高中化學 專題3 有機化合物的獲得與應用 第1單元 化石燃料與有機化合物（第3課時）煤的綜合利用 苯學業(yè)分層測評 蘇教版

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煤的綜合利用　苯 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．下列說法正確的是(　　) A．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等物質，通過煤的干餾即可得到這些物質 B．煤燃燒時，會產生大量的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等污染物 C．煤是以單質碳為主的復雜混合物 D．把煤高溫加強熱就是煤的干餾 【解析】　煤經干餾(即分解)得到的產物中有苯、甲苯、二甲苯等，而煤中不含有這些物質，A錯誤；煤中除含有C、H元素外還含有N、S、O等元素，故燃燒時會產生一系列大氣污染物，B正確；煤是由有機物和無機物組成的復雜混合物，C錯誤；煤干餾時要隔絕空氣，D錯誤。 【答案】　B 2．下列變化中，屬于化學變化的是(　　) A．用苯從溴水中萃取溴 B．重油裂化得到輕質燃料油 C．從煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯 D．石油分餾得到汽油、煤油等產物 【解析】　萃取是利用物質在互不相溶的溶劑中的溶解度相差較大而使物質分離的方法，是物理變化。重油裂化是將碳鏈長的烴在一定條件下斷裂為碳鏈較短的輕質油的方法，是化學變化。從煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯，石油分餾得到汽油、煤油等產物，均是利用煤焦油和石油中不同成分的沸點不同采用蒸餾的方法得到的，屬于物理變化。 【答案】　B 3．如圖是實驗室模擬煤的干餾的實驗裝置，下列有關敘述錯誤的是(　　) A．圖示實驗中發(fā)生了化學變化 B．實驗后水溶液呈堿性，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上層X是粗苯等 C．氣體Z易燃，可以還原氧化銅 D．液體Y是一種純凈物 【解析】　煤的干餾是化學變化，產物煤焦油中一部分物質比水重，而粗苯比水輕，試管中液體分為三層，因為焦爐煤氣中有氨氣，所以溶液呈堿性，又因為含有CO、H2等氣體，所以能還原氧化銅，但不管哪種產物，沒分離前都是混合物。 【答案】　D 4．下列關于苯的說法中不正確的是(　　) A．苯分子中含有碳氫單鍵，故能發(fā)生取代反應 B．苯分子中含有碳碳單鍵，該鍵穩(wěn)定，不易發(fā)生反應 C．苯的揮發(fā)性與其沸點低是分不開的 D．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，說明其分子中不含碳碳雙鍵 【解析】　苯分子中碳與碳之間的鍵是介于單、雙鍵之間的一種特殊的共價鍵，既不是單鍵，也不是雙鍵。苯不能使酸性KMnO4溶液褪色也充分說明了其分子中不含碳碳雙鍵。苯環(huán)上的氫原子是以單鍵的形式連在碳原子上的，能被其他原子或原子團取代。凡易揮發(fā)的物質都是沸點低的物質。 【答案】　B 5．下列關于苯的說法中，正確的是(　　) A．苯的分子式為C6H6，不能使酸性KMnO4溶液褪色，屬于飽和烴 B．從苯的凱庫勒式看，分子中含有碳碳雙鍵，所以屬于烯烴 C．在濃硫酸作用下，苯與濃硝酸反應生成硝基苯，發(fā)生了加成反應 D．苯分子為平面正六邊形結構，6個碳原子之間的鍵完全相同 【解析】　比較C6H6與C6H14(己烷)可知，苯不屬于飽和烴，A錯誤；當初凱庫勒提出的苯分子內含有碳碳雙鍵的認識是不夠科學的，但由于習慣的原因，人們對苯分子結構的凱庫勒式一直沿用至今，B錯誤；在濃硫酸作用下，與濃HNO3反應生成和H2O，該反應是取代反應，C錯誤。 【答案】　D 6．苯與乙烯相比較，下列敘述正確的是(　　) A．都可以與溴發(fā)生取代反應 B．都容易發(fā)生加成反應 C．乙烯易發(fā)生加成反應，苯不能發(fā)生加成反應 D．乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化，而苯不能 【解析】　苯與液溴發(fā)生取代反應，乙烯與溴發(fā)生加成反應，A錯誤；乙烯易發(fā)生加成反應，而苯只有在特殊條件下才能發(fā)生加成反應，B、C錯誤；乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化而苯不能，D正確。 【答案】　D 7．下列說法不正確的是(　　) 【導學號：39700048】 A．通過對苯的燃燒和甲烷的燃燒現(xiàn)象，可以判斷兩種物質的含碳量的高低 B．苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明苯分子中沒有碳碳雙鍵 C．甲烷分子是空間正四面體形，苯分子是平面形 D．苯不能與Br2(CCl4)發(fā)生加成反應，故苯為飽和烴 【解析】　苯中含碳量高，燃燒時火焰明亮，有濃煙；甲烷含碳量較低，燃燒時火焰為淺藍色。苯分子中若有碳碳雙鍵，則能使KMnO4(H＋)溶液褪色。甲烷分子中4個H原子構成正四面體，C原子位于中心；苯分子中12個原子都在同一平面上。苯分子式為C6H6，為高度不飽和烴。 【答案】　D 8．(2016濟南高一檢測)下列有關烴燃燒的說法正確的是(　　) A．等質量的C3H8比CH4完全燃燒時耗O2多 B．C2H4完全燃燒前后氣體的總物質的量不變 C．苯燃燒時產生的煙比乙烯濃是因為苯的含碳量高 D．某烴完全燃燒后的氣體通過盛有堿石灰的干燥管，干燥管增重的質量是產生的水蒸氣的質量 【解析】　A項，等質量的C3H8比CH4完全燃燒時耗O2少；B項，若溫度高于100 ℃，C2H4完全燃燒前后氣體的總物質的量不變，若低于100 ℃，反應后氣體的物質的量減少；C項，含碳量高的烴不易充分燃燒，易產生黑煙；D項，干燥管增重的質量是水蒸氣和二氧化碳的質量的和。 【答案】　C 9．等物質的量的下列烴完全燃燒，消耗O2最多的是(　　) A．C2H4　　　　　 B．C3H6 C．C4H10 D．C6H6 【答案】　D 10．通過實驗事實的驗證與討論，認識苯的結構式。提出問題：苯分子結構是碳碳單、雙鍵交替的環(huán)狀結構嗎？ (1)提出假設：從苯的分子式看，C6H6具有不飽和性；從看，分子中含有碳碳雙鍵，所以，苯一定能使__________________褪色。 (2)實驗驗證： ①苯不能使____________________褪色。 ②經科學測定，苯分子里六個碳原子之間的鍵________； 六個碳原子和六個氫原子都在同一________上。 (3)結論：苯結構簡式中的雙鍵跟烯烴的雙鍵________，苯的性質沒有表現(xiàn)出不飽和性，結構穩(wěn)定，說明苯分子________一般的碳碳單、雙鍵交替的環(huán)狀結構。 (4)應用：為了表示苯分子的結構特點，結構式用______表示，用表示苯分子結構式是不確切的。 【解析】　若苯分子結構是碳碳單、雙鍵交替的環(huán)狀結構，就應該具有碳碳雙鍵的典型反應：能與Br2加成，使溴水褪色，能與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化反應使其褪色。 【答案】　(1)酸性KMnO4溶液或溴水 (2)①酸性KMnO4溶液或溴水?、谕耆嗤∑矫? (3)不同　不同于 (4) 11．甲、乙、丙、丁分別是乙烷、乙烯、乙炔、苯中的一種。 ①甲、乙能使溴水褪色，乙與等物質的量的H2反應生成甲，甲與等物質的量的H2反應生成丙。 ②丙既不能使溴的CCl4溶液褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色。 ③丁既不能使溴的CCl4溶液褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色，但在一定條件下可與溴發(fā)生取代反應；一定條件下，1 mol丁可以和3mol H2完全加成。請根據以上敘述完成下列填空： (1)甲的結構簡式________， 乙的結構式____________。 (2)丁與溴在催化劑(FeBr3)作用下發(fā)生取代反應的化學方程式_________。 (3)丁生成硝基苯的化學方程式為________________，該反應________(填是或否)屬于取代反應。 【解析】　乙烯、乙炔能使溴水褪色，且有CH≡CH＋H2CH2===CH2，CH2===CH2＋H2CH3CH3，故甲為CH2===CH2，乙為CH≡CH；再結合②、③知丙為乙烷，丁為苯。 【答案】　(1)CH2===CH2　H—C≡C—H 　是 12．A、B兩種有機化合物組成的混合物。 (1)當質量一定時，無論A、B以何種比例混合，完全燃燒時生成CO2的量均相等，則A與B一定要滿足的條件是______________。 (2)當物質的量一定時，無論A、B以何種比例混合，完全燃燒時生成CO2的量均相等，則A、B一定要滿足的條件是_________________________________________________________。 【解析】　(1)質量一定時，無論怎樣混合，碳的質量一定，則必須是各物質的含碳的質量分數相等。 (2)總物質的量一定時，只有A、B分子中碳原子數相等時，碳原子的總物質的量才一定，生成的CO2的量才不變。 【答案】　(1)A、B中碳的質量分數相同 (2)A、B分子中碳原子數相同 [能力提升] 13．苯分子中不存在碳碳單雙鍵交替的結構，下列可以作為證據的事實是 (　　) ①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色?、诒讲荒芤虬l(fā)生化學反應而使溴的四氯化碳溶液褪色?、郾皆诩訜岷陀写呋瘎┐嬖诘臈l件下能與H2加成生成環(huán)己烷　④苯分子中碳碳鍵鍵長完全相等?、萼彾缺?)只有一種?、揲g二氯苯()只有一種 A．①② B．①⑤ C．③④⑤⑥ D．①②④⑤ 【解析】　 【答案】　D 14．某混合氣體通過溴水，溴水褪色，再通過灼熱的氧化銅，氧化銅由黑色變?yōu)榧t色，再通過無水硫酸銅白色粉末，無水硫酸銅變?yōu)樗{色，再通過澄清的石灰水，石灰水由澄清變渾濁再變澄清，最后剩余氣體在空氣中點燃，火焰呈淡藍色，則混合氣體是 (　　) A．水煤氣 B．焦爐煤氣 C．石油液化氣 D．石油裂解氣 【解析】　水煤氣的成分是氫氣和一氧化碳；焦爐煤氣主要成分是氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳；石油液化氣主要是含4個碳原子以下的烷烴等飽和烴；石油裂解氣主要成分是除乙烯、丙烯、丁二烯等不飽和烴外，還含有甲烷、乙烷、氫氣、硫化氫等。從題給信息分析該混合氣體含有使溴水褪色的氣體，含有還原性氣體，滿足題給條件的只有B項。 【答案】　B 15．a mol乙烯與乙烷的混合氣體與b mol氧氣共存于一密閉容器中，點燃后充分反應，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO和CO2的混合氣體及45 g水。試求： (1)當a＝1時，乙烯和乙烷的物質的量之比n(C2H4)∶n(C2H6)＝________。 (2)當a＝1，且反應后CO和CO2混合氣體的物質的量為反應前氧氣的時，b＝________，得到的CO和CO2的物質的量之比n(CO)∶n(CO2)＝________。 【解析】　(1)設乙烯的物質的量為x，乙烷的物質的量為y，可得： 解得x＝y(tǒng)＝0.5 mol，即n(C2H4)∶n(C2H6)＝1∶1。 (2)a＝1，則n(CO)＋n(CO2)＝2 mol＝b mol，得b＝3。根據氧原子守恒可得n(CO)＋2n(CO2)＝32－n(H2O)＝3.5，二式聯(lián)立解得n(CO)＝0.5 mol，n(CO2)＝1.5 mol，即n(CO)∶n(CO2)＝1∶3。 【答案】　(1)1∶1　(2)3　1∶3 16．室溫時，20 mL某氣態(tài)烴與過量氧氣混合，完全燃燒后的產物通過濃H2SO4，再恢復到室溫，氣體體積減少了50 mL，剩余氣體再通過苛性鈉溶液，體積又減少了40 mL。求氣態(tài)烴的分子式。 【解析】　燃燒產物通過濃H2SO4時，水蒸氣被吸收，再通過苛性鈉溶液時，CO2氣體被吸收，故CO2的體積為40 mL。根據體積減小可考慮用體積差量法計算。 設烴的分子式為CxHy，其燃燒的化學方程式為 CxHy＋O2xCO2＋H2O　氣體減少ΔV 　1　　 x＋　　　　x　　　　　　　1＋ 20 mL　　　　　　 40 mL　　　　　50 mL 列比例式：1∶x＝20∶40，解得x＝2。 1∶＝20∶50，解得y＝6 所以該氣態(tài)烴的分子式為C2H6。 【答案】　C2H6