2020高考化学总复习 第九章 有机化合物 高考作业28 甲烷 乙烯 苯 煤、石油、天然气的综合利用

高考作业(二十八)甲烷乙烯苯煤、石油、天然气的综合利用A组全员必做题1．(2019·太原十二中模拟)如图是四种常见有机物的比例模型示意图，下列说法正确的是()A．甲能发生氧化反应B．乙通入溴的四氯化碳溶液中，最后得到无色溶液，但乙不能和液溴反应C．煤干馏得到的煤焦油可以分离出丙，丙是无色无味的液态烃D．丁发生催化氧化得到的产物不能与金属钠反应解析根据原子成键特点知，碳原子能形成4个共价键、H原子能形成1个共价键、O原子能形成2个共价键，根据分子比例模型及原子成键特点知，甲、乙、丙、丁分别是甲烷、乙烯、苯和乙醇。甲烷性质较稳定，不易被一般的强氧化剂氧化，但能在氧气中燃烧，发生氧化反应，A项正确；碳碳不饱和键能和溴发生加成反应，乙烯中含有碳碳双键，所以能和溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色，乙烯也能和液溴反应，B项错误；从煤焦油中可以获取苯，但苯有特殊的气味，C项错误；乙醇发生催化氧化得到的产物若为乙酸，则能与金属钠反应，D项错误。答案A2．(2019·河北五个一联盟考试)2018年11月4日凌晨，福建泉州码头发生“碳九”泄漏，造成水体污染。“碳九”是在石油加工时获得的一系列含碳数量在9左右的碳氢化合物。它们的沸点接近，难以进一步分离。通过石油裂解得到的“碳九”主要是脂肪烃。裂解“碳九”经过催化重整后可得到异丙苯、甲乙苯、三甲苯等芳烃“碳九”。以下有关“碳九”的说法正确的是()A．石油最主要的用途是提炼汽油和柴油，“碳九”的沸点低于汽油和柴油B．“碳九”会沉入海底对海底生态环境造成极大危害，芳烃“碳九”的毒性高于裂解“碳九”C．分子式为C9H12的芳烃“碳九”共有10种D．芳烃“碳九”在一定条件下均可发生加成反应、取代反应、氧化反应解析“碳九”为含碳数量在9左右的碳氢化合物，汽油为含5个C到11个C的碳氢化合物，故“碳九”的沸点不会低于汽油，A项错误；“碳九”的密度应小于海水的密度，不会沉入海底，B项错误；C9H12的芳烃共有8种，C项错误；由于苯环的存在能发生加成反应和取代反应，烃能燃烧即发生氧化反应，D项正确。答案D3．(2019·湖南长郡中学模拟)下列说法正确的是()A．酸性KMnO4溶液既可将乙烷、乙烯区别开，又可用于除去乙烷中的乙烯B．可用溴水鉴别苯和正己烷C．烷烃分子中只有单键D．乙烷、乙烯均是气体，完全燃烧时产生的现象完全相同解析酸性KMnO4溶液能用于区别乙烷和乙烯，但用其除去乙烷中的乙烯时会引入CO2杂质，A项错误；苯和正己烷都能萃取溴水中的溴，且密度都比水小，现象相同，B项错误；烷烃属于饱和烃，分子中只有单键，C项正确；乙烯燃烧产生黑烟，乙烷燃烧则不产生，D项错误。答案C4．(2019·成都测试)下列有关氯乙烯(CH2===CHCl)的说法不正确的是()A．分子中所有原子都共面B．是制备的单体C．与HCl加成只生成1,2－二氯乙烷D．能使酸性KMnO4溶液褪色解析氯乙烯可看成乙烯中的1个H原子被1个Cl原子取代所得到的产物，故其分子中所有原子都共面，A项正确；氯乙烯发生加聚反应可得到，B项正确；氯乙烯与HCl发生加成反应可以得到1,2－二氯乙烷，也可以得到1,1－二氯乙烷，C项错误；氯乙烯中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，D项正确。答案C【易错警示】在判断共线、共面问题时，一定要认真审题，看清题中是要求“所有原子”，还是只要求“所有碳原子”；另外，要看准关键词，如“可能”“一定”“最多”“最少”“共面”“共线”等，以免出错。5．(2019·西安八校联考)化学与科学、技术、社会、环境等密切相关，下列说法不正确的是()A．乙烯可作为水果的催熟剂B．煤中含有苯、甲苯和粗氨水，可通过干馏得到上述产品C．石油的裂解可以得到甲烷、乙烯、丙烯等重要化工原料D．海底可燃冰开发不当释放出的甲烷会造成温室效应的加剧解析乙烯是一种植物生长调节剂，可以作为水果的催熟剂，A项正确；煤中不含苯、甲苯和粗氨水，可通过煤的干馏得到苯、甲苯和粗氨水等，B项错误；通过石油裂解可以得到甲烷、乙烯、丙烯等重要化工原料，C项正确；可燃冰的主要成分为甲烷，甲烷为温室气体，D项正确。答案B6．(2019·衡水中学联考)150℃时，将1L混合烃与9L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150℃，体积恒定时，容器内压强增大8%，则该混合烃的组成是()A．甲烷与乙烷体积比是1∶4B．丙炔与乙炔体积比是1∶4C．乙烯与丁烷体积比是1∶4D．乙烯与丁烯体积比是1∶4解析根据烃燃烧的化学方程式：CxHy＋(x＋y/4)O2―→xCO2＋y/2H2OΔV1mol(x＋y/4)molxmoly/2moly/4－11L0.8L可得y＝7.2，如果是乙烯与丁烷，则乙烯与丁烷体积比是7∶8；如果是乙烯与丁烯，则乙烯与丁烯体积比是1∶4，故正确选项为D。答案D7．(2019·湖南六校联考)有一种苯的同系物，分子式为C9H12，苯环上只含有一个取代基，则其与氢气完全加成后的产物的一溴代物有(不考虑立体异构)()A．11种B．12种C．13种D．14种解析符合题目要求的苯的同系物有，其与氢答案C8．下列关于烃的性质描述中正确的是()A．实验室可用H2除去乙烷中的乙烯B．在催化剂作用下，苯能与溴水反应生成溴苯C．乙烯结构中含有碳碳双键，苯中不含碳碳双键，但二者均可发生加成反应D．C2H6与Cl2发生取代反应，C2H4与HCl发生加成反应，均可得到纯净的C2H5Cl解析此反应不易操作，实验室不能用H2除去乙烷中的乙烯，A项错误；在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，B项错误；乙烯和苯均可与氢气发生加成反应，C项正确；C2H4与HCl发生加成反应，可得到纯净的C2H5Cl，C2H6与Cl2发生取代反应得不到纯净的C2H5Cl，D项错误。答案C9．对三联苯()是一种有机合成的中间体。下列关于对三联苯的说法中正确的是()A．对三联苯属于苯的同系物B．对三联苯分子中至少有16个原子共平面C．对三联苯的一氯取代物有6种D．对三联苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析对三联苯中含有3个苯环，其结构与苯不相似，不属于苯的同系物，A项错误；因为苯环是平面正六边形结构，与苯环直接相连的原子一定在同一平面内，若将苯环围绕连接苯环的碳碳键转动，则有部分原子会不在同一平面，但是无论怎样转动，至少共平面的原子数为11＋1＋1＋1＋2＝16个，B项正确；对三联苯的结构对称，共有4种位置的H元素，则对三联苯的一氯取代物有4种，C项错误；对三联苯分子中不存在碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色，D项错误。答案B10．三位分别来自法国、美国、荷兰的科学家因研究“分子机器的设计与合成”而获得2016年诺贝尔化学奖。纳米分子机器日益受到关注，机器的“车轮”常用组件如下，下列说法正确的是()A．①③均能发生加成反应B．①④互为同分异构体C．①②③④均属于烃D．①②③④的一氯代物均只有一种解析①中含有苯环，能够与氢气加成，③中含有碳碳双键，能够发生加成反应，A项正确；①④分子中含有的碳原子数不同，化学式不同，不互为同分异构体，B项错误；③中只含有碳原子，不属于烃，C项错误；①②④中含有不止一种氢原子，一氯代物不止一种，③中无氢原子，无一氯代物，D项错误。答案AB组重点提升题11．现有CH4、C2H4、C2H6三种有机物：(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。(3)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是________，生成水最多的是________。(4)在120℃、1.01×105Pa下时，上述三种有机物中的两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积都没有发生变化，这两种气体是______________________。CH4C2H6C2H4CH4CH4、C2H4解析(1)等质量的烃CxHy完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6中的yx依次为41、42、62，故CH4耗O2最多。(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，x＋y4的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的x＋y4依次为1＋44＝2、2＋44＝3、2＋64＝3.5，故C2H6耗O2最多。(3)n(CO2)＝n(C)，因为等质量的CH4、C2H4、C2H6的n(C)分别为116×1、128×2、130×2，128×2最大，故C2H4生成的CO2最多；n(H2O)＝n(H2)，因为等质量的CH4、C2H4、C2H6的n(H2)分别为116×2、128×2、130×3，116×2最大，故CH4生成的H2O最多。(4)温度≥100℃条件下，当烃CxHy中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变，y＝4的为CH4、C2H4，故答案为CH4、C2H4。12．某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)反应原理：实验步骤：①浓硫酸与浓硝酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40mL；②在三颈瓶中加入13g甲苯(易挥发)，按如图所示装好药品和其他仪器；③向三颈瓶中加入混酸；④控制温度约为50～55℃，反应大约10min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；⑤分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。相关物质的性质如下：(1)仪器A的名称是____________。(2)配制混酸的方法是____________________________________________________________________________________________________。(3)若实验后在三颈瓶中收集的产物较少，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)本实验采用水浴加热，水浴加热的优点是_______________________。分液漏斗量取10mL浓硝酸倒入烧杯中，再量取30mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入烧杯中并不断搅拌混酸未冷却即加入三颈瓶(或水浴温度过高)导致反应温度过高而产生大量副产物或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯产率(合理均可)受热均匀；易于控制温度(5)分离反应后产物的方案如下：操作1的名称是________，操作2中不需要用到下列仪器中的________(双选；填选项字母)。a．冷凝管b．酒精灯c．温度计d．分液漏斗e．蒸发皿(6)本实验中邻硝基甲苯和对硝基甲苯的总产率为________(保留一位小数)。分液de77.5%解析(2)配制混合溶液时如用到浓硫酸，配制时为防止液体飞溅，一般将密度大的浓硫酸加入密度小的溶液(本题为浓硝酸)中，由于浓硫酸稀释时会放热，所以需要搅拌，注意题给信息中有体积比。(3)产物较少可能是因为反应物挥发，也可能是因为温度过高，发生副反应。(5)邻硝基甲苯和对硝基甲苯不溶于水，操作1用分液的方法分离无机混合物和有机混合物。操作2为蒸馏，不需要用到的仪器有分液漏斗和蒸发皿。(6)甲苯和硝基甲苯的分子式分别为C7H8和C7H7NO2，设邻硝基甲苯和对硝基甲苯的总产率为x，则有C7H8～C7H7NO29213713g15gx13g：15gx＝92∶137，解得x≈77.5%。C组自我挑战题13．(2019·保定联考)为了验证凯库勒有关苯环的观点，甲同学设计了如下实验方案。①按如图所示的装置图连接好各仪器；②检验装置的气密性；③在A中加入适量的苯和液溴的混合液体，再加入少量铁粉，塞上橡皮塞，打开止水夹K1、K2、K3；④待C中烧瓶收集满气体后，将导管b的下端插入烧杯D中，挤压预先装有水的胶头滴