2020-2021学年新教材高中化学 第3章 简单的有机化合物 第2节 第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯练习（含解析）鲁科版必修第二册.docx

1、第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯夯实基础轻松达标1.下列物质不可能是乙烯加成产物的是()A.CH3CH3B.CH3CHCl2C.CH3CH2OHD.CH3CH2Br答案B解析乙烯与H2、H2O、HBr发生加成反应分别得到A、C、D项中的物质。乙烯发生加成反应不可能得到B项中的物质。2.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

2、,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。3.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12B.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12,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)=12,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。4.与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同

3、,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。5.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

4、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。6.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 Cl2B.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KM

5、nO4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5molCl2,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CH2BrCH2Br,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。7.下列化学实验设计不合理的是()选项

6、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CH2BrCHClBr,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。8.等物质的量的下列各烃,完全生成CO2和H2O,耗

7、氧量最大的是()A.CH4B.C2H4C.C6H6D.C4H10答案C解析根据烃的燃烧反应CxHy+(x+)O2xCO2+H2O可知,对于不同的烃CxHy,可计算x+的值的大小来判断耗氧量的多少。9.根据乙烯的转化图,完成下列问题:(1)的反应类型分别是;(2)丙的结构简式是;(3)反应的化学方程式为;(4)反应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(

8、CH2BrCH2Br)。(3)反应为乙烯的燃烧,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

9、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C2HCl3B.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

10、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。7g乙烯的物质的量为=0.25mol,则乙烷的物质的量为=0.7

11、5mol,乙烯的体积分数为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)。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12个23个14个1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双键在1号碳和2号碳之间(CCCC),有以下3种(

12、、);双键在2号碳和3号碳之间(CCCC),有1种()。因此符合题意的共有4种。5.10 mL某气态烃,在80 mL 过量的O2中充分燃烧,得液态水和体积为65 mL的混合气体(所有气体体积在同温同压下测定),则该烃不可能是()A.乙烷(CH3CH3)B.丙烷(CH3CH2CH3)C.丙烯(CH3CHCH2)D.1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)答案B解析设烃的分子式为CxHy,则CxHy+(x+)O2xCO2+H2OV1x+x1+10mL10mL+80mL-65mL=25mL则,解得y=6,即烃分子中的氢原子数为6。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()A

13、.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.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

14、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。(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。(3)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。(4)将A通入溴的四氯化碳溶液中,生成的产物的名称为。(5)可以用来除去乙烷中混有的A的试剂是(填序号)。水氢气溴水酸性高锰酸钾溶液答案(1)CH2CH2CH3CH3CH3CH2ClCH3CH2OH(2)CH2CH2+HClCH3CH2Cl加成反应CH3CH3+Cl2CH

15、3CH2Cl+HCl取代反应(3)7.84(4)1,2-二溴乙烷(5)解析(1)根据烃A的用途知A为乙烯,则B为CH3CH3,C为CH3CH2Cl,D为CH3CH2OH。(2)其中反应和均能制得CH3CH2Cl,化学反应方程式分别为CH2CH2+HClCH3CH2Cl,CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。(3)由燃烧生成H2O的物质的量为0.3mol可知,C2H4的物质的量为0.15mol,因生成CO2的物质的量为0.1mol,则生成CO的物质的量为0.2mol,由氧原子守恒可知消耗氧气为22.4Lmol-1=7.84L。(4)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。

16、(5)乙烯能与溴水发生加成反应,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时生成二氧化碳,所以除去乙烷中混有的乙烯应选用的试剂是溴水。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。(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

17、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)C8H16CH2CH2(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)BCB(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

18、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:给D、G装置加热;检查整套装置的气密性;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:分离操作和的名称分别是:,Na2SO3溶液的作用是(用离子方程式表示)。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:。(4)假定丁烷完全裂解,当(E+F)装置的总质

19、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)(2)CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu(3)分液蒸馏Br2+S+H2OS+2Br-+2H+CH2BrCHBrCH3(4)11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

20、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。通过以上分析知,分离操作、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S+Br2+H2OS+2Br-+2H+。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,28xgmol-1+42ygmol-1=0.7g,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)+mol,解得:x=y=0.01mol,故n(CH4)n(C2H6)=11。