第2节 从化石燃料中获取有机化合物 第2课时 煤的干馏与苯 有机高分子化合物与有机高分子材料--2026鲁科版高中化学必修第二册章节练
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| 名称 | 第2节 从化石燃料中获取有机化合物 第2课时 煤的干馏与苯 有机高分子化合物与有机高分子材料--2026鲁科版高中化学必修第二册章节练 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 574.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-04 15:45:52 | ||
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文档简介
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2026鲁科版高中化学必修第二册
第2课时 煤的干馏与苯 有机高分子化合物与有机高分子材料
基础过关练
题组一 煤的干馏
1.(2025海南部分学校期中)下列叙述正确的是( )
A.煤的干馏和石油的分馏原理相同
B.将煤进行干馏可直接生成NH4HCO3
C.如图所示装置可用于实验室中煤干馏
D.通过煤的气化、液化、干馏等方法可获得燃料
2.(2024山东荷泽月考)对煤干馏并检验其中部分产物,装置(夹持装置已略)如图所示。下列说法不正确的是( )
A.煤的干馏过程发生复杂的物理、化学变化
B.向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝
C.c装置可验证产生的气体中一定含有H2S
D.e装置中的现象是固体由黑色变为红色
题组二 苯的结构与性质
3.(2025福建台江九校联考)下列关于苯的叙述中正确的是( )
A.苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料
B.苯中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃
C.苯分子中6个碳碳键完全相同
D.苯可以使溴水褪色是因为发生了取代反应
4.(2025宁夏吴忠滨河中学月考)凯库勒提出了苯单、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列哪些事实( )
①苯不能使溴的CCl4溶液褪色 ②苯能与H2发生加成反应 ③溴苯没有同分异构体 ④邻二溴苯()只有一种 ⑤苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
A.①②⑤ B.②④⑤
C.①④⑤ D.①③⑤
题组三 有机高分子化合物与有机高分子材料
5.(2025吉林通化月考)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列物质的主要成分属于有机高分子材料的是( )
A.瓷器 B.有机玻璃制 成的飞机风挡
C.“蛟龙号”潜水 器耐压球壳 D.光导纤维
6.(2025吉林长春期中)下列叙述不正确的是( )
A.塑料的主要成分是合成树脂
B.合成橡胶一般耐油、耐酸碱
C.合成纤维不如天然纤维和人造纤维性能优异
D.构成塑料的高分子可以是线型结构,也可以是网状结构
能力提升练
题组一 有机化合物中原子共面、共线问题
1.(2025广东中山第一中学阶段练)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述不正确的是( )
A.最多有10个碳原子共面
B.最多有6个原子共线
C.该有机物苯环上的一个H被Cl取代,有3种结构
D.1 mol该有机物含有1 mol碳碳双键
2.(2024山东德州月考)某烃的结构简式为。分子中饱和碳原子数为x,在同一直线上的碳原子数最多为y,一定在同一平面内的碳原子数为z,则x、y、z分别为( )
A.4、6、5 B.2、6、5
C.4、3、6 D.4、6、4
3.(2025湖南邵东第三中学期中)已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转,关于结构简式为的烃,下列说法中正确的是( )
A.分子中处于同一直线的碳原子最多有6个
B.1 mol该烃发生加成反应,最多消耗7 mol H2
C.该烃的一氯代物共有8种
D.分子中至少有12个碳原子处于同一平面上
4.(2024甘肃天水一中月考)下列判断正确的是( )
A.分子中所有碳原子处于同一平面上
B.甲苯分子中最多有12个原子处于同一平面上
C.分子中最多有10个原子处于同一平面上
D.异丙苯()分子中所有碳原子可能处于同一平面上
题组二 苯取代反应的相关实验
5.(2025山东泰安期中)实验室制备溴苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述正确的是( )
A.制备过程中将液溴替换为溴水可减少溴的挥发
B.装置b中的试剂换为AgNO3溶液可检验反应过程中有HBr生成
C.为减少反应物的挥发,先向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液,后打开K
D.反应后的混合液经水洗、稀碱溶液洗涤、再水洗、干燥、蒸馏,即可得到溴苯
6.(2025宁夏银川一中期中)已知苯与液溴的反应是放热反应,某校学生为探究苯与溴发生的反应,用如图所示装置进行实验。下列说法错误的是 ( )
A.通过装置Ⅱ集气瓶中有淡黄色沉淀生成不可以推断苯和液溴发生取代反应
B.装置Ⅱ中小试管的作用之一是防止HBr溶于水而引起倒吸
C.溴苯是医药、染料和材料领域常用的有机合成原料
D.反应一段时间后,装置Ⅱ中的小试管内溶液变为橙红色,硝酸银溶液中有淡黄色沉淀生成
7.(2025河南周口开学考)实验室中用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制得粗溴苯,提纯粗溴苯的流程如图。
下列说法错误的是( )
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需用到分液漏斗
B.试剂X可为NaOH溶液
C.操作Ⅳ的名称为过滤
D.操作Ⅴ应选用球形冷凝管
8.(2024安徽宿州月考)硝基苯是重要的化工原料,是医药和染料的中间体,还可做有机溶剂。制备硝基苯的过程如下:
①配制混酸,组装如图所示反应装置。取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混酸,加入恒压滴液漏斗中;把18 mL苯加入三颈烧瓶中。
②向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀。
③在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混酸后,依次用蒸馏水和10% Na2CO3溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品。
已知:Ⅰ.+HNO3(浓)+H2O;+HNO3(浓)+H2O。
Ⅱ.可能用到的数据列表如下:
物质 熔点/ ℃ 沸点/ ℃ 密度(20 ℃)/ (g/mL) 溶解性
苯 5.5 80 0.88 难溶于水
硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水
1,3-二 硝基苯 89 301 1.57 微溶于水
浓硝酸 / 83 1.4 易溶于水
浓硫酸 / 338 1.84 易溶于水
请回答下列问题:
(1)配制混酸应在烧杯中先加入 。
(2)恒压滴液漏斗的优点是 ;实验装置中长玻璃管可用 (填仪器名称)代替,其作用是 。
(3)反应结束后分离混酸和产品的操作方法为 ;步骤④中Na2CO3溶液的作用是 。
(4)制备硝基苯时,如果温度过高,产生的影响是 (答两点即可)。
(5)为了得到更纯净的硝基苯,还须先向液体中加入CaCl2干燥剂除去水,然后 ,最终得到17.5 g硝基苯(相对分子质量为123),则硝基苯的产率为 %。
答案与分层梯度式解析
第2课时 煤的干馏与苯 有机高分子化合物与有机高分子材料
基础过关练
1.D 煤的干馏属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,二者原理不同,A项错误;煤干馏的条件是加强热,NH4HCO3受热易分解,故将煤进行干馏不可能直接生成NH4HCO3,B项错误;题图为蒸馏装置,而干馏是固态物质隔绝空气加强热使其分解产生新物质,C项错误;通过煤的气化、液化、干馏等方法可获得气体或液体燃料,D项正确。
2.C 煤干馏得到出炉煤气、煤焦油、焦炭,煤干馏过程中,发生了复杂的物理、化学变化,故A正确;煤干馏得到的产物中含有NH3,氨水显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,故B正确;焦炉气中含有乙烯,乙烯也能使酸性KMnO4溶液褪色,故C不正确;出炉煤气中含有的H2、CO都能还原CuO,所以e装置中的固体由黑色变为红色,故D正确。
3.C 苯主要是以煤为原料而获得的一种重要化工原料,A错误;苯不含碳碳双键,苯分子中6个碳碳键完全相同,是介于碳碳单键和碳碳双键间的特殊键,苯不属于烯烃,B错误,C正确;苯使溴水褪色是发生了萃取,属于物理变化,没有发生化学反应,D错误。
4.C ①苯不能使溴的CCl4溶液褪色,说明苯中不含碳碳双键,符合题意;④若苯是单、双键交替的正六边形平面结构,则邻二溴苯有两种结构,但邻二溴苯只有一种,符合题意;⑤苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯中不含碳碳双键,符合题意。
5.B 瓷器主要成分是硅酸盐,不是有机高分子材料,A不符合题意;有机玻璃是有机高分子材料,B符合题意;“蛟龙号”潜水器耐压球壳的主要成分是钛合金,不是有机高分子材料,C不符合题意;光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是有机高分子材料,D不符合题意。
6.C 塑料的主要成分是高分子化合物,俗称合成树脂,A正确;合成橡胶一般耐油、耐酸碱,B正确;合成纤维具有比天然纤维和人造纤维更优异的性能,C错误;构成塑料的高分子可以是线型结构,也可以是网状结构,D正确。
能力提升练
1.B 苯环上6个碳原子共面,碳碳双键上的碳原子及相连的饱和碳原子共面,碳碳单键可以旋转,余下的3个C原子中有1个C原子可以通过旋转后在苯环和碳碳双键平面上,所以最多有10个碳原子共面,A正确;该有机物的结构简式可表示为,最多有4个原子共线,B错误;该有机物苯环上有3种不同化学环境的H原子,苯环上的一个H被Cl取代,有3种结构,C正确;苯环中不含碳碳双键,1 mol该有机物含有1 mol碳碳双键,D正确。
2.C 先对碳原子进行编号:
若碳原子同时连有4个原子,则该碳原子为饱和碳原子,这样的碳原子共4个,即⑤⑥⑦⑧号。由乙炔结构知,①②③号碳原子一定在同一直线上;由乙烯结构知,②③④⑤⑦号碳原子在同一平面内,再结合①②③号碳原子在同一条直线上的关系,得①②③④⑤⑦号碳原子一定在同一平面内。
3.D 两个相连的苯环中,处于对角线位置的4个碳原子共线,再加上碳碳三键的2个碳原子和与其处于对角线位置的甲基中的1个碳原子,分子中处于同一直线的碳原子最多有7个,A项错误;1 mol该烃发生加成反应最多消耗8 mol H2,B项错误;该烃共有10种不同化学环境的氢,所以其一氯代物为10种,C项错误;根据A项分析,已有7个碳原子共线,这条线必在左侧苯环确定的平面内,且左侧苯环上其余的4个碳原子和相连的甲基的碳原子一定共面,至少有12个碳原子一定共平面,D项正确。
方法点拨
将该烃改写为,据此判断共直线。
4.C 分子中存在连有4个碳原子的饱和碳原子,故所有碳原子不可能处于同一平面上,A错误;与苯环直接相连的原子一定与苯环共面,单键可以绕键轴自由旋转,则甲基上有1个H原子可能在该平面内,故甲苯分子中最多有13个原子处于同一平面上,B错误;分子中所有碳原子一定共平面,另外每个甲基中有1个H原子可能在该平面内,碳碳双键C原子上的2个H原子一定在该平面内,故该分子中最多有10个原子处于同一平面上,C正确;异丙苯()分子中有一个碳原子连有3个C原子,故该分子中所有碳原子不可能处于同一平面上,D错误。
名师点睛
解答有机物分子中原子共面、共线问题的基本思路是先将被分析对象分解成几种常见的结构模型,然后综合分析不同结构间的关系确定结果。
(1)明确原子共线、共面问题的基础模型
①甲烷的正四面体结构,如,5个原子构成四面体,最多有3个原子共面,一定不会所有原子共面;②乙烯、苯的平面结构;③乙炔的直线形结构,如,4个原子共直线;④苯环上处于对位的2个碳原子及与其直接相连的原子共直线。
(2)对照模型确定共线、共面原子数目
需要结合相关的几何知识进行分析,如:不共线的任意三点可确定一个平面;一条直线与某平面有两个交点时,则这条直线上的所有点都在相应的平面内。
(3)注意限制条件
解题时注意题目要求中“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
5.D 溴水和苯不反应,制备过程中不能将液溴替换为溴水,A错误;a中挥发出溴单质,溴单质、溴化氢都能与硝酸银溶液反应生成溴化银沉淀,装置b中的试剂换为AgNO3溶液不能检验反应过程中有HBr生成,B错误;若关闭K,苯和溴的混合液不能顺利流进烧瓶中,C错误;反应后的混合液经水洗、稀碱溶液洗涤、水洗、干燥、蒸馏,即可得到溴苯,故D正确。
6.A 通过装置Ⅱ小试管中的苯将HBr中的Br2吸收,集气瓶中有淡黄色沉淀生成,说明反应生成了HBr,即可以推断苯和液溴发生取代反应,A错误;HBr极易溶于水,装置Ⅱ中小试管中盛有苯,可防止HBr溶于水而引起倒吸,B正确;溴苯是医药、染料和材料领域常用的有机合成原料,C正确;反应一段时间后,装置Ⅱ中的小试管内溶液溶有Br2而变为橙红色,取代反应产生的HBr与AgNO3反应生成AgBr淡黄色沉淀,故硝酸银溶液中有淡黄色沉淀生成,D正确。
名师点睛
卤素单质易溶于有机溶剂,除去气体中的卤素单质可用有机溶剂。
7.D 由题给流程可知,加水后操作Ⅰ为分液,水层①含溴化铁、氢溴酸等;有机层①含苯、溴苯、溴,加NaOH溶液与溴反应,操作Ⅱ为分液,水层②含NaBr、NaBrO、NaOH,有机层②含苯、溴苯及少量的NaOH等,水洗可除去少量的NaOH等,操作Ⅲ为分液,有机层③主要含苯、溴苯,加入无水氯化钙吸水,操作Ⅳ为过滤,有机层④含有苯和溴苯,二者沸点相差较大,利用蒸馏实现分离,则操作Ⅴ为蒸馏。操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为分液,用到的仪器都为分液漏斗,A正确;溴苯中含有溴,需用碱液除杂后分液,所以试剂X可为氢氧化钠溶液,B正确;无水氯化钙吸水后需通过过滤与苯和溴苯分离,C正确;操作Ⅴ是蒸馏,应用直形冷凝管,D错误。
8.答案 (1)浓硝酸
(2)平衡气压,使混酸顺利滴下 冷凝管 冷凝回流,提高原料的利用率
(3)分液 除去产品中混有的少量硫酸和硝酸
(4)产生较多的副产物、苯和硝酸大量挥发(合理即可)
(5)蒸馏 70
解析 (1)浓硫酸和浓硝酸混合放热,浓硫酸密度大于浓硝酸,配制混酸应在烧杯中先加入浓硝酸。
(2)恒压滴液漏斗的优点是平衡气压,使混酸顺利滴下;实验装置中长玻璃管的作用是冷凝回流,提高原料的利用率,可用冷凝管代替。
(3)硝基苯难溶于水,反应结束后分离混酸和产品的操作方法为分液;碳酸钠和混酸反应,步骤④中Na2CO3溶液的作用是除去产品中混有的少量硫酸和硝酸。
(4)根据信息,温度过高易生成1,3-二硝基苯;另外,如果温度过高,苯和硝酸会大量挥发且会造成硝酸分解,从而使硝基苯的产率降低。
(5)为了得到更纯净的硝基苯,还须先向液体中加入CaCl2干燥剂除去水,然后蒸馏;18 mL苯的物质的量是≈0.203 mol,理论上生成硝基苯的质量为0.203 mol×123 g/mol≈25.0 g,则硝基苯的产率为×100%=70%。
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2026鲁科版高中化学必修第二册
第2课时 煤的干馏与苯 有机高分子化合物与有机高分子材料
基础过关练
题组一 煤的干馏
1.(2025海南部分学校期中)下列叙述正确的是( )
A.煤的干馏和石油的分馏原理相同
B.将煤进行干馏可直接生成NH4HCO3
C.如图所示装置可用于实验室中煤干馏
D.通过煤的气化、液化、干馏等方法可获得燃料
2.(2024山东荷泽月考)对煤干馏并检验其中部分产物,装置(夹持装置已略)如图所示。下列说法不正确的是( )
A.煤的干馏过程发生复杂的物理、化学变化
B.向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝
C.c装置可验证产生的气体中一定含有H2S
D.e装置中的现象是固体由黑色变为红色
题组二 苯的结构与性质
3.(2025福建台江九校联考)下列关于苯的叙述中正确的是( )
A.苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料
B.苯中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃
C.苯分子中6个碳碳键完全相同
D.苯可以使溴水褪色是因为发生了取代反应
4.(2025宁夏吴忠滨河中学月考)凯库勒提出了苯单、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列哪些事实( )
①苯不能使溴的CCl4溶液褪色 ②苯能与H2发生加成反应 ③溴苯没有同分异构体 ④邻二溴苯()只有一种 ⑤苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
A.①②⑤ B.②④⑤
C.①④⑤ D.①③⑤
题组三 有机高分子化合物与有机高分子材料
5.(2025吉林通化月考)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列物质的主要成分属于有机高分子材料的是( )
A.瓷器 B.有机玻璃制 成的飞机风挡
C.“蛟龙号”潜水 器耐压球壳 D.光导纤维
6.(2025吉林长春期中)下列叙述不正确的是( )
A.塑料的主要成分是合成树脂
B.合成橡胶一般耐油、耐酸碱
C.合成纤维不如天然纤维和人造纤维性能优异
D.构成塑料的高分子可以是线型结构,也可以是网状结构
能力提升练
题组一 有机化合物中原子共面、共线问题
1.(2025广东中山第一中学阶段练)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述不正确的是( )
A.最多有10个碳原子共面
B.最多有6个原子共线
C.该有机物苯环上的一个H被Cl取代,有3种结构
D.1 mol该有机物含有1 mol碳碳双键
2.(2024山东德州月考)某烃的结构简式为。分子中饱和碳原子数为x,在同一直线上的碳原子数最多为y,一定在同一平面内的碳原子数为z,则x、y、z分别为( )
A.4、6、5 B.2、6、5
C.4、3、6 D.4、6、4
3.(2025湖南邵东第三中学期中)已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转,关于结构简式为的烃,下列说法中正确的是( )
A.分子中处于同一直线的碳原子最多有6个
B.1 mol该烃发生加成反应,最多消耗7 mol H2
C.该烃的一氯代物共有8种
D.分子中至少有12个碳原子处于同一平面上
4.(2024甘肃天水一中月考)下列判断正确的是( )
A.分子中所有碳原子处于同一平面上
B.甲苯分子中最多有12个原子处于同一平面上
C.分子中最多有10个原子处于同一平面上
D.异丙苯()分子中所有碳原子可能处于同一平面上
题组二 苯取代反应的相关实验
5.(2025山东泰安期中)实验室制备溴苯的反应装置如图所示,关于实验操作或叙述正确的是( )
A.制备过程中将液溴替换为溴水可减少溴的挥发
B.装置b中的试剂换为AgNO3溶液可检验反应过程中有HBr生成
C.为减少反应物的挥发,先向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液,后打开K
D.反应后的混合液经水洗、稀碱溶液洗涤、再水洗、干燥、蒸馏,即可得到溴苯
6.(2025宁夏银川一中期中)已知苯与液溴的反应是放热反应,某校学生为探究苯与溴发生的反应,用如图所示装置进行实验。下列说法错误的是 ( )
A.通过装置Ⅱ集气瓶中有淡黄色沉淀生成不可以推断苯和液溴发生取代反应
B.装置Ⅱ中小试管的作用之一是防止HBr溶于水而引起倒吸
C.溴苯是医药、染料和材料领域常用的有机合成原料
D.反应一段时间后,装置Ⅱ中的小试管内溶液变为橙红色,硝酸银溶液中有淡黄色沉淀生成
7.(2025河南周口开学考)实验室中用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制得粗溴苯,提纯粗溴苯的流程如图。
下列说法错误的是( )
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需用到分液漏斗
B.试剂X可为NaOH溶液
C.操作Ⅳ的名称为过滤
D.操作Ⅴ应选用球形冷凝管
8.(2024安徽宿州月考)硝基苯是重要的化工原料,是医药和染料的中间体,还可做有机溶剂。制备硝基苯的过程如下:
①配制混酸,组装如图所示反应装置。取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混酸,加入恒压滴液漏斗中;把18 mL苯加入三颈烧瓶中。
②向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀。
③在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混酸后,依次用蒸馏水和10% Na2CO3溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品。
已知:Ⅰ.+HNO3(浓)+H2O;+HNO3(浓)+H2O。
Ⅱ.可能用到的数据列表如下:
物质 熔点/ ℃ 沸点/ ℃ 密度(20 ℃)/ (g/mL) 溶解性
苯 5.5 80 0.88 难溶于水
硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水
1,3-二 硝基苯 89 301 1.57 微溶于水
浓硝酸 / 83 1.4 易溶于水
浓硫酸 / 338 1.84 易溶于水
请回答下列问题:
(1)配制混酸应在烧杯中先加入 。
(2)恒压滴液漏斗的优点是 ;实验装置中长玻璃管可用 (填仪器名称)代替,其作用是 。
(3)反应结束后分离混酸和产品的操作方法为 ;步骤④中Na2CO3溶液的作用是 。
(4)制备硝基苯时,如果温度过高,产生的影响是 (答两点即可)。
(5)为了得到更纯净的硝基苯,还须先向液体中加入CaCl2干燥剂除去水,然后 ,最终得到17.5 g硝基苯(相对分子质量为123),则硝基苯的产率为 %。
答案与分层梯度式解析
第2课时 煤的干馏与苯 有机高分子化合物与有机高分子材料
基础过关练
1.D 煤的干馏属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,二者原理不同,A项错误;煤干馏的条件是加强热,NH4HCO3受热易分解,故将煤进行干馏不可能直接生成NH4HCO3,B项错误;题图为蒸馏装置,而干馏是固态物质隔绝空气加强热使其分解产生新物质,C项错误;通过煤的气化、液化、干馏等方法可获得气体或液体燃料,D项正确。
2.C 煤干馏得到出炉煤气、煤焦油、焦炭,煤干馏过程中,发生了复杂的物理、化学变化,故A正确;煤干馏得到的产物中含有NH3,氨水显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,故B正确;焦炉气中含有乙烯,乙烯也能使酸性KMnO4溶液褪色,故C不正确;出炉煤气中含有的H2、CO都能还原CuO,所以e装置中的固体由黑色变为红色,故D正确。
3.C 苯主要是以煤为原料而获得的一种重要化工原料,A错误;苯不含碳碳双键,苯分子中6个碳碳键完全相同,是介于碳碳单键和碳碳双键间的特殊键,苯不属于烯烃,B错误,C正确;苯使溴水褪色是发生了萃取,属于物理变化,没有发生化学反应,D错误。
4.C ①苯不能使溴的CCl4溶液褪色,说明苯中不含碳碳双键,符合题意;④若苯是单、双键交替的正六边形平面结构,则邻二溴苯有两种结构,但邻二溴苯只有一种,符合题意;⑤苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯中不含碳碳双键,符合题意。
5.B 瓷器主要成分是硅酸盐,不是有机高分子材料,A不符合题意;有机玻璃是有机高分子材料,B符合题意;“蛟龙号”潜水器耐压球壳的主要成分是钛合金,不是有机高分子材料,C不符合题意;光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是有机高分子材料,D不符合题意。
6.C 塑料的主要成分是高分子化合物,俗称合成树脂,A正确;合成橡胶一般耐油、耐酸碱,B正确;合成纤维具有比天然纤维和人造纤维更优异的性能,C错误;构成塑料的高分子可以是线型结构,也可以是网状结构,D正确。
能力提升练
1.B 苯环上6个碳原子共面,碳碳双键上的碳原子及相连的饱和碳原子共面,碳碳单键可以旋转,余下的3个C原子中有1个C原子可以通过旋转后在苯环和碳碳双键平面上,所以最多有10个碳原子共面,A正确;该有机物的结构简式可表示为,最多有4个原子共线,B错误;该有机物苯环上有3种不同化学环境的H原子,苯环上的一个H被Cl取代,有3种结构,C正确;苯环中不含碳碳双键,1 mol该有机物含有1 mol碳碳双键,D正确。
2.C 先对碳原子进行编号:
若碳原子同时连有4个原子,则该碳原子为饱和碳原子,这样的碳原子共4个,即⑤⑥⑦⑧号。由乙炔结构知,①②③号碳原子一定在同一直线上;由乙烯结构知,②③④⑤⑦号碳原子在同一平面内,再结合①②③号碳原子在同一条直线上的关系,得①②③④⑤⑦号碳原子一定在同一平面内。
3.D 两个相连的苯环中,处于对角线位置的4个碳原子共线,再加上碳碳三键的2个碳原子和与其处于对角线位置的甲基中的1个碳原子,分子中处于同一直线的碳原子最多有7个,A项错误;1 mol该烃发生加成反应最多消耗8 mol H2,B项错误;该烃共有10种不同化学环境的氢,所以其一氯代物为10种,C项错误;根据A项分析,已有7个碳原子共线,这条线必在左侧苯环确定的平面内,且左侧苯环上其余的4个碳原子和相连的甲基的碳原子一定共面,至少有12个碳原子一定共平面,D项正确。
方法点拨
将该烃改写为,据此判断共直线。
4.C 分子中存在连有4个碳原子的饱和碳原子,故所有碳原子不可能处于同一平面上,A错误;与苯环直接相连的原子一定与苯环共面,单键可以绕键轴自由旋转,则甲基上有1个H原子可能在该平面内,故甲苯分子中最多有13个原子处于同一平面上,B错误;分子中所有碳原子一定共平面,另外每个甲基中有1个H原子可能在该平面内,碳碳双键C原子上的2个H原子一定在该平面内,故该分子中最多有10个原子处于同一平面上,C正确;异丙苯()分子中有一个碳原子连有3个C原子,故该分子中所有碳原子不可能处于同一平面上,D错误。
名师点睛
解答有机物分子中原子共面、共线问题的基本思路是先将被分析对象分解成几种常见的结构模型,然后综合分析不同结构间的关系确定结果。
(1)明确原子共线、共面问题的基础模型
①甲烷的正四面体结构,如,5个原子构成四面体,最多有3个原子共面,一定不会所有原子共面;②乙烯、苯的平面结构;③乙炔的直线形结构,如,4个原子共直线;④苯环上处于对位的2个碳原子及与其直接相连的原子共直线。
(2)对照模型确定共线、共面原子数目
需要结合相关的几何知识进行分析,如:不共线的任意三点可确定一个平面;一条直线与某平面有两个交点时,则这条直线上的所有点都在相应的平面内。
(3)注意限制条件
解题时注意题目要求中“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
5.D 溴水和苯不反应,制备过程中不能将液溴替换为溴水,A错误;a中挥发出溴单质,溴单质、溴化氢都能与硝酸银溶液反应生成溴化银沉淀,装置b中的试剂换为AgNO3溶液不能检验反应过程中有HBr生成,B错误;若关闭K,苯和溴的混合液不能顺利流进烧瓶中,C错误;反应后的混合液经水洗、稀碱溶液洗涤、水洗、干燥、蒸馏,即可得到溴苯,故D正确。
6.A 通过装置Ⅱ小试管中的苯将HBr中的Br2吸收,集气瓶中有淡黄色沉淀生成,说明反应生成了HBr,即可以推断苯和液溴发生取代反应,A错误;HBr极易溶于水,装置Ⅱ中小试管中盛有苯,可防止HBr溶于水而引起倒吸,B正确;溴苯是医药、染料和材料领域常用的有机合成原料,C正确;反应一段时间后,装置Ⅱ中的小试管内溶液溶有Br2而变为橙红色,取代反应产生的HBr与AgNO3反应生成AgBr淡黄色沉淀,故硝酸银溶液中有淡黄色沉淀生成,D正确。
名师点睛
卤素单质易溶于有机溶剂,除去气体中的卤素单质可用有机溶剂。
7.D 由题给流程可知,加水后操作Ⅰ为分液,水层①含溴化铁、氢溴酸等;有机层①含苯、溴苯、溴,加NaOH溶液与溴反应,操作Ⅱ为分液,水层②含NaBr、NaBrO、NaOH,有机层②含苯、溴苯及少量的NaOH等,水洗可除去少量的NaOH等,操作Ⅲ为分液,有机层③主要含苯、溴苯,加入无水氯化钙吸水,操作Ⅳ为过滤,有机层④含有苯和溴苯,二者沸点相差较大,利用蒸馏实现分离,则操作Ⅴ为蒸馏。操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为分液,用到的仪器都为分液漏斗,A正确;溴苯中含有溴,需用碱液除杂后分液,所以试剂X可为氢氧化钠溶液,B正确;无水氯化钙吸水后需通过过滤与苯和溴苯分离,C正确;操作Ⅴ是蒸馏,应用直形冷凝管,D错误。
8.答案 (1)浓硝酸
(2)平衡气压,使混酸顺利滴下 冷凝管 冷凝回流,提高原料的利用率
(3)分液 除去产品中混有的少量硫酸和硝酸
(4)产生较多的副产物、苯和硝酸大量挥发(合理即可)
(5)蒸馏 70
解析 (1)浓硫酸和浓硝酸混合放热,浓硫酸密度大于浓硝酸,配制混酸应在烧杯中先加入浓硝酸。
(2)恒压滴液漏斗的优点是平衡气压,使混酸顺利滴下;实验装置中长玻璃管的作用是冷凝回流,提高原料的利用率,可用冷凝管代替。
(3)硝基苯难溶于水,反应结束后分离混酸和产品的操作方法为分液;碳酸钠和混酸反应,步骤④中Na2CO3溶液的作用是除去产品中混有的少量硫酸和硝酸。
(4)根据信息,温度过高易生成1,3-二硝基苯;另外,如果温度过高,苯和硝酸会大量挥发且会造成硝酸分解,从而使硝基苯的产率降低。
(5)为了得到更纯净的硝基苯,还须先向液体中加入CaCl2干燥剂除去水,然后蒸馏;18 mL苯的物质的量是≈0.203 mol,理论上生成硝基苯的质量为0.203 mol×123 g/mol≈25.0 g,则硝基苯的产率为×100%=70%。
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