高中化學人教版第三章有機化合物單元測試 全國一等獎

第1課時乙烯[目標導航]1.了解烯烴的概念。2.了解乙烯的物理性質(zhì)，掌握其化學性質(zhì)。3.掌握乙烯的分子結(jié)構(gòu)，初步體會其結(jié)構(gòu)特點對性質(zhì)的影響。4.認識加成反應的特點，會書寫乙烯發(fā)生加成反應的化學方程式。5.了解乙烯的用途。一、烯烴1．不飽和烴與烯烴2．烯烴的實驗探究(1)實驗操作(2)實驗現(xiàn)象B處：溶液紫色褪去。C處：溶液紅棕色褪去。D處：點燃時火焰明亮并伴有黑煙。(3)實驗結(jié)論①在熾熱碎瓷片的作用下，石蠟油分解產(chǎn)生了能使酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的氣態(tài)產(chǎn)物。②氣態(tài)產(chǎn)物中含有與烷烴性質(zhì)不同的烴，實際是烯烴和烷烴的混合物。議一議判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)烴的分子式為C3H6，符合通式CnH2n，故該分子屬于烯烴()(2)某無色氣體通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，該氣體一定是烯烴()(3)某無色氣體能使溴水褪色，該氣體可能是烯烴()答案(1)×(2)×(3)√二、乙烯1．組成和結(jié)構(gòu)2．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味水溶性密度無色氣體稍有氣味難溶于水比空氣略小3.化學性質(zhì)(1)氧化反應①燃燒：C2H4＋3O22CO2＋2H2O。現(xiàn)象：火焰明亮，伴有黑煙，放出大量熱。②使酸性高錳酸鉀溶液(紫色)褪色。(2)加成反應有機物分子中雙鍵(或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應。乙烯可與H2、HCl、Br2、Cl2、H2O等物質(zhì)發(fā)生加成反應。CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br(乙烯可使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)；CH2=CH2＋H2CH3CH3；CH2=CH2＋HClCH3CH2Cl；CH2=CH2＋H2OCH3CH2OH。(3)加聚反應nCH2=CH2CH2—CH2(聚乙烯)。點撥制取氯乙烷時若用乙烷和Cl2的取代反應得到的是混合物，副產(chǎn)物太多，生成物不純，若乙烯和HCl的加成反應可制得較純凈的氯乙烷，產(chǎn)物單一。4．用途(1)重要化工原料，用來制聚乙烯塑料、聚乙烯纖維、乙醇等。(2)可作水果催熟劑。議一議如何區(qū)分甲烷和乙烯？甲烷中有乙烯如何除去？答案乙烯能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，由此可區(qū)別甲烷(烷烴)和乙烯(烯烴)。另外根據(jù)乙烯分子中含碳量大，燃燒火焰明亮，并伴有濃黑煙，而甲烷燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰也可以區(qū)別。乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的產(chǎn)物是CO2，因此CH4中混有乙烯時，不能用酸性高錳酸鉀溶液除去(引入新的雜質(zhì))，應用溴水洗氣除去。一、乙烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)例1以下是兩種有機物的球棍模型：代表H原子，代表C原子，請回答下列問題：(1)Ⅰ、Ⅱ的分子式________、________。(2)說出Ⅰ、Ⅱ結(jié)構(gòu)上的兩點差異：①________________________________________；②______________。解析從球棍模型上可得知，Ⅰ為乙烷，Ⅱ為乙烯。乙烷中有“C—C”，乙烯中有“C=C”，且前者是空間立體結(jié)構(gòu)，后者是平面結(jié)構(gòu)。答案(1)C2H6C2H4(2)①Ⅰ中含有碳碳單鍵，Ⅱ中含有碳碳雙鍵②Ⅰ是空間立體結(jié)構(gòu)，Ⅱ是平面結(jié)構(gòu)歸納總結(jié)1．乙烯分子的結(jié)構(gòu)特點2．有機物分子中原子的共面情況乙烯中的一個氫原子被其他原子或原子團代替后，只有與碳碳雙鍵兩端的碳原子直接相連的原子才與原有的原子共平面，如丙烯的—CH3中的碳原子一定在原平面上，而3個氫原子中至多可以有1個在原平面上。變式訓練1由乙烯推測丙烯的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，正確的是()A．分子中3個碳原子在同一直線上B．分子中所有原子都在同一平面上C．分子中共價鍵的夾角均為120°D．分子中共價鍵數(shù)為8，其中有一個碳碳雙鍵答案D解析丙烯CH2=CH—CH3結(jié)構(gòu)中可看作是CH2=CH2結(jié)構(gòu)中一個氫原子被一個—CH3所替代，顯然3個碳原子不在同一條直線上。由于—CH3中4個原子不在同一平面上，所以CH2=CH—CH3分子中所有原子不可能都在同一平面上。丙烯分子中可以看作一個—CH3取代了CH2=CH2中的一個氫原子，又可以看作一個CH2=CH—取代了甲烷中的一個氫原子，共價鍵的夾角既有120°，又有部分接近109°28′，C錯誤。例2下列說法錯誤的是()A．無論是乙烯與Br2的加成反應，還是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都與分子內(nèi)含有碳碳雙鍵有關B．溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鑒別乙烯和乙烷C．相同質(zhì)量的乙烯和甲烷完全燃燒后生成水的質(zhì)量相同D．乙烯的化學性質(zhì)比乙烷的化學性質(zhì)活潑解析乙烯發(fā)生加成反應和氧化反應的過程中碳碳雙鍵都斷裂，A正確；乙烯能與Br2和酸性KMnO4溶液反應，但乙烷不能，故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鑒別乙烯和乙烷，B正確；乙烯和甲烷中氫的質(zhì)量分數(shù)不同，故相同質(zhì)量的乙烯和甲烷完全燃燒后生成水的質(zhì)量不同，C錯誤；乙烯分子中含有碳碳雙鍵，化學性質(zhì)比乙烷活潑，D正確。答案C歸納總結(jié)乙烷和乙烯結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的比較

物質(zhì)乙烷乙烯分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式碳碳鍵的類別碳碳單鍵碳碳雙鍵分子內(nèi)各原子的相對位置C、H不全在一個平面內(nèi)6個原子全在一個平面內(nèi)性質(zhì)相同點(都能燃燒)2C2H6＋7O24CO2＋6H2OC2H4＋3O22CO2＋2H2O不同點特征性質(zhì)C2H6＋Cl2C2H5Cl＋HClCH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br酸性KMnO4不褪色褪色溴水不褪色褪色變式訓練2既可以用來鑒別乙烷與乙烯，又可以用來除去乙烷中的乙烯以得到純凈乙烷的方法是()A．通過足量的NaOH溶液B．通過足量的溴水C．在Ni催化、加熱條件下通入H2D．通過足量的酸性KMnO4溶液答案B解析乙烷是飽和烴，不與溴水及酸性KMnO4溶液反應，不能使它們褪色。乙烯通過溴水與Br2發(fā)生加成反應生成液態(tài)的1,2二溴乙烷(CH2Br—CH2Br)，留在溴水中，B項中的方法可行。而乙烯通過酸性KMnO4溶液，會被氧化成CO2逸出，這樣乙烷中的乙烯雖被除去，卻混入了CO2，D項中的方法不可行。C項中的方法也不可取，因為通入H2的量不好控制。量少，不能將乙烯全部除去；量多，就會使乙烷中混有H2。而且該反應條件要求高。由于乙烷、乙烯均不能與NaOH溶液反應，故A項中的方法不可取。二、重要的有機反應類型——加成反應和取代反應例3下列各反應中屬于加成反應的是()①CH2=CH2＋H2OCH3CH2OH②H2＋Cl22HCl③CH3—CH2—OH④CH3—CH3＋2Cl2CH2Cl—CH2Cl＋2HClA．①③B．②③C．①④D．②③解析本題難點是對③的判斷，分子里有一個不飽和碳原子，該碳原子與氧原子組成的原子團為，由反應產(chǎn)物CH3—CH2—OH可知，該反應是H—H分子里的氫原子跟里的不飽和原子直接結(jié)合的反應，由此可知，反應符合加成反應的概念，是加成反應。答案A歸納總結(jié)取代反應與加成反應比較名稱比較取代反應加成反應概念有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應有機物分子中不飽和碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應反應前后分子數(shù)目一般相等減少反應特點取而代之有進有出加之而成有進無出取代反應和加成反應是兩類重要的有機反應，飽和烴的特征反應是取代反應，不飽和烴的特征反應是加成反應。變式訓練3下列反應中能夠說明烯烴具有不飽和結(jié)構(gòu)的是()A．燃燒B．取代反應C．加成反應D．分解反應答案C解析加成反應是在不飽和鍵兩端的碳原子上直接加上原子或原子團，故加成反應為不飽和烴的特征反應。1．烷烴是單烯烴R和H2發(fā)生加成反應后的產(chǎn)物，則R可能的結(jié)構(gòu)有()A．4種B．5種C．6種D．7種答案B解析烷烴是單烯烴R和H2發(fā)生加成反應后的產(chǎn)物，原烯烴分子結(jié)構(gòu)中碳碳雙鍵可能存在的位置有①、②、③、④、⑤5個位置，故R的可能結(jié)構(gòu)有5種。2．下列關于乙烯的敘述中，不正確的是()A．乙烯的化學性質(zhì)比乙烷活潑B．乙烯燃燒時，火焰明亮，同時伴有黑煙C．乙烯可作香蕉等水果的催熟劑D．乙烯雙鍵中的一個鍵可以斷裂，容易發(fā)生加成反應和取代反應答案D解析乙烯分子中的雙鍵有一個易斷裂，使得乙烯容易發(fā)生加成反應；乙烯并不容易發(fā)生取代反應，故正確答案為D。3．能證明乙烯分子里含有一個碳碳雙鍵的事實是()A．乙烯分子里碳氫個數(shù)比為1∶2B．乙烯完全燃燒生成的CO2和水的物質(zhì)的量相等C．乙烯容易與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應，且1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴D．乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色答案C解析碳氫原子個數(shù)比為1∶2，是對乙烯的組成分析，而不是證明碳碳雙鍵存在的事實；B與A的實質(zhì)是一樣的，根據(jù)生成的CO2和水的物質(zhì)的量相等，也只能推斷出碳、氫原子個數(shù)比為1∶2，A、B錯誤；加成反應是不飽和烴的特征性質(zhì)，1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴，說明乙烯分子中含有一個碳碳雙鍵，C正確；能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色是不飽和烴的特征，并不能說明一定含有碳碳雙鍵，也不能定量地說明乙烯分子的結(jié)構(gòu)中只含有一個碳碳雙鍵，D錯誤。4．下列過程中發(fā)生了加成反應的是()A．C2H4使酸性高錳酸鉀溶液褪色B．C2H4使溴的CCl4溶液褪色C．C2H4燃燒生成二氧化碳和水D．CH4和Cl2的混合氣體在光照條件下逐漸褪色答案B解析酸性高錳酸鉀溶液與C2H4發(fā)生氧化反應，A錯誤；C2H4與溴發(fā)生加成反應，B正確；C2H4燃燒屬于氧化反應，C錯誤；CH4和Cl2在光照下發(fā)生取代反應，D錯誤。5．氯乙烷是一種重要的化工產(chǎn)品。以下兩個反應均可得到氯乙烷：①CH3CH3＋Cl2→CH3CH2Cl＋HCl②CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH3CH2Cl(1)①屬于__________反應；②屬于__________反應。A．加成B．取代C．氧化(2)你認為采用哪個方案合理？為什么？答案(1)BA(2)②方案合理。因為①方案在產(chǎn)生氯乙烷的同時，有副產(chǎn)物生成。[基礎過關]題組1乙烯性質(zhì)的判斷1．有關乙烯的下列敘述：①乙烯溶于水后可得乙醇②乙烯能發(fā)生加聚反應③乙烯能與溴水發(fā)生加成反應④乙烯是無色、稍有氣味、難溶于水的氣體；其中正確的是()A．只有② B．①和③C．②和③ D．②③④答案D解析乙烯需在一定條件下與水加成才能得到乙醇。2．下列物質(zhì)不可能是乙烯加成產(chǎn)物的是()A．CH3CH3 B．CH3CHCl2C．CH3CH2OH D．CH3CH2Br答案B解析做這種類型的題時，一定要抓住加成反應的特點：“斷一加二，從哪里斷，從哪里加”，所以CH2=CH2加成應該是每個碳原子上加一個原子或原子團，所以加成后每個碳原子上至少有兩個H原子，B選項不符合。題組2乙烯和烷烴的性質(zhì)比較3．下列關于乙烯和乙烷比較的說法中，不正確的是()A．乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CH2，乙烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH3B．乙烯分子中所有原子處于同一平面上，乙烷分子則為立體結(jié)構(gòu)，原子不都在同一平面上C．乙烯分子中含有碳碳雙鍵，乙烷分子中含有碳碳單鍵，雙鍵不如單鍵穩(wěn)定，導致乙烯的性質(zhì)比乙烷活潑D．乙烯分子中因含有不飽和鍵，導致乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色答案A解析乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2。乙烯分子中的一個鍵易斷裂，導致乙烯比乙烷活潑，乙烷中的碳碳單鍵穩(wěn)定，致使乙烷不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。4．1mol乙烯與氯氣發(fā)生加成反應，反應完全后，其產(chǎn)物與氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應并反應完全，則兩個過程中共消耗氯氣()A．3mol B．4molC．5mol D．6mol答案C解析根據(jù)CH2=CH2＋Cl2→CH2Cl—CH2Cl,1mol乙烯與氯氣發(fā)生加成反應，消耗1mol氯氣；加成反應的產(chǎn)物1,2二氯乙烷與氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應，并且反應完全，消耗4mol氯氣。兩個過程中消耗的氯氣的總的物質(zhì)的量是5mol。題組3烯烴結(jié)構(gòu)的判斷5．下列說法正確的是()A．乙烯的電子式為B．乙烯的球棍模型為C．乙烯分子是空間平面結(jié)構(gòu)D．乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CH2答案C解析乙烯分子中碳原子間是雙鍵，有兩對共用電子對，A錯誤；碳原子半徑應比氫原子大，B錯誤；乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2，D錯誤。6．相同狀況下，1體積某氣態(tài)烴只能與1體積Cl2發(fā)生加成反應，生成氯代烷，1mol此氯代烷可與4molCl2發(fā)生完全取代反應，則該烴的結(jié)構(gòu)簡式為()A．CH2=CH2B．CH3CH=CH2C．CH3CH3D．CH2=CH—CH=CH2答案A解析1體積烴只能與1體積Cl2發(fā)生加成反應，說明該烴分子中只含1個，生成的氯代烷1mol可與4molCl2發(fā)生完全取代反應，說明1分子該氯代烷中含有4個氫原子，結(jié)構(gòu)簡式為CH2Cl—CH2Cl，原氣態(tài)烴結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2。[能力提升]7．足球比賽中當運動員肌肉挫傷或扭傷時，隊醫(yī)會迅速對運動員的受傷部位噴射一種藥劑——氯乙烷(沸點為℃)進行局部冷凍麻醉應急處理。(1)氯乙烷用于冷凍麻醉應急處理的原因是_________________________________。(2)制取CH3CH2Cl最好的方法是________。A．乙烷與氯氣反應 B．乙烯與氯氣反應C．乙烷與HCl反應 D．乙烯與HCl反應(3)選擇上述方法的理由是_______________________________________________________________________________________________________________；制取發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)氯乙烷的沸點較低，易揮發(fā)而吸收熱量，使局部冷凍麻醉(2)D(3)由于烷烴的鹵代反應是分步進行的，而且反應很難停留在一元取代階段，所以得到的產(chǎn)物往往是混合物；而用乙烯和HCl反應只有一種加成產(chǎn)物，所以可以得到相對純凈的產(chǎn)物CH2=CH2＋HClCH3—CH2Cl解析為制得純凈的氯乙烷，應用乙烯與HCl的加成反應，而不宜用乙烷與Cl2的取代反應。因為乙烯與HCl的加成產(chǎn)物只有一種，而乙烷與Cl2的取代產(chǎn)物是多種氯代烷的混合物。8．某烴A是有機化學工業(yè)的基本原料，其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平，A還是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，A可發(fā)生如圖所示的一系列化學反應。據(jù)圖回答下列問題：(1)寫出A、C、D的結(jié)構(gòu)簡式：A________，C________，D________。(2)寫出①②兩步反應的化學方程式，并注明反應類型：①________________________________________(反應類型____________)。②________________________________________(反應類型____________)。答案(1)CH2=CH2CH3CH2ClCH3CH2OH(2)CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))CH3CH3加成反應CH2=CH2＋HClCH3CH2Cl加成反應解析根據(jù)烴A的用途知A為乙烯，則B為CH3CH3，C為CH3CH2Cl，D為CH3CH2OH，其中化學反應①為CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))CH3CH3，化學反應②為CH2=CH2＋HClCH3CH2Cl。[拓展探究]9．實驗室制取乙烯，常因溫度過高而使乙醇和濃H2SO4反應生成少量的二氧化硫。有人設計下列實驗以