2024鲁教版高中化学必修第二册同步练习题--第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024鲁教版高中化学必修第二册同步练习题--第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-22 09:48:13 | ||
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文档简介
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2024鲁教版高中化学必修第二册同步
第3章 简单的有机化合物
第2节 从化石燃料中获取有机化合物
第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料
石油裂解与乙烯
基础过关练
题组一 从天然气、石油和煤中获取燃料
1.(2023浙江浙南名校联盟高一期中联考)我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。下列说法正确的是( )
A.将煤转化为煤粉再燃烧,可以从根本上杜绝二氧化碳排放
B.农村推广风力发电、光伏发电有利于碳中和
C.开发利用太阳能、氢能等多种形式能源,降低化石燃料需求量,可减少CO2排放量
D.推广使用新能源汽车有利于促进碳中和
2.下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是( )
A.煤是由无机物和有机物组成的,其中含苯、甲苯等有机物
B.用天然气代替煤做燃料,有助于减少酸雨的形成
C.煤的气化和液化均属于物理变化
D.液化天然气和液化石油气的主要成分都是甲烷
3.下列有关说法正确的是( )
①石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油 ②石油的分馏是化学变化 ③石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下 ④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
题组二 乙烯的结构和性质
4.(2022天津南开中学学情调查)下列说法正确的是( )
A.乙烯的电子式为
B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子是平面结构
D.乙烯的结构简式为CH2CH2
5.(2022河北石家庄第二十三中学期中)关于乙烯的说法错误的是( )
A.能使溴水褪色
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.和乙烷互为同系物
D.分子中所有原子处于同一平面
6.(2022吉林一中期中)下列不可能是乙烯加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
7.(2023北京师大附属实验中学高一月考)将乙烯分别通入如图所示的装置,下列叙述正确的是( )
A.二者都褪色且原理相同
B.二者都能证明乙烯中有不饱和键
C.乙烯均发生了加成反应
D.二者都不可用于鉴别乙烷和乙烯
能力提升练
题组一 认识加成反应
1.(2022湖南长沙雅礼中学期中)下列各组中两个反应所属反应类型相同的是( )
A.光照甲烷和氯气的混合气体,混合气体颜色变浅;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙烷在氧气中燃烧;乙烯在空气中燃烧
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色;乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
D.用乙烯与氯化氢制取氯乙烷;用乙烷与氯气制取氯乙烷
2.(2022湖南百所学校期中)烷烃是单烯烃(分子中只有1个碳碳双键的烯烃)R和H2发生加成反应后的产物,则R可能的结构有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
3.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先以乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OH CH2CH2↑+H2O),将生成的气体直接通入溴水中,发现溴水褪色,即证明乙烯与溴发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须先除去杂质,再通入溴水中反应。
请回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验 (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,理由是 (填字母)。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测制得的乙烯中可能含有一种杂质气体是 ,它与溴水反应的化学方程式是 。假设已验证该杂质存在,必须除去该杂质,乙同学设计了如图所示的实验装置:
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是:Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 。(填字母)
A.品红溶液 B.NaOH溶液
C.溴水 D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证乙烯与溴发生的这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸测反应后溶液的pH,理由是 。
题组二 烯烃结构和性质的综合应用
4.0.5 mol 某气态烃能与0.5 mol氯气完全加成,加成后产物分子上的氢原子最多可与3 mol 氯气发生取代反应,则此气态烃可能为 ( )
A.CH2CH2 B.CH3CHCH2
C.CH3CH3 D.CH3CH2CHCH2
5.(2022浙江衢温“5+1”联盟期中联考)根据乙烯的性质可以推测1-丁烯(CH2CHCH2CH3)的性质,下列说法不正确的是( )
A.丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.CH2CHCH2CH3的聚合产物的结构简式可以表示为
C.丁烯能在空气中燃烧
D.CH2CHCH2CH3与溴发生加成反应的产物是CH2BrCH2CH2CH2Br
6.(2023天津七中高一期中)1,1-二环丙基乙烯()是重要的医药中间体,关于该化合物的说法错误的是( )
A.所有碳原子不能都在同一平面内
B.其一氯代物有4种
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.该有机物的分子式为C8H12
7.(2023安徽新高中创新联盟TOP二十校高一调研)乙烯是重要的有机化工原料,其产量可以衡量一个国家石油化工产业的发展水平。工业上常用石油分馏产物获得乙烯,某同学利用石蜡油(其中含正二十二烷和正二十八烷)设计实验制取部分烯烃(乙烯、丙烯等),实验装置如图所示。回答下列问题:
(1)写出正二十二烷的分子式: 。
(2)下列关于乙烯的说法正确的是 (填字母)。
A.乙烯为不饱和烃
B.乙烯与苯均含有碳碳双键
C.乙烯在空气中燃烧火焰明亮并伴有黑烟
D.除去乙烷中混有的乙烯,可在催化剂、加热条件下向混合气中通入过量氢气
(3)装置B中的实验现象为 ,乙烯与装置B中溶液发生反应的化学方程式为 。
(4)装置D中澄清石灰水变浑浊,说明酸性高锰酸钾溶液可以将乙烯氧化为 (填分子式)。
(5)乙烯的同系物丙烯(CH3—CHCH2)也是一种重要有机原料,写出丙烯与水发生加成反应的化学方程式: 。
题组三 有机化合物的燃烧规律
8.(2022吉林长春第二实验中学期中)标准状况下,两种气态混合烃共2.24 L,完全燃烧后恢复到标准状况,生成3.6 g H2O、3.36 L CO2。下列气体组成可能正确的是( )
A.CH4和C2H4
B.CH4和C2H6
C.C2H4和C2H6
D.C2H2和C2H6
9.(2022辽宁六校期中)回答下列问题:
(1)完全燃烧0.1 mol某烃,燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液,实验结束后,称得浓硫酸增重10.8 g,浓碱液增重22 g,该烃的分子式为 ,写出其所有可能的结构简式: 。
(2)某烷烃的相对分子质量为114,该烷烃的分子式为 。
(3)在常温常压下有CH4、C2H6、C3H8和C4H10(正丁烷)四种气态烃。
①取等物质的量的四种气态烃,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是 (填分子式)。
②取等质量的四种气态烃,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是 (填分子式)。
答案与分层梯度式解析
第3章 简单的有机化合物
第2节 从化石燃料中获取有机化合物
第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料
石油裂解与乙烯
基础过关练
1.A 2.B 3.C 4.C 5.C 6.B 7.B
1.A 将煤转化为煤粉再燃烧,仍然会产生二氧化碳,不能从根本上杜绝二氧化碳排放,故A错误;农村推广风力发电、光伏发电可减少二氧化碳的排放,有利于碳中和,故B正确;开发利用太阳能、氢能等多种形式能源,降低化石燃料需求量,可减少二氧化碳的排放,有利于碳中和,故C正确;推广使用新能源汽车,可减少二氧化碳的排放,有利于碳中和,故D正确。
2.B 煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物,煤的成分中并不含苯、甲苯等有机物,故A错误;用天然气代替煤做燃料,可减少SO2的排放,有助于减少酸雨的形成,故B正确;煤的气化和液化都有新物质生成,都属于化学变化,故C错误;天然气的主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,故D错误。
3.C 石油的分馏是物理变化,②错误;石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度,③错误。
4.C 乙烯分子中碳原子与碳原子之间以双键相连,碳原子剩余价键与氢原子相连,由此写出其电子式为,故A错误;乙烯分子中的碳原子半径应该大于氢原子半径,乙烯分子的球棍模型为,故B错误;乙烯分子是平面结构,六个原子在同一平面上,故C正确;乙烯的结构简式为,故D错误。
5.C 乙烯分子中含有碳碳双键,能够与溴发生加成反应而使溴水褪色,故A正确;乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,故B正确;乙烯、乙烷分子中碳原子数相同,二者不互为同系物,故C错误;乙烯分子中所有原子处于同一平面,故D正确。
6.B A项,乙烯能与氢气在一定条件下发生加成反应生成乙烷;B项,乙烯与氯气发生加成反应生成CH2ClCH2Cl,不会生成CH3CHCl2;C项,乙烯与H2O在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2OH;D项,乙烯与HBr 在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2Br;故选B。
7.B 乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,与溴发生加成反应而使溶液褪色,通入酸性高锰酸钾溶液中,会被高锰酸钾氧化而使溶液褪色,发生氧化反应,所以褪色原理不相同,故A错误;含不饱和键的烃可以使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,能证明乙烯分子中含有不饱和键,故B正确;乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,会被高锰酸钾氧化,发生氧化反应,故C错误;乙烷与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液都不能发生反应,而乙烯可以使两种溶液都褪色,现象不同,可以鉴别,故D错误。
能力提升练
1.B 2.C 4.B 5.D 6.B 8.A
1.B A项,光照甲烷和氯气的混合气体,混合气体颜色变浅,二者发生取代反应;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,发生的是加成反应。B项,乙烷在氧气中燃烧和乙烯在空气中燃烧都属于氧化反应。C项,乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,发生的是加成反应;乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,发生的是氧化反应。D项,用乙烯与氯化氢制取氯乙烷,发生的是加成反应;用乙烷与氯气制取氯乙烷,发生的是取代反应。故选B。
2.C 根据烯烃与H2加成反应的原理,推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃中碳碳双键的位置,所以相应烯烃分子中碳碳双键的位置可能有4种,如图所示(标黑点处),故选C。
3.答案 (1)不能 AC
(2)SO2 SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4 B A C
(3)乙烯与溴若发生取代反应则有HBr生成,从而使溶液显酸性;若发生加成反应则生成CH2BrCH2Br,溶液不显酸性
解析 (1)甲同学的实验得到的乙烯中可能含有SO2气体,因SO2能将溴还原而使溴水褪色,所以溴水褪色不能证明是乙烯与溴发生了加成反应。(2)乙烯中可能含有的一种杂质气体是SO2,它与溴水发生反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4;为除去乙烯中的SO2,选择能与SO2反应但不能与乙烯反应的试剂,所以装置Ⅰ中盛放的试剂为NaOH溶液,SO2与NaOH溶液反应后需检验SO2是否除尽,则装置Ⅱ中盛放品红溶液;装置Ⅲ用来证明乙烯与溴发生了加成反应,则装置Ⅲ中盛放的是溴水。(3)乙烯与溴若发生取代反应则有HBr生成,从而使溶液显酸性,若发生加成反应则生成CH2BrCH2Br,溶液不显酸性,故可用pH试纸测反应后溶液的pH来验证这一反应是加成反应而不是取代反应。
4.B 0.5 mol 某气态烃能与0.5 mol氯气完全加成,加成后产物分子上的氢原子最多可与3 mol 氯气发生取代反应,说明1个该烃分子中含有1个不饱和的碳碳双键、6个H原子,根据选项可知该气态烃结构简式可能为CH3CHCH2,故选B。
5.D CH2CHCH2CH3中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;CH2CHCH2CH3发生加聚反应生成聚丁烯(),故B正确;丁烯在空气中燃烧生成二氧化碳和水,故C正确;CH2CHCH2CH3与溴发生加成反应,产物为CH2BrCHBrCH2CH3,D不正确。
6.B 中1、2号碳原子分别连接3个碳原子和1个氢原子,根据甲烷的正四面体结构可知所有碳原子不可能都在同一平面内,故A正确;分子中含有3种氢原子,所以其一氯代物有3种,故B错误;分子中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,故C正确;根据其分子结构可知该有机物的分子式为C8H12,故D正确。
7.答案 (1)C22H46 (2)AC (3)溴的四氯化碳溶液褪色 CH2CH2+Br2 (4)CO2 (5)CH3CHCH2+H2OCH3CH2CH2OH或CH3CHCH2+H2O
解析 (1)烷烃的通式为CnH2n+2,所以正二十二烷的分子式为C22H46。(2)乙烯含有碳碳双键,为不饱和烃,故A正确;苯不含碳碳双键,故B错误;乙烯在空气中燃烧火焰明亮并伴有黑烟,故C正确;通入过量氢气引入新杂质,故D错误。(3)含有碳碳双键的有机物与溴的四氯化碳溶液中的溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,乙烯与溴反应的化学方程式为CH2CH2+Br2 。(4)能使澄清石灰水变浑浊,说明气体为CO2或SO2,根据原子守恒,可知只能是CO2。(5)丙烯与水发生加成反应的化学方程式为CH3CHCH2+H2O CH3CH2CH2OH或CH3CHCH2+H2O 。
8.A 混合烃的物质的量为=0.1 mol,完全燃烧后生成H2O的物质的量为=0.2 mol,生成CO2的物质的量为=0.15 mol,所以该混合烃的平均分子式为C1.5H4,碳原子数比1.5小的只能是CH4,则另一种烃分子中必须含有4个氢原子,符合条件的只有选项A。
9.答案 (1)C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4、CH3CH(CH3)CH2CH3
(2)C8H18
(3)①C4H10 ②CH4
解析 (1)浓硫酸增重10.8 g为水的质量,物质的量为=0.6 mol,n(H)=1.2 mol,所以1 mol烃中含有12 mol H原子;浓碱液增重22 g为CO2的质量,物质的量为=0.5 mol,n(C)=0.5 mol,1 mol烃中含有5 mol C原子,所以该烃的分子式为C5H12,可能的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3、C (CH3)4、CH3CH(CH3)CH2CH3。
(2)由烷烃的通式可知,12n+2n+2=114,n=8,所以分子式为C8H18。
(3)①1 mol烃CxHy完全燃烧耗氧量为(x+) mol,由各烃分子式中C、H原子数目可知,相同物质的量的题述四种气态烃中,C4H10的耗氧量最大;②质量相等时,烃分子中H元素质量分数越大,消耗O2的量越大,C元素质量分数越大,生成CO2越多,CH4、C2H6、C3H8和C4H10中,CH4中H元素质量分数最大,所以等质量的题述四种气态烃中CH4消耗O2最多。
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第3章 简单的有机化合物
第2节 从化石燃料中获取有机化合物
第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料
石油裂解与乙烯
基础过关练
题组一 从天然气、石油和煤中获取燃料
1.(2023浙江浙南名校联盟高一期中联考)我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。下列说法正确的是( )
A.将煤转化为煤粉再燃烧,可以从根本上杜绝二氧化碳排放
B.农村推广风力发电、光伏发电有利于碳中和
C.开发利用太阳能、氢能等多种形式能源,降低化石燃料需求量,可减少CO2排放量
D.推广使用新能源汽车有利于促进碳中和
2.下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是( )
A.煤是由无机物和有机物组成的,其中含苯、甲苯等有机物
B.用天然气代替煤做燃料,有助于减少酸雨的形成
C.煤的气化和液化均属于物理变化
D.液化天然气和液化石油气的主要成分都是甲烷
3.下列有关说法正确的是( )
①石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油 ②石油的分馏是化学变化 ③石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下 ④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
题组二 乙烯的结构和性质
4.(2022天津南开中学学情调查)下列说法正确的是( )
A.乙烯的电子式为
B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子是平面结构
D.乙烯的结构简式为CH2CH2
5.(2022河北石家庄第二十三中学期中)关于乙烯的说法错误的是( )
A.能使溴水褪色
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.和乙烷互为同系物
D.分子中所有原子处于同一平面
6.(2022吉林一中期中)下列不可能是乙烯加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
7.(2023北京师大附属实验中学高一月考)将乙烯分别通入如图所示的装置,下列叙述正确的是( )
A.二者都褪色且原理相同
B.二者都能证明乙烯中有不饱和键
C.乙烯均发生了加成反应
D.二者都不可用于鉴别乙烷和乙烯
能力提升练
题组一 认识加成反应
1.(2022湖南长沙雅礼中学期中)下列各组中两个反应所属反应类型相同的是( )
A.光照甲烷和氯气的混合气体,混合气体颜色变浅;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙烷在氧气中燃烧;乙烯在空气中燃烧
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色;乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
D.用乙烯与氯化氢制取氯乙烷;用乙烷与氯气制取氯乙烷
2.(2022湖南百所学校期中)烷烃是单烯烃(分子中只有1个碳碳双键的烯烃)R和H2发生加成反应后的产物,则R可能的结构有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
3.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先以乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OH CH2CH2↑+H2O),将生成的气体直接通入溴水中,发现溴水褪色,即证明乙烯与溴发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须先除去杂质,再通入溴水中反应。
请回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验 (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,理由是 (填字母)。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测制得的乙烯中可能含有一种杂质气体是 ,它与溴水反应的化学方程式是 。假设已验证该杂质存在,必须除去该杂质,乙同学设计了如图所示的实验装置:
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是:Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 。(填字母)
A.品红溶液 B.NaOH溶液
C.溴水 D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证乙烯与溴发生的这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸测反应后溶液的pH,理由是 。
题组二 烯烃结构和性质的综合应用
4.0.5 mol 某气态烃能与0.5 mol氯气完全加成,加成后产物分子上的氢原子最多可与3 mol 氯气发生取代反应,则此气态烃可能为 ( )
A.CH2CH2 B.CH3CHCH2
C.CH3CH3 D.CH3CH2CHCH2
5.(2022浙江衢温“5+1”联盟期中联考)根据乙烯的性质可以推测1-丁烯(CH2CHCH2CH3)的性质,下列说法不正确的是( )
A.丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.CH2CHCH2CH3的聚合产物的结构简式可以表示为
C.丁烯能在空气中燃烧
D.CH2CHCH2CH3与溴发生加成反应的产物是CH2BrCH2CH2CH2Br
6.(2023天津七中高一期中)1,1-二环丙基乙烯()是重要的医药中间体,关于该化合物的说法错误的是( )
A.所有碳原子不能都在同一平面内
B.其一氯代物有4种
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.该有机物的分子式为C8H12
7.(2023安徽新高中创新联盟TOP二十校高一调研)乙烯是重要的有机化工原料,其产量可以衡量一个国家石油化工产业的发展水平。工业上常用石油分馏产物获得乙烯,某同学利用石蜡油(其中含正二十二烷和正二十八烷)设计实验制取部分烯烃(乙烯、丙烯等),实验装置如图所示。回答下列问题:
(1)写出正二十二烷的分子式: 。
(2)下列关于乙烯的说法正确的是 (填字母)。
A.乙烯为不饱和烃
B.乙烯与苯均含有碳碳双键
C.乙烯在空气中燃烧火焰明亮并伴有黑烟
D.除去乙烷中混有的乙烯,可在催化剂、加热条件下向混合气中通入过量氢气
(3)装置B中的实验现象为 ,乙烯与装置B中溶液发生反应的化学方程式为 。
(4)装置D中澄清石灰水变浑浊,说明酸性高锰酸钾溶液可以将乙烯氧化为 (填分子式)。
(5)乙烯的同系物丙烯(CH3—CHCH2)也是一种重要有机原料,写出丙烯与水发生加成反应的化学方程式: 。
题组三 有机化合物的燃烧规律
8.(2022吉林长春第二实验中学期中)标准状况下,两种气态混合烃共2.24 L,完全燃烧后恢复到标准状况,生成3.6 g H2O、3.36 L CO2。下列气体组成可能正确的是( )
A.CH4和C2H4
B.CH4和C2H6
C.C2H4和C2H6
D.C2H2和C2H6
9.(2022辽宁六校期中)回答下列问题:
(1)完全燃烧0.1 mol某烃,燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液,实验结束后,称得浓硫酸增重10.8 g,浓碱液增重22 g,该烃的分子式为 ,写出其所有可能的结构简式: 。
(2)某烷烃的相对分子质量为114,该烷烃的分子式为 。
(3)在常温常压下有CH4、C2H6、C3H8和C4H10(正丁烷)四种气态烃。
①取等物质的量的四种气态烃,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是 (填分子式)。
②取等质量的四种气态烃,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是 (填分子式)。
答案与分层梯度式解析
第3章 简单的有机化合物
第2节 从化石燃料中获取有机化合物
第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料
石油裂解与乙烯
基础过关练
1.A 2.B 3.C 4.C 5.C 6.B 7.B
1.A 将煤转化为煤粉再燃烧,仍然会产生二氧化碳,不能从根本上杜绝二氧化碳排放,故A错误;农村推广风力发电、光伏发电可减少二氧化碳的排放,有利于碳中和,故B正确;开发利用太阳能、氢能等多种形式能源,降低化石燃料需求量,可减少二氧化碳的排放,有利于碳中和,故C正确;推广使用新能源汽车,可减少二氧化碳的排放,有利于碳中和,故D正确。
2.B 煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物,煤的成分中并不含苯、甲苯等有机物,故A错误;用天然气代替煤做燃料,可减少SO2的排放,有助于减少酸雨的形成,故B正确;煤的气化和液化都有新物质生成,都属于化学变化,故C错误;天然气的主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,故D错误。
3.C 石油的分馏是物理变化,②错误;石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度,③错误。
4.C 乙烯分子中碳原子与碳原子之间以双键相连,碳原子剩余价键与氢原子相连,由此写出其电子式为,故A错误;乙烯分子中的碳原子半径应该大于氢原子半径,乙烯分子的球棍模型为,故B错误;乙烯分子是平面结构,六个原子在同一平面上,故C正确;乙烯的结构简式为,故D错误。
5.C 乙烯分子中含有碳碳双键,能够与溴发生加成反应而使溴水褪色,故A正确;乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,故B正确;乙烯、乙烷分子中碳原子数相同,二者不互为同系物,故C错误;乙烯分子中所有原子处于同一平面,故D正确。
6.B A项,乙烯能与氢气在一定条件下发生加成反应生成乙烷;B项,乙烯与氯气发生加成反应生成CH2ClCH2Cl,不会生成CH3CHCl2;C项,乙烯与H2O在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2OH;D项,乙烯与HBr 在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2Br;故选B。
7.B 乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,与溴发生加成反应而使溶液褪色,通入酸性高锰酸钾溶液中,会被高锰酸钾氧化而使溶液褪色,发生氧化反应,所以褪色原理不相同,故A错误;含不饱和键的烃可以使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,能证明乙烯分子中含有不饱和键,故B正确;乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,会被高锰酸钾氧化,发生氧化反应,故C错误;乙烷与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液都不能发生反应,而乙烯可以使两种溶液都褪色,现象不同,可以鉴别,故D错误。
能力提升练
1.B 2.C 4.B 5.D 6.B 8.A
1.B A项,光照甲烷和氯气的混合气体,混合气体颜色变浅,二者发生取代反应;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,发生的是加成反应。B项,乙烷在氧气中燃烧和乙烯在空气中燃烧都属于氧化反应。C项,乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,发生的是加成反应;乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,发生的是氧化反应。D项,用乙烯与氯化氢制取氯乙烷,发生的是加成反应;用乙烷与氯气制取氯乙烷,发生的是取代反应。故选B。
2.C 根据烯烃与H2加成反应的原理,推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃中碳碳双键的位置,所以相应烯烃分子中碳碳双键的位置可能有4种,如图所示(标黑点处),故选C。
3.答案 (1)不能 AC
(2)SO2 SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4 B A C
(3)乙烯与溴若发生取代反应则有HBr生成,从而使溶液显酸性;若发生加成反应则生成CH2BrCH2Br,溶液不显酸性
解析 (1)甲同学的实验得到的乙烯中可能含有SO2气体,因SO2能将溴还原而使溴水褪色,所以溴水褪色不能证明是乙烯与溴发生了加成反应。(2)乙烯中可能含有的一种杂质气体是SO2,它与溴水发生反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4;为除去乙烯中的SO2,选择能与SO2反应但不能与乙烯反应的试剂,所以装置Ⅰ中盛放的试剂为NaOH溶液,SO2与NaOH溶液反应后需检验SO2是否除尽,则装置Ⅱ中盛放品红溶液;装置Ⅲ用来证明乙烯与溴发生了加成反应,则装置Ⅲ中盛放的是溴水。(3)乙烯与溴若发生取代反应则有HBr生成,从而使溶液显酸性,若发生加成反应则生成CH2BrCH2Br,溶液不显酸性,故可用pH试纸测反应后溶液的pH来验证这一反应是加成反应而不是取代反应。
4.B 0.5 mol 某气态烃能与0.5 mol氯气完全加成,加成后产物分子上的氢原子最多可与3 mol 氯气发生取代反应,说明1个该烃分子中含有1个不饱和的碳碳双键、6个H原子,根据选项可知该气态烃结构简式可能为CH3CHCH2,故选B。
5.D CH2CHCH2CH3中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;CH2CHCH2CH3发生加聚反应生成聚丁烯(),故B正确;丁烯在空气中燃烧生成二氧化碳和水,故C正确;CH2CHCH2CH3与溴发生加成反应,产物为CH2BrCHBrCH2CH3,D不正确。
6.B 中1、2号碳原子分别连接3个碳原子和1个氢原子,根据甲烷的正四面体结构可知所有碳原子不可能都在同一平面内,故A正确;分子中含有3种氢原子,所以其一氯代物有3种,故B错误;分子中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,故C正确;根据其分子结构可知该有机物的分子式为C8H12,故D正确。
7.答案 (1)C22H46 (2)AC (3)溴的四氯化碳溶液褪色 CH2CH2+Br2 (4)CO2 (5)CH3CHCH2+H2OCH3CH2CH2OH或CH3CHCH2+H2O
解析 (1)烷烃的通式为CnH2n+2,所以正二十二烷的分子式为C22H46。(2)乙烯含有碳碳双键,为不饱和烃,故A正确;苯不含碳碳双键,故B错误;乙烯在空气中燃烧火焰明亮并伴有黑烟,故C正确;通入过量氢气引入新杂质,故D错误。(3)含有碳碳双键的有机物与溴的四氯化碳溶液中的溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,乙烯与溴反应的化学方程式为CH2CH2+Br2 。(4)能使澄清石灰水变浑浊,说明气体为CO2或SO2,根据原子守恒,可知只能是CO2。(5)丙烯与水发生加成反应的化学方程式为CH3CHCH2+H2O CH3CH2CH2OH或CH3CHCH2+H2O 。
8.A 混合烃的物质的量为=0.1 mol,完全燃烧后生成H2O的物质的量为=0.2 mol,生成CO2的物质的量为=0.15 mol,所以该混合烃的平均分子式为C1.5H4,碳原子数比1.5小的只能是CH4,则另一种烃分子中必须含有4个氢原子,符合条件的只有选项A。
9.答案 (1)C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4、CH3CH(CH3)CH2CH3
(2)C8H18
(3)①C4H10 ②CH4
解析 (1)浓硫酸增重10.8 g为水的质量,物质的量为=0.6 mol,n(H)=1.2 mol,所以1 mol烃中含有12 mol H原子;浓碱液增重22 g为CO2的质量,物质的量为=0.5 mol,n(C)=0.5 mol,1 mol烃中含有5 mol C原子,所以该烃的分子式为C5H12,可能的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3、C (CH3)4、CH3CH(CH3)CH2CH3。
(2)由烷烃的通式可知,12n+2n+2=114,n=8,所以分子式为C8H18。
(3)①1 mol烃CxHy完全燃烧耗氧量为(x+) mol,由各烃分子式中C、H原子数目可知,相同物质的量的题述四种气态烃中,C4H10的耗氧量最大;②质量相等时,烃分子中H元素质量分数越大,消耗O2的量越大,C元素质量分数越大,生成CO2越多,CH4、C2H6、C3H8和C4H10中,CH4中H元素质量分数最大,所以等质量的题述四种气态烃中CH4消耗O2最多。
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