突破训练（三）.doc

甲烷　乙烯　苯 煤、石油、天然气的综合利用 突破训练（一）‎ ‎1. 下列化学用语正确的是 (　　)‎ A.结构简式(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷,也可以表示异丁烷 B.丙烷分子的比例模型:‎ C.甲烷分子的球棍模型:‎ D.丙酸的键线式:‎ ‎[解析] A项为异丁烷的结构简式,B项为丙烷分子的球棍模型;C项为甲烷分子的比例模型。‎ ‎2.下列有关甲烷的描述正确的是 (　　)‎ A.将等物质的量的CH4与氯气混合后光照,只能生成CH3Cl与HCl B.CH4不能使强氧化剂KMnO4褪色,故CH4没有还原性 C.甲烷通过取代反应可转化为难溶于水且密度比水小的CCl4‎ D.天然气的主要成分是甲烷,它是一种清洁能源 ‎[解析] 甲烷在光照条件下与氯气可发生一系列的取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl,A错误;甲烷在氧气中燃烧表现出还原性,B错误;CCl4的密度比水的密度大,C错误;天然气完全燃烧时生成CO2、H2O,D正确。‎ ‎3.下列说法正确的是 (　　)‎ A.甲苯中所有原子都处于同一平面内 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] 甲苯相当于苯基取代了CH4中的一个H原子,CH4‎ 12‎ 中所有原子不共面,因此甲苯中所有原子不共面;乙烯与Cl2、H2可发生加成反应,甲烷可以与Cl2发生取代反应;苯能与H2发生加成反应,但不能被酸性KMnO4溶液氧化,甲烷也不能被酸性KMnO4溶液氧化。‎ ‎4.下列关于有机物的叙述正确的是 (　　)‎ A.异丁烷与正丁烷互为同分异构体 B.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物 C.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两者一定是同种物质 D.羧基、羟基、乙基都属于有机物的官能团 ‎[解析] 异丁烷与正丁烷分子式相同,均为C4H10,分子结构不同,互为同分异构体,A正确;结构相似,分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,互称同系物,B错误;两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两者最简式相同,不一定是同种物质,如乙炔和苯,C错误;乙基不属于有机物的官能团,D错误。‎ ‎5.相对分子质量为100的烃，且含有4个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)‎ A．3种 　　　　　　　　 B．4种 C．5种 　　　　　　　　 D．6种 解析：相对分子质量为100的烃，则该烃分子式为C7H16，且该烃含有4个甲基的同分异构体，主链中碳原子数目只能为5，相当于正戊烷中间碳原子上的2个氢原子被2个甲基取代得到的物质，CH3CH2CH2CH2CH3分子间氢原子被2个甲基取代，若取代同一碳原子上2个氢原子，有2种情况，若取代不同碳原子上氢原子，有2种情况，故符合条件的该烃的同分异构体有4种。‎ ‎6.湖北荆门某化工厂违规快递有毒化学品，因泄漏导致9人中毒，1人死亡。涉事有毒化学品名为氟乙酸甲酯(F—CH2COOCH3)，其具有—COO—结构的同分异构体还有(不考虑—O—F结构及立体异构)(　　)‎ A．4种 　　　　　　　　 B．5种 C．6种 　　　　　　　　 D．7种 解析：首先写出乙酸甲酯的同分异构体：①甲酸乙酯(HCOOCH2CH3)，②‎ 12‎ 丙酸(CH3CH2COOH)；然后进行氟取代：①有3种(F—COOCH2CH3、、HCOOCH2CH2—F)，②有2种()，加上乙酸甲酯氟取代的另外1种(CH3COOCH2—F)共有6种，故选C。‎ ‎7.有机化学中的结构可用键线式表示，如CH2===CHCH2Br可表示为。则有机物⊳===⊲的二氯代物有(　　)‎ A．2种 　　　　　　　　 B．3种 C．4种 　　　　　　　　 D．5种 解析：该有机物的二氯代物中，两个氯原子连在同一碳原子上的有1种，连在不同碳原子上的有3种，共4种，选项C正确。‎ ‎8.甲基环己烷可由甲苯与氢气加成制得，其环上一氯代物的同分异构体数目是(　　)‎ A．4 　　　　　　　　 B．3‎ C．2 　　　　　　　　 D．1‎ 解析：由甲基环己烷的结构简式可知，其环上的一氯取代位置如图 (没有标出氢原子)可知A选项正确。‎ ‎9.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 12‎ 解析：符合题目要求的苯的同系物有溴代物有6种，共13种。‎ ‎10．对下列化学用语的理解正确的是(　　)‎ A．CH4既可表示甲烷的分子式也是最简式 B．电子式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(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷，也可以表示异丁烷 解析　B项，电子式 H可以表示羟基，氢氧根离子应该表示为[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(CH3)2CHCH3表示异丁烷，正丁烷应该表示为CH3CH2CH2CH3。‎ ‎11.苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是(　　)‎ 12‎ A．与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应 B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯 D．在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯 解析：选C　“铁粉”“液溴”是苯乙烯()在苯环上发生溴代反应的条件，A项正确；含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项正确；与氯化氢的反应是发生在碳碳双键上的加成反应，产物是氯代苯乙烷，C项错误；含有碳碳双键，能发生加聚反应生成聚苯乙烯，D项正确。‎ ‎12.进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是(　　)‎ A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．(CH3)2CHCH3‎ C．(CH3)2CH—CH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH3‎ 解析：选D　能生成三种沸点不同的产物，即生成三种一氯代物。A中有5种位置不同的氢，其一氯代物有5种，错误；B中有2种位置不同的氢，其一氯代物有2种，错误；C中含有2种等效氢，其一氯代物有2种，错误；D中有3种位置不同的氢，其一氯代物有3种，正确。‎ ‎13.分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)(　　)‎ A．7种 B．8种 C．9种 D．10种 解析：选C　C4H8Cl2可看作C4H10中的2个H被2个Cl取代得到的产物，C4H10有CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2两种异构体；2个Cl取代CH3CH2CH2CH3中同一碳原子和不同碳原子上的2个H分别有2种和4种不同结构；2个Cl取代CH3CH(CH3)2中同一碳原子和不同碳原子上的2个H分别有1种和2种不同结构。即符合条件的有机物共有9种。‎ ‎14．分子式为C6H12的烯烃且双键在链端的同分异构体有(不考虑立体异构)(　　)‎ 12‎ A．8种 B．7种 C．6种 D．5种 解析：选B　分子式为C6H12的烯烃只含有1个，其同分异构体中双键处于链端，当主碳链骨架为C===C—C—C—C—C时，结构有1种；当主碳链骨架为C===C—C—C—C时，甲基可处于2、3、4号碳原子上，结构有3种；当主碳链骨架为C===C—C—C，支链为乙基时，只能处于2号碳原子上，结构有1种，支链为2个甲基时，可以均处于3号碳原子上，也可以分别处于2号和3号碳原子上，结构有2种；主碳链骨架为C===C—C时，不能成立。因此有7种。‎ ‎14．分子式为C7H8，分子中含有苯环的烃的一氯代物有(　　)‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．7种 解析：选B　由题意可知该烃为，该有机物中等效氢为4种，分别为，其一氯代物有4种。‎ ‎15．下列说法中不正确的是(　　)‎ A．正戊烷、新戊烷、异戊烷互为同分异构体 B．互为同系物 C．四氯乙烯分子中所有原子都处于同一平面 D．扁桃酸()属于甲酸酯且有羟基直接连在苯环上的同分异构体共有13种 解析：选B　正戊烷、新戊烷和异戊烷的分子式均为C5H12，但结构不同，互为同分异构体，A项正确。同系物是指结构相似分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，三种分子的分子式依次为C6H6、C10H8、C14H10，其分子组成依次相差C4H2‎ 12‎ ‎，且结构不相似，不互为同系物，B项错误。四氯乙烯的结构类似乙烯，4个氯原子和2个碳原子共面，C项正确。当苯环上连有2个取代基(1个—OH和1个—CH2OOCH)时，存在邻、间、对位3种结构；当苯环上连有3个取代基(1个—OH、1个—OOCH、1个—CH3)时，即当—CH3、—OOCH处于邻位，—OH有4种位置，当—CH3、—OOCH处于间位，—OH有4种位置，当—CH3、—OOCH处于对位，—OH有2种位置，故符合条件的同分异构体有3＋4＋4＋2＝13种，D项正确。‎ ‎16．乙烯的相关转化关系如图。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．甲与CH3OCH3互为同分异构体 B．X为Cl2‎ C．聚乙烯是纯净物 D．甲→乙的反应类型为取代反应 解析：选A　乙烯与水在一定条件下发生加成反应生成甲(CH3CH2OH)，甲(CH3CH2OH)与CH3OCH3互为同分异构体，A正确；乙烯与HCl在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2Cl，故X是HCl，B错误；聚乙烯(CH2—CH2)的聚合度n值不确定，故为混合物，C错误；甲(CH3CH2OH)在Cu作催化剂条件下发生氧化反应生成乙(CH3CHO)，D错误。‎ ‎17．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带有浓烟 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，是因为一个苯分子含有三个碳碳双键 解析：选B　反应①‎ 12‎ 为苯的溴代，生成的溴苯密度比水大，沉降在水底，A错误；反应③为苯的硝化，发生取代反应，生成的硝基苯为烃的衍生物，C错误；苯分子中无碳碳双键，D错误。‎ ‎18．100 ℃时，两种烃蒸气组成的混合气体完全燃烧后所得CO2和H2O的物质的量随混合烃总的物质的量变化如图所示。则下列对该混合烃组成的判断正确的是(　　)‎ A．一定含有甲烷 B．一定含有乙烯 C．一定含有苯 D．一定不含乙烯 解析：选A　由图像可知，当混合烃总的物质的量为1 mol时，生成的CO2和H2O的物质的量分别为1.6 mol和2 mol，故其平均分子组成为C1.6H4，由于碳原子数小于1.6的烃只有甲烷一种，因此一定含有甲烷。一个CH4分子中含4个氢原子，故另一种分子中一定含4个氢原子，且其碳原子数大于1.6，故可能含有乙烯或丙炔，一定不含有苯。‎ ‎19．乙烯和丙烯属于同系物。下列叙述正确的是(　　)‎ A．等质量的乙烯和丙烯完全燃烧耗氧量相同 B．丙烯分子中三个碳原子处于同一直线上 C．乙烯和丙烯与HCl加成均有两种产物 D．以丙烯为单体加聚可以生成 解析：选A　乙烯和丙烯的最简式均为CH2，故等质量的乙烯和丙烯完全燃烧时耗氧量相同，A项正确；乙烯中6个原子在同一平面上，但2个碳原子和与其相连的氢原子均不在一条直线上，丙烯可以看作甲基取代乙烯中的一个氢原子，因此丙烯分子中三个碳原子不可能处于同一直线上，B项错误；乙烯与HCl的加成产物为CH3CH2Cl，丙烯与HCl的加成产物为CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3，C项错误；以丙烯为单体加聚可以生成，D项错误。‎ 12‎ ‎20.已知A是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味;B的产量可以衡量一个国家石油化工发展的水平,有关物质的转化关系如图K32-3所示(部分反应条件、产物省略)。‎ 图K32-3‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)工业上,由石油获得石蜡油的方法称为　　　　　,由石蜡油获得B的方法称为　　　　。 ‎ ‎(2)①决定化合物A的化学特性的原子团的名称为　　　　。 ‎ ‎②B到A的反应类型为　　　　,A到E的反应类型为　　　　。 ‎ ‎③C的分子式为　　　;F的结构简式为　　　,其链节是　　　。 ‎ ‎(3)写出下列反应的化学方程式:‎ 反应②:　 。 ‎ 反应⑤:　 。 ‎ ‎(4)工业上制备H有以下两种方案:Ⅰ.乙烷与氯气反应;Ⅱ.乙烯与氯化氢反应。‎ 你认为最合理的方案是(填代号)　 　　　,理由是   　。 ‎ ‎【答案】(1)分馏　裂解 ‎(2)①羟基　②加成反应　酯化反应(或取代反应)‎ ‎③C2H4O　 　—CH2CH2—‎ ‎(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O ‎2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑‎ ‎(4)Ⅱ　乙烷与氯气发生的是取代反应,副反应多,产物不纯,产率低;乙烯与氯化氢发生的是加成反应,产物纯净,产率高 ‎[解析]‎ 12‎ ‎ 根据题干信息可推知,A是乙醇,B是乙烯;根据框图中的转化关系、反应条件和反应试剂可推得,C、D、E、F、G、H分别是乙醛、乙酸、乙酸乙酯、聚乙烯、乙醇钠、氯乙烷。(1)由石油分馏可以获得石蜡油,由石蜡油裂解可获得乙烯。(4)乙烷与氯气发生取代反应可发生六步反应,生成六种氯代烷和氯化氢,产物不纯,难以分离,产率低;乙烯与氯化氢发生加成反应,产物只有氯乙烷,产物纯净,原子利用率为100%,故方案Ⅱ最合理。‎ ‎21.某研究性学习小组设计实验用30 mL浓硫酸与10 mL无水乙醇共热制备乙烯气体、并测定乙醇转化成乙烯的转化率。已知生成的乙烯气体中含有SO2、CO2、乙醇和乙醚等杂质。有关数据如下:‎ 熔点/℃ ‎ 沸点/℃‎ 溶解性 颜色状态 密度g/cm3 ‎ 乙醇 ‎-114.1‎ ‎78.3 ‎ 与水、有机溶剂互溶 无色液体 ‎0.79 ‎ 乙醚 ‎-116.2‎ ‎34.5‎ 不溶于水,易溶于有机溶剂 无色液体 ‎0.713 5‎ ‎(1)制备乙烯 图K32-4‎ ① 从A~E中选择必要的装置完成实验,并按气流方向连接的顺序为　　　　　　　　　　　　(填仪器接口的字母编号)。 ‎ ‎②D装置中发生反应的离子方程式为    实验后,检验D溶液中含有C的实验方案为　　　。 ‎ ‎③E装置的主要作用是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)测定乙烯 反应结束后,用移液管移取C中溶液20 mL(不考虑溶液体积变化)于锥形瓶中,先加入约2 mL稀硫酸酸化,再用0.100 0 mol/L的Na2C2O4溶液滴定未反应完的KMnO4。‎ 已知:C2H4CO2+H2O;C2CO2+H2O;Mn→Mn2+‎ ‎④以下情况使得测定乙烯的量偏高的是 (　　)‎ A.在用蒸馏水清洗碱式滴定管后,直接装Na2C2O4标准液 12‎ B.锥形瓶清洗干净后残有大量水珠 C.滴定前,滴定管内无气泡,滴定后有气泡 D.读数时,滴定前平视,滴定后俯视 ‎⑤滴定终点的现象为　　　　　　　　。 ‎ ‎⑥已知用去Na2C2O4溶液20.00 mL,则乙醇转化成乙烯的转化率为　　　　。 ‎ ‎【答案】(1)①a→h　i→f　g→d　②SO2+2OH-S+H2O、CO2+2OH-C+H2O　取少许D溶液于试管中,先滴加足量的双氧水,然后再加入一定量的硫酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则证明D溶液中含有C　③冷凝并收集乙醚和乙醇 ‎(2)④CD　⑤溶液由浅紫色变成无色,且半分钟内不变色　⑥2.91%‎ ‎[解析] (1)①由于乙醇转变成乙烯气体的过程中同时含有SO2、CO2、乙醇和乙醚等杂质,而待选择的装置中只有酸性KMnO4溶液可以吸收乙烯用于定量测定,但是酸性KMnO4能同时氧化乙醇、SO2,这样就会使得测定结果出现较大误差,所以必须先除去这些杂质。结合题目中乙醇、乙醚性质的描述,可选择冰水冷却使乙醇、乙醚液化,选择NaOH溶液除去SO2、CO2。‎ ‎②D装置中的NaOH吸收SO2、CO2。检验其中的C时,常用的方法是用酸反应产生CO2,但S会影响C的检验,必须先除去,考虑到不能干扰C检验,可以将S氧化除去。‎ ‎③E装置中的冰水可以冷凝除去乙醇、乙醚。‎ ‎(2)除去杂质后,乙烯在酸性KMnO4溶液中氧化生成CO2,还原产物是Mn2+,剩余的KMnO4用稀硫酸酸化后用Na2C2O4滴定,Na2C2O4溶液水解呈碱性,需盛放在碱式滴定管中。④蒸馏水清洗碱式滴定管后直接装Na2C2O4标准液,残留的水会使标准Na2C2O4溶液稀释,导致滴定消耗的Na2C2O4溶液体积偏大,计算得到剩余的KMnO4偏多,与乙烯反应的KMnO4‎ 12‎ 偏少,结果偏小,A错误。锥形瓶清洗后残留的水不影响标准Na2C2O4溶液的消耗量,对实验结果无影响,B错误。滴定前无气泡,滴定后有气泡,滴定结束读数时,气泡被当成标准溶液体积读数,导致计算时带入的标准液体积偏小,计算得到剩余的KMnO4偏小,与乙烯反应的KMnO4偏多,结果偏大,C正确。滴定前平视,滴定后俯视,读出的标准液消耗体积偏小,类似C后半段分析,结果偏大,D正确。‎ ‎⑥KMnO4与Na2C2O4反应离子方程式为2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,反应消耗20.00 mL Na2C2O4时,参加反应的Mn:n(Mn)=×0.100 0 mol/L×0.020 00 L=8×10-4mol/L,原吸收液吸收乙烯时消耗KMnO4:n(Mn)=0.100 0 mol/L×0. 200 0 L-8×10-4mol×10=0.0120 0 mol,吸收乙烯的反应为5C2H4+12Mn+36H+10CO2↑+12Mn2++28H2O,则n(C2H4)=×0.012 00 mol=0.005 000 mol,乙醇质量m=0.79 g/mL×10 mL=7.9 g,n(乙醇)=7.9 g÷46 g·mol-1=0.171 7 mol,理论生成乙烯0.171 7 mol,乙醇转化成乙烯的转化率为×100%=2.91%。‎ 12‎