2.2 烯烃 炔烃 课后训练
一、单选题
1.苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”这里的“气”是指( )
A.甲烷 B.乙烯 C.氧气 D.二氧化碳
2.下列有机化合物存在顺反异构的是( )
A.CH2=CH2 B.CH2 =CHCH3
C.CH2 = CHCH2CH3 D.CH3CH= CHCH2CH2CH3
3.下列关于乙烯的结构与性质的叙述,错误的是( )
A.乙烯分子中6个原子都在同一平面内
B.乙烯与酸性KMnO4溶液发生加成反应能使其褪色
C.乙烯分子没有同分异构体
D.乙烯分子的一氯代物只有一种结构
4.化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.乙烯可用于催熟果实
B.碳纳米材料是一类新型有机高分子材料
C.盐卤点豆腐利用了蛋白质聚沉的原理
D.用于医用口罩中无纺布的聚丙烯,其合成原料来源于石油化工产品
5.以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是石油化工领域的核心产品,也是重要的基础有机化工原料,如图是一种新型合成低碳烯烃的工艺流程。有关说法正确的是( )
A.上述工艺流程体现了“绿色化学”的理念
B.CH4转化为CH3Cl的过程中发生了加成反应
C.低碳烯烃可在石油分馏过程中获取
D.该工艺流程中,HCl和CH3Cl均为催化剂
6.下列实验操作或装置正确的是( )
① ② ③ ④
A.利用①所示装置证明了乙炔能使溴水褪色
B.利用②所示装置制取乙烯
C.利用③所示装置可以比较 、 、S的氧化性
D.利用④所示装置制取并收集干燥纯净的
7.化学与人类生产、生活、社会可持续发展等密切相关。下列说法正确的是( )
A.75%的医用酒精和 84 消毒液都可以有效杀灭新型冠状病毒,将二者混合后使用效果更好
B.现代科技已经能够拍到氢键的“照片”,直观地证实了水分子间的氢键是一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间形成的化学键
C.适量摄入油脂,有助于人体吸收多种脂溶性的维生素
D.《格物粗谈》记载“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”文中的“气”是指二氧化碳
8.《后汉书·郡国志》中记载:“石出泉水……其水有肥,燃之极明,不可食,县人谓之石漆。”《酉阳杂俎》一书:“高奴县石脂水,水腻,浮上如漆,采以膏车及燃灯极明。”下列说法正确的是( )
A.上述材料所说“石漆”“石脂水”是石油,在工业上通过石油分馏得到苯和甲烷等
B.塑料聚乙烯(PE)的单体可以由石油裂解得到
C.聚乙烯可以使溴水褪色
D.三大合成材料分别是合金、合成橡胶和合成纤维
9.有机物W 在工业上常用作溶剂和香料,其合成方法如下:
下列说法正确的是( )
A.N、W 互为同系物
B.M、N、W 均能发生加成反应和取代反应
C.W 能发生皂化反应
D.M 的二氯代物有8种
10.下列反应的化学方程式书写和所对应的反应类型均正确的是( )
A.(稀)氧化还原反应
B. 加成反应
C. 酯化反应
D. 化合反应
11.科学家最近在-100 ℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别,根据分析,绘制了该分子的球棍模型如图所示。下列说法中错误的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.该分子中碳原子的化学环境有2种
C.该分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
D.该分子中只有C—C键,没有 键
12.下列有机物的名称与结构简式均正确的是( )
A.正丁烷:CH2CH2CH2CH2 B.1,2—二溴乙烷:BrCH2CH2Br
C.氯乙烯:CHCl=CHCl D.聚丙烯:
13.烯烃不可能具有的性质有( )
A.能使溴水褪色 B.加成反应
C.取代反应 D.能使酸性KMnO4溶液褪色
14.下列关于有机物的用途,说法错误的是( )
A.甲烷是一种热量高、污染小的清洁能源
B.乙烯最重要的用途是作为植物生长调节剂
C.乙醇是一种很好的溶剂,能溶解多种有机物和无机物
D.酯类物质常用作饮料、糖果、香水、化妆品中的香料
15.下列物质转化常通过加成反应实现的是( )
A. B.CH3CH2OHCH3CHO
C.CH4CH3Cl D.CH2=CH2CH3CH2Br
16.下列由实验得出的结论正确的是( )
选项 实验 结论
A 甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 生成的一氯甲烷具有酸性
B 向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加热4~5min。冷却后向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀 淀粉没有发生水解
C 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 可以用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中的乙烯,并得到于燥纯净的乙烷
D 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明 发生加成反应,产物无色、可溶于四氯化碳
A.A B.B C.C D.D
二、综合题
17.氯乙烷是一种重要的化工产品。以下两个反应均可得到氯乙烷:
①CH3CH3+Cl2→CH3CH2Cl+HCl
②CH2CH2+HCl CH3CH2Cl
(1)①属于 反应;②属于 反应。
A.加成 B.取代 C.氧化
(2)你认为采用哪个方案合理?为什么?
18.现有几种有机物,其球棍模型如图所示,代表H原子,代表C原子,代表O原子,请回答下列问题:
(1)上述有机物中与①互为同系物的是 (填序号)。
(2)鉴别①和②可选用下列试剂中的____(填字母)。
A.稀盐酸 B.溴水
C.氢氧化钠溶液 D.四氯化碳
(3)写出④的两种同分异构体的结构简式 、 。
(4)从成键特点和分子结构两方面分析②、③的差异:a. ;b. 。
(5)⑤中所含官能团的名称为 。
(6)工业上用②与水反应制取⑤,该反应的化学方程式为 ,反应类型为 。
(7)写出⑤在有催化剂和加热的条件下制取乙醛的化学反应方程式 。如图操作 (填“能”或“不能”)制得乙醛。
19.煤的综合利用备受关注。有如下的转化关系,CO与H2不同比例可以分别合成A、B,已知烃A对氢气的相对密度是14,B能发生银镜反应,C为常见的酸味剂。
(1)有机物C中含有的官能团的名称是 。
(2)反应⑤的反应类型为 。
(3)写出③的反应方程式 。
(4)下列说法正确的是______________。(填字母)
A.第①步是煤的液化,为煤的综合利用的一种方法
B.有机物B和C都可以与新制氢氧化铜发生反应
C.有机物C和D的水溶液都具有杀菌消毒作用
D.乙酸乙酯与有机物D混合物的分离,可以用氢氧化钠溶液振荡、静置分液的方法
20.乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛用于生产聚乙烯和氯乙烯。工业上利用乙烷为原料,通过如下反应Ⅰ或反应Ⅱ制得乙烯。回答下列问题:
反应Ⅰ:乙烷直接脱氢的原理:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1
(1)已知C2H6、C2H4、H2的燃烧热△H分别为-1560 kJ/mol、-1411 kJ/mol和-286 kJ/mol,则乙烯脱氢的反应△H1为 kJ/mol。
(2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究了乙烷在催化剂表面脱氢制乙烯的反应,其部分历程如下图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注,TS表示过渡态):
此部分历程中最大的活化能Ea= kJ/mol,该步骤的反应方程式为 。
(3)在压强恒为p的条件下,n(N2):n(C2H6)分别为a、b、c时,乙烷的平衡转化率与温度变化的关系如图2所示,则a、b、c的大小关系为 ;当n(N2):n(C2H6)=1,温度为973 K时,乙烷的转化率为50%,则反应的Kp= 。
反应Ⅱ:CO2氧化乙烷制脱氢的原理C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)
(4)有研究表明CrO3催化CO2氧化乙烷制乙烯的机理可分为两步,其中第一步反应为3C2H6+2CrO33C2H4+Cr2O3+3H2O,则第二步反应为 。
(5)已知CO2氧化乙烷脱氢容易发生副反应:C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2O(g),当n(CO2):n(C2H6)=1:1投料,在923 K和保持总压恒定的条件下,研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响,所得实验数据如下表:
催化剂 C2H6的转化率 CO2的转化率 C2H4的转化率
X 19.0% 37.6% 3.3%
结合具体反应分析,在催化剂X作用下,CO2氧化C2H6的主要产物是 。若想提高C2H4的产率,应当 。
21.
(1)I.乙烯是来自石油的重要的化工原料,乙烯的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
完成下列填空:C4H10和乙烷互为 。
(2)反应①、②、③的反应类型分别为 、 、 。
(3)反应④和反应⑥的反应方程式分别为 、 。
(4)II.反应为工业上合成硫酸的非常重要的一步。
已知该反应在反应过程中体系温度会升高,下列有关说法正确的是____。
A.该反应为吸热反应
B.该催化剂对任何反应均能加快反应速率
C.该反应中,不可能100%转化为
D.保持其他条件不变,升高温度可以增大生成的速率
(5)一定温度下,向体积为的刚性密闭容器中充入和,发生反应:。反应过程中容器内某物质的物质的量浓度随时间变化关系如图所示:
①图中曲线表示的是 (填“”“”或“”)的物质的量浓度随时间的变化,时的转化率为 。
②内,用表示该反应的速率为 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】篮中的木瓜释放出气体,与红柿接触后,未熟的红柿成熟,不再有涩味,说明木瓜产生的气体促进了红柿的成熟,是果实的催熟剂,所以此气体应为乙烯;
故答案为:B。
【分析】依据乙烯具有植物生长调节作用解答。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.乙烯中双键碳原子两端的基团相同,不存在顺反异构,A不符合题意;
B.CH2=CHCH3分子中双键一端碳原子上连两个氢原子,不存顺反异构,B不符合题意;
C.CH2=CHCH2CH3分子中双键一端碳原子上连两个氢原子,不存在顺反异构,C不符合题意;
D.CH3CH=CHCH2CH2CH3分子中双键碳原子两端的基团不同,存在顺反异构,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.烯烃中双键两端的碳原子上连接有2个不同的原子或原子团,有顺反异构,乙烯中双键碳原子两端的基团相同;
B.CH2=CHCH3分子中双键一端碳原子上连两个氢原子;
C.CH2=CHCH2CH3分子中双键一端碳原子上连两个氢原子;
D.CH3CH=CHCH2CH2CH3分子中双键碳原子两端的基团不同。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.乙烯分子是平面结构,乙烯分子中6个原子处于同一平面上,故A正确;
B.乙烯有还原性,能氧化酸性高锰酸钾溶液,而使其褪色,故B错误;
C.乙烯只有一种结构,没有同分异构体,故C正确;
D.乙烯中只有一种氢原子,一氯代物只有一种,故D正确。
故答案为:B
【分析】A.乙烯分子为平面结构;
B.乙烯有还原性;
C.乙烯分子只有一种结构;
D.乙烯中只有一种氢原子。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.乙烯是植物生长调节剂,可以催熟果实,故A不符合题意;
B.碳纳米材料是单质碳,是无机非金属材料,故B符合题意;
C.蛋白质溶液具有胶体的性质,遇电解质溶液会发生聚沉,盐卤点豆腐就是利用了聚沉的原理,故C不符合题意;
D.聚丙烯的单体是丙烯,来源于石油的裂解,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乙烯是植物生长调节剂;
B.碳纳米材料是碳单质,为无机非金属材料;
C.胶体粒子遇电解质发生聚沉;
D.石油裂解得到丙烯,丙烯发生加聚反应制得聚丙烯。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.根据示意图可知反应物是甲烷和氧气,生成物是低碳烯烃和水,水不属于污染物,则上述工艺流程体现了“绿色化学”的理念,A符合题意;
B.CH4转化为CH3Cl的过程中发生了取代反应,B不符合题意;
C.低碳烯烃可在裂解过程中获取,石油分馏过程中不能得到低碳烯烃,C不符合题意;
D.该工艺流程中,HCl为催化剂,CH3Cl为中间产物,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、绿色化学的原则是原子利用率100%,无污染;
B、甲烷只能发生取代反应,无法发生加成反应;
C、石油的裂化和裂解是烃转化为低碳烃的方法;
D、要注意中间产物和催化剂的区别,催化剂为第一反应的反应物,第二反应的生成物,中间产物为第一反应的生成物,第二反应的反应物。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.电石的主要成分为碳化钙,还含有硫化钙等杂质,产生的乙炔气体中混有硫化氢等杂质,硫化氢也能使溴水褪色,干扰乙炔气体的检验,则该装置需要增加一个装有硫酸铜溶液的洗气装置吸收硫化氢气体,防止干扰乙炔气体的检验,故A不符合题意;
B.乙醇与浓硫酸的混合液共热制乙烯时,为防止副反应发生,应使混合液的温度迅速升温至170℃,则温度计水银球应插入混合液中,不能在支管口附近,故B不符合题意;
C.由图可知,浓盐酸与氧化剂高锰酸钾固体反应生成氯气,氯气与还原剂硫化钠溶液反应生成硫,由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氧化性: ,故C符合题意;
D. 的密度比空气小,应该采用向下排空气法收集,不能用向上排空气法收集,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.电石中含有杂质与水反应得到硫化氢气体和磷化氢具有还原性可与溴水作用因该除去再进行验证
B.温度的位置错误
C.利用氧化剂氧化性强于氧化产物的氧化性进行实验
D.收集方式不对
7.【答案】C
【解析】【解答】A.酒精具有还原性,而84消毒液具有强氧化性,将二者混合后发生氧化还原反应,生成乙酸和盐酸,不再具有杀菌作用,A说法不符合题意;
B.现代科技已经能够拍到氢键的“照片”,直观地证实了水分子间的氢键是一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间形成的分子间的作用力,不是化学键,B说法不符合题意;
C.适量摄入油脂,根据相似相溶原理,有助于人体吸收多种脂溶性的维生素,C说法符合题意;
D.《格物粗谈》记载“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”,乙烯具有催熟的效果,则文中的“气”是指乙烯,D说法不符合题意;
答案为C。
【分析】A.酒精具有还原性,次氯酸钠具有氧化性;
B.氢键属于分子间作用力,不属于化学键;
C.油脂中含有多种脂溶性维生素;
D.乙烯的主要作用是促进果实成熟。
8.【答案】B
【解析】【解答】A、苯通过煤的干馏获得,A不符合题意;
B、乙烯是通过石油的裂解获得,B符合题意;
C、聚乙烯中没有不饱和键,不可以使溴水褪色,C不符合题意;
D、三大合成材料是合成树脂、合成橡胶橡胶、合成塑料,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.苯需通过煤的干馏得到;
B.聚乙烯的单体为乙烯,为是由的裂解产物;
C.聚乙烯中不含有碳碳双键;
D.合金不属于合成材料;
9.【答案】B
【解析】【解答】A、N含有官能力为羧基,属于羧酸类,W含有官能团为酯基,属于酯类,不是同系物,选项A不符合题意;
B、M、N、W 三种有机物结构中均含有苯环,均能与氢气发生加成反应,M能够与溴、铁作催化剂发生取代反应生成溴苯,N能与醇发生酯化反应,W能在酸性或碱性环境下发生水解反应,选项B符合题意;
C、高级脂肪酸甘油酯在碱性环境下水解为皂化反应,W不属于高级脂肪酸甘油酯,能够与碱反应,但不是皂化反应,选项C不符合题意;
D、M的二氯代物有:环上有2个氯、1个甲基,这样的有机物有6种,环上有一个CHCl2,只有1种,环上有1个氯、1个CH2Cl,这样的有机物有3种,共计有10种,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据有机物W的合成方法分析。
A、同系物是指结构相似、分子组成相差若干个"CH2"原子团的有机化合物;一般出现在有机化学中,且必须是同一类物质(含有相同且数量相等的官能团)
B、根据有机物所含官能团分析;
C、皂化反应:高级脂肪酸甘油酯在碱性环境下水解;
D、M的二氯代物:可以分情况来讨论,苯环上和取代基上。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.Cu和稀硝酸反应:生成NO,A错误;
B.乙烯和水加成生成乙醇,属于加成反应,B正确;
C.生成物不对,应该是乙酸乙酯,C错误;
D.碳和二氧化硅反应,属于氧化还原反应,D错误。
故答案为:B。
【分析】本题主要考查化学方程式和反应类型,只要掌握常见的化学反应就可以作答此题。
A. 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
B.乙烯和水加成生成乙醇,属于加成反应;
C.乙酸和乙醇反应,生成乙酸乙酯,酸脱羟基醇脱氢,属于酯化反应;
D.碳和二氧化硅反应,属于氧化还原反应,C被氧化成CO,化合价升高,SiO2中的Si被还原成Si单质,化合价降低。
11.【答案】D
【解析】【解答】A.由结构可知X的分子式为C5H4,故A不符合题意;
B.X分子中所有氢原子的化学环境没有区别,结合C能形成4个共价键和碳原子的杂化类型可知,X分子中5个碳原子形成的构型为正四面体,碳原子的化学环境有2种,故B不符合题意;
C.分子中5个碳原子形成的构型为正四面体,两个碳碳双键所在的平面相互垂直,氢原子分布在两个互相垂直的平面上,故C不符合题意;
D.根据C能形成4个共价键,由图可知X分子中既有碳碳单键,又有碳碳双键,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】由球棍模型及X分子中所有氢原子的化学环境没有区别,可知该物质分子中有5个碳原子和4个氢原子,X的化学式为C5H4,由碳原子上氢原子数和共价键数判断两端的碳原子上有C=C,结合烯烃、烷烃的结构来解答。
12.【答案】B
【解析】【解答】A. 正丁烷:CH3CH2CH2CH3,A不符合题意 ;
B. 1,2—二溴乙烷:BrCH2CH2Br,B符合题意 ;
C. 氯乙烯:CH2=CHCl,C不符合题意 ;
D. 聚丙烯的结构简式为 ,D不符合题意 ;
故答案为:B 。
【分析】A. 正丁烷:CH3CH2CH2CH3 ;
B. 1,2—二溴乙烷:BrCH2CH2Br ;
C. 氯乙烯:CH2=CHCl ;
D. 聚丙烯的结构简式为 。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.烯烃含有碳碳双键,能使溴水褪色,A符合题意;
B.烯烃含有碳碳双键,能发生加成反应,B符合题意;
C.由于烯烃含有碳碳双键,且双键不稳定,故不能发生取代反应,C不符合题意;
D.由于高锰酸钾具有强氧化性,烯烃的碳碳双键不稳定,故可以使高锰酸钾溶液褪色,故D符合题意;
故答案为:C。
【分析】烯烃中含有碳碳双键,可发生氧化反应例如燃烧还可被酸性高锰酸钾溶液氧化;可以与氢气、卤素单质、卤化氢、水等加成反应;还可以发生加聚反应。
14.【答案】B
【解析】【解答】乙烯是重要的化工原料,可合成聚乙烯等多种物质,乙烯作为植物生长调节剂不是其最重要的用途。
【分析】A.甲烷热值高,产物主要是二氧化碳和水对空气无污染
B.乙烯是重要的化工原料,可以作为植物的生长调节剂
C.乙醇是一种有机溶剂,可以溶解绝大多数有机物和无机物
D.酯类物质可以做做饮料、糖果、香水、等等物质
15.【答案】D
【解析】【解答】A、苯环和浓硝酸在浓硫酸加热的条件下,发生取代反应,生成硝基苯和水,A错误;
B、乙醇和氧气在铜、加热的条件下发生氧化反应,生成乙醛和水,B错误;
C、甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,生成一氯甲烷和氯化氢,C错误;
D、乙烯和溴化氢在催化剂的条件下发生加成反应,生成溴乙烷,C正确;
故答案为:D
【分析】加成反应的特点是含有不饱和键,如碳碳双键、碳碳三键,发生加成反应的时候,分子断开为原子或原子团,不饱和键同时断裂,将原子或者基团加在断开不饱和键的碳原子上,加成反应的过程中,反应物通常为两种,生成物为一种。
16.【答案】D
【解析】【解答】A.甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体有氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,A不符合题意;
B.向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加热4~5min。冷却后向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀,原因是冷却后没有加入氢氧化钠使其变成碱性环境,B不符合题意;
C.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳,故不能用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中的乙烯,因为会引入其他气体杂质,C不符合题意;
D.乙烯含有碳碳双键,可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷,产物溶于四氯化碳,溶液最终变为无色透明,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.甲烷取代物都是有机物,属于非电解质,显酸性是生成了HCl
B.加入新制备的氢氧化铜检验时必须先加入氢氧化钠溶液调节呈碱性,否则稀硫酸会与氢氧化铜反应
C.正确除去乙烷中的乙烯应该选择溴水
17.【答案】(1)B;A
(2)②方案合理。因为①方案在产生氯乙烷的同时,有副产物生成。
【解析】【解答】(1)用氯原子取代甲烷中的氢原子,该反应属于取代反应;乙烯与氯化氢发生加成反应;
(2)第二个方案更合理,方案一在产生氯乙烷的过程中,有副产物生成。
故答案为:B;A;②方案合理。因为①方案在产生氯乙烷的同时,有副产物生成。
【分析】(1) 加成反应是一种有机化学反应,它发生在有双键或三键(不饱和键)的物质中,使双键或三键断裂 ;取代反应是指化合物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应; 氧化反应是指物质与氧发生的化学反应,氧气在此过程中提供氧。
(2)第二个方案更合理,因为没有副产物。
18.【答案】(1)③④
(2)B
(3);
(4)②中含有碳碳双键,③中含有碳碳单键;②是平面结构,③是空间立体结构
(5)羟基
(6);加成反应
(7);能
【解析】【解答】由图知,①为CH4,②为CH2=CH2,③为CH3CH2CH3,④为CH3CH2CH2CH2CH3,⑤为CH3CH2OH,
(1)由同系物定义可知,③和④互为同系物;
(2)①为CH4,②为CH2=CH2,溴水能和CH2=CH2发生加成反应,使溴水褪色,和CH4不反应,故可用溴水鉴别二者;
(3)④为CH3CH2CH2CH2CH3,两种同分异构体分别为和
(4)由图知,②中含有碳碳双键,③中含有碳碳单键;②是平面结构,③是空间立体结构;
(5)⑤为CH3CH2OH,所含官能团名称为羟基;
(6)②为CH2=CH2,与水发生加成反应的方程式为:
(7)⑤为CH3CH2OH,在有催化剂和加热的条件下能被氧气氧化为乙醛,方程式为:,因为空气中有氧气,可以如图的装置制取乙醛。
【分析】(1)同系物定义为:结构相似,分子相差一个或者若干CH2的有机物;
(2)鉴别甲烷和乙烯,可以选择溴水或者酸性高锰酸钾,二者都可以与乙烯反应褪色;
(3)④为戊烷,有三种同分异构体,正戊烷、异戊烷、新戊烷;
(4)烷烃和烯烃区别再与成键方式和空间结构上的差异;
(5)乙醇中含有官能团为羟基;
(6)工业制备乙醇一般采用乙烯水化法,即乙烯与水发生加成反应制备;
(7)乙醇可以在铜做催化剂下被氧气氧化为乙醛。
19.【答案】(1)羧基
(2)加成(或还原)
(3)2CO+3H2→CH3CHO+H2O
(4)B;C
【解析】【解答】(1)有机物C是乙酸,其中含有的官能团的名称是羧基。
(2)反应⑤ 乙醛和氢气发生加成反应生成乙醇,即反应类型为加成反应。
(3)根据原子守恒可知③的反应方程式为2CO+3H2→CH3CHO+H2O。
(4)A.第①步是煤的气化,A不符合题意;
B.乙醛和乙酸都可以与新制氢氧化铜发生反应,B符合题意;
C.有机物乙酸和乙醇的水溶液都具有杀菌消毒作用,C符合题意;
D.乙酸乙酯与有机物D混合物的分离,可以用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液的方法,乙酸乙酯能与氢氧化钠反应,D不符合题意;
故答案为:BC
【分析】“烃A对H2的相对密度为14,”则烃A的相对分子质量为28,故烃A为乙烯(C2H4);B能发生银镜反应,则B为乙醛(CH3CHO);B与H2发生加成反应,乙醛还原为乙醇,因此产物D的化学式为CH3CH2OH;烃A(C2H4)与O2反应生成C,且C和D反应生成CH3COOCH2CH3,因此C的结构简式为CH3COOH;据此结合题干设问进行分析作答。
20.【答案】(1)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+137 kJ/mol
(2)47.61;=+
(3)a>b>c;
(4)Cr2O3(s)+3CO2(g)=2CrO3(s) +3CO(g)
(5)CO;选择性膜吸收C2H4,促进反应II正向进行
【解析】【解答】(1)根据C2H6、C2H4、H2的燃烧热△H分别为-1560 kJ/mol、-1411kJ/mol和-286 kJ/mol,可得热化学方程式为:①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1560 kJ/mol;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1411 kJ/mol;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-286 kJ/mol;根据盖斯定律,将热化学方程式①-②-③,整理可得乙烷转化为乙烯的热化学方程式为:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+137 kJ/mol;
(2)由图可知:该反应过程的最大活化能Ea为:33.59 kJ/mol-(-12.02 kJ/mol)=47.61 kJ/mol;该步骤的反应方程式为:=+;
(3)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)的正反应是气体体积增大的反应,在总压强恒为p的条件下,n(N2):n(C2H6)的比值越大,其中含有的n(C2H6)就越小。相当于减小体系的压强,化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动,导致乙烷的平衡转化率增大。根据图示可知乙烷的转化率:a>b>c,则a、b、c的大小关系为:a>b>c;
当n(N2):n(C2H6)=1,假设n(N2)=n(C2H6)=a mol,在温度为973 K时,乙烷的转化率为50%,则平衡时n(C2H6)=n(C2H4)=n(H2)=0.5a mol,平衡时气体总物质的量为n(总)=a mol+0.5a mol+0.5a mol+0.5a mol=2.5a mol,p(C2H6)=;n(C2H4)=n(H2)=,则该反应的压强平衡常数Kp=;
(4)已知CO2氧化乙烷制脱氢的原理C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g),有研究表明CrO3催化CO2氧化乙烷制乙烯的机理可分为两步,其中第一步反应为3C2H6+2CrO33C2H4+Cr2O3+3H2O,根据盖斯定律,将总反应式扩大3倍,减去第一步反应式可得第二步反应为Cr2O3(s)+3CO2(g)=2CrO3(s) +3CO(g);
(5)①由题中信息及表中数据可知,尽管CO2和C2H6按物质的量之比1:1投料,但是C2H4的产率远远小于C2H6的转化率;CO2的转化率高于C2H6,说明在催化剂X的作用下,除了发生反应II,还发生了副反应:C2H6(g)+2CO2(g)=4CO(g)+3H2(g),并且该反应为主反应,这也说明催化剂X有利于提高副反应速率,即CO2氧化C2H6的主要产物是CO;若要提高C2H4的产率,应当使用选择性膜吸收C2H4,促使反应II正向进行,从而可提高C2H4的产率;
【分析】(1)盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减;
(2)活化能最大即看曲线上升过程中差值最大的一段;
(3)减小体系的压强,化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动;
(4)第一步反应+第二步反应=总反应;
(5)若要提高C2H4的产率,应当使用选择性膜吸收C2H4,促使反应II正向进行,从而可提高C2H4的产率。
21.【答案】(1)同系物
(2)加成反应;氧化反应;取代反应(或酯化反应)
(3);
(4)C;D
(5)SO2;75%;0.0375
【解析】【解答】(1)和乙烷均属于烷烃,结构相似,二者互为同系物。
(2)反应①是乙烯和水发生加成反应生成乙醇:;反应②是乙醇的催化氧化:;反应③是乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯:。
(3)反应④是乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,反应方程式为,反应⑥是乙烷和氯气发生取代反应生成一氯乙烷,反应方程式为。
(4)A.由已知在反应过程中体系温度会升高可知,该反应为放热反应,A项不正确;
B.催化剂具有选择性,B项不正确;
C.该反应为可逆反应,不可能100%转化为,C项正确;
D.保持其他条件不变,升高温度可以加快正逆反应速率,增大生成的速率,D项正确。
故答案为:CD;
(5)①图中曲线起始浓度为,表示的是的浓度随时间的变化;由于氧气和二氧化硫是按照化学计量数之比进行的,则时的转化率与的转化率相等,则的转化率。
②内,用表示该反应的速率。
【分析】(4)A.多数化合反应是放热反应;
B.催化剂具有选择性;
C.记住可能反应的特点,转化率不可能达到100%;
D.温度对化学梵音速率的影响为升高温度反应速率加快;
(5) ① 体积为的刚性密闭容器中充入和 ,在结合图知表示的是SO2的浓度变化曲线,转化率等于转化的比上最初的浓度,算出;
② 用公式v=求出,反应速率;