苏教版高中化学必修第二册专题8第1单元第3课时煤的综合利用苯练习含答案

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第3课时　煤的综合利用　苯 基础巩固 1.下列说法正确的是(　　)。 A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等物质,通过煤的干馏即可得到这些物质 B.煤燃烧时,会产生大量的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等污染物 C.煤是以单质碳为主的复杂混合物 D.把煤高温加强热就是煤的干馏 答案:B 解析:煤经干馏得到的煤焦油中可分离出苯、甲苯、二甲苯等,而煤中不含有这些物质,A错误;煤中除含有C、H元素外还含有N、S、O等元素,故燃烧时会产生一系列大气污染物,B正确;煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物,C错误;煤干馏时要隔绝空气,D错误。 2.下列关于煤的综合利用的叙述中,不正确的是(　　)。 A.煤的气化是对其进行加热直接变为气体 B.煤干馏可以得到冶金用的优质焦炭 C.煤的干馏和石油的分馏的本质差别是:干馏是化学变化而分馏是物理变化 D.工业上苯、甲苯等可由煤干馏得到,其存在于干馏所得的煤焦油中 答案:A 解析:煤的气化主要是高温下煤和水蒸气作用得到CO、 H2等气体,A项错误;煤干馏的产物主要是焦炭,同时得到焦炉煤气、煤焦油等物质,B项正确;煤干馏时发生了分解反应,是化学变化;分馏是利用沸点不同而分开混合物中的各成分,是物理变化,C项正确;煤干馏能得到煤焦油,苯、甲苯等主要存在于煤焦油中,D项正确。 3.有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.煤是可再生能源 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,原子利用率均达到100% 答案:D 解析:煤是不可再生能源,A项错误;煤是有机物和无机物组成的复杂混合物,通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物,B项错误;①是煤的干馏,煤在隔绝空气的情况下加强热的过程称为煤的干馏,C项错误;甲醇(CH4O)可变为(CO)1(H2)2,乙酸(C2H4O2)可变为(CO)2(H2)2,D项正确。 4.苯与液溴在一定条件下反应除生成溴苯外,还常常同时生成邻二溴苯、对二溴苯等次要产物,形成粗溴代苯混合物。有关物质的沸点、熔点如下,下列说法正确的是(　　)。 A.苯与液溴发生加成反应生成邻二溴苯 B.溴苯与两种二溴苯互为同系物 C.苯及各种二溴苯分子中所有的原子分别都在同一平面内 D.用蒸馏的方法可从粗溴代苯混合物中首先分离出对二溴苯 答案:C 解析:苯与液溴发生取代反应生成邻二溴苯,A项错误;同系物结构要相似,分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团,所以溴苯与两种二溴苯不是同系物,B项错误;苯为平面形结构,所有的原子都在同一平面上,苯分子中两个氢原子被两个溴原子取代,二溴苯分子中所有的原子仍都在同一平面内,C项正确;首先分离出沸点最低的物质是苯,而不是对二溴苯,D项错误。 5.用括号内的试剂除去下列各物质中少量的杂质,正确的是(　　)。 A.溴苯中的溴(碘化钾溶液) B.硝基苯中溶有硝酸(NaOH溶液) C.乙烷中的乙烯(氢气) D.苯中的甲苯(溴水) 答案:B 解析:A项,溴能氧化碘化钾,生成的碘仍会溶于溴苯中;B项,硝酸与NaOH反应后,与硝基苯分层,再用分液法即得到硝基苯;C项,乙烯与氢气既不易发生反应,也无法控制用量;D项,苯和甲苯都不与溴水反应,且都可萃取溴。 6.下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是(　　)。 A.甲烷与氯气在光照条件下反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷 C.苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液反应生成油状液体;乙烯与水生成乙醇的反应 D.在苯中滴入溴水,溴水褪色;乙烯与溴水反应 答案:C 解析:A项,前者为取代反应,后者为氧化反应;B项,两者均为加成反应;D项,前者为物理变化,后者为加成反应。 7.苯与乙烯相比较,下列叙述正确的是(　　)。 A.都可以与溴水发生加成反应 B.都容易发生加成反应 C.乙烯易发生加成反应,苯不能发生加成反应 D.乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化,而苯不能 答案:D 解析:苯与溴水可以发生萃取,乙烯可以与溴水发生加成反应,A项错误;乙烯易发生加成反应,而苯只有在特殊条件下才能发生加成反应,B、C两项错误;乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化而苯不能,D项正确。 8.实验室制取硝基苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述错误的是(　　)。 A.试剂加入顺序:先加浓硝酸,再加浓硫酸,最后加入苯 B.实验时,水浴温度需控制在50~60 ℃ C.长玻璃导管起冷凝回流苯和硝酸的作用,以提高反应物转化率 D.反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、结晶,得到硝基苯 答案:D 解析:试剂加入顺序:先加浓硝酸,再加浓硫酸,最后加入苯,A项正确; 实验时,水浴温度需控制在50~60 ℃,B项正确; 长玻璃导管起冷凝回流苯和硝酸的作用,以提高反应物转化率,C项正确; 反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、分液(不是结晶),得到硝基苯,D项错误。 9.某同学想以“研究苯分子的结构”为题目做一次探究活动,下面是其活动记录,请你补全所缺内容。 (1)理论推测:他根据苯的结构简式,推测苯分子中有两种不同的碳碳键,即　　　　　　和　　　　　　　,因此它可以使紫色的酸性KMnO4溶液褪色。  (2)实验验证:他取少量的上述溶液加入试管中,然后加入苯,充分振荡,发现 　　　　。 (3)实验结论:上述的理论推测是　　　(填“正确”或“错误”)的。  (4)经查阅有关资料,发现苯分子中六个碳原子之间的键　　　　(填“相同”或“不相同”),是一种　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　键,应该用　　　　　　表示苯分子的结构更合理;苯分子中的六个碳原子和六个氢原子　　　　(填“在”或“不在”)同一个平面上,溴苯中的溴原子　　　(填“在”或“不在”)苯环平面上。  答案:(1)碳碳单键　碳碳双键 (2)液体分层,下层溶液呈紫色 (3)错误 (4)相同　介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价　　在　在 解析:(1)苯环的结构简式为,故推测苯分子中含有两种碳碳键:碳碳双键和碳碳单键;(2)苯难溶于水,且密度比水的小,液体分层,苯在上层;(3)向酸性高锰酸钾溶液中加入苯溶液不褪色,说明分子中不含碳碳双键,故理论推测是错误的;(4)苯分子中的碳碳键,既不是碳碳单键也不是碳碳双键,是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键,用表示苯的结构更合理;苯分子中的12个原子都在同一平面内,溴苯的结构可看作是苯分子中的一个H原子被溴原子取代,故溴原子也在苯环平面上。 能力提升 1.下列有机化合物分子中所有原子一定在同一平面内的是(　　)。 ①　②　③ ④ A.①③ B.②③ C.①④ D.①②③④ 答案:C 解析:①苯是平面结构,分子中所有原子处于同一平面内; ②甲苯中含有甲基,具有四面体结构,所有原子不可能处于同一平面;③苯和乙烯都是平面结构,但是两个平面不一定在同一平面内;④苯是平面结构,乙炔是直线结构,炔基取代苯分子中H原子后,仍在苯分子的平面上。 2.下列关于苯的叙述正确的是(　　)。 A.反应①为取代反应,有机产物与水混合浮在上层 B.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并伴有浓烟 C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃 D.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子中含有三个碳碳双键 答案:B 解析:A项,反应①生成的溴苯不溶于水,与水分层,错误;C项,反应③的产物是硝基苯,不是烃,错误;D项,苯分子中无碳碳双键,错误;故选B。 3.对于苯乙烯()有下列叙述:①能使酸性KMnO4溶液褪色;②能使溴的四氯化碳溶液褪色;③可溶于水;④可溶于苯中;⑤能与浓硝酸发生取代反应。其中正确的是(　　)。 A.①②③④⑤ B.①③⑤ C.①②④⑤ D.②③④ 答案:C 解析:苯乙烯中含有苯环和碳碳双键,故应具有苯和乙烯的性质,如碳碳双键既可使酸性KMnO4溶液褪色,又可使溴的四氯化碳溶液褪色,而苯能发生硝化反应;苯乙烯属于烃类,而烃都难溶于水而易溶于有机溶剂(如苯),故C正确。 4.甲、乙、丙、丁分别是乙烷、乙烯、乙炔、苯中的一种。 ①甲、乙能使溴的四氯化碳溶液褪色。乙与等物质的量的H2反应生成甲,甲与等物质的量的H2反应生成丙。 ②丙既不能使溴的四氯化碳溶液褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色。 ③丁能使溴水褪色的原因与甲能使溴水褪色的原因不同,丁也不能使酸性KMnO4溶液褪色,但丁在一定条件下可与溴发生取代反应。相同条件下,丁蒸气的密度是乙密度的3倍。 根据以上叙述回答下列问题。 (1)写出甲的结构简式:　　　　　,乙的结构式:　　　　　,丙分子中含有的化学键类型是　　　　　　;  (2)写出丁与液溴在催化剂作用下发生取代反应的化学方程式: 　　　　　　　　; (3)写出甲使溴的四氯化碳溶液褪色的化学方程式: 　　　　　　　　　。  答案:(1)CH2CH2　　共价键 (2)+Br2+HBr (3)CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br 解析:根据题意可推知:甲为乙烯,乙为乙炔,丙为乙烷,丁为苯。 (1)甲的结构简式为CH2CH2;乙的结构式为;丙为乙烷,含C—C、C—H共价键。 (2)苯与液溴在催化剂作用下发生取代反应的化学方程式为+Br2+HBr。 (3)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色的化学方程式为CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br。 5.实验室制备硝基苯的实验装置(夹持装置已省略)和步骤如下。 ①把18 mL(15.84 g)苯加入A中; ②取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸,将混合酸小心加入B中; ③向室温下的苯中逐滴加入混合酸,边滴边搅拌,混合均匀; ④在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束; ⑤将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗涤; ⑥向分出的产物中加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210 ℃馏分,得到纯硝基苯18.00 g。 请回答下列问题。 (1)装置B的名称是　　　　　　　,装置C的作用是　　　　　　　　　。  (2)实验室制备硝基苯的化学方程式是  　　　　　　　　　。  (3)配制混合酸时,　　　　(填“能”或“不能”)将浓硝酸加入浓硫酸中,说明理由　 　　　　　　　　 。 (4)为了使反应在50~60 ℃下进行,常用的方法是　　　　　　　　。  (5)在洗涤操作中,第二次水洗的作用是 　　　　　　　　 　。  答案:(1)分液漏斗　冷凝回流、平衡气压 (2)+HNO3+H2O (3)不能　容易发生迸溅 (4)水浴加热 (5)洗去残留的NaOH及生成的盐 解析:(1)由仪器结构特征可以知道,装置B为分液漏斗,装置C为球形冷凝管,苯与浓硝酸都易挥发,所以C起冷凝回流作用,目的是提高原料利用率;(2)实验室用苯和浓硝酸在浓硫酸作催化剂的条件下制备硝基苯,其化学方程式为+HNO3+H2O; (3)浓硝酸与浓硫酸混合会放出大量的热,如将浓硝酸加入浓硫酸中,浓硝酸的密度小于浓硫酸的密度,可能会导致液体迸溅,因此不能将浓硝酸加入浓硫酸中;(4)反应在50~60 ℃下进行,低于水的沸点,可以利用水浴加热控制;(5)先用水洗除去浓硫酸、浓硝酸,再用氢氧化钠溶液除去溶解的少量酸,最后水洗除去未反应的NaOH及生成的盐。物质苯溴苯邻二溴苯对二溴苯沸点/℃80.1156.2225220.13熔点/℃5.5-30.77.187.33