3.2.1 从天然气、石油和煤中获取燃料　石油裂解与乙烯课时作业2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修2

高中化学必修2PAGEPAGE1第2节从化石燃料中获取有机化合物第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯[学考练]1．下列说法不正确的是()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C5～C11的烷烃和烯烃的裂化汽油，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油的质量和产量，D正确。答案A2．如图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中()A．a的沸点最高B．b的熔点最低C．c的平均相对分子质量最大D．每一种馏分都是纯净物解析a、b、c三种馏分均为蒸气，故最上面的熔、沸点最低，c的熔点最高，对应的平均相对分子质量也最大。答案C3．下列关于乙烯的叙述中，正确的是()A．乙烯的化学性质比乙烷活泼B．甲烷和乙烯在一定条件下都可以与氯气反应，且反应类型相同C．乙烯分子中所有原子不可能在同一平面上D．乙烯分子的碳碳双键中的一个键易断裂，易发生加成反应和取代反应解析由乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色而乙烷不能，可知乙烯比乙烷活泼，A正确；甲烷和氯气发生取代反应，而乙烯和氯气发生加成反应，B项不正确；乙烯分子中所有原子在同一平面上，C项不正确；乙烯分子的碳碳双键中的一个键易断裂，易发生加成反应，而不易发生取代反应，D不正确。答案A4．有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应是加成反应。下列过程与加成反应无关的是()A．甲烷与氯气的混合气体在光照条件下颜色变浅B．乙烯与溴水混合振荡，水层颜色褪去C．乙烯与水在一定条件下反应制取乙醇D．乙烯与氯化氢在一定条件下反应制取纯净的一氯乙烷解析A项中颜色变浅是因为发生了取代反应；B项是乙烯与Br2的加成反应；C项是乙烯与H2O发生加成反应生成乙醇；D项是乙烯与氯化氢发生加成反应制取一氯乙烷。答案A5．下列关于乙烯和乙烷比较的说法中，不正确的是()A．乙烯的分子式为CH2=CH2，乙烷的结构简式为CH3CH3B．乙烯分子中所有原子处于同一平面上，乙烷分子则为立体结构，所有原子不都在同一平面上C．乙烯分子中含有碳碳双键，乙烷分子中含有碳碳单键，双键不如单键稳定，导致乙烯的性质比乙烷活泼D．乙烯分子中因含有不饱和键，导致乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色解析乙烯的分子式为C2H4。乙烯分子中的碳碳双键有一个键易断裂，导致乙烯比乙烷活泼，乙烷中的碳碳单键稳定，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．乙烯分子里碳氢个数比为1∶2B．乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等C．乙烯能与Br2的CCl4溶液发生加成反应，且1mol乙烯完全加成需消耗1molBr2D．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析碳氢个数比为1∶2，是对乙烯的组成分析，而不是证明碳碳双键存在的事实，A不能证明；乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等，只能推断出乙烯分子中碳、氢原子个数比为1∶2，B不能证明；1mol乙烯完全加成需要消耗1molBr2，说明乙烯分子中含有一个碳碳双键，C正确；能使酸性高锰酸钾溶液褪色只能证明有机物具有还原性或含有不饱和键，不一定含有碳碳双键和只含有一个碳碳双键，D不正确。答案C7．由乙烯的结构和性质推测丙烯(CH2=CH—CH3)的结构或性质正确的是()A．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．不能在空气中燃烧C．能使溴的四氯化碳溶液褪色D．与HCl在一定条件下能加成并只得到一种产物解析丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构，性质有相似之处。丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错；丙烯与乙烯的元素组成是相同的，可以燃烧，B错；丙烯也能和溴单质发生加成反应，C正确；乙烯与HCl加成只生成一种产物一氯乙烷，但是由于CH2=CH—CH3与HCl加成，氯原子连接的位置有两种情况，加成产物也应该有两种产物，即Cl—CH2—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3，它们互为同分异构体，但不是同一种物质，D错。答案C8．下列有关乙烯燃烧的说法中正确的是()A．乙烯燃烧时的现象与H2燃烧时的现象完全一致B．乙烯燃烧放出大量的热，可以作为燃料C．在常温常压下将乙烯与过量的氧气混合后点燃，燃烧前后混合气体的体积不变D．乙烯燃烧时产生等质量的水和CO2解析乙烯燃烧有明亮火焰并伴有黑烟，与H2燃烧现象不同，A错；只有在高于100℃时水为气体，这时乙烯燃烧前后混合气体体积才不变，若在常温下，燃烧后气体的体积减小，C错；乙烯燃烧时产生等物质的量的水和二氧化碳，D错。答案B9．1molCH2=CH2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的总物质的量是()A．3mol B．4molC．5mol D．6mol解析1molCH2=CH2与1molCl2反应生成1molCH2ClCH2Cl，而1molCH2ClCH2Cl与4molCl2反应生成1molCCl3CCl3和4molHCl，则两个反应中共消耗5molCl2。答案C10．甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。甲烷分子中的四个氢原子都被乙烯基(CH2=CH—)取代得到的产物的结构如图所示。下列对所得分子的描述中不正确的是()A．分子式为C9H12B．1mol此分子在一定条件下最多能与4molH2发生加成反应C．所有碳原子都在同一平面上D．此物质属于烯烃类物质解析根据结构简式可直接数出碳、氢原子的数目，从而得出分子式为C9H12，A正确；1mol该分子含4mol碳碳双键，故可与4molH2发生加成反应，B正确；因含碳碳双键，且只含有C、H两种元素，因此属于烯烃，D正确；甲烷分子中四个氢原子被四个—CH=CH2取代后，其正四面体的基本结构不变，C错误。答案C[能力练]11．请回答下列问题：(1)根据你所学过的有机化学反应类型，对下列反应进行分类。①用乙烯与氯化氢制氯乙烷②乙烷在空气中燃烧③乙烯使溴水褪色④乙烯使酸性KMnO4溶液褪色⑤乙烷和氯气在光照条件下反应其中属于取代反应的是________；属于加成反应的是________；属于氧化反应的是________。(2)既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯，得到纯净乙烷的方法是________。a．混合气体通过盛足量的酸性KMnO4溶液的洗气瓶b．混合气体通过盛足量Br2的CCl4溶液的洗气瓶c．混合气体在一定条件下通入H2d．混合气体在一定条件下与适量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)石油是工业的血液，主要是由多种烃组成的混合物。①通常用于衡量一个国家石油化工发展水平的标志是________。a．石油的产量b．乙烯的产量c．天然气的产量d．汽油的产量②工业上获得乙烯的主要方法是________。③石油分馏可得到沸点依次________(填“升高”或“降低”)的石油气、汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青等多种产品。石蜡属于烷烃，用氯气漂白后燃烧时放出HCl气体，这是由于石蜡漂白时与氯气发生________(填“取代”或“加成”)反应。(5)一瓶无色气体，可能含有CH4和CH2=CH2或其中的一种，与一瓶Cl2混合后光照，观察到黄绿色逐渐褪去，瓶壁有少量无色油状小液滴。①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4，你认为是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是__________________________。②上述实验可能涉及的反应类型有_____________________________。解析(1)乙烯与HCl制取氯乙烷及乙烯与溴水中的Br2均发生加成反应；乙烷燃烧被氧化为CO2、乙烯被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，二者是氧化反应；乙烷与Cl2反应属于取代反应。(2)乙烷不能使酸性KMnO4溶液及Br2的CCl4溶液褪色，乙烯能使酸性高锰酸钾溶液及Br2的CCl4溶液褪色；可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙烷和乙烯，但酸性高锰酸钾溶液将乙烯氧化为CO2，引入新的杂质CO2，a不可行；若在一定条件下通入氢气，虽可将乙烯转变为乙烷，但不能检验出乙烯，且通入氢气的量不易控制，很难得到纯净的乙烷，c不可行；因为乙烷不和溴水反应，而乙烯能和溴发生加成反应而使Br2的CCl4溶液褪色，且生成的CH2Br—CH2Br为液体，气液分离，b可行。(4)①乙烯的发展带动了以石油为原料的石油化工的发展，因此乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。②以石油分馏产品为原料进行裂解得到乙烯、丙烯等小分子烃。③石油气、汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青中的碳原子个数依次增加，沸点依次升高。石蜡主要成分是烷烃，所以它与氯气发生取代反应，生成的氯代产物在燃烧时产生HCl气体。(5)CH4在光照条件下与Cl2通过取代反应生成的液态产物为CH2Cl2、CHCl3、CCl4；C2H4与Cl2通过加成反应生成液态有机物CH2ClCH2Cl，因此不能确定是否含有CH4。答案(1)⑤①③②④(2)b(3)提高汽油等轻质油的产量与质量得到乙烯、丙烯等气态短链烃(4)①b②石油裂解③升高取代(5)①不正确因为CH2=CH2也可以与Cl2发生加成反应，而使黄绿色逐渐褪去，生成的CH2ClCH2Cl也是油状液体②取代反应、加成反应12．现有A、B、C、D四种烃，其球棍模型如图所示，代表H原子，代表C原子，请回答下列问题：(1)写出四种物质的结构简式：A__________________、B________________、C__________________、D__________________，说出B、C结构上的两点差异：①_________________________________________________________________；②_______________________________________________________________。(2)将B通入溴水和酸性KMnO4溶液中，二者反应类型分别为________、________，为了鉴别B和C，并除去C中混有的少量B气体，可将混合气体通过装有________(填试剂名称)的洗气瓶。(3)为了安全，点燃D前应________，D燃烧时的实验现象为_______________________________________________________，写出D与Br2的CCl4溶液反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________________。(4)等质量的上述四种烃，完全燃烧时耗O2最多的是________，生成H2O最多的是________(填分子式)。(5)B完全燃烧后，产物H2O、CO2的物质的量之比为________，0.1mol某烃在足量的O2中完全燃烧，生成CO2和水各0.6mol，则该烃的分子式为________。(6)上述四种烃中在120℃、1.01×105Pa条件下，与足量的O2混合点燃，完全燃烧前后气体体积没有变化的烃是________(填分子式)。解析(4)等质量的烃(CxHy)完全燃烧耗O2量由eq\f(y,x)决定，生成CO2的量由C的质量分数决定，生成H2O的量由H的质量分数决定，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原子个数之比为1∶2，所以C2H4完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。0.1mol某烃在足量的O2中完全燃烧，生成CO2和水各0.6mol，则该烃分子中含有6个C原子和12个H原子，分子式为C6H12。(6)CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，烃CxHy在120℃、1.01×105Pa条件下，反应前后气体体积不变，则1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，则y＝4，CH4、C2H4符合条件。答案(1)CH4CH2=CH2CH3CH3CH3—CH=CH2乙烷中有碳碳单键，乙烯中有碳碳双键乙烯为平面结构，乙烷为空间立体结构(2)加成反应氧化反应Br2的CCl4溶液(3)验纯火焰明亮并伴有黑烟CH3—CH=CH2＋Br2→CH3CHBrCH2Br(4)CH4CH4(5)1∶1C6H12(6)CH4、C2H413．Ⅰ.如图是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质实验装置，反应原理为CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，回答下列问题：(1)图1中仪器①、②的名称分别为________、________。(2)收集乙烯气体最好的方法是_________________________________________。(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如图2)，溶液的颜色很快褪去，该反应属于________(填反应类型)，反应的化学方程式为______________________________。Ⅱ.实验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。试回答下列问题：(1)图中①、②、③、④装置盛放的试剂是下列中的(将正确选项填入横线中)：①________；②________；③________；④________。A．品红溶液B．氢氧化钠溶液C．浓硫酸D．酸性高锰酸钾溶液(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是_________________________________________________________________________________________________。(3)使用装置②的目的是_________________________________________。(4)使用装置③的目的是________________________________________。(5)证明含有乙烯的现象是_________________________________________________________________________________________________。解析乙烯和二氧化硫都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，但乙烯不与氢氧化钠溶液反应，也不与品红溶液反应，利用氢氧化钠溶液来除去二氧化硫，用品红溶液是否褪色来检验二氧化硫的存在以及是否除尽，除尽二氧化硫后，才能用酸性高锰酸钾溶液来证明乙烯的存在。答案Ⅰ.(1)温度计烧瓶(或圆底烧瓶)(2)排水集气法(3)加成反应CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH