新教材高中化学课时作业14从天然气石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯鲁科版必修第二册(含答案)

新教材高中化学鲁科版必修第二册：
课时作业14 从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯
[学业达标]
1．关于石油的说法中，不正确的是 ( )
A.石油是混合物，除含烷烃外，还可能含有环烷烃和芳香烃
B.常压分馏得到的汽油是混合物，没有固定的沸点
C.裂化是化学变化，裂解不是化学变化
D.裂化的目的是得到轻质油，裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料
2．既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的方法是( )
A.混合气体通过盛水的洗气瓶
B.混合气体和过量H2混合
C.混合气体通过装有过量溴水的洗气瓶
D.混合气体通过酸性KMnO4溶液
3．使1 mol乙烯与氯气完全发生加成反应，然后使该加成反应的产物与氯气在光照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 ( )
A.3 mol B．4 mol
C.5 mol D．6 mol
4．抗击新冠肺炎疫情中，N95口罩发挥了重要作用，丙烯是制造N95口罩的原料。

下列有关丙烯的说法错误的是 ( )
A.丙烯和乙烯互为同系物
B.丙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色的原理不同
C.丙烯分子中所有的原子可能在同一个平面上
D.由丙烯制备聚丙烯的化学方程式：
催化剂
n CH3CH===CH2――→
5．将溴水分别与四氯化碳、己烷、己烯、酒精四种试剂混合，充分振荡后静置，下列现象与所加试剂不相吻合的是 ( )
乙烯是一种重要的化工原料。

下列物质中，不能通过乙烯的加成反应一步制得的是( )
A．CH2BrCH2Br B．CH3CHO
C．CH3CH2OH D．CH3CH2Cl
7．下列有关乙烯的说法错误的是 ( )
A．乙烯分子的碳碳双键中有一个键较易断裂
B．乙烯分子里所有原子都在同一平面上，且碳氢键之间的夹角约为120°
C.乙烯的化学性质比较活泼
D．乙烯和环丙烷()互为同系物
8．下列反应中，属于加成反应的是 ( )
A．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失
B．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．将苯滴入少量溴水中，振荡后水层接近无色
D．乙烯使溴水褪色
9．下列关于有机物的说法正确的是 ( )
A．乙烯使溴水褪色说明乙烯与溴发生了取代反应
B．乙烯的结构简式为CH2CH2
C．甲烷、乙烯和苯的分子中所有原子都在同一平面上
D．“西气东输”中的“气”主要成分是甲烷
10．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
11．能证明一个乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是( )
A．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
B．乙烯分子里碳、氢原子个数比为1∶2
C．乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等
D．乙烯容易与溴水发生反应，且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质
[等级突破]
12．从柑橘中炼制萜二烯，下列有关它的推测不正确的是( ) A．它不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．常温下为液体，难溶于水
C．分子式为C10H16
D．与过量的溴的CCl4溶液反应后产物为
13．烷烃是单烯烃R 和H 2发生加成反应后的产物，则R 可能的结构有( )
A ．4种
B ．5种
C ．6种
D ．7种
14．由学过的乙烯推测丙烯(CH 3CH===CH 2)和聚丙烯的结构或性质正确的是 ( )
A ．丙烯分子中所有原子在同一平面上
B ．丙烯与HCl 加成只生成一种产物
C ．聚丙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D ．丙烯能发生加聚反应生成
15.
科学家在－100 ℃的低温下合成了一种烃X ，X 分子中所有氢原子的化学环境没有区别，其结构如图。

下列说法中不正确的是 ( )
A ．X 的分子式为C 5H 4
B ．X 分子中有碳碳单键，也有碳碳双键
C ．X 与等质量的甲烷相比，X 燃烧时消耗的氧气多
D ．X 能使溴水褪色
16．下图是丁烷(C 4H 10)裂解的实验流程。

连接好装置后，需进行的实验操作有：①检查整套装置的气密性；②排出装置中的空气；③给D 、G 装置加热……(G 后面装置以及部分铁架台等已省略；CuO 能将烃氧化成CO 2和H 2O)
请回答下列问题：
(1)丁烷裂解的化学方程式可能为C 4H 10――→催化剂△
CH 4＋C 3H 6、__________________。

(2)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)若对反应后E 装置中的混合物按以下流程进行实验：
①操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是________、________(填字母)。

a ．蒸发
b ．过滤
c ．分液
d ．蒸馏
②Na 2SO 3溶液的作用是(用离子方程式表示)
________________________________________________________________________。

(4)假定丁烷完全裂解，流经D 、G 装置中的气体能完全反应。

若E 和F 装置的总质量比反应前增加了0.49 g ，G 装置的质量比反应前减少了1.44 g ，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比为________。

17．Ⅰ.如图甲、乙是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质探究实验装置，制取乙烯的
反应原理为CH 3CH 2OH ――→浓硫酸170 ℃ CH 2===CH 2↑＋H 2O ，请回答下列问题：
(1)图甲中仪器①、②的名称分别为________、________。

(2)收集乙烯气体的最佳方法是
________________________________________________________________________。

(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如图乙)，溶液的颜色很快褪去，该反应属于________(填反应类型)，若将反应后无色液体中的反应产物分离出来，则宜采用的方法是________。

Ⅱ.为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量的工业乙烯气体(在储气瓶中)，使气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应。

乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量具有还原性的气体杂质，由此他提出必须先除去杂质，然后再使乙烯与溴水反应。

请回答下列问题：
(4)甲同学的实验中有关的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(5)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生加成反应，其
理由是________(填序号)。

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
(6)乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体是________，它与溴水反应的化学方程式是________________________________。

在验证过程中必须将其全部除去，除杂试剂可选用________。

(7)为了验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应，可采取的方法有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

课时作业14 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯
1．解析：石油是混合物，除含烷烃外，还可能含有环烷烃和芳香烃，故A 正确；常压分馏得到的汽油是混合物，混合物没有固定的沸点，故B 正确；裂化是在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，裂解是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度，使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程，裂化和裂解过程中都有新物质生成，属于化学变化，故C 错误；石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量，裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料，故D 正确。

答案：C
2．解析：常温、常压下乙烯和乙烷与水都不能反应且难溶于水，因此不能鉴别和除去乙烯，A 错误；乙烯与氢气反应需要催化剂等条件，反应无明显现象，无法鉴别，且引入了新的杂质气体氢气，B 错误；乙烯与溴水反应产生1，2­二溴乙烷，该生成物呈无色液态，现象为溶液颜色褪去，乙烷与溴水不能反应，因此可以用于鉴别和除去乙烯，C 正确；乙烯能使酸性KMnO 4溶液褪色，乙烷与酸性KMnO 4溶液不反应，可以鉴别，但乙烯与酸性KMnO 4溶液反应产生CO 2气体，又引入了新的杂质气体，D 错误。

答案：C
3．解析：根据CH 2===CH 2＋Cl 2―→CH 2ClCH 2Cl ，1 mol 乙烯与氯气发生加成反应需要1 mol
氯气；根据CH 2ClCH 2Cl ＋4Cl 2――→光照 C 2Cl 6＋4HCl 可知，1 mol CH 2ClCH 2Cl 与氯气发生完全取
代反应，消耗4 mol 氯气，共需要1 mol ＋4 mol ＝5 mol Cl 2，C 正确。

答案：C
4．解析：丙烯和乙烯均为单烯烃，结构相似，分子组成上相差一个CH 2原子团，互为同系物，故A 正确；丙烯可以与Br 2发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化从而使溶液褪色，原理不同，故B 正确；丙烯分子中含有甲基，具有类似于甲烷的四面体结构，所有原子不可能共平面，故C 错误；丙烯发生加聚反应生成聚丙烯，
化学方程式为n CH 3CH===CH 2――→催化剂
，故D 正确。

答案：C
5．解析：四氯化碳与溴水混合，四氯化碳将溴从溴水中萃取出来，得到溴的四氯化碳溶液，该溶液呈橙色，由于四氯化碳密度大于水，分层后在下层，水层的颜色变浅，呈淡黄色，A正确；己烷和溴水混合，己烷将溴从溴水中萃取出来，得到溴的己烷溶液，该溶液呈橙色，己烷密度小于水，分层后在上层，水层的颜色变浅，呈淡黄色，B正确；己烯和溴水混合发生加成反应，溴水褪色并分层，分层后水在上层，生成的二溴己烷在下层，C正确；溴水和酒精混合，不分层，D错误。

答案：D
6．解析：乙烯和溴发生加成反应生成CH2BrCH2Br，故A不选；CH3CHO不能通过乙烯的一步加成获得，故B选；乙烯和水加成生成乙醇，故C不选；乙烯和氯化氢发生加成反应生成CH3CH2Cl，故D不选。

答案：B
7．解析：乙烯分子的碳碳双键中有一个键较易断裂，故A正确；乙烯分子是平面结构，所有原子都在同一平面上，且碳氢键之间的夹角约为120°，故B正确；碳碳双键不稳定，
乙烯的化学性质比较活泼，故C正确；乙烯和环丙烷()的结构不相似，它们不互为同系物，故D错误。

答案：D
8．解析：A项，甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应；B项，乙烯中含有碳碳双键，能够与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，从而使酸性高锰酸钾溶液褪色；C项，苯的化学性质比较稳定，不与溴水发生反应，将苯滴入少量溴水中，振荡后水层接近无色，是苯萃取了溴水中的溴，属于物理变化；D项，乙烯中含有碳碳双键，能够与溴水中的溴发生加成反应生成1，2­二溴乙烷。

答案：D
9．解析：乙烯中含有碳碳双键，能和溴发生加成反应，使溴水褪色，故A错误；烯烃的结构简式中的碳碳双键不能省略，乙烯的结构简式为CH2===CH2，故B错误；甲烷分子为正四面体结构，所有原子不共面，故C错误；“西气东输”输送的是天然气，天然气的主要成分为甲烷，故D正确。

答案：D
10．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。

答案：B
11．解析：A项只能说明乙烯分子中含碳碳双键，不能说明含有一个碳碳双键；B、C 只能说明乙烯分子中碳、氢原子个数比为1∶2，不能说明含碳碳双键；D项可以证明。

答案：D
12．解析：题述萜二烯中含有碳碳双键，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A错误；该萜二烯分子中含有10个碳原子，常温下为液体，难溶于水，故B正确；根据该萜二烯的结构，可知其分子式为C10H16，故C正确；1 mol该物质中含有2 mol碳碳双键，能与溴的四氯
化碳溶液发生加成反应，得到，故D正确。

答案：A
13．解析：根据烯烃与H 2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，所以符合条件的烯烃有5种，选B 。

答案：B
14．解析：丙烯中存在甲基，甲基为空间四面体结构，则分子中所有原子不在同一平面上，故A 错误；丙烯结构不对称，与HCl 加成可生成两种产物：1­氯丙烷、2­氯丙烷，故B 错误；聚丙烯中不含碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C 错误；丙烯分子中含碳碳双键，能发生加聚反应生成，故D 正确。

答案：D
15．解析：由题给结构可知X 的分子式为C 5H 4，故A 正确；每个X 分子中含4个碳碳单键、2个碳碳双键，故B 正确；等质量的烃，含H 的质量分数越大，消耗的氧气越多，则X 与等质量的甲烷相比，X 燃烧时消耗的氧气少，故C 错误；X 分子中含有碳碳双键，能与溴水中的溴发生加成反应，从而使溴水褪色，故D 正确。

答案：C
16．解析：(1)丁烷裂解的方程式还可能为C 4H 10――→催化剂△
C 2H 6＋C 2H 4。

(2)加热条件下，甲烷和氧化铜反应生成二氧化碳、水和铜，化学方程式为CH 4＋4CuO ――→△ 4Cu ＋CO 2＋2H 2O 。

(3)①根据题给流程可知，加入亚硫酸钠溶液后，混合物分层，可以通过分液操作进行分离；把两种互溶的有机物分开，可以采用蒸馏的方法。

②Na 2SO 3具有还原性，能够把溴单质还原为溴离子而除去溴，离子方程式为SO 2－3 ＋Br 2＋H 2O===SO 2－4 ＋2H ＋＋2Br －。

(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 装置增加的总质量是烯烃的质量，G 减少的质量是氧化铜中氧元素的质量；设C 2H 4的物质的量为x mol ，C 3H 6的物质的量为y mol ，则乙烷和甲烷的物质的量分别是x mol 、y mol ，则28x ＋42y ＝0.49，
乙烷、甲烷和氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为4y mol ＋7x mol ＝1.4416
mol ，计算得出x ＝0.01，y ＝0.005，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比为0.005∶0.01＝1∶2。

答案：(1)C 4H 10――→催化剂△
C 2H 6＋C 2H 4 (2)CH 4＋4CuO ――→△ 4Cu ＋CO 2＋2H 2O
(3)①c d ②SO 2－3 ＋Br 2＋H 2O===SO 2－4 ＋2H ＋＋2Br －
(4)1∶2
17．解析：(1)图甲中仪器①、②的名称分别为温度计、圆底烧瓶。

(2)乙烯的密度和空气接近，乙烯难溶于水，所以收集乙烯气体的最佳方法是排水法。

(3)乙烯和溴发生加成反应生成1，2­二溴乙烷，1，2­二溴乙烷溶于四氯化碳，但二者沸点相差较大，可用蒸馏法分离。

(4)乙烯与溴发生加成反应生成1，2­二溴乙烷，化学方程式为CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br 。

(5)甲同学设计的实验中，溴水褪色，未必发生加成反应，未必是乙烯与Br 2发生反应引起的，可能是乙烯中的杂质气体与溴反应而使溴水褪色，A 、C 满足题意。

(6)
褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，该淡黄色浑浊物为S，溴水具有氧化性，可以推断乙烯中含还原性气体H2S，发生的反应为H2S＋Br2===2HBr＋S↓，可以用CuSO4溶液或NaOH 溶液等除去H2S。

(7)如果乙烯与溴发生取代反应，则会生成HBr，HBr溶于水，溶液酸性会明显增强，故可通过测溶液pH来验证，方法为分别用pH计测反应前后溴水的pH，若反应后pH明显减小，则是取代反应，否则是加成反应。

答案：(1)温度计圆底烧瓶
(2)排水法
(3)加成反应蒸馏
(4)CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br
(5)不能AC
(6)H2S H2S＋Br2===2HBr＋S↓CuSO4溶液(或NaOH溶液等)
(7)分别用pH计测反应前后溴水的pH，若反应后pH明显减小，则是取代反应，否则是加成反应。