1、石油炼制乙烯(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)1.(2020福州高一检测)从南方向北方长途运输水果时,常常将浸泡有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中,其目的是()A.利用高锰酸钾溶液杀死水果周围的细菌,防止水果霉变B.利用高锰酸钾溶液吸收水果周围的氧气,防止水果腐烂C.利用高锰酸钾溶液的氧化性,催熟水果D.利用高锰酸钾溶液吸收水果产生的乙烯,防止水果早熟【解析】选D。运输水果时,将浸泡有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中,高锰酸钾可与水果产生的乙烯反应,乙烯属于水果催熟剂,降低乙烯的浓度,从而可防止水果早熟。2.下列关于石油加工的叙述中正确的
2、是()A.汽油是一种具有恒定沸点的纯净物B.分馏和裂化都是物理变化C.为了提高汽油的产量,可将分馏的某些产品进行催化裂化D.分馏时温度计水银球应插到液面以下【解析】选C。石油的各种馏分仍是混合物,无固定的沸点,A项错误;分馏是物理变化,裂化为化学变化,B项错误;裂化可以提高汽油的产量,C项正确;D项,分馏时温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出气体温度,D项错误。3.(2020连云港高一检测)下列反应中属于加成反应的是()A.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色B.将四氯化碳滴入碘水中,振荡后水层接近无色C.乙烯使溴水褪色D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失【解析】选C。A项为乙烯的氧化反
3、应;B项不是化学反应;D项是取代反应。4.(2020扬州高一检测)关于石油的说法中,不正确的是()A.石油是混合物,主要是各种液态的碳氢化合物,其中溶有气态和固态的碳氢化合物B.常压分馏得到的汽油是混合物C.裂化是化学变化,裂解是物理变化D.裂化的目的是得到轻质油【解析】选C。石油的成分主要是液态烃,其中溶有气态烃和固态烃,A正确;石油常压分馏得到的汽油主要为含有C5C11的液态烃,它是混合物,没有固定的沸点,B正确;裂解是更深度的裂化,裂化是化学变化,裂解也是化学变化,C不正确;裂化得到轻质油,尤其得到汽油,裂解得到乙烯、丙烯等化工原料,D正确。5.下列关于乙炔性质的叙述中,既不同于乙烯又不
4、同于乙烷的是()A.能燃烧生成二氧化碳和水B.能发生加成反应C.能使酸性KMnO4溶液褪色D.能与氯化氢反应生成氯乙烯【解析】选D。乙烷、乙烯、乙炔的结构简式分别为CH3CH3、CH2CH2、CHCH,它们都能燃烧生成二氧化碳和水。CH2CH2、CHCH都能发生加成反应,都能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,而CH3CH3属于饱和烃,不具有这样的性质。CH3CH3与HCl不反应,CH2CH2和HCl反应生成CH3CH2Cl,而CHCH和HCl反应生成CH2CHCl,这是乙炔不同于乙烷和乙烯的性质。【加固训练】下列物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是()A.二氧化硫B.甲烷C.乙烯D.乙炔【解析】
5、选B。甲烷不与高锰酸钾发生氧化还原反应,其他均可。6.(2020厦门高一检测)下列物质不可能是乙烯加成产物的是()A.CH3CH3B.CH3CHCl2C.CH3CH2OHD.CH3CH2Br【解析】选B。乙烯和氢气加成得到CH3CH3,A项不符合题意;CH3CHCl2不是乙烯的加成产物,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。7.下列关于乙炔的说法错误的是()A.乙炔的结构式为HCCHB.乙炔的球棍模型为C.乙炔分子中含有碳碳三键,所以乙炔非常稳定D.乙炔分子中四个原子位于同一直线上【解析】选C。
6、由乙炔的结构知A项正确;B项中的模型是球棍模型,且结构正确,B项正确;碳碳三键中的两个键不稳定,易断裂,C项错误;乙炔分子中四个原子位于同一直线上,D项正确。8.可以用来鉴别甲烷和乙烯,又可以用来除去甲烷中混有的少量乙烯的操作方法是()A.混合气体先通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,再通过浓硫酸B.混合气体先通过盛足量溴水的洗气瓶,然后再依次通过NaOH溶液和碱石灰C.混合气体先通过盛蒸馏水的洗气瓶,然后再依次通过NaOH溶液和碱石灰D.混合气体跟适量氯化氢混合,在一定条件下反应【解析】选B。乙烯与Br2反应生成CH2BrCH2Br(液体),再通过NaOH溶液和碱石灰吸收挥发出的Br2和H2O,
7、得到的气体即为纯净的甲烷。9.(双选)(2020宿迁高一检测)甲烷、乙烯、乙炔都是常见的有机化合物。下列说法中错误的是()A.无论是乙烯与Br2的加成,还是乙烯使酸性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.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同D.乙烯与乙炔都能使溴水褪色,原理不同【解析】选C、D。乙烯分子中含有碳碳双键,决定了它的性质与甲烷、乙烷等烷烃的性质有所不同。乙烯的加成反应和氧化反应过程中碳碳双键断裂,A项正确;乙烯能与溴水和酸性KMnO4溶液反应,但是乙烷不能,故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶
8、液鉴别乙烯和乙烷,B项正确;乙烯和甲烷中氢的质量分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同,C项错误;乙烯、乙炔均能与Br2发生加成反应而使溴水褪色,D项错误。10.由乙烯(CH2CH2)推测丙烯(CH3CHCH2)的结构或性质正确的是()A.不能使酸性KMnO4溶液褪色B.不能在空气中燃烧C.能使溴水褪色D.与HCl在一定条件下加成只得到一种产物【解析】选C。由于乙烯和丙烯组成相似,都能在空气中燃烧,故B错误。由于丙烯中也含有碳碳双键,故能与溴单质发生加成反应而使溴水褪色,也可以使酸性KMnO4溶液褪色,A错误,C正确。由于CH3CHCH2与HCl在一定条件下加成,氯原子连
9、接的位置有两种情况,加成产物也应有两种可能,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(15分)现有A、B、C三种烃,其球棍模型如图:(1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_(填对应字母,下同)。(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_。(3)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳最多的是_,生成水最多的是_。(4)在120 、1.01105 Pa条件下时,有两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是_。【解析】据球棍模型可知A为CH4,B为C2H4,C为C2H6。(1)等质量的烃CxHy完全燃
10、烧时,氢元素的质量分数越大,耗氧量越大,即碳氢原子个数比越小耗氧量越多。CH4、C2H4、C2H6中的依次为、,故CH4耗O2最多。(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时,x+的值越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6的x+依次为1+=2、2+=3、2+=3.5,故C2H6耗O2最多。(3)等质量的三种物质,C2H4的含碳量最高,故C2H4燃烧生成的CO2最多;CH4的含氢量最高,故CH4生成的H2O最多。(4)温度大于或等于100 条件下,当烃分子中含有4个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变,故答案为CH4、C2H4。答案:(1)A(2)C(3)BA(4)A、B12.(15分)足球
11、比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医会迅速对运动员的受伤部位喷射一种药剂氯乙烷(沸点为12.3 )进行局部冷冻麻醉应急处理。(1)氯乙烷用于冷冻麻醉应急处理的原因是_。(2)制取CH3CH2Cl最好的方法是_。A.乙烷与氯气反应B.乙烯与氯气反应C.乙烷与HCl反应D.乙烯与HCl反应(3)选择上述方法的理由是_;制取发生反应的化学方程式为_。【解析】为制得纯净的氯乙烷,应用乙烯与HCl的加成反应,而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种,而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。答案:(1)氯乙烷的沸点较低,易挥发而吸收热量,使局部冷冻麻醉(2)D(3)由于烷烃
12、的卤代反应是分步进行的,而且反应很难停留在一元取代阶段,所以得到的产物往往是混合物;而用乙烯和HCl反应只有一种加成产物,所以可以得到相对纯净的产物CH2CH2+HClCH3CH2Cl【加固训练】 (2020宁波高一检测)含有两个碳原子的烃除乙烷、乙烯外,还有乙炔。乙炔的分子结构如图所示。回答下列问题:(1)乙炔的分子式是_,结构式是_,分子空间结构是_。(2)乙炔分子中含有_,能发生加成反应。(3)写出下列反应的化学方程式:将乙炔通入足量的溴的四氯化碳溶液中_乙炔与等物质的量的氯化氢发生加成反应_(4)下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法中正确的是_。它们既不是同系物,也不是同分异构体乙烷是饱和烃
13、,乙烯、乙炔是不饱和烃乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色它们都能燃烧,乙炔燃烧火焰最明亮,有浓烟它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色【解析】(1)乙炔的分子式是C2H2,结构式是HCCH,分子空间结构是直线形结构。(2)乙炔分子中含有碳碳三键,能发生加成反应。(3)乙炔和足量的Br2按12反应,化学方程式为CHCH+2Br2CHBr2CHBr2。乙炔和氯化氢11发生加成反应的化学方程式:CHCH+HClCH2CHCl。(4)同系物要求结构相似,组成上相差若干个“CH2”,同分异构体要求分子式相同,结构不同。所以乙烷、乙烯、乙炔既不是同系物,也不是同分异构体,正确;烷烃是饱和烃,烯烃和炔烃是不
14、饱和烃,正确;烷烃不能与溴水反应,烯烃和炔烃中的不饱和键能与溴水发生加成反应,使溴水褪色,正确;它们都能燃烧,且由于乙炔含碳量最高,所以火焰最明亮,并有浓烟,正确;甲烷不能被高锰酸钾溶液氧化,乙烯和乙炔可以,错误。答案:(1)C2H2HCCH直线形结构(2)碳碳三键(3)CHCH+2Br2CHBr2CHBr2CHCH+HClCH2CHCl(4)(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)13.如图是某种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.该有机物可能为乙烯的三氯代物,分子
15、式为C2HCl3B.该有机物的分子中一定有C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上D.该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到【解析】选D。据球棍模型特别是球的大小可知该有机物可为C2HCl3,A正确;据碳的成键特点知B正确;类比C2H4的结构知C正确;若为C2H4与HCl加成则产物为C2H5Cl,不符合成键情况。【加固训练】(2020无锡高一检测)科学家最近在-100 的低温下合成一种烃 X,此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学键)。下列说法正确的是() A.X既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色B.X是一种常温下能稳定存在的液态烃C.X和乙烷类似,都容易发生取代反应D
16、.充分燃烧等质量的X和甲烷,X消耗氧气较多【解析】选A。由结构简式可知,X为C5H4,分子中含2个碳碳双键,既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;在-100 的低温下合成一种烃X,则常温下不能稳定存在,B错误;X易发生加成,乙烷易发生取代反应,二者性质不相似,C错误;充分燃烧等质量的X和甲烷,26,则甲烷消耗氧气多,D错误。14.两种气态烃组成的混合气体0.1 mol,完全燃烧得0.15 mol CO2和3.6 g H2O,下列关于该混合气体的说法正确的是()A.一定有乙烯B.一定没有乙烯C.一定有乙烷D.一定有甲烷【解析】选D。3.6 g H2O的物质的量是0.2
17、 mol,根据原子守恒可知,混合烃的平均化学式是C1.5H4,碳原子数小于1.5的只有甲烷,因此一定含有甲烷,甲烷分子中含有4个H原子,平均含有四个H原子,则另外一种烃分子中含有的H原子个数也是4,所以一定不含有乙烷,可能含有乙烯。【加固训练】一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10 g,混合气体的密度是相同状况下氢气密度的12.5倍,该混合物气体通过溴水时,溴水的质量增加8.4 g,则该混合气体是()A.甲烷、乙烯B.丙烷、乙烯C.乙烷、丙烯D.甲烷、丙烯【解析】选A。混合气体的平均相对分子质量=12.52=25,由此可确定混合气体中的烷烃必定为CH4。设烯烃为CnH2n,由题意知该烯烃
18、的质量为8.4 g,则m(CH4)=10 g-8.4 g=1.6 g,又有=25 gmol-1,则该烯烃的相对分子质量为28,其为C2H4。二、非选择题(本题包括1小题,共18分)15.(2020南京高一检测)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(CH3CH2OHCH2CH2+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,由此提出必须先除去杂质,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”
19、或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是_。(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体,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:、装置中可盛放的试剂是_、_、_。(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_。【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,
20、除SO2用NaOH溶液,验证SO2有没有被彻底除去,在装置后必须加一个盛有品红溶液的洗气瓶,中盛放的是品红溶液。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,二者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。答案:(1)不能乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯时,生成的气体中可能含有SO2,SO2也能使溴水褪色(2)SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBrBAC(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(合理即可)