鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 从化石燃料中获取有机化合物第2课时课后测评

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　煤的综合利用　煤的干馏

1.下列有关煤的综合利用的说法正确的是 (　　)

A.煤是由多种有机物和少量无机物组成的混合物,主要含有碳和氧元素

B.将煤加强热使之完全分解的过程叫干馏

C.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物

D.煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法

2.(2021河北石家庄高三上月考)我国能源特点是“富煤、贫油、少气”,利用煤“制油、制气”,实现清洁高效利用,势在必行。下列有关说法中正确的是              (　　)

A.煤气化技术的核心是将固态煤变成气态煤

B.将煤干馏可获得多种洁净燃料和化工原料

C.煤“制气”后再燃烧不产生任何有害物质

D.煤的清洁高效利用过程中不会产生有害成分

3.(2021湖北武汉部分重点中学高二上月考)有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是              (　　)

A.B为甲醇或乙醇时,原子利用率均达到100%

B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物

C.煤转化为水煤气是煤的气化,是化学变化

D.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程

4.(2021浙江“七彩阳光”新高考研究联盟高三上期中)下列关于煤的综合利用及苯的说法不正确的是              (　　)

A.苯既能发生氧化反应也可以发生还原反应

B.煤的干馏、煤的液化和煤的气化都是化学变化

C.煤中含有苯可以通过先干馏后分馏的方法得到苯

D.邻二甲苯只有一种结构,说明苯中的化学键不是单双键交替结构

题组二　苯的结构与性质

5.(2021云南玉溪一中高二上期中)下列关于苯的说法正确的是 (　　)

A.苯的分子式为C6H6,它是一种单双键交替的环状结构

B.从苯的凯库勒式看,苯分子中含有碳碳双键,应属于烯烃

C.在催化剂作用下,苯与溴反应生成溴苯,发生了加成反应

D.苯分子为平面正六边形结构,所有碳原子之间的价键完全相同

6.(2020江苏连云港高一下期末)下列关于苯的说法正确的是 (　　)

A.分子中含有碳碳双键

B.常温常压下,它是一种气体

C.能使酸性KMnO4溶液褪色

D.分子中所有原子均处于同一平面

7.(2021湖南常德一中高二上月考)1866年凯库勒提出了苯单、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

8.(2021黑龙江省实验中学高二上期末)下列关于苯的叙述中错误的是 (　　)

A.苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应

B.在苯中加入酸性KMnO4溶液,振荡并静置后下层液体为紫色

C.在苯中加入溴水,振荡并静置后下层液体为橙色

D.在一定条件下,苯能与氢气发生加成反应

9.(2021陕西咸阳高三上第一次质检)在生成、纯化溴苯并证明取代反应的实验过程中,下列操作未涉及的是              (　　)

10.(2020山东德州夏津一中高一下月考)下列关于苯的叙述正确的是 (　　)

A.反应①常温下不能进行,需要加热

B.反应②不发生,但是有分层现象,紫色层在下层

C.反应③为加成反应,产物是一种烃的衍生物

D.反应④能发生,从而证明苯中存在碳碳单、双键交替结构

11.通过对实验事实的验证与讨论,认识苯的结构。

提出问题:苯分子是碳碳单键与碳碳双键交替的环状结构吗?

(1)提出假设:从苯的分子式看,C6H6具有不饱和性;从看,分子中含有碳碳双键,所以,苯一定能使　　　　　　　　　褪色。 

(2)实验验证:

①苯不能使　　　　　　　　　褪色。 

②经科学测定,苯分子里6个碳原子之间的键　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

6个碳原子和6个氢原子都在同一　　　　上。 

(3)得出结论:苯中的碳碳键跟烯烃中的双键　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 

苯的性质没有表现出不饱和性,结构稳定,说明苯分子　　　　一般的碳碳单键与碳碳双键交替的环状结构。 

(4)应用:为了表示苯分子的结构特点,结构式用　　　　表示,用表示苯分子结构式是不确切的。 

题组三　有机高分子化合物与有机高分子材料

12.日常生活中接触到的材料多为合成材料。下列物质中,不属于合成材料的是              (　　)

A.塑料　　B.棉花　　C.合成纤维　　D.合成橡胶

13.(2020北京顺义高一下期末)新中国成立以来,高分子材料以独特的结构和性能在科学技术、国防建设和国民经济等领域发挥重要作用。下列材料中的主要成分不属于有机高分子的是              (　　)

14.下列有关塑料的说法中不正确的是 (　　)

A.塑料的主要成分是高分子化合物

B.热塑性塑料可以反复加工,多次使用

C.酚醛塑料是热固性塑料

D.通用塑料可以在任何领域中通用

15.(2020北京八一学校高一下期末)医用外科口罩的结构示意图如图所示,其中过滤层所用的核心材料是熔喷布,其主要原料是聚丙烯,具有阻隔部分病毒和细菌的作用。

下列关于医用外科口罩的说法不正确的是 (　　)

A.防水层具有阻隔飞沫进入口鼻内的作用

B.聚丙烯属于合成高分子

C.聚丙烯难溶于水

D.用完后应投入有标志的垃圾箱

16.关于天然橡胶(化学成分为)的下列叙述中,不正确的是 (　　)

A.天然橡胶是天然高分子材料

B.天然橡胶受空气、日光作用,会被还原而老化

C.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂

D.天然橡胶含有碳碳双键,能发生加成反应

17.乙烯(CH2CH2)和丙烯(CH2CH—CH3)按物质的量之比为1∶1加聚,得到的产物可能为              (　　)

①

②

③

④

⑤

A.①⑤ B.②⑤

C.①②③④ D.①②③④⑤

18.聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一,其产量仅次于聚酰胺纤维和聚酯纤维。它的商品名叫腈纶,由于它的性质与羊毛性质相似,故又称它为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2 CHCN),其合成方法很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学方程式如下:

①+HCN CH2 CHCN

　　乙炔　氢氰酸　　　　　　　丙烯腈

②

　　　　　　　　　　　　　　聚丙烯腈

阅读以上材料,回答问题:

(1)制备丙烯腈的反应类型是　　　　　　。 

(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为　　　　　　(保留三位有效数字)。 

能力提升练

题组一　有机化合物分子中原子共面、共线问题

1.(2020四川成都名校联盟高一下期中,)下列有关物质结构的描述正确的是 (　　)

①溴苯分子中的所有原子不可能共平面

②乙烯分子中的所有原子共平面

③二氯甲烷分子为正四面体结构

④乙烷分子中的所有原子不可能都在同一平面内

A.①③ B.②④ C.①④ D.②③

2.(2020广东广州中大附中高二下期中,)以下分子中,可能共平面的原子数最多的是              (　　)

A. B.

C. D.

3.(2020河北部分重点中学高二上期末,)下列物质的空间结构中,处于同一直线上的碳原子数最多的是              (　　)

A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3

B.

C.

D.

4.()已知C—C键可以绕键轴自由旋转,结构简式为的烃,下列说法中正确的是 (　　)

A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上

B.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上

C.分子中至少有16个碳原子处于同一平面上

D.该烃属于苯的同系物

5.(2021福建三明一中高三月考,)有关分子结构的下列叙述中,正确的是 (　　)

A.分子中6个碳原子可能都在一条直线上

B.分子中最少5个碳原子在同一条直线上

C.分子中的饱和碳原子数目为3

D.分子中最多可能有10个原子在同一平面上

题组二　苯的取代反应的相关实验

6.()实验室中用如图装置制备溴苯(夹持装置略),充分反应后,从圆底烧瓶中提取溴苯,请选择合理步骤,并给出正确顺序              (　　)

a水洗　b碱洗　c酸洗　d蒸馏　e萃取　f干燥。

A.abd B.abefd C.abafd D.adf

7.()实验室合成溴苯的装置图及有关数据如下,按下列合成步骤回答有关问题。

(1)实验装置中,仪器c的名称为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 

其作用为　　　　　　　　　。 

(2)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑,在b中小心加入4.0 mL液态溴,向a中滴入几滴液溴,有白雾产生,是因为生成了　　　　(填化学式)气体。继续滴加至液溴滴完,写出a中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)液溴滴完后,经过下列步骤分离、提纯:

①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑。

②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。用NaOH溶液洗涤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③向得到的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入无水氯化钙的目的是　　　　　　。 

(4)经上述分离操作后,溴苯中还含有的主要杂质为　　　　　(填名称),要进一步提纯,需采用的操作方法为　　　　　　。 

答案全解全析

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　煤中氧元素含量较少,故A错误;煤的干馏是隔绝空气加强热发生的复杂的变化,故B错误;煤中不含苯、甲苯和二甲苯等,苯是煤的干馏产物的成分之一,故C错误;煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法,故D正确。

2.B　煤的气化是指将煤转化为水煤气,故A错误;煤干馏可获得煤焦油、出炉煤气、焦炭等多种物质,获得的出炉煤气中的氢气等是清洁燃料,故B正确;CH4不完全燃烧会产生有毒的CO,故C错误;煤在清洁化处理过程中仍会产生有害成分,故D错误。

3.C　水煤气在催化剂条件下生成乙醇时,原子利用率不能达到100%,故A错误;煤中不含苯、甲苯、二甲苯,故B错误;煤的气化是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的反应,是化学变化,故C正确;①是煤的干馏,将煤隔绝空气加强热使其分解,叫作煤的干馏,故D错误。

4.C　苯能够燃烧,发生氧化反应,能与氢气加成,发生还原反应,故A正确;煤的干馏、煤的液化和煤的气化均为化学变化,故B正确;煤中不含苯,故C错误;邻二甲苯只有一种结构说明苯不存在单双键交替的结构,故D正确。

5.D　苯中不含碳碳双键,苯中所含的碳碳键是一种介于单键和双键之间的特殊的化学键,故A错误;苯的凯库勒式是苯的一种表示形式,苯中不含碳碳双键,苯中所含的碳碳键是一种介于单键和双键之间的特殊的化学键,故B错误;苯与溴发生的是取代反应,不是加成反应,故C错误;苯分子为平面正六边形结构,所有碳原子之间的价键完全相同,故D正确。

6.D　苯中不含碳碳双键,故A错误;常温下苯为液体,故B错误;苯性质稳定,与酸性高锰酸钾溶液不反应,故C错误;苯分子中所有的原子在同一个平面上,故D正确。

7.C　①苯不能使溴的CCl4溶液褪色,说明苯中不含碳碳双键,①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,④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,⑤符合题意。

8.C　在苯中加入溴水,振荡并静置后下层液体为水,上层液体为苯,Br2在苯中的溶解度较大,则上层液体呈橙红色,下层液体无色。

9.C　A项,该装置为反应发生装置,不符合题意。B项,该装置可用来证明发生了取代反应,不符合题意。C项,为蒸发装置,在生成纯化溴苯并证明取代反应的实验过程中无须蒸发装置,符合题意。D项,在纯化过程中涉及分液操作,不符合题意。

10.B　反应①常温下能进行,故A错误;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯的密度比水小,分层后有机层在上层,呈紫色的水层在下层,故B正确;反应③为氧化反应,故C错误;反应④能发生,但是苯中的碳碳键是一种介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊共价键,故D错误。

11.答案　(1)酸性KMnO4溶液

(2)①酸性KMnO4溶液　②完全相同　平面

(3)不同　不同于

(4)

解析　若苯分子是碳碳单键与碳碳双键交替的环状结构,就应该能与Br2发生加成反应而使溴水褪色,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其褪色。

12.B　合成材料是用化学方法合成的,塑料、合成纤维、合成橡胶均属于合成材料。

13.D　宇航服的主要成分属于有机高分子;汽车轮胎的主要成分为橡胶,橡胶为常见的有机高分子;聚丙烯属于有机高分子;螺纹钢是铁合金,属于金属材料;故选D。

14.D　塑料的主要成分是高分子化合物,A项正确。塑料根据其受热特征可分为热塑性塑料和热固性塑料,酚醛塑料就是热固性塑料,B、C项正确。通用塑料指价格低、产量大、用途广泛的塑料,在日常生活中通用性强,但在许多领域需用特殊塑料,D项错误。

15.D　由医用外科口罩的结构示意图可知防水层具有阻隔飞沫进入口鼻内的作用,故A正确;聚丙烯由丙烯通过加聚反应制得,属于合成高分子,故B正确;聚丙烯属于烃类,无亲水基,难溶于水,故C正确;用完后的口罩不能投入有标志的垃圾箱,故D不正确。

16.B　天然橡胶中含有碳碳双键,受日光、空气作用会逐渐被氧化而老化。

17.C　乙烯和丙烯两种物质发生加聚反应时,首先分子中各自含有的双键要打开,CH2CH2 —CH2—CH2—, ,二者按物质的量之比为1∶1加聚时,再相连形成的高聚物中最简单的结构单元(链节)可能是、—CH2—CH2—、、,故①②③④ 符合题意。

18.答案　(1)加成反应　(2)26.4%

解析　(1)乙炔与HCN发生加成反应生成丙烯腈。(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为×100%≈26.4%。

能力提升练

1.B　①苯分子中的所有原子处于同一平面上,苯分子中的一个氢原子被溴原子取代生成溴苯,所以溴苯分子中的所有原子处于同一平面上,错误;②乙烯含有碳碳双键,为平面结构,则乙烯分子中的所有原子共平面,正确;③二氯甲烷分子中存在2个C—Cl键和2个C—H键,由于它们的键长不等,故二氯甲烷分子不可能为正四面体结构,错误;④乙烷分子可以看作甲基取代了甲烷分子中的一个氢原子,甲烷为正四面体结构,则乙烷分子中所有原子不可能共平面,正确;故选B。

2.B　最多有5个原子共平面;最多7个原子共平面;最多有5个原子共平面;最多6个原子共平面。

3.B　题中处于同一直线上的碳原子数最多的为。

4.B　苯分子中的12个原子一定共平面,此烃分子中两个苯环以单键相连,单键可以绕键轴旋转,所以两个苯环不一定共面,但苯环中对角位置上的碳原子应在一条直线上,因此该烃分子中至少有11个碳原子处于同一平面上,B正确;该烃分子中有2个苯环,不属于苯的同系物,D不正确。

5.D　分子中最多有4个C原子共线,故A、B错误;只有甲基、—CF3上为饱和碳原子,只有2个,故C错误;甲基为四面体结构,则2个H、2个F与其他原子不共面,双键与三键相连,与其直接相连的C共面,则10个原子可能都在同一平面上,故D正确。

6.C　实验中得到的溴苯中含有苯、溴以及溴化铁,首先用水洗除去溴化铁,然后用碱洗除去溴,然后再用水洗除去多余的碱液,然后干燥除去水,最后蒸馏得到溴苯,即顺序为abafd,C项正确。

7.答案　(1)球形冷凝管　冷凝、回流

(2)HBr　2Fe+3Br22FeBr3、+Br2 +HBr

(3)②除去HBr和未反应的Br2　③干燥溴苯

(4)苯　蒸馏

解析　(1)仪器c是球形冷凝管,其作用是使挥发的溴和苯经冷凝后重新回到反应容器内,提高原料利用率。

(2)苯与液溴反应生成HBr,HBr遇水蒸气形成白雾;a中发生反应的化学方程式为2Fe+3Br22FeBr3、+Br2 +HBr。

(3)②加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO洗到水中;③加干燥剂,无水氯化钙能干燥溴苯。

(4)反应后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯,苯和溴苯互溶,二者沸点相差较大,且苯的沸点低,所以采用蒸馏的方法进行分离,除去苯,溴苯留在母液中。