实验09甲烷乙烯的化学性质（原卷版）

【同步实验课】甲烷、乙烯的化学性质0101实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟【实验目的】1.探究甲烷与氯气的取代反应。2.了解并掌握乙烯的氧化反应和加成反应。【实验原理】室温、无光照时；甲烷与氯气不发生反应；光照时，甲烷与氯气发生反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢。CH4+Cl2CH3Cl+HCl

CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl

CHCl3+Cl2CCl4+HCl乙烯与溴发生加成反应，能与酸性高锰酸钾溶液、氧气发生氧化反应【实验试剂】乙烯、氯气、溴的四氯化碳溶液、石灰水、饱和食盐水、酸性高锰酸钾溶液【实验仪器】量筒（50ml）、试管、玻璃导管、铁架台（带铁夹）、酒精灯、胶皮管、集气瓶【实验一】甲烷与氯气发生取代反应实验操作图解操作实验现象实验结论1.取2支50mL的量筒，通过排饱和食盐水的方法先后各收集约10mL甲烷和40mL氯气。其中1支量筒用预先准备好的黑色纸套套上，另1支量筒放在光亮处（不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸)。片刻后，比较2支量筒中的现象。1.50mL甲烷和氯气混合气。2.反应中液面上升3.出现油状液体1.甲烷氯气混合气2.黑纸套住3.液面未上升4.量筒内未出现明显现象试管内气体黄绿色逐渐变浅，试管内壁有油状液体出现，且试管内液面上升。

试管内无明显变化。

【实验二】乙烯的化学性质实验操作图解操作实验现象实验结论1.点燃纯净的乙烯，观察燃烧时的现象。在燃烧后的集气瓶中倒入少量澄清石灰水，观察现象。2.将乙烯通入到盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中，观察现象。3.将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中，观察现象。1.点燃集气瓶中的甲烷2.甲烷燃烧3.倒入少量石灰水4.石灰水变浑浊1.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液1.乙烯通入溴的四氯化碳溶液甲烷在空气中燃烧，发出明亮的火焰，并有黑烟出现。倒入澄清石灰水出现浑浊。紫色褪去溴的四氯化碳溶液褪色问题与讨论：1．Cl2与CH4反应生成了哪些产物？物质的量最多的是什么产物？有机产物中哪种产物常温下是气体？2．能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl？为什么？3．0.5molCH4与Cl2在光照下发生取代反应，反应完全后，测得四种有机产物的物质的量相同，则消耗Cl2的物质的量为多少？生成HCl的物质的量为多少？4．你知道青香蕉变熟的原理吗？高锰酸钾硅土为什么能延长水果的保鲜期？5．能否用酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液除去乙烷中的乙烯？为什么？6．乙烯的同系物丙烯能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色吗？为什么？二、规律与方法：1．甲烷与氯气的取代反应2．取代反应和置换反应的比较类别取代反应置换反应实例CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up10(光))CH3Cl＋HClZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑定义有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应反应物一种化合物和另一种化合物或单质一种单质和一种化合物生成物一般生成两种新化合物另一种化合物和另一种单质反应中电子得失不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应一定发生电子转移，一定是氧化还原反应3．乙烯氧化反应的原理探究(1)燃烧反应：C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up10(点燃))2CO2＋2H2O，乙烯中的碳碳键、碳氢键全部被破坏。(2)乙烯与酸性高锰酸钾溶液的反应①乙烯与酸性高锰酸钾反应时，碳碳双键被破坏，乙烯被氧化为二氧化碳，MnOeq\o\al(－,4)被还原为无色的Mn2＋。②应用：高锰酸钾溶液可用于鉴别乙烷和乙烯，但不能用于除去乙烷中的乙烯。4．乙烯加成反应、加聚反应的原理分析(1)乙烯加成反应的示意图(以乙烯与溴加成为例)(2)乙烯加聚反应的示意图CH2=CH2＋CH2=CH2＋CH2=CH2＋……eq\o(→,\s\up10(催化剂))—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—……(3)乙烯与常见物质的加成反应X2或XY反应条件主要产物应用Br2溴的四氯化碳溶液CH2BrCH2Br鉴别甲烷和乙烯HCl催化剂加热CH3CH2Cl制取纯净的氯乙烷H2O高温、高压和催化剂CH3CH2OH制取乙醇n个CH2=CH2催化剂(在一定条件下)聚乙烯制备聚乙烯注意：乙烯的氧化反应，加成反应是因为含，故含的有机物具有与乙烯相似的化学性质。三、深度剖析：1．烷烃的化学性质烷烃的化学性质和甲烷相似，通常情况下不与强酸、强碱以及强氧化剂发生反应，都不能使酸性高锰酸钾溶液以及溴水褪色。(1)在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n＋2＋X2eq\o(→,\s\up10(光))CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。(2)链状烷烃的燃烧反应。CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up10(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O2．烷烃与Cl2的取代反应(1)反应条件：光照(漫散光照射，不用太阳光直射，以防爆炸。)(2)生成产物的种类很多，烷烃碳原子越多，产物越多，但HCl最多。(3)反应特点：①连锁反应：烷烃中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。②数量关系：每取代1mol氢原子，消耗1molCl2，生成1molHCl。即：。【典例01】实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是A． B． C． D．【典例02】（2023下·四川成都·高一成都七中校考期末）下列关于乙烯及其相关反应产物的说法正确的是A．聚乙烯能使溴水褪色B．乙烯与Br2加成可生成CH3CH2BrC．乙烯与溴水、酸性高锰酸钾溶液的反应现象及原理相同D．可用酸性高锰酸钾溶液区分甲烷和乙烯1．（2022下·辽宁·高一统考学业考试）已知乙烯可发生反应：nCH2=CH2(聚乙烯)。下列叙述正确的是A．聚乙烯是纯净物B．聚乙烯分子中含有碳碳双键C．是聚乙烯的单体D．该反应的反应类型为取代反应2．（2022下·辽宁·高一统考学业考试）下列关于乙烯的叙述错误的是A．在相同条件下，密度比空气略大B．在空气中燃烧时火焰明亮且伴有黑烟C．是一种植物生长调节剂，可用于催熟果实D．其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平3．（2022·广东·高二统考学业考试）用如图装置除去CH4中的少量C2H4，溶液a为A．稀盐酸 B．NaOH溶液 C．饱和食盐水 D．溴的CCl4溶液4．（2023下·湖南长沙·高一统考学业考试）下列物质中，能用溴水除括号中的杂质的是A．乙醇(水) B．乙酸(盐酸) C．乙烷(丙烷) D．甲烷(乙烯)5．（2023·广东·高三学业考试）下列关于乙烯与Br2发生加成反应的说法，正确的是A．乙烯中含有离子键 B．Br2是共价化合物C．反应中有非极性键断裂 D．产物中只含有极性键6．（2023·四川·高二统考学业考试）下列有关乙烯的说法错误的是A．无色气体 B．与酸性高锰酸钾溶液不反应C．能使溴的四氯化碳溶液褪色 D．一定条件下能发生加成聚合反应7．（2023下·山东青岛·高一青岛二中校考期末）实验室利用如图所示的装置进行甲烷与氯气的混合气体在光照下反应的实验(忽略氯气在水中的溶解)，左侧充入V(CH4)：V(Cl2)=1：4光照下反应一段时间后，下列说法错误的是A．玻璃管起平衡气压作用，一段时间后，U形管右端的液面降低B．一段时间后U形管内溶液中c(Na+)：c(Cl)=1：1C．若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成D．若无甲烷剩余，且生成的四种有机取代物物质的量比值为1：2：3：4，则氯气的转化率为75%8．（2023下·湖南长沙·高一湖南师大附中博才实验中学校考期末）某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应，设计如图装置，下列说法错误的是A．实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷B．装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用C．装置C经过一段时间的漫射光照射后，生成的产物有4种D．装置D能起到防倒吸的作用9．（2023下·安徽宣城·高一统考期末）由和组成的混合气体在光照下反应生成四种氯代产物，其沸点如下表所示。利用如图实验装置对液态氯代产物进行分离，下列叙述错误的是氯代产物沸点/℃39.861.276

A．毛细玻璃管有平衡气压兼搅拌的作用 B．可用热水浴加热，便于控制温度且受热均匀C．分离氯仿控制温度范围： D．冷凝管水流方向为b进a出10．（2023下·北京大兴·高一统考期末）下列实验现象因发生加成反应而产生的是

A．试管内壁上有油状液滴B．溴的四氯化碳溶液褪色C．酸性高锰酸钾溶液褪色D．右侧试管有无色油状液体生成A．A B．B C．C D．D1．（2021·湖南·统考高考真题）为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．含有的中子数为B．溶液中含有的数为C．与在密闭容器中充分反应后的分子数为D．和(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为2．（2023下·湖南郴州·高一统考学业考试）下图是球棍模型表示的某有机反应，该反应类型为A．取代反应 B．加成反应 C．加聚反应 D．酯化反应3．（2023·江苏南京·高二南京师范大学附属扬子中学校考学业考试）下列属于加成反应的是A．CH2=CH2+H2OCH3CH2OHB．CH4+Cl2CH3Cl+HClC．2CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2OD．2CH3CH2OH＋2Na2CH3CH2ONa+H2↑4．（2022下·广西南宁·高一校考期中）甲烷分子具有正四面体形空间结构(如图)。下列有关描述，不正确的是A．C原子是正四面体的中心B．4个CH键的长度相等C．4个CH键的强度相同D．CH键间的夹角不相等5．（2020·山西·高二统考学业考试）如图所示，将盛有甲烷和氯气混合气体的大试管倒立于饱和食盐水中，放置在光亮处(避免日光直射)。有关该实验的说法错误的是A．试管内的反应是加成反应B．试管内壁会产生油状液滴C．该反应的生成物是混合物D．试管内的液面会逐渐上升6．（2023·湖北·高二统考学业考试）甲烷和乙烯等有机物是重要的化工原料。下列可以用来鉴别甲烷和乙烯的试剂是A．