专题3 第一单元　脂肪烃的性质及应用 第3课时　脂肪烃与石油化工（共69张ppt）

(共69张PPT)
第3课时
DISANKESHI
石油的分馏 / 石油的裂化与裂解 / 课时对点练
脂肪烃与石油化工
专题3
核心素养
发展目标
1.能从宏观与微观相结合的角度认识石油的组成，理解石油分馏的原理及主要产品的成分。
2.通过对烷烃的裂化、裂解原理的分析，认识石油加工的方法，判断石油化工产品的重要应用。
内容索引
一、石油的分馏
二、石油的裂化与裂解
课时对点练
石油的分馏
一
1.石油的物理性质和成分
(1)颜色状态： 色至 色的黏稠液体。
(2)组成：主要是由 、 和 组成的混合物。其成分主要是 、 、 。
2.天然气的成分
天然气主要成分是 ，有些地区的天然气中则含有 、 和
等。
黄绿
黑褐
气态烃
液态烃
固态烃
烷烃
环烷烃
芳香烃
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
3.石油的分馏
(1)原理：对石油加热，使其汽化，然后按烷烃 的不同，分离出不同的馏分。
(2)分类：分馏根据所需要的馏分不同，可以分为 和 。
①常压分馏所得的馏分的主要成分是 等，这些馏分中烃的沸点相对较低，分子中所含碳原子数较少。常压分馏中未被蒸发的剩余物质叫做 。
沸点
常压分馏
减压分馏
石油气、汽油、煤油、轻柴油
重油
②减压分馏是利用低压时液体的 降低的原理，使重油中各成分的沸点降低而进行分馏，避免高温下有机物的炭化。减压分馏能把常压分馏得到的重油中的烃进行分离。在压强较低时，重油中的烃会在较低温度下汽化，避免了升高温度带来的使烃分解和损害设备等情况。减压分馏可以得到 等馏分，未被汽化的剩余物质为 。
沸点
重柴油、润滑油、石蜡、燃料油
沥青
(1)石油属于可再生矿物能源(　　)
(2)石油只含有碳、氢、氧三种元素(　　)
(3)石油分馏的产品均是纯净物，且都能与溴水发生加成反应(　　)
(4)天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应做到安全规范的操作(　　)
(5)石油和天然气是脂肪烃的主要来源，其主要成分为烷烃和烯烃(　　)
(6)石油中含有C5～C12的碳氢化合物，可以通过石油的分馏得到汽油
(　　)
×
正误判断
×
×
√　
×
√
分馏与蒸馏的相同点与不同点有哪些？
深度思考
提示　蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂的目的。被蒸馏的混合物中至少有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质越纯。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。常见的实验有蒸馏水的制取。
分馏：对多组分的液体混合物在控温条件下先后、连续进行两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂的目的。常见的实验有石油的分馏。
应用体验
1.石油减压分馏的目的是
A.使高沸点的重油进一步分离
B.得到更多的重油
C.分离得到汽油、煤油等轻质油
D.得到高质量的汽油
√
石油分馏有常压分馏和减压分馏两种，减压分馏的目的是使高沸点的重油进一步分离。
2.能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是
A.点燃，能燃烧的是矿物油
B.测定沸点，有固定沸点的是矿物油
C.加入水中，浮在水面上的是地沟油
D.加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油
√
地沟油和矿物油都可以燃烧，所以点燃不能区别，A项错误；
二者都为混合物，均没有固定的沸点，不能区别，B项错误；
二者都不溶于水，且密度都比水小，不能区别，C项错误；
地沟油的主要成分是油脂，加入足量氢氧化钠溶液共热，油脂可以水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油，而矿物油不与氢氧化钠溶液反应，故不分层的是地沟油，分层的是矿物油，现象不同，能区别，D项正确。
3.某同学设计了如图装置进行石油的分馏实验，回答下列有关问题：
(1)指出实验装置中仪器A、B、D的名称。
A：__________，B：____________，D：________。
锥形瓶
蒸馏烧瓶
直形冷凝管
(2)指出该同学所设计的实验装置中存在的错误，并给予改正。
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
_____________。
①温度计的水银球位置错误，温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口水平位置
②冷凝管进出水方向错误，应该为“下进上出”
返回
石油的裂化与裂解
二
1.石油的裂化
(1)原理：使 的烃在高温下发生反应生成 。属于____
变化。
(2)目的： 。
(3)分类： 裂化和 裂化。
(4)裂解：与裂化原理相同，由 生产 ，又称 裂化。裂解的目的：得到以“三烯”( 、 、丁二烯)为主的短链不饱和烃，为石油化工提供原料。其中 的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。
较长碳链
短碳链烃
化学
提高汽油、煤油等轻质油的产量
热
催化
轻质油
气态烯烃
深度
乙烯
丙烯
乙烯
2.催化重整和加氢裂化
(1)目的：提高 品质。
(2)产品：催化重整是工业上获得 的主要途径。
3.环境保护
石油化工，科学家正在积极探索“ 、 ”的绿色化学工艺，开发对环境友好的产品、控制设备和仪器。
汽油等轻质油
芳香烃
全合成
零排放
(1)石油的加工中，催化重整和加氢裂化等工艺主要目的都是为了提高汽油等轻质油的品质(　　)
(2)石油通过常压分馏、减压分馏获得的汽油比催化重整后的汽油品质高
(　　)
(3)裂化汽油可以作为萃取碘水的萃取剂(　　)
(4)石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化(　　)
(5)轻质油的裂解也称为深度裂化，目的是获得质量更高的汽油(　　)
√
正误判断
×
×
√
×
1.直馏汽油与裂化汽油都属于汽油，其成分是否一样？
深度思考
提示　不一样。直馏汽油是石油分馏的产物，一般为饱和烃，裂化汽油是石油催化裂化的产物，含有不饱和烃。
2.裂化与裂解的原理相同，其目的也相同吗？
提示　裂化与裂解的原理相同，但目的不同。裂化的目的是为了提高从石油中得到的汽油等轻质油的产量；裂解的目的是为了得到气态烯烃。
深度思考
应用体验
1.下列有关裂化与裂解的叙述正确的是
A.两者的原料均是石油的分馏产品重油
B.两者都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程
C.两者都是为了得到气态烃
D.前者是为了提高汽油的质量，后者是为了提高汽油的产量
√
裂化的原料是重油，产品是汽油；而裂解的原料是轻质油，产品是气态烃。
2.2001年国家科技部“863”计划和中国科学院联合启动了“煤制油”重大科技项目，对缓解石油危机有深远的影响，目前比较成熟的两个途径：一是煤制甲醇，二是煤制混合烃。
(1)煤制甲醇进而制乙烯、丙烯的步骤如下，试写出各步反应的化学方程式：
①煤气化生成CO和H2： 。
②在一定条件下CO和H2合成甲醇： _____ 。
③甲醇在一定条件下合成乙烯： 。
④甲醇在一定条件下合成丙烯：__________________________________
________。
试写出上述转化中的优缺点：
优点： 。
缺点： 。
＋3H2O
可以实现“无污染、零排放”，对环境友好
煤气化会耗费大量能源，是用一种资源替换另一种资源
(2)煤在一定条件下制混合烃。
首先是将煤转化为“合成气”(CO和H2)，然后在一定条件下合成汽油(混合烃)。
其反应机理如下：
试写出下列反应的总化学方程式：
①H2少时，H2和CO合成CH2==CH2：______________________________
_________。
＋2H2O
②H2足量时： _ 。
为实现“全合成，零排放”的绿色化学工艺，试提出一条以水和生
物可再生燃料(主要元素为C、H、O)为原料生产汽油的合成工艺
________________________________________。
归纳总结
1.石油炼制的三种工艺比较
石油炼制 的方法 分馏 裂化与裂解 催化重整
常压 减压 主要原料 原油 重油 重油、轻质油 链状烃及环状烃(n≥6)
目的 将原油分离成轻质油 将重油充分分离，并防止炭化 裂化是提高轻质油的产量和质量，裂解生产气态烯烃 获取芳香烃
归纳总结
主要 产品 汽油、煤油、轻柴油、重油、石油气 重柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青 汽油、丁二烯、乙烯、丙烯等 、
归纳总结
2.直馏汽油与裂化汽油的区别与鉴别
原油直接分馏得到的汽油为直馏汽油，重油通过裂化分解可得到裂化汽油，直馏汽油与裂化汽油的区别与比较如下：
主要化学成分 燃烧质量 鉴别方法
直馏汽油 一般是C5～C12的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定 差，爆震性强 能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油
裂化汽油 含有较多的C5～C12的烯烃，性质活泼 好，爆震性弱 返回
课时对点练
题组一　石油的分馏
1.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
√
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分馏是根据物质沸点的不同进行物质分离的一种方法，但石油的分馏产物往往都是混合物，D不正确；
在分馏过程中沸点低的首先被分离出来，沸点低的馏分在最高处，A、B错误；
其沸点高低顺序为c＞b＞a，而相对分子质量越大，沸点越高，C正确。
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2.从石油分馏得到的固体石蜡，用氯气漂白后，燃烧时会产生含氯元素的气体，这是由于石蜡在漂白时与氯气发生了
A.加成反应 B.取代反应
C.聚合反应 D.催化裂化反应
√
石蜡主要成分为烷烃，用氯气漂白时，烷烃和Cl2发生了取代反应生成氯代烃。
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3.近年来我国部分地区陆续发现了“毒油”，如吉林市卫生防疫部门一次查获“毒油”178.3 t。所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不宜食用。下列有关说法正确的是
A.汽油是纯净物，有固定的沸点
B.汽油只能由石油分馏得到
C.可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油
D.汽油中烃分子内所含碳原子数为5～12
√
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汽油为碳原子数5～12的烃的混合物，它可通过石油的分馏或裂化制得，汽油能与植物油混溶。
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4.某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在启动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是
A.酒精 B.汽油
C.柴油 D.液化石油气
√
汽油的主要成分为C5～C12的碳氢化合物，柴油的主要成分为C15～C18的碳氢化合物，碳原子数越多，其中碳的质量分数越大，多发生不完全燃烧而产生黑烟。故排出黑烟的卡车所用的燃料为柴油。
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题组二　石油的裂化和裂解
5.石油加工成乙烯的方法是
A.分馏 B.蒸发
C.催化氧化 D.裂解
√
裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量。裂解是深度裂化以获得短链不饱和烃(主要为乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃)为主要成分的石油加工过程。
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6.关于石油的炼制，下列说法不正确的是
A.通过石油的分馏可以得到汽油、煤油、柴油等产品
B.石油进行裂化的主要目的是提高汽油的产量
C.石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气体，因为它们是重要
的化工原料
D.石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化
√
石油的分馏是物理变化，石油的裂化和裂解是化学变化。
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7.下列叙述不正确的是
A.天然气和沼气的主要成分都是甲烷，燃烧天然气较环保
B.石油通过常压分馏、减压分馏得到的汽油比催化重整后的汽油品质高
C.重油通过裂化可获得大量的轻质油
D.轻质油的裂解也可称为深度裂化，目的是为了获得大量的气态不饱和烃
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天然气和沼气的主要成分都是CH4，天然气中含硫元素的量很少，所以天然气在空气中燃烧，产生SO2污染物的量也少，A正确；
催化重整的目的就是为了提高轻质油的品质，B不正确；
重油的裂化就是为了解决石油分馏轻质油产量不高而采取的措施，C正确。
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8.已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如下表：
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裂化汽油 直馏汽油
烷烃、烯烃 烷烃、环烷烃、芳香烃
为使溴从溴水中萃取出来，可选用萃取剂，下列物质因与溴发生加成反应而不能作为萃取剂的是
A.酒精 B.直馏汽油
C.裂化汽油 D.四氯化碳
√
选择萃取剂应注意：(1)与原溶液中溶剂不互溶；
(2)溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，同时不能与被萃取的物质发生反应。裂化汽油中的烯烃能与Br2发生加成反应，C项符合题意。
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9.丁烷催化裂化时，碳链按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的分解率为90%，且裂化生成的两种烯烃的物质的量相等，那么裂化所得气体中密度最小的气体在混合气体中占的体积百分含量约为
A.24% B.30% C.40% D.19%
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丁烷裂化的化学方程式是C4H10 C2H4＋C2H6、C4H10
CH4＋C3H6，设生成甲烷的物质的量是x，则丙烯也是x。由于裂化生成的两种烯烃的物质的量相等，所以乙烯和乙烷的物质的量也都是x，即分解的丁烷是2x。由于丁烷的分解率为90%，所以剩余丁烷的物质的量是 ，所以甲烷在混合气体中占的体积百分含量为
×100% ≈23.68%。
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10.下列说法错误的是
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A.石油主要是由烃组成的混合物
B.①主要发生物理变化
C.②包括裂化、裂解等过程
D.③是加成反应，产物名称是二溴乙烷
√
石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等的混合物，故A正确；
分馏是利用沸点不同进行分离的操作，属于物理变化，故B正确；
裂化、裂解等过程是把长碳链烃转化为短碳链烃，过程中有乙烯生成，所以②包括裂化、裂解等过程，故C正确；
乙烯与溴发生加成反应生成CH2BrCH2Br，所以③是加成反应，CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷，故D项错误。
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11.3 000多年前，我们祖先发现石油，古书记载“泽中有火”，且《梦溪笔谈》第一次记载了石油的用途，并预言“此物必大行于世”。下列说法不正确的是
A.石油主要是由烷烃和烯烃组成的混合物
B.“泽中有火”是指地下流出石油溢到水面而燃烧
C.石油可通过常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等
D.石油通过裂化和裂解可得到轻质油和气态烯烃
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√
石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，不含有烯烃，A错误；
“泽中有火”是指地下的石油流出，在水面上燃烧，B正确；
石油可通过利用烷烃的沸点不同进行常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等，C正确；
石油裂化可得到更多的轻质油，裂解可得到气态烯烃等化工原料，D正确。
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12.(2022·上海期末)如图，甲为石蜡分解装置图，乙为改进后的装置图，乙可明显缩短实验时间。下列说法错误的是
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A.素瓷片的作用是防止暴沸
B.矿渣棉浸透石蜡油的目的是保证产生足够多的气体供后续实验使用
C.酸性KMnO4溶液褪色证明石蜡油分解产生的气体发生了氧化反应
D.乙的优点是反应物与催化剂充分接触，酒精灯火焰集中
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A项，石蜡油的蒸气经过热的素瓷片后发生了裂化反应，则素瓷片是石蜡油裂化的催化剂，不具备防暴沸作用，错误；
B项，矿渣棉浸透石蜡油，则负载的石蜡油越多，通过素瓷片的石蜡蒸气就越多，催化裂化产生的不饱和烃越多，正确；
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C项，酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化不饱和的烯烃，所以酸性KMnO4溶液褪色证明裂解气体发生了氧化反应，正确；
D项，二氧化锰粉末与石蜡油形成糊状，使接触面积增大，并且酒精灯上加防风罩可使火焰集中、提高加热温度，均能使反应速率加快，正确。
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13.(2021·济南检测)中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂，实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油，其过程如图。
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下列有关说法正确的是
A.在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2＋H2===CO＋H2O
B.中间产物Fe5C2的生成是实现CO2转化为汽油的关键
C.催化剂HZSM-5能提高汽油中芳香烃的平衡产率
D.该过程，CO2转化为汽油的转化率高达78%
√
A项，在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2―→CO，同时生成Fe5C2，错误；
B项，中间产物Fe5C2上发生CO转变成烯烃的反应，所以是实现CO2转化为汽油的关键，正确；
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C项，催化剂HZSM-5可以提高反应速率，但是不能使平衡移动，故不能提高平衡产率，错误；
D项，由图可知，是生成了含有78%的汽油，而不是CO2转化为汽油的转化率为78%，错误。
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14.某研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了CO2直接加氢制汽油的过程。其转化过程如图所示：
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下列说法正确的是
A.反应①的产物中含有水
B.反应②为化合反应
C.所制得汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物
D.这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气不含氮氧化物
√
根据质量守恒定律可以判断反应①的产物中含有水，故A正确；
反应物CO含有氧元素，而生成物(CH2)n不含有氧元素，所以反应②不可能为化合反应，故B错误；
所制得汽油的主要成分是烃，故C错误；
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在燃烧产生的高温条件下，N2＋O2 2NO，所以这种人造汽油用作汽车的燃料时与其他燃料一样，汽车尾气中都含有氮氧化物，故D错误。
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15.使用催化剂可极大地降低我国石油化工产品的成本。
(1)使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是________________
_____________________。
(2)“绿色化学工艺”的理想状态是反应物中原子利用率为100%。工业上，通过绿色化学工艺用CO、CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2===C(CH3)COOCH3，该不饱和脂肪链烃的分子式为______。
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(或碳原子数较少的烃)
轻质油和气态烯烃
C3H4
根据原子守恒，不饱和脂肪链烃的分子式为C3H4。
(3)科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂，探究不同催化剂对石油裂解反应的催化性能。
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①该探究实验的条件控制非常重要，检测装置中选择的检测试剂为________________________，其必须注意的问题是__________________
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在每次实验中均相等
溴水或酸性高锰酸钾溶液
试剂的浓度、体积
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检测试剂的选择应该考虑到产物的性质，石油裂解产物中含烯烃，用溴水或酸性高锰酸钾溶液进行检验，探究催化剂对反应催化性的影响需控制变量，即单一变量，所以用试剂浓度、体积均应相同。
②从安全的角度考虑，本实验尾气处理的方法是____________________。
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将剩余气态有机物点燃
16.某同学为了探究石油的分解原理和探究产品的性质，设计了如图的实验装置。该同学在试管①中加入石蜡油和氧化铝；试管②放在冷水中；试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水。
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经测定进入试管③的物质为气态，其中有机物A为
16电子分子，在标准状况下的密度为1.25 g·L－1。请回答下列问题：
(1)下列有关说法中不正确的是______(填字母)。
A.由石油经过一系列转化后可以得到工业酒精
B.相同质量的有机物A和甲烷完全燃烧后产生水的
质量相同
C.有机物A在一定条件下能与溴化氢发生加成反应
D.试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水褪色原理相同
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BD
有机物A的摩尔质量为22.4 L·mol－1×1.25 g·L－1
＝28 g·mol－1，设A的分子式为CxHy，则12x＋y
＝28,6x＋y＝16，解得x＝2，y＝4，故A为C2H4。
A中将石油的分馏产品进行催化裂化后可得到乙
烯，乙烯在一定条件下与H2O发生加成反应可得
乙醇；
B中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产生水的质量不同；
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C中乙烯分子中含有碳碳双键，在一定条件下与HBr发生加成反应；
D中乙烯与Br2反应属于加成反应，与酸性KMnO4溶液反应属于氧化反应，二者原理不同。
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(2)取少量试管②中的液体，滴入盛有溴水的试管
中，现象：_________，反应类型是__________。
由于试管②中的液体含有不饱和烃，滴入盛有溴水的试管中会发生加成反应，使溴水褪色。
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溴水褪色
加成反应
(3)请你评价该同学所设计的装置可能存在的问题__________________________________________
(写出两点即可)。
仔细观察该装置可以发现，试管①中所加石蜡油过多，加热时易使液体直接排入试管②中。由于乙烯易与溴水或酸性KMnO4溶液反应，导致装置中的气压迅速下降，产生倒吸现象。
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试管①中的液体进入试管②中；产生倒吸现象
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专题3