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2025鲁科版化学必修第二册
分层作业18 煤的干馏与苯
A级必备知识基础练
以下选择题只有一个选项符合题目要求。
题组1.煤的干馏
1.如图所示是实验室模拟煤的干馏的实验装置图,下列相关叙述错误的是( )
A.装置b中发生了化学变化,有新物质生成
B.充分反应后,b中无固体物质残留
C.U形管c中分两层,上层显碱性,下层是黑色黏稠状液体
D.e处点燃的气体其主要成分是H2、CO、CH4、C2H4
2.(2024山东德州高一检测)下列说法正确的是( )
A.苯和溴水混合振荡后,由于发生化学反应而使溴水的水层颜色变浅
B.酸性高锰酸钾溶液能鉴别出甲烷和乙烯而溴的四氯化碳溶液不能鉴别
C.煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏,后蒸馏的方法把它们分离出来
D.石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过分馏得到汽油
题组2.苯的性质
3.下列有关苯与乙烯的比较中,正确的是( )
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.都能与溴水反应使溴水褪色
D.等物质的量的苯和乙烯完全燃烧时,乙烯耗氧多
4.下列关于苯的说法正确的是( )
A.苯与H2在一定条件下的加成产物环己烷()中,所有碳原子在同一平面上
B.可以用于表示苯的分子结构,但是其中并不含有碳碳双键,因此苯的性质跟烯烃不相同
C.苯的分子式是C6H6,苯分子中的碳原子远没有饱和,因此能与溴水发生加成反应而使之褪色
D.苯中的碳碳键是介于单双键之间的独特的键,因此苯可以发生取代反应而不能发生加成反应
题组3.苯及相关有机物性质的实验探究
5.为了证明液溴与苯发生的反应是取代反应,用如图所示装置进行实验。则装置A中盛有的物质是( )
A.水 B.NaOH溶液
C.CCl4 D.NaI溶液
6.有机化学中的反应类型较多,将下列反应归类。
①由乙烯制氯乙烷 ②乙烷在氧气中燃烧 ③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 ④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑤甲烷与氯气在光照的条件下反应
其中属于取代反应的是 ;
属于氧化反应的是 ;
属于加成反应的是 。(填序号)
B级关键能力提升练
以下选择题有一个或两个选项符合题目要求。
7.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;⑤可以生成聚苯乙烯;⑥所有的原子可能共平面。其中正确的是( )
A.仅①②③④ B.仅②⑤⑥
C.仅①②④⑤⑥ D.全部正确
8.下列有关的说法错误的是( )
A.分子式为C7H8
B.该分子中,最多有12个原子共面
C.其一氯代物有2种
D.该分子中所有碳原子共平面
9.下图是某些碳氢化合物的空间填充模型。
下列有关说法错误的是( )
A.a的分子式为CH4,能与氯气发生取代反应
B.b是一种重要的工业原料,主要来源为石油的裂解
C.可以通过煤的干馏获取c物质,该物质能与液溴反应生成溴苯
D.b和c都能使溴水的水层褪成无色,其原理相同
10.下列物质中,在一定条件下既能发生加成反应,也能发生取代反应,但不能使酸性KMnO4溶液褪色的是( )
A.乙烷
B.苯
C.乙烯
D.苯乙烯()
11.利用煤化工所得的苯可合成甲苯、乙苯、环己烷,其反应如下:
①+CH3Cl(甲苯)+HCl
②CH2CH2+
(乙苯)
③+3H2(环己烷)
下列说法正确的是( )
A.反应①②③均属于加成反应
B.溴水中加入苯,二者可发生取代反应
C.乙苯中所有碳原子可能在同一平面上
D.能用溴的四氯化碳溶液判断反应②所得的乙苯中是否混有乙烯
12.苯和溴取代反应的实验装置如图所示,其中A为由具支试管改制成的反应容器,在其下端开了一小孔,塞好石棉绒,再加入少量铁粉。填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式: 。
(2)B中NaOH溶液的作用是 。
(3)试管C中苯的作用是 。
反应开始后,观察D和E两试管,看到的现象为 。
(4)在上述整套装置中,具有防倒吸作用的装置有 (填字母)。
C级学科素养拔高练
13.(2024山东威海乳山银滩高中高一月考)某校学生用如图所示装置(夹持仪器省略)进行实验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。
实验步骤:
Ⅰ.检查装置的气密性后,关闭K2,打开K1、K3和恒压滴液漏斗活塞,将苯和液溴的混合物缓慢滴到三颈烧瓶中,液体微沸,红色气体充满烧瓶,装置C小试管中无色液体逐渐变为橙红色,瓶内液面上方出现白雾。
Ⅱ. ,装置A中液体倒吸入装置B中。
Ⅲ.拆除装置,三颈烧瓶内反应后的液体呈棕黄色,依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯:分别用蒸馏水、5%的NaOH溶液、蒸馏水洗涤,然后加入无水CaCl2粉末干燥,最后将所得有机物进行纯化。
已知:苯难溶于水,沸点80.5 ℃;溴苯不溶于水,沸点156 ℃。回答下列问题:
(1)冷凝管中冷凝水从 (填“a”或“b”)口进入。
(2)能证明苯与液溴发生的是取代反应的现象是 。
(3)反应Ⅰ结束后,要让装置A中的水倒吸入三颈烧瓶内,Ⅱ中空白处操作为 。
(4)步骤Ⅲ中将所得有机物纯化的操作是 。
分层作业18 煤的干馏与苯
1.B 解析 A项,干馏属于化学变化,正确;B项,干馏得到焦炭等固体物质,因此b中有固体物质残留,错误;C项,干馏产物经过冷却后,在U形管中变为液体,上层是粗氨水,下层是煤焦油,正确;D项,焦炉气的主要成分是H2、CO、CH4、C2H4,因此可以点燃,正确。
2.D 解析 苯与液溴作用时,必须有催化剂Fe,发生的反应是取代反应,生成溴苯和溴化氢,而A项仅发生苯萃取溴,而非发生化学反应;乙烯与酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液反应时都会使它们褪色,而甲烷却不具有这一性质;煤中不含有苯和甲苯,在干馏时,发生化学反应,生成苯和甲苯,故而可以得到它们。
3.A 解析 苯、乙烯均为平面形结构,A正确;苯不能与酸性KMnO4溶液、溴水发生反应,B、C错误;苯的分子式为C6H6,乙烯分子式为C2H4,故等物质的量的苯和乙烯完全燃烧时,苯耗氧多,D错误。
4.B 解析 环己烷中碳原子均为四面体结构,碳原子不在同一平面上,A错误;表示苯的分子结构,其中不含有碳碳双键和碳碳单键,因此苯的性质跟烯烃不相同,故B正确;苯的分子式是C6H6,分子中的碳原子远没有饱和,但不能与溴水发生加成反应,可以萃取溴水中的溴使其褪色,C错误;苯中碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,碳原子远没有饱和,因此苯可以发生取代反应,也能发生加成反应,D错误。
5.C 解析 在催化剂的作用下,苯环上的氢原子被溴原子取代,生成溴苯,同时有溴化氢生成,AgNO3溶液的作用为检验生成的溴化氢,利用溴化氢电离出的溴离子和银离子反应,生成淡黄色溴化银沉淀,由此来检验溴与苯发生了取代反应,但Br2会对HBr的检验产生干扰,因此A中液体的作用就是除掉HBr中的Br2。Br2在水中的溶解度不大,HBr在水中的溶解度大,不能除掉Br2,A项错误;HBr能与NaOH发生反应,B项错误;Br2易溶于CCl4,HBr不溶于CCl4,C项正确;HBr在NaI溶液中的溶解度大而被吸收,D项错误。
6.答案 ⑤ ②④ ①③
解析 ①是乙烯与氯化氢的加成反应;②是烷烃与氧气的氧化反应(燃烧);③是乙烯与溴的加成反应;④是乙烯与酸性高锰酸钾溶液的氧化反应;⑤是烷烃与卤素单质在光照条件下的取代反应。
7.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,还能生成聚苯乙烯;苯乙烯属于烃类,而烃都难溶于水但易溶于有机溶剂(如苯);从分子结构看,苯乙烯是苯、乙烯两个平面结构的组合,这两个平面有可能重合。C正确。
8.BC 解析 的分子式是C7H8,A项正确;该分子中,最多有13个原子共面,B项错误;的一氯代物有4种,C项错误;分子中所有碳原子共平面,D项正确。
9.D 解析 因为a、b、c为碳氢化合物,由空间填充模型可知,a为甲烷、b为乙烯、c为苯,CH2CH2使溴水褪色是发生加成反应,而苯使溴水的水层褪色,是发生了萃取,是物理变化,D项错误。
10.B 解析 乙烷不能发生加成反应,A错误;苯分子中含有不饱和碳原子,在一定条件下能发生加成反应,也能与液溴发生取代反应,但不能使酸性KMnO4溶液褪色,B正确;乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误;苯乙烯含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,D错误。
11.CD 解析 反应①为取代反应,反应②③为加成反应,A错误;在Fe作用下液溴与苯发生取代反应,而溴水不能与苯发生取代反应,B错误。
12.答案 (1)+Br2+HBr
(2)除去溶于溴苯中的溴
(3)除去HBr气体中混有的溴蒸气 D试管中紫色石蕊溶液慢慢变红,并在长导管口有白雾产生,E试管中出现浅黄色沉淀
(4)DEF
解析 (1)铁与溴反应生成FeBr3,苯与液溴在三溴化铁的催化作用下发生反应:+Br2+HBr。(2)B中氢氧化钠溶液的作用是除去溶解在溴苯中的溴单质。(3)溴易挥发,易溶于有机溶剂,所以用苯来吸收溴化氢中的溴单质,防止对溴化氢的检验造成干扰;溴化氢溶于水完全电离,产生氢离子和溴离子,所得溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红色,在长导管口能看到有白雾产生,在硝酸银溶液中银离子与溴离子结合生成淡黄色沉淀。(4)D、E试管中导管在液面上方,可防止液体倒吸,F装置中倒扣的漏斗也可防止液体倒吸。
13.答案 (1)a
(2)C中AgNO3溶液内有淡黄色沉淀产生
(3)关闭K1、K3和恒压滴液漏斗,打开K2
(4)蒸馏
解析 苯和液溴在催化剂作用下发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,液溴易挥发,产生的溴蒸气混在溴化氢气体中一起进入装置C,溴溶解在试管内的苯中,使苯逐渐变为橙红色,溴化氢极易溶于水,进入装置C的溴化氢溶解在瓶内的水蒸气中形成白雾,当白雾接触到硝酸银溶液后,发生反应,生成淡黄色沉淀,多余的气体进入装置D中吸收,防止染污空气。
(1)冷凝管中的冷凝水从下口进上口出,故从a口进入。
(2)装置B中发生反应的化学方程式为+Br2+HBr。反应生成的HBr气体进入装置C后,与AgNO3溶液反应,生成淡黄色沉淀,据此可证明苯与溴发生了取代反应。
(3)要使装置A中的液体倒吸入装置B中,必须打开K2,其他通道则要全部关闭,故在打开K2前要先关闭K1和恒压滴液漏斗,为防止装置D中溶液倒吸,还要关闭K3。
(4)所得有机物为苯和溴苯的混合液,根据苯、溴苯沸点不同,可以用蒸馏的方法进行分离纯化。
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