Question

16．已知：實驗室制乙烯的裝置如圖：

實驗步驟如下：
a．如圖連接好裝置，檢驗氣密性
b．添加藥品，點燃酒精燈
c．觀察實驗現(xiàn)象：高錳酸鉀溶液和溴水顏色逐漸褪去，燒瓶內(nèi)液體漸漸變黑，能聞到刺激性氣味
d．…
（1）寫出實驗室制取乙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式：C₂H₅OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）分析：甲認(rèn)為使二者褪色的是乙烯，乙認(rèn)為有副反應(yīng)，不能排除另一種酸性氣體的作用．
①根據(jù)甲的觀點，寫出乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色的離子反應(yīng)方程式：5CH₂=CH₂+12MnO₄^-+36H⁺=12Mn²⁺+10CO₂↑+28H₂O；
②為進(jìn)一步驗證使酸性高錳酸鉀溶液褪色的是乙烯，在A、B間增加下列  裝有某種試劑的洗氣瓶：
D中盛裝的試劑是a，E中盛裝的試劑是c；（填序號）
a．NaOH溶液      b．稀硫酸溶液
c．品紅試液      d．溴的四氯化碳溶液
（3）乙烯使溴水褪色，丙同學(xué)認(rèn)為是加成反應(yīng)，丁同學(xué)認(rèn)為是取代反應(yīng)，請 設(shè)計一個簡單實驗驗證哪個同學(xué)正確：測定反應(yīng)前后溴水的PH值，若PH值變大，則為加成反應(yīng)，若PH值變小則為取代反應(yīng)
（4）H₂SO₄在這個反應(yīng)中做催化劑，有種觀點認(rèn)為其催化過程可分三步簡單表示如下：
①a．烊鹽的生成：CH₃CH₂OH+H₂SO4→CH₃CH₂O⁺H₂（烊鹽）+HSO₄^-
b．乙基正離子的生成：CH₃CH₂⁺H₂→CH₃CH₂⁺+H₂O
c．乙烯的生成：CH₃CH₂⁺+HSO₄^-→CH₂=CH₂↑+H₂SO₄
②關(guān)于濃硫酸的催化作用，下列敘述正確的是BC
A．降低了反應(yīng)的焓變
B．增大了反應(yīng)的速率
C．降低了反應(yīng)的活化能
D．增大了反應(yīng)的平衡常數(shù)．

Answer 1

分析 （1）乙醇在濃硫酸作用下加熱至170℃，發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯；
（2）①乙烯含有碳碳雙鍵具有強(qiáng)的還原性，被高錳酸鉀氧化生成二氧化碳和水；
②制取的乙烯中含有二氧化硫，二氧化硫、乙烯都具有還原性，都能夠使高錳酸鉀褪色，檢驗乙烯應(yīng)排除二氧化硫的干擾；
（3）溴水中存在Br₂+H₂O?HBr+HBrO，若發(fā)生加成反應(yīng)，則消耗溴單質(zhì)平衡逆向移動，溶液酸性減弱，若發(fā)生取代反應(yīng)則生成強(qiáng)酸HBr，溶液酸式增強(qiáng)，據(jù)此解答；
（4）①依據(jù)濃硫酸在反應(yīng)中起催化劑作用判斷解答；
②A．反應(yīng)焓變與反應(yīng)物生成物狀態(tài)有關(guān)，與催化劑無關(guān)；
B．依據(jù)催化劑對反應(yīng)速率的影響；
C．使用催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能；
D．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)．

解答 解：（1）乙醇在濃硫酸作用下加熱至170℃，發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，反應(yīng)方程式：C₂H₅OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
故答案為：C₂H₅OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）①乙烯含有碳碳雙鍵具有強(qiáng)的還原性，被高錳酸鉀氧化生成二氧化碳和水，化學(xué)方程式：5CH₂=CH₂+12MnO₄^-+36H⁺=12Mn²⁺+10CO₂↑+28H₂O；
故答案為：5CH₂=CH₂+12MnO₄^-+36H⁺=12Mn²⁺+10CO₂↑+28H₂O；
（3）②制取的乙烯中含有二氧化硫，二氧化硫、乙烯都具有還原性，都能夠使高錳酸鉀褪色，檢驗乙烯應(yīng)排除二氧化硫的干擾，二氧化硫為酸性氧化物，能夠被氫氧化鈉溶液吸收，然后用品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，再通入酸性的高錳酸鉀溶液，所以D中盛裝的試劑是氫氧化鈉，E中盛裝的試劑是品紅溶液；
故答案為：a；c；
（3）溴水中存在Br₂+H₂O?HBr+HBrO，若發(fā)生加成反應(yīng)，則消耗溴單質(zhì)平衡逆向移動，溶液酸性減弱，若發(fā)生取代反應(yīng)則生成強(qiáng)酸HBr，溶液酸式增強(qiáng)，所以可以測定溴水反應(yīng)前后后溶液pH變化：若PH值變大，則為加成反應(yīng)，若PH值變小則為取代反應(yīng)；
故答案為：測定反應(yīng)前后溴水的PH值，若PH值變大，則為加成反應(yīng)，若PH值變小則為取代反應(yīng)；
（4）①濃硫酸在乙醇消去生成乙烯的反應(yīng)中起催化劑作用，所以反應(yīng)后生成產(chǎn)物為乙烯和硫酸，反應(yīng)方程式：烯的生成：CH₃CH₂⁺+HSO₄^-→CH₂=CH₂↑+H₂SO₄；
故答案為：CH₃CH₂⁺  HSO₄^-  H₂SO₄；
②A．反應(yīng)焓變與反應(yīng)物生成物狀態(tài)有關(guān)，與催化劑無關(guān)，所以使用濃硫酸不會改變反應(yīng)焓變，故A錯誤；
B．催化劑能夠加快反應(yīng)速率，故B正確；
C．使用催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，使 更多分子變?yōu)榛罨�分子，加快反�?yīng)速率，故C正確；
D．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯誤；
故選：BC

點評 本題以乙烯的實驗室制備和性質(zhì)檢驗載體考查了乙醇消去反應(yīng)，明確反應(yīng)原理及乙烯的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意催化劑對反應(yīng)速率的影響，注意平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，題目難度中等．