第2节 从化石燃料中获取有机化合物
第1课时 石油裂解与乙烯
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.由乙烯推测丙烯(CH3CHCH2)的结构或性质正确的是( )
A.分子中3个碳原子在同一直线上
B.分子中所有原子在同一平面上
C.与氯化氢加成只生成一种产物
D.能发生加聚反应
答案D
解析丙烯分子中3个碳原子在同一平面上,但不在同一直线上,A错;丙烯分子中还有—CH3,所有的原子不可能共面,丙烯的结构不对称,与氯化氢加成时有2种产物,丙烯分子中有碳碳双键,故可发生加聚反应,D对。
2.能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是( )
A.乙烯分子里碳氢原子个数比为1∶2
B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等
C.乙烯容易与溴水发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质
D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
答案C
解析乙烯分子中碳氢原子个数比为1∶2,不能证明乙烯的结构,故A错;乙烯完全燃烧生成的n(CO2)=n(H2O),只能证明n(C)∶n(H)=1∶2,故B错;乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,只能证明乙烯中含有不饱和键,不能证明含有碳碳双键,故D错。
3.与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不互为同系物,也不互为同分异构体的是( )
A.环丙烷() B.乙烷
C.甲烷 D.CH3CHCH2
答案A
解析环丙烷的最简式为CH2,分子式为C3H6,分子中不含碳碳双键,与乙烯既不是同系物又不是同分异构体,A正确;乙烷的最简式为CH3,与乙烯不具有相同的最简式CH2,B错误;甲烷的最简式为CH4,与乙烯不具有相同的最简式CH2,C错误;CH3CHCH2的最简式为CH2,与乙烯具有相同的最简式,分子中含碳碳双键,与乙烯是互为同系物,D错误。
4.下列说法正确的是( )
A.石油是混合物,汽油是纯净物
B.沸点:汽油>煤油>柴油>润滑油
C.直馏汽油和裂化汽油成分完全相同
D.石油的分馏是物理变化,而裂化和裂解属于化学变化
答案D
解析石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃等多种物质,属于混合物;汽油中含有多种烷烃,属于混合物,A错误;石油分馏时,首先分馏出的是汽油,其次是煤油,再次是柴油、润滑油,故沸点:汽油<煤油<柴油<润滑油,B错误;直馏汽油中不含烯烃,而裂化汽油中含有烯烃,两者组成上不完全相同,C错误;石油的分馏只是物质状态的变化,是物理过程,而裂化和裂解都有新物质生成,属于化学过程,D正确。
5.下列叙述错误的是( )
A.1 mol CH2CH2先与HCl发生加成反应,再与Cl2发生取代反应,最多消耗2.5 mol Cl2
B.实验室中可用如图所示方法除去CH3CH3气体中的CH2CH2气体
C.实验室中可用酸性KMnO4溶液鉴别CH3CH3气体和CH2CH2气体
D.工业上可利用CH2CH2与HCl的加成反应制得纯净的CH3CH2Cl
答案A
解析CH2CH2+HClCH3CH2Cl,CH3CH2Cl+5Cl2CCl3CCl3+5HCl,最多消耗5 mol Cl2,A错误;CH3CH3气体不溶于溴水且不反应,CH2CH2气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CH2Br,B正确;CH3CH3气体不溶于酸性KMnO4溶液且不反应,CH2CH2气体在酸性KMnO4溶液中被氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;CH2CH2与HCl的加成反应生成唯一产物CH3CH2Cl,D正确。
6.下列化学实验设计不合理的是( )
选项
实验内容
实验试剂
A
鉴别CH2CH2气体与SO2气体
品红溶液
B
鉴别CO2气体与SO2气体
澄清石灰水
C
除去CH4气体中的
CH2CHCl气体
溴水
D
除去CH2CH2气体中的SO2气体
NaOH溶液
答案B
解析CH2CH2气体不能使品红溶液褪色,SO2气体能使品红溶液褪色,A项合理。CO2气体和SO2气体都能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清,B项不合理。CH4气体不溶于溴水且不反应,CH2CHCl气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CHClBr,C项合理。CH2CH2气体不溶于NaOH溶液,SO2气体能溶于NaOH溶液生成Na2SO3和H2O,D项合理。
7.
根据乙烯的转化图,完成下列问题:
(1)①③的反应类型分别是 ;?
(2)丙的结构简式是 ;?
(3)反应②的化学方程式为 ;?
(4)反应④为工业上乙烯制备乙醇的反应,其反应方程式为 。?
答案(1)加成反应 加成反应 (2)CH2BrCH2Br
(3)CH2CH2+3O22CO2+2H2O
(4)CH2CH2+H2OCH3CH2OH
解析(1)CH2CH2与单质溴、氯化氢均能发生加成反应。(2)溴与乙烯发生加成反应生成1,2-二溴乙烷(CH2BrCH2Br)。(3)反应②为乙烯的燃烧,化学方程式为CH2CH2+3O22CO2+2H2O。(4)乙烯与水发生加成反应生成乙醇的化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。
提升能力·跨越等级
1.下列说法错误的是( )
A.无论是乙烯与Br2的加成反应,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与乙烯分子内含有碳碳双键有关
B.溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同
D.乙烯不如乙烷稳定
答案C
解析乙烯发生加成反应和氧化反应的过程中碳碳双键都发生变化,A项正确;乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液反应,但是乙烷不能,故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷,B项正确;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生成水的质量不同,C项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,化学性质比乙烷活泼,D项正确。
2.(双选)如图是某种有机化合物分子的球棍模型,图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表不同的短周期元素的原子,对该有机化合物的叙述不正确的是( )
A.该有机化合物可能的化学式为C2HCl3
B.该有机化合物可以由乙烯和氯化氢通过加成反应得到
C.该有机化合物分子中的所有原子不可能在同一平面上
D.该有机化合物分子中一定有碳碳双键
答案BC
解析白球是碳原子,短周期元素中原子半径比碳原子小且与碳原子形成单键的可以是氢原子,原子半径比碳原子大且与碳原子形成单键的可以是第3周期的氯原子,该有机化合物可能的化学式为C2HCl3,A正确;乙烯和氯化氢加成得到氯乙烷,不能得到C2HCl3,B错误;该有机化合物结构与乙烯类似,所有原子共平面,C错误;分子中存在碳碳双键,D正确。
3.将29.5 g乙烯和乙烷的混合气体通入足量的溴水后,溴水增重7 g,则混合气体中乙烯的体积分数是( )
A.75% B.50% C.30% D.25%
答案D
解析乙烷与溴水不反应,乙烯与Br2发生加成反应生成液态1,2二溴乙烷,故溴水增加的质量即为混合气体中乙烯的质量。7 g乙烯的物质的量为7 g28 g·mol-1=0.25 mol,则乙烷的物质的量为29.5 g-7 g30 g·mol-1=0.75 mol,乙烯的体积分数为0.25mol0.75mol+0.25mol×100%=25%,故D项正确。
4.某烷烃的各种同分异构体中,主链上有4个碳原子的只有两种结构,则含有相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的烯烃(只含一个碳碳双键)的同分异构体有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
答案C
解析第一步:确定该烷烃分子碳原子个数
①主链为4个碳原子的烷烃,其支链只能是甲基(不可能是乙基,否则主链超过4个碳原子)。
②主链为4个碳原子的烷烃,支链数最多有4个。
甲基的个数 同分异构体数目
1个 1
2个 2
3个 1
4个 1
③结论:题给烷烃总共有6个碳原子
第二步:分析含相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的烯烃的同分异构体数目
①双键在1号碳和2号碳之间(CC—C—C),有以下3种(、、);②双键在2号碳和3号碳之间(C—CC—C),有1种()。因此符合题意的共有4种。
5.烯烃在一定条件下发生氧化反应,碳碳双键断裂,如R1CHCHR2被氧化为和;被氧化为和,由此推断分子式为C4H8的烯烃的氧化产物有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.6种
答案C
解析由题目可知,碳碳双键可被氧化断裂,生成新的物质。烯烃C4H8的结构有三种:CH2CHCH2CH3、CH3CHCHCH3、CH2C(CH3)2,氧化后得到的产物分别有两种(HCHO和CH3CH2CHO)、一种(CH3CHO)、两种(HCHO和CH3COCH3),所以共4种。
6.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图,有关柠檬烯的分析正确的是( )
A.柠檬烯的一氯代物有7种
B.柠檬烯不能使溴水褪色
C.柠檬烯的分子中所有的碳原子可能在同一个平面上
D.在一定条件下,柠檬烯可以发生加成、取代、氧化等反应
答案D
解析柠檬烯分子中有8种性质不同的H可被取代,其一氯代物有8种,选项A错误;柠檬烯分子中含有碳碳双键,因此能使溴水褪色,选项B错误;分子中含有多个饱和碳原子,这些碳原子不可能在同一个平面上,选项C错误;柠檬烯分子中含有2个碳碳双键,可发生加成、氧化反应,含有甲基,可发生取代反应,选项D正确。
7.0.2 mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各为0.4 mol。将A通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色。试回答:
(1)烃A的电子式为 。?
(2)若取一定量的该烃A在一定量的氧气中燃烧后,生成CO2和H2O的物质的量分别为0.1 mol和0.3 mol,同时还有CO生成,则在燃烧时消耗标准状况下氧气的体积 L。?
(3)将A通入溴的四氯化碳溶液中,生成产物的名称为 。?
(4)可以用来除去乙烷中混有的A的试剂是 (填序号)。?
①水 ②氢气 ③溴水 ④酸性高锰酸钾溶液
(5)有机物B比A在分子组成上多一个CH2原子团,结构与A相似。写出B在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式: 。?
答案(1)H··H (2)7.84 (3)1,2-二溴乙烷
(4)③ (5)nCH3CHCH2
解析(1)根据题意可得烃A的分子式为C2H4,官能团为碳碳双键,结构简式为CH2CH2,其电子式为H··H。
(2)由燃烧生成H2O的物质的量为0.3 mol,可知C2H4的物质的量为0.15 mol,因生成CO2的物质的量分别为0.1 mol,则生成CO的物质的量为0.2 mol,由氧原子守恒可知消耗氧气为(0.1mol×2+0.2mol×1+0.3mol×1)2×22.4 L·mol-1=7.84 L。
(3)乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷。
(4)乙烯能与溴水中的溴发生加成反应,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,因乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成二氧化碳,所以除去乙烷中混有的乙烯的试剂应选用溴水。
(5)比乙烯在分子组成上多一个CH2原子团,结构与乙烯相似的烯烃为丙烯,丙烯在一定条件下发生加聚反应生成聚丙烯,反应的化学方程式为nCH3CHCH2。
8.某同学设计实验探究工业制乙烯的原理和乙烯的主要化学性质,实验装置如图所示。
(1)工业制乙烯的实验原理是烷烃(液态)在催化剂和加热、加压条件下发生反应生成不饱和烃。已知烃类都不与碱反应。石油分馏产物之一十六烷发生反应:C16H34C8H18+甲,甲4乙,则甲的分子式为 ,乙的结构简式为 。?
(2)B装置中的实验现象可能是 。?
(3)C装置中的现象是 ,其中发生反应的反应类型是 。?
(4)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置 (填字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。?
(5)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是 (填字母,下同);除去甲烷中乙烯的方法是 。?
A.将气体通入水中
B.气体通过盛溴水的洗气瓶
C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
D.将气体通入氢氧化钠溶液中
(6)分别点燃乙烯和甲烷,乙烯产生少量黑烟,原因是 。?
答案(1)C8H16 CH2CH2 (2)橙色(或橙黄色)褪去
(3)紫色(或紫红色)褪去 氧化反应
(4)D (5)BC B
(6)乙烯中碳的质量分数大于甲烷中碳的质量分数
解析(1)根据质量守恒知,甲为C8H16,乙为C2H4。(3)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。(4)乙烯等烃都不与氢氧化钙反应,如果C装置中产生二氧化碳,则D装置中的澄清石灰水会变浑浊。
贴近生活·拓展创新
★下图是丁烷裂解的实验流程:
已知:丁烷在一定条件下裂解的可能方程式为C4H10C2H6+C2H4,C4H10CH4+C3H6
连接好装置后,需进行的实验操作有:
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……
(1)上述三步操作的先后顺序依次是 (填序号)?
(2)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式: ?
(3)若对E装置中的混合物(溴水足量)再按以下流程实验:
①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是:Ⅰ ,Ⅱ ,Na2SO3溶液的作用是(用离子方程式表示) 。?
②已知B的碳原子数大于A的碳原子数,请写出B的结构简式: 。?
(4)假定丁烷完全裂解,当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7 g,G装置的质量减少了1.76 g,则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n(CH4)∶n(C2H6)= 。?
答案(1)②③① (2)CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu
(3)①分液 蒸馏 Br2+SO32-+H2OSO42-+2Br-+2H+ ②CH2BrCHBrCH3
(4)1∶1
解析打开K,气体通过B,B装置是根据气泡控制气体流速,C装置干燥丁烷,在氧化铝做催化剂条件下丁烷发生裂解反应生成烯烃和烷烃,E中溴水吸收烯烃,F干燥烷烃,G中烷烃和CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成Cu。
(1)应先检验气密性,然后赶出内部气体,再给D、G装置加热。
(2)氧化铝做催化剂,加热条件下,甲烷和氧化铜反应生成二氧化碳、水和铜,反应的化学方程式为CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。
(3)混合物中含有溴单质、水、溴代烃,加入亚硫酸钠,亚硫酸钠被溴单质氧化生成硫酸钠,同时生成NaBr,从而除去溴,然后采用分液的方法分离,将有机层进行分馏得到有机物A、有机物B。①通过以上分析知,分离操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是分液、蒸馏,亚硫酸钠具有还原性,能与强氧化性物质溴单质反应而除去溴单质,离子方程式为SO32-+Br2+H2OSO42-+2Br-+2H+。②已知B的碳原子数大于A的碳原子数,说明B中碳原子个数是3,A中碳原子个数是2,B为1,2-二溴丙烷,B的结构简式为CH2BrCHBrCH3。
(4)丁烷的裂解中生成的乙烯和乙烷的物质的量相等,生成的甲烷和丙烯的物质的量相等,E、F增加的质量是烯烃的质量,G减少的质量是氧化铜中氧元素的质量,设x为C2H4的物质的量,y为C3H6的物质的量,则乙烷和甲烷的物质的量分别是x、y,28x g·mol-1+42y g·mol-1=0.7 g,乙烷和甲烷与氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为2(2x+y)+6x+4y2=1.7616 mol,解得:x=y=0.01 mol,故n(CH4)∶n(C2H6)=1∶1。
课件43张PPT。第1课时 石油裂解与乙烯知识铺垫新知预习自主测试1.乙烯分子中存在碳碳双键,碳碳双键是乙烯的官能团,乙烯属于不饱和烃。
2.乙烯分子中所有原子共平面。任意两个键之间的夹角为120°。
3.甲烷是正四面体结构属于饱和烃,故甲烷与乙烯性质不同。知识铺垫新知预习自主测试一、从天然气、石油和煤中获取燃料
1.化石燃料
化石燃料又叫矿石燃料、矿物燃料,属于不可再生能源。常见的有煤、石油、天然气三大化石燃料。
2.天然气和煤直接用作燃料
(1)天然气。
①天然气的主要成分是甲烷(CH4)。
②甲烷的物理性质。
甲烷是无色、无味的气体,在标准状况下的密度为0.717 g·L-1,比空气的小,难溶于水。知识铺垫新知预习自主测试③甲烷的燃烧。
甲烷在空气中燃烧生成CO2和H2O,反应的化学方程式为1 mol CH4完全燃烧可放出802 kJ的热量。与相同状况下的CO、H2相比较,CH4完全燃烧放出热量更多,所以天然气是一种优良的燃料。
(2)煤。
①煤的组成。
从组成物质方面来说,煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂混合物。从组成元素方面来说,煤中除主要含碳、氢元素以外,还含有少量的氮、硫、氧、硅、铝、钙、铁等元素。
②煤燃烧可以放出热量,但同时也会污染环境。知识铺垫新知预习自主测试3.从石油中获取燃料
(1)石油的组成。
①物质组成:石油是由分子含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃组成的复杂混合物。
②元素组成:组成石油的基本元素是C、H,这些基本元素在石油中的质量分数之和可达98%以上。
(2)石油的分馏。
①定义:通过加热和冷凝,把石油分成沸点范围不同的产物的方法,叫做石油的分馏。石油分馏的目的是将石油进行一定程度的分离,让它们各尽所用。石油分馏是石油炼制的主要方法之一。
②石油分馏的原理:分子中碳原子数不同,烃的沸点就不同。通常情况下,随着烃分子中碳原子数的增多,烃的沸点也相应升高。加热石油,沸点低(分子中碳原子数较少)的烃先汽化,经冷凝后分离出来,随着温度的升高,沸点较高(分子中碳原子数较多)的烃再汽化,经冷凝液化后也分离出来。知识铺垫新知预习自主测试(3)石油的裂化。
①定义:工业上在一定条件(加热、使用催化剂)下,把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的方法,称为石油的裂化。②目的:提高轻质液体燃料的产量和质量。
(4)石油分馏产物燃烧用作燃料知识铺垫新知预习自主测试二、石油裂解与乙烯
1.石油裂解
(1)定义:在石油化工生成中,常以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度(700~800 ℃,有时甚至高达1 000 ℃以上),使石油分馏产品中相对分子质量较大的烃分解成乙烯、丙烯等小分子烃的加工过程。
(2)目的:获得乙烯、丙烯等有机化工原料。知识铺垫新知预习自主测试2.石蜡的分解 知识铺垫新知预习自主测试3.乙烯
(1)乙烯的组成和结构。(2)物理性质。 知识铺垫新知预习自主测试(3)乙烯的化学性质。
乙烯分子中碳碳双键中两个键不同,其中一个键容易断裂,因此乙烯化学性质活泼。
①乙烯的氧化反应。
a.燃烧氧化。燃烧的现象:乙烯在空气中燃烧火焰明亮并伴有黑烟,同时放出大量的热。b.被强氧化剂氧化。
现象:酸性KMnO4溶液褪色。
结论:乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化,
乙烯性质很活泼。知识铺垫新知预习自主测试②乙烯与溴的四氯化碳溶液的反应。
实验操作:把乙烯通入溴的四氯化碳溶液或溴水中。实验现象:溴的四氯化碳溶液或溴水很快褪色。
实验原理:知识铺垫新知预习自主测试③加成反应:有机物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应叫作加成反应。
④乙烯还能彼此之间发生加成反应形成聚合物——聚乙烯。(4)乙烯的用途。
①乙烯是一种重要的基本化工原料,用以生产塑料等化工产品,乙烯的产量被用作衡量一个国家石油化工发展水平的标志。
②乙烯是一种植物生长调节剂。知识铺垫新知预习自主测试【微思考1】石油通过分馏、裂化、裂解所得到的产品是纯净物吗?
提示:不是。石油通过分馏、裂化、裂解得到的产物是沸点相近的多种烃的混合物。
【微思考2】为什么不能用裂化汽油从碘水中萃取单质碘?
提示:石油裂化得到的汽油叫裂化汽油,其中含有不饱和烃,能与卤素单质发生加成反应,故不能用裂化汽油从碘水中萃取单质碘。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在石油的炼制方法中,石油的分馏、石油的裂化、石油的裂解都是化学变化,蒸馏、裂化、裂解所得的物质都是纯净物。 ( )
(2)乙烯的结构简式为CH2CH2。 ( )
(3)甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应。 ( )
(4)乙烯分子中双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应。 ( )
(5)乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理相同。 ( )
(6)无论乙烯的加成,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与乙烯分子内含有碳碳双键有关。 ( )知识铺垫新知预习自主测试(7)相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同。 ( )
(8)断裂乙烯分子中碳碳双键所需能量是断裂乙烷分子中碳碳单键所需能量的两倍,因此乙烯比乙烷稳定。 ( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)×知识铺垫新知预习自主测试2.如图是石油分馏塔的示意图。下列关于a、b、c三种馏分说法正确的是( )
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:由题图可知,a先分馏出来,c较a、b最后分馏出来,故熔、沸点高低顺序为aA.乙烯的化学性质比乙烷活泼
B.乙烯燃烧时,火焰明亮,同时伴有黑烟
C.乙烯分子中所有原子均在同一平面上
D.乙烯分子的碳碳双键中的一个键易断裂,易发生加成反应和取代反应
答案:D
解析:由于乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色而乙烷不能,故A项正确;由乙烯的结构与乙烯的燃烧现象可知B、C两项均正确;乙烯分子的碳碳双键中的一个键易断裂,所以乙烯易发生加成反应,而不易发生取代反应,故D项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测 乙烯的分子结构与性质特点
问题探究
下图是乙烷和乙烯的球棍模型。1.利用乙烷和乙烯能否制备氯乙烷?如果能的话写出化学方程式并说明反应类型,不能的话解释原因。
2.以上两种方法哪种比较合理?任务一任务二素养脉络随堂检测提示:1.能利用乙烷和乙烯制备氯乙烷。 2.用乙烯制备氯乙烷合理。乙烷的取代反应得到的是混合物,副产物太多,生成物不纯。而乙烯的加成反应可制得较纯净的氯乙烷,产物纯净,该方法更合理。任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
1.乙烯和乙烷分子结构和性质特点比较任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须先除去杂质,再与溴水反应。
请回答下列问题:任务一任务二素养脉络随堂检测(1)甲同学设计的实验 (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是 。?
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是 ,它与溴水反应的化学方程式是 ,在验证过程中必须全部除去。为此,乙同学设计了如图所示的实验装置:?任务一任务二素养脉络随堂检测Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 。(填字母)?
A.品红溶液 B.NaOH溶液
C.溴水 D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是 。?
答案:(1)不能 AC
(2)SO2 SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr B A C
(3)如果发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强任务一任务二素养脉络随堂检测解析:在实验室制备乙烯的过程中,由于浓硫酸具有强氧化性,可以将一部分乙醇氧化,本身被还原成SO2,SO2具有较强的还原性,可以将溴水中的溴还原,所以,要证明乙烯能与溴水反应,必须除去SO2。一般来说,除SO2用NaOH溶液,验证SO2有没有被彻底除去,应在Ⅰ装置后加一个盛有品红溶液的洗气瓶,因此Ⅱ中盛放的是品红溶液。在确认完全除去SO2后,将气体通入盛有溴水的试管中,溴水褪色,则一定是乙烯与溴水反应的结果。但不能认为,乙烯与溴水发生的一定是加成反应。为证明二者发生的不是取代反应,根据两种反应的特点,加成反应只有一种产物,而取代反应除了有机产物外,还应有HBr生成,HBr是强酸,通过测试反应后溶液的酸性,可知二者发生的反应是加成反应而不是取代反应。任务一任务二素养脉络随堂检测 1.乙烯、乙烷的鉴别
方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中,能使溶液褪色的是乙烯,不能使溶液褪色的是乙烷。
方法二:将两种气体分别通入酸性高锰酸钾的溶液中,能使溶液褪色的是乙烯,不能使溶液褪色的是乙烷。
2.除去乙烷中的乙烯
(1)除杂原则:要求将杂质除干净(加入除杂试剂足量),又不能引入新的杂质,还不能对主要成分产生不利影响(更不能直接去除主要成分)。
(2)操作:将混合气体通入盛有溴水的洗气瓶中,乙烯与溴水发生加成反应生成液态产物而被除去,乙烷因不反应而逸出。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1-1(双选)下列关于乙烯和乙烷相比较的各说法,不正确的是( )
A.乙烯和乙烷都是饱和烃
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,乙烷则不能
C.乙烯分子为平面形结构,乙烷分子为立体结构
D.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,因此它比乙烷稳定任务一任务二素养脉络随堂检测答案:AD
解析:乙烯分子中含有碳碳双键,属于不饱和烃,乙烷属于饱和烃,A错误;乙烯含有不饱和键,容易被高锰酸钾溶液氧化,而乙烷性质稳定,不能够被高锰酸钾溶液氧化,B正确;甲烷是正四面体结构,所以乙烷中所有原子不可能在同一平面上;乙烯为平面结构,所有原子都处在同一平面上,C正确;乙烯分子中碳碳双键键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,双键中有一个键键能较小容易断裂,所以乙烯结构不稳定,导致乙烯能和溴水发生加成反应,D错误。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1-2丙烯(CH2=CH—CH3)是重要的化工原料。下列有关丙烯的说法错误的是( )
A.与溴水混合后可发生加成反应
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.与氯化氢混合发生取代反应
D.在催化剂存在下可以制得聚丙烯
答案:C
解析:丙烯与溴水混合后可发生加成反应生成1,2-二溴丙烷,选项A正确;丙烯中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,选项B正确;丙烯与氯化氢混合发生加成反应生成1-溴丙烷或2-溴丙烷,选项C错误;丙烯在催化剂存在下可以发生加聚反应制得聚丙烯,选项D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测乙烯加成与烷烃取代反应的数量关系
问题探究
使1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照的条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是多少?
提示:1 mol乙烯与1 mol氯气发生完全加成反应生成1 mol CH2ClCH2Cl,1 mol CH2ClCH2Cl中含有4 mol氢原子,与足量氯气在光照的条件下发生取代反应,要消耗4 mol氯气,即两个过程中消耗氯气的总物质的量是5 mol。任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
取代反应与加成反应的比较 任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测典例剖析
例2下列变化不属于取代反应的是( )答案:B
解析:A项中的反应属于取代反应;B项乙烯分子中含有碳碳双键,乙烯与氢气发生加成反应,不属于取代反应;C项中反应属于取代反应;D项中甲烷与Cl2的反应属于取代反应,故D项不选。任务一任务二素养脉络随堂检测 取代反应、加成反应的特点
(1)取代反应的特点是“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的置换反应或复分解反应,注意在书写化学方程式时,不要漏写次要产物。
(2)加成反应的特点是“断一加二”。“断一”是指双键中的一个不稳定的化学键断裂;“加二”是指加两个其他原子或原子团,每一个不饱和碳原子上各加上一个,此反应类似无机反应中的化合反应,理论上原子利用率为100%。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2下列变化中,由加成反应引起的是( )
A.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
B.乙烷在一定条件下生成一氯乙烷
C.石油分馏得到汽油和溴水混合,静置后分层且下层呈无色
D.在催化剂作用下,乙烯与水生成乙醇
答案:D
解析:乙烯通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,是由于乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化,发生氧化反应,A错误;乙烷在一定条件下与氯气反应生成一氯乙烷,属于取代反应,B错误;石油分馏得到汽油和溴水混合,静置后分层且下层呈无色,是由于汽油萃取了溴水中的溴单质,此过程为物理过程,C错误;在催化剂作用下,乙烯与水生成乙醇,发生的是加成反应,D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列关于有机化合物的说法正确的是( ) A.分馏产品是纯净物 B.①主要发生化学变化
C.②是石油的裂化 D.③属于加成反应
答案:D
解析:石油的分馏产品仍然是混合物,故A错误;分馏是物理变化,故B错误;石油裂解可得到乙烯等烯烃,故C错误;乙烯与溴单质发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,故D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测2.下列物质中,不可以通过乙烯加成反应得到的是( )
A.CH3CH2OH B.CH3CH2F
C.CH3CHBr2 D.CH3CH2SH
答案:C
解析:乙烯和H2O发生加成反应生成CH3CH2OH,故A正确;乙烯和HF发生加成反应生成CH3CH2F,故B正确;乙烯和Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br,故C错误;乙烯和H2S发生加成反应生成CH3CH2SH,故D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测3.既能用来鉴别乙烯和乙烷,又能用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是( )
A.通入足量溴水中 B.在空气中燃烧
C.通入酸性高锰酸钾溶液中 D.在一定条件下通入氢气
答案:A
解析:乙烯能与溴水发生加成反应而使溴水褪色,而乙烷不能,用溴水除去乙烯的同时又不产生新的气体杂质,A项正确;乙烯和乙烷都能燃烧,故不能通过燃烧的方法达到除去乙烯的目的,B项错误;乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烷不能,但乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2,产生新的气体杂质,不能作为除去乙烷中乙烯的方法,C项错误;在一定条件下通入氢气,虽可将乙烯转变为乙烷,但通入氢气的量不易控制,很难得到纯净的乙烷,且用氢气无法鉴别乙烷和乙烯,D项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测4.下列各组中两个反应所属反应类型相同的是( )
A.光照甲烷和氯气的混合气体,混合气体颜色变浅;乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙烷在氧气中燃烧;乙烯在空气中燃烧
C.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色;乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
D.用乙烯与氯化氢制取氯乙烷;用乙烷与氯气反应制取氯乙烷
答案:B
解析:A项前者是取代反应,后者是加成反应;B项二者均是氧化反应;C项前者是加成反应,后者是氧化反应;D项前者是加成反应,后者是取代反应。任务一任务二素养脉络随堂检测5.有机化学中的反应类型较多,将下列反应归类。(填写序号)
①由乙烯制氯乙烷 ②乙烷在氧气中燃烧 ③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 ④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑤甲烷与氯气在光照的条件下反应
其中属于取代反应的是 ;?
属于氧化反应的是 ;?
属于加成反应的是 。?
答案:⑤ ②④ ①③
解析:①是乙烯与氯化氢的加成反应;②是烷烃与氧气的氧化反应(燃烧);③是乙烯与溴的加成反应;④是乙烯与酸性高锰酸钾的氧化反应;⑤是烷烃与卤素单质在光照条件下的取代反应。第2课时 煤的干馏与苯
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.化学与生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.煤的干馏是化学变化过程
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
答案C
解析煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加强热,生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质,有新物质生成,是化学变化,故A正确;绿色化学的核心是利用化学原理从源头上消除或减少生产生活对环境的污染,而不是污染后再治理,故B正确;加入氧化钙可与煤燃烧生成的二氧化硫在氧气中发生反应生成硫酸钙,二氧化硫排放量减少,但在高温下反应仍然生成二氧化碳,即燃煤中加入CaO后可减少酸雨的发生,但不能减少温室气体的排放量,故C错误;天然气(CNG)主要成分是甲烷,液化石油气(LPG)的成分是丙烷、丁烷等,这些碳氢化合物完全燃烧生成二氧化碳和水,则这两类燃料是清洁燃料,故D正确。
2.下列实验能获得成功的是( )
A.苯与浓溴水用铁做催化剂制溴苯
B.将苯与浓硝酸混合共热制硝基苯
C.加入水后分液可除去溴苯中的溴
D.可用分液漏斗分离硝基苯和水
答案D
解析苯与液溴在铁粉做催化剂时才能反应生成溴苯,苯与浓溴水不反应,A项错误;苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在水浴加热时生成硝基苯,B项错误;溴在水中的溶解度比在苯中的溶解度小,除去溴苯中的溴,可以加入氢氧化钠溶液后再分液,C项错误;硝基苯难溶于水,应用分液法分离,D正确。
3.下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是 ( )
A.甲烷与氯气混合后光照反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液的褪色
B.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
C.苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中,有油状液体生成;乙烯与水生成乙醇的反应
D.在苯中滴入溴水,使溴水褪色;乙烯与氯化氢反应制取氯乙烷
答案C
解析甲烷与氯气混合后光照发生取代反应,而乙烯与酸性高锰酸钾发生氧化反应;乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷属于加成反应;苯中滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中,有油状液体生成,发生取代反应,乙烯与水生成乙醇的反应属于加成反应;在苯中滴入溴水,由于萃取而使溴水褪色,乙烯制取氯乙烷的反应属于加成反应。
4.下列各组有机物中,使用溴水不能鉴别出的是( )
A.苯和四氯化碳 B.乙炔和乙烯
C.乙烷和乙烯 D.苯和酒精
答案B
解析A项,苯的密度比水小,四氯化碳的密度比水大,萃取后有机层的位置不同,可鉴别;B项,乙炔和乙烯分子中都含有不饱和键,都可与溴水发生加成反应,不能鉴别;C项,乙烯可与溴水发生加成反应,而乙烷不能,可鉴别;D项,苯不溶于水,而酒精与水混溶,可鉴别。
5.
对图示中的变化叙述错误的是( )
A.图示实验中发生了化学变化
B.液体X溶液的pH>7,液体Y是一种黑色黏稠状液体
C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色
D.试管A中产生浓的白烟
答案D
解析煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加强热分解的过程,它发生了复杂的物理、化学变化;煤的干馏产物有H2O和NH3,NH3易溶于水而呈碱性,pH>7,同时干馏还生成了煤焦油,它的化学成分主要是难溶于水的黏稠液体;干馏的气体产物中的H2、CO具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的C2H4可使溴水褪色。试管A中不会产生浓的白烟。
6.苯是一种重要的化工原料,也是一种重要的溶剂。
请回答下列问题:
(1)下图是某些有机物的填充模型,其中表示苯的是 (填字母)。?
(2)把苯加入到盛有溴水的试管中,液体会出现分层现象,充分振荡、静置,出现橙红色液体的一层在 (填“上”或“下”)层;把苯加入到盛有少量酸性高锰酸钾溶液的试管中,振荡后,酸性高锰酸钾溶液不褪色,说明苯分子中 (填“有”或“没有”)碳碳双键;在浓硫酸作用下,苯在55~60 ℃时可以与浓硝酸反应生成硝基苯,反应类型为 。?
(3)对于苯曾有人提出两种立体结构(如图),就该两种立体结构回答下列有关问题。
若苯的结构为(Ⅰ),则一氯代物有 种,若苯的结构为(Ⅱ),则下列说法正确的是 (填字母)。?
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.燃烧时产生浓烟
C.能使溴水褪色
答案 (1)D (2)上 没有 取代反应 (3)1 ABC
解析(1)苯分子是由6个碳原子和6个氢原子构成的平面形分子。(2)苯的密度比水小,橙红色在上层,苯分子中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。苯与HNO3反应生成硝基苯的反应是取代反应。(3)结构(Ⅰ)只有一种氢原子,一氯代物只有一种;结构(Ⅱ)中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,含碳量高,燃烧时有浓烟。
提升能力·跨越等级
1.(2019全国1,8)关于化合物2-苯基丙烯(),下列说法正确的是( )
A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色
B.可以发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面
D.易溶于水及甲苯
答案B
解析该物质分子中含有碳碳双键,可以被稀高锰酸钾溶液氧化,能使稀高锰酸钾溶液褪色,能发生加成聚合反应,A项错误,B项正确;该物质分子中含有甲基,所有原子不可能共平面,C项错误;该物质分子中不含易溶于水的基团,因此不易溶于水,D项错误。
2.苯环结构中,不存在单双键交替结构,可以作为证据的事实是( )
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 ②苯分子中碳原子间的距离均相等 ③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷 ④经实验测得邻二甲苯仅一种结构 ⑤苯在铁粉存在条件下与液溴发生取代反应,但不因化学变化而使溴水褪色
A.②③④⑤ B.①②③④
C.①②④⑤ D.①③④⑤
答案C
解析①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构,正确;②苯分子中碳原子间的距离均相等,则苯环上碳碳键的键长相等,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在单键与双键的交替结构,正确;③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷,不能证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构,错误;④如果是单双键交替结构,邻二甲苯的结构应有两种,邻二甲苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在单键与双键的交替结构,正确;⑤苯在铁粉存在下同液溴可发生取代反应,生成溴苯,苯不因化学变化而使溴水褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构,正确。故C项正确。
3.(双选)下列叙述正确的是( )
A.用冰冷却苯,苯可以凝结成无色的晶体
B.苯与溴水混合后因发生反应而使溴水褪色
C.在苯中加入酸性KMnO4溶液,振荡后静置,下层液体为紫红色
D.1 mol苯能与3 mol H2发生加成反应,说明在苯环中含有3个双键
答案AC
解析苯在常温下为液体,用冰冷却苯,苯可以凝结成无色的晶体,故A正确;苯与溴水发生萃取过程为物理变化,故B错误;苯中加入酸性KMnO4溶液分层,且苯的密度比水的密度小,则振荡后静置,下层液体为紫红色,故C正确;苯分子中不含碳碳双键,但苯能与H2发生加成反应,苯中碳原子间为特殊的共价键,故D错误。
4.(2018全国3,9)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是( )
A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯
D.在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯
答案C
解析液溴与铁粉混合产生FeBr3,进而催化Br2与苯环发生取代反应,A项正确;苯乙烯分子中含有碳碳双键,能被KMnO4氧化,B项正确;苯乙烯与HCl发生加成反应,而不是取代反应,C项错误;苯乙烯分子中含有碳碳双键,一定条件下可以发生加聚反应,D项正确。
5.下列关于苯的叙述正确的是( )
A.反应①为取代反应,有机产物的密度比水小
B.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有较多的浓烟
C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃
D.反应④1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键
答案B
解析苯与液溴发生取代反应生成溴苯,溴苯的密度比水大,所以与水混合溴苯在下层,故A错误;苯在空气中能燃烧,发生氧化反应,燃烧时火焰明亮并带有浓烟,故B正确;苯能与硝酸发生硝化反应生成硝基苯,硝基苯中除了含有C、H元素之外还含有N和O,不属于烃,故C错误;苯分子没有碳碳双键,而是一种介于单键和双键之间的特殊共价键,故D错误。
6.(2017全国1,9)化合物(b)、(d)、(p)的分子式均为C6H6,下列说法正确的是( )
A.b的同分异构体只有d和p两种
B.b、d、p的二氯代物均只有三种
C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应
D.b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面
答案D
解析直链状的CH≡C—C≡C—CH2CH3也是苯的同分异构体,故A项错误;的二氯代物有6种,故B项错误;只有中含有碳碳双键,可与酸性高锰酸钾溶液反应,故C项错误;、均为立体结构,均含有饱和碳原子,所有原子不可能处于同一平面,只有为平面正六边形,故D项正确。
7.
实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸混合发生反应制取硝基苯的装置如右图所示。请回答下列问题:
(1)反应需在55~60 ℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是 ,其优点是 和 。?
(2)在配制混合酸时应将 加入到 中去。?
(3)该反应的化学方程式是 。?
(4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是 。?
(5)反应完毕后,除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制:①蒸馏 ②水洗 ③用干燥剂干燥 ④用10% NaOH溶液洗 ⑤水洗,正确的操作顺序是 。?
A.①②③④⑤ B.②④⑤③①
C.④②③①⑤ D.②④①⑤③
答案(1)水浴加热 便于控制温度 受热均匀
(2)浓硫酸 浓硝酸
(3)+HNO3(浓)+H2O
(4)苯、浓硝酸等挥发到空气中,造成空气污染 (5)B
解析(1)图中给出反应物加热的方法是水浴加热,水浴加热便于控制温度,受热均匀。
(2)配制混合酸时应将密度大的浓硫酸加入到密度小的浓硝酸中去,配制混合酸时应将浓硫酸加入浓硝酸中,并不断振荡,以防止溅出伤人。
(3)苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成硝基苯与水,反应的化学方程式为+HNO3(浓)+H2O。
(4)由于苯和硝酸都是易挥发的物质,应考虑它们可能产生的污染和由挥发导致的利用率降低问题。
(5)产品精制,应先水洗,溶解混有的酸,再加入碱中和酸,然后再水洗、干燥,最后蒸馏,故正确的顺序为②④⑤③①,B正确。
8.某有机物的结构简式为。
据此填写下列空格。
(1)该物质苯环上一氯代物有 种。?
(2)1 mol该物质和溴水混合,消耗Br2的物质的量为 mol。?
(3)1 mol该物质和H2加成需H2 mol。?
(4)下列说法不正确的是 。?
A.此物质可发生加成、取代、氧化等反应
B.和甲苯互为同系物
答案(1)4 (2)2 (3)5 (4)B
解析(1)该物质苯环上的4个氢原子都能被氯原子取代而生产4种不同的一氯代物。
(2)1 mol该物质的分子中含有2 mol碳碳双键,能与2 mol Br2发生加成反应。
(3)1 mol该物质的分子中含有2 mol碳碳双键,能与2 mol H2发生加成反应,1 mol苯环能与3 mol H2发生加成反应,1 mol该物质共消耗5 mol H2。
(4)该物质中含有碳碳双键,能发生加成反应,也能被酸性KMnO4溶液氧化,发生氧化反应,同时该物质中含有烷基能发生取代反应,苯环上也能发生取代反应,故A正确;苯的同系物是苯环与烷基相连形成的,而该物质中苯环侧链是不饱和的,不与甲苯互为同系物,B错误。
贴近生活·拓展创新
★实验室合成溴苯的装置图及有关数据如下,按下列合成步骤回答相关问题:
物质
苯
溴
溴苯
密度/(g·cm-3)
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解性
微溶
微溶
微溶
(1)实验装置中,仪器c的名称为 ,作用为 。?
(2)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白雾产生,是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。写出a中发生反应的化学方程式: 。?
(3)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑。
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ;?
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入无水氯化钙的目的是 。?
(4)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,需进行的操作方法为 。?
答案(1)球形冷凝管 冷凝回流
(2)HBr +Br2+HBr
(3)②除去未反应的Br2 ③干燥溴苯 (4)苯 蒸馏
解析苯与液溴在铁屑的作用下可发生反应生成溴苯,同时有溴化氢生成,氢溴酸和氢氧化钠反应生成易溶于水的溴化钠和水,溴单质和氢氧化钠反应,生成易溶于水的溴化钠和次溴酸钠。溴苯提纯的方法是先水洗,把可溶物溶解在水中,然后过滤除去未反应的铁屑,再加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO并用水洗去,然后加干燥剂无水氯化钙干燥溴苯。利用沸点不同,通过蒸馏的方法分离溴苯和苯。
课件45张PPT。第2课时 煤的干馏与苯知识铺垫新知预习自主测试1.装修污染气体中的苯来源于油漆、涂料中的溶剂、稀释剂等,是一级致癌物。
2.从挥发性来看,苯易挥发。知识铺垫新知预习自主测试一、煤的干馏
1.定义:将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。
2.煤干馏的主要产物及用途。知识铺垫新知预习自主测试二、苯
1.苯的物理性质知识铺垫新知预习自主测试2.苯的分子结构 知识铺垫新知预习自主测试3.苯分子的结构特点
(1)苯分子为平面正六边形结构,分子中6个碳原子和6个氢原子共平面。
(2)苯分子中6个碳碳键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。知识铺垫新知预习自主测试4.苯的化学性质
(1)苯与酸性高锰酸钾溶液、溴水反应的实验。 实验结论:苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能使溴水因发生化学反应而褪色,说明苯分子结构中不存在双键,所以苯分子结构中不存在单双键交替的情况。知识铺垫新知预习自主测试(2)苯的化学性质。 知识铺垫新知预习自主测试【微思考】苯分子中不存在碳碳单双键的交替结构,通过哪些事实可以说明?
提示:①苯不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。
②苯分子是正六边形的平面结构,所有的化学键键长、键角都完全相同。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原因相同。 ( )
(2)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应。 ( )
(3)用溴水鉴别苯和辛烷。 ( )
(4)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同。 ( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)√知识铺垫新知预习自主测试2.有关煤的下列叙述,不正确的是( )
A.煤是由有机物组成的复杂混合物
B.煤是工业上获得苯的一种重要来源
C.煤的干馏属于化学变化
D.通过煤的干馏,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品
答案:A
解析:煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物,A错;煤的干馏可以获得洁净的燃料和多种化工原料,B、D正确;煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加强热分解的过程,C正确。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测 苯与甲烷、乙烯结构和典型性质的比较
问题探究
苯是一种非常重要的有机化工原料,也常常用作有机溶剂。以下是三个关于苯的性质的实验。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测1.结合苯的物理性质和化学性质分析上述实验的现象。
2.从实验结果分析苯分子中是否含有碳碳双键。
提示:1.(1)液体分层,下层为紫色,上层为无色。
(2)苯与四氯化碳互溶,溶液呈红棕色。
(3)苯与水互不相溶,且溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大得多,故苯将溴从溴水中萃取出来。液体分层,上层为红棕色,下层近于无色。
2.苯不能像乙烯一样能够使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,说明苯分子中并不含碳碳双键。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测知识归纳
1.苯的分子结构特点任务一任务二任务三素养脉络随堂检测2.苯的化学性质特点
(1)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大的差别。
(2)苯与溴水不能发生加成反应,但与H2在催化剂作用下可发生加成反应,说明苯具有不饱和烃的性质。
(3)苯在催化剂(浓硫酸)的作用下与浓硝酸发生取代反应,苯的硝化反应应注意:
①温度必须控制在55~60 ℃,故采用水浴加热。
②硝基苯为无色有苦杏仁味的油状液体,密度比水的大,有毒。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测3.甲烷、乙烯、苯的结构与性质比较 任务一任务二任务三素养脉络随堂检测任务一任务二任务三素养脉络随堂检测典例剖析
例1下列关于甲烷、乙烯、苯三种烃的比较中,正确的是( )
A.只有甲烷不能因化学反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.在空气中分别完全燃烧等质量的这三种烃,苯消耗的氧气最多
C.除甲烷外,其余两种都是不饱和烃
D.甲烷和苯属于饱和烃,乙烯是不饱和烃
答案:C
解析:甲烷、苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烯含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;空气中分别完全燃烧等质量的这三种烃,甲烷中氢元素的质量分数最大,消耗的氧气最多,故B错误;甲烷属于饱和烃,乙烯与苯都是不饱和烃,故C正确;甲烷属于饱和烃,乙烯和苯是不饱和烃,故D错误。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测变式训练1-1下列实验能获得成功的是( ) B.加浓溴水,然后过滤可除去苯中少量的己烯
C.用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和正戊烷
D.可用分液漏斗分离硝基苯和苯
答案:A任务一任务二任务三素养脉络随堂检测变式训练1-2下列说法正确的是( )
A.光照下,1 mol CH4最多能与4 mol Cl2发生取代反应,产物中物质的量最多的是CCl4
B.苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在一定条件下能发生取代反应
C.甲烷与乙烯的混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离
D.乙烯和苯分子中均含有碳碳双键,都能与H2发生加成反应
答案:B
解析:光照下,1 mol CH4最多能与4 mol Cl2发生取代反应,产物中物质的量最多的是HCl,A错误;苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在一定条件下能发生取代反应,B正确;甲烷与乙烯的混合物通过溴的四氯化碳溶液后,乙烯与溴反应得到1,2-二溴乙烷,故甲烷与乙烯的混合物不可通过溴的四氯化碳溶液分离,C错误;苯分子中不含碳碳双键,D错误。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测如何判断有机物分子中原子是否共平面
问题探究任务一任务二任务三素养脉络随堂检测提示:根据甲烷(CH4)为正四面体结构,5个原子一定不在同一平面内,乙烯(C2H4)为平面形结构,6个原子都在同一平面内,苯(C6H6)为平面正六边形结构,12个原子都在同一平面内进行分析。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测知识归纳
1.典型有机物分子的立体结构(1)甲烷(CH4)为正四面体结构,5个原子一定不在同一平面内,键角为109°28'。
(2)乙烯(C2H4)为平面形结构,6个原子都在同一平面内,键角约为120°。
(3)苯(C6H6)为平面正六边形结构,12个原子都在同一平面内,键角为120°。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测2.有机物分子中原子是否共平面的判断方法
(1)展开立体构型法:其他有机物可看作以上三种典型分子中氢原子被其他原子或原子团代替后的产物,代替后的产物分子中的空间结构与原分子相比基本不变。
①以CH4为母体,可衍变成其他结构。但无论什么原子或原子团与碳原子相连,都相当于取代了原来甲烷中氢原子的位置,构成四面体结构。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等都是四面体结构,其中CCl4是正四面体结构。
②当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子的平面内。例如丙烯分子(CH3CH=CH2),其结构式如图所示:任务一任务二任务三素养脉络随堂检测③当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时,代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。甲苯中的7个碳原子(苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子)、5个氢原子(苯环上的5个氢原子)这12个原子一定共平面,由于单键可以旋转,甲基上1个氢原子也可以转到这个平面上,其余两个氢原子分布在平面两侧,故甲苯分子中最多有13个原子共平面。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测任务一任务二任务三素养脉络随堂检测典例剖析
例2(2019全国3,8)下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是( )
A.甲苯 B.乙烷
C.丙炔 D.1,3-丁二烯
答案:D
解析:本题考查了常见有机物的空间构型。甲苯、乙烷和丙炔(CH3C≡CH)中都含有甲基,甲基碳原子为饱和碳原子,其上连接的4个原子构成四面体结构,则甲苯、乙烷、丙炔分子中的所有原子不可能共平面;1,3-丁二烯(CH2=CHCH=CH2)分子相当于两个乙烯基通过碳碳单键相连接,由于单键可旋转,若两个乙烯基所在的平面重合时,1,3-丁二烯(CH2=CHCH=CH2)分子中的所有原子就可共平面。故D项正确。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测变式训练2下列化合物分子中的所有原子一定都处于同一平面的是( )答案:A 任务一任务二任务三素养脉络随堂检测 烃的燃烧规律
问题探究
(1)甲烷、乙烯和苯的燃烧现象相同吗?
(2)试写出烃的燃烧通式。
(3)根据烃的燃烧通式分析,100 ℃以上时燃烧前后气体体积不变的烃的分子式有何特点。
提示:(1)三种物质燃烧现象不同,甲烷燃烧时是淡蓝色火焰、乙烯和苯燃烧时是明亮的火焰,且乙烯燃烧时伴随有黑烟,苯燃烧时伴随有浓烟生成。当y=4时,ΔV=0,体积不变,即100 ℃以上时若烃燃烧前后气体体积不变,则该烃分子中氢原子数为4。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测知识归纳
烃(CxHy)完全燃烧时的耗氧量规律
(1)1 mol烃完全燃烧时的耗氧量。(2)等质量的不同烃完全燃烧时耗氧量比较。 任务一任务二任务三素养脉络随堂检测(3)总质量一定的混合物,只要各组分的最简式相同,则完全燃烧时,其耗氧量为定值,等于同质量的某单一组分完全燃烧时的耗氧量,而与混合物中各组分的含量无关。
(4)总物质的量一定的混合物,只要各组分1 mol物质完全燃烧时的耗氧量相同,则完全燃烧时,其耗氧量为定值,而与混合物中各组分的含量无关。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测典例剖析
例3120 ℃时,某气态烃在密闭容器中与足量的氧气混合点燃,完全燃烧后恢复至原温度,容器内的压强保持不变,则该烃是( )
A.CH4 B.C2H2 C.C2H6 D.C3H8
答案:A
解析:任务一任务二任务三素养脉络随堂检测烃完全燃烧时产物之间的关系 (2)总质量一定的混合物,只要各组分中碳的质量分数相同(最简式可以相同也可以不同),则完全燃烧后产生CO2的量为定值,而与混合物中各组分的含量无关。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测变式训练3-1在常温常压下,取下列4种气态烃各1 mol,分别在足量的氧气中燃烧,其中耗氧量最多的是 ( )
A.CH4 B.C2H4 C.C2H6 D.C3H8
答案:D任务一任务二任务三素养脉络随堂检测变式训练3-2两种气态烷烃的混合物,在标准状况下其密度为1.16 g·L-1,则关于此混合物组成的说法正确的是( )
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.可能是甲烷和己烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
答案:A
解析:该混合烃的平均摩尔质量为1.16 g·L-1×22.4 L·mol-1=26 g·mol-1,即平均相对分子质量为26。相对分子质量小于26的烷烃是甲烷,甲烷的相对分子质量为16,其他烷烃相对分子质量都大于26,所以混合物中一定有甲烷,故A正确;乙烷的相对分子质量为30,可能含有乙烷,也可能不含有乙烷,故B错误;常温下,己烷为液态,不可能是甲烷与己烷的混合物,故C错误;乙烷与丙烷的相对分子质量都大于26,不可能是乙烷和丙烷的混合物,故D错误。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测任务一任务二任务三素养脉络随堂检测1.明代名臣于谦作诗“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉……”,诗中所写“乌金”是( )
A.焦炭 B.煤炭 C.磁铁矿 D.软锰矿
答案:B
解析:“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深”中的“乌金”指的是煤炭,它的主要成分是炭。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测2.(双选)苯和乙烯相比较,下列叙述中正确的是( )
A.都易与溴发生取代反应
B.都易发生加成反应
C.乙烯易发生加成反应,苯易发生取代反应
D.乙烯易被酸性高锰酸钾溶液氧化,苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化
答案:CD
解析:苯与溴易发生取代反应,而乙烯与溴易发生加成反应,A、B项错误;C项正确;苯分子中不含有碳碳双键,不能被酸性KMnO4溶液氧化,D项正确。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测3.下列叙述正确的是( )
A.煤的干馏和石油的分馏原理相同
B.将煤进行干馏可直接生成NH4HCO3
C.如图所示装置可用于实验室中煤的干馏
D.煤干馏和石油分馏都必须采取环境保护措施任务一任务二任务三素养脉络随堂检测答案:D
解析:煤的干馏属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,二者原理不同。煤干馏的条件之一是高温,NH4HCO3受热易分解,故将煤进行干馏不可能直接生成NH4HCO3。题图装置为蒸馏装置,而干馏是将固态物质隔绝空气加强热使其分解产生新物质,故题图所示装置不能用于实验室中煤的干馏。煤的干馏和石油的分馏都会产生环境污染物,故必须采取环境保护措施。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测4.在①丙烯 ②乙烯 ③苯 ④甲苯四种有机化合物中,分子内所有原子均在同一平面的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
答案:B
解析:①丙烯(CH2=CH—CH3)中有一个甲基,甲基具有甲烷的结构特点,因此所有原子不可能处于同一平面上,故①错误;②乙烯具有平面型结构,所有原子在同一个平面,故②正确;③苯是平面型结构,所有原子在同一个平面,故③正确;④甲苯含有一个甲基,甲基具有甲烷的结构特点,因此所有原子不可能处于同一平面上,故④错误。任务一任务二任务三素养脉络随堂检测5.下图中A、B、C分别是三种烃类有机物的结构模型:请回答下列问题:
(1)A、B两种模型分别是有机物的 模型和 模型。?
(2)A及其同系物的分子式符合通式 (用n表示)。当n= 时,有机物开始出现同分异构体。?
(3)A、B、C三种有机物中,所有原子均共面的是 (填名称)。结构简式为CH2=CH(CH2)5CH3的有机物中,处于同一平面内的碳原子数最少为 个。?任务一任务二任务三素养脉络随堂检测(4)有机物C具有的结构或性质是 (填字母序号)。?
a.是碳碳双键和碳碳单键交替的结构
b.有毒、不溶于水、密度比水小
c.不能使酸性KMnO4溶液和溴水因发生化学反应而褪色
d.一定条件下能与氢气或氧气反应
(5)等质量的三种有机物完全燃烧生成H2O和CO2,消耗氧气的体积(相同状况下)最大的是 (填分子式)。?
答案:(1)球棍 填充 (2)CnH2n+2 4
(3)乙烯、苯 3 (4)bcd (5)CH4任务一任务二任务三素养脉络随堂检测解析:根据题图可知,三种物质依次是甲烷、乙烯和苯。(2)烷烃的通式为CnH2n+2。甲烷、乙烷和丙烷均无同分异构体,从丁烷开始出现同分异构体,即正丁烷和异丁烷。(3)甲烷分子是正四面体结构,分子中所有原子不共面;而乙烯和苯都是平面结构,分子中所有原子均共面。(4)苯分子中没有碳碳单键和碳碳双键,其中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的特殊共价键,a错误;苯有毒,不溶于水且密度比水小,b正确;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但能因萃取溴水中的溴而使溴水褪色,c正确;苯在一定条件下能与氢气发生加成反应,能在氧气中燃烧,d正确。(5)等质量的烃完全燃烧,含氢量越高,消耗的氧气越多。第3课时 有机高分子化合物与高分子材料
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.下列不属于以煤、石油和天然气为主要原料生产的高分子化合物是( )
A.塑料 B.合成橡胶
C.合成纤维 D.淀粉
答案D
解析塑料属于合成材料,故A不符合题意;合成橡胶属于合成材料,故B不符合题意;合成纤维属于合成材料,故C不符合题意;淀粉属于天然高分子化合物,故D符合题意。
2.下列合成高分子化合物的反应中,属于加聚反应的是 ( )
A.+nH2O
B.nHCHO++nH2O
C.nCH2CHCl
D.nHOOCCOOH+nHO—CH2—CH2—OH
+2nH2O
答案C
解析根据加聚反应的特点,产物除高分子化合物外无小分子化合物,且高分子化合物与反应物具有相同的化学组成,则C项正确。
3.(2017全国1,7)下列生活用品中主要由合成纤维制造的是( )
A.尼龙绳 B.宣纸 C.羊绒衫 D.棉衬衣
答案A
解析宣纸和棉衬衣的主要成分是纤维素,羊绒衫是由羊毛制造的,纤维素和羊毛都属于天然纤维;只有尼龙绳是由合成纤维制造的。
4.下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是( )
①高分子化合物的相对分子质量都很大
②纯净的淀粉属于纯净物
③有机高分子中只含有共价键
④线型高分子具有热固性
⑤高分子材料一般不易燃烧
A.④⑤ B.①③ C.②⑤ D.②④⑤
答案D
解析淀粉是高分子化合物,属于混合物;线型高分子化合物的链与链之间未形成化学键,仅以分子间作用力相结合,故受热易熔化,具有热塑性;有机高分子化合物一般易燃烧。
5.下列说法正确的是( )
A.棉花、蚕丝、塑料都属于天然高分子化合物
B.具有热固性的塑料受热时会变软
C.高分子材料均无固定的熔点
D.聚氯乙烯的结构简式为CH2—CH—Cl
答案C
解析塑料不是天然高分子化合物;具有热固性的塑料受热时不会变软;高分子材料为混合物,没有固定的熔点;聚氯乙烯的结构简式为。
6.下列对于废弃塑料制品的处理方法中,最为恰当的是 ( )
A.将废弃物切成碎片,混在垃圾中填埋于土壤中
B.将废弃物焚烧
C.将废弃物倾倒于海洋中
D.将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油
答案D
解析把废弃物深埋或倾倒入海洋并没有彻底消除污染。把塑料废弃物焚烧会放出有毒气体,污染空气。目前根治塑料废弃物污染最有效的方法是限制使用、回收利用以及开发易降解塑料。
提升能力·跨越等级
1.高分子化合物的单体是( )
A.
B.CH2CH2
C.CH3—CH2—CH2—CH3
D.CH3—CHCH—CH3
答案D
解析题给高分子化合物是由CH3—CHCH—CH3通过加聚反应生成的,故其单体为CH3—CHCH—CH3。
2.绿色化学的核心是反应过程的绿色化,即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,下列过程中不符合这一思想的是( )
A.甲烷与氯气反应制氯仿:CH4+3Cl2CHCl3+3HCl
B.烯烃与水煤气发生的羰基合成反应:RCHCH2+CO+H2RCH2CH2CHO
C.甲烷、CO合成乙酸乙酯:2CH4+2COCH3COOCH2CH3
D.乙烯合成聚乙烯:nCH2CH2
??CH2—CH2??
答案A
解析甲烷与氯气反应制氯仿的同时还有氯化氢生成,不符合绿色化学思想,A错误;烯烃与水煤气发生的羰基合成反应中生成物只有一种,符合绿色化学思想,B正确;甲烷、CO合成乙酸乙酯的反应中生成物只有一种,符合绿色化学思想,C正确;乙烯合成聚乙烯反应中生成物只有一种,符合绿色化学思想,D正确。
3.在绿色化学工艺中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%,在用CH3C≡CH合成CH2C(CH3)COOCH3的过程中,欲使原子利用率达到最高,还需要其他的反应物有( )
A.CO2和H2O B.CO和CH3OH
C.CH3OH和H2 D.H2和CO2
答案B
解析根据原子守恒可知,生成物比丙炔多2个碳原子、2个氧原子和4个氢原子,根据选项可知,B项正确。
4.(双选)国家游泳中心(俗称“水立方”)采用了高分子膜材料“ETFE”,该材料是四氟乙烯(CF2CF2)与乙烯(CH2CH2)发生聚合反应得到的高分子材料。下列说法不正确的是( )
A.“ETFE”分子中可能存在
—CH2—CH2—CF2—CF2—的连接方式
B.合成“ETFE”的反应为加成反应
C.CF2CF2和CH2CH2均是平面形分子
D.CF2CF2可由CH3CH3与F2两种物质直接反应制得
答案BD
解析四氟乙烯(CF2CF2)与乙烯(CH2CH2)发生加聚反应生成ETFE,链节为—CF2—CF2—CH2—CH2—,故A正确;单体中均含双键,则发生加聚反应生成高分子化合物,故B错误;乙烯为平面结构,则CF2CF2和CH2CH2均是平面形分子,故C正确;CH3CH3与F2在光照条件下只发生取代反应,无法生成不饱和的有机物,故D错误。
5.合成导电高分子材料PPV的反应如下:
++(2n-1)HI
下列说法正确的是( )
A.合成PPV的反应为加聚反应
B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C.和苯乙烯互为同系物
D.PPV能使溴的四氯化碳溶液褪色
答案D
解析因为有小分子生成,所以合成PPV的反应不属于加聚反应,A错误;PPV中的重复结构单元为,聚苯乙烯中的重复结构单元为,二者不相同,B错误;和苯乙烯结构不相似,不互为同系物,C错误;PPV中含有碳碳双键,因此能与溴单质发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,D正确。
6.(2018北京理综,11)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图。
下列关于该高分子的说法正确的是( )
A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH或—NH2
C.氢键对该高分子的性能没有影响
D.结构简式为
答案B
解析由示意图可知芳纶纤维的单体为对苯二胺()和对苯二甲酸()。A项,对苯二胺()和对苯二甲酸()苯环上的氢原子类型分别相同,错误;B项,对苯二胺()的官能团为氨基,对苯二甲酸()的官能团为羧基,正确;C项,氢键的存在使高分子的熔、沸点升高,错误;D项,对苯二胺()和对苯二甲酸()发生缩聚反应生成高聚物,错误。
7.保护环境、保护地球已成为人类共同的呼声。
(1)下列措施不利于环境保护的是 (选填字母,下同)。?
A.推广使用无铅汽油
B.提倡家庭使用太阳能热水器
C.推广废旧电池单独回收
D.提倡家庭购买大排量汽车
(2)酸雨的pH<5.6,下列气体排放可能形成酸雨的是 。?
A.N2 B.CO
C.SO2 D.氟氯代烷
(3)下列情况可能引起大气污染的是 。?
①煤的燃烧 ②工业废气任意排放 ③燃放鞭炮
④飞机、汽车尾气的排放
A.只有①② B.只有②④
C.只有①②③ D.①②③④
(4)废弃的热塑性塑料可通过清洗、熔融、重新制成塑料。塑料属于 。?
A.无机非金属材料 B.有机合成材料
C.复合材料 D.合金
(5)维生素C又称为抗坏血酸,在人体内有重要功能,其结构简式为,则维生素C的分子式为 。?
答案(1)D (2)C (3)D (4)B (5)C6H8O6
解析(1)推广使用无铅汽油,可减少铅污染,有利于保护环境,故A正确;提倡家庭使用太阳能热水器,减少化石能源的消耗,可有利于保护环境,故B正确;推广废旧电池单独回收,可减少重金属污染,故C正确;提倡家庭购买大排量汽车,导致大量汽车尾气的排放,不利于保护环境,故D错误。
(2)引起酸雨的主要污染物为二氧化硫和氮氧化物,氟氯代烷可导致臭氧空洞,故选C。
(3)①煤的燃烧 ②工业废气任意排放 ③燃放鞭炮 ④飞机、汽车尾气的排放等都可引起大气污染,产生氮氧化物、二氧化硫以及粉尘污染等,故选D。
(4)塑料为有机合成材料,故选B。
(5)根据维生素C的结构简式可知,维生素C的分子式为C6H8O6。
8.近年来,由于石油价格不断上涨,以煤为原料制备的一些化工产品前景又被看好。下图是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线。
请回答下列问题。
(1)写出反应类型:反应① ,反应② 。?
(2)写出结构简式PVC: ,C 。?
(3)写出A→D的化学反应方程式: 。?
(4)写出D与NaOH溶液共热时发生反应的化学方程式: 。?
答案(1)加成反应 加聚反应
(2) CH2CHCN
(3)CH≡CH+CH3COOHCH2CHOOCCH3
(4)CH2CHOOCCH3+NaOH
CH2CH—OH+CH3COONa
解析由可得,合成它的小分子为CH2CHCN和CH2CHOOCCH3,由A→C的转化知,C为CH2CHCN,则D应为CH2CHOOCCH3,A为CH≡CH;由A→D的转化知,E为CH3COOH;由A→B的转化知,B为CH2CHCl,则PVC为。
贴近生活·拓展创新
★石蜡油(含17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的分解实验装置如图所示(部分仪器已省略)。在试管①中加入石蜡油和氧化铝(催化石蜡分解);试管②放在冷水中,试管③中加入溴水。
实验现象:
试管①中加热一段时间后,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,往液体中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,颜色褪去。根据实验现象回答下列问题:
(1)装置A的作用是 。?
(2)试管①中发生的主要反应有:
C17H36C8H18+C9H18,C8H18C4H10+C4H8。
丁烷可进一步裂解,除得到甲烷和乙烷外,还可以得到另两种有机物,它们的结构简式为 和 ,这两种有机物混合后在一定条件下可聚合成高分子化合物,其反应类型属于 反应,其可能结构为 (答案可能不止一个,下同)。?
A.
B.??CH2—CH2—CH2—CH—CH3??
C.
D.
(3)写出试管③中反应的一个化学方程式 ,该反应的类型为 反应。?
(4)试管②中的少量液体的组成是 (填序号)。?
①甲烷 ②乙烯 ③液态烷烃 ④液态烯烃
答案(1)防止试管③中液体倒吸回试管②中(或用作安全瓶)
(2)CH2CH—CH3 CH2CH2 加聚反应 AC
(3)CH2CH2+Br2或
CH2CH—CH3+Br2 加成反应
(4)③④
解析(1)CH2CH—CH3和CH2CH2能与溴水发生加成反应,使气压降低,发生倒吸,故装置A的作用是防止试管③中液体倒吸回试管②中,用作安全瓶。
(2)丁烷的两种裂解方式为:C4H10→CH4+CH2CHCH3、C4H10→C2H6+CH2CH2。如果是乙烯和丙烯之间发生加聚反应,由碳原子之间的连接顺序可知有和两种结构简式,故A、C正确。
(3)CH2CH—CH3和CH2CH2都能与溴水发生加成反应。
(4)石蜡在催化剂氧化铝存在时,加热可以裂化为短链的气态饱和烃和不饱和烃,还有液态的饱和烃和不饱和烃。
课件43张PPT。第3课时 有机高分子化合物与高分子材料知识铺垫新知预习自主测试1.反应中有机物分子里双键上的碳原子跟其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应叫做加成反应。
2.乙烯分子内含有碳碳双键,可以发生加成反应,也能够被酸性高锰酸钾溶液氧化。知识铺垫新知预习自主测试1.从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物
(1)加聚反应。
①乙烯分子里含有碳碳双键,其中一个碳碳键不稳定,容易打开,使CH2=CH2分子变为
—CH2—CH2—结构,成千上万的—CH2—CH2—相互结合,形成相对分子质量巨大的化合物——聚乙烯。②像乙烯形成聚乙烯这样的聚合反应叫作加成聚合反应,简称加聚反应。知识铺垫新知预习自主测试(2)高分子化合物。
有机化合物的相对分子质量达到几万到几百万,甚至高达几千万,通常把这样的物质称为有机高分子化合物,简称高分子或聚合物。知识铺垫新知预习自主测试2.有机高分子材料
(1)有机高分子材料的分类。
①天然有机高分子材料,如棉花、麻、羊毛、蚕丝、天然橡胶等。
②合成有机高分子材料,如合成塑料、合成橡胶、合成纤维等。
(2)塑料。
①塑料的组成。②聚乙烯塑料的性质。
无臭、无毒;具有优良的耐低温性能;化学稳定性好,能耐大多数酸、碱的侵蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性小;电绝缘性能优良。知识铺垫新知预习自主测试③聚乙烯塑料的用途。 知识铺垫新知预习自主测试(3)橡胶。
①特性:构成橡胶的高分子链在无外力作用时呈卷曲状且有柔性,受外力时可伸直,撤销外力后又可恢复原状,因此橡胶是具有高弹性的高分子化合物。
②分类:知识铺垫新知预习自主测试(4)纤维。
①纤维的分类。 ②纤维的来源。
棉花、羊毛、木材和草类的纤维都是天然纤维。用木材、草类的纤维经化学加工制成的粘胶纤维属于人造纤维。利用天然气、石油化工产品、煤化工产品为原料制成相应的有机小分子化合物,再经聚合反应和加工处理可制成合成纤维。知识铺垫新知预习自主测试③常见合成纤维——腈纶 ④几种常见的合成纤维。
涤纶、锦纶、腈纶、维尼纶等。知识铺垫新知预习自主测试【微思考1】取羊毛织物、化纤织物的纤维各一小段,分别放在火焰上灼烧,观察它们燃烧时的现象和燃烧的产物有什么区别?
提示:羊毛接近火焰时先蜷缩,燃烧时有烧毛发的臭味,燃烧后灰烬较多,为带有光泽的固体块,用手指一压就变成粉末。而化学纤维如锦纶接近火焰时迅速卷缩,燃烧比较缓慢,趁热可以拉成丝,灰烬为灰褐色玻璃球状,不容易破碎。
【微思考2】为什么一些橡胶制品在空气中易老化?
提示:由于橡胶分子里含有双键,所以能跟氯化氢、卤素等发生加成反应,能被氧化剂氧化而变质。如果长期受空气、日光的作用,就会渐渐被氧化而变硬、变脆,从而老化。知识铺垫新知预习自主测试1.有关材料分类不正确的是( )
A.玻璃、水泥、陶瓷属于传统的无机非金属材料
B.聚氯乙烯属于有机材料
C.光导纤维属于新型无机非金属材料
D.塑料属于无机非金属材料
答案:D
解析:玻璃、陶瓷、水泥的主要成分是硅酸盐类,都属于传统的无机非金属材料,故A正确;聚氯乙烯属于有机合成材料,故B正确;光导纤维属于新型无机非金属材料,故C正确;塑料属于有机高分子材料,故D错误。知识铺垫新知预习自主测试2.橡胶属于重要的工业原料,它是一种有机高分子化合物,具有良好的弹性,但强度较差。为了增强某些橡胶的强度,加工时往往需要对其进行硫化处理,即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应。橡胶制品的硫化程度越高,其强度越大,弹性越差。下列橡胶制品中,加工时硫化程度较高的是( )
A.橡皮筋 B.汽车外胎
C.普通气球 D.医用乳胶手套
答案:B
解析:橡胶具有良好的弹性,但强度较差,根据题意橡胶硫化程度越高,强度越大,弹性越差,再结合生活经验可知,乳胶手套、橡皮筋、普通气球的弹性都比较好,汽车外胎需要很高的强度,所以硫化强度较高的应是汽车外胎。知识铺垫新知预习自主测试3.下列对乙烯和聚乙烯的描述正确的是( )
A.??CH2—CH2??是由乙烯加聚生成的纯净物
B.乙烯与聚乙烯的组成相同,性质相同
C.常温下,乙烯和聚乙烯都是气体
D.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量相等
答案:D
解析:A项,??CH2—CH2??是高分子化合物,因此是混合物;B项,乙烯中含碳碳双键,聚乙烯中不含碳碳双键,性质不同;C项,聚乙烯常温下是固体;D项,乙烯和聚乙烯的最简式相同,等质量的乙烯和聚乙烯中碳元素、氢元素的质量相同,完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量相等。任务一任务二素养脉络随堂检测 加聚反应的类型
问题探究任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
加聚反应的类型
(1)单烯烃的加聚。(2)二烯烃的加聚。 任务一任务二素养脉络随堂检测(3)几种单体间的共聚。
含有一个双键的几种单体聚合时,“双键打开,中间相连,添上括号,n写后面”。
如乙丙树脂的生成:任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测A.全部 B.①②③⑤
C.①②③④ D.③⑤⑥
答案:B
解析:题给两种不同的烯烃发生加聚反应时有如下几种情况:任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测 加聚反应的特点
①反应物特征——含有不饱和键。
②产物特征——高分子化合物与反应物具有相同的组成。
③反应特征——没有小分子化合物生成。
④加聚反应中,反应物中所有原子均转变为目标产物,原子利用率达到100%,实现零排放,符合绿色化学的要求。
⑤在书写加聚反应的化学方程式时,对于碳碳双键上连有的其他基团,要将其当作支链,使双键碳原子作为端点碳原子,以便于两两加成聚合。如聚丙烯不能写成??CH3CHCH2??,应该是任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一,它的商品名叫腈纶,由于它的性质极像羊毛,故又称它为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2=CHCN),合成聚丙烯腈的方法有很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式如下:任务一任务二素养脉络随堂检测阅读以上材料,回答问题:
(1)制备丙烯腈的反应类型是 。?
(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为 。?
(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”?
(4)根据以上材料分析,聚丙烯腈是线型结构还是体型结构?
答案:(1)加成反应 (2)26.4%
(3)取样灼烧,闻其气味,若有特殊的烧焦羽毛的气味,则为羊毛,否则为“人造羊毛”
(4)线型结构任务一任务二素养脉络随堂检测解析:(1)由加成反应的定义知,由CH≡CH(含碳碳三键)转化为CH2=CH—CN(含碳碳双键)为加成反应,而由丙烯腈生成聚丙烯腈为加聚反应。(3)羊毛接近火焰时先蜷缩,燃烧时有烧焦羽毛的气味,燃烧后灰烬较多,为有光泽的固体块,用手一压就变为粉末;而化学纤维(如腈纶)接近火焰时迅速蜷缩,燃烧较缓慢,气味与羊毛燃烧时明显不同,趁热可拉成丝,灰烬为灰褐色的玻璃球状物,不易破碎。任务一任务二素养脉络随堂检测加聚产物单体的推断
问题探究
丁苯橡胶有许多优良的物理、化学性能,在工业生产中具有广泛的应用。下列为丁苯橡胶的结构简式:试分析形成丁苯橡胶的单体是什么? 任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测知识归纳
加聚反应生成高聚物的单体的判断方法
判断由加聚反应生成的高聚物单体的解题依据是加聚反应原理。按照加聚反应原理,由高分子的链节,采用逆向思维反推单体的结构。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测典例剖析
例2某高聚物可表示为:下列有关叙述不正确的是( )
A.该高聚物是通过加聚反应生成的
B.合成该高聚物的单体有三种D.该高聚物能被酸性KMnO4溶液氧化 任务一任务二素养脉络随堂检测答案:C 任务一任务二素养脉络随堂检测 弯箭头法判断加聚物的单体
从链节一端的半键开始,用弯箭头顺次间隔向另一端转移,箭头处增加一键,箭尾处去掉一键,即得高分子化合物的单体。具体方法如下:
(1)凡链节中主链碳原子为2个时,单体必为一种。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2橡胶是一种重要的战略物资,一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为A.合成丁苯橡胶的小分子是 B.丁苯橡胶的分子式可以表示为C12nH14n,该物质为纯净物
C.装液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞
D.丁苯橡胶会老化任务一任务二素养脉络随堂检测答案:D 任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列关于高分子化合物的叙述正确的是( )
①高分子化合物特点之一是组成元素简单,结构复杂,相对分子质量大,是纯净物 ②高分子化合物不溶于任何溶剂,不能导电的原因是相对分子质量太大 ③高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料
④聚乙烯的结构与性质和乙烯的相同 ⑤合成纤维、竹炭纤维及纤维素都是有机高分子化合物
A.①②③ B.②③④⑤
C.只有③ D.④⑤任务一任务二素养脉络随堂检测答案:C
解析:高分子化合物是混合物,①错误;高分子化合物不导电是因为其分子内只含有共价键,不是因为相对分子质量巨大,②错误;③正错误;竹炭纤维是碳纤维,不是化合物,⑤错误。 任务一任务二素养脉络随堂检测2.下列对聚丙烯的描述错误的是( )
A.聚丙烯的分子长链是由碳碳单键连接而成的
B.聚丙烯的分子长链上有支链D.聚丙烯能使溴水褪色
答案:D
解析:聚丙烯的分子结构中不含有碳碳双键,不能使溴水褪色。任务一任务二素养脉络随堂检测3.下列说法正确的是( )
A.天然纤维就是纤维素
B.合成纤维的主要原料是天然气、石油化工产品、煤化工产品
C.化学纤维的原料不可以是天然纤维
D.生产合成纤维的过程中发生的是物理变化
答案:B
解析:天然纤维不仅包括纤维素,还包括羊毛、蚕丝等;生产合成纤维的主要原料是天然气、石油化工产品、煤化工产品,发生的是化学变化;化学纤维的原料可以是天然纤维,如黏胶纤维就是用木材、草类等天然纤维经化学加工制成的。任务一任务二素养脉络随堂检测4.能在一定条件下发生加聚反应生成 答案:C 任务一任务二素养脉络随堂检测(1)合成有机玻璃的单体是 ,该高分子化合物的链节为 ,有机玻璃属于 (填“纯净物”或“混合物”)。?
(2)合成有机玻璃的化学方程式为 ,该反应的类型为 反应。?任务一任务二素养脉络随堂检测
