【教材实验热点】10 乙烯的实验室制取和性质探究-（解析版）

【教材实验热点】10乙烯的实验室制取和性质探究专题10乙烯的实验室制取和性质探究【教材实验梳理】1.乙烯的实验室制取(1)制取原理CH3CH3OHCH2=CH2↑+H2O(2)实验装置(B为氢氧化钠溶液)(3)实验现象圆底烧瓶中有无色气体产生，高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。2.乙烯的物理性质3.乙烯的化学性质(1)氧化反应①在空气中燃烧火焰明亮并伴有黑烟，放出大量的热。化学方程式：CH2=CH2+3O22CO2+2H2O②与酸性高锰酸钾溶液反应酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙烯比较活泼，易被强氧化剂氧化。乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，因此，除去甲烷中混有的乙烯，不能用酸性KMnO4溶液，应该用溴水或溴的四氯化碳溶液。②乙烯的加成反应有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应叫加成反应。CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br(将乙烯通入溴水中，溴水褪色)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与使酸性KMnO4溶液褪色的原理不同，前者发生的是加成反应，后者发生的是氧化还原反应。③加聚反应在适宜的温度、压强和有催化剂存在的条件下，乙烯可以通过加成聚合反应生成高分子化合物——聚乙烯，化学方程式为nCH2=CH2。4.乙烯的来源和用途(1)乙烯的来源从石油中获得乙烯，已成为目前工业上生产乙烯的主要途径。乙烯是石油的裂解产物，乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。(2)乙烯的用途①乙烯是重要的化工原料，可用来制造聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。②在农业生产中，可用作植物生长调节剂和催熟剂。【答题技巧】乙烯在空气中燃烧：火焰明亮，伴有黑烟，放出大量的热。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乙烯，得到纯净乙烷的方法：将混合气体通入足量溴水中。【例题讲解】1．某同学设计实验探究工业制乙烯的原理和乙烯主要的化学性质，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。例如，石油分馏产物之一十六烷可发生如下反应，反应式已配平：C16H34C8H18+甲，甲4乙，C8H18C3H8＋丙，则甲的分子式为__；丙的所有同分异构体中能够共面的碳原子最多有__个。(2)B装置中的实验现象是____，其中发生反应的反应类型是_____。(3)C装置中的实验现象是________。(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_____(填序号)中的实验现象可判断该资料是否真实。(5)通过题述实验探究可知，检验甲烷和乙烯的方法是______(填序号)；除去甲烷中乙烯的方法是__(填序号)。A．气体通入水中     B．气体通过装溴水的洗气瓶C．气体通过装酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶D．气体通过氢氧化钠溶液(6)分别燃烧乙烯和甲烷，乙烯产生黑烟，原因是______。【巩固练习】2．下列实验中，能达到相应实验目的的是（    ）A.制备并收集乙酸乙酯B.证明乙炔可使溴水褪色C.验证溴乙烷的消去产物是乙烯D.用乙醇的消去反应制取乙烯A．A B．B C．C D．D3．很多有机反应都受反应条件的影响，同样的反应物，如果反应条件不同，其生成物可能截然不同。下列各项中不能体现这一观点的是（    ）选项反应物反应条件1反应条件2A乙炔+溴水溴水少量溴水过量B甲苯+Br2    光照铁粉C乙醇+氧气点燃铜作催化剂、加热D乙烯溴水溴的四氯化碳A．A B．B C．C D．D4．聚苯乙烯是一种无毒、无臭的热塑性材料，被广泛应用于食品包装材料、电器绝缘外壳、光学仪器以及日用产品等。工业由苯和乙烯为原料制备聚苯乙烯的流程如下图所示（部分条件略去），下列说法错误的是A．过程①生成乙苯，反应类型为加成反应B．过程②生成苯乙烯，苯乙烯最多16个原子共面C．过程③原子利用率为100%，反应类型为加聚反应D．上述流程中涉及的五种有机物均可使溴水或高锰酸钾溶液褪色5．以下是镍催化乙烯与氢气的反应机理示意图，下列说法不正确的是A．乙烯与氢气发生加成反应B．过程②吸收能量，过程③、④释放能量C．反应中有非极性键断裂、极性键形成D．催化剂可改变反应的能量变化6．下列说法正确的是A．验证实验中乙烯的产生B．验证氨气的溶解性C．排空气法收集NOD．配制一定浓度的稀硫酸7．如图装置也可用于检验溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液反应的有机产物，下列说法不正确的是A．水浴加热可使反应物受热更均匀 B．实验过程中可观察到酸性KMnO4溶液褪色C．该有机产物难溶于水，故此装置②可以省去 D．可用溴水代替酸性KMnO4溶液8．除去下列物质中所含少量杂质，所选用的试剂和分离方法能达到实验目的的是( )选项混合物(括号内为杂质)试剂(足量)分离方法A苯(苯酚)Na2CO3溶液分液B乙烷(乙烯)酸性KMnO4溶液洗气C乙酸乙酯(乙酸)NaOH溶液分液D乙酸(乙醛)新制Cu(OH)2悬浊液过滤A．A B．B C．C D．D9．用如图所示装置检验乙烯时不需要虚线框中除杂装置的是（    ）选项乙烯的制备试剂X试剂YACH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OKMnO4酸性溶液BCH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OI2的CCl4溶液CC2H5OH与浓硫酸加热至170℃NaOH溶液KMnO4酸性溶液DC2H5OH与浓硫酸加热至170℃NaOH溶液I2的CCl4溶液A．A B．B C．C D．D10．下列实验设计所得结论可靠的是A．将电石与水反应产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色说明有乙炔生成B．将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体通入到酸性KMnO4溶液中，溶液褪色说明有CH2=CH2生成C．将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体通入到溴水中，溴水褪色，说明有乙烯生成D．将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到AgNO3溶液中有淡黄色沉淀产生，说明有HBr生成11．有图1、2所示的装置，下列叙述正确的是    图1                                   图2A．将乙烯分别通入两个装置中，二者都褪色且原理相同B．若某气体均能使二者褪色，说明该气体一定含乙烯C．二者都可用于除去乙烷中混有的乙烯D．二者都可用于鉴别乙烷和乙烯12．实验室常用如图装置制取乙烯，反应原理为CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O，某化学学习小组通过该原理制取乙烯并对其性质进行验证。（1）在制取时，常常需要在烧瓶中加入碎瓷片，目的是______。（2）制取时，关键要控制好温度。①温度过高而发生副反应，生成________、________、水蒸气和炭黑。为了除水蒸气外的杂质气体，常用装有下列试剂的洗气瓶进行洗气，则应选用的试剂是____。A．酸性KMnO4溶液B．浓硫酸C．NaOH溶液D．溴水②要检验除水蒸气外的气体生成物，应该首先检验______，常选用的药品为______。（3）制取时温度过低，在140℃时主要发生分子间取代反应生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)，试写出其反应方程式:______________________________________________。13．在实验室用浓硫酸和乙醇迅速加热到170℃来制取乙烯时，常会看到烧瓶中的液体变黑，并在制得的乙烯中混有CO2、SO2等杂质。某课外小组的同学设计了图所示的装置，用来证明乙烯中混有CO2、SO2并验证乙烯的性质。回答下列问题：(1)装置A是乙烯的发生装置，该装置中一处明显的错误是____，烧瓶中加入碎瓷片的作用是________。(2)若要检验装置A中所得气体含有SO2，可将混合气体直接通入装置___(填装置代号，下同)；若要检验A中所得气体含有CH2=CH2，可将混合气体先通入装置B，然后通入装置______，也可将混合气体干燥后通入装置_______。(3)小明将从装置A出来的混合气体依次通过装置B、E、D、E，发现装置D前面的澄清石灰水无明显变化，装置D后面的澄清石灰水变浑浊。请对出现该现象的原因进行合理猜想：________________。(4)若要一次性将三种气体全部检验出来，被检验的先后顺序是___、____、______。14．1,2－二溴乙烷的制备原理是：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O    CH2=CH2+Br2→BrCH2—CH2Br；某课题小组用下图所示的装置制备1,2－二溴乙烷。回答下列问题：(1)装置B的作用是_______。(2)三颈烧瓶内加入一定量的乙醇－浓硫酸混合液和少量粗砂，其加入粗砂目的是_______，仪器E的名称是_______。(3)装置C内发生的主要反应的离子方程式为_______。(4)加热三颈烧瓶前，先将C与D连接处断开，再将三颈烧瓶在石棉网上加热，待温度升到约120℃时，连接C与D，并迅速将A内反应温度升温至160～180℃，从滴液漏斗中慢慢滴加乙醇－浓硫酸混合液，保持乙烯气体均匀地通入装有3.20mL液溴(ρ液溴=3g/cm3)和3mL水的D中试管，直至反应结束。①将C与D连接处断开的原因是_______②判断反应结束的现象是_______(5)将粗品移入分液漏斗，分别用水、氢氧化钠溶液、水洗涤，产品用无水氯化钙干燥，过滤后蒸馏收集129～133℃馏分，得到7.896g1,2－二溴乙烷。1,2－二溴乙烷的产率为_______。(6)下列操作中，不会导致产物产率降低的是(填正确答案的标号)_______．a.乙烯通入溴水时速率太快     b．装置E中的NaOH溶液用水代替．c.去掉装置D烧杯中的水       d.实验时没有C装置      e．D中的试管里不加水15．某化学兴趣小组用如图所示装置进行探究实验。以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后，可观察到试管中的溴水褪色，烧瓶中浓H2SO4与乙醇的混合液体变为棕黑色。(1)写出该实验中生成乙烯的化学方程式______。(2)甲同学认为：考虑到该混合液体反应的复杂性，溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性，其理由正确的是________。A.乙烯与溴水易发生取代反应B.使溴水褪色的反应，未必是加成反应C.使溴水褪色的物质，未必是乙烯D.浓硫酸氧化乙醇生成乙酸，也会使溴水褪色(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应，可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是________。(4)烧瓶中有刺激性气味的气体产生，该气体为________，为此丙同学对上述实验装置进行了改进，在Ⅰ和Ⅱ之间增加如图所示装置，则A中的试剂应为________，其作用是________，B中的试剂为品红，作用是________。(5)处理上述实验后烧瓶中废液的正确方法是______。A.废液经冷却后倒入下水道中B.废液经冷却后倒入空废液缸中C.将水加入烧瓶中稀释后倒入废液缸16．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：先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯，将生成的气体直接通入溴水中，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，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浓硫酸的还原产物气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请你回答下列问题：（l）乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体，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。请回答：①I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是I______；Ⅱ______；Ⅲ______；Ⅳ______；（选填序号）。A.品红溶液    B.NaOH溶液     C．浓硫酸     D.酸性KMnO4溶液②乙设计的实验中能确定生成了乙烯的现象是_____________。（2）为验证乙烯与溴的反应是加成反应而不是取代