2021-2022学年新鲁科版必修2第3章-第2节从化石燃料中获取有机化合物第3课时作业

煤的干馏与苯一、选择题(此题共6小题，每题5分，共30分)1．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，以下关于煤的干馏的表达，不正确的选项是()A.将煤隔绝空气加强热而分解的过程叫做煤的干馏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、萘等物质可由煤蒸馏得到，它们主要存在于煤蒸馏所得的煤焦油中D．煤干馏的一个主要目的是得到冶金用的优质焦炭【解析】选C。煤的干馏是在隔绝空气加强热的条件下使煤分解的过程，因此煤的干馏要满足两个条件：一个是隔绝空气，以防止煤在高温下燃烧；二是要加强热，A正确；煤的干馏是化学变化，煤在此过程中发生了分解反响，生成了新物质；而石油的分馏是利用沸点不同将混合物中各组分别离，是物理变化，B正确；苯、萘等物质主要存在于煤焦油中，但煤焦油是煤干馏的产物，C错误；煤干馏的主要产物之一是焦炭，焦炭可用于冶金工业，D正确。2.化学兴趣小组在实验室中探究煤的干馏实验,模拟装置如下图,以下有关表达错误的选项是()A.图示实验中发生了化学变化B.实验后水溶液的pH>7,溶液Y是黑色黏稠的煤焦油,上层X是粗苯等C.气体Z易燃,可以复原氧化铜D.液体Y是一种纯洁物【解析】选D。煤的干馏是化学变化,A项正确;所得产物有焦炉气(含有CH4、H2、C2H4、CO等)、煤焦油(不溶于水的一种多成分混合物)、粗苯、粗氨水、焦炭等,焦炉气中的H2、CO可复原氧化铜,且易燃,C项正确;氨水的pH>7,煤焦油居于水层以下,粗苯密度小于水,在上层,故B项正确;煤焦油中含有多种物质,属混合物,D项错误。3．以下说法错误的选项是()A．苯分子结构中对位上的4个原子在一条直线上B．苯的结构简式可用表示C．苯的四氯代物有4种D．苯是一种碳原子的价键远没有饱和的烃【解析】选C。苯分子具有平面正六边形结构，对位上的4个原子在一条直线上，A正确；苯的结构简式可用表示，B正确；苯的四氯代物与苯的二氯代物数目相同，均有3种，C错误；从苯的分子式可以看出，苯是一种碳原子的价键远没有饱和的烃，D正确。【补偿训练】著名科学家凯库勒最先提出了凯库勒结构式,并较好地解释了苯的一些性质。但随着实验和理论研究的不断深入,人们意识到苯并不具有如乙烯分子中的碳碳双键。以下有关苯与乙烯的比拟中,正确的选项是()A.两者分子中所有原子都在同一平面上B.都能被酸性高锰酸钾溶液氧化C.都能与溴水反响使溴水褪色D.等物质的量的苯和乙烯完全燃烧时,乙烯耗氧多【解析】选A。苯、乙烯均为平面形结构,A正确;苯一般情况下不能与酸性KMnO4溶液、溴水等发生反响,B、C错误;苯的分子式为C6H6,乙烯的分子式为C2H4,故等物质的量的苯与乙烯完全燃烧时,苯耗氧多。4．(2021·全国Ⅰ卷改编)实验室制备溴苯的反响装置如下图，关于实验操作或表达错误的选项是()A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先翻开KB．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C．装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D．反响后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯【解析】选D。苯和溴均易挥发，苯与液溴在铁作用下发生剧烈的放热反响，释放出溴化氢气体(含少量苯和溴蒸气)，先翻开K，后参加苯和液溴，防止因装置内气体压强过大而发生危险，A项正确；四氯化碳用于吸收溴化氢气体中混有的溴单质，防止溴单质与碳酸钠溶液反响，四氯化碳呈无色，吸收红棕色溴蒸气后，液体呈浅红色，B项正确；溴化氢极易溶于水，倒置漏斗防倒吸，碳酸钠溶液呈碱性，易吸收溴化氢，发生反响为Na2CO3＋HBr=NaHCO3＋NaBr，NaHCO3＋HBr=NaBr＋CO2↑＋H2O，C项正确；反响后的混合液中混有苯、液溴和少量溴化氢等，提纯溴苯的正确操作是①用大量水洗涤，除去可溶性的溴化氢和少量溴；②用氢氧化钠溶液洗涤，除去剩余的溴等物质；③用水洗涤，除去残留的氢氧化钠；④参加枯燥剂除去水，过滤；⑤对有机物进行蒸馏，除去杂质苯，从而提纯溴苯，别离溴苯，不用“结晶〞的方法，D项错误。【补偿训练】(2021·潍坊高一检测)加成反响是有机化学中的一类重要的反响，以下属于加成反响的是()A．乙烯与溴的四氯化碳溶液反响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【解析】选A。A项反响为CH2CH2＋Br2→CH2BrCH2Br；B项未发生化学反响；C项乙烯发生氧化反响；D项CH4发生取代反响。5．(2021·青岛高一检测)某烃的结构简式为，分子中饱和碳原子数为a，可能在同一直线上的碳原子数为b，一定在同一平面上的碳原子数为c(CH≡CH为直线形分子)，那么a、b、c分别为()A．4、3、7 B．4、3、6C．2、5、4 D．4、6、4【解析】选B。连接四个基团(或原子)的碳原子为饱和碳原子，故分子中饱和碳原子数为4；分子中存在的直线形结构，与相连的中的碳原子处于乙炔的氢原子位置，在同一直线上的碳原子数为3，分子中存在的平面形结构，与直接相连的碳原子都在同一平面上，同时中的1个碳原子与上的2个碳原子共线，所以一定在同一平面上的碳原子数为6。【补偿训练】以下有关物质结构的描述不正确的选项是()A.甲苯分子中的所有原子不可能共平面B.苯乙烯()分子中的所有原子可能共平面C.二氯甲烷分子为正四面体结构D.乙烷分子中的所有原子不可能共平面【解析】选C。甲苯分子中的所有原子不可能共平面,因为甲苯可以看成是甲烷分子中的一个氢原子被苯基取代,A正确;苯乙烯分子中的所有原子有可能共平面,因为乙烯分子中的所有原子共平面,而苯分子中的所有原子也共平面,所以苯乙烯分子中的所有原子有可能共平面,B正确;二氯甲烷分子中的C—H键和C—Cl键不同,不是正四面体结构,C错误;乙烷分子中的所有原子不可能共平面,D正确。6．对三联苯用于有机合成、作为有机闪烁试剂，是闪烁计数器的发光物。工业上合成对三联苯的化学方程式为以下说法中不正确的选项是()A．上述反响属于取代反响B．对三联苯的一氯取代物有3种C．1mol对三联苯在足量的氧气中完全燃烧消耗21.5molO2D．对三联苯分子中至少有16个原子共平面【解析】选B。该反响中苯环上的氢原子被取代，那么该反响为取代反响，A正确；对三联苯的结构对称，共有4种不同化学环境的氢原子，那么对三联苯的一氯取代物有4种，B错误；对三联苯的分子式为C18H14，1mol该物质完全燃烧消耗的氧气为(18＋eq\f(14,4))mol＝21.5mol，C正确；苯环为平面结构，与苯环直接相连的原子一定在同一平面内，碳碳单键可自由旋转，但一条直线上的碳原子在一个平面内，那么至少有16个原子共平面，D正确。二、非选择题(此题共1小题，共15分)7．某化学实验兴趣小组学生为探究苯与溴发生反响的原理，用如下图装置进行了实验。根据相关知识答复以下问题：(1)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，反响开始。过一会儿，在装置Ⅲ中可能观察到的现象是_________________________________________________________________。(2)整套实验装置中能防止倒吸的装置有________(填装置序号)。(3)你认为通过该实验，有关苯与溴反响的原理方面能得出的结论是_________________________________________________________________。(4)本实验能不能用溴水代替液溴？_________________________________________________________________。(5)采用冷凝装置，其作用是_________________________________________。(6)装置Ⅲ中小试管内苯的作用是_____________________________________。(7)假设实验时无液溴，但实验室有溴水，该实验______(填“能〞或“不能〞)做成功。【解析】(1)在催化剂作用下，液溴与苯反响生成极易溶于水的溴化氢，溴化氢遇水蒸气形成白雾，又因为HBr＋AgNO3=AgBr↓＋HNO3，那么装置Ⅲ广口瓶里会产生淡黄色沉淀；少量溴溶于苯，呈棕黄色。(2)溴化氢不溶于苯，在装置Ⅲ试管里苯与导管口接触，不会减小装置内气体压强，所以，不能引起倒吸；在装置Ⅳ烧杯中，倒置的枯燥管容积大，假设水上升至枯燥管里，使烧杯里液面下降，而上升的液体在重力作用下又回到烧杯里，故能防倒吸。(3)根据产物溴化氢可以证明苯与液溴发生了取代反响。(4)不能用溴水代替液溴，苯只能与液溴反响，假设用溴水代替液溴，无法制取溴苯。(5)苯和溴的沸点都较低，易挥发，使用冷凝装置，防止苯和溴挥发，减少苯和溴的损失，以提高原料利用率。(6)装置Ⅲ中小试管中苯的作用是除去HBr中的Br2，防止干扰HBr的检验。(7)实验室中假设无液溴，可先用苯萃取溴水中的溴，分液后，取苯层即可。答案：(1)小试管中有气泡，液体变棕黄色，有白雾出现，广口瓶内溶液中有淡黄色沉淀生成(2)Ⅲ和Ⅳ(3)苯与液溴可以发生取代反响(4)不能(5)防止溴和苯挥发，减少苯和溴的损失(6)除去HBr中的Br2，防止干扰HBr的检验(7)能应用实践共35分一、选择题(此题共4小题，每题5分，共20分)8．(2021·烟台高一检测)以下实验能获得成功的是()选项实验目的试剂和方法A鉴别苯、乙醇、苯乙烯()溴水B除去苯中的少量乙烯浓溴水，过滤C除去甲烷中的乙烯高锰酸钾溶液D别离四氯化碳和苯分液【解析】选A。A项苯中加溴水后分层，上层为溴的苯溶液(橙红色)，下层为无色水层，乙醇中加溴水不分层，苯乙烯中加溴水，溴水褪色，且所得的混合物分层，参加溴水后现象不同，可以鉴别；B项中乙烯与溴反响生成的二溴代物及过量的溴仍可溶解在苯中，无法除去；C项中KMnO4能将乙烯氧化为CO2，不可以；D项中苯与四氯化碳互溶，不能用分液漏斗别离。9.(2021·泉州高一检测)以下关于苯的表达正确的选项是()A.反响①为取代反响,有机产物的密度比水小B.反响②为氧化反响,反响现象是火焰明亮并带有浓烟C.反响③为取代反响,有机产物是一种烃D.反响④中1mol苯最多与3molH2发生加成反响,是因为苯分子含有三个碳碳双键【解析】选B。苯与液溴发生取代反响,生成溴苯,溴苯的密度比水大,与水混合沉在下层,故A错误;苯能在空气中燃烧,发生氧化反响,燃烧时火焰明亮并带有浓烟,故B正确;苯能在浓硫酸作用下,与浓硝酸发生硝化反响生成硝基苯,硝基苯中除了含有C、H元素,还含有N和O元素,不属于烃,故C错误;苯分子没有碳碳双键,而是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,故D错误。10．(2021·潍坊高一检测)一种形状像蝴蝶结的有机分子Bowtiediene，其形状和结构如下图，以下有关该分子的说法中不正确的选项是()A.该有机物的分子式为C5H4B．该分子中所有碳原子在同一平面内C．该有机物可发生取代反响D．该有机物可发生加成反响【解析】选B。键线式中顶点数即为碳原子数，然后确定每个碳原子所结合的氢原子数，该有机物分子式为C5H4，A正确；中间碳原子形成四条单键，为四面体形结构，故该分子中所有碳原子不可能在同一平面内，B错误；该有机物可与Cl2发生取代反响，C正确；该有机物含有碳碳双键，可发生加成反响，D正确。11．120℃时，1L某气态混合烃在9L氧气中充分燃烧，反响后混合气体体积仍为10L(同条件下测得)，那么该烃可能是(A．C2H4CH4 B．C2H6C2HC．C2H2C2H4 D．C6H6CH【解析】选A。设烃的平均分子式为CxHy，燃烧的化学方程式为CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃),\s\do5())xCO2＋eq\f(y,2)H2O，120℃时水为气体，恢复到原状态，测得反响后混合气体的体积与原体积相等，即反响前后气体的化学计量数不变，那么1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，所以y＝4，满足平均分子组成中氢原子数目为4即可。【补偿训练】由A、B两种烃组成的混合物中，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A、B两种烃有下面几种说法：①互为同分异构体；②互为同系物；③具有相同的最简式；④两种烃中碳的质量分数相同；⑤两种烃中氢的质量分数相同。一定正确的结论是()A．①②③④ B．①②③⑤C．②③④⑤ D．①③④⑤【解析】选D。由A、B两种烃组成的混合物中，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量，那么A、B两种烃的最简式相同。①A、B互为同分异构体，分子式、最简式也一定相同，故①正确；②互为同系物的烃最简式不一定相同，如烷烃，故②错误；③A、B两种烃的最简式相同，混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量，故③正确；④烃中碳的质量分数相同，氢的质量分数也必然相同，因此二者的最简式相同，故④⑤正确。符合要求的是①③④⑤。二、非选择题(此题共1小题，共15分)12．(2021·青岛高一检测)有机物M的结构简式为。(1)有机物M的一氯代物有________种。(2)1molM和足量溴水混合，消耗Br2的物质的量为________mol。(3)1molM和足量H2发生加成反响，需消耗H2______mol。(4)以下有关M的说法错误的选项是________。A．M可发生加成、取代、氧化等反响B．M分子中所有碳原子可能共平面C．M使溴水褪色的原理与乙烯使溴水褪色的原理相同D．M能使酸性KMnO4溶液褪色，发生的是加成反响【解析】(1)M分子有10个等效氢,那么其一氯代物应有10种。(2)有机物M的分子结构中只有官能团能与溴发生加成反响,因1个有机物M分子中含有2个碳碳双键,因此1mol有机物M消耗2mol溴。(3)1个有机物M分子中含有2个碳碳双键和1个苯环,因此1mol有机物M共消耗5molH2。(4)有机物M中含有碳碳双键和苯环,因此能发生加成反响、取代反响、氧化反响,能因加成反响使溴水褪色,因氧化反响使酸性KMnO4溶液褪色,分子中含有一个的结构,不可能所有的碳原子共平面。答案:(1)10(2)2(3)5(4)B、D迁移创新共20分非选择题(此题共1小题,共20分)13.化学探究小组模拟德国化学家李比希测定烃类有机化合物组成的装置如下图:瓷管内有烃类样品,经加热分解或气化后用纯氧气流驱赶经过灼热的CuO,在这里烃类物质转化为CO2和H2O,经两个吸收管吸收,经过实验测定的数据如下表,根据上述信息、如下图装置及表中数据完成以下问题。瓷管吸