6、C8H18经多步裂化,最后完全转化为C4H8、C3H6、C2H4、C2H6、CH4五种气体混合物。该混合物的平均相对分子质量可能是( )
A.28 B.30 C.38 D.40
5、有H2和乙烯的混合气,乙烯占a%,取此混合气1 L,用催化剂使H2与乙烯的加成反应进行完全,则体积在同温同压下变为( )
A.1 L B. L C.(1-a%) L D.(1-) L
4、下列各组物质中,无论以任何比例混合,其密度不变的是( )
A.CO与C2H4 B.C2H6与C2H4 C.CO2与C3H8 D.CH4与C2H4
3、某气态烃在密闭容器中与足量的O2混合,用电火花点燃,完全燃烧后容器内保持压强不变(120℃时)则该烃是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C2H4 D.C3H6
2、在标准状况下,2.2 g由CH4和C2H4组成的混合气体所占的体积为2.24 L,则该混合气体中CH4和C2H4的质量比是( )
A.1∶1 B.4∶7 C.7∶4 D.1∶2
1、通常用于衡量一个国家石油化工发展水平的标志是( )
A.石油的产量 B.乙烯的产量 C.天然气的产量 D.汽油的产量
(三)乙烯的化学性质
1、氧化反应
(1)燃烧
乙烯气体在空气中燃烧的爆炸极限为 3.4%-34%,因此点燃前需验纯。
乙烯在燃烧时,火焰比甲烷的要明亮,并有黑烟,这是因为乙烯中碳的质量分数比甲烷中碳的质量分数高,燃烧时碳并没有完全被氧化,而本身被烧成炽热状态,所以乙烯的火焰很明亮,又由于有一部分碳呈现游离态,所以有黑烟冒出。
(2)被强氧化剂氧化
5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4→10CO2↑+6K2SO4+12MnSO4+28H2O
(可使酸性 KMnO4溶液褪色)
2、加成反应
加成反应的外延是不饱和有机物之间的反应或不饱和有机物跟其它物质之间的反应,因此加成反应不同于一般的化学反应,在中学化学里,常见的与乙烯发生的加成反应有:
3、聚合反应
加聚反应剖析
加成反应与加聚反应的区别
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(二)乙烯的分子组成和结构
1、分子组成
分子式:C2H4 最简式:CH2
2、结构
平面型结构(六原子共平面)
乙烯的分子结构:乙烯分子中 2个碳原子和4个氢原子都处于同一平面上,键角均为120°。其C=C双键的键长比C-C单键键长短,C=C双键键能比C-C单键键能的两倍要小,其中一个键易断裂,决定了乙烯的化学性质比较活泼。
(一)石油
1、石油的成分
(1)从元素种类看:石油所含的主要元素是碳和氢,同时含有少量的S、O、N等元素。
(2)从化合物的种类看:石油是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物。
(3)从状态看:大部分是液态烃,同时液态烃里溶有少量气态烃和固态烃。
2、石油的实验室分馏
(1)装置:蒸馏装置
(2)石油分馏的原理:石油是烃的混合物,因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃,沸点越低。因此,在给石油加热时,低沸点的烃先汽化,经过冷凝后分离出来。随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝后又分离出来。这样不断地加热和冷凝,就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法就是石油的分馏。
(3)操作步骤及注意事项
①实验室分馏石油的实验装置应如何检验气密性?
对实验室中分馏石油的实验装置检查气密性是否合格的方法是:从冷凝管的尾端取下牛角管,换上带玻璃尖嘴管的导气管。将导气管插入水中,微微加热烧瓶,观察现象,作出判断。
②实验室分馏石油实验操作的详细步骤应如何设计?
实验室中分馏石油实验的操作步骤:按图连接装置→检查并使装置气密性合格→向蒸馏烧瓶中加入原油和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热→收集馏分→停止对烧瓶加热并整理仪器。
(4)注意事项
①石油及其分馏产品都易燃烧,实验中最好用隔火板将酒精灯和锥形瓶隔开,在锥形瓶的口部塞一团疏松的棉花,以防发生火灾。
②一定要垫石棉网对烧瓶加热,防止烧瓶炸裂引起火灾。
③烧瓶中的原油量不要超过烧瓶球部容积的 。
④冷凝管内的冷却水要从下口入、从上口出,这样会使馏分冷却效果最好。
⑤汽油、柴油等对橡胶有较强的腐蚀性,实验中所用的橡胶塞要用锡箔包起来,防止它被腐蚀。
⑥温度计的最大量程要不低于 300℃。温度计的水银球要置于蒸馏烧瓶的支管处。
3、石油的炼制
(1)石油的分馏:对石油进行不断地加热和冷凝,把石油分离成不同沸点范围的蒸馏产物,这种方法就是石油的分馏。石油分馏的变化类型属于物理变化。减压分馏的原理是利用外界压强对物质沸点的影响。外界压强越大,物质的沸点就越高;外界压强越小,物质的沸点就越低。用降低分馏塔内压强的办法,能使重油的沸点随压强降低而降低。也就是说,在低于常压下的沸点就可以使重油沸腾,这种过程就是减压分馏。为了区别起见,人们把在通常压强下的分馏叫做常压分馏。
(2)石油的裂化
石油的热裂化,就是在一定条件下使相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程。例如,在加热、加压和催化剂存在的条件下,十六烷裂化为辛烷和辛烯。
说明:①这里所举的是最简单的例子,实际上石油裂化的反应过程是很复杂的,同一种烃在裂化过程里可以起不同的分解反应。
②在催化作用下进行的裂化,又叫做催化裂化。现在的石油裂化主要是催化裂化。
③石油的裂化是继石油的分馏之后的又一种石油炼制方法。在石油裂化的过程中,物质发生的变化主要是化学变化,这种变化也是链烃的断链分解反应。
④石油分馏、裂化所生产的汽油分别叫做直馏汽油和裂化汽油。由石油分馏和裂化的原理可知,裂化汽油当中含有较多的不饱和烃,这与石油分馏所得的汽油是大不相同的。若用汽油作卤素的萃取剂,要用石油分馏的汽油(叫做直馏汽油),而不可用裂化汽油。
(3)石油的裂解:裂解是一种更深度的裂化,是将长链分子断裂成短链的气态烃和少量液态烃的过程。裂解是石油化工生产过程中,以比裂化更高的温度( 700℃-800℃,有时甚至高达1000℃以上),使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程。可见,裂解是一种更深度的裂化。石油裂解的化学过程比较复杂,生成的裂解气是成分复杂的混合气体,除主要产品乙烯外,还有丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃、硫化氢和碳的氢化物等。裂解气经净化和分离,就可以得到所需纯度的乙烯、丙烯等基本有机化工原料。目前,石油裂解已成为生产乙烯的主要方法。
4、石油的炼制及产品
4、加成反应和加聚反应 5、烯烃的结构和性质
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