化学必修 第二册专题8 有机化合物的获得与应用第一单元 化石燃料与有机化合物第四课时课时训练

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1.[2023江苏扬州统考期末]下列有关苯的说法正确的是( )
A.无色无味的液体
B.C、H元素质量比为6∶1
C.能溶于水
D.密度比水小
2.[2023江苏常州第一中学期末]关于苯及苯的同系物的说法,不正确的是( )
A.利用甲苯的硝化反应可以制得TNT炸药
B.苯与甲苯互为同系物,可以用酸性KMnO4溶液进行鉴别
C.苯和溴水振荡后,由于发生化学反应而使溴水层颜色变浅
D.煤焦油中含有苯和甲苯,可用分馏的方法把它们从煤焦油中提取出来
3.[2023江苏宿迁宿豫中学阶段练习]煤是“工业粮食”,煤燃烧时不仅产生我们所需的能量,同时还会生成大量的污染物,为了减少煤的燃烧对环境的污染,将煤转化为高热值的清洁燃料,煤的干馏属于煤的综合利用之一,下列关于煤的干馏的叙述,不正确的是( )
A.将煤加强热而分解的过程叫作煤的干馏
B.煤的干馏和石油的分馏的本质区别是干馏是化学变化而分馏是物理变化
C.工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到,它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中
D.煤干馏的一个主要目的是得到冶金用的优质焦炭
4.[2023江苏常州高级中学阶段练习]下列说法中正确的是( )
A.在光照条件下,CH4与Cl2充分反应,得到的产物中物质的量最多的是HCl
B.溴水加入苯中振荡静置后分层,水层颜色变浅,说明苯与溴发生加成反应
C.所有的烷烃中都含有碳碳单键
D.与互为同分异构体
5.[2023江苏镇江中学阶段练习]1,4-二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成,其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A.该物质属于芳香烃
B.该分子中处于同一直线上的原子最多有6个
C.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.该分子中所有原子可能位于同一平面上
6.将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。下列图示现象正确的是( )
ABCD
7.加成反应是有机化学中的一类重要的反应,下列属于加成反应的是( )
A.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应
B.将苯滴入溴水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
D.甲烷与Cl2混合,光照后黄绿色消失
8.如图是实验室干馏煤的装置图,回答相关问题:
(1)指出图中仪器的名称:c ,d 。
(2)仪器d的作用是 ,c中液体主要有水、 ,其中水里有 ,可以用 检验出来;有机化合物可以通过 方法将其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体在工业上叫作焦炉煤气,其主要成分是 ,火焰的颜色是 。
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9.能说明苯分子苯环的平面正六边形结构中,碳碳键不是碳碳单键和碳碳双键交替排布的事实是( )
A.苯的一元取代物没有同分异构体
B.苯的间位二元取代物只有一种
C.苯的邻位二元取代物只有一种
D.苯的对位二元取代物只有一种
10.将苯分子中的一个碳原子换成一个氮原子,得到一种类似苯环结构的稳定有机化合物,此有机化合物的相对分子质量为( )
A.78 B.79 C.80 D.81
11.在实验室中,下列除去杂质的方法不正确的是( )
A.溴苯中混有溴,将其加入NaOH稀溶液中反复洗涤、分液
B.乙烷中混有乙烯,在一定条件下通入氢气,使乙烯转化为乙烷
C.硝基苯中混有浓硝酸和浓硫酸,将其加入NaOH溶液中,静置、分液
D.乙烯中混有SO2和CO2,将其通入NaOH溶液中洗气
12.下列关于苯的叙述正确的是( )
A.反应①为取代反应,反应产物均不溶于水
B.反应③为取代反应,有机产物是一种烃
C.反应④中1 ml苯最多与3 ml H2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键
D.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
13.如图所示是实验室模拟煤的干馏的实验装置图,下列相关叙述错误的是( )
A.图示实验中发生了化学变化
B.液体X的pH>7,Y是一种黑色黏稠状液体
C.气体Z易燃,且可还原CuO
D.液体Y是一种纯净物
14.关于化合物2-苯基丙烯(),下列说法不正确的是( )
A.分子中所有原子共平面
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.可以发生加成反应
D.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应
15.利用煤化工所得的苯可合成甲苯、乙苯、环己烷,其反应如下:
①+CH3Cl(甲苯)+HCl
②CH2CH2+
(乙苯)
③+3H2
下列说法正确的是( )
A.反应①②③均属于加成反应
B.溴水中加入苯,可发生取代反应
C.乙苯中所有碳原子一定在同一平面上
D.能用溴水判断反应②所得的乙苯中是否混有乙烯
16.甲苯是对煤的综合利用得到的产物之一,其结构简式为。试回答下列问题:
(1)苯与甲苯的相互关系为 (填字母)。
A.同分异构体 B.同位素
C.同素异形体 D.同系物
(2)甲苯燃烧时的现象为 ,1 ml 甲苯完全燃烧消耗氧气的物质的量为 。
(3)甲苯苯环上的一氯代物有 种。
(4)已知具有结构的物质可被酸性高锰酸钾溶液氧化。区分苯和甲苯的试剂是 (写名称)。
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17.人们对苯的认识有一个不断深化的过程。
德国科学家米希尔里希通过蒸馏安息香酸()和石灰的混合物得到液体,命名为苯。
(1)苯不能使溴水褪色,性质类似烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程式:
。
(2)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出一种分子式为C6H6,只含碳碳三键一种官能团且无支链的链烃的结构简式:
。
(3)烷烃中脱去2 ml氢原子形成1 ml双键要吸热,但1,3-环己二烯()脱去2 ml氢原子变成苯却放热,可推断苯比1,3-环己二烯 (填“稳定”或“不稳定”)。
(4)凯库勒(下图)提出了苯的碳碳单键和碳碳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,它不能解释下列事实的是 (填字母)。
a.苯不能使溴水褪色
b.苯能与H2发生加成反应
c.溴苯没有同分异构体
d.邻二溴苯只有一种
(5)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是 。
18.某校学生用如图所示装置进行实验(夹持装置略),探究苯与液溴发生反应的原理,并分离、提纯反应产物。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称为 ,冷凝管所起的作用为导气和 。
(2)三颈烧瓶中主要反应的化学方程式为 。
(3)实验开始时,关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。Ⅲ中小试管内CCl4的作用是 。
(4)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象为
。
(5)反应结束后,要让装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是
,
简述这一操作的方法: 。
(6)将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。
①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;②用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;③用蒸馏水洗涤,振荡,分液;④加入无水CaCl2粉末干燥;⑤ (填操作名称)。
第4课时 煤的综合利用 苯
1.D 解析 常温下,苯为无色、有芳香气味的液体,故A错误;苯的分子式为C6H6,故C、H元素质量比为(12×6)∶(1×6)=12∶1,故B错误;苯不溶于水,故C错误;苯的密度比水小,故D正确。
2.C 解析 甲苯与浓硝酸发生取代反应生成TNT炸药的成分2,4,6-三硝基甲苯,A正确;甲苯能与酸性高锰酸钾溶液反应使其褪色,苯不与酸性高锰酸钾溶液反应,可用酸性高锰酸钾溶液鉴别,B正确;苯与液溴反应,与溴水不反应,溴水层颜色变浅是因为溴溶于苯中,未发生化学反应,C错误;苯和甲苯沸点不同,且差异较大,可用分馏的方式将它们从煤焦油中提取出来,D正确。
3.A 解析 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热,直接加强热煤会燃烧而不能分解,故A错误;煤干馏是煤隔绝空气加强热而分解的过程,生成了焦炭、煤焦油等新物质,是化学变化,石油的分馏则是用加热和冷凝的方法把石油分离出不同沸点范围的产物,是物理变化,这是两者的本质区别,故B正确;煤焦油中含有苯、萘等,工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到,它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中,故C正确;煤干馏可以得到多种化工原料,煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气、粗氨水等产物,煤干馏的一个主要目的是得到冶金用的优质焦炭,故D正确。
4.A 解析 在光照条件下,CH4与Cl2充分反应,每一步取代反应都会生成HCl,故得到的产物中物质的量最多的是HCl,A正确;溴水加入苯中振荡静置后分层,水层颜色变浅,是因为苯萃取了溴,B错误;烷烃是一类有机化合物,分子中的碳原子都以单键相连,其余的价键都与氢结合,但不是所有的烷烃中都含有碳碳单键,例如甲烷,C错误; 同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物,两者不互为同分异构体,而是同一种物质,D错误。
5.B 解析 该物质中只有C、H两种元素,且含有苯环,故该物质属于芳香烃,A正确;分子中含有两个碳碳三键、两个苯环,根据苯和乙炔的结构特点可知,该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个,处于同一直线上的碳原子和氢原子最多有10个,B错误;该物质中含有碳碳三键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;两个碳碳三键为直线形结构,碳碳单键可以转动,两个苯环所在的平面可能位于同一平面上,故分子中所有原子可能位于同一平面上,D正确。
6.D 解析 苯与汽油互溶,且二者密度均比水小,则二者在上层,水在下层。
7.A 解析A中反应为CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br,属于加成反应;B中未发生化学反应,苯萃取了溴;C中乙烯发生氧化反应;D中CH4与Cl2光照发生取代反应。
8.答案 (1)U形管 烧杯 (2)冷凝 煤焦油和粗苯 氨
酚酞溶液 分馏 (3)H2、CH4、C2H4 淡蓝色
解析 本实验是用酒精喷灯给煤隔绝空气加强热使其分解的煤的干馏实验,生成焦炉煤气、煤焦油、粗苯、粗氨水和焦炭等。反应后b硬质玻璃管中剩下的灰黑色的固体是焦炭,U形管中的液体分层,上层是澄清、透明的水溶液,因溶有NH3而显碱性,可以用酚酞溶液检验。下层的黑色黏稠物是煤焦油和粗苯,能利用分馏的方法分离。e处焦炉煤气主要成分有H2、CH4和C2H4,燃烧火焰为淡蓝色。
9.C 解析 如果苯为碳碳单键和碳碳双键交替结构,则苯的邻位二元取代物可表示为和,可以看到两取代基连接的两个碳中间可能是单键也可能是双键,即这两种结构不可能重合,邻位二元取代产物为两种,而苯的邻位二元取代产物只有一种可说明苯环中的碳碳键不是碳碳单键和碳碳双键交替结构,C符合题意。
10.B 解析 苯分子中的一个碳原子换成一个氮原子,相对分子质量增加2。但容易忽视的一点是碳在分子中形成四个键,而氮在分子中形成三个键,则换上氮原子后分子中还减少一个氢原子:
,
的相对分子质量为78+2-1=79。
11.B 解析 NaOH与Br2发生反应,产物溶于水,而溴苯不能反应,密度比水大,所以溴苯中混有溴,将其加入NaOH稀溶液中反复洗涤、分液就可以除去,A正确;乙烯和氢气发生加成反应,但乙烷中易引入新杂质氢气,不能除杂,B错误;硝基苯中混有浓硝酸和浓硫酸,将其加入NaOH溶液中,酸与碱发生中和反应,产物溶于水,而硝基苯难溶于水,然后静置、分液,就可以将其中的杂质除去,C正确;乙烯中混有CO2和SO2,可以利用它们都是酸性氧化物,与碱发生反应产生可溶性的盐,而乙烯不能反应,通过洗气除去,D正确。
12.D 解析 苯与液溴发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,溴苯不溶于水,溴化氢易溶于水,故A错误;苯能与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯,硝基苯中除了含有C、H元素,还含有N元素和O元素,不属于烃,故B错误;苯分子中没有碳碳双键,而是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间特殊的键,故C错误;苯仅含有C、H两种元素,能与氧气在点燃条件下燃烧,发生氧化反应,因含碳量高,燃烧时火焰明亮并带有浓烟,故D正确。
13.D 解析 图中发生化学变化;煤的干馏产品液体X为粗氨水,溶液呈碱性,pH>7;Y呈液态,故为煤焦油和粗苯,属于混合物;气体Z为焦炉煤气,含有H2、CH4、C2H4等,容易燃烧,可以还原CuO。
14.A 解析 2-苯基丙烯分子中含有甲基,故该分子中不可能所有原子共平面,A错误;2-苯基丙烯分子中苯环的侧链上含有碳碳双键,它能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应而使其褪色,B正确;类比乙烯,2-苯基丙烯能发生加成反应,C正确;铁粉、液溴是在苯环上发生溴代反应的条件,D正确。
15.D 解析 反应①为取代反应,反应②③为加成反应,A错误;在催化剂作用下液溴与苯发生取代反应,而溴水与苯不反应,B错误;乙苯分子中的甲基碳原子与其他碳原子不一定在同一平面上,C错误;若乙苯中混有乙烯,加入溴水时溴水褪色,D正确。
16.答案 (1)D (2)火焰明亮,冒浓烟 9 ml (3)3
(4)酸性高锰酸钾溶液
解析 (1)和结构相似,都含苯环,且组成上相差1个“CH2”原子团,故互为同系物。
(2)甲苯的分子式为C7H8,碳含量高,故燃烧时火焰明亮,冒浓烟,1mlC7H8完全燃烧消耗O2的物质的量为7+ml=9ml。
(3)甲苯苯环上的一氯代物有3种:(邻位)、(间位)、(对位)。
(4)根据题中信息,甲苯可被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此可用酸性KMnO4溶液鉴别苯和甲苯。
17.答案 (1)+Br2+HBr (或+HNO3+H2O)
(2)HC≡C—C≡C—CH2—CH3
(或HC≡C—CH2—C≡C—CH3或
HC≡C—CH2—CH2—C≡CH或H3C—C≡C—C≡C—CH3)
(3)稳定 (4)ad (5)介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的共价键
解析 (1)苯可与液溴或浓硝酸发生取代反应。
(2)一种分子式为C6H6,只含碳碳三键一种官能团且无支链的链烃的结构应含有2个碳碳三键,因此结构简式可能为HC≡C—C≡C—CH2—CH3、HC≡C—CH2—C≡C—CH3、HC≡C—CH2—CH2—C≡CH、H3C—C≡C—C≡C—CH3。
(3)1,3-环己二烯()脱去2ml氢原子变成苯放热,说明苯的能量低于1,3-环己二烯,因此苯比1,3-环己二烯稳定。
(4)若苯是碳碳单键和碳碳双键交替结构,则碳碳双键可与溴水发生加成反应,使溴水褪色。如果苯分子为碳碳单键和碳碳双键交替结构,和将是不同的物质,因此选ad。
(5)见答案。
18.答案 (1)分液漏斗 冷凝回流 (2)+Br2+HBr (3)吸收溴蒸气 (4)Ⅲ中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀 (5)使混合液分层,最下层为溴苯,从而可以提取溴苯 反应结束后关闭K1,打开K2 (6)蒸馏
解析 实验原理为溴与苯在铁丝催化下剧烈反应,放出大量热,此时由于K1打开,溴蒸气和反应得到的HBr到了Ⅲ,溴溶于CCl4,HBr与硝酸银反应得到沉淀。剩余的HBr和溴被NaOH溶液吸收。完成后关闭K1由于温度下降,气压负差,此时打开K2会使水被吸入Ⅱ,液体分层,便于提纯。
(1)仪器A的名称为分液漏斗,冷凝管所起的作用为导气和冷凝回流。
(2)三颈烧瓶中苯和液溴反应生成溴苯的化学方程式为+Br2+HBr。
(3)因该实验的目的是要探究苯与液溴发生反应的原理,若为加成反应无HBr生成,而取代反应则有,通过Ⅲ中硝酸银溶液内是否出现淡黄色沉淀来证明反应类型为取代反应还是加成反应。故需先除去溴蒸气的干扰。
(4)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是Ⅲ中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀。
(5)反应结束后,要让装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中,这样操作的目的是使混合液分层,下层为溴苯,从而可以提取溴苯。反应结束后关闭K1,由于温度下降,气压负差,此时打开K2会使水被吸入Ⅱ。
(6)利用沸点差异,采取蒸馏的方式。