第2课时 炔烃、脂肪烃与石油化工
课后训练巩固提升
基础巩固
1.我国南海海域是全球范围内石油储量与可开采储量较丰富、开采潜力较大的地方,有“第二个波斯湾”之称。下列关于石油的说法正确的是( )。
A.石油属于可再生矿物能源
B.石油只含有碳、氢、氧三种元素
C.石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量
D.石油分馏的各馏分均是纯净物
答案:C
解析:石油属于不可再生矿物能源,A项错误。石油中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素,B项错误。石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量,C项正确。石油分馏得到的各馏分仍是混合物,D项错误。
2.下列关于丙炔的说法不正确的是( )。
A.丙炔分子中既有σ键又有π键
B.丙炔分子的碳原子均采取sp杂化
C.丙炔分子中的所有碳原子在同一直线上
D.丙炔与1-丁炔互为同系物
答案:B
解析:丙炔的结构简式为CH≡C—CH3,碳碳三键中含有两个π键,还有1个σ键,单键都是σ键,A正确;丙炔分子中的饱和碳原子采取sp3杂化,B错误;根据乙炔的直线结构,可以确定丙炔分子中所有碳原子在同一直线上,C正确;丙炔与1-丁炔都是含有一个碳碳三键的炔烃,碳原子数不同,二者互为同系物,D正确。
3.下列说法中正确的是( )。
A.炔烃分子中所有的碳原子都在同一条直线上
B.分子组成符合CnH2n-2通式的链烃,一定是炔烃
C.炔烃既易发生加成反应,又易发生取代反应
D.炔烃既可使溴水褪色,又可使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案:D
解析:炔烃分子里的碳原子不一定都在同一直线上,如HC≡C—CH2CH3中甲基的碳原子与其他3个碳原子不在同一直线上;分子组成符合通式CnH2n-2的链烃,还可以是二烯烃;炔烃容易发生加成反应,但难以发生取代反应;炔烃既可与溴水加成而使溴水褪色,也可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色。
4.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
答案:A
解析:石油裂解是指轻质油在高温下反应生成气态烯烃(碳原子数小于5的烯烃)的过程,A项中生成的是液态烃,故答案为A。
5.如图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不合理的是( )。
A.逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率
B.酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙炔具有还原性
C.用溴的CCl4溶液验证乙炔的性质,不需要除杂
D.将纯净的乙炔点燃,有浓烈的黑烟,说明乙炔不饱和程度高
答案:C
解析:电石与水反应比较剧烈,所以用饱和食盐水代替水,逐滴加入饱和食盐水可控制反应物水的量,从而控制生成乙炔的速率,A项正确。酸性高锰酸钾溶液能氧化乙炔,因此乙炔使酸性高锰酸钾溶液褪色,表现了乙炔的还原性,B项正确。乙炔气体中混有的硫化氢可以被Br2氧化,从而使Br2的CCl4溶液褪色,对乙炔性质的检验产生干扰,所以应先用硫酸铜溶液除杂,C项错误。对于烃类物质而言,不饱和度越高,则含碳量越高,燃烧时火焰越明亮,冒出的烟越浓,乙炔含有碳碳三键,是不饱和程度较高的烃类物质,D项正确。
6.下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
答案:C
解析:石油分馏得到的每一馏分都是混合物,沸点最低的最先蒸出,故a、b、c三种馏分中a处馏分的熔、沸点最低,c处馏分的熔、沸点最高,由于烃分子间不存在氢键,因此熔、沸点高的馏分对应的平均相对分子质量也大。
7.下列关于烷烃与烯烃的性质及类型的对比中正确的是 ( )。
A.烷烃分子中只含有饱和键,烯烃分子中只含有不饱和键
B.烷烃不能发生加成反应,烯烃不能发生取代反应
C.烷烃的通式一定是CnH2n+2,而烯烃的通式则一定是CnH2n
D.烷烃与烯烃相比,发生加成反应的一定是烯烃
答案:D
解析:烷烃属于饱和烃,含有饱和键,烯烃含有不饱和的碳碳双键,但不全是不饱和键,如丙烯中,含碳碳单键、碳氢单键和碳碳双键,A项错误;烷烃中没有不饱和键,不能发生加成反应,烯烃中有饱和键,也可发生取代反应,B项错误;链烷烃的通式一定是CnH2n+2,单烯烃的通式是CnH2n,分子中含多个碳碳双键的烯烃通式则不是CnH2n,C项错误;烷烃不能发生加成反应,而烯烃含不饱和碳碳双键,可发生加成反应,D项正确。
8.石蜡油(17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的分解实验装置如下图所示。在试管①中加入石蜡油和氧化铝(催化石蜡油分解);试管②放在冷水中;试管③中加入溴的四氯化碳溶液。
实验现象:
试管①加热一段时间后,可以看到试管内液体沸腾;
试管②中,有少量液体凝结,闻到汽油的气味; 向液体中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,颜色褪去;
试管③中有气泡冒出;溴水颜色逐渐褪去。
根据实验现象,回答问题。
(1)装置A的作用是 。
(2)已知试管①中发生的主要反应有:
C17H36C8H18+C9H18
C8H18C4H10+C4H8
丁烷还可进一步裂解,则试管②中的少量液体的组成是 (填字母)。
A.甲烷 B.乙烯
C.液态烷烃 D.液态烯烃
答案:(1)防止试管③中液体倒吸到试管②中(或用作安全瓶)
(2)CD
解析:石蜡油在Al2O3的催化下发生裂化,生成的产物中含不饱和烃。试管A的作用主要是防止倒吸。试管③的作用是验证有不饱和烃的生成。
能力提升
1.下列说法错误的是( )。
石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br
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
答案:D
解析:石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等的混合物,即石油主要是由烃组成的混合物,A项正确。分馏是利用液体中各成分沸点不同进行分离的,属于物理变化,B项正确。裂化、裂解等过程是把大分子的烃转化为小分子烃,过程中有乙烯生成,所以②包括裂化、裂解等过程,C项正确。乙烯与溴加成生成CH2BrCH2Br,所以③是加成反应,CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷,D项错误。
2.下列关于化石燃料的说法正确的是( )。
A.石油分馏可获得石油气、汽油、苯及其同系物等
B.石油裂解主要得到乙烯、丙烯等
C.煤中含有苯和甲苯,干馏后可获得苯和甲苯
D.煤的液化、气化均属于物理变化
答案:B
解析:石油分馏的产物仍是混合物,主要得到汽油、煤油、柴油、石蜡等,一般石油分馏不能得到苯及其同系物,A项错误。裂解可得到乙烯、丙烯等,B项正确。煤干馏发生化学变化可得到苯和甲苯,但煤本身不含苯和甲苯,C项错误。煤的气化是把煤转化为可燃性气体的过程,液化是指将煤转化成液体燃料的过程,都是化学变化,D项错误。
3.用乙炔为原料制取 CH2Br—CHBrCl,可行的反应途径是( )。
A.先加Cl2,再加Br2
B.先加Cl2,再加HBr
C.先加HCl,再加HBr
D.先加HCl,再加Br2
答案:D
解析:CH2Br—CHBrCl 与乙炔相比,多了1个HCl和1个Br2,所以选D项。
4.乙炔在不同条件下可以转化成许多化合物,下列叙述错误的是( )。
A.正四面体烷的二氯代物只有1种
B.乙炔生成乙烯基乙炔是加成反应
C.等质量的苯与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不同
D.与环辛四烯互为同分异构体
答案:C
解析:正四面体烷分子中只有1种不同化学环境的氢原子,且每个C上只有1个氢原子,则正四面体烷的二氯代物只有1种,A项正确。乙炔生成乙烯基乙炔,发生碳碳三键的加成反应,B项正确。苯与乙烯基乙炔的最简式均为CH,所以等质量的苯与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量相同,C项错误。与环辛四烯的分子式都为C8H8,但结构不同,互为同分异构体,D项正确。
5.0.5 mol某气态不饱和烃能与1 mol HCl完全加成,其加成产物分子中的氢原子又能被4 mol Cl2完全取代,则该烃可能是( )。
A.乙炔 B.丙烯
C.丙炔 D.1,3-丁二烯
答案:D
解析:0.5 mol不饱和烃能与1 mol HCl加成,则烃分子中含有1个碳碳三键或2个碳碳双键,加成产物分子中的氢原子又可被4 mol Cl2完全取代,则0.5 mol氯代烃分子中含有4 mol 氢原子,0.5 mol 烃分子中含有3 mol 氢原子,即1 mol 烃分子中含有6 mol 氢原子,并含有1个碳碳三键或2个碳碳双键。乙炔分子中含1个碳碳三键,1 mol 乙炔分子中含2 mol 氢原子,A项错误;丙烯分子中含1个碳碳双键,B项错误;丙炔分子中含1个碳碳三键,1 mol 丙炔分子中含4 mol 氢原子,C项错误;1,3-丁二烯分子中含2个碳碳双键,1 mol 1,3-丁二烯分子中含6 mol 氢原子,D项正确。
6.石油是工业的血液,与我们的生产、生活息息相关,乙烯的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。根据下面转化关系回答下列问题。
(1)操作①、操作②的名称分别为 、 。
(2)乙烯的结构简式为 。
(3)写出乙烯与水反应生成B的反应③的化学方程式(注明条件): ,反应类型为 。写出反应⑥的化学方程式(注明条件): 。
(4)物质C的沸点为12.27 ℃,常用于局部冷冻麻醉应急处理。物质C可通过反应④和反应⑥制得,其中最好的方法是反应 (填“④”或“⑥”),理由为 。
答案:(1)分馏 裂解 (2)CH2CH2
(3)CH2CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
(4)④ 乙烷与氯气反应将得到多种氯代物的混合物,产物不纯,原子利用率低
解析:(1)石油经过分馏可生产石油气、汽油、煤油、轻柴油等产品,而上述产品再经过高温裂解可得到乙烯等化工产品,所以操作①、操作②的名称分别为分馏、裂解。
(3)乙烯与水发生反应生成乙醇,化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH,该反应为加成反应;反应⑥为乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成氯乙烷,反应的化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
(4)氯乙烷可通过乙烯与HCl发生加成反应和乙烷与氯气发生取代反应制得,最好的方法是加成反应(④),因为乙烷与氯气反应将得到多种氯代物的混合物,产物不纯,原子利用率低。
7.烯烃与炔烃经O3作用发生反应:
+
+
某烃为C10H10,在臭氧作用下,发生反应:
C10H10++
(1)C10H10分子中有多少个碳碳双键 多少个碳碳三键
(2)C10H10的结构简式是什么
答案:(1)2 2
(2)
解析:由在臭氧作用下发生反应可以知道,一个断裂被氧化为两个—COOH,一个断裂被氧化为两个—CHO。
(1)1分子C10H10在臭氧作用下,生成物质中含有四个—COOH、四个—CHO,故含有碳碳双键数目为=2,含有碳碳三键数目为=2。
(2)由C10H10在臭氧作用下的产物可以知道其结构简式为
。
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