内容正文:
第一单元 化石燃料与有机化合物
第3课时 石油炼制 乙烯
一、必备知识基础
1.下列关于石油的说法正确的是( )
A.石油是可再生能源
B.石油的密度比水大
C.石油主要含碳、氢两种元素
D.石油属于纯净物
2.关于石油的炼制,下列说法正确的是( )
A.石油分馏可获得乙烯、丙烯等气态烯烃
B.石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量
C.石油裂解是物理变化
D.石油的分馏、裂化、裂解过程中,都没有新物质生成
3.下列关于乙烯分子结构的描述正确的是( )
A.乙烯的结构简式为CH2CH2
B.乙烯的电子式为H
C.乙烯分子中所有原子都在同一平面上
D.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键键能的两倍
4.下列关于乙烯的叙述中,不正确的是( )
A.乙烯的化学性质比乙烷活泼
B.乙烯燃烧时,火焰明亮并且伴有黑烟
C.乙烯可作香蕉等水果的催熟剂
D.乙烯双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应
5.下列物质不可能是乙烯加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
6.下列反应中,不属于加成反应的是( )
A.乙烯与氢气反应生成乙烷
B.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
C.乙烯与水反应生成乙醇
D.乙烯燃烧生成二氧化碳和水
7.已知乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2,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少量乙烯的方法是( )
A.在空气中燃烧
B.通入足量溴水中
C.通入酸性高锰酸钾溶液中
D.通入水中
8.乙烯能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,二者的褪色原理( )
A.相同,都是加成反应
B.相同,都是氧化反应
C.不同,前者是加成反应,后者是氧化反应
D.不同,前者是氧化反应,后者是加成反应
9.如图是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生C2H4并检验C2H4性质的实验。请回答下列问题。
(1)A中碎瓷片的作用是 。
(2)B装置中反应的化学方程式为 。
(3)C装置中可观察到的现象是 。
(4)查阅资料,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 (填装置字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。
二、能力素养提升
10.当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂一氯乙烷(CH3CH2Cl,沸点为12.27 ℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。那么制取一氯乙烷的最好方法是( )
A.乙烷与氯气发生取代反应
B.乙烯与氯气发生加成反应
C.乙烷与氯化氢反应
D.乙烯与氯化氢发生加成反应
11.将溴水分别与四氯化碳、己烷、己烯、酒精四种试剂混合,充分振荡后静置,下列现象与所加试剂不吻合的是( )
A.溴水与四氯化碳混合 B.溴水与己烷混合
C.溴水与己烯混合 D.溴水与酒精混合
12.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个数比为1∶2
B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等
C.1 mol乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,完全反应时消耗1 mol Br2
D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
13.由乙烯推测丙烯(CH2CHCH3)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.与HCl加成只生成一种产物
D.能使酸性KMnO4溶液褪色
14.如图是用球棍模型表示的某有机反应的过程,下列关于该反应的叙述正确的是( )
A.该反应的原子利用率达到100%
B.该反应可能是乙烯和氢气的反应
C.该反应可能是乙炔和氯气的反应
D.该反应的产物不可能有同分异构体
15.某单烯烃与H2加成后的产物为,则该单烯烃可能的结构有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
16.如图所示为某有机物分子的球棍模型图,图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。对该有机物的叙述不正确的是( )
A.该有机物的分子式可能为C2HCl3
B.该有机物分子中一定有
C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上
D.该有机物可以由CH2CH2和HCl通过加成反应得到
17.乙烯氧化法是生产氯乙烯的主要方法,其过程如图所示。
(1)下列关于乙烯、氯乙烯、乙烷的说法正确的是 (填字母)。
A.都能在氧气中燃烧
B.都能发生加成反应而使溴水褪色
C.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(2)由乙烯生成乙醇的化学方程式为 。
(3)反应①的反应类型是 。
(4)氯乙烯中所有原子 (填“在”或“不在”)同一平面。
(5)写出1,2-二氯乙烷同分异构体的结构简式: 。
18.某化学兴趣小组用如图所示装置进行探究实验,以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后,可观察到试管中溴水褪色,烧瓶中浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色。
已知:CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O。
(1)甲同学认为:考虑到该混合液体反应的复杂性,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,其理由正确的是 (填字母)。
A.乙烯与溴水易发生取代反应
B.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
(2)乙同学经过细致观察后认为试管中另一现象可证明反应中有乙烯生成,这个现象是 。
(3)丙同学对上述实验装置进行了改进,在Ⅰ和Ⅱ之间增加如图装置,则A中的试剂应为 ,其作用是 ;B中的试剂为 。
19. 1,2-二溴乙烷可作抗爆剂的添加剂。实验室制备1,2-二溴乙烷的装置图如图,图中分液漏斗和烧瓶a中分别装有浓硫酸和无水乙醇,d装置试管中装有液溴。
相关数据如表:
物质
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
溴
色态
无色液体
无色液体
无色液体
红棕色液体
密度/(g·cm-3)
0.79
2.18
0.71
3.10
沸点/ ℃
78.5
131.4
34.6
58.8
熔点/ ℃
-114.3
9.79
-116.2
-7.2
水溶性
混溶
难溶
微溶
可溶
(1)装置a中发生的主要反应为CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O,可能存在的主要副反应有乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)。为防止副反应发生,实验中的具体操作为 。
(2)装置d中发生反应的化学方程式为 。
(3)安全瓶b在实验中有多重作用。其一可以检查实验进行中d装置中导管是否发生堵塞,如果实验时d装置中导管堵塞,你认为可能的原因是 ;安全瓶b还可以起到的作用是 。
(4)容器c、e中都盛有NaOH溶液,c中NaOH溶液的作用是 ,e中NaOH溶液的作用是 。
(5)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比理论值超过许多,如果装置的气密性没有问题,试分析可能的原因: 、 (写出两条即可)。
参考答案
1.C 解析 石油是不可再生能源,A错误;石油的密度比水小,B错误;石油主要含碳、氢两种元素,C正确;石油是由多种烃组成的混合物,D错误。
2.B 解析 石油分馏得到的是汽油、煤油、柴油等轻质油和重油等,不能获得乙烯、丙烯等气态烯烃,A错误;石油裂化是在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,目的是提高轻质液体燃料的产量和质量,B正确;石油裂解是深度裂化,以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程,属于化学变化,C错误;石油的裂化、裂解过程中有新物质生成,属于化学变化,D错误。
3.C 解析 乙烯的结构简式为CH2CH2,A错误;乙烯的电子式为H,B错误;乙烯分子为平面结构,所有原子都在同一平面上,C正确;乙烯分子中碳碳双键的键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,D错误。
4.D 解析 乙烯含碳碳双键,化学性质比乙烷活泼,A正确;乙烯含碳量高,燃烧时火焰明亮有黑烟,B正确;乙烯可作催熟剂,C正确;乙烯双键中一个键易断裂,易发生加成反应,不易发生取代反应,D错误。
5.B 解析 乙烯与氢气加成得CH3CH3,A可能;乙烯与水加成得CH3CH2OH,C可能;乙烯与溴化氢加成得CH3CH2Br,D可能;乙烯加成不可能得CH3CHCl2,B不可能。
6.D 解析 A、B、C均为加成反应,D是乙烯的氧化反应。
7.B 解析 乙烷和乙烯在空气中燃烧现象不易区分,且燃烧会消耗乙烷,不能用于除杂,A错误;乙烯能与溴水发生加成反应而使溴水褪色,乙烷不与溴水反应,可用溴水鉴别和除去乙烷中的乙烯,B正确;乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳,引入新杂质,不能用于除杂,C错误;乙烯和乙烷都难溶于水,不能用水鉴别和除杂,D错误。
8.C 解析 乙烯使溴水褪色是因为发生了加成反应,乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷;乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是因为乙烯被酸性KMnO4溶液氧化,二者褪色原理不同,C正确。
9.答案 (1)催化作用
(2)CH2CH2+Br2BrCH2CH2Br
(3)溶液紫(或紫红)色褪去
(4)D
解析 (1)由题意:石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生乙烯,可知其作用主要是作催化剂,加快反应速率。
(2)A为石蜡油在炽热碎瓷片作催化剂的作用下生成乙烯,乙烯通过溴水,发生加成反应,使溴水褪色,溴水与乙烯发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,反应的化学方程式为CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br。
(3)C用于检验乙烯,乙烯能够被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此现象是溶液紫(或紫红)色褪去。
(4)乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊,D中澄清石灰水如果变浑浊,说明生成二氧化碳。
10.D 解析 乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,乙烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代,生成多种卤代烃的混合物,因此,不宜用此法制备一氯乙烷,A不选;乙烯与氯气发生加成反应,生成CH2Cl—CH2Cl,不能得到一氯乙烷,B不选;乙烷与氯化氢不发生反应,C不选;乙烯与氯化氢发生加成反应,产物只有CH3CH2Cl,所得产品纯度高,且原子利用率为100%,因此这是生成一氯乙烷的最佳方法,D可选。
11.D 解析 溴易溶于四氯化碳,充分振荡后静置,有机层在下层呈橙红色,上层无色,A正确;溴易溶于己烷,充分振荡后静置,有机层在上层呈橙红色,下层无色,B正确;己烯与溴发生加成反应而使溴水褪色,静置后生成的有机化合物在下层,上层是水层,上、下两层均无色,C正确;酒精与溴水混合,液体不会出现分层现象,D错误。
12.C 解析 碳氢原子个数比为1∶2的烃不一定含有碳碳双键,如环丙烷,A错误;乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等,只能说明乙烯分子中碳、氢原子个数比,不能说明含有碳碳双键,B错误;1 mol乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,完全反应时消耗1 mol Br2,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键,C正确;乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯具有还原性,但不能证明含有一个碳碳双键,D错误。
13.D 解析 丙烯分子中含有甲基,3个碳原子不在同一直线上,A错误;甲基中碳原子为饱和碳原子,丙烯中所有原子不可能在同一平面,B错误;丙烯与HCl加成可能生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl两种产物,C错误;丙烯含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,D正确。
14.A 解析 该反应是加成反应,反应物全部转化为生成物,则原子利用率达到100%,A正确;单质的原子半径比碳原子半径大,因此该反应不可能是乙烯和氢气的反应,可能是乙烯和卤素单质发生加成反应,B错误;作为反应物的有机物含有碳碳双键,乙炔含碳碳三键,因此不可能是乙炔,C错误;该反应的产物有同分异构体,可能是这样的结构,D错误。
15.C 解析 烷烃分子中相邻碳原子上均带有氢原子的碳原子间是对应烯烃可以存在碳碳双键的位置。题中烷烃的碳链结构为,4号碳原子上没有氢原子,和与其相连的碳原子间不能形成碳碳双键,能形成碳碳双键的位置有1和2之间、2和3之间、3和6之间、2和5之间,其中1和2之间、2和5之间相同,所以该单烯烃可能的结构有3种。
16.D 解析 根据球棍模型可知,灰色大球和灰色小球代表的原子均形成1个共价键,白球代表原子形成3个或4个共价键,则该有机物的分子式可能为C2HCl3,A正确;根据碳原子的成键特点可知,该有机物含碳碳双键,B正确;类比CH2CH2的结构可知,该有机物分子中的所有原子在同一平面上,C正确;CH2CH2与HCl的加成产物为C2H5Cl,D错误。
17.答案 (1)A (2)CH2CH2+H2OCH3CH2OH (3)加成反应 (4)在 (5)CH3CHCl2
解析 乙烯和氯气发生加成反应,生成1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷发生热裂解,生成氯乙烯和HCl,A为HCl,HCl和乙烯在O3中生成1,2-二氯乙烷。
(1)乙烯、氯乙烯、乙烷含有C、H元素,都能在氧气中燃烧,A正确;乙烷不能发生加成反应,也不能使溴水褪色,B错误;乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误。
(2)乙烯和水发生加成反应生成乙醇,化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。
(3)反应①为乙烯和氯气发生加成反应,生成1,2-二氯乙烷,反应类型是加成反应。
(4)氯乙烯是乙烯分子中的1个H原子被1个Cl原子取代,结构不发生变化,所以分子中所有原子在同一平面上。
(5)1,2-二氯乙烷的同分异构体为1,1-二氯乙烷,结构简式为CH3CHCl2。
18.答案 (1)BC (2)液体分层,下层为无色油状液体 (3)NaOH溶液 除去SO2等杂质气体 品红溶液
解析 (1)反应中可能产生SO2等能使溴水褪色的物质,且使溴水褪色不一定是加成反应,B、C正确。(2)乙烯与溴加成生成不溶于水的二溴乙烷,液体分层可证明有乙烯生成。(3)用NaOH溶液除SO2,品红溶液检验SO2是否除尽。
19.答案 (1)将温度迅速升高到170 ℃
(2)CH2CH2+Br2BrCH2CH2Br
(3)过度冷却,产品1,2-二溴乙烷在装置d中凝固 防止倒吸
(4)吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体 吸收尾气中的溴
(5)乙醇挥发 乙烯流速过快,未完全发生加成反应
解析 (1)因为乙醇加热到140 ℃时可以反应生成乙醚,所以为了防止副反应发生,应将温度迅速升高到170 ℃。
(2)d中溴与乙烯发生反应:CH2CH2+Br2BrCH2CH2Br。
(3)装置d中发生堵塞,可能是因为过度冷却,产品1,2-二溴乙烷在装置d中凝固;后面的液体可能倒吸到安全瓶b中,但不可能倒吸回反应装置中,所以可以防止倒吸。
(4)c中氢氧化钠能吸收CO2或SO2等酸性气体,e中NaOH可吸收尾气中的溴。
(5)反应过程中浓硫酸具有强氧化性,可能将部分乙醇氧化;或因为温度控制不当,发生副反应生成乙醚;或因为乙醇挥发造成产物量减少;或因为乙烯流速过快,未完全发生加成反应。
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