2022版高考化学一轮复习 课时分层提升练课时分层提升练28 甲烷乙烯苯煤石油天然气的综合利用

这是一份2022版高考化学一轮复习 课时分层提升练课时分层提升练28 甲烷乙烯苯煤石油天然气的综合利用，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1.(2019·武汉模拟)如图所示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.甲能使酸性KMnO4溶液褪色
B.乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色
C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D.丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
【解析】选C。甲代表CH4,乙代表乙烯,丙代表苯,丁代表乙醇。
2.(2019·南昌模拟)已知苯乙烯的结构为。有关该物质的下列说法正确的是( )
A.该物质在一定条件下和氢气完全加成,加成产物的一溴取代物有6种
B.该物质能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理完全相同
C.苯乙烯分子的所有原子不可能在同一平面上
D.除去乙苯中混有的苯乙烯可以通入等量氢气反应
【解析】选A。该物质与氢气完全加成,所得产物为,含有6种类型氢原子,一溴代物有6种,A项正确;该物质使溴水褪色,发生加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应,B项错误;苯环、乙烯中所有原子均在同一平面,该物质可以看作苯环取代乙烯中一个氢原子,C—C单键可以旋转,因此所有原子在同一平面上,C项错误;苯乙烯中苯环、双键均可与氢气加成,苯乙烯与等量氢气反应,可以是双键加成,也可以是苯环加成,因此不能除去乙苯中混有的苯乙烯,D项错误。
3.(新题预测)钓鱼诸岛自古以来就是中国的领土,该岛附近蕴藏着大量石油和天然气。下列关于石油及石油炼制的叙述中,错误的是( )
A.石油主要含碳、氢元素,是烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物
B.石油中含有C5～C11的烷烃,可以通过石油的常压分馏得到汽油
C.含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油
D.石油经分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物
【解析】选C。石油是多种烷烃和环烷烃的混合物,还可能含少量的芳香烃,A正确;汽油经石油的常压分馏得到,是碳原子数在C5～C11的烷烃的混合物,B正确;煤油和柴油是石油的常压分馏产物,含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡油等,C错误;石油的馏分仍然是混合物,没有固定的熔沸点,D正确。
4.下表中对应关系错误的是( )
【解析】选B。A项,烷烃与氯气的反应属取代反应,正确;B项,乙烯与HCl的反应属于加成反应,错误;C项,酯在酸性条件下发生水解反应,也属于取代反应,正确;D项,乙烯与H2在催化剂加热条件下发生加成反应,正确。
【加固训练】
(2019·南阳模拟)除去乙烷中混有的少量乙烯,应采用的简便方法是( )
A.将混合气体通过氢氧化钠溶液
B.将混合气体通过溴水
C.将混合气体在催化剂条件下跟氢气反应
D.使混合气体中的乙烯气体发生加聚反应
【解析】选B。乙烯和乙烷与NaOH均不反应,不能除去乙烷中混有的少量乙烯,A错误;乙烯能和溴水发生加成反应,而乙烷不能,可以除去乙烷中混有的少量乙烯,B正确;将混合气体在催化剂条件下跟H2反应会使乙烯生成乙烷,但操作复杂,C错误;乙烯能发生加聚反应,但条件复杂,实验室中难以实现,D错误。
5.C5H12有3种不同结构,甲:CH3(CH2)3CH3,乙:CH3CH(CH3)CH2CH3,丙:C(CH3)4,下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙属于同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B.C5H12表示一种纯净物
C.甲、乙、丙中,丙的沸点最低
D.丙有3种不同沸点的二氯取代物
【解析】选C。甲、乙、丙互为同分异构体,A错误;C5H12存在3种结构,B错误;丙的二氯取代物只有2种,D错误。
【加固训练】
(2019·天津和平区模拟)下列说法正确的是( )
A.分子式为C2H4Cl2的物质一定是纯净物
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上
D.碳氢原子个数比为1∶3的烃有2种
【解析】选B。A.C2H4Cl2中2个氯原子可以连接在同一碳原子上,为1,1-二氯乙烷,每个碳原子分别连接1个氯原子,为1,2-二氯乙烷,不能表示纯净物,故A错误;B.分子组成符合CnH2n+2的烃中,所有的化学键都是单键,含氢量达到最大,一定属于烷烃,故B正确;C.甲烷是正四面体结构,正戊烷分子中存在与甲烷相似的四面体结构,导致所有碳原子不可能在一条直线上,故C错误;D.碳氢原子个数比为1∶3的烃为C2H6,只有一种,不存在同分异构体,故D错误。
6.(2019·榆林模拟)如图是两种烃的球棍模型,下列说法正确的是( )
A.二者互为同系物
B.二者互为同分异构体
C.都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.都不能发生加成反应
【解析】选B。A为乙苯,B为间二甲苯,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,A错误,B正确;乙苯、间二甲苯中的侧链都能被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;苯环能够与氢气发生加成反应,乙苯、间二甲苯均含苯环结构,所以都能与氢气发生加成反应,D错误。
7.(2019·武汉模拟)某研究性小组为了探究石蜡油分解产物,设计了如下实验方案。下列说法错误的是( )
A.石蜡油是石油减压蒸馏的产物
B.碎瓷片加快了石蜡油的分解
C.酸性高锰酸钾溶液褪色说明生成了乙烯
D.溴的四氯化碳溶液褪色是因为发生了加成反应
【解析】选C。石蜡油是石油减压蒸馏的产物,A项正确;碎瓷片有催化和积蓄热量的作用,B项正确;酸性高锰酸钾溶液褪色,说明有烯烃生成,但不能说明有乙烯生成,C项错误;溴的四氯化碳溶液褪色是因为烯烃与溴发生了加成反应,D项正确。
【加固训练】
(2019·玉溪模拟)对下列有机反应类型的认识中,不正确的是( )
A.+HNO3; 取代反应
B.CH4+Cl2CH3Cl+HCl;置换反应
C.CH2CH2+H2OCH3—CH2OH;加成反应
D.CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;酯化反应
【解析】选B。苯的硝化反应,为取代反应,故A不选;甲烷中的H被—Cl取代,则为甲烷的取代反应,生成物中没有单质,不属于置换反应,故B选;碳碳双键生成碳碳单键,为乙烯与水发生加成反应,故C不选;乙酸中的—OH被CH3CH2O—取代,为酯化反应,也为取代反应,故D不选。
8.分子式为C4H9OCl,且能与钠反应产生氢气的有机物可能的同分异构体(不考虑立体异构)数目为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【解析】选D。由分子式可知碳原子达饱和,能与钠反应生成H2说明分子中含有羟基,含有4个碳原子的碳链结构有C—C—C—C和。对于C—C—C—C,氯原子的位置有2种,即Cl—C—C—C—C和,则—OH 的位置各有4种;对于,氯原子的位置有2种,即和,则—OH的位置分别有3种和1种,所以符合条件的同分异构体的数目一共有:4+4+3+1=12种。
9.(2019·南充模拟)下列物质中,既能因发生化学反应使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色的是( )
①SO2 ②CH3CH2CHCH2 ③
④CH3CH3
A.①②③④B.③④
C.①②④D.①②
【解析】选D。①SO2具有还原性,可以被溴水和酸性KMnO4溶液氧化,使之褪色,正确;②含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应使其褪色,也可以被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色,正确;③苯不能与溴水反应,也不能与酸性KMnO4溶液反应,不能使二者因反应而褪色,错误;④CH3CH3既不能因发生化学反应使溴水褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色,错误。
【加固训练】
(2019·重庆模拟)有机物X、Y、Z的分子式均为C7H8,结构简式如图。下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z分子中碳原子均能处在同一平面上
B.X、Y、Z三种有机物均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.1 ml X与Z的混合物中含有3 ml碳碳双键
D.Y的一氯代物有4种
【解析】选B。A.根据苯分子中12个原子共平面X分子中碳原子均能处在同一平面上, 根据甲烷为正四面体结构,Y、Z分子中含有烷基,分子中碳原子不可能均能处在同一平面上,选项A错误;B. X、Y、Z三种有机物均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其中甲苯苯环侧链易被氧化,Y、Z中含有碳碳双键易被氧化,选项B正确;C. 苯环中不含有碳碳双键,则X中没有碳碳双键,选项C错误;D. Y的一氯代物有3种,取代位置如图,选项D错误。
二、非选择题
10.(2019·重庆模拟)(1)将几滴溴水与4 mL苯混合于试管中并充分振荡后静置,一段时间后发现有机层仍为红棕色,由此现象知苯的分子结构中不存在____________(填化学键的名称);再向试管中滴加几滴FeBr3溶液后并再次充分振荡,静置后发现试管中的有机层几乎是无色的,该反应的化学方程式为__。
(2)烃X的最简式为CH,1 ml X完全燃烧需要消耗10 ml O2,X可与溴单质发生取代反应和加成反应(催化剂存在的条件下)。
①X的分子式为______________,官能团的结构简式为______________。
②X与溴的CCl4溶液混合后发生反应的化学方程式为__________________ ____________________________。
③一定条件下,X与氢气反应可以得到碳的质量分数为85.7%的化合物Y,则Y的结构简式为____________,Y的一氯代物最多有__________种。
【解析】(1)加入FeBr3溶液后振荡,可使苯与溴混合在一起发生取代反应生成不溶于水且密度比水大的溴苯,分层后溴苯沉在试管底部。(2)设X的分子式为(CH)n,由燃烧时的耗氧量可求出n=8,故X的分子式为C8H8。由X的化学性质知其结构中含有苯环及碳碳双键,其结构简式为。X与氢气反应时,若只发生碳碳双键的加成反应,则Y中氢元素的质量分数为9.43%,若苯环也加氢,则Y中氢元素的质量分数为14.3%,后者符合题意,故Y是。氯原子取代环上的氢原子可得到4种物质,取代侧链上的氢原子可得到2种物质,共有6种同分异构体。
答案:(1)碳碳双键
+Br2+HBr
(2)①C8H8
②+Br2
③ 6
一、选择题
1.(2019·宜宾模拟)十九大报告提出将我国建设成为制造强国,2020年我国“PX”产能将达到3 496万吨/年。有机物(烃)“PX”的结构模型如图,下列说法错误的是( )
A.“PX”的分子式为C8H10
B.“PX”的二氯代物共有6种(不考虑立体异构)
C.“PX”分子中,最多有14个原子共面
D.可用酸性KMnO4溶液鉴别“PX”与苯
【解析】选B。根据模型,PX为对二甲苯,其分子式为C8H10,故A正确;“PX”的二氯代物共有
共7种,故B错误;“PX”分子中,苯环上的C和H共面,有12个原子,每个甲基中可有1个H旋转至共平面,故该分子中最多有14个原子共面,故C正确;对二甲苯可使酸性高锰酸钾褪色,而苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故可用酸性KMnO4溶液鉴别“PX”与苯,故D正确;。
2.(2019·深圳模拟)化合物(a)、(b)、(c)同属于薄荷系有机物,下列说法正确的是( )
A.a、b、c都属于芳香族化合物
B.a、b、c都能使溴水褪色
C.由a生成c的反应是氧化反应
D.b、c互为同分异构体
【解析】选D。芳香族化合物含有苯环,这三种化合物不含有苯环,不属于芳香族化合物,故A错误;a、c含有碳碳双键,能使溴水褪色,b不含有碳碳双键,不能使溴水褪色,故B错误;对比a和c结构简式,a生成c发生加成反应,故C错误; b和c的分子式为C10H18O,结构不同,属于同分异构体,故D正确。
【加固训练】
1.(2019·株洲模拟)2016年诺贝尔化学奖由三位化学家共同获得,以表彰他们在研究纳米分子机器中的“马达分子”取得的成就,“马达分子”的关键组件是三蝶烯(图1),下列说法正确的是( )
A. 三蝶烯的分子式为C20H16
B. 三蝶烯属于苯的同系物
C. 金刚烷(图2)属于饱和烃
D. 三蝶烯和金刚烷的一氯代物均只有一种
【解析】选C。根据三蝶烯的结构简式,三个苯环共同连在两个碳原子上,因此分子式为C20H14,故A错误;苯的同系物只含有一个苯环,且通式为CnH2n-6,三蝶烯含有三个苯环,且分子式不符合通式,三蝶烯不属于苯的同系物,故B错误;金刚烷中碳原子都是以单键的形式存在,属于饱和烃,故C正确;三蝶烯中有3种不同H,一氯代物有3种,金刚烷中有2种不同H,一氯代物有2种,故D错误。
2.(2019·济南模拟)从煤的干馏产品之一煤焦油中可分离出蒽(),再经升华提纯得到的高纯度蒽可用作闪烁计数器的闪烁剂。下列关于蒽的说法错误的是( )
A.化学式为C14H10
B.一定条件下能发生取代、加成、氧化等反应
C.具有12种二氯代物
D.与菲()互为同分异构体
【解析】选C。根据碳原子总键数为4,判断中各碳原子结合的氢原子数,可知其分子式为C14H10,A项正确;蒽含有苯环,能发生加成反应,苯环上含有氢原子,能发生取代反应,在点燃时能与氧气发生氧化反应,B项正确;
中含有三种类型氢原子,其二氯代物有1,2、1,3、1,4、1,5、1,6、1,7、1,8、1,9、1,10、2,3、2,6、2,7、2,9、2,10、9,10共15种,C项错误;与菲()分子式相同,但结构不同,互为同分异构体,D项正确。
3.(2019·普宁模拟)下列说法错误的是( )
石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br
A.石油主要是由烃组成的混合物
B.③是加成反应,产物名称是溴乙烷
C.②包括裂化、裂解等过程
D.①主要发生物理变化
【解析】选B。石油主要是由烃组成的混合物,故A正确;乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,故B错误;通过石油的裂化、裂解得到乙烯等气态烃,故C正确;石油分馏是利用沸点不同进行分馏,故D正确。
3.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错误的是
( )
A.环丙叉环丙烷的二氯取代物有4种
B.环丙叉环丙烷不是环丙烷的同系物
C.环丙叉环丙烷所有的原子均在同一平面内
D.环丙叉环丙烷与环己二烯互为同分异构体
【解析】选C。环丙叉环丙烷分子中的4个“CH2”完全等同,,它的二氯代物有4种,A正确;环丙叉环丙烷分子的分子式是C6H8,环丙烷C3H6不是同系物,B正确;含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,所以分子中所有的原子不可能在同一平面内,C错误;环丙叉环丙烷分子的分子式是C6H8,环己二烯的分子式也是C6H8,二者是同分异构体,D正确。
4.工业上可由乙苯生产苯乙烯:+H2↑,下列说法正确的是( )
A.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙苯和苯乙烯
B.苯乙烯能使溴水褪色,是因为两者发生了氧化反应
C.乙苯和苯乙烯苯环上的一氯代物均为3种
D.乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数最多均为7个
【解析】选C。乙苯和苯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别,A错误;苯乙烯中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,从而使溴水褪色,B错误;二者苯环上都有3种氢原子,则其一氯代物均为3种,C正确;乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数最多均为8个,D错误。
5.(2019·南昌模拟)旋烷是一类具有张力的碳氢化合物,结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.旋烷的通式为C3n+6H6n+3(n≥1)
B.旋烷①的一氯代物只有一种
C.旋烷②中所有的碳原子可能共面
D.旋烷①、旋烷②、旋烷③、旋烷④互为同系物
【解析】选B。旋烷可以看作是n个三元环C3H4组成(n≥3),故旋烷的通式为C3nH4n(n≥3),A项错误;旋烷①中6个CH2等效,即含有1种类型氢原子,故一氯代物只有1种,B项正确;旋烷②中有4个碳原子都连接4个碳原子,每个碳原子与其连接的4个碳原子中2个共面,故所有碳原子不可能共平面,C项错误;旋烷①②③的分子组成相差若干C3H4,因此不互为同系物,D项错误。
6.(2019·沈阳模拟)下列关于煤和石油的说法中正确的是( )
A.由于石油中含有乙烯,所以石油裂解气中乙烯的含量较高
B.由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物,所以可从煤干馏的产品中分离得到苯
C.石油没有固定的熔沸点,但其分馏产物有固定的熔沸点
D.石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色
【解析】选D。石油是多种烷烃和环烷烃的混合物,不含乙烯,故A错误;煤的组成以有机质为主体,构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素,煤不含苯和二甲苯等,故B错误;石油的分馏所得的馏分仍是多种烷烃和环烷烃的混合物,没有固定熔沸点,故C错误;石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中均含有乙烯,都能使酸性KMnO4溶液褪色,故D正确。
【加固训练】
对三联苯是一种有机合成中间体。工业上合成对三联苯的化学方程式为
3+2H2↑。
下列说法中不正确的是( )
A.上述反应属于取代反应
B.对三联苯的一氯取代物有3种
C.1 ml对三联苯在足量的氧气中完全燃烧消耗21.5 ml O2
D.对三联苯分子中至少有16个原子共平面
【解析】选B。该反应中苯环上的氢原子被取代,则该反应为取代反应,A正确;对三联苯的结构对称,共有4种不同化学环境的氢原子,则对三联苯的一氯取代物有4种,B错误;对三联苯的分子式为C18H14,1 ml该物质完全燃烧消耗的氧气为(18+) ml=21.5 ml,C正确;苯环为平面结构,与苯环直接相连的原子一定在同一平面内,碳碳单键可自由旋转,但一条直线上的碳原子在一个平面内,则至少有16个原子共平面,D正确。
二、非选择题
7.(2019·鞍山模拟)(1)一瓶无色气体,可能含有CH4和CH2CH2或其中的一种,与一瓶Cl2混合后光照,观察到黄绿色逐渐褪去,瓶壁有少量无色油状小液滴。
①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4,你认为是否正确,为什么?
________________________________________________________。
②上述实验可能涉及的反应类型有______________。
(2)某烃A的球棍模型如图所示,其分子式为____________,A的一氯代物有__________种;A有多种同分异构体,写出其中一氯代物只有一种的同分异构体的结构简式:______________。
(3)含有的化合物与CH2CH2一样,在一定条件下可聚合成高分子化合物。广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由CH2CH—Cl聚合而成的,其化学反应方程式是____________________________。
(4)为了证明液溴与苯发生的反应是取代反应,有如图所示装置,则B中盛有的物质是______________(选填:A.水 B.NaOH溶液 C.CCl4 D.NaI溶液),其作用为__________________________。C中的现象为____________________,若用紫色石蕊试液替代AgNO3溶液,则现象为_____________________________。
苯与液溴反应的化学方程式为 ______________________________________。
【解析】(2)由球棍模型可知烃A的分子式为C8H18,结构中有4种不同环境的氢原子,所以A的一氯代物有4种;一氯代物只有一种,说明氢原子所处的环境相同,(CH3)3CC(CH3)3符合题意。
(3)CH2CH—Cl发生加聚反应生成。
(4)苯与液溴在FeBr3催化作用下发生取代反应生成与HBr,该反应放热,挥发出苯与溴蒸气,为防止溴蒸气干扰HBr的检验,需用CCl4吸收除去。由于HBr极易溶于水且和NaOH发生反应,故不选A、B、D。
答案:(1)①不正确,因为CH2CH2可以与Cl2发生加成反应,而使黄绿色逐渐褪去,生成的CH2ClCH2Cl也是油状液体 ②取代反应、加成反应
(2)C8H18 4 (CH3)3CC(CH3)3
(3)nCH2CH—Cl
(4)C 除去HBr中的Br2与苯 有浅黄色沉淀生成 石蕊试液变为红色 +Br2+HBr
【加固训练】
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 ℃、1.01×105 Pa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__________________。
【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中的依次为、、,故CH4耗O2最多。
(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时,(x+)的值越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6的(x+)依次为1+=2、2+=3、2+=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×1、×2、×2,×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×2、×2、×3,×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。
答案:(1)CH4 (2)C2H6 (3)C2H4 CH4
(4)CH4、C2H4
【方法规律】烃(CxHy)的燃烧规律
在分析不同的烃燃烧时消耗氧气的量的多少或生成二氧化碳及水的多少时要看准题目的条件要求:
(1)若是等物质的量,x、y越大,完全燃烧时消耗氧气越多。
(2)若是等质量,则是最简式中CHa中a越大,完全燃烧时消耗氧气越多,生成的水越多,生成的二氧化碳越少。
(3)在100 ℃以上、1.01×105 Pa条件下时,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,则氢原子数是4。
A
CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
取代反应
B
CH2CH2+HClCH3CH2Cl
氧化反应
C
CH3COOC2H5+H2OC2H5OH+CH3COOH
水解反应
D
CH2CH2+H2CH3CH3
加成反应