取代反应,;
解析:
难点突破
1.[2025春·高一·河北保定·期中联考]工业上以煤、石油和天然气为原料,生产三大合成材料——塑料、合成橡胶和合成纤维。下列有关说法错误的是( )
A.塑料、合成橡胶和合成纤维属于有机高分子材料
B.蚕丝、涤纶、尼龙都属于合成纤维
C.石油裂解得到的乙烯、丙烯等是生产合成材料的基本原料
D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类
答案:B
解析:A.塑料、合成橡胶和合成纤维是人们常说的三大有机合成高分子材料,A正确;
B.蚕丝属于天然纤维,不是合成纤维,B错误;
C.通过石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯等是生产合成材料的化工原料,C正确;
D.按照来源,可将高分子材料分为天然高分子材料与合成高分子材料,D正确;
故选B。
2.[2025春·高一·河北保定·期中联考]鉴别下列物质时,实验操作或实验现象错误的是( )
选项
物质
实验操作
实验现象
A
乙烯和
分别将乙烯和通入酸性高锰酸钾溶液中
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B
乙醇和乙酸
取样,分别加入一小块钠
乙醇中冒气泡,乙酸中无明显现象
C
甲烷和乙烯
分别点燃甲烷和乙烯
甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟
D
乙醇和水
闻气味
有特殊香味的是乙醇,无气味的是水
A.A B.B C.C D.D
答案:B
解析:A.乙烯有碳碳双键具有还原性可以与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而褪色,中碳原子为+4价,不与酸性高锰酸钾反应,无明显现象,A项正确;
B.能与金属钠反应的官能团为羟基和羧基,乙醇中的官能团为羟基,乙酸中的官能团为羧基,产生氢气的速率为羧基大于羟基,则乙酸中产生气泡较快,现象明显,乙醇中产生气泡较慢,B项错误;
C.甲烷的分子式为,乙烯的分子式为,甲烷燃烧时产生淡蓝色的火焰,乙烯燃烧时火焰明亮且伴有黑烟产生,通过实验现象可以鉴别,C项正确;
D.乙醇为简单有机物有特殊香味,水为无色无味的液体,可通过闻气味进行鉴别,D项正确;
答案选B。
3.[2025春·高一·河北保定·期中联考]下列有关乙烯的叙述错误的是( )
A.比空气的密度大 B.可用作植物生长调节剂
C.可以使溴的溶液褪色 D.点燃的条件下可以在空气中燃烧
答案:A
解析:A.空气的平均相对分子质量为29,乙烯的相对分子质量为28,比空气的略小,则乙烯的密度比空气的密度略小,故A错误;
B.乙烯可用作植物生长调节剂,故B正确;
C.乙烯分子中含有碳碳双键,可以和溴的溶液发生加成反应,使溴的溶液褪色,故C正确;
D.乙烯在点燃的条件下可以在空气中燃烧,生成二氧化碳和水,故D正确;
故选A。
4.[2026春·高二·河北石家庄·月考校考]下列有关有机物的说法正确的是( )
A.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.与一定互为同系物
C.酸性条件下,的水解产物是和
D.有机物分子式为,与溶液反应产生,其结构可能有5种
答案:D
解析:
5.下列说法中正确的是( )
A.天然纤维就是纤维素
B.天然纤维是不能再被加工处理的
C.合成纤维、再生纤维和天然纤维统称化学纤维
D.合成纤维的原料可以是天然气、石油和煤的化工产品
答案:D
解析:天然纤维包括棉花、羊毛、蚕丝等,而纤维素是棉花的主要成分,二者不同,A项错误;天然纤维经过人工处理可以制得再生纤维,B项错误;合成纤维与再生纤维统称为化学纤维,C项错误;合成纤维的原料可以是天然气、石油和煤等,D项正确。
6.橡胶是一类具有高弹性的高分子材料,是制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。天然橡胶的主要成分聚异戊二烯的结构如图所示,下列关于聚异戊二烯的说法错误的是( )
A.属于纯净物 B.能发生加成反应
C.能在氧气中燃烧 D.能使酸性溶液褪色
答案:A
解析:聚异戊二烯属于混合物,A项错误;聚异戊二烯中含有,能发生加成反应,能被酸性溶液氧化而使酸性溶液褪色,B、D项正确;聚异戊二烯在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水,C项正确。
7.下列说法中正确的是( )
A.某烃的分子式为,故该分子中一定含有碳碳双键
B.碳原子间以单键相连的烃一定是链状烷烃
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D.戊烷有3种同分异构体
答案:D
解析:A.某烃的分子式为,它可能是丙烯(含有碳碳双键);也可能是环丙烷(含有碳环),所以该分子不一定含有碳碳双键,故A错误;B.碳原子间以单键相连的烃不一定是链状烷烃,也可能是环状烷烃,比如环丙烷,其碳原子间也是单键相连,但不是链状烷烃,故B错误;C.正戊烷的结构简式为,其分子中的碳原子呈锯齿状排列,并不在同一条直线上,故C错误;D.戊烷有3种同分异构体,分别为:正戊烷、异戊烷、新戊烷,故D正确;故选:D。
8.[2023春·高二·天津·期末联考]酚醛树脂是性能优良、用途广泛的高分子材料。用苯酚和甲醛可合成线型结构的酚醛树脂,发生的反应如下,下列说法正确的是( )
A.反应①的原子利用率为100%
B.A分子中最多有14个原子共平面
C.A分子中的两个羟基性质完全相同
D.1 mol酚醛树脂(B)中含有2n mol—OH
答案:A
解析:A(√)由题图可知,反应①中反应物原子全部转化到生成物中,原子利用率为100%。
B(×)第一步,先找饱和碳原子:与苯环相连的中的为饱和碳,第二步,去掉饱和碳上的两个原子或基团,有H优先去H,;第三步,数剩余原子的个数,最多有15个原子共面。
C(×)A分子中的两个羟基,分别为酚羟基和醇羟基,性质不完全相同,如酚羟基能与氢氧化钠反应,而醇羟基不能与氢氧化钠反应。
D(×)1 mol酚醛树脂(B)中含有(n+1)mol —OH。
9.塑料垃圾PE在空气、水和阳光的存在下,五氧化二铌()作催化剂时,只需要40 h就能100%转化为,随后这些在光的诱导下转化为有价值的燃料,转化关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.工业生产PE的加聚反应为
B.该转化的总反应为+
C.“燃料”可以分别与发生加成反应、酯化反应
D.“燃料”与甲酸甲酯、羟基乙醛互为同分异构体
答案:C
解析:A(√)工业生产PE是通过乙烯的加聚反应制得,反应为。
B(√)由题中“燃料”的球棍模型知,“燃料”为乙酸,由题图可知该转化的反应物有聚乙烯、氧气,在阳光、水和催化剂作用下,反应生成乙酸,总反应的化学方程式为。
C(×)“燃料”为乙酸,不能与H₂发生加成反应,能与发生酯化反应。
D(√)的分子式均为,三者分子式相同,结构不同,互为同分异构体。
10.[2025春·高一·广东·月考联考]某同学探究乙烯与溴的四氯化碳溶液的反应,实验操作和实验现象记录如下:
实验编号
实验操作及现象
1
用注射器向充满乙烯的西林瓶中注入1 mL溴的溶液,充分振荡使溶液完全褪色,然后用注射器向其中加入2 mL蒸馏水,充分振荡后静置片刻,用pH计测量上层液体的pH=7
2
用注射器向西林瓶中注入1 mL溴的溶液,然后用注射器向其中加入2 mL蒸馏水,充分振荡后静置片刻,用pH计测量上层液体的pH=5
已知常温下能发生反应:。下列说法不正确的是( )
A.实验1说明西林瓶内无HBr生成
B.实验2中上层液体的溶质有2种
C.取实验1中上层液体于试管中,滴加溶液,无沉淀产生
D.实验1中发生反应:
答案:B
解析:HBr属于强酸,若有HBr生成,则上层液体pH<7,这与上层液体pH=7矛盾,说明无HBr生成,A正确;实验2中上层液体的pH=5,说明上层液体显酸性,进而说明发生了反应:,上层液体的溶质有3种:、HBr、HBrO,B错误;实验1中上层液体pH=7,说明溴单质与乙烯发生了加成反应()而未与蒸馏水反应,上层液体中无HBr和,滴加溶液不会产生沉淀,C、D正确。
11.[2025春·高一·湖北荆州·月考校考]合成结构简式为的高聚物,其单体应是( )
A.①② B.④⑤ C.③⑤ D.①③
答案:D
解析:根据结构简式可知,该高聚物为加聚产物,其链节为,则该高聚物的单体为苯乙烯()、1,3-丁二烯(),故选D。
12.[2025春·高一·浙江·期中联考]根据乙烯的性质推测1-丁烯()的性质,下列说法中错误的是( )
A.1-丁烯与乙烯互为同系物
B.1-丁烯与HCl加成的产物可能有2种
C.聚1-丁烯的结构简式为
D.相同质量的乙烯和1-丁烯在足量的氧气中完全燃烧,耗氧量相同
答案:C
解析:1-丁烯与乙烯结构相似,组成上相差2个原子团,故二者互为同系物,A项正确;1-丁烯与HCl加成的产物可能有2种,即1-氯丁烷和2-氯丁烷,B项正确;根据烯烃发生加聚反应的原理可知,聚1-丁烯的结构简式为,C项错误;已知和的最简式均为,故相同质量的乙烯和1-丁烯在足量的氧气中完全燃烧,耗氧量相同,D项正确。
13.下列说法正确的有( )
①向己烯中分别滴入适量溴的四氯化碳溶液和酸性溶液,振荡,溶液均褪色,但褪色原理不同
②和环己烷的最简式相同
③聚合物可由单体和加聚而成
④2-丁烯()与HBr发生加成反应的产物只有1种
A.仅①③ B.①②③④ C.仅②③ D.仅①②④
答案:B
解析:己烯能与酸性溶液发生氧化反应而使溶液褪色,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使溶液褪色,二者褪色原理不同,①正确;和环己烷的最简式都是,②正确;聚合物的单体为和,③正确;由于2-丁烯的结构是对称的,故与HBr加成只生成一种产物,即,④正确。故选B。
14.[2026春·高二·重庆万州区·期中校考]实验室可用酒精、浓硫酸作试剂来制取乙烯,但实验表明,还有许多副反应发生,如反应中会生成、水蒸气等无机物。某研究性学习小组欲用如图所示装置制备纯净的乙烯并探究乙烯与单质溴能否反应及反应类型。
回答下列问题:
(1)写出制备乙烯反应的化学方程式:______________________。实验中,混合浓硫酸与乙醇的方法是将______________________慢慢加入另一种物质中;加热F装置时必须使液体温度______________________。
(2)写出浓硫酸与乙醇直接反应生成上述无机副产物的化学方程式:______________________。
(3)为实现上述实验目的,装置的连接顺序为F→___________→D。(各装置限用一次)
(4)当观察到C中溶液褪色时,表明乙烯能与单质溴反应;若D中______________________,则表明C中发生的是取代反应;若D中没有出现前面所描述的现象时,则表明C中发生的是______________________反应。
答案:(1);浓硫酸;迅速升至
(2)
(3)A→B→E→C
(4)有浅黄色沉淀生成;加成
解析:
15.将石蜡油分解产生的乙烯通入下列各试管中,以检验其有关性质,装置如图所示。
根据上述装置,回答下列问题。
(1)B的作用是__________________,D的作用是__________________。
(2)A中的现象是__________________,用溴的四氯化碳溶液比用溴水与乙烯反应进行探究更合理,原因是__________________。
(3)若将气体换成丙烯,写出A中发生反应的化学方程式:__________________。
(4)若实验前发现该石蜡油分解气中含有二氧化硫,为防止其干扰乙烯的性质实验,则需在A之前加一个盛有__________________(写化学式)溶液的洗气瓶。
(5)通过上述实验探究可知,鉴别甲烷和乙烯的方法是__________________(填序号)。
A.将气体通入水中
B.将气体通过装溴水的洗气瓶
C.将气体通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
D.将气体通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶
答案:(1)检验A中是否有挥发出来;检验乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应的气体产物是否为二氧化碳
(2)溴的四氯化碳溶液褪色;避免与水反应的产物对实验产生干扰
(3)
(4)NaOH(合理即可)
(5)BC
解析:(1)由分析可知,B中的硝酸银溶液可以检验A中是否有挥发出来;D的作用是检验乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应的气体产物是否为二氧化碳。
(2)由分析可知,A中乙烯与发生加成反应,溴的四氯化碳溶液褪色;与会发生反应:,反应产物可能对乙烯与的反应产生干扰,因此用溴的四氯化碳溶液可以避免与水反应的产物对实验产生干扰。
(3)丙烯中含碳碳双键,与发生加成反应的化学方程式为。
(4)具有还原性,会干扰乙烯性质的检验,因此需将除去,根据酸性氧化物的通性可知,可与NaOH溶液反应,故可在A之前加一个盛有NaOH溶液的洗气瓶。
16.[2025春·高一·浙江·期中联考]1,2-二氯乙烷是重要的有机化工原料,实验室采用“乙烯液相直接氯化法”制备1,2-二氯乙烷,相关反应原理和实验装置如图:
已知:①装置丙可制备乙烯,方程式为;
②装置乙中的反应为放热反应;
③1,2-二氯乙烷的沸点为83.6 ℃;甘油的沸点为290 ℃。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是__________________。
(2)装置乙中发生反应的化学方程式为__________________。
(3)制取1,2-二氯乙烷的装置接口顺序为(箭头为气流方向,部分装置可重复使用)a→__________________→__________________→__________________→__________________→b—c←f←e←i←j←d(填序号,下同)。
(4)下列说法不正确的是__________________。
A.装置甲中橡皮管的作用是平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下且不挥发到空气中
B.装置乙中的仪器B在本实验中的作用是冷凝产物,提高产率
C.装置丙中采用甘油浴加热的优点是受热均匀,温度易控制,也可用水浴代替
D.装置戊中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体,也可用溶液代替
(5)产品纯度的测定:量取5.5 mL密度为1.2 的产品,加足量稀溶液,加热充分反应:(X为1,2-二氯乙烷,Y为乙二醇,方程式已配平)。所得溶液先用稀硝酸调至酸性,然后加入11.00 的标准溶液至不再产生沉淀,沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量,得到14.35 g白色固体,则产品中1,2-二氯乙烷的纯度为__________________。
答案:(1)分液漏斗
(2)
(3)g;h;e;f
(4)CD
(5)75%
解析:(1)由仪器构造可知,仪器A的名称是分液漏斗。
(2)装置乙中乙烯和氯气反应生成1,2-二氯乙烷,发生的反应为。
(3)由分析可知,制取1,2-二氯乙烷的装置接口顺序为a→g→h→e→f→b→c→f→e→i→j→d。
(4)装置甲中分液漏斗与圆底烧瓶通过橡皮管连通,其作用是平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下且不挥发到空气中,A正确;装置乙中的仪器B为球形冷凝管,在本实验中的作用是冷凝产物(1,2-二氯乙烷),提高其产率,B正确;装置丙中采用甘油浴加热的优点是受热均匀,温度易控制,但装置丙制备乙烯的反应温度为150 ℃,高于水的沸点,则不可用水浴代替,C错误;浓盐酸易挥发,导致制得的氯气中混有氯化氢气体,则装置戊中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体,但溶液会同时吸收氯气和氯化氢,则不可用溶液代替,D错误。
(5)结合反应中氯元素守恒可得关系式:,则产品中1,2-二氯乙烷的纯度为。
17.[2023春·高一·内蒙古兴安盟·月考校考]某同学制取乙烯(反应原理为)并探究乙烯的主要化学性质,其实验装置如图所示:
回答下列问题。
(1)装置A中仪器①的名称为______________________。
(2)乙烯的分子式为______________________,所含官能团的名称为______________________。
(3)B中反应化学方程式为______________________,C中实验现象为______________________。
(4)D装置的作用是______________________。
(5)已知乙烯发生加聚反应能生成一种聚合物,写出该反应的化学方程式:______________________,该聚合物的链节为______________________。
(6)根据乙烯的性质可以推测丁烯()的性质,下列说法错误的是___________(填字母)。
A.能在空气中燃烧 B.易溶于水
C.能发生加成反应 D.能使溴的四氯化碳溶液褪色
答案:(1)圆底烧瓶
(2)①
②.碳碳双键
(3)①
②溶液褪色
(4)收集乙烯
(5)①.
②.
(6)B
解析:
18.为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应,甲同学设计了如图Ⅰ所示的实验装置,并进行了实验。当温度升至170℃左右时,有大量气体产生,产生的气体通入溴水中,溴水的颜色迅速褪去。甲同学认为达到了实验目的。乙同学仔细考察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,在超过170℃后生成气体速度明显加快,生成的气体有刺激性气味。由此他推出,产生的气体中应有某杂质,可能影响乙烯的检验,必须除去。请据此回答下列问题:
//
(1)写出实验中两个主反应的化学方程式:____________________;________________________。
(2)乙同学认为因有刺激性气味的气体生成,不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的,原因是____________________________________(用化学方程式表示)。
(3)丙同学根据甲、乙同学的分析,认为还可能有CO、两种气体产生。为证明CO的存在,他设计了如图Ⅱ所示过程(假设该过程可把实验中产生的有机产物除净),发现最后气体经点燃产生蓝色火焰,确认有一氧化碳生成。
①设计装置a的作用是__________________________。
②浓氢氧化钠溶液的作用是__________________________。
③浓溴水的作用是__________________________。
④稀溴水的作用是__________________________。
答案:(1)
(2)
(3)①防倒吸 ②除去和③吸收乙烯 ④检验乙烯、是否被除净
解析:(1)乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水生成乙烯:;反应生成的乙烯与溴发生加成反应:。
(2)当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,可知浓硫酸使乙醇脱水,生成黑色的碳,同时C与浓硫酸发生氧化还原反应生成,具有还原性,能与溴水反应。
(3)①二氧化硫、二氧化碳与浓氢氧化钠溶液反应,装置内压强减小,易发生倒吸,故装置a可防止浓氢氧化钠溶液倒吸入反应容器中。②由于二氧化硫和二氧化碳会干扰后续实验,故用浓氢氧化钠溶液除去。③浓溴水可以和乙烯发生加成反应,用来吸收乙烯。④稀溴水可以和乙烯发生加成反应褪色,也可以和二氧化硫发生氧化还原反应而褪色,故可用稀溴水来检验乙烯和二氧化硫是否被除尽。
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第7讲 乙烯与有机高分子材料
第7讲 乙烯与有机高分子材料 1
学习目标 2
一、基础学习目标 2
二、培优提升目标 2
核心知识梳理 3
一、 乙烯 3
二、 烃 6
三、 有机高分子材料 6
易错警示 9
易错警示一:轻松突破取代反应、加成反应 9
易错警示二:轻松判断加聚产物单体的方法 9
易错警示三:键线 9
易错警示四:烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物规律 9
易错警示五:简单有机物中原子共线、共面的判断 9
典例精讲 10
一 乙烯的结构与化学性质 10
二 几种常见烃分子的结构与性质 13
三 有机高分子材料 15
分层训练 17
基础夯实 17
能力培优 22
难点突破 28
学习目标
一、基础学习目标
1. 掌握乙烯的分子式、结构式与平面结构,认识碳碳双键为不饱和键,理解烯烃结构特征。
2. 熟记乙烯氧化、加成两类核心反应,能书写乙烯与溴水、氢气、氯化氢、水的加成方程式,区分加成与取代反应。
3. 学会利用溴水、酸性高锰酸钾鉴别烷烃与烯烃,掌握简单除杂方案。
4. 了解烃的分类,明晰烷烃、烯烃结构与性质区别。
5. 知晓塑料、橡胶、纤维三大有机高分子材料分类,区分天然高分子与合成高分子,了解聚乙烯合成原理。
二、培优提升目标
1. 依据碳碳双键结构特点预判有机物化学性质,辨析加成反应断键规律。
2. 结合混合烃燃烧、加成定量数据,开展有机物分子式推算、组成计算。
3. 深挖气体除杂、鉴别易错陷阱,评价除杂试剂与实验方案合理性。
4. 理解加聚反应原理,能书写简单烯烃加聚产物,由聚合物反推单体。
5. 结合新材料情境,辨析高分子材料类别,综合解决信息拓展类习题。
核心知识梳理
1、 乙烯
1.物理性质
色态
气味
密度
溶解性
无色气体
稍有气味
比空气略小
难溶于水
2.分子结构
3.化学性质
(1)氧化反应
(2)加成反应
①概念: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。
②乙烯的加成反应
(3)聚合反应
①概念:
②反应:n CH2=CH2CH2-CH2n
③组成:
4.碳碳双键加聚反应的类型
(1)单烯烃型单体:“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”
①n CH2=CHClCH2-n
②n CH3CH=CH2CH2-n
③n CH3CH=CHCH3n
④n CH=CH2
⑤n CF2=CF2CF2-CF2n
(2)二烯烃型单体:“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”
①nCH2=CH-CH=CH2CH2-CH=CH-CH2n
②nCH2=CH-CH2CH2-CH-CH2n
③nCH2=-CH=CH2CH2-CH-CH2n
(3)多单烯烃型单体:“双键打开,中间相连,添上括号,右下写n”
①nCH2=CH2+nCH3-CH=CH2CH2-CH2-CH2n
②n CH2=CHCl+nCH=CH2CH2--CH2n
(4)单烯烃型和二烯烃型单体:“双键打开,中间相连,单键变双键,添上括号,右下写n”
①nCH2=CH2+n CH2=CH-CH2CH2-CH-CH2CH2CH2n
②n CH2=CH-CH=CH2+n CH2=CHCHOCH2-CH=CH-CH2-n
5.由高聚物推断单体
(1)若主链上碳原子间全部以单键结合,则每隔2个碳原子切开,“单键变双键”即得单体。
(2)若主链上碳原子间含碳碳双键,则以碳碳双键为中心每隔4个碳原子切开,“单键变双键,双键变单键”即得单体。
2、 烃
1.概念:只含碳和氢两种元素的有机化合物,又叫碳氢化合物
2.分类
3.最简单的烃
类别
烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃
结构简式
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
分子式
CH4
C2H4
C2H2
C6H6
【特别提醒】
(1)链状的饱和烃的通式为C nH2n+2。
(2)理解苯环中的化学键
3、 有机高分子材料
1.分类
(1)天然有机高分子材料:棉花、羊毛、天然橡胶
(2)合成有机高分子材料:塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等
2.塑料
(1)主要成分:合成树脂,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等
(2)添加剂:
①增塑剂:提高塑料的塑性
②防老剂:防止塑料老化
③增强材料:增强塑料的强度
④着色剂:使塑料呈现各种颜色
(3)性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等
3.橡胶
(1)天然橡胶
①主要成分:聚异戊二烯(CH2-CH-CH2n)
②结构:线型结构
③性能:弹性好,强度和韧性差
(2)合成橡胶
①异戊橡胶:CH2-CH-CH2n,单体是CH2=CH=CH2
②丁苯橡胶:,单体是CH=CH2和CH2=CH-CH=CH2
③顺丁橡胶:CH2-CH=CH-CH2n,单体是CH2=CH-CH=CH2
④氯丁橡胶:CH2-CH-CH2n,单体是CH2=-CH=CH2
(3)特种橡胶
①硫化橡胶:网状结构,强度、弹性、韧性、化学稳定性好
②氟橡胶:耐热,耐酸、碱腐蚀
③硅橡胶:耐高温和严寒
4.纤维
(1)天然纤维
①纤维素类:棉花、麻
②蛋白质类:羊毛、蚕丝
(2)化学纤维
分类
再生纤维
合成纤维
原料
纤维素、蛋白质
石油、天然气、煤
代表物
黏胶纤维、大豆蛋白纤维
丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、锦纶、芳纶
性能
强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀
【特别提醒】
(1)塑料老化一般是指塑料被空气中的氧气氧化。
(2)聚乙烯塑料常用于制造食品包装材料。
(3)再生纤维和合成纤维的区别
易错警示
易错警示一:轻松突破取代反应、加成反应
(1)加成反应的特点是:“断一,加二,都进来”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂;“加二”是指加上两个其他原子或原子团,一定分别加在两个不饱和碳原子上,此反应类似无机反应中的化合反应,理论上原子利用率为100%。
(2)取代反应的特点是“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的复分解反应,注意在书写化学方程式时,防止漏写产物中的小分子,如苯的硝化反应中生成的水。
易错警示二:轻松判断加聚产物单体的方法
加聚产物
方法
单体
CH2—CH2
CH2==CH2
易错警示三:键线
键线式:碳碳键用线段来体现。拐点或端点表示碳原子,碳原子上的氢原子不必标出,其他原子及其他原子上的氢原子都要指明。
例如:丙烯、正丙醇的键线式分别为、。
易错警示四:烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物规律
易错警示五:简单有机物中原子共线、共面的判断
(1)单键旋转思想:有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等均可绕键轴旋转。但是双键和三键不能绕轴旋转,对原子的空间结构具有“定格”作用。
(2)确定研究主体:
①凡出现碳碳双键结构形式的原子共面问题,以乙烯的结构为主体。
②凡出现碳碳三键结构形式的原子共线问题,以乙炔的结构为主体。
③凡出现苯环结构形式的原子共面问题,以苯的结构为主体。
(3)熟记常考结构中共面规律
①结构中每出现一个饱和碳原子,则分子中所有原子不再共面。
②结构中每出现一个碳碳双键,至少有6个原子共面。
③结构中每出现一个碳碳三键,至少有4个原子共线。
④结构中每出现一个苯环,至少有12个原子共面。
(4)应用举例,如CH3CH==CH—C≡CH,可以将该分子展开,此分子包含一个乙烯型结构、一个乙炔型结构(如图),其中①C、②C、③C、④H 4个原子一定在一条直线上。该分子中至少8个原子在同一平面上。由于碳碳单键可以绕键轴旋转,—CH3中有一个氢原子可以进入该平面,故该分子中最多有9个原子共平面。
典例精讲
一 乙烯的结构与化学性质
例 .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
必备知识
1.乙烯分子的结构特点
注意:乙烯的结构简式不可以写成CH2CH2,而应写成CH2===CH2,即必须把其中的碳碳双键体现出来,碳碳双键一定不能省略。
2.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
应用及注意事项
燃烧
C2H4+3O22CO2+2H2O
①乙烯在点燃之前一定要验纯。
②利用乙烯燃烧时的现象与甲烷不同,可用燃烧法鉴别甲烷和乙烯。
③若反应中温度高于100 ℃,因H2O为气态,故反应前后气体体积不变。
④乙烯分子中所有碳碳键和碳氢键均断裂
被酸性
高锰酸
钾溶液
氧化
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
①利用该性质可鉴别甲烷(或烷烃)和乙烯(或烯烃)。
②该反应中高锰酸钾将乙烯最终氧化为CO2,所以除去甲烷中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。
③乙烯分子中碳碳双键和碳氢键均被破坏
(2)加成反应
①反应原理分析(以CH2===CH2和Br2加成为例)
②乙烯与常见物质的加成反应
物质
反应条件
主要产物
应用
Br2
—
CH2BrCH2Br
鉴别甲烷和乙烯
HCl
催化剂,加热
CH3CH2Cl
制取纯净的氯乙烷
H2O
加热、加压,催化剂
CH3CH2OH
制取乙醇
H2
催化剂,加热
CH3CH3
—
取代反应与加成反应的比较
名称
比较
取代反应
加成反应
概念
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应
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
反应特点
取而代之有进有出
加而成之,有进无出
断键情况
C—H键等断裂
不饱和键断裂
产物特点
至少为两种产物,通常产物较复杂,为混合物
只有有机产物,产物相对较纯净
(3)聚合反应
① 乙烯之间相互加成可得到聚乙烯,化学方程式为nCH2===CH2 。
② 由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的聚合物的反应叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应 ,称为加成聚合反应,简称加聚反应 。
③ 能合成高分子的小分子物质称为单体 ;高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为 链节;含有链节的数目称为聚合度,通常用n表示。例如:
乙烯聚合反应生成聚乙烯()中乙烯为单体, —CH2—CH2—为链节,n为聚合度。
二、乙烯的用途
(1)重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。
(2)在农业生产中可以调节植物生长,用于催熟果实。
(3)乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。
知识拓展:烯烃的通式
(1)烯烃的通式为CnH2n(n为正整数,n≥2),但具有这一通式的有机物不一定是烯烃。事实上,单环烷烃的通式也是CnH2n(n为正整数,n≥3)。
(2)通常所说的烯烃严格地讲是单烯烃,分子内只能有1个碳碳双键。若某分子内有2个碳碳双键,则该烃应为二烯烃。
(3)烯烃燃烧的通式为CnH2n+nO2nCO2+nH2O。完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。
二 几种常见烃分子的结构与性质
例 .下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法正确的是
①它们既不是同系物,也不是同分异构体 ②乙烷属于饱和烃,乙烯、乙炔属于不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色 ④它们都能燃烧
⑤它们都能使酸性溶液褪色
A.①③④ B.①②③⑤ C.②③④⑤ D.①②③④
必备知识
一、烃
1.定义
仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。
2.分类
3.常见烃的分子结构比较
烃
甲烷
乙烯
乙炔
苯
电子式
HC⋮⋮CH
—
结构式
H—C≡C—H
化学键
C—H
H—C和
H—C和—C≡C—
H—C和介于碳碳单键和碳碳双键之间的碳碳键
分子结构
特点
正四面体
平面
(6原子共平面)
直线
(4原子共直线)
平面正六边形结构
(12原子共平面)
4.烷烃、烯烃和炔烃的化学性质比较
烷烃
烯烃
炔烃
活动性
较稳定
较活泼
较活泼
取代反应
能够与卤素单质发生取代反应
—
加成反应
不能发生
能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)
氧化反应
淡蓝色火焰
燃烧火焰明
亮,有黑烟
燃烧火焰明
亮,有浓烟
不与酸性高锰酸钾溶液反应
能使酸性高锰酸钾溶液褪色
加聚反应
不能发生
能发生
鉴别
不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
二、常见烃分子中原子共平面的判断
(1)熟悉典型空间结构
①甲烷型:
正四面体→凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时,其空间结构都是四面体形,5个原子中最多有3个原子共平面。
②乙烯型:
平面结构→与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。
③乙炔型:—C≡C—
直线结构→与碳碳三键直接相连的2个原子与2个碳原子共直线。
④苯型:
平面结构→位于苯环上的12个原子共平面,位于对角线位置上的4个原子共直线。
(2)有机物共面问题解题规律
①甲烷、乙烯、苯三种分子中的氢原子如果被其他原子取代,则取代后的分子构型基本不变。
②共价单键可以自由旋转,共价双键和共价三键不能旋转。
③结构式中有甲基(或饱和碳原子)的有机物,其分子中的所有原子不可能共平面。
④要弄清题目要求的是“可能共面”还是“一定共面”,是“至少”还是“最多”,是“碳原子”还是“所有原子”。
⑤将所给有机物的分子中一定共面的结构分别确定为平面M和平面N,若两个平面通过一个碳碳单键相连,则通过旋转任意一个平面,可以使两个平面重合,即该有机物分子中所有原子共平面。
三 有机高分子材料
例 .下列说法正确的是
A.羊毛、蚕丝、塑料、橡胶都属于天然有机高分子材料
B.单体是—CH2—CH2—
C.可作为植物生长调节剂
D.乙烯和聚乙烯性质相似,使溴水褪色,使酸性高锰酸钾溶液褪色
必备知识
1.有机高分子材料的分类
2.加聚反应类型及加聚产物的判断
(1)单烯烃加聚:单体中只含一个时,断开双键,断键原子与其他分子中的断键原子结合,依次重复形成高聚物,如丙烯的聚合:
nCH3—CH===CH2。
方法提炼:断开双键,键分两端,添加括号,n在后面。
(2)二烯烃加聚:当一个分子中存在两个时,断键原子与其他分子中的断键原子相结合,而内部其他的断键原子再结合成不饱和键。
如顺丁橡胶的生成:
nCH2===CH—CH===CH2CH2—CH===CH—CH2。
方法提炼:双变单,单变双,括住两头,n在后面。
(3)共聚:指两种或多种有机物在一定的条件下发生聚合反应生成一种高聚物的反应。例如,丙烯和乙烯在一定条件下能生成聚乙丙烯。
nCH2===CH2+nCH2===CH—CH3。
方法提炼:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。
2.加聚产物单体的判断方法
方法一:弯箭头法(一边赶法),去掉[ ]和n,将链节中的一个键从左向右折叠,单变双,双变单,遇到碳超过4价,则断开。
如维通橡胶―→―→CH2===CF2和CF2===CF—CF3。
方法二:断键法。按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”的规律画线断键,然后半键闭合,单双键互换。
如:丁苯橡胶
―→CH2===CH—CH===CH2和。
分层训练
基础夯实
1.文献记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”下列有关“气”的说法错误的是( )
A.将“气”通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色
B.常温下,将“气”通入水中生成
C.该“气”能作植物生长调节剂
D.“气”的分子中六个原子在同一平面上
2.下列关于乙烯的说法错误的是( )
A.乙烯使酸性溶液及溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同
B.乙烯的化学性质比乙烷活泼是因为乙烯分子中含有碳碳双键
C.水果运输中为延长水果的保鲜期,常在车厢里放置浸泡过溶液的硅藻土
D.乙烯能用排水法收集
3.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时,都要加入交联剂。下列说法错误的是( )
A.加入交联剂可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为体型结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为体型结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
4.下列关于苯和乙烯的说法中,不正确的是( )。
A.苯和乙烯都属于不饱和烃
B.苯中的碳碳键和乙烯中的碳碳键相同
C.苯和乙烯分子中的所有原子都在同一平面内
D.苯和乙烯都容易燃烧
5.据最新报道:我国限塑3年,少用240亿个塑料袋。下列有关说法错误的是( )
A.限塑的主要意义是减少白色污染
B.塑料袋的材料主要是聚乙烯、聚氯乙烯等
C.聚乙烯、聚氯乙烯等塑料都是天然有机高分子材料
D.聚乙烯是由乙烯分子通过加成反应聚合而成的
6.下列关于乙烯()和环丙烷()比较的说法中,正确的是( )
A.二者都为不饱和烃
B.二者互为同分异构体
C.二者互为同系物
D.二者碳、氢元素的质量之比相同
7.下列说法正确的是( )
A.婴儿纸尿裤中含有聚丙烯酸钠高吸水性树脂
B.天然橡胶为体型高分子化合物,具有良好的弹性和强度
C.人造纤维是以石油、煤、天然气等为原料经过聚合反应制成
D.有机玻璃是通过缩聚反应制得的合成塑料,具有良好透光性
8.下列分子中各原子均在同一平面上的是( )
A. B.
C. D.
9.[2025秋·高二·江西宜春·月考校考]以下结构表示的物质中属于烷烃的是( )
A. B.
C. D.
10.[2023秋·高二·四川泸州·月考校考]下列关于乙烯的说法正确的是( )
A.易溶于水 B.分子中所有原子均在同一直线上
C.分子式为 D.聚合所得聚乙烯的结构简式为
11.下列有关苯的说法正确的是( )
A.苯分子为平面正六边形结构
B.苯分子中的碳碳键为单双键交替的形式
C.苯能与溴水发生取代反应
D.苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
12.乙烯与溴水发生反应:,从有机反应类型看,该反应属于( )
A.取代反应 B.加成反应 C.加聚反应 D.化合反应
13.所有原子处于同一平面的是( )
A. B.
C. D.
14.如图为医用外科口罩的结构示意图,其中过滤层所用的材料是熔喷聚丙烯,具有阻隔部分病毒和细菌的作用。
下列关于医用外科口罩的说法不正确的是( )
A.防水层具有阻隔飞沫进入口鼻的作用
B.熔喷聚丙烯属于有机高分子材料
C.熔喷聚丙烯材料难溶于水
D.用完后应投入有标志的垃圾箱
15.已知A、B、F是生活中常见的有机物,E的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平,F是一种常见的高分子材料。根据如下转化关系回答下列问题:
1.操作⑥、操作⑦的名称分別为__________________、____________________。
2.下列物质中沸点最高的是( )
A.汽油 B.煤油 C.柴油 D.重油
3.在①~⑤中属于取代反应的是______________________;原子利用率为100%的反应是__________________________。
4.写出F的结构简式:___________。
5.汽油中含有的辛烷的分子式为,写出辛烷催化裂化生成丁烯()的化学方程式:____________。
6.若120g A和184g B充分反应生成106g C,则该反应的产率是________________________。
16.乙烯性质较活泼,能与多种物质反应,是重要的化工原料。
1.将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液颜色____________________(填“褪色”或“不变”)。
2.乙烯在空气中燃烧时会产生黑烟,黑烟的主要化学成分是________________________________(填化学式)。
3.在中,每生成1mol乙醇,有________________mol碳碳双键转化为碳碳单键。
17.在炽热条件下,将石蜡油分解产生的乙烯通入下列各试管里,装置如图所示。
(1)A装置中的现象是__________________,写出A装置中发生反应的化学方程式:__________________,反应类型为__________________。
(2)B装置中溶液由紫色变为无色,B装置中发生反应的类型为__________________。
(3)C装置的作用是__________________,当观察到__________________时能验证C装置功能。
(4)做乙烯燃烧实验之前必须进行的操作是__________________,可能观察到的现象是__________________。
(5)丙烯()与乙烯具有相似的化学性质。丙烯与溴的加成反应的产物为__________________(写结构简式)。
18.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,生成的气体直接通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须除去杂质,再与溴水反应。
请你回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验_____(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是________。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应 B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯 D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是____,它与溴水反应的化学方程式是______________________。在验证过程中必须全部除去。为此,乙同学设计了如图所示的实验装置:
请回答:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 装置中可盛放的试剂是:
Ⅰ____________、Ⅱ____________、Ⅲ______(填字母)。
A.品红溶液 B.NaOH溶液 C.溴水 D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是________________________________________。
能力培优
1.下列科技领域所涉及的材料中,属于有机高分子材料的是( )
A.制作计算机芯片的高纯硅
B.制作宇航服使用的聚酰胺纤维
C.高压输电使用的陶瓷绝缘材料
D.用作“纳米汽车”车轮的
2.下列关于乙烯性质的叙述错误的是( )
A.乙烯可以调节植物生长,可作为水果的催熟剂
B.1 mol乙烯与氯气完全加成,然后与氯气发生完全取代,一共需要3 mol氯气
C.乙烯能使酸性溶液褪色
D.1 mol乙烯与溴单质发生加成反应,消耗1 mol溴单质,说明乙烯分子中含有1个碳碳双键
3.下列反应中,属于加成反应的是( )
A.乙烯使酸性溶液褪色
B.向碘化钾溶液中加入溴水,溶液变为紫红色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.乙烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
4.以物质甲和乙为原料可制备燃料丙,反应微观示意图如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.该反应属于加成反应
B.甲与丙在氧气中完全燃烧的产物相同
C.纯净的甲在空气中燃烧,可以观察到明亮的火焰并伴有黑烟
D.甲分子中所有原子不一定共平面
5.某课外活动小组设计了以下四种方案以除去乙烷中混有的少量乙烯,并得到纯净、干燥的乙烷,其中合理的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
6.下列说法正确的是( )
A.苯的结构常表示为,分子中存在碳碳单键
B.苯分子为平面正六边形结构,分子中所有原子共平面
C.苯是一种环状饱和烃
D.苯和乙烯都能与溴水发生反应而使溴水褪色
7.能说明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键交替的结构的事实是( )
①苯不能使酸性溶液褪色
②苯环中碳碳键的键长都相等
③邻二氯苯只有一种结构
④苯在一定条件下既能发生取代反应,又能发生加成反应
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
8.分子模型可以直观地表现分子结构的特点。如图表示某烃分子的一种模型,下列有关说法正确的是( )
A.该图表示的是乙烯分子的球棍模型
B.该烃的结构简式为
C.该烃的电子式为
D.该烃分子中只含有碳碳双键
9.有机物A的结构简式为,有机物B是一种烯烃(分子中只含一个碳碳双键)。有机物B与等物质的量的氢气发生反应可得到有机物A。下列有关说法错误的是( )
A.有机物B的分子式为
B.B生成A的反应为加成反应
C.等物质的量的有机物A与B完全燃烧,前者耗氧量较大
D.B的结构可能有5种
10.下列说法中错误的是( )
A.无论是乙烯与的加成反应,还是乙烯使酸性溶液褪色,都与乙烯分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的溶液或酸性溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.乙烯与环丁烷()互为同系物
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷
11.[2024春·高二·重庆·期末联考]下列说法正确的是( )
A.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与乙烯使酸性溶液褪色均发生了加成反应
B.丙烯和氯气在一定条件下生成与乙烷和氯气光照下均发生了取代反应
C.己烷与溴水混合时溴水褪色与乙烯使溴水褪色均发生了加成反应
D.乙烯生成聚乙烯与乙炔生成乙烯均发生了加聚反应
12.能通过化学反应使溴水褪色,又能使高锰酸钾溶液褪色的是( )
A.苯 B.乙烷 C.甲烷 D.丙烯
13.[2024春·高一·河北衡水·期中校考]聚氯乙烯是生活中常用的塑料的主要化学成分。工业生产聚氯乙烯的一种合成路线如图:
下列说法正确的是( )
A.上述反应①为取代反应
B.1,2—二氯乙烷和氯乙烯所有原子均共平面
C.乙烯和聚氯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平
14.[2023春·高二·广西玉林·月考联考]除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),所用试剂或操作方法不正确的是( )
A.乙烷(乙烯):酸性高锰酸钾溶液,洗气
B.乙醇(水):生石灰,蒸馏
C.乙烯(二氧化硫):氢氧化钠溶液,洗气
D.乙酸乙酯(乙酸):饱和碳酸钠溶液,分液
15.[2024春·高一·浙江宁波·期中]某校课题小组利用乙烯利和氢氧化钠反应制备乙烯,并在此基础上研究乙烯的化学性质,实验装置如下图所示:
相关资料如下:
Ⅰ.乙烯利的化学式为,可以和氢氧化钠反应生成乙烯、磷酸钠和氯化钠
Ⅱ.单质溴易挥发,且和水能发生反应:
Ⅲ.溴和溴化氢的沸点及溶解性如下表
名称
HBr
常压下沸点
58.8
-86.9
溶解性
水
难溶
易溶
易溶
难溶
(1)装有碱石灰的仪器名称为________________,碱石灰的作用是________________。
(2)实验过程中控制反应快慢的操作为________________。
(3)小明同学认为装置B中溶液褪色,可能是因为发生了取代反应,通过验证装置C中产物即可证明,其检验方法是________________。
(4)小惠同学认为采用图中装置,上述检验方案不合理,原因是________________,通过改进实验装置可以解决方案的不足之处,即在装置B和C之间加装盛有________________(填试剂名称)的洗气瓶。
(5)经实验探究证明装置B中溶液褪色,是因为乙烯和溴发生加成反应所致,小可同学认为若去掉碱石灰直接将装置A中产生的气体通入装置B中,则装置B中除生成1,2-二溴乙烷外,可能还有其他有机物生成,其结构简式为________________(写出其中一种)。
(6)乙醇在浓硫酸催化作用下也能制得乙烯,但产生的乙烯中往往混有,若将混合气体通入溴水中,则不能证明乙烯和溴能发生反应,其原因是________________(用离子方程式说明)。
16.设计实验探究乙烯与溴的加成反应。已知制取乙烯的化学方程式为
。
(1)甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯,将生成的气体直接通入溴水中,发现溴水褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。甲同学设计的实验______________________ (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是__________________________ (填字母)。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的气体,未必是乙烯
D.使溴水褪色的气体,就是乙烯
(2)乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量有还原性的杂质气体,由此他提出必须先把杂质气体除去,再与溴水反应。乙同学推测此乙烯中可能含有的一种杂质气体是______________________,在验证过程中必须全部除去。乙烯与溴水发生反应的化学方程式是____________________________________________。
(3)设计实验验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应:________________________________________________。
17.I.含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是____________________,其同分异构体的结构简式是____________________。
Ⅱ.从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液体,B仅由碳氢两种元素组成,碳元素与氢元素的质量比为12:1,B的相对分子质量为78。回答下列问题:
(1)B的结构简式____________________。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式:____________________,反应类型:____________________。
(3)B与浓硫酸和浓硝酸在50~60℃反应的化学反应方程式:____________________,反应类型:____________________。
Ⅲ.已知乙烯能发生以下转化
(1)C中含官能团名称____________________;
(2)写出B与D反应的化学方程式____________________;反应类型:____________________。
(3)写出反应③的化学方程式:____________________。
18.A是一种重要的化工原料,A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平,C是家庭中常用的一种调味品的主要成分,D是具有果香气味的物质。A,B,C,D在一定条件下存在如下转化关系(部分反应条件、产物已省略)。
(1)A,D中含有的官能团分别是__________________________________,___________________ ,(写名称)。
(2)写出下列反应的化学方程式及反应的类型:
A→B:____________________________________,反应类型:__________________。
B+C→D:____________________________________,反应类型:_______________。
难点突破
1.[2025春·高一·河北保定·期中联考]工业上以煤、石油和天然气为原料,生产三大合成材料——塑料、合成橡胶和合成纤维。下列有关说法错误的是( )
A.塑料、合成橡胶和合成纤维属于有机高分子材料
B.蚕丝、涤纶、尼龙都属于合成纤维
C.石油裂解得到的乙烯、丙烯等是生产合成材料的基本原料
D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类
2.[2025春·高一·河北保定·期中联考]鉴别下列物质时,实验操作或实验现象错误的是( )
选项
物质
实验操作
实验现象
A
乙烯和
分别将乙烯和通入酸性高锰酸钾溶液中
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B
乙醇和乙酸
取样,分别加入一小块钠
乙醇中冒气泡,乙酸中无明显现象
C
甲烷和乙烯
分别点燃甲烷和乙烯
甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟
D
乙醇和水
闻气味
有特殊香味的是乙醇,无气味的是水
A.A B.B C.C D.D
3.[2025春·高一·河北保定·期中联考]下列有关乙烯的叙述错误的是( )
A.比空气的密度大 B.可用作植物生长调节剂
C.可以使溴的溶液褪色 D.点燃的条件下可以在空气中燃烧
4.[2026春·高二·河北石家庄·月考校考]下列有关有机物的说法正确的是( )
A.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.与一定互为同系物
C.酸性条件下,的水解产物是和
D.有机物分子式为,与溶液反应产生,其结构可能有5种
5.下列说法中正确的是( )
A.天然纤维就是纤维素
B.天然纤维是不能再被加工处理的
C.合成纤维、再生纤维和天然纤维统称化学纤维
D.合成纤维的原料可以是天然气、石油和煤的化工产品
6.橡胶是一类具有高弹性的高分子材料,是制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。天然橡胶的主要成分聚异戊二烯的结构如图所示,下列关于聚异戊二烯的说法错误的是( )
A.属于纯净物 B.能发生加成反应
C.能在氧气中燃烧 D.能使酸性溶液褪色
7.下列说法中正确的是( )
A.某烃的分子式为,故该分子中一定含有碳碳双键
B.碳原子间以单键相连的烃一定是链状烷烃
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D.戊烷有3种同分异构体
8.[2023春·高二·天津·期末联考]酚醛树脂是性能优良、用途广泛的高分子材料。用苯酚和甲醛可合成线型结构的酚醛树脂,发生的反应如下,下列说法正确的是( )
A.反应①的原子利用率为100%
B.A分子中最多有14个原子共平面
C.A分子中的两个羟基性质完全相同
D.1 mol酚醛树脂(B)中含有2n mol—OH
9.塑料垃圾PE在空气、水和阳光的存在下,五氧化二铌()作催化剂时,只需要40 h就能100%转化为,随后这些在光的诱导下转化为有价值的燃料,转化关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.工业生产PE的加聚反应为
B.该转化的总反应为+
C.“燃料”可以分别与发生加成反应、酯化反应
D.“燃料”与甲酸甲酯、羟基乙醛互为同分异构体
10.[2025春·高一·广东·月考联考]某同学探究乙烯与溴的四氯化碳溶液的反应,实验操作和实验现象记录如下:
实验编号
实验操作及现象
1
用注射器向充满乙烯的西林瓶中注入1 mL溴的溶液,充分振荡使溶液完全褪色,然后用注射器向其中加入2 mL蒸馏水,充分振荡后静置片刻,用pH计测量上层液体的pH=7
2
用注射器向西林瓶中注入1 mL溴的溶液,然后用注射器向其中加入2 mL蒸馏水,充分振荡后静置片刻,用pH计测量上层液体的pH=5
已知常温下能发生反应:。下列说法不正确的是( )
A.实验1说明西林瓶内无HBr生成
B.实验2中上层液体的溶质有2种
C.取实验1中上层液体于试管中,滴加溶液,无沉淀产生
D.实验1中发生反应:
11.[2025春·高一·湖北荆州·月考校考]合成结构简式为的高聚物,其单体应是( )
A.①② B.④⑤ C.③⑤ D.①③
12.[2025春·高一·浙江·期中联考]根据乙烯的性质推测1-丁烯()的性质,下列说法中错误的是( )
A.1-丁烯与乙烯互为同系物
B.1-丁烯与HCl加成的产物可能有2种
C.聚1-丁烯的结构简式为
D.相同质量的乙烯和1-丁烯在足量的氧气中完全燃烧,耗氧量相同
13.下列说法正确的有( )
①向己烯中分别滴入适量溴的四氯化碳溶液和酸性溶液,振荡,溶液均褪色,但褪色原理不同
②和环己烷的最简式相同
③聚合物可由单体和加聚而成
④2-丁烯()与HBr发生加成反应的产物只有1种
A.仅①③ B.①②③④ C.仅②③ D.仅①②④
14.[2026春·高二·重庆万州区·期中校考]实验室可用酒精、浓硫酸作试剂来制取乙烯,但实验表明,还有许多副反应发生,如反应中会生成、水蒸气等无机物。某研究性学习小组欲用如图所示装置制备纯净的乙烯并探究乙烯与单质溴能否反应及反应类型。
回答下列问题:
(1)写出制备乙烯反应的化学方程式:______________________。实验中,混合浓硫酸与乙醇的方法是将______________________慢慢加入另一种物质中;加热F装置时必须使液体温度______________________。
(2)写出浓硫酸与乙醇直接反应生成上述无机副产物的化学方程式:______________________。
(3)为实现上述实验目的,装置的连接顺序为F→___________→D。(各装置限用一次)
(4)当观察到C中溶液褪色时,表明乙烯能与单质溴反应;若D中______________________,则表明C中发生的是取代反应;若D中没有出现前面所描述的现象时,则表明C中发生的是______________________反应。
15.将石蜡油分解产生的乙烯通入下列各试管中,以检验其有关性质,装置如图所示。
根据上述装置,回答下列问题。
(1)B的作用是__________________,D的作用是__________________。
(2)A中的现象是__________________,用溴的四氯化碳溶液比用溴水与乙烯反应进行探究更合理,原因是__________________。
(3)若将气体换成丙烯,写出A中发生反应的化学方程式:__________________。
(4)若实验前发现该石蜡油分解气中含有二氧化硫,为防止其干扰乙烯的性质实验,则需在A之前加一个盛有__________________(写化学式)溶液的洗气瓶。
(5)通过上述实验探究可知,鉴别甲烷和乙烯的方法是__________________(填序号)。
A.将气体通入水中
B.将气体通过装溴水的洗气瓶
C.将气体通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
D.将气体通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶
16.[2025春·高一·浙江·期中联考]1,2-二氯乙烷是重要的有机化工原料,实验室采用“乙烯液相直接氯化法”制备1,2-二氯乙烷,相关反应原理和实验装置如图:
已知:①装置丙可制备乙烯,方程式为;
②装置乙中的反应为放热反应;
③1,2-二氯乙烷的沸点为83.6 ℃;甘油的沸点为290 ℃。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是__________________。
(2)装置乙中发生反应的化学方程式为__________________。
(3)制取1,2-二氯乙烷的装置接口顺序为(箭头为气流方向,部分装置可重复使用)a→__________________→__________________→__________________→__________________→b—c←f←e←i←j←d(填序号,下同)。
(4)下列说法不正确的是__________________。
A.装置甲中橡皮管的作用是平衡气压,便于浓盐酸顺利滴下且不挥发到空气中
B.装置乙中的仪器B在本实验中的作用是冷凝产物,提高产率
C.装置丙中采用甘油浴加热的优点是受热均匀,温度易控制,也可用水浴代替
D.装置戊中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体,也可用溶液代替
(5)产品纯度的测定:量取5.5 mL密度为1.2 的产品,加足量稀溶液,加热充分反应:(X为1,2-二氯乙烷,Y为乙二醇,方程式已配平)。所得溶液先用稀硝酸调至酸性,然后加入11.00 的标准溶液至不再产生沉淀,沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量,得到14.35 g白色固体,则产品中1,2-二氯乙烷的纯度为__________________。
17.[2023春·高一·内蒙古兴安盟·月考校考]某同学制取乙烯(反应原理为)并探究乙烯的主要化学性质,其实验装置如图所示:
回答下列问题。
(1)装置A中仪器①的名称为______________________。
(2)乙烯的分子式为______________________,所含官能团的名称为______________________。
(3)B中反应化学方程式为______________________,C中实验现象为______________________。
(4)D装置的作用是______________________。
(5)已知乙烯发生加聚反应能生成一种聚合物,写出该反应的化学方程式:______________________,该聚合物的链节为______________________。
(6)根据乙烯的性质可以推测丁烯()的性质,下列说法错误的是___________(填字母)。
A.能在空气中燃烧 B.易溶于水
C.能发生加成反应 D.能使溴的四氯化碳溶液褪色
18.为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应,甲同学设计了如图Ⅰ所示的实验装置,并进行了实验。当温度升至170℃左右时,有大量气体产生,产生的气体通入溴水中,溴水的颜色迅速褪去。甲同学认为达到了实验目的。乙同学仔细考察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,在超过170℃后生成气体速度明显加快,生成的气体有刺激性气味。由此他推出,产生的气体中应有某杂质,可能影响乙烯的检验,必须除去。请据此回答下列问题:
(1)写出实验中两个主反应的化学方程式:____________________;________________________。
(2)乙同学认为因有刺激性气味的气体生成,不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的,原因是____________________________________(用化学方程式表示)。
(3)丙同学根据甲、乙同学的分析,认为还可能有CO、两种气体产生。为证明CO的存在,他设计了如图Ⅱ所示过程(假设该过程可把实验中产生的有机产物除净),发现最后气体经点燃产生蓝色火焰,确认有一氧化碳生成。
①设计装置a的作用是__________________________。
②浓氢氧化钠溶液的作用是__________________________。
③浓溴水的作用是__________________________。
④稀溴水的作用是__________________________。
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