2020版新教材高中化学第3章简单的有机化合物第2节第1课时石油裂解与乙烯课后练习含解析鲁科版必修第二册 7页

第1课时　石油裂解与乙烯 ‎1.由乙烯推测丙烯(CH3CHCH2)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.与氯化氢加成只生成一种产物 D.能发生加聚反应 答案D 解析丙烯分子中3个碳原子在同一平面上,但不在同一直线上,A错;丙烯分子中还有—CH3,所有的原子不可能共面,丙烯的结构不对称,与氯化氢加成时有2种产物,丙烯分子中有碳碳双键,故可发生加聚反应,D对。‎ ‎2.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.乙烯容易与溴水发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质 D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色 答案C 解析乙烯分子中碳氢原子个数比为1∶2,不能证明乙烯的结构,故A错;乙烯完全燃烧生成的n(CO2)=n(H2O),只能证明n(C)∶n(H)=1∶2,故B错;乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,只能证明乙烯中含有不饱和键,不能证明含有碳碳双键,故D错。‎ ‎3.与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不互为同系物,也不互为同分异构体的是(　　)‎ A.环丙烷() 　　B.乙烷 C.甲烷 　　D.CH3CHCH2‎ 答案A 解析环丙烷的最简式为CH2,分子式为C3H6,分子中不含碳碳双键,与乙烯既不是同系物又不是同分异构体,A正确;乙烷的最简式为CH3,与乙烯不具有相同的最简式CH2,B错误;甲烷的最简式为CH4,与乙烯不具有相同的最简式CH2,C错误;CH3CHCH2的最简式为CH2,与乙烯具有相同的最简式,分子中含碳碳双键,与乙烯是互为同系物,D错误。‎ ‎4.下列说法正确的是(　　)‎ A.石油是混合物,汽油是纯净物 B.沸点:汽油>煤油>柴油>润滑油 C.直馏汽油和裂化汽油成分完全相同 D.石油的分馏是物理变化,而裂化和裂解属于化学变化 答案D 解析石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃等多种物质,属于混合物;汽油中含有多种烷烃,属于混合物,A错误;石油分馏时,首先分馏出的是汽油,其次是煤油,再次是柴油、润滑油,故沸点:汽油<煤油<柴油<润滑油,B错误;直馏汽油中不含烯烃,而裂化汽油中含有烯烃,两者组成上不完全相同,C错误;石油的分馏只是物质状态的变化,是物理过程,而裂化和裂解都有新物质生成,属于化学过程,D正确。‎ - 7 -‎ ‎5.下列叙述错误的是(　　)‎ A.1 mol CH2CH2先与HCl发生加成反应,再与Cl2发生取代反应,最多消耗2.5 mol Cl2‎ B.实验室中可用如图所示方法除去CH3CH3气体中的CH2CH2气体 C.实验室中可用酸性KMnO4溶液鉴别CH3CH3气体和CH2CH2气体 D.工业上可利用CH2CH2与HCl的加成反应制得纯净的CH3CH2Cl 答案A 解析CH2CH2+HClCH3CH2Cl,CH3CH2Cl+5Cl2CCl3CCl3+5HCl,最多消耗5 mol Cl2,A错误;CH3CH3气体不溶于溴水且不反应,CH2CH2气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CH2Br,B正确;CH3CH3气体不溶于酸性KMnO4溶液且不反应,CH2CH2气体在酸性KMnO4溶液中被氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;CH2CH2与HCl的加成反应生成唯一产物CH3CH2Cl,D正确。‎ ‎6.下列化学实验设计不合理的是(　　)‎ 选项 实验内容 实验试剂 A 鉴别CH2CH2气体与SO2气体 品红溶液 B 鉴别CO2气体与SO2气体 澄清石灰水 C 除去CH4气体中的 CH2CHCl气体 溴水 D 除去CH2CH2气体中的SO2气体 NaOH溶液 答案B 解析CH2CH2气体不能使品红溶液褪色,SO2气体能使品红溶液褪色,A项合理。CO2气体和SO2气体都能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清,B项不合理。CH4气体不溶于溴水且不反应,CH2CHCl气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CHClBr,C项合理。CH2CH2气体不溶于NaOH溶液,SO2气体能溶于NaOH溶液生成Na2SO3和H2O,D项合理。‎ ‎7.‎ 根据乙烯的转化图,完成下列问题:‎ ‎(1)①③的反应类型分别是　　　　; ‎ ‎(2)丙的结构简式是　　　　　; ‎ ‎(3)反应②的化学方程式为　　　　　　　　　　　; ‎ - 7 -‎ ‎(4)反应④为工业上乙烯制备乙醇的反应,其反应方程式为　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)加成反应　加成反应　(2)CH2BrCH2Br ‎(3)CH2CH2+3O22CO2+2H2O ‎(4)CH2CH2+H2OCH3CH2OH 解析(1)CH2CH2与单质溴、氯化氢均能发生加成反应。(2)溴与乙烯发生加成反应生成1,2-二溴乙烷(CH2BrCH2Br)。(3)反应②为乙烯的燃烧,化学方程式为CH2CH2+3O22CO2+2H2O。(4)乙烯与水发生加成反应生成乙醇的化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.下列说法错误的是(　　)‎ A.无论是乙烯与Br2的加成反应,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与乙烯分子内含有碳碳双键有关 B.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生成水的质量相同 D.乙烯不如乙烷稳定 答案C 解析乙烯发生加成反应和氧化反应的过程中碳碳双键都发生变化,A项正确;乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性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生成水的质量不同,C项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,化学性质比乙烷活泼,D项正确。‎ ‎2.(双选)如图是某种有机化合物分子的球棍模型,图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表不同的短周期元素的原子,对该有机化合物的叙述不正确的是(　　)‎ A.该有机化合物可能的化学式为C2HCl3‎ B.该有机化合物可以由乙烯和氯化氢通过加成反应得到 C.该有机化合物分子中的所有原子不可能在同一平面上 D.该有机化合物分子中一定有碳碳双键 答案BC 解析白球是碳原子,短周期元素中原子半径比碳原子小且与碳原子形成单键的可以是氢原子,原子半径比碳原子大且与碳原子形成单键的可以是第3周期的氯原子,该有机化合物可能的化学式为C2HCl3,A正确;乙烯和氯化氢加成得到氯乙烷,不能得到C2HCl3,B错误;该有机化合物结构与乙烯类似,所有原子共平面,C错误;分子中存在碳碳双键,D正确。‎ ‎3.将29.5 g乙烯和乙烷的混合气体通入足量的溴水后,溴水增重7 g,则混合气体中乙烯的体积分数是(　　)‎ A.75% B.50% C.30% D.25%‎ 答案D - 7 -‎ 解析乙烷与溴水不反应,乙烯与Br2发生加成反应生成液态1,2二溴乙烷,故溴水增加的质量即为混合气体中乙烯的质量。7 g乙烯的物质的量为‎7 g‎28 g·mol‎-1‎=0.25 mol,则乙烷的物质的量为‎29.5 g-7 g‎30 g·mol‎-1‎=0.75 mol,乙烯的体积分数为‎0.25mol‎0.75mol+0.25mol×100%=25%,故D项正确。‎ ‎4.某烷烃的各种同分异构体中,主链上有4个碳原子的只有两种结构,则含有相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的烯烃(只含一个碳碳双键)的同分异构体有(　　)‎ A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 答案C 解析第一步:确定该烷烃分子碳原子个数 ‎①主链为4个碳原子的烷烃,其支链只能是甲基(不可能是乙基,否则主链超过4个碳原子)。‎ ‎②主链为4个碳原子的烷烃,支链数最多有4个。‎ 甲基的个数　　　　同分异构体数目 ‎ 1个 1‎ ‎ 2个 2‎ ‎ 3个 1‎ ‎ 4个 1‎ ‎③结论:题给烷烃总共有6个碳原子 第二步:分析含相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的烯烃的同分异构体数目 ‎①双键在1号碳和2号碳之间(CC—C—C),有以下3种(、、);②双键在2号碳和3号碳之间(C—CC—C),有1种()。因此符合题意的共有4种。‎ ‎5.烯烃在一定条件下发生氧化反应,碳碳双键断裂,如R1CHCHR2被氧化为和;被氧化为和,由此推断分子式为C4H8的烯烃的氧化产物有(　　)‎ A.2种　　　B.3种　　　C.4种　　　D.6种 答案C 解析由题目可知,碳碳双键可被氧化断裂,生成新的物质。烯烃C4H8的结构有三种:CH2CHCH2CH3、CH3CHCHCH3、CH2C(CH3)2,氧化后得到的产物分别有两种(HCHO和CH3CH2CHO)、一种(CH3CHO)、两种(HCHO和CH3COCH3),所以共4种。‎ ‎6.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图,有关柠檬烯的分析正确的是(　　)‎ - 7 -‎ A.柠檬烯的一氯代物有7种 B.柠檬烯不能使溴水褪色 C.柠檬烯的分子中所有的碳原子可能在同一个平面上 D.在一定条件下,柠檬烯可以发生加成、取代、氧化等反应 答案D 解析柠檬烯分子中有8种性质不同的H可被取代,其一氯代物有8种,选项A错误;柠檬烯分子中含有碳碳双键,因此能使溴水褪色,选项B错误;分子中含有多个饱和碳原子,这些碳原子不可能在同一个平面上,选项C错误;柠檬烯分子中含有2个碳碳双键,可发生加成、氧化反应,含有甲基,可发生取代反应,选项D正确。‎ ‎7.0.2 mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各为0.4 mol。将A通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色。试回答:‎ ‎(1)烃A的电子式为　　　　　　。 ‎ ‎(2)若取一定量的该烃A在一定量的氧气中燃烧后,生成CO2和H2O的物质的量分别为0.1 mol和0.3 mol,同时还有CO生成,则在燃烧时消耗标准状况下氧气的体积　　　 L。 ‎ ‎(3)将A通入溴的四氯化碳溶液中,生成产物的名称为　　　　　　　。 ‎ ‎(4)可以用来除去乙烷中混有的A的试剂是　　　　　(填序号)。 ‎ ‎①水　②氢气　③溴水　④酸性高锰酸钾溶液 ‎(5)有机物B比A在分子组成上多一个CH2原子团,结构与A相似。写出B在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)H‎·‎‎·‎H　(2)7.84　(3)1,2-二溴乙烷 ‎(4)③　(5)nCH3CHCH2‎ 解析(1)根据题意可得烃A的分子式为C2H4,官能团为碳碳双键,结构简式为CH2CH2,其电子式为H‎·‎‎·‎H。‎ ‎(2)由燃烧生成H2O的物质的量为0.3 mol,可知C2H4的物质的量为0.15 mol,因生成CO2的物质的量分别为0.1 mol,则生成CO的物质的量为0.2 mol,由氧原子守恒可知消耗氧气为‎(0.1mol×2+0.2mol×1+0.3mol×1)‎‎2‎×22.4 L·mol-1=7.84 L。‎ ‎(3)乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷。‎ ‎(4)乙烯能与溴水中的溴发生加成反应,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,因乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成二氧化碳,所以除去乙烷中混有的乙烯的试剂应选用溴水。‎ ‎(5)比乙烯在分子组成上多一个CH2原子团,结构与乙烯相似的烯烃为丙烯,丙烯在一定条件下发生加聚反应生成聚丙烯,反应的化学方程式为nCH3CHCH2。‎ ‎8.某同学设计实验探究工业制乙烯的原理和乙烯的主要化学性质,实验装置如图所示。‎ - 7 -‎ ‎(1)工业制乙烯的实验原理是烷烃(液态)在催化剂和加热、加压条件下发生反应生成不饱和烃。已知烃类都不与碱反应。石油分馏产物之一十六烷发生反应:C16H34C8H18+甲,甲4乙,则甲的分子式为　　　　　　　　　　　　,乙的结构简式为　。 ‎ ‎(2)B装置中的实验现象可能是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)C装置中的现象是　　　　　　　,其中发生反应的反应类型是　　　　　　。 ‎ ‎(4)查阅资料知,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　　　　　　(填字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。 ‎ ‎(5)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是　　　　　　　　(填字母,下同);除去甲烷中乙烯的方法是　　　　　　。 ‎ A.将气体通入水中 B.气体通过盛溴水的洗气瓶 C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 D.将气体通入氢氧化钠溶液中 ‎(6)分别点燃乙烯和甲烷,乙烯产生少量黑烟,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)C8H16　CH2CH2　(2)橙色(或橙黄色)褪去 ‎(3)紫色(或紫红色)褪去　氧化反应 ‎(4)D　(5)BC　B ‎(6)乙烯中碳的质量分数大于甲烷中碳的质量分数 解析(1)根据质量守恒知,甲为C8H16,乙为C2H4。(3)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。(4)乙烯等烃都不与氢氧化钙反应,如果C装置中产生二氧化碳,则D装置中的澄清石灰水会变浑浊。‎ 贴近生活·拓展创新 ‎★下图是丁烷裂解的实验流程:‎ 已知:丁烷在一定条件下裂解的可能方程式为C4H10C2H6+C2H4,C4H10CH4+C3H6‎ 连接好装置后,需进行的实验操作有:‎ ‎①给D、G装置加热;②检查整套装置的气密性;③排出装置中的空气……‎ ‎(1)上述三步操作的先后顺序依次是　　　　　　　　　　　　(填序号) ‎ ‎(2)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式:　　　　　　　　　　 ‎ ‎(3)若对E装置中的混合物(溴水足量)再按以下流程实验:‎ ‎①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是:Ⅰ　　　　　,Ⅱ　　　　　　,Na2SO3溶液的作用是(用离子方程式表示)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②已知B的碳原子数大于A的碳原子数,请写出B的结构简式:　　　　　　　　　　。 ‎ - 7 -‎ ‎(4)假定丁烷完全裂解,当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7 g,G装置的质量减少了1.76 g,则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n(CH4)∶n(C2H6)=　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)②③①　(2)CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu ‎(3)①分液　蒸馏　Br2+SO‎3‎‎2-‎+H2OSO‎4‎‎2-‎+2Br-+2H+　②CH2BrCHBrCH3‎ ‎(4)1∶1‎ 解析打开K,气体通过B,B装置是根据气泡控制气体流速,C装置干燥丁烷,在氧化铝做催化剂条件下丁烷发生裂解反应生成烯烃和烷烃,E中溴水吸收烯烃,F干燥烷烃,G中烷烃和CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成Cu。‎ ‎(1)应先检验气密性,然后赶出内部气体,再给D、G装置加热。‎ ‎(2)氧化铝做催化剂,加热条件下,甲烷和氧化铜反应生成二氧化碳、水和铜,反应的化学方程式为CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。‎ ‎(3)混合物中含有溴单质、水、溴代烃,加入亚硫酸钠,亚硫酸钠被溴单质氧化生成硫酸钠,同时生成NaBr,从而除去溴,然后采用分液的方法分离,将有机层进行分馏得到有机物A、有机物B。①通过以上分析知,分离操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是分液、蒸馏,亚硫酸钠具有还原性,能与强氧化性物质溴单质反应而除去溴单质,离子方程式为SO‎3‎‎2-‎+Br2+H2OSO‎4‎‎2-‎+2Br-+2H+。②已知B的碳原子数大于A的碳原子数,说明B中碳原子个数是3,A中碳原子个数是2,B为1,2-二溴丙烷,B的结构简式为CH2BrCHBrCH3。‎ ‎(4)丁烷的裂解中生成的乙烯和乙烷的物质的量相等,生成的甲烷和丙烯的物质的量相等,E、F增加的质量是烯烃的质量,G减少的质量是氧化铜中氧元素的质量,设x为C2H4的物质的量,y为C3H6的物质的量,则乙烷和甲烷的物质的量分别是x、y,28x g·mol-1+42y g·mol-1=0.7 g,乙烷和甲烷与氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为2(2x+y)+‎6x+4y‎2‎‎=‎‎1.76‎‎16‎ mol,解得:x=y=0.01 mol,故n(CH4)∶n(C2H6)=1∶1。‎ - 7 -‎