- 烯烃的通性
- 共2045题
有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答下列问题：
（1）请写出烷烃（用通式表示）在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（2）相同状况下，等体积的上述气态烃，消耗O2的量最多的是________ 。
（3）等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________ 。
（4）存在同分异构体的是_______ _。
（5）在120 ℃，1.01×105Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为________ 。
（6）10 mL某气态烃，在50 mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温同压下测定)。该气态烃是________ 。
正确答案
（共10分）（1）CnH2n+2＋
（2）丁烷（1分） （3）甲烷 （1分） （4）丁烷 （1分）
（5）甲烷（2分） （6）乙烷（2分）
试题分析：（1）根据烷烃的通式nH2n+2可知，烷烃在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式CnH2n+2＋
（2）烃燃烧的通式是CxHy＋
（3）在质量相等的条件下，烃燃烧消耗氧气的多少与烃分子中含碳量有关系。含碳量越低，消耗的氧气越少，含碳量越高，消耗的氧气越多，则等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是甲烷。
（4）存在同分异构体的是丁烷，有正丁烷和异丁烷两种同分异构体。
（5）在120 ℃，1.01×105Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，这说明1＋
（6）CxHy＋
1 x＋y/4 x 1+y/4
10 60－35＝25
解得y＝6，且满足10×（x＋y/4）≤50
即x≤3.5
所以该有机物是乙烷
点评：该题是中等难度的试题，试题针对性强，注重答题的灵活性。试题在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生答题能力的培养，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力。明确烃的燃烧通式，掌握烃燃烧计算的有关规律是解题的关键，注意知识的积累和总结。
为了比较①H－OH，②CH3COOH，③CH3CH2—OH，④H2CO3,⑤苯酚五种物质分子中—OH上氢原子的活动性顺序，某课外活动小组设计了如下表所示的实验方案。请你利用有关实验仪器及给出的试剂，填写表中的空格，完成上述实验方案。可供选用的试剂有：紫色石蕊试液、金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液。实验中所需仪器自选。
（5）.通过以上实验比较，从而得出这五种物质分子中—OH上氢原子的活动性由强到弱的顺序为(填序号) 。
正确答案
2.②、④各取少量于试管中，各加入少量Na2CO3溶液（2分）②中产生气体（2分） ②＞④（2分）
4. ①、③各取少量于试管中，各加入少量金属钠（2分）①产生气体剧烈,③产生气体平缓（2分） ①＞③（2分）
5. ②＞④＞⑤＞①＞③（1分）
试题分析：根据实验原理以及实验过程可知，实验（2）是检验醋酸和碳酸的酸性强弱的，因此正确的操作应该是②、④各取少量于试管中，各加入少量Na2CO3溶液，②中产生气体，说明酸性是②＞④；实验（4）是检验水和乙醇中羟基活泼性强弱的，则正确的操作是①、③各取少量于试管中，各加入少量金属钠，①产生气体剧烈，③产生气体平缓，这说明羟基活泼性是①＞③。综上所叙，这五种物质分子中—OH上氢原子的活动性由强到弱的顺序为②＞④＞⑤＞①＞③。
点评：该题是中等难度的试题，侧重对学生实验能力的培养。有利于培养学生的规范实验设计能力和动手操作能力，也有助于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。该题的关键是明确实验原理，然后结合题意灵活运用即可。
有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取，纯净的A为无色粘稠液体，易溶于水，为研究A的组成与结构，进行了如下实验：
正确答案
(1)A的密度是相同条件下H2密度的45倍，则A的相对分子质量为45×2＝90,9.0 g A的物质的量为0.1 mol。
(2)燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4 g和13.2 g，说明0.1 mol A燃烧生成0.3 mol H2O和0.3 mol CO2，则1 mol A中含有6 mol H、3 mol C。
(3)0.1 mol A跟足量的NaHCO3粉末反应，生成2.24 L(标准状况)CO2，若与足量金属钠反应则生成2.24 L(标准状况下)H2，说明分子中含有一个—COOH和一个—OH。
(4)A的核磁共振氢谱中有4个峰，说明分子中含有4种处于不同化学环境的氢原子。
(5)可确定，A的结构简式为
（10分）工业上目前使用两种方法制取乙醛：（1）乙炔水化法；（2）乙烯氧化法。下列两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率、产量等有关的信息情况：
表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二：原料来源生产工艺
根据上述两表，回答下列问题：
（1）写出下列化学方程式：
a．乙炔水化法制乙醛__________________________________________________。
b．乙烯氧化法制乙醛______________________________________________。
（2）从两表中分析，现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法（从环境、原料来源、产率和产量、能耗等角度），分析可能的原因：________________________________。
（3）从化学反应速率角度分析，在相同条件下，两种制取乙醛的方法哪种快？
___________________________________________________________________。
（4）若将上述两种方法的反应条件，均增加“100atm”，原料平衡转化率_______（填增大、减小、不变）；而实际生产中不采用的理由是_____________________________。
（5）若乙烯由石油裂化（裂化气混合气体的平均化学式CnHm、m>2n），进一步完全催化裂解而来，得到体积百分含量分别为：甲烷：5%、乙烯：40%、丙烯：10%、其余为丁二烯和氢气（气体体积均在同温同压下测定）。若得到40mol乙烯，求：能够得到丁二烯和氢气的物质的量各为多少？
正确答案
（1）CH≡CH+H2O
（2）从表一来看，两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，毒性大；虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，但反应快、日产量比其高得多。
从表二来看，乙炔的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能，较难获得；乙烯来源于石油裂解气，消耗的总能量比乙炔少，且较容易获得。
（3）乙烯氧化法快；
（4）增大；因为两种方法在相应反应条件下，转化率都已经很高，增大压强将消耗能量和增加高备，不经济。
（5）要得到40molC2H4，则会生成5molCH4、10molC3H6。若设生成x mol丁二烯（C4H6）和y molH2，且需要催化裂解a mol的CnHm。
则：根据碳原子守恒：an=5+30+80+4x
根据氢原子守恒：am=20+60+160+6x+2y
根据题意：x+y=100-55
解以上联立方程求得：
（1）乙炔中含有碳碳三键，能和水发生加成反应，生成乙醛；乙烯中含有碳碳双键，能发生氧化反应生成乙醛。
（2）从表一来看，两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，毒性大；虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，但反应快、日产量比其高得多。
从表二来看，乙炔的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能，较难获得；乙烯来源于石油裂解气，消耗的总能量比乙炔少，且较容易获得。
（3）根据表中数据可知，乙烯氧化的反应速率要快。
（4）根据方程式可知，反应都是体积减小的，所以增大压强，平衡向正反应方向移动，转化率增大。但由于两种方法在相应反应条件下，转化率都已经很高，增大压强将消耗能量和增加设备，不经济。
（5）要得到40molC2H4，则会生成5molCH4、10molC3H6。若设生成x mol丁二烯（C4H6）和y molH2，且需要催化裂解a mol的CnHm。
则：根据碳原子守恒：an=5+30+80+4x
根据氢原子守恒：am=20+60+160+6x+2y
根据题意：x+y=100-55
解以上联立方程求得：
乙烷和乙炔混合物共m mol，与n mol的氧气点燃后完全反应，得到CO和CO2的混合气体，以及36g水。试求：
（1）当m=0.8时，乙烷和乙炔的物质的量之比 。
（2）当m=1时，且反应后CO和CO2混合气体的物质的量是反应前氧气的物质的量的5/6时，则n= ，得到的CO和CO2的物质的量之比 。
（3）m的取值范围是 ，n的取值范围是 。
正确答案
（7分）
（1）3:1
（2）2.4 3:2
（3）0.67或(2/3)＜m＜2 1.67或(5/3)＜n＜5
试题分析：据元素守恒，反应后混合气体的耗氧量即是C2H2和C2H6的耗氧量，反应生成CO、CO2和H2O，根据碳元素守恒有n（CO2）+ n（CO）=2n（C2H2）+2n（C2H6），根据氢元素守恒由2n（H2O）=2n（C2H2）+6n（C2H6），根据氧元素守恒有2n（O2）=2n（CO2）+ n（CO）+n（H2O），据此计算消耗的氧气。
水的物质的量为36g/18(g/mol)=2mol.
设C2H2为amol，为C2H6bmol。
（1）则根据H守恒得：
2a+6b=4mol a+b="0.8mol" 解得a=0.2mol b=0.6mol
乙烷和乙炔的物质的量之比为3:1。
（2）m=1时，a+b=1mol，根据C守恒，(2a+2b)/n="5/6" 解得n=2.4。
根据C守恒得：n(CO)+n(CO2)=2a+2b=2
根据O守恒的：n(CO)+2n(CO2)+2=2.4*2=4.8
解得：n(CO)=6/5，n(CO2)=4/5
即CO和CO2的物质的量之比3：2。
（3）根据H守恒得：
2a+6b=4mol①
a+b=mmol② 即a=m-b③ b=m-a④
把③带入①得：m=2-b，当b>0时，m<2。
把④带入①得：m=2/3+2a/3，当a>0时，m>2/3(或0.67)。
即0.67或(2/3)＜m＜2。
m值最大时n最大，m值小时n最小，故1.67或(5/3)＜n＜5。
点评：本题考查混合物的计算，难度中等，判断反应后混合气体的耗氧量即是C2H2和C2H6的耗氧量是关键，在利用元素守恒计算，注意混合计算中守恒思想的运用。
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