(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题33烃化石燃料的综合利用(含解析)

专题33 烃 化石燃料的综合利用

1．下列关于常见有机物的说法中正确的是

A．苯能发生取代反应生成氯苯、硝基苯等，但是不能发生氧化反应

B．乙烯和乙烷的混合气体可用酸性高锰酸钾溶液分离

C．石油裂解与裂化的原理相同、目的不同

D．光照条件下，控制CH4和Cl2的比例为1∶1，能够制得纯净的CH3Cl和HCl

【答案】C

【解析】A.苯在氧气中燃烧，属于氧化反应，故A错误；B. 乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳，变成了二氧化碳和乙烷的混合气体，不符合除杂的原则，故B错误；C. 石油的裂解和裂化的形式很像,都是1个烃分解成2个较小的烃分子.裂化的目的是为了得到更多的10个碳原子左右的汽油.裂解的目的是为了得到碳原子数更少的烯烃,主要为了生产乙烯.可见裂解的程度比裂化更大,也成为裂解是深度裂化.由于都分解生成了新物质,所以都是化学变化.故C正确;D. 光照条件下, CH4和Cl2发生取代反应，得到的是混合物，故D错误。

2．下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是（   ）

A．苯加入溴水中 B．乙烯通入酸性KMnO4溶液中

C．催化剂条件下，乙烯与氢气反应 D．光照射甲烷与氯气的混合气体

【答案】D

【解析】A．苯加入溴水中发生萃取，没有发生化学变化，故A错误；B．乙烯通入酸性KMnO4溶液中，乙烯被高锰酸钾氧化，发生氧化反应，故B错误；C．催化剂条件下，乙烯与氢气反应生成乙烷，发生的是加成反应，故C错误；D．光照射甲烷与氯气的混合气体发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢，故D正确。

3．实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是 （    ）

A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K

B．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯

C．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色

D．装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

【答案】B

【解析】A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前，需要打开开关K，以保证分液漏斗中的液体顺利流下，故A正确；B.溴单质能与氢氧化钠反应生成溴化钠和次溴酸钠的水溶液，与苯和溴苯分层，需要通过分液分离，得到苯和溴苯互溶体系，利用二者沸点不同，蒸馏即可得到纯净的溴苯，故B错误；C.分液漏斗中的溴易挥发，溶于b装置中的四氯化碳，而使溶液呈浅红色，故C正确；D.a中反应会生成HBr气体，HBr易溶于Na2CO3水溶液，所以装置c中Na2CO3溶液的作用是吸收HBr，故D正确。

4．关于化合物2−苯基丙烯（），下列说法正确的是（    ）

A．分子中所有原子共平面 B．不能使稀高锰酸钾溶液褪色

C．可以发生加成聚合反应 D．易溶于水及甲苯

【答案】C

【解析】A.该化合物中还存在甲基，不可能所有的原子都共平面，故A错误；B.该化合物具有碳碳双键，可以与高锰酸钾溶液反应，使高锰酸钾溶液褪色，故B错误；C.该化合物中有碳碳双键，可以发生加成聚合反应，故C正确；D.根据相似相溶原理，该化合物不易溶于水，易溶于有机溶剂，故D错误。

5．符合分子式“C6H6”的多种可能结构如图所示，下列说法正确的是

A．1～5对应的结构中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4个

B．1～5对应的结构中一氯取代物只有1种的有3个

C．1～5对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个

D．1～5对应的结构均能与氢气在一定条件下发生加成反应

【答案】C

【解析】A．2、3、5对应的结构中都含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，1、4不可以，故A错误；B．1、4对应的结构中的一氯取代物有1种，2对应的结构中的一氯取代物有3种，3、5对应的结构中的一氯取代物有2种，故B错误；C．只有1对应的结构中所有原子均可能处于同一平面，其它都含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特点，故C正确；D．1中含有苯环，2、3、5含有碳碳双键，均能与氢气在一定条件下发生加成反应，而4不能与氢气发生加成反应，故D错误。

6．螺环化合物具有抗菌活性，用其制成的药物不易产生抗药性，螺[3，4]辛烷的结构如图，下列有关螺[3，4]辛烷的说法正确的是（　　）

A．分子式为C8H16 B．分子中所有碳原子共平面

C．与2—甲基—3—庚烯互为同分异构体 D．一氯代物有4种结构

【答案】D

【解析】A. 根据螺[3.4]辛烷的结构简式可知其分子式为C8H14，故A错误；B.因为螺[3.4]辛烷属于环烷烃，分子中所有的8个碳原子均为sp3杂化，所以分子中所有碳原子不可能共平面，故B错误；C. 2－甲基－3－庚烯的分子式为C8H16，两者分子式不同，所以不是同分异构体，故C错误；D. 由螺[3.4]辛烷的结构简式可知其中含有4种类型的氢，所以一氯代物有4种结构，故D正确。

7．以物质a为原料，制备物质(金刚烷）的合成路线如下图所示

关于以上有机物说法中错误的是

A．物质b的分子式为C10H12 B．b可以由2mola反应得到，发生的是加成反应

C．物质c与物质d互为同分异构体 D．物质d的二氯代物有4种

【答案】D

【解析】A. 根据键线式的特点，物质b的分子式为C10H12，A正确；B. b中含有10个碳原子，可以由2mola发生加成反应得到，反应类型为加成反应，B正确；C. 物质c与物质d的分子式为C10H16，分子式相同，结构不同互为同分异构体，C正确；D. 给d中碳原子编号，其中有2种H（其中1、3、5、7等效，2、4、6、8、9、10等效），一氯代物有2种，二氯代物先固定一个Cl在1号碳，另一Cl原子可在2、3、4号碳，共3种，再固定1个Cl在2号碳，另一个Cl可在2、4、6号碳，合计6种，D错误。

8．有机物a和苯通过反应合成b的过程可表示为如图(无机小分子产物略去)。下列说法错误的是

A．该反应是取代反应

B．若R为—CH3时，b中所有原子共面

C．若R为—C4H9时，则b中苯环上的一氯代物可能的结构共有12种

D．若R为—C4H5O时，1mol b最多可以与5molH2加成

【答案】B

【解析】A. 该反应是R-取代苯环上的氢原子为取代反应，A正确；B. 若R为—CH3时，b中所有碳原子共面，甲基中的C与3个氢原子不可能共平面，B错误；C. 若R为—C4H9时，则b中苯环上的一氯代物可能的结构有邻、间、对3种，-C4H9有4种，合计12种，C正确；D. 若R为—C4H5O时，1mol b含1mol苯环，1mol-C4H5O最多含2mol双键或1mol三键，1molb最多可以与5molH2加成，D正确。

9．丙烯酸(CH2 = CH—COOH )是一种重要的化工原料，可通过下列反应制备。

2CH3CH = CH2 + 3O2催化剂，加热2CH2 = CH—COOH + 2H2O

下列关于丙烯酸的说法不正确的是

A．与乙酸互为同系物 B．能与NaHCO3溶液反应

C．能与乙醇发生酯化反应 D．能使酸性高锰酸钾溶液褪色

【答案】A

【解析】A项、丙烯酸属于不饱和一元羧酸，乙酸属于饱和一元羧酸，通式不同、类别不同，不互为同系物，故A错误；B项、丙烯酸含有羧基，酸性强于碳酸，能与NaHCO3溶液反应生成丙烯酸钠、二氧化碳和水，故B正确；C项、丙烯酸含有羧基，在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成丙烯酸乙酯和水，故C正确；D项、丙烯酸含有碳碳双键，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。

10．下列关于苯的叙述正确的是

A．反应①为取代反应，有机产物的密度比水小

B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有较多的黑烟

C．反应③为取代反应，反应时可以直接用酒精灯加热，有机产物是一种烃

D．反应④1molC6H6能与3molH2发生加成反应，是因为苯分子含有三个碳碳双键

【答案】B

【解析】A．反应①为苯与液溴反应生成溴苯，为取代反应，生成的溴苯密度比水大，故A错误；B．反应②为苯的燃烧反应为氧化反应，且苯中含碳量高，则反应现象是火焰明亮并带有较多的黑烟，故B正确；C．反应③为苯与硝酸反应生成硝基苯，反应温度为50~60℃，不能直接用酒精灯加热，应该水浴加热，硝基苯中含有N、O元素，属于烃的衍生物，故C错误；D．1mol苯最多与3molH2发生加成反应，但苯分子中不含碳碳双键，故D错误。

11．在实验室中，下列除去杂质的方法正确的是

A．除去溴苯中的少量溴，可以加水后分液

B．除去C2H5OH中的少量CH3COOH，可以加入饱和Na2CO3溶液，然后分液

C．除去硝基苯中混有的少量浓 HNO3 和浓 H2SO4，可加入NaOH溶液，然后分液

D．除去乙烯中混有 SO2，将其通入酸性 KMnO4 溶液中洗气

【答案】C

【解析】A．溴、溴苯互溶，且溴不易溶于水，加水后通过分液无法分离，故A错误；B．Na2CO3溶液能够与乙酸反应，但乙醇易溶于水，不能利用分液法分离，故B错误；C．硝基苯难溶于水，酸碱反应后，与硝基苯分层，然后静置，分液，可以分离，故C正确；D．乙烯也能够被高锰酸钾氧化，不符合除杂原则，故D错误。

12．将乙炔通入银氨溶液，产生白色沉淀，通过该实验可以区分乙炔和乙烯。化学方程式为：HC≡CH+2[Ag(NH3)2]+ →AgC≡CAg↓+2NH4++2NH3。乙炔银遇酸可放出乙炔。下列分析或推测不正确的是

A．乙炔与银氨溶液的反应不是氧化还原反应

B．乙炔中C-H键的活性比乙烯中C-H键的活性强

C．乙炔通入AgNO3溶液中也能发生类似反应

D．2-丁炔不能与银氨溶液发生类似反应

【答案】C

【解析】A.乙炔与银氨溶液的反应过程中没有元素化合价的变化，因此该反应不是氧化还原反应，A正确；

B.乙炔通入银氨溶液，产生乙炔银白色沉淀，而乙烯不能发生该反应，说明乙炔中C-H键的活性比乙烯中C-H键的活性强，因此通过该实验可以区分乙炔和乙烯，B正确；C. AgNO3溶液中Ag+与银氨溶液中银元素存在形式不同，因此不能发生类似反应，C错误；D. 2-丁炔的不饱和C原子上无C-H键，因此不能与银氨溶液发生类似反应，D正确。

13．如下表所示，为提纯下列物质(括号内为少量杂质)，所选用的除杂试剂与主要分离方法都正确的是 （  ） 

【答案】B

【解析】A、酸化KMnO4溶液能将杂质乙烯氧化，但生成的二氧化碳又成为乙烷中的新杂质。常用溴水洗气以除去乙烷中的乙烯，A错误；B、溴与NaOH溶液反应生成易溶于水的钠盐，通常溴苯与NaOH溶液不反应，且溴苯不溶于水，密度比水大的液体，故用分液法分离，B正确；C、乙烯和溴水发生加成反应生成1，2－二溴乙烷，生成的1，2－二溴乙烷又溶解在苯中，达不到除杂的目的，C错误；D、二氧化碳、二氧化硫均与碳酸钠溶液反应，应该用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的二氧化硫，D错误。

14．已知C—C可以绕键轴旋转，对于结构简式如下图所示的烃，下列说法正确的是：( )

A．分子中至少有10个碳原子处于同一平面上

B．分子中至少有9个碳原子处于同一平面上

C．该烃的一氯取代物最多有4种

D．该烃是苯的同系物

【答案】B

【解析】A．与苯环直接相连的C原子处于苯中H原子的位置，处于苯环形成的平面，2个苯环相连的C原子及该C原子对位位置的C原子处于同一直线，故最少有6+1+2=9个C原子处于同一平面，旋转连接2个苯环的碳碳单键，可以使2个苯环形成的平面处于同一平面，所以最多有14个C原子共面，故A错误；

B．根据A的分析，分子中最少有9个C原子处于同一平面，故B正确；C．分子中有5种H原子，分别为苯环上的4个H原子、甲基上的H原子，故其一氯代物有5种，故C错误；D．该烃含有2个苯环，与苯的结构不相似，不是苯的同系物，故D错误。

15．南方的水果大量向北方销售，运输这些水果时，常常将浸有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的集装箱中，高锰酸钾溶液的作用是(  )

A．吸收水果产生的乙烯，防止水果早熟 B．吸收水果周围的氧气，防止水果腐烂

C．杀死水果周围的细菌，防止水果霉变 D．产生氧化性，催熟水果

【答案】A

【解析】A项，乙烯常做催熟剂，高锰酸钾能将乙烯氧化，抑制其催熟作用，故A项正确；B项，高锰酸钾溶液与氧气不反应，起不到吸收氧气的作用，故B项错误；C项，高锰酸钾溶液是通过吸收乙烯保持水果新鲜，而不是用来杀菌的，故C项错误；D项，高锰酸钾不能催熟水果，故D项错误。

16．取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，并置于光亮处(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是（    ）

A．反应过程中试管内黄绿色逐渐变浅，试管壁上有油珠产生

B．将该装置放在黑暗处，与也能反应

C．该反应仅得到一种有机产物

D．和完全反应后液面上升，液体充满试管

【答案】A

【解析】A. 在光照条件下甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都为难溶于水的液体，因此反应过程中试管内黄绿色逐渐变浅，试管壁上有油珠产生，A正确；B. 甲烷和氯气反应需要光照条件，因此将该装置放在黑暗处不反应，B错误；

C. 甲烷分子中含有4个氢原子，该反应可得到4种有机产物，C错误；D. 反应生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷难溶于水，一氯甲烷呈气态，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都为液体，HCl极易溶于水，因此完全反应后液面上升，但液体不会充满试管，D错误。

17．有三种有机化合物的结构如图,下列说法错误的是

A．三种物质的分子式均为C8H8，它们互为同分异构体

B．x的一氯代物有5种

C．y的四氯代物有3种

D．z中的所有原子在同一平面上

【答案】D

【解析】A．有机物x、y、z的分子式均为C8H8，它们结构不同，互为同分异构体，故A正确；B．有机物x有5种等效氢，一氯代物共有5种，故B正确；C．有机物y的一氯代物只有1种，二氯代物有3种，三氯代物也是3种，其中包括三个氯在同一平面上有1种，二个氯在一个平面上，另一氯的位置有2种，故C正确；D．z中除双键碳原子外，还有二个亚甲基，亚甲基上的碳原子为sp3杂化，直接相连的2个氢原子和2个碳原子不可能在同一平面上，则有机物z中所有原子也不可能在同一平面上，故D错误。

18．有机物分子中原子与原子或原子与原子团间的相互影响会导致物质的化学性质不同，下列各项事实不能说明上述观点的是

A．甲苯能使KMnO4溶液褪色，甲烷不能

B．苯酚与NaOH溶液作用，乙醇不能

C．乙炔能发生加成，乙烷不能

D．甲苯苯环上氢原子比苯分子中的氢原子易被溴原子取代

【答案】C

【解析】A．苯环影响甲基，甲苯易被高锰酸钾氧化，而苯不能，可说明原子团间的相互影响会导致物质的化学性质不同，故A不符合题意；B．苯环影响-OH，具有酸性，乙醇为中性，-OH连接的烃基不同，可说明原子团间的相互影响会导致物质的化学性质不同，故B不符合题意；C．乙炔中含官能团碳碳三键，乙烷中不含官能团，因官能团不同导致化学性质不同，故C符合题意；D．甲基影响苯环，则甲苯中苯环上的H易被取代，甲苯苯环上氢原子比苯分子中的氢原子易被溴原子取代，可说明原子团间的相互影响会导致物质的化学性质不同，故D不符合题意。

19．有机化合物环丙叉环丙烷，由于其特殊的电子结构一直受到理论化学家的注意，如下图是它的结构示意图。下列关于环丙叉环丙烷的有关说法中不正确的是

A．环丙叉环丙烷的分子式为C6Hl0

B．环丙叉环丙烷不是环丙烷的同系物

C．环丙叉环丙烷的一氯取代物有2种

D．环丙叉环丙烷所有的碳原子均在同一平面内

【答案】AC

【解析】A、根据结构示意图确定环丙叉环丙烷的分子式为C6H8，选项A不正确；B、环丙叉环丙烷分子的分子式是C6H8，与环丙烷C3H6不是同系物，选项B正确；C、环丙叉环丙烷分子中的4个“CH2”完全等同，，它的一氯代物有1种，选项C不正确；D、乙烯是平面形分子，碳碳双键所连的四个原子在同一平面上，所以分子中所有的碳原子均在同一平面内，选项D正确。

20．人们对苯的认识有一个不断深化的过程。已知分子式为 C6H6的结构有多种，其中的两种为：

Ⅰ.          　Ⅱ.

(1)这两种结构的化学性质区别表现在：Ⅰ能________(填字母，下同)，而Ⅱ能________。

A．被酸性KMnO4溶液氧化

B．与溴水发生加成反应

C．与氢气发生加成反应

(2)1 mol C6H6与H2发生完全加成反应，Ⅰ需________molH2，而Ⅱ需________mol H2。

(3)今发现C6H6还可能有另一种如下图所示的立体结构，该结构的二氯代物有_________种。

【答案】C    ABC    3    2    3   

【解析】 (1)Ⅱ含有碳碳双键，苯没有碳碳双键，Ⅱ能与溴水发生加成反应，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，而苯不能，苯和Ⅱ都能与氢气发生加成反应，

故答案为： C ； ABC ；

(2)1mol 苯与 3mol 氢气发生加成反应，而 1mol Ⅱ含有 2mol 碳碳双键，能与 2mol 氢气发生加成反应；

故答案为：  3 ； 2 ；

(3) 两个Cl分别在上个面、侧面（相邻、相对），则该结构的二氯代物有3种，

故答案为： 3。

21．A是一种常见的有机物，其产量可以作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志，F是高分子化合物，有机物A可以实现如下转换关系。请回答下列问题:

(1)写出A的电子式____________，B、D分子中的官能团名称分别是 _______、_______。

(2)在实验室中，可用如图所示装置制取少量G，试管a中盛放的试剂是____________，其作用为____________；

(3)写出下列反应的化学方程式，并注明反应类型：

①_______________________________ ；

②________________________________；

④________________________________。

【答案】    羟基    羧基    饱和碳酸钠溶液    溶解乙醇，反应乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度    CH2 = CH2 + H2OCH3CH2OH，加成反应    2CH3CH2OH+O22CH3CHO + 2H2O，氧化反应    CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，酯化反应或取代反应   

【解析】

根据上述分析，A是CH2=CH2，B为CH3CH2OH，C为CH3CHO，D为CH3COOH，E为CH3COONa，F为。

(1)A是CH2=CH2，乙烯的电子式为；B为CH3CH2OH，D为CH3COOH，含有的官能团分别是羟基和羧基，故答案为：；羟基；羧基；

(2)在实验室中，可用图2所示装置制取少量乙酸乙酯，试管a中盛放的试剂是饱和碳酸钠溶液，其作用为：溶解乙醇，反应乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，故答案为：饱和碳酸钠溶液；溶解乙醇，反应乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；

(3)反应①为乙烯的水化反应，反应的化学方程式为CH2 = CH2 + H2OCH3CH2OH，该反应为加成反应；反应②为乙醇的催化氧化，反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO + 2H2O，属于氧化反应；反应④的化学方程式为：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，属于酯化反应或取代反应，故答案为：CH2 = CH2 + H2OCH3CH2OH，加成反应；2CH3CH2OH+O22CH3CHO + 2H2O，氧化反应；CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，酯化反应或取代反应。

22．A～G是几种烃的分子球棍模型，据此回答下列问题：

(1)常温下含碳量最高的气态烃是________(填对应字母)；

(2)能够发生加成反应的烃有________种；

(3)G的一氯代物有________种；E的二氯代物有_________种；

(4)写出C与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式______________________；

(5)写出F与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式________________________。反应类型为_______

现有上面A、B、C三种有机化合物：(以下均用结构简式作答)

(6)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_____。

(7)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__________。

(8)在120℃、1.01×105Pa时，有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没有发生变化，这两种气体是__________。

【答案】D    4    4    4    CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br        取代反应    CH3CH3    CH2=CH2    CH4    CH4、CH2=CH2   

【解析】由图示有机物的球棍模型可知：A为甲烷、B为乙烷、C为乙烯、D为乙炔、E为丙烷、F为苯、G为甲苯。

(1)常温下含碳量最高的气态烃是为乙炔，故合理选项是D；

(2)能够发生加成的烃有乙烯、乙炔、苯和甲苯4种物质，所以答案为：4种；

(3)G是甲苯，甲苯的一卤代物有甲基上、苯环的甲基的邻位、间位、对位四种不同的确定产物，所以有4种；E是丙烷，其二氯代物有1，1-二氯丙烷、2，2-二氯丙烷、1，2-二氯丙烷、1，3-二氯丙烷4种二氯取代产物；

(4) C是乙烯，C与溴的四氯化碳溶液发生加成反应产生1，2-二溴乙烷，反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br；

(5)F为苯，苯可与浓硝酸在浓硫酸作用下加热50～60℃发生取代反应，产生硝基苯和水，反应的方程式为：；

(6)根据n=可知：同状况、同体积的甲烷、乙烷、乙烯的体积比等于它们的物质的量的比，1molCH4完全燃烧消耗2molO2，1molCH3CH3完全燃烧消耗3.5molO2，1molCH2=CH2完全燃烧消耗3molO2，可见三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是乙烷，结构简式为CH3CH3。

(7)CH4、CH3CH3、CH2=CH2三种物质中C、H原子个数比为1：4、1：3、1：2，可见等质量的上述三种物质中，含碳量最大的是乙烯，含氢量最大的是甲烷。等质量的以上三种物质燃烧时，C元素含量越多，燃烧生成二氧化碳最多，含氢量越大，燃烧产生的水最多，因此在上述三种物质中等质量燃烧产生的CO2最多的是CH2=CH2，生成水最多的是甲烷CH4。

(8)在120℃、1.01×105Pa时，水为气态，假设混合烃平均化学式为CxHy，根据烃燃烧的方程式：CxHy+(x+)O2xCO2+H2O，若有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没有发生变化，则1+(x+)=x+，y=4，在上述物质中，分子中H原子数等于4的有甲烷CH4、乙烯CH2=CH2，因此这两种气体是CH4、CH2=CH2。

23．某同学要以“研究苯分子的结构”为题目做一次探究活动，下面是其活动记录，请你补全所缺内容。

（1）理论推测：他根据苯的凯库勒式______，推测苯分子中有两种不同的碳碳键，即______和______，因此它能使紫色的________溶液褪色。

（2）实验验证：他取少量的上述溶液加入试管中，然后加入苯，充分振荡，发现_________。

（3）实验结论：上述的理论推测是________(填“正确”或“错误”)的。

（4）查询资料：经查阅有关资料，发现苯分子中六个碳原子之间的键______(填“相同”或“不同”)，是一种特殊的键，苯分子中的六个碳原子和六个氢原子______(填“在”或“不在”)同一个平面上，应该用_______表示苯分子的结构更合理。

（5）发现问题：当他将苯加入溴水中时，充分振荡，发现能使溴水褪色，于是该同学认为所查资料有误。你同意他的结论吗？____。为什么？__________。

【答案】            酸性 KMnO4    液体分层，溶液紫色不消失    错误    相同    在        不同意    由于苯是一种有机溶剂且不溶于水，而溴单质在苯中的溶解度比其在水中的大许多，故将苯与溴水混合振荡时，苯将溴单质从其水溶液中萃取出来，从而使溴水褪色，与此同时，苯层颜色加深   

【解析】（1）苯的凯库勒式为，可直观的得出苯中的化学键分两种，即碳碳单键和碳碳双键，而如果含有碳碳双键，则能被紫色高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色；

（2）在高锰酸钾溶液中加入苯，苯不能被高锰酸钾氧化，故发现高锰酸钾溶液不褪色，又因为苯不溶于水，所以液体会分层；

（3）由于苯并不能使高锰酸钾褪色，说明苯中无碳碳双键，故不是单双键交替结构，故说明上面的理论推测是错误的；

（4）苯中的键不是单双键交替的结构，而是介于单双键之间的特殊的键，故苯中的六条键完全相同，故应该用表示苯的结构更合适；

（5）由于苯是一种有机溶剂且不溶于水，而溴单质在苯中的溶解度比其在水中的大许多，故将苯与溴水混合振荡时，苯将溴单质从其水溶液中萃取出来，从而使溴水褪色，与此同时，苯层颜色加深，因此将苯加入溴水中时会发生萃取导致溴水褪色。

24．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

按下列合成步骤回答问题：

（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了______气体。该反应为_______（填“吸热”或“放热”）反应，冷却水流向是_____________（填“上进下出”或“下进上出”），继续滴加至液溴滴完。其中仪器c的名称是________,其作用是：__________________________________。装置d的作用是 ____________________________；烧瓶中发生的有机反应的方程式为：_______________________________________________。

（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：

①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

②滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。洗涤、分离有机和无机试剂，需要用到的仪器是：_____________。第一次水洗除去大部分的HBr；用NaOH溶液洗涤的作用是______________；第二次水洗的目的是：____________；每一次洗涤，有机层从_________（填“下口放出”或“上口倒出”），棕黄色的溴苯经过提纯后恢复为无色。

③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是_____________。

（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质苯，要进一步提纯，下列操作中必须的是____（填入正确选项前的字母）。  

A．蒸馏　　　     B．渗析    　　　　 C．分液　    　　 D．萃取

【答案】HBr    放热    下进上出    球形冷凝管    冷凝回流溴和苯，减少原料挥发损失    吸收HBr和Br2，防止污染环境，同时可以防止倒吸    +Br2+HBr    分液漏斗    除去Br2和少量的HBr    除去NaOH    下口放出    吸收水分    A   

【解析】（1）苯与液溴在铁或溴化铁作催化剂下发生取代反应，即反应方程式为＋Br2 ＋HBr，HBr气体遇到水蒸气会产生白雾，即白雾是HBr；苯与液溴发生反应是放热反应；为了增加冷却效果，即冷却水流向是下进上出；仪器c为球形冷凝管，冷凝管的作用是冷凝挥发出来的苯和液溴，并使它们流回到三颈烧瓶中，提高反应的转化率，减少原料挥发损失；苯与液溴反应生成HBr，苯的卤代反应是放热反应，液溴易挥发，因此尾气中有HBr及挥发出的Br2，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气，所以装置d的作用是吸收HBr和Br2，同时用倒扣的漏斗防止倒吸；发生的反应方程式为＋Br2＋HBr；

（2）②分离有机和无机试剂，采用的方法是分液，需要用到的仪器是分液漏斗；纯净的溴苯为无色，实验中制备的溴苯，因溶解Br2而显褐色，因此洗涤时加入NaOH的目的是把未反应的Br2转化成NaBr和NaBrO，以及除去少量的HBr；第二次水洗的目的是除去过量的NaOH；溴苯的密度大于水，因此每一次洗涤，有机层从下口放出；

③无水氯化钙为干燥剂，加入氯化钙的目的是吸收水分，干燥溴苯；

（3）苯是良好的有机溶剂，溴苯和苯互溶，进一步提纯，需要采用蒸馏的方法进行，故A正确。

25．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

试回答下列问题：

(1)请写出C装置中生成CH2Cl2的化学方程式：_______________________。

(2)B装置有三种功能：①混匀混合气体；②________；③_______。

(3)D装置的名称为___________，其作用是___________。

(4)E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为___________(填字母)。

a.分液法    b.蒸馏法    c.结晶法

(5)将1mol CH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为_______________ 。

(6)已知丁烷与氯气发生取代反应的产物之一为C4H8Cl2，其有 ________种同分异构体。

【答案】CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl    控制气流速率    干燥气体    干燥管    防止倒吸    a    3 mol    9   

【解析】 (1)C 装置中生成 CH2Cl2 的反应是甲烷和氯气光照发生取代反应生成的，反应的化学方程式：CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl，故答案为：CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl；

(2)浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水蒸气，所以浓硫酸干燥混合气体，浓硫酸为液体，通过气泡还可以控制气流速度，能均匀混合气体等，故答案为：控制气流速率；干燥混合气体；

(3)D 装置为干燥管，氯化氢极易溶于水，干燥管可以防止倒吸，故答案为：干燥管；防止倒吸；

(4)氯代烃不溶于水，而HCl极易溶于水，可以采用分液方法分离出盐酸，故选a；

(5)根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，可以设其物质的量分别是x、x+0.1mol、x+0.2mol、x+0.3mol，则x+x+0.1mol+x+0.2mol+x+0.3mol=1mol，解得x=0.1mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，因此消耗氯气的物质的量为0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3mol，故答案为：3 mol；

(6)丁烷有三种结构，则C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移二”法：、、，共有9种同分异构体，故答案为：9。