Question

15．某同學(xué)設(shè)計實驗探究工業(yè)制乙烯的原理和乙烯的主要化學(xué)性質(zhì)，實驗裝置如圖所示（已知烴類都不與堿反應(yīng)）．
請回答下列問題：

（1）工業(yè)制乙烯的實驗原理是烷烴（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)簡式為CH₂=CH₂．
（2）B裝置中的實驗現(xiàn)象可能是溴水褪色，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br，其反應(yīng)類型是加成反應(yīng)．
（3）C裝置中可觀察到的現(xiàn)象是高錳酸鉀褪色，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)本實驗中裝置D（填字母）中的實驗現(xiàn)象可判斷該資料是否真實．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)，可以測定裝置B中溶液在反應(yīng)前后的酸堿性，簡述其理由：乙烯與溴若發(fā)生取代反應(yīng)，則必然生成溴化氫，溴化氫溶于水顯酸性．
（5）通過上述實驗探究，檢驗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，原因是乙烯含碳量高于甲烷．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)原子個數(shù)守恒判斷甲、乙物質(zhì)，寫出其分子式和結(jié)構(gòu)簡式；
（2）乙烯含有碳碳雙鍵，能夠與溴發(fā)生加成反應(yīng)；
（3）乙烯具有還原性，能夠被酸性高錳酸鉀氧化；
（4）二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀；乙烯與溴若發(fā)生取代反應(yīng)，則必然生成溴化氫，溴化氫溶于水顯酸性；
（5）甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，乙烯含有C=C雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)，可用溴水除雜，注意除雜時不能引入新的雜質(zhì)；
（6）有機物含碳量越高，燃燒火焰越明亮，煙越濃．

解答 解：（1）石油裂化屬于化學(xué)反應(yīng)，遵循原子個數(shù)守恒，C₁₆H₃₄$→_{△}^{催化劑}$C₈H₁₈+甲，所以甲分子式為：C₈H₁₆；
依據(jù)方程式：C₈H₁₆$→_{△}^{催化劑}$4乙，結(jié)合原子個數(shù)守恒可知，乙為：C₂H₄，為乙烯，結(jié)構(gòu)簡式為：CH₂=CH₂；
故答案為：C₈H₁₆；CH₂=CH₂；
（2）乙烯含有碳碳雙鍵，能夠與溴發(fā)生加成反應(yīng)而使溴水褪色，方程式為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br，
故答案為：溴水褪色；CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br；加成反應(yīng)；
（3）乙烯具有還原性，能夠被酸性高錳酸鉀氧化發(fā)生氧化反應(yīng)而使高錳酸鉀褪色，
故答案為：高錳酸鉀褪色；氧化反應(yīng)；
（4）乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳能夠與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，溶液變渾濁；
乙烯與溴若發(fā)生取代反應(yīng)，則必然生成溴化氫，溴化氫溶于水顯酸性；
故答案為：D；乙烯與溴若發(fā)生取代反應(yīng)，則必然生成溴化氫，溴化氫溶于水顯酸性；
（5）A．甲烷、乙烯不溶于水，且常溫下與水都不反應(yīng)，不能用于鑒別和除雜；
乙烯含有C=C雙鍵，能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)生成二溴乙烷液體，甲烷不與溴水反應(yīng)，所以可用溴水除去甲烷中混有的乙烯，可以鑒別甲烷與乙烯；
甲烷與高錳酸鉀不反應(yīng)，乙烯能夠與高錳酸鉀反應(yīng)使其褪色，可以鑒別二者；但是乙烯被氧化生成和二氧化碳氣體，不能用于除雜；
D．甲烷、乙烯都不溶于氫氧化鈉溶液，不能用來鑒別和除雜；
故可用來鑒別的是：BC；可用來除雜的是：B；
故答案為：BC；B；
（6）乙烯含碳量高于甲烷，所以燃燒火焰明亮而伴有黑煙；
故答案為：乙烯含碳量高于甲烷．

點評 本題考查了乙烯的制備和性質(zhì)的檢驗，熟悉裂化的原理及原子個數(shù)守恒規(guī)律、乙烯的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度不大．