乙烯及烯烴化學(xué)性質(zhì)測試題庫一、基礎(chǔ)概念本部分考察烯烴的核心結(jié)構(gòu)特征與基本概念，包括雜化類型、π鍵特性、順反異構(gòu)等。1.1選擇題（單選/多選）1.下列關(guān)于乙烯結(jié)構(gòu)的描述，正確的是（）A.碳原子采用sp3雜化B.碳碳雙鍵的鍵角為109.5°C.π鍵的電子云呈軸對稱分布D.無順反異構(gòu)答案：D解析：乙烯的碳原子采用sp2雜化（鍵角120°）；π鍵為側(cè)面重疊，電子云呈鏡面對稱；乙烯雙鍵碳上均連有兩個氫，無順反異構(gòu)。2.下列烯烴存在順反異構(gòu)的是（）A.乙烯B.1-丁烯（CH?=CHCH?CH?）C.2-丁烯（CH?CH=CHCH?）D.2-甲基-2-丁烯（(CH?)?C=CHCH?）答案：C解析：順反異構(gòu)的條件是“雙鍵碳原子連有不同基團(tuán)且雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)”。2-丁烯的雙鍵碳均連有CH?和H，滿足條件；1-丁烯和2-甲基-2-丁烯的雙鍵碳連有相同基團(tuán)（如1-丁烯的CH?=連有兩個H），無順反異構(gòu)。1.2填空題1.烯烴的官能團(tuán)是______，其碳原子采用______雜化，鍵角約為______。答案：碳碳雙鍵；sp2；120°2.順反異構(gòu)的兩個必要條件是：______和______。答案：雙鍵碳原子上連有不同的原子或基團(tuán)；雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)1.3簡答題1.為什么π鍵比σ鍵更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？答案：π鍵由兩個碳原子的p軌道側(cè)面重疊形成，重疊程度遠(yuǎn)小于σ鍵（頭碰頭重疊），因此π鍵的鍵能更低（如乙烯C=C鍵能約610kJ/mol，其中π鍵約263kJ/mol，σ鍵約347kJ/mol）；此外，π鍵的電子云呈鏡面對稱，分布在雙鍵平面的上下兩側(cè)，暴露在外，容易受到親電試劑（如H?、Br?）的攻擊，故π鍵比σ鍵更活潑，更容易斷裂發(fā)生加成反應(yīng)。二、加成反應(yīng)本部分考察烯烴的核心反應(yīng)——加成反應(yīng)，包括親電加成（馬氏規(guī)則）、自由基加成（過氧化物效應(yīng)）、催化加氫等。2.1選擇題（單選/多選）1.下列反應(yīng)屬于馬氏加成的是（）A.乙烯與HCl反應(yīng)B.丙烯與HBr反應(yīng)（無過氧化物）C.丙烯與HBr反應(yīng)（有過氧化物）D.乙炔與HCl反應(yīng)（1:1加成）答案：B解析：馬氏規(guī)則指親電加成中，試劑正電部分加到雙鍵碳含氫較多的一側(cè)。丙烯（CH?=CHCH?）的CH?=含氫較多，無過氧化物時，HBr的H?加到CH?=上，Br?加到CH=CH?上，生成2-溴丙烷（CH?CHBrCH?），屬于馬氏加成；有過氧化物時為自由基加成（反馬氏），生成1-溴丙烷（CH?BrCH?CH?）。2.乙烯與溴水反應(yīng)的現(xiàn)象是（）A.溶液褪色，有氣泡產(chǎn)生B.溶液褪色，有白色沉淀生成C.溶液褪色，無明顯沉淀D.溶液不褪色答案：C解析：乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，生成1,2-二溴乙烷（CH?BrCH?Br，無色液體，溶于溴水），故現(xiàn)象為溴水褪色，無明顯沉淀。2.2填空題1.乙烯與水在催化劑（如磷酸）作用下發(fā)生加成反應(yīng)，生成______，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。答案：乙醇（CH?CH?OH）；CH?=CH?+H?O$\xrightarrow[\text{加熱加壓}]{\text{磷酸}}$CH?CH?OH2.丙烯與溴化氫在過氧化物存在下反應(yīng)，主要產(chǎn)物是______，該反應(yīng)的機(jī)理是______。答案：1-溴丙烷（CH?BrCH?CH?）；自由基加成2.3簡答題1.簡述過氧化物效應(yīng)的機(jī)理（以丙烯與HBr反應(yīng)為例）。答案：過氧化物效應(yīng)（反馬氏加成）的機(jī)理為自由基加成，分為三步：（1）引發(fā)：過氧化物（如ROOR）分解生成烷氧自由基（RO·）；（2）增長：烷氧自由基奪取HBr中的H，生成溴自由基（Br·）；Br·加到丙烯的CH?=上（含氫較多，自由基更穩(wěn)定），生成二級自由基（CH?CH·CH?Br）；（3）終止：二級自由基奪取HBr中的H，生成1-溴丙烷（CH?CH?CH?Br）和Br·，Br·繼續(xù)參與增長步驟，直到兩個自由基結(jié)合或歧化終止。2.4實(shí)驗題1.設(shè)計實(shí)驗驗證乙烯與溴的加成反應(yīng)，并排除取代反應(yīng)的可能。答案：實(shí)驗步驟：（1）制備乙烯：將乙醇與濃硫酸按1:3體積比混合，加熱至170℃（防止生成乙醚）；（2）將乙烯通入溴水（或溴的四氯化碳溶液），觀察現(xiàn)象；（3）反應(yīng)后，用pH試紙測反應(yīng)液的pH值；（4）對比實(shí)驗：將溴水與鐵粉混合，觀察現(xiàn)象并測pH。實(shí)驗現(xiàn)象：（1）乙烯通入溴水后，溴水褪色；（2）反應(yīng)液pH與原溴水相近（無明顯酸性）；（3）溴水與鐵粉混合后，溶液褪色，pH降低（生成HBr）。結(jié)論：乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)（無HBr生成），而非取代反應(yīng)（會生成HBr）。三、氧化反應(yīng)本部分考察烯烴的氧化反應(yīng)，包括高錳酸鉀氧化（酸性/堿性條件）、臭氧氧化（產(chǎn)物推斷）、催化氧化（工業(yè)應(yīng)用）。3.1選擇題（單選/多選）1.丙烯在酸性高錳酸鉀溶液中氧化的產(chǎn)物是（）A.丙酸（CH?CH?COOH）B.丙酮（CH?COCH?）C.CO?和乙酸（CH?COOH）D.丙二醇（CH?CHOHCH?OH）答案：C解析：酸性高錳酸鉀氧化烯烴時，雙鍵斷裂：CH?=（含兩個氫）氧化為CO?；CH=CH?（含一個氫）氧化為乙酸（CH?COOH）。2.下列烯烴經(jīng)臭氧化分解后，只得到一種產(chǎn)物的是（）A.乙烯B.丙烯C.2-丁烯D.2-甲基-2-丁烯答案：AC解析：臭氧化分解規(guī)律：雙鍵斷裂，每個雙鍵碳上的基團(tuán)變?yōu)閷?yīng)的醛或酮。乙烯（CH?=CH?）分解為HCHO+HCHO（一種產(chǎn)物）；2-丁烯（CH?CH=CHCH?）分解為CH?CHO+CH?CHO（一種產(chǎn)物）；丙烯（CH?=CHCH?）分解為HCHO+CH?CHO（兩種產(chǎn)物）；2-甲基-2-丁烯（(CH?)?C=CHCH?）分解為(CH?)?CO+CH?CHO（兩種產(chǎn)物）。3.2填空題1.乙烯在銀催化劑作用下，被氧氣氧化為______，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。答案：環(huán)氧乙烷（）；2CH?=CH?+O?$\xrightarrow[\text{____℃}]{\text{Ag}}$22.某烯烴經(jīng)臭氧化分解后得到乙醛（CH?CHO）和丙酮（(CH?)?CO），該烯烴的結(jié)構(gòu)簡式為______。答案：2-甲基-2-丁烯（(CH?)?C=CHCH?）3.3簡答題1.酸性和堿性條件下，高錳酸鉀氧化烯烴的產(chǎn)物有何不同？請舉例說明。答案：（1）酸性條件：高錳酸鉀氧化性強(qiáng)，氧化徹底，雙鍵斷裂，生成羧酸、CO?或酮。例如，乙烯（CH?=CH?）氧化為CO?和H?O；丙烯（CH?=CHCH?）氧化為CO?和乙酸（CH?COOH）。（2）堿性/中性條件：高錳酸鉀氧化性弱，氧化不徹底，生成鄰二醇。例如，乙烯氧化為乙二醇（HOCH?CH?OH）；丙烯氧化為1,2-丙二醇（HOCH?CHOHCH?）。四、聚合反應(yīng)本部分考察烯烴的加聚反應(yīng)，包括聚合機(jī)理（自由基、配位）、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)（聚乙烯、聚丙烯）、工業(yè)應(yīng)用（高壓/低壓聚乙烯）。4.1選擇題（單選/多選）1.聚乙烯的聚合機(jī)理主要有（）A.自由基聚合B.陽離子聚合C.陰離子聚合D.配位聚合答案：AD解析：工業(yè)上聚乙烯的生產(chǎn)方法：高壓聚乙烯（LDPE）：自由基聚合（過氧化物引發(fā)，高壓高溫）；低壓聚乙烯（HDPE）：配位聚合（齊格勒-納塔催化劑，低壓低溫）。2.下列關(guān)于加聚反應(yīng)的描述，正確的是（）A.單體必須含有雙鍵或三鍵B.產(chǎn)物是高分子化合物C.產(chǎn)物中含有單體的片段D.產(chǎn)物中沒有小分子生成答案：ABCD4.2填空題1.乙烯加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為______，其中n表示______，產(chǎn)物的名稱是______。答案：nCH?=CH?$\xrightarrow[\text{催化劑}]{\text{}}$[-CH?-CH?-]?；聚合度；聚乙烯2.丙烯加聚反應(yīng)的產(chǎn)物是______，其結(jié)構(gòu)單元為______。答案：聚丙烯；-CH?-CH(CH?)-4.3簡答題1.簡述自由基聚合的三個步驟（以乙烯聚合為例）。答案：（1）引發(fā)：過氧化物（如ROOR）分解生成烷氧自由基（RO·），RO·奪取乙烯中的H，生成乙烯自由基（CH?=CH·）；（2）增長：乙烯自由基與乙烯單體加成，鏈不斷增長，生成高分子自由基（如-CH?CH?-·）；（3）終止：兩個高分子自由基結(jié)合（生成穩(wěn)定高分子）或歧化（一個奪取另一個的H，生成兩個穩(wěn)定高分子）。五、鑒別與分離本部分考察烯烴與烷烴、炔烴的鑒別方法（試劑選擇）及混合氣體的分離提純（實(shí)驗設(shè)計）。5.1選擇題（單選/多選）1.鑒別乙烯、乙炔和乙烷，可選用的試劑是（）A.溴水B.酸性高錳酸鉀溶液C.銀氨溶液D.濃硫酸答案：ABC解析：溴水/酸性高錳酸鉀：乙烯、乙炔褪色，乙烷不褪色（區(qū)分乙烷）；銀氨溶液：乙炔生成白色沉淀（乙炔銀），乙烯不反應(yīng)（區(qū)分乙烯和乙炔）。2.分離乙烷中的乙烯雜質(zhì)，最適宜的方法是（）A.通入酸性高錳酸鉀溶液B.通入溴水C.點(diǎn)燃D.通入濃硫酸答案：B解析：酸性高錳酸鉀氧化乙烯生成CO?（引入新雜質(zhì)）；溴水與乙烯加成生成1,2-二溴乙烷（液體），乙烷不反應(yīng)（可分離）。5.2實(shí)驗題1.設(shè)計實(shí)驗分離并提純乙烷中的乙烯和乙炔雜質(zhì)。答案：實(shí)驗步驟：（1）除去乙炔：將混合氣體通入銀氨溶液，乙炔與銀氨溶液反應(yīng)生成白色沉淀（乙炔銀），收集氣體（乙烯+乙烷）；（2）除去乙烯：將步驟（1）的氣體通入溴水，乙烯與溴水加成生成1,2-二溴乙烷（液體），收集氣體（乙烷）；（3）回收乙炔：過濾步驟（1）的溶液，得到乙炔銀沉淀，加入稀硝酸，沉淀溶解生成乙炔氣體（可收集）。5.3簡答題1.為什么不能用酸性高錳酸鉀鑒別乙烯和乙炔？答案：乙烯和乙炔均含有不飽和鍵，都能使酸性高錳酸鉀褪色（乙烯氧化為CO?和H?O，乙炔氧化為CO?和H?O），無法區(qū)分；應(yīng)選用銀氨溶液（乙炔生成白色沉淀，乙烯不反應(yīng)）。六、綜合應(yīng)用本部分考察烯烴在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用（如乙烯制聚乙烯、乙醇、環(huán)氧乙烷）、反應(yīng)條件的選擇（如溫度、催化劑）及案例分析（如乙醇生產(chǎn)方法的選擇）。6.1選擇題（單選/多選）1.工業(yè)上用乙烯制乙醇的反應(yīng)類型是（）A.加成反應(yīng)B.氧化反應(yīng)C.聚合反應(yīng)D.取代反應(yīng)答案：A2.下列關(guān)于乙烯用途的描述，正確的是（）A.用于制聚乙烯、乙醇、環(huán)氧乙烷等化工產(chǎn)品；B.作為植物生長調(diào)節(jié)劑，催熟果實(shí)；C.作為燃料，用于燃燒發(fā)電；D.作為制冷劑，用于冷藏食品。答案：AB6.2填空題1.工業(yè)上用乙烯制環(huán)氧乙烷的反應(yīng)條件是______，催化劑是______。答案：____℃，1-5MPa；銀（Ag）2.乙烯催熟果實(shí)的原理是______。答案：乙烯促進(jìn)果實(shí)細(xì)胞呼吸作用，加速淀粉轉(zhuǎn)化為糖、有機(jī)酸減少、色素增加，從而催熟果實(shí)。6.3論述題1.試分析乙烯在化工生產(chǎn)中的重要性，并舉例說明其主要應(yīng)用。答案：乙烯是“化工之母”，其重要性體現(xiàn)在：（1）塑料生產(chǎn)：乙烯加聚生成聚乙烯（PE），用于制造薄膜、容器、管材等（占乙烯消費(fèi)量的50%以上）；（2）化工中間體：乙烯與水加成生成乙醇（用于酒精、消毒劑）；與氧氣催化氧化生成環(huán)氧乙烷（用于乙二醇、表面活性劑）；（3）合成橡膠：乙烯與丙烯共聚合生成乙丙橡膠（EPR），用于輪胎、密封件；（4）農(nóng)業(yè)應(yīng)用：乙烯作為植物生長調(diào)節(jié)劑，用于催熟香蕉、番茄等果實(shí)。乙烯的生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要指標(biāo)，其應(yīng)用涵蓋塑料、橡膠、纖維、化工、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域。6.4案例分析1.工業(yè)生產(chǎn)中，為什么選擇乙烯與水加成制乙醇而不是乙烷水解？答案：（1）反應(yīng)條件溫和：乙烯與水加成需催化劑（磷酸）、____℃