煤、石油、天然气的综合利用

配餐作业(二十八)甲烷乙烯苯
煤、石油、天然气的综合利用
1．下列说法正确的是()
A．将乙烯通入KMnO4(H＋)溶液和溴水，实验现象和反应类型均相同
B．从苯的分子组成看苯远没有达到饱和，所以它应该能使溴水褪色
C．苯环上的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，但苯可以发生取代反应和加成反应
D．常温下，所有的碳原子数多于或等于5的烷烃都不是气体解析将乙烯通入KMnO4(H＋)溶液和溴水，溶液均出现褪色，但分别属于氧化反应和加成反应，A项错误；苯及其同系物都不能使
溴水褪色，B项错误；新戊烷()含有5个碳原子，该
有机化合物常温下为气体，D项错误。

答案 C
2．下列说法正确的是()
A．乙烯和甲烷都能发生加聚反应
B．甲烷和乙烯都可以与氯气反应
C．酸性高锰酸钾溶液可以氧化苯和甲烷
D．乙烯可以与氢气发生加成反应，苯不能与氢气加成
解析 乙烯分子中含有碳碳双键，与Cl 2、H 2可以发生加成反应，自身还可发生加聚反应生成聚乙烯；甲烷可以与Cl 2发生取代反应但不能发生加聚反应；苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键，能与H 2加成，但不能被酸性KMnO 4溶液氧化。

答案 B
3．对下列化学用语的理解正确的是( )
A ．CH 4既可以表示甲烷的分子式也可以表示其最简式
B ．电子式·O ····
∶H 既可以表示羟基，也可以表示氢氧根离子 C ．比例模型
既可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子
D ．结构简式(CH 3)2CHCH 3既可以表示正丁烷，也可以表示异丁烷
解析 B 项，电子式·O ···· ··
H 可以表示羟基，氢氧根离子应该表示为[··O ······H]－；C 项，比例模型可以表示甲烷分子，但不能表示四氯
化碳分子，因为氯原子半径大于碳原子；
D 项结构简式(CH 3)2CHCH 3表示异丁烷，正丁烷应该表示为CH 3CH 2CH 2CH 3。

答案 A
4．(2018·陕西西安八校联考)在下列分子中，能够在同一个平面内的原子数最多的是( )
A ．甲烷
B ．甲苯
C ．乙烯
D ．CH 2===CH —C ≡CH
解析 甲烷是正四面体结构，最多有3个原子在同一个平面内；
甲苯中最多有13个原子在同一个平面内；乙烯为平面结构，故有6个原子在同一个平面内；由于是平面结构，—C≡C—是直线结构，故CH2===CH—C≡CH有8个原子在同一个平面内。

答案 B
【易错警示】
在判断共线、共面问题时，一定要认真审题，看清题中是要求“所有原子”，还是只要求“所有碳原子”；另外，要看准关键词，如“可能”“一定”“最多”“最少”“共面”“共线”等，以免出错。

5．(2018·陕西西安八校联考)化学与科学、技术、社会、环境等密切相关，下列说法不正确的是()
A．乙烯可作为水果的催熟剂
B．煤中含有苯、甲苯和粗氨水，可通过干馏得到上述产品
C．石油的裂解可以得到甲烷、乙烯、丙烯等重要化工原料
D．海底可燃冰开发不当释放出的甲烷会造成温室效应的加剧解析乙烯是一种植物生长调节剂，可以作为水果的催熟剂，A 项正确；煤中不含苯、甲苯和粗氨水，可通过煤的干馏得到苯、甲苯和粗氨水等，B项错误；通过石油裂解可以得到甲烷、乙烯、丙烯等重要化工原料，C项正确；可燃冰的主要成分为甲烷，甲烷为温室气体，D项正确。

答案 B
6．(2018·吉林市摸底考试)下列化学式表示的物质，只具有3种
同分异构体的是()
A．C2H6O B．C3H7Cl
C．C5H10D．C5H12
解析C2H6O有CH3CH2OH和CH3OCH3两种同分异构体，A 项错误；C3H7Cl有CH3CH2CH2Cl和CH3CH ClCH3两种同分异构体，B项错误；C5H10有CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、CH2===C(CH3) CH2CH3、CH2===CHCH (CH3) 2、CH3CH===C(CH3)2及环戊烷、甲基环丁烷、乙基环丙烷、二甲基环丙烷等多种同分异构体，C项错误；C5H12有CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、CH3CH2CH(CH3)2、(CH3)2C(CH3)2三种不同结构，D项正确。

答案 D
7．(2018·江淮十校联考)主链上有四个碳原子的某种烷烃有两种同分异构体，与它含有相同碳原子数且主链也有四个碳原子的单烯烃的同分异构体有()
A．2种B．3种
C．4种D．5种
解析主链上有四个碳原子的某种烷烃有两种同分异构体，则该物质的分子式是C6H14，这两种同分异构体分别是
3；若要结构相同的烷烃形成与它含有相同碳原子数且主链也有四个碳原子的单烯烃，则
相邻的两个C原子上应该有H原子，能形成一种烯烃
答案 C
8．(2018·衡水中学第四次联考)150 ℃时，将1 L混合烃与9 L 氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150 ℃，体积恒定时，容器内压强增大8%，则该混合烃的组成是()
A．甲烷与乙烷体积比是1∶4
B．丙炔与乙炔体积比是1∶4
C．乙烯与丁烷体积比是1∶4
D．乙烯与丁烯体积比是1∶4
解析根据烃燃烧的化学方程式：
C x H y＋(x＋y/4)O2―→x CO2＋y/2H2OΔV
1 mol (x＋y/4)mol x mol y/
2 mol y/4－1
1 L 0.8 L
可得y＝7.2，如果是乙烯与丁烷，则乙烯与丁烷体积比是7∶8；如果是乙烯与丁烯，则乙烯与丁烯体积比是1∶4，故正确选项为D。

答案 D
9．(2018·湖南六校联考)有一种苯的同系物，分子式为C9H12，
苯环上只含有一个取代基，则其与氢气完全加成后的产物的一溴代物有(不考虑立体异构)()
A．11种B．12种
C．13种D．14种
答案 C
10．下列关于烃的性质描述中正确的是()
A．实验室可用H2除去乙烷中的乙烯
B．在催化剂作用下，苯能与溴水反应生成溴苯
C．乙烯结构中含有碳碳双键，苯中不含碳碳双键，但二者均可发生加成反应
D．C2H6与Cl2发生取代反应，C2H4与HCl发生加成反应，均可得到纯净的C2H5Cl
解析此反应不易操作，实验室不能用H2除去乙烷中的乙烯，A项错误；在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，B项错误；乙烯和苯均可与氢气发生加成反应，C项正确；C2H4与HCl发生加成反应，可得到纯净的C2H5Cl，C2H6与Cl2发生取代反应得不到纯净的C2H5Cl，D项错误。

答案 C
11．对三联苯()是一种有机合成的中间体。

下列关于对三联苯的说法中正确的是()
A．对三联苯属于苯的同系物
B．对三联苯分子中至少有16个原子共平面
C．对三联苯的一氯取代物有6种
D．对三联苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析对三联苯中含有3个苯环，其结构与苯不相似，不属于苯的同系物，A项错误；因为苯环是平面正六边形结构，与苯环直接相连的原子一定在同一平面内，若将苯环围绕连接苯环的碳碳键转动，则有部分原子会不在同一平面，但是无论怎样转动，至少共平面的原子数为11＋1＋1＋1＋2＝16个，B项正确；对三联苯的结构对称，共有4种位置的H元素，则对三联苯的一氯取代物有4种，C项错误；对三联苯分子中不存在碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色，D项错误。

答案 B
12．(2018·江西师大附中月考)三位分别来自法国、美国、荷兰的科学家因研究“分子机器的设计与合成”而获得2016年诺贝尔化学奖。

纳米分子机器日益受到关注，机器的“车轮”常用组件如下，下列说法正确的是()
A．①③均能发生加成反应
B．①④互为同分异构体
C．①②③④均属于烃
D．①②③④的一氯代物均只有一种
解析①中含有苯环，能够与氢气加成，③中含有碳碳双键，能够发生加成反应，A项正确；①④分子中含有的碳原子数不同，化学式不同，不互为同分异构体，B项错误；③中只含有碳原子，不属于烃，C项错误；①②④中含有不止一种氢原子，一氯代物不止一种，③中无氢原子，无一氯代物，D项错误。

答案 A
13．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C x H y完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，
耗氧量越大，CH 4、C 2H 4、C 2H 6中的y x 依次为41、42、62
，故CH 4耗O 2最多。

(2)等物质的量的烃C x H y 完全燃烧时，⎝ ⎛⎭
⎪⎫x ＋y 4的值越大，耗氧量越大，CH 4、C 2H 4、C 2H 6的⎝ ⎛⎭
⎪⎫x ＋y 4依次为1＋44＝2、2＋44＝3、2＋64
＝3.5，故C 2H 6耗O 2最多。

(3)n (CO 2)＝n (C)，因为等质量的CH 4、C 2H 4、C 2H 6的n (C)分别为116×1、128×2、130×2，128
×2最大，故C 2H 4生成的CO 2最多；n (H 2O)＝n (H 2)，因为等质量的CH 4、C 2H 4、
C 2H 6的n (H 2)分别为116×2、128×2、130×3，116
×2最大，故CH 4生成的H 2O 最多。

(4)温度≥100 ℃条件下，当烃C x H y 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CH 4、C 2H 4，故答案为CH 4、C 2H 4。

答案 (1)CH 4 (2)C 2H 6 (3)C 2H 4 CH 4
(4)CH 4、C 2H 4
14．(2018·河北保定联考)为了验证凯库勒有关苯环的观点，甲同学设计了如下实验方案。

①按如图所示的装置图连接好各仪器；
②检验装置的气密性；
③在A中加入适量的苯和液溴的混合液体，再加入少量铁粉，塞上橡皮塞，打开止水夹K1、K2、K3；
④待C中烧瓶收集满气体后，将导管b的下端插入烧杯D中，挤压预先装有水的胶头滴管的胶头，观察实验现象。

请回答下列问题：
(1)A中所发生反应的反应类型为__________，能证明凯库勒观点错误的实验现象是______________________。

(2)装置B的作用是__________________。

(3)C中烧瓶的容积为500 mL，收集气体时，由于空气未排尽，最终水未充满烧瓶，假设烧瓶中混合气体对H2的相对密度为37.9，则实验结束时，进入烧瓶中的水的体积为__________mL。

(空气的平均相对分子质量为29。

)
(4)实验前应对A、B、C三个装置的气密性进行逐一检查，则检查装置C气密性的操作为____________________________________。

解析如果苯分子中碳碳间以单、双键交替结合成环状，就应有烯烃的性质，如与溴发生加成反应等，而不会与溴发生取代反应生成HBr。

而在甲同学的实验中，通过在圆底烧瓶C内观察到“喷泉”现象，说明苯与溴发生了取代反应，有HBr生成，从而证明凯库勒的观点是错误的。

烧瓶C中混合气体的平均相对分子质量为37.9×2＝75.8，利用十字交叉法可求得空气与HBr气体的体积之比为1∶9，即HBr的体积＝500 mL×9
＝450 mL。

10
答案(1)取代反应C中产生“喷泉”现象
(2)除去未反应的苯蒸气和溴蒸气
(3)450(4)关闭K2，打开K3，将装置C中导管b的下端插入水中，双手捂热烧瓶，若观察到管口有气泡产生，则说明装置C的气密性良好
15．下表是关于有机物甲、乙的信息：
甲乙
①能使溴的四氯化碳溶液褪色
②分子比例模型为
③能与水在一定条件下反应①由C、H两种元素组成
②分子球棍模型为
(1)甲与溴的四氯化碳溶液反应的生成物的名称为__________________；写出一定条件下甲发生聚合反应的化学方程式_______________________________________。

(2)甲的同系物用通式C n H m表示，乙的同系物用通式C x H y表示，当C n H m、C x H y分别出现同分异构体时，碳原子数的最小值n＝__________，x＝________。

(3)乙具有的性质是________(填序号)。

①无色无味液体
②有毒
③不溶于水
④密度比水大
⑤能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
⑥任何条件下均不与氢气反应
⑦与溴水混合后液体分层且上层呈橙红色
解析由信息知，甲是乙烯，乙是苯。

乙烯存在碳碳双键，能发
生加成反应，CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br(1,2-二溴乙烷)，还
能发生加聚反应n CH 2===CH 2――→催化剂 CH 2—CH 2。

当C n H m 、C x H y
分别出现同分异构体(分别为甲、乙的同系物)时，碳原子数的最小值n ＝4、x ＝8，对应物质的化学式为C 4H 8、C 8H 10。

苯在常温下是一种无色、带有特殊气味的液体，有毒，密度比水小，不溶于水。

答案 (1)1,2-二溴乙烷 n CH 2===CH 2――→催化剂
CH 2—CH 2 (2)4 8 (3)②③⑦。