课时2 脂肪烃与石油化工
1 宋朝的沈括在《梦溪笔谈》记载“石油至多,生于地中无穷”,并用原油燃烧生成的煤烟制墨“黑光如漆,松墨不及也”。下列说法正确的是( )
A. 石油通过催化裂化及裂解可得到轻质油和气态烯烃
B. 石油可通过催化重整分离出石油中含有的苯、甲苯
C. 石油可通过减压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油
D. 石油主要是由烷烃、烯烃及环烷烃组成的混合物
2 (南通启东中学阶段测试)化学是你,化学是我,化学深入我们的生活。下列有关说法正确的是( )
A. 石油裂化的目的主要是得到更多气态烯烃
B. 可以用水鉴别乙醇、甲苯和四氯化碳
C. 包装用材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃
D. 医用消毒酒精中乙醇的浓度为90%
3 通过下列反应不能直接得到石油裂解产物的是( )
A. C16H34C8H18+C8H16
B. C8H18C4H10+C4H8
C. C4H10C2H6+C2H4
D. C4H82C2H4
4 石油分馏塔的示意图如图所示, a、b、c三种馏分中( )
A. a的沸点最高
B. b的沸点最低
C. c的平均相对分子质量最大
D. 每一种馏分都是纯净物
5 下列关于丙烯与聚丙烯的说法正确的是( )
A. 丙烯与聚丙烯都是纯净物
B. 丙烯通过缩聚反应得到聚丙烯
C. 聚丙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
D. 相同质量的丙烯与聚丙烯,完全燃烧生成的水的质量相同
6 鉴别甲烷、乙烯、乙炔三种气体可采用的方法是( )
A. 通入溴水中,观察溴水是否褪色
B. 通入酸性高锰酸钾溶液中,观察溶液颜色是否变化
C. 点燃,检验燃烧产物
D. 点燃,观察火焰明亮程度及产生黑烟的量
7 已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如表。为把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( )
裂化汽油 直馏汽油
烷烃、烯烃 烷烃、环烷烃、芳香烃
A. 酒精 B. 直馏汽油
C. 裂化汽油 D. 四氯化碳
8 (常州阶段考试)两种气态烃以任意比例混合,在200 ℃时1 L该混合烃与9 L O2混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组烃中符合此条件的是( )
A. CH4、C2H4 B. CH4、C3H6
C. C2H4、C3H6 D. C2H2、C4H8
9 中科院大连化学物理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。其转化过程如下:
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
10 (2024泰州检测)用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料,例如由石油得到的乙烯和由煤得到的苯制聚苯乙烯,生产过程如下。下列说法错误的是( )
①CH2===CH2+―→
②
③
A. 通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯
B. 煤干馏不能直接得到苯
C. 反应①为加成反应
D. 反应①②③的原子利用率都达到了100%
11 某烃A的相对分子质量为84。
(1) 物质的量相同时,下列物质充分燃烧消耗氧气的量与A充分燃烧消耗氧气的量不相等的是 (填字母)。
A. C7H12O2 B. C6H14
C. C6H14O D. C7H14O3
(2) 若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,且该分子的一氯代物只有一种。则A的结构简式为_______________。
(3) 若核磁共振氢谱显示链烃A有三组不同的峰,且峰面积比为3∶2∶1,则A的名称为 。
(4) 若A不能使溴水褪色,且其一氯代物只有一种,则A的结构简式为_____
_________________。
12 石油经分增、裂化、裂解可以获得C4H10、CH4、C2H6、C2H4、C3H6(丙烯)等许多重要的化工原料。已知C4H10的裂解反应如下:
ⅰ. C4H10(g) CH4(g)+C3H6(g)
ⅱ. C4H10(g) C2H4(g)+C2H6(g)
CH3CH2CH2CH3与的平衡转化率随温度变化的关系如图。
660 ℃时,取1 mol CH3CH2CH2CH3通入2 L恒容密闭容器中发生反应ⅰ、ⅱ,经过30 min达到平衡,C2H6的物质的量分数为。
(1) 660 ℃下达到平衡时,反应物转化率为 ,CH4的物质的量分数为 。
(2) CH3CH2CH2CH3与裂解的反应均为 (填“吸热”或“放热”)反应,理由是________________________。
(3) 研究发现CH3CH2CH2CH3裂解生成C2H4的比例远高于,其可能的原因是____________________________。
13 (2024盐城阶段考试)CHBr2—CHBr2(四溴化乙炔)是一种无色液体,常用于合成季铵化合物。某同学在实验室模仿工业生产,以电石(主要成分CaC2,少量CaS、Ca3P2、Ca3As2等)和Br2等为原料制备少量四溴化乙炔,实验装置(夹持装置已省略)如图所示。已知:四溴化乙炔的熔点为1 ℃,沸点为244 ℃,密度为2.967 g/cm3,难溶于水。回答下列问题。
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
(1) 装置Ⅰ中CaC2与水反应生成乙炔(C2H2)和氢氧化钙,写出该反应的化学方程式:________________________________;该反应剧烈,为了得到平缓的C2H2气流,可采取的措施是_______________________。
(2) 装置Ⅱ的目的是________________________。
(3) 装置Ⅳ的目的是除去未反应的乙炔。在碱性条件下,KMnO4与C2H2反应生成碳酸盐和MnO2,则该反应中参与反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(4) 橡皮管的作用: __________________________。
14 (2024扬州检测)丁烷催化裂解可按两种方式进行:
C4H10C2H6+C2H4
C4H10C3H6+CH4
某化学兴趣小组为了测定丁烷裂解气中CH4和C2H6的比例关系,设计实验如图所示。
按图连接好装置后,需进行的实验操作:①给D、G装置加热;②检查整套装置的气密性;③排出装置中的空气等。注:CuO能将烃氧化成CO2和H2O;G后面装置已省略。
(1) 这三步操作的先后顺序是 (填序号)。
(2) 简要说明排空气的方法和证明空气已排尽的方法:___________________
______________________________________________________________________。
(3) B装置所起的作用是_____________________________________________。
(4) 假定丁烷完全裂解,若E和F装置的总质量比反应前增加了0.7 g,G装置中固体质量减少了1.76 g,则丁烷的裂解产物中n(CH4)∶n(C2H6)= (假定流经各装置中的气体完全反应)。
15 某同学为了探究石油的分解原理和产品的性质,设计了如图所示的实验装置。该同学在试管①中加入石蜡油和氧化铝,将试管②放在冷水中,在试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水。
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。请回答下列问题。
(1) 下列有关说法不正确的是 (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的水的质量相同
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中加入的酸性KMnO4溶液或溴水褪色原理相同
(2) 取少量试管②中的液体,滴入盛有溴水的试管中,现象是 ,反应类型是 。
(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)。
课时2 脂肪烃与石油化工
1. A 分离石油中含有的苯、甲苯不需要经过催化重整,催化重整是化学变化,B错误;轻质油(如石油气、汽油、煤油、轻柴油)的分离常采用常压分馏,重油(如重柴油、燃料油、润滑油、石蜡、沥青)的分离常采用减压分馏,C错误;石油的常压、减压分馏得不到烯烃,说明石油本身不含烯烃,D错误。
2. B 石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量,A错误;可以用水鉴别乙醇、甲苯和四氯化碳,乙醇与水互溶,甲苯在水的上层,四氯化碳在水的下层,B正确;烃分子中只有碳和氢两种元素,聚氯乙烯还含有氯元素,不属于烃,C错误;医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%,D错误。
3. A 裂解是深度裂化,裂解的产物是气态烯烃,即碳原子数小于5的烯烃,A符合题意。
4. C 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,其沸点高低顺序为c>b>a,A、B错误;相对分子质量越大,沸点越高,C正确;分馏是根据物质沸点的不同进行分离的一种方法,分馏产物往往都还是混合物,D错误。
5. D 丙烯是纯净物,聚丙烯属于高分子化合物,聚丙烯是混合物,A错误; 丙烯中含碳碳双键,可通过加聚反应得到聚丙烯,B错误; 聚丙烯中不含碳碳双键,不能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误; 相同质量的丙烯和聚丙烯,碳、氢原子数相同,完全燃烧生成水的质量相同,D正确。
6. D 乙烯和乙炔均可以使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,A、B错误;三者均属于烃类物质,因此完全燃烧的产物均为CO2和H2O,故无法根据燃烧产物鉴别,C错误;甲烷为火焰较明亮,乙烯为火焰明亮,产生黑烟,乙炔为火焰明亮,产生浓烟,D正确。
7. C 能与溴发生加成反应,说明分子中含有碳碳不饱和键,裂化汽油中含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应而不能作为萃取剂,故选C。
8. A 设平均组成为CxHy,则CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,200 ℃时,H2O是气体,反应前后气体体积不变,则1+x+=x+,解得y=4,由于两种气态烃以任意比例混合,则混合烃中各组分分子式中H原子数目均为4,A正确。
9. A 根据质量守恒定律可以判断反应①的产物中含有水,A正确;反应物CO含有氧元素,而生成物(CH2)n不含氧元素,所以反应②不可能为化合反应,B错误;所制得汽油的主要成分是烃,C错误;在燃烧产生的高温条件下,发生反应N2+O22NO,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,D错误。
10. D 反应①③的原子利用率都达到了100%,而反应②中除生成目标产物外,还生成了其他产物,原子利用率小于100%,D错误。
11. (1) B (2)
(3) 3-己烯(或2-乙基-1-丁烯) (4)
12. (1) 70% (2) 吸热 随着温度升高,CH3CH2CH2CH3与的平衡转化率都增大
(3) CH3CH2CH2CH3碳链更长,更易断裂,且只要断一个碳碳键即可生成乙烯
解析:(1) 由图可知,660 ℃时,CH3CH2CH2CH3的平衡转化率为70%,初始时CH3CH2CH2CH3的物质的量为1 mol,发生反应ⅰ、ⅱ且达到平衡时,体系中气体总物质的量为30%×1 mol+2×70%×1 mol=1.7 mol,则CH3CH2CH2CH3的物质的量分数==,已知平衡时,C2H6的物质的量分数为,则C2H4(g)的物质的量分数也为,CH4的物质的量分数=C3H6的物质的量分数=×=。
13. (1) CaC2+2H2O===Ca(OH)2+C2H2↑ 用饱和食盐水代替水 (2) 除去H2S、PH3及AsH3 (3) 10∶3 (4) 使水能够顺利流下
14. (1) ②③① (2) 打开开关K,使丁烷气体流经各装置;从G装置右边导管中收集一小试管气体,用拇指堵住管口移至火焰处,若没有听到尖锐的爆鸣声,则证明空气已排尽 (3) 通过观察气泡冒出的速度,调节开关K,控制气体流速
(4) 1∶1
15. (1) BD (2) 溴水褪色 加成反应
(3) 试管①中的液体过多,可能会进入试管②中;可能会产生倒吸现象