近年高考化学总复习09有机化合物(30)重要的烃、煤、石油和天然气的综合利用(1)(含解析)新人教

2019高考化学总复习09 有机化合物（30）重要的烃、煤、石油和天然气的综合利用（1）（含解析）新人教版
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重要的烃、煤、石油和天然气的综合利用
李仕才
基础巩固
1．在常温、常压下,取下列四种气态烃各 1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( ）
A．CH4 B．C3H8
C．C4H10 D．C2H6
解析:设此气态烃的分子式为C x H y,则其完全燃烧的化学方程式为：C x H y＋（x＋错误!）O2错误!x CO2＋错误!H2O
则1 mol烃完全燃烧时耗氧量为错误! mol，通过比较分析，可知C项耗氧量最多。

答案:C
2．下列说法中错误的是（)
①化学性质相似的有机物是同系物②分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似
A．①②③④ B．②③
C．③④ D．①②③
解析：互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，但化学性质相似的有机物不一定是同系物，①错误；同系物的前提是结构相似,②不能保证，错误；C2H4与C3H6具有相同的最简式，当然碳、氢的质量分数相同,但C2H4只
能为CH2===CH2，而C3H6若为时，两者不是同系物，③错误；同分异构体之间物理性质有差别，若为同一类物质，化学性质相似，若为不同类物质,则化学性质不同，④错误。

答案：A
3．使1 mol乙烯与氯气完全发生加成反应，然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应，则两个过程中消耗氯气的总物质的量是（)
A．3 mol B．4 mol
C．5 mol D．6 mol
解析：分析乙烯与氯气的加成反应以及生成物与氯气发生取代反应的结构变化，可发现加成反应所消耗的氯气与双键数之比为1∶1，而取代反应所消耗的氯气与分子中的氢原子个数之比为1∶1.1 mol乙烯中含有碳碳双键1 mol，氢原子4 mol,所以这两个过程中消耗氯气的总物质的量为5 mol。

答案：C
4．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二氧化碳和水的物质的量相等
C．乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，且1 mol CH2＝CH2完全加成需要消耗1 mol Br2
D．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析：碳、氢原子个数比为1∶2，是对乙烯的组成分析，不能证明碳碳双键的存在；B项与A项实质一样，根据生成的二氧化碳和水的物质的量相等,也只能推断出碳、氢原子个数比为1∶2；C项，加成反应是不饱和烃的特征性质,1 mol CH2＝CH2完全加成需要消耗1 mol Br2,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键；D项，使酸性高锰酸钾溶液褪色并不是乙烯的特有性质,更不能定量地说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键.
答案:C
5．1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它能解释下列事实中的（) A．苯不能使溴水褪色
B．苯中6个碳碳键完全相同
C．溴苯没有同分异构体
D．邻二溴苯只有一种
解析：苯环的结构如果是单、双键交替的正六边形平面结构，从分子结构中含有碳碳双键角度看，它应具有使溴水褪色的性质；从碳原子所处环境看，6个碳原子的环境完全相同，故溴苯没有同分异构体，但邻二溴苯存在
着两种结构；若苯环的结构是6个碳原子间的键完全相同的结构,它没有典型的碳碳双键，不能与溴发生加成反应而使溴水褪色，但仍能在特定条件下与H2发生加成反应；而一溴代物和邻位的二溴代物均无同分异构体。

答案：C
6．苯环实际上不具有碳碳单键和碳碳双键的简单交替结构，下列所述事实可以作为证据的是（)
①苯的间位二取代物只有一种
②苯的对位二取代物只有一种
③苯分子中碳碳键的长度（即分子中两个成键原子的核间距离）均相等
④苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
⑤苯能在加热和催化剂存在的条件下与氢气发生加成反应生成环己烷
⑥苯在FeBr3存在的条件下同液溴发生取代反应
A．②③④ B．④⑤⑥
C．③④⑥ D．①②③④⑤⑥
解析：①不论苯分子结构是否是单、双键交替出现,苯的间位二取代物都只有一种结构；②不论苯环是否存在单、双键交替结构，其对位二取代物都只有一种;③如果苯环是单、双键交替的结构，由于碳碳单键的长度和碳碳双键的长度不等,所以苯环就不可能是平面正六边形结构；④苯环中如存在单、双键交替结构，双键会使酸性高锰酸钾溶液褪色,而实验证实苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；⑤苯与H2加成生成环己烷，只说明不饱和键的存在;⑥取代反应是饱和烃的特性,一般碳碳双键上的氢原子难发生取代反应，这说明苯的
碳碳键不同于普通的单键和双键，不具有单、双键交替出现的结构特点。

因此,③④⑥可以作为证据来证明苯不具有碳碳单键和碳碳双键的交替结构。

答案：C
7．写出下列物质的分子式或结构简式：
（1)分子中含有14个氢原子的烷烃的分子式为__________，其中含有3个-CH3的同分异构体的结构简式为
______________________________________________________________ __________。

（2)相对分子质量为44的烷烃的分子式为__________.
(3)碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃的分子式为__________，它的同分异构体的结构简式为__________。

（4）含碳质量分数约为83。

7%的烷烃的分子式为__________。

解析：(1)由烷烃的通式C n H2n＋2知，2n＋2＝14，则n＝6,即分子式为C6H14;分子中含有3个—CH3，即有一个支链，则符合题意的同分异构体有
(2）由烷烃的通式知，14n＋2＝44,则n＝3，即分子式为C3H8。

（3)由烷烃的通式知，错误!＝错误!，n＝4，即分子式为C4H10。

(4）由烷烃的通式知，错误!×100%≈83.7％，则n＝6,即分子式为C6H14。

答案：
综合提升
8．下列实验能获得成功的是( )
①甲烷气体通入空气中点燃获得热量②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，可使紫色褪去④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气
A．只有①② B．只有①
C．只有④ D．①②③④
解析：甲烷分子结构稳定,通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应，不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，但是在一定条件下，甲烷也会发生某些反应,如燃烧、与氯气的取代反应.
答案：B
9．一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物9 g，其密度是相同条件下氢气密度的11。

25倍，当混合气体通过足量溴水时，溴水增重4。

2 g,则这两种气态烃是( )
A．甲烷和乙烯 B．乙烷和乙烯
C．甲烷和丙烯 D．甲烷和丁烯
解析：根据已知条件，先求出混合气体的平均相对分子质量，即11。

25×2
＝22。

5。

由于烷烃中只有甲烷的相对分子质量小于22.5，则该混合物中一定含有甲烷；混合气体通过溴水时溴水增重,说明该混合气体中烯烃的质量为4。

2 g,则甲烷的质量为9 g－4.2 g＝4。

8 g，即n（CH4)＝0.3 mol，设该不饱和烃的物质的量为x，则有错误!＝22.5 g·mol－1,解得x＝0。

1 mol，即该不饱和烃的摩尔质量为42 g·mol－1，为丙烯.
答案:C
10．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）( )
A．6种 B．7种
C．8种 D．9种
解析：
答案：C
（2017年河北省衡水中学高三上11月月考)下列说法正确的是( ) 11．
A．煤气的主要成分是丁烷
B．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
C．石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物
D．石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃
解析：A项，煤气的主要成分是一氧化碳,A项错误；B项，N2不是温室气体，B项错误；C项，石油是混合物，石油的分馏产物汽油为C5～C11的烃，仍为混合物，C项错误；D项，石油催化裂化是为了提高汽油等轻质油的产量与质量；石油裂解是为了得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃,D项正确。

答案：D
12．下列有机分子中,所有碳原子不可能处在同一平面上的是( ）
解析:
答案:D
13．(2017年河北省保定一中高三上11月月考)下列说法中，不正确的是（)
A．石油化学工业是以石油为原料，既生产石油产品又生产化学用品的石油加工业
B．石油的催化裂化既能提高汽油产量,又能提高汽油的质量
C．石油的裂解和裂化都是化学变化，但二者的目的不一样
D．烷烃在裂解过程中既可发生断链裂解又可发生脱氢裂解
解析：石油化学工业的原料是石油和天然气,A不正确;石油催化裂化既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量,裂解是深度裂化,以获取化工原料乙烯、丙烯、丁烯为生产目的，B、C正确；烷烃裂解方式主要有两种,即断链和脱氢，可表示为C m＋n H2（m＋n)＋2―→C n H2n＋C m H2m＋2,C n H2n＋2―→C n H2n＋H2，D正确。

答案：A
14．实验室制取乙烯，常因温度过高而使酒精和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。

有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。

试回答下列问题:
(1)图中①②③④装置可盛放的试剂是:①__________;②__________；
③__________；④__________(将下列有关试剂的序号填入空格内）.
A．品红溶液B．NaOH溶液
C．浓硫酸D．KMnO4酸性溶液
(2）能说明二氧化硫气体存在的现象是__________________________________________________________________ ______.
(3）使用装置②的目的是_______________________ ________________________________________________。

(4）使用装置③的目的是_____________________________ ___________________________________________.
（5）确定含有乙烯的现象是___________________________ ____________________________________________。

解析：乙烯中含有键，易与Br2发生加成反应、被KMnO4酸性溶液氧化；SO2具有还原性，可以使溴水、KMnO4酸性溶液褪色,SO2有漂白性，可使品红溶液褪色.利用SO2使品红溶液褪色的特性检验SO2，检出SO2后，用NaOH溶液将其除掉，再用品红溶液检验SO2是否除尽，最后用KMnO4酸性溶液确定CH2＝CH2的存在.
答案：（1）①A②B③A④D
（2)装置①中品红溶液褪色
(3）除掉SO2，以免干扰乙烯的检验
(4)检验SO2是否除尽
(5）装置③中的品红溶液不褪色,装置④中的KMnO4酸性溶液褪色
15．实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。

据此回答下列问题:
（1)反应需在50～60℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是水浴加热，其优点是________和________。

（2）在配制混合酸时应将__________加入到__________中去.
(3)该反应的化学方程式是__________________；反应类型是__________。

（4)由于装置的缺陷，该实验可能会导致的不良后果是__________________.
（5)反应完毕后，除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制：
①蒸馏②水洗③用干燥剂干燥④用10% NaOH溶液洗⑤水洗
正确的操作顺序是__________。

A．①②③④⑤ B．②④⑤③①
C．④②③①⑤ D．②④①⑤③
解析：（1）水浴加热的优点是：受热均匀、温度便于控制；(2）浓硝酸的密度小于浓硫酸的密度，因此两种酸混合时，把浓硫酸慢慢加入到浓硝酸中，边加边搅拌；（3)苯和浓硝酸发生硝化反应，硝基取代苯环上的一个氢原
子，其反应方程式:。

（4）苯是挥发性液体，由硝酸的物理性质知硝酸挥发，根据装置图的特点,会造成苯、硝酸的挥发污染空气；（5）硝基苯中混有混合酸,先用水洗，除去大部分混合酸，然后用10％NaOH洗涤，除去剩下的酸，然后再用水洗，除去碱,接着用干燥剂除去水，最后蒸馏得到溴苯，故选项B正确.
答案:（1）便于控制温度受热均匀
(2)浓硫酸浓硝酸
（3）
取代反应
（4)苯、浓硝酸等挥发到空气中，造成污染
(5）B
创新设计
16．(2017年河南省洛阳市一中高三上11月月考）下图为苯和溴的取代反应的实验装置图，其中A为由具支试管制成的反应容器，在其下端开了一
个小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑粉。

填写下列空白：
（1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应,写出A中所发生反应的化学方程式（有机物写结构简式)：__________。

（2)试管C中苯的作用是________________________________ ________________________________________。

反应开始后,观察D和E两试管,看到的现象为D中__________，E中__________。

(3）反应2～3 min后，在B中的NaOH溶液里可观察到的现象是__________________________________________________________________ ______。

(4)在上述整套装置中，具有防倒吸作用的装置有__________（填字母）.
解析：本题考查苯的取代反应实验.液溴和苯的混合物滴加到有铁粉的石棉绒上,液溴和苯在Fe作催化剂条件下能发生取代反应生成溴苯与HBr，溴和苯都是易挥发的物质，所以反应生成的溴苯及大部分未反应的苯和溴流入到下面的氢氧化钠溶液中，生成的溴化氢及挥发出的溴、苯通过C装置，苯和溴被吸收，溴化氢气体到D装置中能使石蕊变红，在E装置中溴化氢与硝酸银反应产生浅黄色沉淀，尾气用氢氧化钠吸收，由于溴化氢极易溶于水，所以F装置要用防止倒吸装置。

(1）Fe与溴反应生成溴化铁,苯和液溴在溴化铁作催化剂条件下能发生取代反应生成溴苯与HBr，反应方程式为：
（2）溴易挥发,易溶于有机溶剂，所以用C来吸收溴化氢中的溴和挥发的有机物蒸汽,防止对溴化氢的检验造成干扰；溴化氢溶于水电离产生氢离子和溴离子，所以溶液显酸性，能使石蕊变红色,硝酸银中的银离子与溴离子反应生成淡黄色的沉淀.
(3）苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，溴苯是密度大于水,无色的油状液体，溴化氢易挥发，能与水蒸气结合成氢溴酸液滴，溴化铁与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀.
（4)装置D和E导管口在液面上方，能防止倒吸，装置F中的漏斗增大了气体与氢氧化钠溶液的接触面积，有缓冲作用,能够防止倒吸，故具有防倒吸作用的装置有DEF.
答案：（1)2Fe＋3Br2===2FeBr3
（2）吸收HBr气体中的Br2蒸气D中石蕊溶液变红
E中产生浅黄色沉淀
(3）NaOH溶液的底部有无色油珠产生，液面上产生白雾
(4)DEF。