Question

3．某废旧塑料可采用下列方法处理：将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如图，加热聚丙烯废塑料得到的产物如表：

产物	氢气	甲烷	乙烯	丙烯	苯	甲苯	碳
质量分数（%）	12	24	12	16	20	10	6

（1）试管A中残余物有多种用途，如下列转化就可制取高聚物聚乙炔：
A中残留物$\stackrel{①}{→}$电石$\stackrel{②}{→}$ 乙炔$\stackrel{③}{→}$聚乙炔
写出反应②③的化学方程式②CaC₂+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑、③nC₂H₂$\stackrel{一定条件}{→}$．
（2）试管B收集用的产品中，有能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质，其一氯化物有4种．并写出该物质与硝酸反应的化学方程式．
（3）锥形瓶C中观察到的现象棕黄色溶液变无色或褪色．经溴水充分吸收，剩余气体经干燥后的平均相对分子质量为4.8
（4）某有机物常温下为液体，与乙烯互为同系物，相对分子质量在86以内，且与HBr加成产物只有一种结构，该有机物的结构简式可能为CH₃CH₂CH=CHCH₂CH₃、（CH₃）₂C=C（CH₃）₂．

Answer 1

分析 废塑料在强热条件下反应生成氢气、碳以及多种烃的混合物，其中B用于收集易液化的有机物，可得到苯、甲苯等，C用于检验烯烃，可吸收乙烯、丙烯等，用氢气、甲烷等可燃烧，
（1）碳化钙和水反应制取乙炔同时生成氢氧化钙；乙炔能发生加聚反应生成聚乙炔；
（2）甲苯可以使高锰酸钾褪色；甲苯可与浓硝酸在浓硫酸作用下发生取代反应生成三硝基甲苯；利用等效氢法找甲苯一氯代物的种类；
（3）产物中的乙烯、丙烯能与溴水发生加成反应，剩余气体为氢气、甲烷，根据摩尔质量在数值上等于相对分子质量，求出混合气体的平均相对分子质量；
（4）与乙烯互为同系物，相对分子质量在86以内，且与HBr加成产物只有一种结构，说明结构对称，且含有的C原子数小于$\frac{86}{14}$=6.14，可为4或6个C原子．

解答 解：（1）电石制备乙炔的方程式为：CaC₂+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑；乙炔加聚生成聚乙炔的化学方程式为：nC₂H₂$\stackrel{一定条件}{→}$；
故答案为：CaC₂+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑；nC₂H₂$\stackrel{一定条件}{→}$；
（2）试管B中含有苯和甲苯，苯不能使高锰酸钾褪色，甲苯可以使高锰酸钾褪色，
甲苯可与浓硝酸在浓硫酸作用下发生取代反应生成三硝基甲苯，反应的方程式为，
甲苯的等效氢有4种，一氯甲苯的同分异构体有4种：
，总计4种，
故答案为：4；；
（3）产物中的乙烯、丙烯分子中含有碳碳双键，能够与溴水发生反应，溴水褪色，设混合气体的质量为100g，则氢气的质量为12g，物质的量为6mol，甲烷的质量为24g，物质的量为1.5mol，混合气体的摩尔质量为：$\frac{12g+24g}{6mol+1.5mol}$=4.8g/mol，即均相对分子质量为4.8，
故答案为：棕黄色溶液变无色或褪色；4.8；
（4）与乙烯互为同系物，相对分子质量在86以内，且与HBr加成产物只有一种结构，说明结构对称，且含有的C原子数小于$\frac{86}{14}$=6.14，可为4或6个C原子，符合条件的单烯烃有：CH₃CH=CHCH₃、CH₃CH₂CH=CHCH₂CH₃、（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，而常温下为液态，应为CH₃CH₂CH=CHCH₂CH₃、（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，
故答案为：CH₃CH₂CH=CHCH₂CH₃；（CH₃）₂C=C（CH₃）₂．

点评 本题考查较综合，为高考常见题型，涉及有机物性质实验、有机物的合成、相关概念的辨析烯烃加成反应的规律以及同分异构体的书写，侧重考查学生思考问题的全面性，把握有机物中官能团与性质的关系为解答的关键，题目综合性强，但难度不大