PAGE9-煤的干餾與苯(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括9小題,每小題5分,共45分)1.煤是“工業(yè)糧食”,煤燃燒時不僅產(chǎn)生我們所需的能量,同時還會生成大量的污染物,為了削減煤的燃燒對環(huán)境的污染,將煤轉(zhuǎn)化為高熱值的清潔燃料,煤的干餾屬于煤的綜合利用之一,下列關(guān)于煤的干餾的敘述,不正確的是 ()A.將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱而分解的過程叫做煤的干餾B.煤的干餾和石油的分餾的本質(zhì)區(qū)分是干餾是化學(xué)改變而分餾是物理改變C.工業(yè)上苯、萘等物質(zhì)可由煤蒸餾得到,它們主要存在于煤蒸餾所得的煤焦油中D.煤干餾的一個主要目的是得到冶金用的優(yōu)質(zhì)焦炭【解析】選C。煤的干餾是在隔絕空氣加強(qiáng)熱的條件下使煤分解的過程,因此煤的干餾要滿意兩個條件:一個是隔絕空氣,以防止煤在高溫下燃燒;二是要加強(qiáng)熱,A正確;煤的干餾是化學(xué)改變,煤在此過程中發(fā)生了分解反應(yīng),生成了新物質(zhì);而石油的分餾是利用沸點不同將混合物中各組分分別,是物理改變,B正確;苯、萘等物質(zhì)主要存在于煤焦油中,但煤焦油是煤干餾的產(chǎn)物,C錯誤;煤干餾的主要產(chǎn)物之一是焦炭,焦炭可用于冶金工業(yè),D正確。2.(2024·濰坊高一檢測)化學(xué)愛好小組在試驗室中探究煤的干餾試驗,模擬裝置如圖所示,下列有關(guān)敘述錯誤的是 ()A.圖示試驗中發(fā)生了化學(xué)改變B.試驗后水溶液的pH>7,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】選D。煤的干餾是化學(xué)改變,A項正確;所得產(chǎn)物有焦?fàn)t氣(含有CH4、H2、C2H4、CO等)、煤焦油(不溶于水的一種多成分混合物)、粗苯、粗氨水、焦炭等,焦?fàn)t氣中的H2、CO可還原氧化銅,且易燃,C項正確;氨水的pH>7,煤焦油居于水層以下,粗苯密度小于水,在上層,故B項正確;煤焦油中含有多種物質(zhì),屬混合物,D項錯誤。3.聞名科學(xué)家凱庫勒最先提出了凱庫勒結(jié)構(gòu)式,并較好地說明了苯的一些性質(zhì)。但隨著試驗和理論探討的不斷深化,人們意識到苯并不具有如乙烯分子中的碳碳雙鍵。下列有關(guān)苯與乙烯的比較中,正確的是 ()A.兩者分子中全部原子都在同一平面上B.都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化C.都能與溴水反應(yīng)使溴水褪色D.等物質(zhì)的量的苯和乙烯完全燃燒時,乙烯耗氧多【解析】選A。苯、乙烯均為平面形結(jié)構(gòu),A正確;苯一般狀況下不能與酸性KMnO4溶液、溴水等發(fā)生反應(yīng),B、C錯誤;苯的分子式為C6H6,乙烯的分子式為C2H4,故等物質(zhì)的量的苯與乙烯完全燃燒時,苯耗氧多。4.(2024·煙臺高一檢測)下列試驗?zāi)塬@得勝利的是 ()選項試驗?zāi)康脑噭┖头椒ˋ鑒別苯、乙醇、苯乙烯()溴水B除去苯中的少量乙烯濃溴水,過濾C除去甲烷中的乙烯高錳酸鉀溶液D分別四氯化碳和苯分液【解析】選A。A項苯中加溴水后分層,上層為溴的苯溶液(橙紅色),下層為無色水層,乙醇中加溴水不分層,苯乙烯中加溴水,溴水褪色,且所得的混合物分層,加入溴水后現(xiàn)象不同,可以鑒別;B項中乙烯與溴反應(yīng)生成的二溴代物及過量的溴仍可溶解在苯中,無法除去;C項中KMnO4能將乙烯氧化為CO2,不行以;D項中苯與四氯化碳互溶,不能用分液漏斗分別。5.(2024·青島高一檢測)某烴的結(jié)構(gòu)簡式為,分子中飽和碳原子數(shù)為a,可能在同始終線上的碳原子數(shù)為b,肯定在同一平面上的碳原子數(shù)為c(已知為直線形分子),則a、b、c分別為 ()A.4、3、7 B.4、3、6C.2、5、4 D.4、6、4【解析】選B。連接四個基團(tuán)(或原子)的碳原子為飽和碳原子,故分子中飽和碳原子數(shù)為4;分子中存在的直線形結(jié)構(gòu),與相連的中的碳原子處于乙炔的氫原子位置,在同始終線上的碳原子數(shù)為3,分子中存在的平面形結(jié)構(gòu),與干脆相連的碳原子都在同一平面上,同時中的1個碳原子與上的2個碳原子共線,所以肯定在同一平面上的碳原子數(shù)為6。【加固訓(xùn)練】以下有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的描述不正確的是 ()A.甲苯分子中的全部原子可能共平面B.苯乙烯()分子中的全部原子可能共平面C.二氯甲烷分子為四面體結(jié)構(gòu)D.乙烷分子中的全部原子不行能共平面【解析】選A。甲苯分子中的全部原子不行能共平面,因為甲苯可以看成是甲烷分子中的一個氫原子被苯基取代,A錯誤;苯乙烯分子中的全部原子有可能共平面,因為乙烯分子中的全部原子共平面,而苯分子中的全部原子也共平面,所以苯乙烯分子中的全部原子有可能共平面,B正確;二氯甲烷分子是四面體結(jié)構(gòu),C正確;乙烷分子中的全部原子不行能共平面,D正確。6.(2024·濰坊高一檢測)加成反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中的一類重要的反應(yīng),下列屬于加成反應(yīng)的是 ()A.乙烯與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)B.將苯滴入溴水中,振蕩后水層接近無色C.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色D.甲烷與Cl2混合,光照后黃綠色消逝【解析】選A。A項反應(yīng)為CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br;B項未發(fā)生化學(xué)反應(yīng);C項乙烯發(fā)生氧化反應(yīng);D項CH4發(fā)生取代反應(yīng)。7.對三聯(lián)苯用于有機(jī)合成、作為有機(jī)閃耀試劑,是閃耀計數(shù)器的發(fā)光物。工業(yè)上合成對三聯(lián)苯的化學(xué)方程式為3+2H2↑下列說法中不正確的是 ()A.上述反應(yīng)屬于取代反應(yīng)B.對三聯(lián)苯的一氯取代物有3種C.1mol對三聯(lián)苯在足量的氧氣中完全燃燒消耗21.5molO2D.對三聯(lián)苯分子中至少有16個原子共平面【解析】選B。該反應(yīng)中苯環(huán)上的氫原子被取代,則該反應(yīng)為取代反應(yīng),A正確;對三聯(lián)苯的結(jié)構(gòu)對稱,共有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,則對三聯(lián)苯的一氯取代物有4種,B錯誤;對三聯(lián)苯的分子式為C18H14,1mol該物質(zhì)完全燃燒消耗的氧氣為(18+)mol=21.5mol,C正確;苯環(huán)為平面結(jié)構(gòu),與苯環(huán)干脆相連的原子肯定在同一平面內(nèi),碳碳單鍵可自由旋轉(zhuǎn),但一條直線上的碳原子在一個平面內(nèi),則至少有16個原子共平面,D正確。8.(2024·濰坊高一檢測)苯環(huán)結(jié)構(gòu)中不存在碳碳單、雙鍵的交替結(jié)構(gòu),下列可以作為證據(jù)的事實是 ()①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯不能因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使溴的四氯化碳溶液褪色③苯在加熱和有催化劑存在的條件下能與H2加成生成環(huán)己烷④苯分子中碳碳鍵鍵長完全相等⑤鄰二氯苯只有一種⑥間二氯苯只有一種A.只有①② B.只有①⑤C.③④⑤⑥ D.①②④⑤【解析】選D。苯分子中若不存在單、雙鍵交替結(jié)構(gòu),應(yīng)不能使酸性KMnO4溶液褪色,不能因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使溴的四氯化碳溶液褪色,碳碳鍵鍵長相等,鄰位二元取代物只有一種。9.120℃時,1L某氣態(tài)混合烴在9L氧氣中充分燃燒,反應(yīng)后混合氣體體積仍為10L(同條件下測得),則該烴可能是 ()A.C2H4CH4 B.C2H6C2H4C.C2H2C2H4 D.C6H6CH4【解析】選A。設(shè)烴的平均分子式為CxHy,燃燒的化學(xué)方程式為CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,120℃時水為氣體,復(fù)原到原狀態(tài),測得反應(yīng)后混合氣體的體積與原體積相等,即反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)不變,則1+x+=x+,所以y=4,滿意平均分子組成中氫原子數(shù)目為4即可。二、非選擇題(本題包括2小題,共25分)10.(12分)某化學(xué)試驗愛好小組學(xué)生為探究苯與溴發(fā)生反應(yīng)的原理,用如圖所示裝置進(jìn)行了試驗。依據(jù)相關(guān)學(xué)問回答下列問題:(1)試驗起先時,關(guān)閉K2,開啟K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反應(yīng)起先。過一會兒,在裝置Ⅲ中可能視察到的現(xiàn)象是___________。

(2)整套試驗裝置中能防止倒吸的裝置有________(填裝置序號)。

(3)你認(rèn)為通過該試驗,有關(guān)苯與溴反應(yīng)的原理方面能得出的結(jié)論是_______。

(4)本試驗?zāi)懿荒苡娩逅嬉轰?____________________。

(5)采納冷凝裝置,其作用是__________________________。

(6)裝置Ⅲ中小試管內(nèi)苯的作用是______________________。

(7)若試驗時無液溴,但試驗室有溴水,該試驗______(填“能”或“不能”)做勝利。

【解析】(1)在催化劑作用下,液溴與苯反應(yīng)生成極易溶于水的溴化氫,溴化氫遇水蒸氣形成白霧,又因為HBr+AgNO3AgBr↓+HNO3,則裝置Ⅲ廣口瓶里會產(chǎn)生淡黃色沉淀;少量溴溶于苯,呈棕黃色。(2)溴化氫不溶于苯,在裝置Ⅲ試管里苯與導(dǎo)管口接觸,不會減小裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng),所以,不能引起倒吸;在裝置Ⅳ燒杯中,倒置的干燥管容積大,若水上升至干燥管里,使燒杯里液面下降,而上升的液體在重力作用下又回到燒杯里,故能防倒吸。(3)依據(jù)產(chǎn)物溴化氫可以證明苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)。(4)不能用溴水代替液溴,苯只能與液溴反應(yīng),若用溴水代替液溴,無法制取溴苯。(5)苯和溴的沸點都較低,易揮發(fā),運用冷凝裝置,防止苯和溴揮發(fā),削減苯和溴的損失,以提高原料利用率。(6)裝置Ⅲ中小試管中苯的作用是除去HBr中的Br2,防止干擾HBr的檢驗。(7)試驗室中若無液溴,可先用苯萃取溴水中的溴,分液后,取苯層即可。答案:(1)小試管中有氣泡,液體變棕黃色,有白霧出現(xiàn),廣口瓶內(nèi)溶液中有淡黃色沉淀生成(2)Ⅲ和Ⅳ(3)苯與液溴可以發(fā)生取代反應(yīng)(4)不能(5)防止溴和苯揮發(fā),削減苯和溴的損失(6)除去HBr中的Br2,防止干擾HBr的檢驗(7)能11.(13分)化學(xué)探究小組模擬德國化學(xué)家李比希測定烴類有機(jī)化合物組成的裝置如圖所示:瓷管內(nèi)有烴類樣品,經(jīng)加熱分解或氣化后用純氧氣流驅(qū)逐經(jīng)過灼熱的CuO,在這里烴類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,經(jīng)兩個汲取管汲取,已知經(jīng)過試驗測定的數(shù)據(jù)如下表,依據(jù)上述信息、如圖所示裝置及表中數(shù)據(jù)完成下列問題。瓷管汲取管Ⅰ汲取管Ⅱ瓷管樣品+瓷管汲取前汲取后汲取前汲取后60g63.9g120g122.7g98g111.2g(1)烴類樣品在化學(xué)反應(yīng)過程中所用的氧化劑是________。

(2)裝置中CuO的作用是______________,

汲取管Ⅰ中裝的汲取劑是________,汲取管Ⅱ中裝的汲取劑是________。

(3)為削減誤差,使測定結(jié)果更精確,可在汲取管Ⅱ后再連接U形汲取管,內(nèi)裝汲取劑為________,其作用是______________。

(4)通過計算確定該烴類物質(zhì)的最簡式是________,若該烴的蒸氣對氫氣的相對密度為39,寫出其結(jié)構(gòu)簡式________。

【解析】(1)瓷管內(nèi)的樣品先被O2氧化,沒有氧化完全的樣品經(jīng)過灼熱的CuO再進(jìn)一步氧化。(2)CuO的作用為使碳元素完全轉(zhuǎn)化為CO2;應(yīng)先汲取H2O,再汲取CO2。因此先用酸性干燥劑或中性干燥劑汲取H2O,再用堿性物質(zhì)如堿石灰汲取CO2。(3)如汲取管Ⅱ干脆與空氣相通,空氣中的H2O及CO2也可被汲取管Ⅱ汲取,造成試驗誤差,因此可再加一個裝有堿石灰的U形管。(4)樣品的質(zhì)量為63.9g-60g=3.9g,樣品中含H的物質(zhì)的量為n(H)=×2=0.3mol,含C的物質(zhì)的量為n(C)==0.3mol且C和H的質(zhì)量總和恰好等于烴的質(zhì)量,因此該烴的最簡式為CH,可設(shè)分子式為(CH)m,13m=39×2得m=6,分子式為C6H6,可為苯。答案:(1)O2、CuO(2)使碳元素完全轉(zhuǎn)化為CO2無水CaCl2堿石灰(3)堿石灰汲取空氣中的CO2和H2O,防止試驗出現(xiàn)過大的誤差(4)CH(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題7分,共14分)12.(雙選)下列說法正確的是 ()A.的一溴代物和的一溴代物都有4種(不考慮立體異構(gòu))B.CH3CHCHCH3分子中的四個碳原子在同始終線上C.與苯一樣為平面正六邊形,分子中全部原子共面D.光照下可與Br2蒸氣發(fā)生乙基上的取代反應(yīng),FeBr3存在時可與液溴發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)【解析】選A、D。在被溴取代時的位置有苯環(huán)上甲基的鄰、間、對位3種,甲基1種,共4種,中有4種氫,則其一溴代物也有4種,A項正確;CH3CHCHCH3分子中存在雙鍵,其CC與C—C間夾角是120°,四個碳原子不行能共直線,B項錯誤;不行能分子中全部原子共面,C項錯誤;D中是不同條件下的兩個取代反應(yīng),D項正確。13.(2024·濰坊高一檢測)一種形態(tài)像蝴蝶結(jié)的有機(jī)分子Bowtiediene,其形態(tài)和結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有關(guān)該分子的說法中不正確的是 ()A.該有機(jī)物的分子式為C5H4B.該分子中全部碳原子在同一平面內(nèi)C.該有機(jī)物可發(fā)生取代反應(yīng)D.該有機(jī)物可發(fā)生加成反應(yīng)【解析】選B。鍵線式中頂點數(shù)即為碳原子數(shù),然后確定每個碳原子所結(jié)合的氫原子數(shù),該有機(jī)物分子式為C5H4,A正確;中間碳原子形成四條單鍵,為四面體形結(jié)構(gòu),故該分子中全部碳原子不行能在同一平面內(nèi),B錯誤;該有機(jī)物可與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),C正確;該有機(jī)物含有碳碳雙鍵,可發(fā)生加成反應(yīng),D正確。【加固訓(xùn)練】由A、B兩種烴組成的混合物中,當(dāng)混合物總質(zhì)量肯定時,無論A、B以何種比例混合,完全燃燒消耗氧氣的質(zhì)量為一恒量。對A、B兩種烴有下面幾種說法:①互為同分異構(gòu)體;②互為同系物;③具有相同的最簡式;④兩種烴中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同;⑤兩種烴中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同?？隙ㄕ_的結(jié)論是 ()A.①②③④ B.①②③④C.②③④⑤ D.①③④⑤【解析】選D。由A、B兩種烴組成的混合物中,當(dāng)混合物總質(zhì)量肯定時,無論A、B以何種比例混合,完全燃燒消耗氧氣的質(zhì)量為一恒量,則A、B兩種烴的最簡式相同。①A、B互為同分異構(gòu)體,分子式、最簡式也肯定相同,故①正確;②互為同系物的烴最簡式不肯定相同,如烷烴,故②錯誤;③A、B兩種烴的最簡式相