高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 从化石燃料中获取有机化合物第1课时达标测试

第1课时　从天然气、石油和煤中获取燃料　石油裂解与乙烯

必备知识基础练

1.(2021北京昌平区高一期末)下列反应属于加成反应的是(　　)

A.甲烷和氯气在光照下反应

B.甲烷燃烧

C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色

D.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色

2.(2022全国高一同步练习)如图是以石油为原料的部分转化流程图,下列说法正确的是(　　)

A.反应①与反应③反应类型相同

B.反应①与反应④反应类型相同

C.反应③与反应④反应类型相同

D.反应②与反应④反应类型相同

3.(2022上海高一专题练习)能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是(　　)

A.乙烯分子里碳氢原子个数比为1∶2

B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等

C.乙烯容易与溴水发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质

D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色

4.与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不互为同系物,也不互为同分异构体的是(　　)

A.环丙烷()

B.乙烷

C.甲烷

D.CH3CHCH2

5.下列说法正确的是(　　)

A.石油是混合物,汽油是纯净物

B.沸点:汽油>煤油>柴油>润滑油

C.直馏汽油和裂化汽油的成分完全相同

D.石油的分馏是物理变化,而裂化和裂解属于化学变化

6.下列叙述错误的是 (　　)

A.1 mol CH2CH2先与HCl发生加成反应,再与Cl2发生取代反应,最多消耗2.5 mol Cl2

B.实验室中可用如图所示方法除去CH3CH3气体中的CH2CH2气体

C.实验室中可用酸性KMnO4溶液鉴别CH3CH3气体和CH2CH2气体

D.工业上可利用CH2CH2与HCl的加成反应制得纯净的CH3CH2Cl

7.下列化学实验设计不合理的是(　　)

8.等物质的量的下列各烃,完全燃烧生成CO2和H2O,耗氧量最大的是(　　)

A.CH4 B.C2H4

C.C6H6 D.C4H10

9. 根据乙烯的转化图,完成下列问题:

(1)①③的反应类型分别是　 　　、　　　　。 

(2)丙的结构简式是　　　　　。 

(3)反应②的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)反应④为工业上乙烯制备乙醇的反应,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

关键能力提升练

以下选择题有1~2个选项符合题意。

10.下列说法错误的是(　　)

A.无论是乙烯与Br2的加成反应,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与乙烯分子内含有碳碳双键有关

B.溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷

C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同

D.乙烯不如乙烷稳定

11.如图是某种有机化合物分子的球棍模型,图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表不同的短周期元素的原子,对该有机化合物的叙述不正确的是              (　　)

A.该有机化合物可能的分子式为C2HCl3

B.该有机化合物可以由乙烯和氯化氢通过加成反应得到

C.该有机化合物分子中的所有原子不可能在同一平面上

D.该有机化合物分子中一定有碳碳双键

12.(2022全国高一同步练习)一种气态烷烃和一种气态单烯烃组成的混合物共10 g,混合气体的密度是相同状况下氢气密度的12.5倍,该混合气体通过溴水时,溴水的质量增加8.4 g,则该混合气体可能是(　　)

A.甲烷、乙烯

B.丙烷、乙烯

C.乙烷、丙烯

D.甲烷、丙烯

13.某烷烃的各种同分异构体中,主链上有4个碳原子的只有两种结构,则含有相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的烯烃(只含一个碳碳双键)的同分异构体有              (　　)

A.2种 B.3种

C.4种 D.5种

14.10 mL某气态烃,在80 mL 过量的O2中充分燃烧,得液态水和体积为65 mL的混合气体(所有气体体积在同温同压下测定),则该烃不可能是(　　)

A.乙烷(CH3CH3)

B.丙烷(CH3CH2CH3)

C.丙烯(CH3CHCH2)

D.1,3-丁二烯(CH2CH—CHCH2)

15.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图,有关柠檬烯的分析正确的是(　　)

A.柠檬烯的一氯代物有7种

B.柠檬烯不能使溴水褪色

C.柠檬烯的分子中所有的碳原子可能在同一个平面上

D.在一定条件下,柠檬烯可以发生加成、取代、氧化等反应

16.某同学设计实验探究工业制乙烯的原理和乙烯的主要化学性质,实验装置如图所示。

(1)工业制乙烯的实验原理是烷烃(液态)在催化剂和加热、加压条件下发生反应生成不饱和烃。已知烃类都不与碱反应。石油分馏产物之一十六烷发生反应:

C16H34C8H18+甲,甲4乙,则甲的分子式为　　　　　　　　　　,乙的结构简式为　　　　　　　　　　。 

(2)B装置中的实验现象可能是　　　　　　　　　　　　　。 

(3)C装置中的现象是　　　　　　　,其中发生反应的反应类型是　　　　　　。 

(4)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置　　　　　　(填字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。 

(5)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是　　　　　(填字母)。 

A.将气体通入水中

B.气体通过盛溴水的洗气瓶

C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶

D.将气体通入氢氧化钠溶液中

(6)分别点燃乙烯和甲烷,乙烯产生少量黑烟,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

学科素养创新练

17.下图是丁烷裂解的实验流程:

已知:丁烷在一定条件下裂解的可能方程式为C4H10C2H6+C2H4,C4H10CH4+C3H6

连接好装置后,需进行的实验操作有:

①给D、G装置加热;②检查整套装置的气密性;③排出装置中的空气……

(1)上述三步操作的先后顺序依次是　　　　　　　　　　(填序号)。 

(2)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　。 

(3)若对E装置中的混合物(溴水足量)再按以下流程实验:

①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是:Ⅰ　　　　,Ⅱ　　　　　　,Na2SO3溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 

②已知B的碳原子数大于A的碳原子数,请写出B的结构简式:　　　　　　　　　　。 

(4)假定丁烷完全裂解,当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7 g,G装置的质量减少了1.76 g,则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n(CH4)∶n(C2H6)=　　　　　　　　。 

参考答案

1.C　2.B　3.C　4.A　5.D

6.A　CH2CH2+HClCH3CH2Cl,CH3CH2Cl+5Cl2CCl3CCl3+5HCl,最多消耗5 mol Cl2,A错误;CH3CH3气体不溶于溴水且不反应,CH2CH2气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CH2Br,B正确;CH3CH3气体不溶于酸性KMnO4溶液且不反应,CH2CH2气体在酸性KMnO4溶液中被氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;CH2CH2与HCl的加成反应生成唯一产物CH3CH2Cl,D正确。

7.B　CH2CH2气体不能使品红溶液褪色,SO2气体能使品红溶液褪色,A项合理。CO2气体和SO2气体都能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清,B项不合理。CH4气体不溶于溴水且不反应,CH2CHCl气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CHClBr,C项合理。CH2CH2气体不溶于NaOH溶液,SO2气体能溶于NaOH溶液生成Na2SO3和H2O,D项合理。

8.C　根据烃的燃烧反应CxHy+(x+)O2xCO2+H2O可知,对于不同的烃CxHy,可计算x+的值的大小来判断耗氧量的多少。

9.答案 (1)加成反应　加成反应

(2)CH2BrCH2Br

(3)CH2CH2+3O22CO2+2H2O

(4)CH2CH2+H2OCH3CH2OH

解析 (1)CH2CH2与单质溴、氯化氢均能发生加成反应。(2)溴与乙烯发生加成反应生成1,2-二溴乙烷(CH2BrCH2Br)。(3)反应②为乙烯的燃烧,化学方程式为CH2CH2+3O22CO2+2H2O。(4)乙烯与水发生加成反应生成乙醇的化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。

10.C

11.BC　白球是碳原子,短周期元素中原子半径比碳原子小且与碳原子形成单键的可以是氢原子,原子半径比碳原子大且与碳原子形成单键的可以是第3周期的氯原子,该有机化合物可能的分子式为C2HCl3,A正确;乙烯和氯化氢加成得到氯乙烷,不能得到C2HCl3,B错误;该有机化合物结构与乙烯类似,所有原子共平面,C错误;分子中存在碳碳双键,D正确。

12.A　混合气体的平均相对分子质量=12.5×2=25,由此可确定混合气体中的烷烃必定为CH4(相对分子质量小于25的烃类只有甲烷);设单烯烃为CnH2n,由题意知混合物中该烯烃的质量为8.4 g,则m(CH4)=10 g-8.4 g=1.6 g,又有=25 g·mol-1,解得该烯烃的相对分子质量为28,其为C2H4,故答案为A。

13.C　第一步:确定该烷烃分子碳原子个数

①主链为4个碳原子的烷烃,其支链只能是甲基(不可能是乙基,否则主链超过4个碳原子)。

②主链为4个碳原子的烷烃,支链数最多有4个。

甲基的个数　　　　同分异构体数目

 1个 1

 2个 2

 3个 1

 4个 1

③结论:题给烷烃总共有6个碳原子。

第二步:分析含相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的烯烃的同分异构体数目

①双键在1号碳和2号碳之间(CC—C—C),有以下3种(、、);②双键在2号碳和3号碳之间(C—CC—C),有1种()。因此符合题意的共有4种。

14.B　设烃的分子式为CxHy,则

CxHy+(x+)O2xCO2+H2O　ΔV

1                x+      x 1+

10 mL　      10 mL+80 mL-65 mL=25 mL

则,解得y=6,即烃分子中的氢原子数为6。

15.D　柠檬烯分子中有8种性质不同的H原子可被取代,其一氯代物有8种,选项A错误;柠檬烯分子中含有碳碳双键,因此能使溴水褪色,选项B错误;分子中含有多个饱和碳原子,这些碳原子不可能在同一个平面上,选项C错误;柠檬烯分子中含有2个碳碳双键,可发生加成、氧化反应,含有甲基,可发生取代反应,选项D正确。

16.答案 (1)C8H16　CH2CH2　(2)橙色(或橙黄色)褪去

(3)紫色(或紫红色)褪去　氧化反应　(4)D　(5)BC

(6)乙烯中碳的质量分数大于甲烷中碳的质量分数

解析 (1)根据质量守恒知,甲为C8H16,乙为C2H4。(3)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。(4)乙烯等烃都不与氢氧化钙反应,如果C装置中产生二氧化碳,则D装置中的澄清石灰水会变浑浊。

17.答案 (1)②③①　(2)CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu　(3)①分液　蒸馏　Br2+S+H2OS+2Br-+2H+　②CH2BrCHBrCH3　(4)1∶1

解析 打开K,气体通过B,B装置是根据气泡控制气体流速,C装置干燥丁烷,在氧化铝作催化剂条件下,丁烷发生裂解反应生成烯烃和烷烃,E中溴水吸收烯烃,F干燥烷烃,G中烷烃和CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成Cu。

(1)应先检验气密性,然后赶出内部气体,再给D、G装置加热。

(2)氧化铝作催化剂,加热条件下,甲烷和氧化铜反应生成二氧化碳、水和铜,反应的化学方程式为CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。

(3)混合物中含有溴单质、水、溴代烃,加入亚硫酸钠,亚硫酸钠被溴单质氧化生成硫酸钠,同时生成NaBr,从而除去溴,然后采用分液的方法分离,将有机层进行分馏得到有机物A、有机物B。①通过以上分析知,分离操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是分液、蒸馏,亚硫酸钠具有还原性,能与强氧化性物质溴单质反应而除去溴单质,离子方程式为S+Br2+H2OS+2Br-+2H+。②已知B的碳原子数大于A的碳原子数,说明B中碳原子个数是3,A中碳原子个数是2,B为1,2-二溴丙烷,B的结构简式为CH2BrCHBrCH3。

(4)丁烷裂解生成的乙烯和乙烷的物质的量相等,生成的甲烷和丙烯的物质的量相等,E、F增加的质量是烯烃的质量,G减少的质量是氧化铜中氧元素的质量,设x为C2H4的物质的量,y为C3H6的物质的量,则乙烷和甲烷的物质的量分别是x、y,28x g·mol-1+42y g·mol-1=0.7 g,乙烷和甲烷与氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为2(2x+y)+ mol,解得:x=y=0.01 mol,故n(CH4)∶n(C2H6)=1∶1。