3.2.1 從天然氣、石油和煤中獲取燃料　石油裂解與乙烯課時(shí)作業(yè)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修2

高中化學(xué)必修2PAGEPAGE1第2節(jié)從化石燃料中獲取有機(jī)化合物第1課時(shí)從天然氣、石油和煤中獲取燃料石油裂解與乙烯[學(xué)考練]1．下列說(shuō)法不正確的是()A．石油分餾可獲得乙烯、丙烯和丁二烯B．將重油經(jīng)過(guò)裂化可以得到汽油C．將石油裂解制得乙烯等化工原料D．石油裂化的目的是提高汽油等輕質(zhì)燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量解析石油分餾得到不同沸點(diǎn)范圍的烴的混合物，主要產(chǎn)物是石油氣、汽油、煤油、柴油及重油等，A不正確；碳原子數(shù)較多的烴經(jīng)裂化可以得到C5～C11的烷烴和烯烴的裂化汽油，B正確；石油裂解可得到乙烯、丙烯等短鏈烴，是重要的化工原料，C正確；裂化的目的就是提高汽油等輕質(zhì)油的質(zhì)量和產(chǎn)量，D正確。答案A2．如圖是石油分餾塔的示意圖，a、b、c三種餾分中()A．a(chǎn)的沸點(diǎn)最高B．b的熔點(diǎn)最低C．c的平均相對(duì)分子質(zhì)量最大D．每一種餾分都是純凈物解析a、b、c三種餾分均為蒸氣，故最上面的熔、沸點(diǎn)最低，c的熔點(diǎn)最高，對(duì)應(yīng)的平均相對(duì)分子質(zhì)量也最大。答案C3．下列關(guān)于乙烯的敘述中，正確的是()A．乙烯的化學(xué)性質(zhì)比乙烷活潑B．甲烷和乙烯在一定條件下都可以與氯氣反應(yīng)，且反應(yīng)類型相同C．乙烯分子中所有原子不可能在同一平面上D．乙烯分子的碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵易斷裂，易發(fā)生加成反應(yīng)和取代反應(yīng)解析由乙烯可使酸性高錳酸鉀溶液褪色而乙烷不能，可知乙烯比乙烷活潑，A正確；甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，而乙烯和氯氣發(fā)生加成反應(yīng)，B項(xiàng)不正確；乙烯分子中所有原子在同一平面上，C項(xiàng)不正確；乙烯分子的碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵易斷裂，易發(fā)生加成反應(yīng)，而不易發(fā)生取代反應(yīng)，D不正確。答案A4．有機(jī)化合物分子中雙鍵上的碳原子與其他原子(或原子團(tuán))直接結(jié)合生成新的化合物分子的反應(yīng)是加成反應(yīng)。下列過(guò)程與加成反應(yīng)無(wú)關(guān)的是()A．甲烷與氯氣的混合氣體在光照條件下顏色變淺B．乙烯與溴水混合振蕩，水層顏色褪去C．乙烯與水在一定條件下反應(yīng)制取乙醇D．乙烯與氯化氫在一定條件下反應(yīng)制取純凈的一氯乙烷解析A項(xiàng)中顏色變淺是因?yàn)榘l(fā)生了取代反應(yīng)；B項(xiàng)是乙烯與Br2的加成反應(yīng)；C項(xiàng)是乙烯與H2O發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醇；D項(xiàng)是乙烯與氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)制取一氯乙烷。答案A5．下列關(guān)于乙烯和乙烷比較的說(shuō)法中，不正確的是()A．乙烯的分子式為CH2=CH2，乙烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH3B．乙烯分子中所有原子處于同一平面上，乙烷分子則為立體結(jié)構(gòu)，所有原子不都在同一平面上C．乙烯分子中含有碳碳雙鍵，乙烷分子中含有碳碳單鍵，雙鍵不如單鍵穩(wěn)定，導(dǎo)致乙烯的性質(zhì)比乙烷活潑D．乙烯分子中因含有不飽和鍵，導(dǎo)致乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色解析乙烯的分子式為C2H4。乙烯分子中的碳碳雙鍵有一個(gè)鍵易斷裂，導(dǎo)致乙烯比乙烷活潑，乙烷中的碳碳單鍵穩(wěn)定，致使乙烷不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。答案A6．能證明乙烯分子里含有一個(gè)碳碳雙鍵的事實(shí)是()A．乙烯分子里碳?xì)鋫€(gè)數(shù)比為1∶2B．乙烯完全燃燒生成的CO2和水的物質(zhì)的量相等C．乙烯能與Br2的CCl4溶液發(fā)生加成反應(yīng)，且1mol乙烯完全加成需消耗1molBr2D．乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色解析碳?xì)鋫€(gè)數(shù)比為1∶2，是對(duì)乙烯的組成分析，而不是證明碳碳雙鍵存在的事實(shí)，A不能證明；乙烯完全燃燒生成的CO2和水的物質(zhì)的量相等，只能推斷出乙烯分子中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶2，B不能證明；1mol乙烯完全加成需要消耗1molBr2，說(shuō)明乙烯分子中含有一個(gè)碳碳雙鍵，C正確；能使酸性高錳酸鉀溶液褪色只能證明有機(jī)物具有還原性或含有不飽和鍵，不一定含有碳碳雙鍵和只含有一個(gè)碳碳雙鍵，D不正確。答案C7．由乙烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)推測(cè)丙烯(CH2=CH—CH3)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)正確的是()A．不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B．不能在空氣中燃燒C．能使溴的四氯化碳溶液褪色D．與HCl在一定條件下能加成并只得到一種產(chǎn)物解析丙烯與乙烯都含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，性質(zhì)有相似之處。丙烯同樣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，A錯(cuò)；丙烯與乙烯的元素組成是相同的，可以燃燒，B錯(cuò)；丙烯也能和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，C正確；乙烯與HCl加成只生成一種產(chǎn)物一氯乙烷，但是由于CH2=CH—CH3與HCl加成，氯原子連接的位置有兩種情況，加成產(chǎn)物也應(yīng)該有兩種產(chǎn)物，即Cl—CH2—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3，它們互為同分異構(gòu)體，但不是同一種物質(zhì)，D錯(cuò)。答案C8．下列有關(guān)乙烯燃燒的說(shuō)法中正確的是()A．乙烯燃燒時(shí)的現(xiàn)象與H2燃燒時(shí)的現(xiàn)象完全一致B．乙烯燃燒放出大量的熱，可以作為燃料C．在常溫常壓下將乙烯與過(guò)量的氧氣混合后點(diǎn)燃，燃燒前后混合氣體的體積不變D．乙烯燃燒時(shí)產(chǎn)生等質(zhì)量的水和CO2解析乙烯燃燒有明亮火焰并伴有黑煙，與H2燃燒現(xiàn)象不同，A錯(cuò)；只有在高于100℃時(shí)水為氣體，這時(shí)乙烯燃燒前后混合氣體體積才不變，若在常溫下，燃燒后氣體的體積減小，C錯(cuò)；乙烯燃燒時(shí)產(chǎn)生等物質(zhì)的量的水和二氧化碳，D錯(cuò)。答案B9．1molCH2=CH2與Cl2發(fā)生完全加成反應(yīng)，然后使該加成產(chǎn)物與Cl2在光照條件下發(fā)生完全取代反應(yīng)，則兩個(gè)過(guò)程中消耗Cl2的總物質(zhì)的量是()A．3mol B．4molC．5mol D．6mol解析1molCH2=CH2與1molCl2反應(yīng)生成1molCH2ClCH2Cl，而1molCH2ClCH2Cl與4molCl2反應(yīng)生成1molCCl3CCl3和4molHCl，則兩個(gè)反應(yīng)中共消耗5molCl2。答案C10．甲烷分子中的四個(gè)氫原子都可以被取代。甲烷分子中的四個(gè)氫原子都被乙烯基(CH2=CH—)取代得到的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列對(duì)所得分子的描述中不正確的是()A．分子式為C9H12B．1mol此分子在一定條件下最多能與4molH2發(fā)生加成反應(yīng)C．所有碳原子都在同一平面上D．此物質(zhì)屬于烯烴類物質(zhì)解析根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可直接數(shù)出碳、氫原子的數(shù)目，從而得出分子式為C9H12，A正確；1mol該分子含4mol碳碳雙鍵，故可與4molH2發(fā)生加成反應(yīng)，B正確；因含碳碳雙鍵，且只含有C、H兩種元素，因此屬于烯烴，D正確；甲烷分子中四個(gè)氫原子被四個(gè)—CH=CH2取代后，其正四面體的基本結(jié)構(gòu)不變，C錯(cuò)誤。答案C[能力練]11．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)根據(jù)你所學(xué)過(guò)的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型，對(duì)下列反應(yīng)進(jìn)行分類。①用乙烯與氯化氫制氯乙烷②乙烷在空氣中燃燒③乙烯使溴水褪色④乙烯使酸性KMnO4溶液褪色⑤乙烷和氯氣在光照條件下反應(yīng)其中屬于取代反應(yīng)的是________；屬于加成反應(yīng)的是________；屬于氧化反應(yīng)的是________。(2)既可以用來(lái)鑒別乙烷和乙烯，又可以用來(lái)除去乙烷中混有的少量乙烯，得到純凈乙烷的方法是________。a．混合氣體通過(guò)盛足量的酸性KMnO4溶液的洗氣瓶b．混合氣體通過(guò)盛足量Br2的CCl4溶液的洗氣瓶c．混合氣體在一定條件下通入H2d．混合氣體在一定條件下與適量HCl混合(3)石油催化裂化的主要目的是______________________________________________________________________________________________________，石油裂解的主要目的是______________________________________。(4)石油是工業(yè)的血液，主要是由多種烴組成的混合物。①通常用于衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志是________。a．石油的產(chǎn)量b．乙烯的產(chǎn)量c．天然氣的產(chǎn)量d．汽油的產(chǎn)量②工業(yè)上獲得乙烯的主要方法是________。③石油分餾可得到沸點(diǎn)依次________(填“升高”或“降低”)的石油氣、汽油、煤油、柴油、石蠟、瀝青等多種產(chǎn)品。石蠟屬于烷烴，用氯氣漂白后燃燒時(shí)放出HCl氣體，這是由于石蠟漂白時(shí)與氯氣發(fā)生________(填“取代”或“加成”)反應(yīng)。(5)一瓶無(wú)色氣體，可能含有CH4和CH2=CH2或其中的一種，與一瓶Cl2混合后光照，觀察到黃綠色逐漸褪去，瓶壁有少量無(wú)色油狀小液滴。①由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷出該瓶氣體中一定含有CH4，你認(rèn)為是否正確？________(填“正確”或“不正確”)，理由是__________________________。②上述實(shí)驗(yàn)可能涉及的反應(yīng)類型有_____________________________。解析(1)乙烯與HCl制取氯乙烷及乙烯與溴水中的Br2均發(fā)生加成反應(yīng)；乙烷燃燒被氧化為CO2、乙烯被酸性KMnO4溶液氧化為CO2，二者是氧化反應(yīng)；乙烷與Cl2反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。(2)乙烷不能使酸性KMnO4溶液及Br2的CCl4溶液褪色，乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液及Br2的CCl4溶液褪色；可以用酸性高錳酸鉀溶液鑒別乙烷和乙烯，但酸性高錳酸鉀溶液將乙烯氧化為CO2，引入新的雜質(zhì)CO2，a不可行；若在一定條件下通入氫氣，雖可將乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)橐彝?，但不能檢驗(yàn)出乙烯，且通入氫氣的量不易控制，很難得到純凈的乙烷，c不可行；因?yàn)橐彝椴缓弯逅磻?yīng)，而乙烯能和溴發(fā)生加成反應(yīng)而使Br2的CCl4溶液褪色，且生成的CH2Br—CH2Br為液體，氣液分離，b可行。(4)①乙烯的發(fā)展帶動(dòng)了以石油為原料的石油化工的發(fā)展，因此乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。②以石油分餾產(chǎn)品為原料進(jìn)行裂解得到乙烯、丙烯等小分子烴。③石油氣、汽油、煤油、柴油、石蠟、瀝青中的碳原子個(gè)數(shù)依次增加，沸點(diǎn)依次升高。石蠟主要成分是烷烴，所以它與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成的氯代產(chǎn)物在燃燒時(shí)產(chǎn)生HCl氣體。(5)CH4在光照條件下與Cl2通過(guò)取代反應(yīng)生成的液態(tài)產(chǎn)物為CH2Cl2、CHCl3、CCl4；C2H4與Cl2通過(guò)加成反應(yīng)生成液態(tài)有機(jī)物CH2ClCH2Cl，因此不能確定是否含有CH4。答案(1)⑤①③②④(2)b(3)提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量得到乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴(4)①b②石油裂解③升高取代(5)①不正確因?yàn)镃H2=CH2也可以與Cl2發(fā)生加成反應(yīng)，而使黃綠色逐漸褪去，生成的CH2ClCH2Cl也是油狀液體②取代反應(yīng)、加成反應(yīng)12．現(xiàn)有A、B、C、D四種烴，其球棍模型如圖所示，代表H原子，代表C原子，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出四種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A__________________、B________________、C__________________、D__________________，說(shuō)出B、C結(jié)構(gòu)上的兩點(diǎn)差異：①_________________________________________________________________；②_______________________________________________________________。(2)將B通入溴水和酸性KMnO4溶液中，二者反應(yīng)類型分別為_(kāi)_______、________，為了鑒別B和C，并除去C中混有的少量B氣體，可將混合氣體通過(guò)裝有________(填試劑名稱)的洗氣瓶。(3)為了安全，點(diǎn)燃D前應(yīng)________，D燃燒時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)______________________________________________________，寫(xiě)出D與Br2的CCl4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________。(4)等質(zhì)量的上述四種烴，完全燃燒時(shí)耗O2最多的是________，生成H2O最多的是________(填分子式)。(5)B完全燃燒后，產(chǎn)物H2O、CO2的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______，0.1mol某烴在足量的O2中完全燃燒，生成CO2和水各0.6mol，則該烴的分子式為_(kāi)_______。(6)上述四種烴中在120℃、1.01×105Pa條件下，與足量的O2混合點(diǎn)燃，完全燃燒前后氣體體積沒(méi)有變化的烴是________(填分子式)。解析(4)等質(zhì)量的烴(CxHy)完全燃燒耗O2量由eq\f(y,x)決定，生成CO2的量由C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)決定，生成H2O的量由H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)決定，eq\f(y,x)越大，耗O2量越多；生成水量越多，生成CO2量越少。(5)B(C2H4)中C、H原子個(gè)數(shù)之比為1∶2，所以C2H4完全燃燒生成CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶1。0.1mol某烴在足量的O2中完全燃燒，生成CO2和水各0.6mol，則該烴分子中含有6個(gè)C原子和12個(gè)H原子，分子式為C6H12。(6)CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，烴CxHy在120℃、1.01×105Pa條件下，反應(yīng)前后氣體體積不變，則1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，則y＝4，CH4、C2H4符合條件。答案(1)CH4CH2=CH2CH3CH3CH3—CH=CH2乙烷中有碳碳單鍵，乙烯中有碳碳雙鍵乙烯為平面結(jié)構(gòu)，乙烷為空間立體結(jié)構(gòu)(2)加成反應(yīng)氧化反應(yīng)Br2的CCl4溶液(3)驗(yàn)純火焰明亮并伴有黑煙CH3—CH=CH2＋Br2→CH3CHBrCH2Br(4)CH4CH4(5)1∶1C6H12(6)CH4、C2H413．Ⅰ.如圖是實(shí)驗(yàn)室制乙烯的發(fā)生裝置和乙烯性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置，反應(yīng)原理為CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，回答下列問(wèn)題：(1)圖1中儀器①、②的名稱分別為_(kāi)_______、________。(2)收集乙烯氣體最好的方法是_________________________________________。(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如圖2)，溶液的顏色很快褪去，該反應(yīng)屬于________(填反應(yīng)類型)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室制取乙烯，常因溫度過(guò)高而使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量的二氧化硫。有人設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)上述混合氣體中有乙烯和二氧化硫。試回答下列問(wèn)題：(1)圖中①、②、③、④裝置盛放的試劑是下列中的(將正確選項(xiàng)填入橫線中)：①________；②________；③________；④________。A．品紅溶液B．氫氧化鈉溶液C．濃硫酸D．酸性高錳酸鉀溶液(2)能說(shuō)明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________________。(3)使用裝置②的目的是_________________________________________。(4)使用裝置③的目的是________________________________________。(5)證明含有乙烯的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________________。解析乙烯和二氧化硫都能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色，但乙烯不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，也不與品紅溶液反應(yīng)，利用氫氧化鈉溶液來(lái)除去二氧化硫，用品紅溶液是否褪色來(lái)檢驗(yàn)二氧化硫的存在以及是否除盡，除盡二氧化硫后，才能用酸性高錳酸鉀溶液來(lái)證明乙烯的存在。答案Ⅰ.(1)溫度計(jì)燒瓶(或圓底燒瓶)(2)排水集氣法(3)加成反應(yīng)CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH