Question

11．為探究乙烯與溴的加成反應(yīng)，甲同學設(shè)計并進行了如下實驗：在圓底燒瓶中加入適量的乙醇與濃硫酸的混合物，加熱到170℃時生成乙烯．甲同學將生成的氣體通入溴水中，發(fā)現(xiàn)溶液褪色，即證明乙烯與溴水發(fā)生了加成反應(yīng)．乙同學發(fā)現(xiàn)甲同學實驗中，圓底燒瓶中液體變黑，尾氣夾雜有刺激性氣味的氣體，推測在制得的乙烯中還有可能含有少量還原性的雜質(zhì)氣體，由此他提出必須先除去之，再與溴水反應(yīng)．請回答問題：
（1）甲同學設(shè)計的實驗不能驗證乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)，其理由是a c；
a．使溴水褪色的反應(yīng)，未必是加成反應(yīng)     b．使溴水褪色的反應(yīng)，就是加成反應(yīng)
c．使溴水褪色的物質(zhì)，未必是乙烯         d．使溴水褪色的物質(zhì)，就是乙烯
（2）乙同學推測此乙烯氣中可能含有一種雜質(zhì)氣體是SO₂，驗證過程中必須全部除去，于是設(shè)計了如下流程裝置圖用以證明自己的雜質(zhì)猜想并驗證乙烯與溴水的加成反應(yīng)，寫出裝置內(nèi)所放化學藥品．

已知b瓶盛放氫氧化鈉溶液，d瓶盛放溴水，而a c瓶盛放的化學藥品相同，是品紅溶液；寫出①乙烯與溴水有關(guān)化學方程式CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；②該雜質(zhì)與溴水反應(yīng)離子方程式SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．
（3）1928年德國化學家第爾斯和他的學生阿爾德首次發(fā)現(xiàn)和記載一種新型反應(yīng)，他們因此獲得1950年的諾貝爾化學獎，該反應(yīng)被命名為第爾斯-阿爾德反應(yīng)，簡稱DA反應(yīng)．該反應(yīng)是一種環(huán)加成反應(yīng)，凡含有雙鍵或三鍵的不飽和化合物，可以和鏈狀或環(huán)狀含共軛雙烯體系發(fā)生1，4加成反應(yīng)，通常生成一個六元環(huán)，該反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率很高，是有機化學合成反應(yīng)中非常重要的碳碳鍵形成的手段之一，也是現(xiàn)代有機合成里常用的反應(yīng)之一．乙烯與1，3-丁二烯（共軛雙烯體系的代表物）在一定條件下能夠發(fā)生DA反應(yīng)，得到環(huán)己烯．請用鍵線式書寫該方程式．寫出環(huán)己烯的一種鏈狀的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式CH≡CH（CH₂）₃CH₃．

Answer 1

分析 （1）用此法得到的乙烯內(nèi)可能含有SO₂氣體，因SO₂能將溴水還原而使之褪色，故溴水褪色不能證明是乙烯與溴水發(fā)生了加成反應(yīng)；
（2）用此法得到的乙烯內(nèi)可能含有SO₂氣體，因SO₂能將溴水還原而使之褪色，故溴水褪色不能證明是乙烯與溴水發(fā)生了加成反應(yīng)；應(yīng)先用品紅檢驗二氧化硫的存在，然后用堿除去二氧化硫，再用品紅檢驗二氧化硫已經(jīng)除盡，最后用溴吸收乙烯．
①乙烯中的官能團為雙鍵，能夠和溴加成反應(yīng)，溴的紅棕色褪去；
②二氧化硫具有還原性，溴單質(zhì)具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸和氫溴酸；
（3）乙烯與1，3-丁二烯（共軛雙烯體系的代表物）發(fā)生DA反應(yīng)，生成環(huán)己烯，碳碳鍵用線段來表現(xiàn)，畫出鍵線式，拐點和端點表示碳原子，碳原子，H不必標出；環(huán)己烯分子式為C₆H₁₀，一個環(huán)相當于一個雙鍵，兩個雙鍵相當于一個三鍵，據(jù)此書寫同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式．

解答 解：（1）乙醇跟濃H₂SO₄溫度過高反應(yīng)，CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，用此法得到的乙烯內(nèi)可能含有SO₂氣體，因SO₂能將溴水還原而使之褪色，反應(yīng)方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄，溴水褪色不能證明是乙烯與溴水發(fā)生了加成反應(yīng)，所以a、c正確，
故答案為：a c；
（2）根據(jù)元素守恒和還原性推斷，乙烯氣中可能含有一種雜質(zhì)氣體只能是SO₂，反應(yīng)為：CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，b瓶盛放氫氧化鈉溶液，d瓶盛放溴水，a c瓶盛放的化學藥品相同，應(yīng)該放品紅，二氧化硫能使品紅褪色，當a中品紅褪色說明乙烯中含有二氧化硫，b瓶盛放氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，c瓶盛放品紅，檢驗二氧化硫是否除盡，若不褪色證明已經(jīng)除盡，
故答案為：SO₂； 品紅（溶液）；
①溴水可以使d中溶液褪色，乙烯分子中碳碳雙鍵變單鍵，斷鍵處加上加成試劑原子溴原子，反應(yīng)的化學方程式為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br，
故答案為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
②SO₂具有較強的還原性，它與溴水發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄，離子反應(yīng)為：SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-_-，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-_-；
（3）乙烯與1，3-丁二烯反應(yīng)：CH₂=CHCH=CH₂+CH₂=CH₂→，鍵線式：拐點和端點表示碳原子，碳原子，H不必標出，所以反應(yīng)為：，環(huán)己烯分子式為C₆H₁₀，一個環(huán)相當于一個雙鍵，兩個雙鍵相當于一個三鍵，所以環(huán)己烯的一種鏈狀的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為：CH≡CH（CH₂）₃CH₃，
故答案為：； CH≡CH（CH₂）₃CH₃．

點評 本題考查乙烯的化學性質(zhì)，充分考查學生的分析能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力，掌握反應(yīng)原理、讀取題干信息、正確書寫方程式是解答關(guān)鍵，題目難度中等，注意乙烯的除雜和性質(zhì)實驗，注意與溴水反應(yīng)的性質(zhì)，注意同分異構(gòu)體的書寫方法．