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高中三年级化学

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    下列有关说法中正确的是
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    A.乙烯使溴水、KMnO4溶液褪色的原理相同   
    B.甲烷:苯、乙醇、乙酸在适当的条件下均可发生取代反应   
    C.淀粉、蔗糖、葡萄糖、油脂、蛋白质在稀硫酸中均能发生水解反应   
    D.石油通过蒸馏、裂解、加聚等化学变化后可生成高分子化合物聚乙烯


    本题信息:2012年模拟题化学单选题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “下列有关说法中正确的是[ ]A.乙烯使溴水、KMnO4溶液褪色的原理相同 B.甲烷:苯、乙醇、乙酸在适当的条件下均可发生取代反应 C.淀粉、蔗糖、葡萄糖、油脂、...” 主要考查您对

乙烯

乙醇

乙酸

葡萄糖

蔗糖

淀粉

蛋白质

油脂

石油的综合利用

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乙烯的结构和性质:

1.分子结构:
 
2.物理性质:
在通常状况下,乙烯是无色、稍有气味的气体,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,密度(标准状况时为1.25g·L-1)比空气略小,因此实验室制取乙烯不用排空气法收集,而用排水法收集。
3.化学性质:
由于碳碳双键中的一个键易断裂,刚此乙烯的性质比较活泼,能发生加成、加聚反应,能使溴水和KMnO4溶液(酸性)褪色。
(1)乙烯易发生氧化反应
①乙烯的燃烧
乙烯在氧气或空气中易燃烧,完全燃烧生成CO2和H2O,反应的化学方程式为:

 乙烯含碳量比较高,在一般情况下燃烧不是很充分,因此火焰明亮且伴有黑烟。
②乙烯的催化氧化
 
③乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化
乙烯使酸性KMnO4溶液褪色的实质是乙烯被酸性KMnO4溶液氧化成二氧化碳和水。
(2)乙烯能发生加成反应
有机物分子中不饱和碳原子与其他原子(或原子团) 直接结合生成新的化合物的反应叫做加成反应。
乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色的实质是乙烯与溴单质发生加成反应生成了1,2一二溴乙烷,反应的化学方程式为:

通常简写为
因此,可用溴水或溴的四氯化碳溶液鉴别乙烯和甲烷、乙烷等烷烃,也可用于除去甲烷中混有的乙烯。
(3)加聚反应在一定条件(温度、压强、催化剂)下,乙烯能发生加聚反应:

由相对分子质量小的化合物(单体)分子互相结合成相对分子质量很大的高分子的反应叫做聚合反应。由一种或多种不饱和化合物(单体)分子通过不饱和键互相加成而聚合成高分子化合物的反应叫做加成聚合反应,简称加聚反应。


乙烯的鉴别和除杂:

1.乙烯和其他物质的鉴别利用被鉴别物质性质的差异进行区分,要求操作简单、安全,现象明显,结论准确,以乙烷与乙烯的鉴别为例。操作:将两种气体分别通人酸性KMnO4溶液中。现象:一种气体使酸性KMnO4溶液褪色,一种气体不能使酸性KMnO4溶液褪色。结论:使酸性KMnO4溶液褪色者为乙烯,不能使酸性KMnO4溶液褪色者为乙烷.
2.除杂质乙烯除杂要求:将杂质除净,不能引入新杂质,小能对主要成分产生不利影响。如乙烷中混有乙烯,除杂的方法是用溴水洗气,乙烯与溴发生加成反应破除去,乙烷不反应逸出。


苯的分子结构:


苯的性质:

1.物理性质苯通常是无色、带有特殊气味的液体,有毒,不溶于水,密度比水小,熔点为5.5℃,沸点为80.1℃。若用冰冷却,苯就会凝结成无色的晶体。
2.化学性质由于苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键,所以它既有饱和烃的性质,又有不饱和烃的一些性质(苯的性质比不饱和烃的性质稳定)。
(1)氧化反应
①燃烧:苯易燃烧,所以在苯的生产、运输、贮存和使用过程中要注意防火。苯在空气中燃烧时有明亮火焰斤带有浓烟。因为苯分子含碳量高,没有得到充分燃烧,有碳单质产生,所以燃烧时有浓烟。
②苯与酸性高锰酸钾溶液不反应向试管中加入2mL苯,然后加入几滴酸性高锰酸钾溶液,振荡后静置,出现分层现象,上层(苯层)为无色,下层(水层)呈紫色。说明苯与酸性高锰酸钾溶液不反应。

(2)取代反应
①卤代反应

装置图如下图所示。

操作:把苯和少量液溴放在烧瓶里,同时加入少量铁屑作催化剂。用带导管的瓶塞塞紧瓶口,跟瓶口垂直的一段导管可以起冷凝器的作用。现象:在常温时,很快就会看到在导管口附近出现白雾(由溴遇水蒸气所形成)。反应完毕后,向锥形瓶内的液体里滴入AgNO3溶液,有浅黄色沉淀生成。把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里,烧杯底部有褐色不溶于水的液体(不溶于水的液体是溴苯,它是密度比水大的无色液体,由于溶解了溴而显示褐色)。
注意
a.苯只能与液溴发生取代,不与溴水反应,溴水中的溴只可被苯萃取。
b.反应中加入的催化剂是Fe屑,实际起催化作用的是FeBr3
c.生成的是无色液体,密度大于水。
d.欲得到较纯的溴苯,可用稀NaOH溶液洗涤,以除去Br2。
②硝化反应
硝化反应是指苯分子中的氢原子被一NO2所取代的反应,也属于取代反应的范畴。

注意
a.硝酸分子中的“一NO2”原子团叫做硝基,要注意硝基(一NO2)与亚硝酸根离子(NO2-)化学式的区别。
b.硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色的油状液体,不溶于水,密度比水大。硝基苯有毒。
c.为便于控制温度,采用水浴加热。
(3)加成反应
苯分子中的碳碳键不是典型的碳碳双键,不容易发生加成反应(不能使溴的四氯化碳溶液褪色),但在一定条件下可与氢气发生加成反应,生成环己烷,反应的化学方程式为:


乙醇分子的组成与结构:

乙醇分子可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基(一OH)取代而形成的。乙醇分子的组成与结构见下表:


乙醇的性质:

(1)物理性质:俗称酒精,它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味,并略带刺激性。
(2)乙醇的化学性质:
①乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2
活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
②乙醇的氧化反应:
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O(条件是在催化剂Cu或Ag的作用下加热)
③乙醇燃烧:发出淡蓝色火焰,生成二氧化碳和水(蒸气),并放出大量的热,不完全燃烧时还生成一氧化碳,有黄色火焰,放出热量
完全燃烧:C2H5OH+3O22CO2+3H2
④乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
⑤乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同。  
A. 消去(分子内脱水)制乙烯(170℃浓硫酸)   C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O (消去反应)
B. 缩合(分子间脱水)制乙醚(140℃ 浓硫酸)  2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O(取代反应)


有关醇类的反应规律:

1.消去反应的规律
总是消去和羟基所在碳原子相邻的碳原子上的氢原子,没有相邻的碳原子(如CH3OH)或相邻的碳原子上没有氢原子()就不能发生消去反应。能发生消去反应的醇的结构特点为:
2.催化氧化反应的规律:
与羟基相连的碳原子上若有2个或3个氢原子,羟基则易被氧化为醛;若有1个氢原子,羟基则易被氧化为酮;若没有氢原子,则羟基一般不能被氧化。即
 
3.酯化反应的规律
醇与羧酸或无机含氧酸发生酯化反应,一般规律是“酸去羟基醇去氢”即酸脱去一OH,醇脱去一H。
例如:

可用氧的同位素:作为示踪原子来确定反应机理。如:


乙醇的工业制法:

(1)乙烯水化法:
(2)发酵法:



乙酸分子的组成与结构:



酸从结构上可以看成是甲基和羧基(-COOH)相连而成的化合物。乙酸的官能团是一COOH。


乙酸的性质:

俗称醋酸,具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点117.9℃,熔点16.6℃。温度低于熔点时,乙酸凝结成类似冰一样的晶体,纯净的乙酸称为冰醋酸。乙酸溶于水和乙醇。
(1)乙酸的酸性:乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应。   
2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O   
2CH3COOH+Cu(OH)2=Cu(CH3COO)2+2H2O   
CH3COOH+C6H5ONa=C6H5OH(苯酚)+CH3COONa
(2)乙酸与金属反应:
2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2
(3)乙酸的酯化反应:
在浓硫酸作用下乙酸和乙醇反应酯化反应
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O


葡萄糖的结构:

分子式:
结构式:
结构简式:葡萄糖为多羟基醛(五羟基己醛)


葡萄糖的性质:

1.葡萄糖的物理性质
葡萄糖是无色晶体,易溶于水,有甜味。
2.葡萄糖的化学性质
①氧化反应(显还原性)
a.燃烧
 
b.葡萄糖在人体组织中的缓慢氧化反应

c.与新制Cu(OH)2反应(用于检验糖尿病)
实验操作:在试管里加入2mL10%(质量分数) NaOH溶液,滴加2%(质量分数)CuSO4溶液4—6滴,得到新制Cu(OH)2,振荡后加入2mL10%葡萄糖溶液,在酒精灯上加热,观察现象。
实验现象:溶液中有红色沉淀产生。反应原理:葡萄糖分子中含有醛基,具有还原性,能把新生成的氢氧化铜还原成红色的氧化亚铜沉淀。发生的反应为


d.银镜反应(用于制镜或在保温瓶胆上镀银)
葡萄糖在热水浴中能被银氨溶液氧化,洁净的试管壁上会产生光亮的银镜,此反应称为银镜反应。可用于葡萄糖的检验。
e.使溴水或酸性KMnO4溶液褪色

②加成反应
 
③酯化反应

 ④与活泼金属钠反应

⑤在酒化酶作用下发酵

蔗糖:

分子是为C12H22O11,与麦芽糖互为同分异构体。蔗糖水解生成一份子葡萄糖和一份子果糖。蔗糖存在甘蔗和甜菜中。蔗糖分子中没有醛基,不能与银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液反应,为非还原性糖。

蔗糖和麦芽糖:



淀粉的结构:

分子组成:
结构特点:由几百个到几千个单糖单元构成的高分子化合物。有直链及支链结构


淀粉的性质:

1、物理性质:无气味、无味道的粉末状物质,它不溶于冷水,在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂,有一部分淀粉溶解在水里。另一部分淀粉悬浮在水里,形成胶状淀粉糊(即糊化作用)
2、化学性质:
①不与银氨溶液发生银镜反应,是一种非还原性糖
②在酸或酶的作用下发生水解,最终产物是葡萄糖,反应方程式为:

③淀粉遇碘后显蓝色


淀粉水解程度的判断:

淀粉在酸或酶的作用下水解,最终生成葡萄糖。淀粉遇碘变蓝色,不能发生银镜反应;而产物葡萄糖遇碘不变蓝色,能发生银镜反应。依据这两种物质的性质,可用银氨溶液和碘水来检验淀粉是否水解或水解的程度。
实验步骤如下:

实验现象与结论见下表:


蛋白质:

相对分子质量在10000以上的,并具有一定空间结构的多肽,称为蛋白质。
组成:蛋白质是南C、H、O、N、S等元素组成的结构复杂的化合物。


蛋白质的性质:

(1)两性
由于形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸分子脱水形成的,在多肽链的两端必有一NH2和一COOH,因此蛋白质既能与酸反应,又能与碱反应,表现为两性。
(2)水解
反应蛋白质在酸、碱或酶的作用下,水解生成相对分子质量较小的肽类化合物,最终逐步水解得到各种氨基酸。
(3)盐析
向蛋白质溶液巾加入某些无机盐(如硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等)达到一定浓度时,会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析。
注意:盐析只改变蛋白质的溶解度,没有改变它的化学性质,析出的蛋白质还能溶于水,故盐析是可逆的过程。
(4)变性
在某些物理因素(如加热、加压、搅拌、紫外线照射和超声波等)或化学因素(如强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、甲醛、乙醇和丙酮等)的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象,称为蛋白质的变性。
注意:蛋白质的变性是一个不可逆过程,变性后的蛋白质在水中不能重新溶解,同时也会失去原有的生理活性。
(5)蛋白质的颜色反应
蛋白质可以与许多试剂发生颜色反应,如硝酸可以使含有苯环结构的蛋白质变黄,这是含苯环的蛋白质的特征反应,常用来鉴别部分蛋白质。在使用浓硝酸时,不慎将浓硝酸溅在皮肤上而使皮肤发黄,就是蛋白质发生颜色反应的结果。
(6)蛋白质的灼烧
蛋白质在灼烧时产生烧焦羽毛的气味,可以据此鉴别真丝和人造丝。

能够发生水解反应的物质归纳:

1.盐类水解
(1)强酸弱碱盐水解呈酸性,如CuSO4、NH4NO3、 FeCl3、Al2(SO4)3等。
(2)强碱弱酸盐水解呈碱性,如KF、Na2CO3、 K2SiO3、NaAlO2等。
2.氮化镁的水解

3.碳化钙的水解

4.卤代烃的水解卤代烃水解生成醇,如

5.酯的水解

6.糖类水解糖类水解的最终产物是单糖,如

7.蛋白质的水解蛋白质水解的最终产物足多种氨基酸,肽键的断裂如下图所示:


油脂:

1.概念:
油和脂肪统称为油脂,在化学成分上都是高级脂肪酸甘油酯,属于酯类。
2.油脂的组成和结构:
油脂在化学组成上都是由三分子高级脂肪酸和一分子丙三醇(甘油)脱水形成的酯,称为甘油三酯。
油脂的结构可表示为
在油脂结构中,代表高级脂肪酸的烃基,可以相同,也可以不相同。


油脂的性质:

1、物理性质:纯净的油脂无色、无味,密度比水小,难溶于水,易溶于汽油、乙醚和氯仿等有机溶剂,它的黏度较大,没有恒定的熔沸点。
2、化学性质:
①水解反应
a.在有酸(酶)存在时,油脂水解生成甘油和相应的高级脂肪酸。
 
b.在有碱存在时,油脂水解生成甘油和相应的高级脂肪酸盐。油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应。

②油脂的氢化
不饱和程度较高、熔点较低的液态油,通过催化加氢,可提高饱和度,转变成半固态的脂肪。由液态的油转变为半周态的脂肪的过程称为油脂的氢化,也称油脂的硬化,如油酸甘油酯通过氢化反应转变为硬脂酸甘油酯:




石油的综合利用:

(1)石油的成分
石油是烃的混合物。所含元素以碳、氢为主,还有少量N、S、O等。
(2)石油的分馏
利用原油中各组分沸点不同,将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做石油的分馏。分馏是物理过程。其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油。
(3)裂化与裂解
裂化:在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。裂化的主要目的是提高轻质燃料油的产量。
裂解:石油在更高的温度下发生的深度裂化,石油中的烃分子断裂成以乙烯为主的小分子的过程。
裂解的目的是获得重要化工原料乙烯等气态不饱和烯烃。


石油分馏实验的有关问题:

1.装置
蒸馏装置。注意所用温度计水银球的位置应当在蒸馏烧瓶支管口处,因为它所测定的是馏分的沸点范围。

2.操作注意事项
①装置气密性要好,注意加入药品前检验整套装置的气密性;
②为防止暴沸,应在加热之前放入几片碎瓷片;
③注意加热之前先接通冷却水,而停止加热后,仍要继续通冷却水一段时间;
④若所用药品为原油,应在收集器上接一导管,将残余尾气导出室外,以防发生事故。
3.说明
①石油分馏中的变化为物理变化。
②由于石油中有些物质的沸点很接近,所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。
③对石油进行分馏,是石油炼制的主要方法之一。
④石油分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量比较低,仅占石油总产量的25%左右,不能满足社会的需求。为了提高轻质油的产量,特别是提高汽油的产量,还可采用催化裂化方法从重油中获取轻质油。
⑤实验室分馏石油的实验装置的气密性的检验方法:从冷凝管的尾端取下牛角管,换上带玻璃尖嘴的导气管。将导气管插入水中,微微加热蒸馏烧瓶,观察现象,作出判断。


发现相似题
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