1、石油裂解与乙烯(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.工业上石油裂解的目的是()A.得到更多的汽油、柴油B.提高汽油的产量和质量C.获得乙烯等D.获得润滑油、石蜡油等【解析】选C。石油裂解的目的是得到小分子烃,如乙烯等。2.下列有关石油化工的说法不正确的是()A.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯B.将重油经过裂化可以得到汽油C.将石油裂解制得乙烯等化工原料D.石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃料的产量和质量【解析】选A。石油分馏得到不同沸点范围的烃的混合物,主要产物是石油气、汽油、煤油、柴油及重油等,A不正确;碳原子数较多的烃经裂化可以得到C5C12的烷烃和烯烃
2、的裂化汽油,B正确;石油裂解可得到乙烯、丙烯等短链烃,是重要的化工原料,C正确;裂化的目的就是提高汽油等轻质燃料的质量和产量,D正确。3.(原创)2020年,全球暴发新型冠状病毒肺炎疫情,手套成为防疫必需品。一种称为PE手套的一次性手套,其主要原料为乙烯,下列关于乙烯分子结构和性质的描述错误的是()A.乙烯的结构简式为CH2CH2B.乙烯是最简单的烯烃C.乙烯分子中所有原子都在同一平面上D.乙烯是无色透明固体,不易燃烧【解析】选D。乙烯是无色气体,易燃烧。4.(改编)有机反应和反应机理都符合一些规律。因此,可根据反应机理分成不同类型。下列各组中两个反应所属反应类型相同的是()A.光照甲烷和氯气
3、的混合气体,混合气体颜色变浅;乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色B.乙烷在氧气中燃烧;乙烯在空气中燃烧C.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色;乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色D.用乙烯与氯化氢制取氯乙烷;用乙烷与氯气反应制取氯乙烷【解析】选B。A项前者是取代反应,后者是加成反应;B项二者均是氧化反应;C项前者是加成反应,后者是氧化反应;D项前者是加成反应,后者是取代反应。5.(2020抚州高一检测)标准状况下,5.6 L CH4和C2H4的混合气体通入足量溴水中,溴水增重2.8 g(假设C2H4完全被吸收),则乙烯占混合气体体积的()A.20%B.40%C.60%D.80%【解析】选B。乙烯具有双键,性质较
4、活泼,能和溴水发生加成反应,甲烷较稳定,不和溴水反应,所以溴水增重的质量为乙烯的质量。乙烯的体积为V=nVm=Vm =22.4 Lmol-1=2.24 L;乙烯占混合气体的体积为100%=40%。6.我们经常在电视或者现场看到,运动员在受伤时,队医都会往其受伤的部位喷一些雾状的东西,进行局部冷冻麻醉应急处理,尤其是踢足球时最常看到。这是一种化学有机物,名叫氯乙烷,俗称运动场上的“化学大夫”。氯乙烷(CH3CH2Cl)(沸点为12.3 ),关于氯乙烷的说法不正确的是()A.氯乙烷中含有一种官能团B.氯乙烷只有一种结构C.常温下为液态,易溶于水D.由乙烯与氯化氢发生加成反应制备【解析】选C。氯乙烷
5、只含有Cl一种官能团;乙烷中的6个氢原子等效,故氯乙烷只有一种结构,氯乙烷沸点为12.3 常温下为气态,不易溶于水;乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷。7.关于乙烯相关性质的下列说法中不正确的是()A.无论乙烯的加成,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有的碳碳双键有关B.使用溴的四氯化碳溶液和酸性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.乙烯在化学性质上是比乙烷更活泼的有机物【解析】选C。乙烯和甲烷的碳、氢含量不相等,故相同质量的乙烯和甲烷生成的水质量不相同。乙烯因为有碳碳双键,所以在化学性质上比乙烷更活泼。8.(2020商丘高一检测
6、)某单烯烃与H2发生加成反应后的产物结构简式是,则该单烯烃的结构可能有()A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选B。单烯烃和氢气加成后,产物分子中原来形成双键的碳原子上至少有一个氢原子,将产物分子中符合条件的碳原子编号:,则1、2,2、3,2、4,3、5之间都可以形成碳碳双键,但1、2和2、4之间形成碳碳双键后得到的单烯烃结构相同,故原单烯烃共有3种可能的结构。9.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,分子式为C2HCl3B.该有机物的分子中一定有C.该有
7、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。10.(2020日照高一检测)由乙烯推测丙烯(CH2CHCH3)的结构或性质正确的是()A.分子中的3个碳原子在同一条直线上B.分子中所有原子都在同一平面上C.能使溴的四氯化碳溶液褪色也能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.一氯代物只有两种结构【解析】选C。丙烯(CH2CHCH3)分子可看作CH2CH2分子中的一个氢原子被甲基所代替,CH2CH
8、CH3分子中的三个碳原子不在同一条直线上。CH2CHCH3分子中三个碳原子上的氢都是不同的,所以其一氯代物有三种不同的结构。由于CH4分子的空间构型是以碳原子为中心的正四面体,所以CH2CHCH3分子中所有原子不可能都在同一平面上。CH2CHCH3和CH2CH2分子都含有,根据分子结构决定物质性质可知CH2CHCH3能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。【延伸探究】(1)写出C项中使溴的四氯化碳溶液褪色的化学方程式并判断反应的类型。提示:CH2CHCH3+Br2CH3CHBrCH2Br,此反应属于加成反应。(2)怎样鉴别丙烷和丙烯两种气体?提示:可以将两种气体分别通入溴水或酸性KMnO
9、4溶液中,能够使溶液褪色的气体为丙烯,无明显现象的为丙烷。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(15分)(原创)如图所示为石蜡油分解的实验装置。在试管中加入石蜡油和氧化铝;试管放在冷水中;试管中加入酸性KMnO4溶液;试管中加入溴水。分析实验并思考下列问题:(1)试管中加入氧化铝的作用是_。(2)试管放入冷水中观察到的现象是_。(3)试管和试管中发生反应的类型分别是_、_。(4)本实验中产物是_。a.混合物b.纯净物c.有烯烃d.无烯烃【解析】(1)石蜡油在氧化铝的催化作用下发生裂化反应生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃,氧化铝作催化剂。(2)冷水起冷凝作用,冷凝沸点较高的烃,使其变为液
10、体,因此试管中有油状液体生成。(3)沸点较低的烃以气体的形式进入试管和中,其中的烯烃能够使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。前者是氧化反应,后者是加成反应。(4)通过这两个反应可推测石蜡油在氧化铝的催化作用下发生裂化反应,生成物中有烯烃、烷烃,为混合物。答案:(1)催化剂(2)有油状液体生成(3)氧化反应加成反应(4)ac12.(15分)(2020湖州高一检测)某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中属于同种反应类型。根据如图回答下列问题:(1)写出A、B、C、D的结构简式:A_,B_,C_, D_
11、。(2)写出两步反应的化学方程式,并注明反应类型:_、反应类型_。_、反应类型_。【解析】据烃A的用途知A为乙烯,则B为CH3CH3,C为CH3CH2Cl,D为CH3CH2OH。反应和均能制得CH3CH2Cl,化学方程式分别为CH2CH2+HCl CH3CH2Cl,CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。答案:(1)CH2CH2CH3CH3CH3CH2ClCH3CH2OH(2)CH2CH2+HClCH3CH2Cl加成反应CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl取代反应(20分钟30分)一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)13.(双选)下列说法正确的是()A.相同质量的乙
12、烯和乙烷完全燃烧后产生的H2O的质量不相同B.乙烯能使Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液褪色,二者褪色的原理相同C.Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液都能鉴别乙烷和乙烯,但酸性KMnO4溶液不能用于除去乙烷中的乙烯D.乙烯和乙烷均可与Cl2反应制取纯净的氯乙烷【解析】选A、C。乙烯和乙烷中H的质量分数不同,所以相同质量的乙烯和乙烷完全燃烧后生成的H2O质量不同,A正确;乙烯与Br2的CCl4溶液发生加成反应而使溴水褪色,乙烯被酸性KMnO4溶液氧化成CO2气体而使酸性KMnO4溶液褪色,二者原理不同,B不正确;乙烯通过Br2的CCl4溶液被转化为液态1,2-二溴乙烷而溶于CCl4,
13、从而除去杂质气体,但乙烯通过酸性KMnO4溶液被氧化成CO2而引入杂质气体CO2,C正确;乙烷与Cl2发生取代反应得到的产物是混合物,乙烯与Cl2发生加成反应得到的是1,2-二氯乙烷,D不正确。14.(2020抚州高一检测)为探究除去乙烷中混有的少量乙烯,并得到纯净干燥的乙烷的方法,探究实验活动中各活动小组设计出了以下四种方案,其中你认为合理的是()A.B.C.D.【解析】选D。和 C2H4与Br2发生加成反应生成液态1,2-二溴乙烷而除去C2H4,NaOH溶液除去挥发出来的溴蒸气,浓硫酸除去水蒸气,碱石灰除去挥发出来的溴蒸气和水蒸气,和均正确;和酸性KMnO4溶液将C2H4氧化为CO2,Na
14、OH溶液和碱石灰都能吸收CO2,浓硫酸和碱石灰都能吸收水蒸气,和也正确。15.0.1 mol CH2CH2与Cl2发生完全加成反应,然后使该加成产物与Cl2在光照条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗Cl2的总体积是(标准状况)()A.6.72 LB.8.96 LC.11.2 LD.13.44 L【解析】选C。1 mol CH2CH2与1 mol Cl2反应生成1 mol CH2ClCH2Cl,而1 mol CH2ClCH2Cl与4 mol Cl2反应生成1 mol CCl3CCl3和4 mol HCl,则两个反应中0.1 mol CH2CH2共消耗0.5 mol Cl2。【加固训练】使0.
15、5 mol丙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取代反应,则两个过程中消耗氯气的总的物质的量是()A.4 molB.3.5 molC.3 molD.2.5 mol【解析】选B。使1 mol丙烯与氯气发生完全加成反应生成1,2-二氯丙烷,消耗1 mol氯气,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,因其分子中有6个氢原子,又要消耗6 mol氯气,则两个过程中0.5 mol丙烯消耗氯气的总的物质的量是3.5 mol 。二、非选择题(本题包括1小题,共12分)16.(原创)下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下分解产生某烃的实验装置图。对这种烃进行以下实验:取
16、一定量的该烃,使其燃烧后的气体通过干燥管,干燥管增重7.2 g;再通过石灰水,石灰水增重17.6 g。经测定,该烃(气体)的密度是相同状况下氢气密度的14倍。请回答:(1)该烃的电子式为_,该烃的名称是_。 (2)0.1 mol该烃能与_g溴发生加成反应;加成产物需_mol溴蒸气完全取代。(3)B装置中反应的化学方程式为_。(4)C装置中可观察到的现象是_。【解析】(1)由知,该烃燃烧产物中CO2为17.6 g,H2O为7.2 g,碳、氢原子个数比为(2)=12,该烃的最简式为CH2。由知:该烃的相对分子质量Mr=214=28,该烃分子式为C2H4,即乙烯。(2)0.1 mol乙烯能与0.1 mol溴发生加成反应;加成产物需0.4 mol溴蒸气完全取代。 (3)乙烯和溴水发生加成反应,反应的化学方程式为CH2CH2+Br2BrCH2CH2Br。(4)乙烯能够被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此现象是溶液紫红色褪去。答案:(1) 乙烯(2)160.4(3)CH2CH2+Br2BrCH2CH2Br(4)溶液紫红色褪去