Question

17．乙烯是重要化工原料，其產(chǎn)量是一個(gè)國(guó)家石油化工水平的標(biāo)志．請(qǐng)回答：
（一）乙烯大量用來生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，生產(chǎn)工藝主要有兩種：
【工藝甲】
【工藝乙】
根據(jù)綠色化學(xué)的原則，理想的生產(chǎn)工藝是原子經(jīng)濟(jì)性好的反應(yīng)．因此，上述生產(chǎn)工藝中，應(yīng)采用工藝乙（填“甲”或“乙”）更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)．
（二）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究工業(yè)制乙烯的原理和乙烯的主要化學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（已知烴類都不與堿反應(yīng)）．請(qǐng)回答下列問題：
（1）工業(yè)制乙烯的實(shí)驗(yàn)原理是烷烴（液態(tài)）在催化劑和加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成不飽和烴．例如，石油分餾產(chǎn)物之一的十六烷烴發(fā)生反應(yīng)：C₁₆H₃₄$→_{△}^{催化劑}$C₈H₁₈+甲，甲$→_{△}^{催化劑}$4乙，則甲的分子式為C₈H₁₆，乙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂═CH₂．
（2）B裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能是橙色（或橙黃色）褪去，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH₂═CH₂+Br₂→BrCH₂CH₂Br，其反應(yīng)類型是加成反應(yīng)．
（3）C裝置中可觀察到的現(xiàn)象是紫色（或紫紅色）褪去，反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)．
（4）查閱資料知，乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳．根據(jù)本實(shí)驗(yàn)中裝置D（填字母）中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷該資料是否真實(shí)．為了探究溴與乙烯反應(yīng)是加成反應(yīng)而不是取代反應(yīng)，可以測(cè)定裝置B中溶液在反應(yīng)前后的酸堿性，簡(jiǎn)述其理由：若乙烯與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成HBr，其溶液酸性會(huì)顯著增強(qiáng)．
（5）通過上述實(shí)驗(yàn)探究，檢驗(yàn)甲烷和乙烯的方法是BC（選填字母，下同）；除去甲烷中乙烯的方法是B．
A．氣體通入水中
B．氣體通過盛溴水的洗氣瓶
C．氣體通過盛酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶
D．氣體通過氫氧化鈉溶液
（6）分別燃燒乙烯和甲烷，甲烷火焰明亮而乙烯產(chǎn)生少量黑煙，原因是乙烯中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%，大于甲烷中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（75%）．

Answer 1

分析 （一）物質(zhì)制備中原子利用率越高越好；
（二）探究工業(yè)制乙烯的原理和乙烯的主要化學(xué)性質(zhì)，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中烷烴在催化劑和加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成不飽和烴，B中乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，C中乙烯與高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)，D中吸收C中生成的二氧化碳，E中利用排水法收集乙烯．
（1）結(jié)合原子守恒分析分子式，乙為乙烯；
（2）B中乙烯與溴水反應(yīng)；
（3）C中乙烯與高錳酸鉀反應(yīng)；
（4）D中石灰水變渾濁可說明C中反應(yīng)，探究溴與乙烯反應(yīng)是加成反應(yīng)而不是取代反應(yīng)，可以測(cè)定裝置B中溶液在反應(yīng)前后的酸堿性，因加成產(chǎn)物只有鹵代烴，而取代產(chǎn)物中有HBr；
（5）乙烯含雙鍵、與溴水、高錳酸鉀反應(yīng)，而甲烷不能，除雜時(shí)不能引入新雜質(zhì)；
（6）有機(jī)物含碳量越高，燃燒火焰越明亮，煙越濃．

解答 解：（一）根據(jù)綠色化學(xué)知，原子利用率越高越好，根據(jù)反應(yīng)方程式知，乙中原子利用率100%，高于甲，所以乙好，故答案為：乙；
（二）探究工業(yè)制乙烯的原理和乙烯的主要化學(xué)性質(zhì)，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中烷烴在催化劑和加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成不飽和烴，B中乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，C中乙烯與高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)，D中吸收C中生成的二氧化碳，E中利用排水法收集乙烯．
（1）由C₁₆H₃₄$→_{△}^{催化劑}$C₈H₁₈+甲，甲$→_{△}^{催化劑}$4乙及原子守恒可知甲為C₈H₁₆，乙為CH₂═CH₂，故答案為：C₈H₁₆；CH₂═CH₂；
（2）B裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能是橙色（或橙黃色）褪去，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₂═CH₂+Br₂→BrCH₂-CH₂Br，其反應(yīng)類型是，
故答案為：橙色（或橙黃色）褪去；CH₂═CH₂+Br₂→BrCH₂-CH₂Br；加成反應(yīng)；
（3）C裝置中可觀察到的現(xiàn)象是紫色（或紫紅色）褪去，反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)，
故答案為：紫色（或紫紅色）褪去；氧化反應(yīng)；
（4）查閱資料知，乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳．根據(jù)本實(shí)驗(yàn)中裝置D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（石灰水變渾濁）可判斷該資料是否真實(shí)．為了探究溴與乙烯反應(yīng)是加成反應(yīng)而不是取代反應(yīng)，可以測(cè)定裝置B中溶液在反應(yīng)前后的酸堿性，簡(jiǎn)述其理由為若乙烯與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成HBr，其溶液酸性會(huì)顯著增強(qiáng)，
故答案為：D；若乙烯與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成HBr，其溶液酸性會(huì)顯著增強(qiáng)；
（5）A．氣體通入水中，二者均與水不反應(yīng)，不能除雜，也不能鑒別；
B．氣體通過盛溴水的洗氣瓶，乙烯與溴水反應(yīng)，而甲烷不能，可鑒別，也可除去甲烷中的乙烯；
C．氣體通過盛酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶，乙烯與高錳酸鉀反應(yīng)，而甲烷不能，可鑒別，但反應(yīng)生成二氧化碳，引入新雜質(zhì)，不能除雜；
D．氣體通過氫氧化鈉溶液，二者均不反應(yīng)，不能除雜，也不能鑒別．
故答案為：BC；B；
（6）有機(jī)物含碳量越高，燃燒火焰越明亮，煙越濃，乙烯中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%，大于甲烷中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（75%），所以分別燃燒乙烯和甲烷，甲烷火焰明亮而乙烯產(chǎn)生少量黑煙，
故答案為：乙烯中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%，大于甲烷中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（75%）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究物質(zhì)的組成及物質(zhì)的性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)探究能力，明確物質(zhì)性質(zhì)及其性質(zhì)差異性是解本題關(guān)鍵，利用物質(zhì)差異性鑒別物質(zhì)，注意：甲烷中含有乙烯不能用酸性高錳酸鉀溶液除雜，為易錯(cuò)點(diǎn)．