3.2.1 從天然氣、石油和煤中獲取燃料　石油裂解與乙烯課時作業(yè)2023-2024學年高一下學期化學魯科版（2019）必修2

高中化學必修2PAGEPAGE1第2節(jié)從化石燃料中獲取有機化合物第1課時從天然氣、石油和煤中獲取燃料石油裂解與乙烯[學考練]1．下列說法不正確的是()A．石油分餾可獲得乙烯、丙烯和丁二烯B．將重油經(jīng)過裂化可以得到汽油C．將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輕質燃料的產(chǎn)量和質量解析石油分餾得到不同沸點范圍的烴的混合物，主要產(chǎn)物是石油氣、汽油、煤油、柴油及重油等，A不正確；碳原子數(shù)較多的烴經(jīng)裂化可以得到C5～C11的烷烴和烯烴的裂化汽油，B正確；石油裂解可得到乙烯、丙烯等短鏈烴，是重要的化工原料，C正確；裂化的目的就是提高汽油等輕質油的質量和產(chǎn)量，D正確。答案A2．如圖是石油分餾塔的示意圖，a、b、c三種餾分中()A．a(chǎn)的沸點最高B．b的熔點最低C．c的平均相對分子質量最大D．每一種餾分都是純凈物解析a、b、c三種餾分均為蒸氣，故最上面的熔、沸點最低，c的熔點最高，對應的平均相對分子質量也最大。答案C3．下列關于乙烯的敘述中，正確的是()A．乙烯的化學性質比乙烷活潑B．甲烷和乙烯在一定條件下都可以與氯氣反應，且反應類型相同C．乙烯分子中所有原子不可能在同一平面上D．乙烯分子的碳碳雙鍵中的一個鍵易斷裂，易發(fā)生加成反應和取代反應解析由乙烯可使酸性高錳酸鉀溶液褪色而乙烷不能，可知乙烯比乙烷活潑，A正確；甲烷和氯氣發(fā)生取代反應，而乙烯和氯氣發(fā)生加成反應，B項不正確；乙烯分子中所有原子在同一平面上，C項不正確；乙烯分子的碳碳雙鍵中的一個鍵易斷裂，易發(fā)生加成反應，而不易發(fā)生取代反應，D不正確。答案A4．有機化合物分子中雙鍵上的碳原子與其他原子(或原子團)直接結合生成新的化合物分子的反應是加成反應。下列過程與加成反應無關的是()A．甲烷與氯氣的混合氣體在光照條件下顏色變淺B．乙烯與溴水混合振蕩，水層顏色褪去C．乙烯與水在一定條件下反應制取乙醇D．乙烯與氯化氫在一定條件下反應制取純凈的一氯乙烷解析A項中顏色變淺是因為發(fā)生了取代反應；B項是乙烯與Br2的加成反應；C項是乙烯與H2O發(fā)生加成反應生成乙醇；D項是乙烯與氯化氫發(fā)生加成反應制取一氯乙烷。答案A5．下列關于乙烯和乙烷比較的說法中，不正確的是()A．乙烯的分子式為CH2=CH2，乙烷的結構簡式為CH3CH3B．乙烯分子中所有原子處于同一平面上，乙烷分子則為立體結構，所有原子不都在同一平面上C．乙烯分子中含有碳碳雙鍵，乙烷分子中含有碳碳單鍵，雙鍵不如單鍵穩(wěn)定，導致乙烯的性質比乙烷活潑D．乙烯分子中因含有不飽和鍵，導致乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色解析乙烯的分子式為C2H4。乙烯分子中的碳碳雙鍵有一個鍵易斷裂，導致乙烯比乙烷活潑，乙烷中的碳碳單鍵穩(wěn)定，致使乙烷不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。答案A6．能證明乙烯分子里含有一個碳碳雙鍵的事實是()A．乙烯分子里碳氫個數(shù)比為1∶2B．乙烯完全燃燒生成的CO2和水的物質的量相等C．乙烯能與Br2的CCl4溶液發(fā)生加成反應，且1mol乙烯完全加成需消耗1molBr2D．乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色解析碳氫個數(shù)比為1∶2，是對乙烯的組成分析，而不是證明碳碳雙鍵存在的事實，A不能證明；乙烯完全燃燒生成的CO2和水的物質的量相等，只能推斷出乙烯分子中碳、氫原子個數(shù)比為1∶2，B不能證明；1mol乙烯完全加成需要消耗1molBr2，說明乙烯分子中含有一個碳碳雙鍵，C正確；能使酸性高錳酸鉀溶液褪色只能證明有機物具有還原性或含有不飽和鍵，不一定含有碳碳雙鍵和只含有一個碳碳雙鍵，D不正確。答案C7．由乙烯的結構和性質推測丙烯(CH2=CH—CH3)的結構或性質正確的是()A．不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B．不能在空氣中燃燒C．能使溴的四氯化碳溶液褪色D．與HCl在一定條件下能加成并只得到一種產(chǎn)物解析丙烯與乙烯都含有碳碳雙鍵結構，性質有相似之處。丙烯同樣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，A錯；丙烯與乙烯的元素組成是相同的，可以燃燒，B錯；丙烯也能和溴單質發(fā)生加成反應，C正確；乙烯與HCl加成只生成一種產(chǎn)物一氯乙烷，但是由于CH2=CH—CH3與HCl加成，氯原子連接的位置有兩種情況，加成產(chǎn)物也應該有兩種產(chǎn)物，即Cl—CH2—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3，它們互為同分異構體，但不是同一種物質，D錯。答案C8．下列有關乙烯燃燒的說法中正確的是()A．乙烯燃燒時的現(xiàn)象與H2燃燒時的現(xiàn)象完全一致B．乙烯燃燒放出大量的熱，可以作為燃料C．在常溫常壓下將乙烯與過量的氧氣混合后點燃，燃燒前后混合氣體的體積不變D．乙烯燃燒時產(chǎn)生等質量的水和CO2解析乙烯燃燒有明亮火焰并伴有黑煙，與H2燃燒現(xiàn)象不同，A錯；只有在高于100℃時水為氣體，這時乙烯燃燒前后混合氣體體積才不變，若在常溫下，燃燒后氣體的體積減小，C錯；乙烯燃燒時產(chǎn)生等物質的量的水和二氧化碳，D錯。答案B9．1molCH2=CH2與Cl2發(fā)生完全加成反應，然后使該加成產(chǎn)物與Cl2在光照條件下發(fā)生完全取代反應，則兩個過程中消耗Cl2的總物質的量是()A．3mol B．4molC．5mol D．6mol解析1molCH2=CH2與1molCl2反應生成1molCH2ClCH2Cl，而1molCH2ClCH2Cl與4molCl2反應生成1molCCl3CCl3和4molHCl，則兩個反應中共消耗5molCl2。答案C10．甲烷分子中的四個氫原子都可以被取代。甲烷分子中的四個氫原子都被乙烯基(CH2=CH—)取代得到的產(chǎn)物的結構如圖所示。下列對所得分子的描述中不正確的是()A．分子式為C9H12B．1mol此分子在一定條件下最多能與4molH2發(fā)生加成反應C．所有碳原子都在同一平面上D．此物質屬于烯烴類物質解析根據(jù)結構簡式可直接數(shù)出碳、氫原子的數(shù)目，從而得出分子式為C9H12，A正確；1mol該分子含4mol碳碳雙鍵，故可與4molH2發(fā)生加成反應，B正確；因含碳碳雙鍵，且只含有C、H兩種元素，因此屬于烯烴，D正確；甲烷分子中四個氫原子被四個—CH=CH2取代后，其正四面體的基本結構不變，C錯誤。答案C[能力練]11．請回答下列問題：(1)根據(jù)你所學過的有機化學反應類型，對下列反應進行分類。①用乙烯與氯化氫制氯乙烷②乙烷在空氣中燃燒③乙烯使溴水褪色④乙烯使酸性KMnO4溶液褪色⑤乙烷和氯氣在光照條件下反應其中屬于取代反應的是________；屬于加成反應的是________；屬于氧化反應的是________。(2)既可以用來鑒別乙烷和乙烯，又可以用來除去乙烷中混有的少量乙烯，得到純凈乙烷的方法是________。a．混合氣體通過盛足量的酸性KMnO4溶液的洗氣瓶b．混合氣體通過盛足量Br2的CCl4溶液的洗氣瓶c．混合氣體在一定條件下通入H2d．混合氣體在一定條件下與適量HCl混合(3)石油催化裂化的主要目的是______________________________________________________________________________________________________，石油裂解的主要目的是______________________________________。(4)石油是工業(yè)的血液，主要是由多種烴組成的混合物。①通常用于衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標志是________。a．石油的產(chǎn)量b．乙烯的產(chǎn)量c．天然氣的產(chǎn)量d．汽油的產(chǎn)量②工業(yè)上獲得乙烯的主要方法是________。③石油分餾可得到沸點依次________(填“升高”或“降低”)的石油氣、汽油、煤油、柴油、石蠟、瀝青等多種產(chǎn)品。石蠟屬于烷烴，用氯氣漂白后燃燒時放出HCl氣體，這是由于石蠟漂白時與氯氣發(fā)生________(填“取代”或“加成”)反應。(5)一瓶無色氣體，可能含有CH4和CH2=CH2或其中的一種，與一瓶Cl2混合后光照，觀察到黃綠色逐漸褪去，瓶壁有少量無色油狀小液滴。①由上述實驗現(xiàn)象推斷出該瓶氣體中一定含有CH4，你認為是否正確？________(填“正確”或“不正確”)，理由是__________________________。②上述實驗可能涉及的反應類型有_____________________________。解析(1)乙烯與HCl制取氯乙烷及乙烯與溴水中的Br2均發(fā)生加成反應；乙烷燃燒被氧化為CO2、乙烯被酸性KMnO4溶液氧化為CO2，二者是氧化反應；乙烷與Cl2反應屬于取代反應。(2)乙烷不能使酸性KMnO4溶液及Br2的CCl4溶液褪色，乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液及Br2的CCl4溶液褪色；可以用酸性高錳酸鉀溶液鑒別乙烷和乙烯，但酸性高錳酸鉀溶液將乙烯氧化為CO2，引入新的雜質CO2，a不可行；若在一定條件下通入氫氣，雖可將乙烯轉變?yōu)橐彝椋荒軝z驗出乙烯，且通入氫氣的量不易控制，很難得到純凈的乙烷，c不可行；因為乙烷不和溴水反應，而乙烯能和溴發(fā)生加成反應而使Br2的CCl4溶液褪色，且生成的CH2Br—CH2Br為液體，氣液分離，b可行。(4)①乙烯的發(fā)展帶動了以石油為原料的石油化工的發(fā)展，因此乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標志。②以石油分餾產(chǎn)品為原料進行裂解得到乙烯、丙烯等小分子烴。③石油氣、汽油、煤油、柴油、石蠟、瀝青中的碳原子個數(shù)依次增加，沸點依次升高。石蠟主要成分是烷烴，所以它與氯氣發(fā)生取代反應，生成的氯代產(chǎn)物在燃燒時產(chǎn)生HCl氣體。(5)CH4在光照條件下與Cl2通過取代反應生成的液態(tài)產(chǎn)物為CH2Cl2、CHCl3、CCl4；C2H4與Cl2通過加成反應生成液態(tài)有機物CH2ClCH2Cl，因此不能確定是否含有CH4。答案(1)⑤①③②④(2)b(3)提高汽油等輕質油的產(chǎn)量與質量得到乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴(4)①b②石油裂解③升高取代(5)①不正確因為CH2=CH2也可以與Cl2發(fā)生加成反應，而使黃綠色逐漸褪去，生成的CH2ClCH2Cl也是油狀液體②取代反應、加成反應12．現(xiàn)有A、B、C、D四種烴，其球棍模型如圖所示，代表H原子，代表C原子，請回答下列問題：(1)寫出四種物質的結構簡式：A__________________、B________________、C__________________、D__________________，說出B、C結構上的兩點差異：①_________________________________________________________________；②_______________________________________________________________。(2)將B通入溴水和酸性KMnO4溶液中，二者反應類型分別為________、________，為了鑒別B和C，并除去C中混有的少量B氣體，可將混合氣體通過裝有________(填試劑名稱)的洗氣瓶。(3)為了安全，點燃D前應________，D燃燒時的實驗現(xiàn)象為_______________________________________________________，寫出D與Br2的CCl4溶液反應的化學方程式：___________________________________________________________________________________________。(4)等質量的上述四種烴，完全燃燒時耗O2最多的是________，生成H2O最多的是________(填分子式)。(5)B完全燃燒后，產(chǎn)物H2O、CO2的物質的量之比為________，0.1mol某烴在足量的O2中完全燃燒，生成CO2和水各0.6mol，則該烴的分子式為________。(6)上述四種烴中在120℃、1.01×105Pa條件下，與足量的O2混合點燃，完全燃燒前后氣體體積沒有變化的烴是________(填分子式)。解析(4)等質量的烴(CxHy)完全燃燒耗O2量由eq\f(y,x)決定，生成CO2的量由C的質量分數(shù)決定，生成H2O的量由H的質量分數(shù)決定，eq\f(y,x)越大，耗O2量越多；生成水量越多，生成CO2量越少。(5)B(C2H4)中C、H原子個數(shù)之比為1∶2，所以C2H4完全燃燒生成CO2和H2O的物質的量之比為1∶1。0.1mol某烴在足量的O2中完全燃燒，生成CO2和水各0.6mol，則該烴分子中含有6個C原子和12個H原子，分子式為C6H12。(6)CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，烴CxHy在120℃、1.01×105Pa條件下，反應前后氣體體積不變，則1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，則y＝4，CH4、C2H4符合條件。答案(1)CH4CH2=CH2CH3CH3CH3—CH=CH2乙烷中有碳碳單鍵，乙烯中有碳碳雙鍵乙烯為平面結構，乙烷為空間立體結構(2)加成反應氧化反應Br2的CCl4溶液(3)驗純火焰明亮并伴有黑煙CH3—CH=CH2＋Br2→CH3CHBrCH2Br(4)CH4CH4(5)1∶1C6H12(6)CH4、C2H413．Ⅰ.如圖是實驗室制乙烯的發(fā)生裝置和乙烯性質實驗裝置，反應原理為CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，回答下列問題：(1)圖1中儀器①、②的名稱分別為________、________。(2)收集乙烯氣體最好的方法是_________________________________________。(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如圖2)，溶液的顏色很快褪去，該反應屬于________(填反應類型)，反應的化學方程式為______________________________。Ⅱ.實驗室制取乙烯，常因溫度過高而使乙醇和濃硫酸反應生成少量的二氧化硫。有人設計下列實驗以確認上述混合氣體中有乙烯和二氧化硫。試回答下列問題：(1)圖中①、②、③、④裝置盛放的試劑是下列中的(將正確選項填入橫線中)：①________；②________；③________；④________。A．品紅溶液B．氫氧化鈉溶液C．濃硫酸D．酸性高錳酸鉀溶液(2)能說明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________________。(3)使用裝置②的目的是_________________________________________。(4)使用裝置③的目的是________________________________________。(5)證明含有乙烯的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________________。解析乙烯和二氧化硫都能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色，但乙烯不與氫氧化鈉溶液反應，也不與品紅溶液反應，利用氫氧化鈉溶液來除去二氧化硫，用品紅溶液是否褪色來檢驗二氧化硫的存在以及是否除盡，除盡二氧化硫后，才能用酸性高錳酸鉀溶液來證明乙烯的存在。答案Ⅰ.(1)溫度計燒瓶(或圓底燒瓶)(2)排水集氣法(3)加成反應CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH