2022届高考化学一轮复习同步练习：来自化石燃料的化工原料

这是一份2022届高考化学一轮复习同步练习：来自化石燃料的化工原料，共7页。试卷主要包含了下列说法错误的是，有关煤的综合利用如图所示等内容，欢迎下载使用。

A.丙烯和乙烯互为同系物
B.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.丙烯分子中碳原子在一条直线上
D.丙烯与氢气的加成产物是饱和烃
2.下列说法错误的是( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n值的增大,碳元素的质量分数逐渐增大
B.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目不可能相同
C.丙烷的球棍模型为
D.和属于同种物质
3.通过排饱和食盐水,用大试管收集体积比为1∶1的甲烷和氯气混合气(如图),强光照射下发生反应。下列说法错误的是( )
A.试管中气体颜色变浅
B.试管内液面慢慢上升
C.水槽中的液体溶有氯化氢
D.试管内壁的油滴是纯净物
4.下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.在石蜡油的分解实验中,碎瓷片起到了催化剂的作用
B.乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原理相同
C.蛋白质和油脂都属于高分子化合物,一定条件下都能水解
D.煤的干馏和石油的分馏都属于物理变化
5.有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是( )
A.煤和水煤气均是二次能源
B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D.B为甲醇或乙酸时,原子利用率均可达到100%
6.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线取得新进展,其合成示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.过程i发生了取代反应
B.中间产物M的结构简式为
C.利用相同原理以及相同原料,也能合成间二甲苯
D.该合成路线理论上碳原子100%利用,且最终得到的产物易分离
7. (2021·福州模拟)如图中 A、B、C、D 分别是三种烃的分子结构,请回答下列问题:
(1)上图中D是有机物分子的 模型;
(2)烃A及其同系物的分子式符合通式 (碳原子个数用n表示),当n=6 时的同分异构体数目为 (填数字)种;
(3)上述三种有机物烃中,所有原子均共平面的是 (填有机物的名称);
(4)分别写出 B 使溴水褪色、C 的溴代反应的化学方程式 、 ,
并指明反应类型: 、 。
(5)C的同系物甲苯与足量氢气加成后的产物(甲基环己烷)的一氯代物有 种。
8.对二乙烯苯()可用作树脂、油漆及橡胶等的原料。下列说法正确的是( )
A.分子中所有原子可能共平面
B.苯环上的一氯代物有 2 种(不考虑立体异构)
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 ml 该分子最多可与 2 ml H2 加成
9.某有机物的结构简式为,下列说法正确的是( )
A.该有机物使溴水褪色和在催化剂作用下与液溴反应的原理一样
B.该有机物的所有原子都在同一平面内
C.该有机物在一定条件下与浓HNO3发生反应生成的一硝基取代物可能有3种
D.1 ml该有机物在一定条件下最多与4 ml H2发生加成反应
10.4-溴甲苯、2-溴甲苯以及HBr都是重要的有机中间体。以甲苯、液溴、铁粉、水为原料生产上述物质的实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中(装置如图所示)加入0.3 g铁粉,46 g甲苯和60 mL水,在分液漏斗中加入80 g液溴,再加入10 mL水。
步骤2:打开分液漏斗滴加液溴,不断搅拌保持反应温度在20~25 ℃。最后将分液漏斗中的水也全部加入三颈烧瓶中,继续搅拌0.5 h,即可反应完全。
步骤3:移走冷水浴装置,加热三颈烧瓶至反应温度在122~126 ℃,馏出液进入分水器中,打开分水器阀门将下层液体仍加入三颈烧瓶中,上层液体倒入烧杯中。
步骤4:将三颈烧瓶中液体进行处理,分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,两者的总产量为51.3 g。
回答下列问题:
(1)实验中液溴的滴加方式是 ;
在分液漏斗中加入80 g液溴,再加入10 mL水的目的是 。
(2)冷凝水应从冷凝管的 (a或b)端进入;实验中发现分水器中的液体出现回流,应采取的操作是 。
(3)写出反应装置中生成4-溴甲苯的化学方程式: 。
分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,应采用的操作是 。
(4)该实验装置中还缺少的必要实验仪器是 。
(5)反应温度保持在20~25 ℃,其原因是 。
(6)本实验中,一溴甲苯(4-溴甲苯和2-溴甲苯)的产率为 。
解析
1.2020年春季抗击新冠肺炎中N95口罩成为“明星”,丙烯是制造N95口罩的原料。下列有关丙烯的说法错误的是( )
A.丙烯和乙烯互为同系物
B.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.丙烯分子中碳原子在一条直线上
D.丙烯与氢气的加成产物是饱和烃
解析：选C。A项,丙烯和乙烯均为单烯烃,结构相似,分子式相差一个CH2,所以互为同系物,故A正确;B项,丙烯含有碳碳双键可以被酸性高锰酸钾氧化从而使其褪色,故B正确;C项,乙烯为平面结构,其碳氢键与碳碳双键的夹角为120 ℃,所以丙烯中只有2个碳原子在一条直线上,故C错误;D项,丙烯只含一个碳碳双键,与氢气加成后碳原子全部饱和,产物为饱和烃,故D正确。
2.下列说法错误的是( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n值的增大,碳元素的质量分数逐渐增大
B.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目不可能相同
C.丙烷的球棍模型为
D.和属于同种物质
解析：选B。A项,由烷烃中碳元素的质量分数计算式=可知,随着碳原子数逐渐增多碳元素的质量分数逐渐增大,A正确;B项,C2H6的一氯代物只有一种,C5H12中的新戊烷的一氯代物也只有一种,因此可能相同,B错误;C项,符合丙烷球棍模型的表示方式,C正确;D项,二者的分子式相同,结构相同,属于同种物质,D正确。
3.通过排饱和食盐水,用大试管收集体积比为1∶1的甲烷和氯气混合气(如图),强光照射下发生反应。下列说法错误的是( )
A.试管中气体颜色变浅
B.试管内液面慢慢上升
C.水槽中的液体溶有氯化氢
D.试管内壁的油滴是纯净物
解析：选D。A.甲烷和氯气发生取代反应,生成的产物均无色,因此试管中气体颜色会变浅,故A正确;B.甲烷和氯气取代后生成的一氯甲烷为气体,难溶于水,其他有机产物均为液态,生成的HCl极易溶于水,因此甲烷和氯气的反应为气体的物质的量减少的反应,会导致液面上升,故B正确;C.有氯化氢生成,氯化氢极易溶于水,故C正确;D.内壁出现油状液滴,是甲烷和氯气发生取代反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物,故D错误。
4.下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.在石蜡油的分解实验中,碎瓷片起到了催化剂的作用
B.乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原理相同
C.蛋白质和油脂都属于高分子化合物,一定条件下都能水解
D.煤的干馏和石油的分馏都属于物理变化
解析：选A。在石蜡油的分解实验中,加入碎瓷片能加快反应速率,碎瓷片起催化作用,A项正确;溴水能和乙烯发生加成反应而褪色,苯能使溴水褪色,是因为Br2在苯中的溶解度比在水中的溶解度大,发生萃取而褪色,二者褪色原理不同,B项错误;油脂不是高分子化合物,C项错误;煤的干馏属于化学变化,而石油的分馏属于物理变化,D项错误。
5.有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是( )
A.煤和水煤气均是二次能源
B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D.B为甲醇或乙酸时,原子利用率均可达到100%
解析：选D。煤属于一次能源,A项错误;苯、甲苯等是煤干馏过程中生成的物质,B项错误;干馏是在隔绝空气的条件下进行的,否则,煤就会在空气中燃烧,C项错误;水煤气的成分是CO、H2,当二者按物质的量比为1∶2反应时可得到甲醇,当二者按物质的量比为1∶1反应时可得到乙酸,D正确。
6.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线取得新进展,其合成示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.过程i发生了取代反应
B.中间产物M的结构简式为
C.利用相同原理以及相同原料,也能合成间二甲苯
D.该合成路线理论上碳原子100%利用,且最终得到的产物易分离
解析：选A。A项,过程i异戊二烯与丙烯醛发生加成反应形成六元环中间体,故选A;B项,通过M的球棍模型可知:中间产物M的结构简式为,故不选B;C项,根据合成路线,可以合成间二甲苯和对二甲苯,不能合成邻二甲苯,故不选C;D项, 该合成路线第一步发生加成反应,第二步发生脱水反应,因此碳原子100%利用,对二甲苯不溶于水,所以最终得到的产物易分离,故不选D。
7.如图中 A、B、C、D 分别是三种烃的分子结构,请回答下列问题:
(1)上图中D是有机物分子的 模型;
(2)烃A及其同系物的分子式符合通式 (碳原子个数用n表示),当n=6 时的同分异构体数目为 (填数字)种;
(3)上述三种有机物烃中,所有原子均共平面的是 (填有机物的名称);
(4)分别写出 B 使溴水褪色、C 的溴代反应的化学方程式 、 ,
并指明反应类型: 、 。
(5)C的同系物甲苯与足量氢气加成后的产物(甲基环己烷)的一氯代物有 种。
解析：(1)根据分析D为乙烯分子的球棍模型;(2)A为甲烷,及其同系物属于烷烃,烷烃的分子式通式为CnH2n+2(n≥1);当n=6 时,该烃的分子式为C6H14,己烷的同分异构体分别为主链为6个碳原子时CH3CH2CH2CH2CH2CH3;主链为5个碳原子时:(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3;主链为4个碳原子时:
(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3,共有5种;(3)上述三种有机物烃中,A为甲烷,是正四面体结构,所有原子不在同一平面,B为乙烯,是平面结构,所有原子在同一平面,C为苯,是平面结构,所有原子在同一平面,则所有原子均共平面的是乙烯、苯;(4)乙烯结构中含有碳碳双键,和溴水发生加成反应,使溴水褪色,方程式为CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br;苯和溴单质在溴化铁作催化剂的作用下发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,化学方程式为+Br2+HBr;(5)苯的同系物甲苯与足量氢气加成后的产物(甲基环己烷)由一个甲基和六元环构成,甲基环己烷中有5种不同环境的氢原子,如图所示,则其一氯代物有5种。
答案:(1)球棍 (2)CnH2n+2(n≥1) 5
(3)乙烯、苯
(4)CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br
+Br2+HBr 加成反应 取代反应
(5)5
8.对二乙烯苯()可用作树脂、油漆及橡胶等的原料。下列说法正确的是( )
A.分子中所有原子可能共平面
B.苯环上的一氯代物有 2 种(不考虑立体异构)
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 ml 该分子最多可与 2 ml H2 加成
解析：选A。乙烯、苯分子中所有原子共平面,对二乙烯苯可看成苯环上的两个H原子被两个乙烯基代替,碳碳单键可以旋转,所以该分子中所有原子可能共平面,故A 正确;该分子结构对称,苯环上只有一种环境的氢原子,则苯环上的一氯代物有1种,故B错误;含有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;苯环和碳碳双键都可以与氢气加成,所以1 ml该分子最多可与5 ml H2加成,故 D错误。
9.某有机物的结构简式为,下列说法正确的是( )
A.该有机物使溴水褪色和在催化剂作用下与液溴反应的原理一样
B.该有机物的所有原子都在同一平面内
C.该有机物在一定条件下与浓HNO3发生反应生成的一硝基取代物可能有3种
D.1 ml该有机物在一定条件下最多与4 ml H2发生加成反应
解析：选D。A选项,该有机物含有碳碳双键和苯环,Br2与碳碳双键发生加成反应导致溴水褪色,在催化剂作用下苯环上的氢与溴发生取代反应,二者反应原理不一样。B选项,苯环和乙烯基上所有原子可能共面,但苯环上的—CH3最多有2个原子与苯环和—CHCH2共面。C选项,该有机物与浓HNO3反应生成的一硝基取代物有两种:,。D选项,该有机物中的苯环和—CHCH2均可在一定条件下与H2发生反应,所以1 ml该有机物最多与4 ml H2发生加成反应。
10.4-溴甲苯、2-溴甲苯以及HBr都是重要的有机中间体。以甲苯、液溴、铁粉、水为原料生产上述物质的实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中(装置如图所示)加入0.3 g铁粉,46 g甲苯和60 mL水,在分液漏斗中加入80 g液溴,再加入10 mL水。
步骤2:打开分液漏斗滴加液溴,不断搅拌保持反应温度在20~25 ℃。最后将分液漏斗中的水也全部加入三颈烧瓶中,继续搅拌0.5 h,即可反应完全。
步骤3:移走冷水浴装置,加热三颈烧瓶至反应温度在122~126 ℃,馏出液进入分水器中,打开分水器阀门将下层液体仍加入三颈烧瓶中,上层液体倒入烧杯中。
步骤4:将三颈烧瓶中液体进行处理,分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,两者的总产量为51.3 g。
回答下列问题:
(1)实验中液溴的滴加方式是 ;
在分液漏斗中加入80 g液溴,再加入10 mL水的目的是 。
(2)冷凝水应从冷凝管的 (a或b)端进入;实验中发现分水器中的液体出现回流,应采取的操作是 。
(3)写出反应装置中生成4-溴甲苯的化学方程式: 。
分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,应采用的操作是 。
(4)该实验装置中还缺少的必要实验仪器是 。
(5)反应温度保持在20~25 ℃,其原因是 。
(6)本实验中,一溴甲苯(4-溴甲苯和2-溴甲苯)的产率为 。
解析：(1)液溴易挥发,甲苯和溴的反应放热,滴加液溴过快会导致部分液溴未反应就挥发了,加入水也可以防止分液漏斗里的液溴挥发;(2)冷凝水应从a端进入;实验中发现分水器中的液体出现回流,应将下层液体及时放出;(3)该反应中溴单质先将铁粉氧化成溴化铁,溴化铁作催化剂使甲苯和溴单质发生取代反应;分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,应采用的操作是蒸馏;(4)该实验中需要控制温度,所以需要温度计;(5)溴单质和甲苯都易挥发,温度过高会加快反应物的挥发,导致利用率低;(6)46 g甲苯的物质的量为=0.5 ml,80 g液溴的物质的量为=0.5 ml,根据反应方程式可知理论上最多生成4-溴甲苯和2-溴甲苯的混合物共0.5 ml,质量为171 g·ml-1×0.5 ml=85.5 g,所以产率为×100%=60.0%。
答案:(1)缓慢滴加 防止溴的挥发
(2)a 将下层液体及时放出
(3)+Br2+HBr 蒸馏
(4)温度计
(5)减少溴和甲苯的挥发 (6)60.0%