學而優·教有方PAGEPAGE1專題8有機化合物的獲得與應用第一單元化石燃料與有機化合物第3課時煤的綜合利用苯課后篇素養形成合格考達標練1.現代煤化工被認為是化解煤炭過剩、實現煤炭高效清潔利用的重要途徑,主要包括煤的氣化、煤的液化、煤的干餾,以及煤焦油加工等。煤焦油中含有苯、甲苯、二甲苯、酚類、萘、瀝青等多種有機化合物。從煤焦油中分離出甲苯所采用的方法是()A.干餾 B.分液C.分餾 D.萃取2.下列有關煤的說法錯誤的是()A.煤是不可再生資源,儲量有限,應停止使用B.煤既是一種能源,又是寶貴的資源,要綜合利用,提高煤的利用率C.煤運輸使用方便,我國應合理開采煤、使用煤D.我國以煤炭為主要能源,這是造成酸雨的主要原因,煤在加工和燃燒時要進行脫硫處理3.溴水中加入苯后溴水層顏色變淺,這是由于()A.溴揮發了B.發生了取代反應C.發生了萃取作用D.發生了加成反應4.將等體積的苯、汽油和水在試管中充分混合后靜置。下列圖示現象正確的是()5.下列關于苯的性質的敘述不正確的是()A.苯是無色、帶有特殊氣味的液體B.常溫下,苯是一種難溶于水但密度比水小的液體C.苯在一定條件下與硝酸發生取代反應D.苯不能發生任何氧化反應6.下列關于苯的敘述正確的是()A.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,與甲烷性質相似,因此苯為飽和烴B.苯的結構簡式為,有三個碳碳雙鍵,可與溴水發生加成反應C.苯在一定條件下可與液溴發生取代反應D.苯分子中既含有碳碳單鍵又含有碳碳雙鍵7.加成反應是有機化學中的一類重要的反應,下列屬于加成反應的是()A.乙烯與溴的四氯化碳溶液反應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,光照后黃綠色消失8.下表是A、B兩種有機化合物的有關信息:AB①能使溴的四氯化碳溶液褪色②空間填充模型為③能與水在一定條件下反應①由C、H兩種元素組成②球棍模型為根據表中信息回答下列問題:(1)A與溴的四氯化碳溶液反應的生成物的名稱為。

(2)B具有的性質是(填序號)。

①無色無味氣體②有毒③不溶于水④密度比水大⑤與酸性KMnO4溶液或溴水反應使之褪色⑥任何條件下都不與氫氣反應9.如圖是實驗室干餾煤的裝置圖,回答相關問題:(1)指出圖中儀器的名稱:c,d。

(2)儀器d的作用是,c中液體主要有和水,其中水里有,可以用檢驗出來;有機化合物可以通過方法將其中的重要成分分離出來。

(3)e處點燃的氣體在工業上叫作焦爐煤氣,其主要成分是,火焰的顏色是。

等級考提升練10.能說明苯分子苯環的平面正六邊形結構中,碳碳鏈不是碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替排布的事實是()A.苯的一取代物沒有同分異構體B.苯的間位二元取代物只有一種C.苯的鄰位二元取代物只有一種D.苯的對位二元取代物只有一種11.將苯分子中的一個碳原子換成一個氮原子,得到一種類似苯環結構的穩定有機化合物,此有機化合物的相對分子質量為()A.78 B.79C.80 D.8112.下列說法正確的是()A.甲苯()所有原子共平面B.苯乙炔()所有原子共平面C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上D.丙烯(CH3CHCH2)所有碳原子共線13.下列關于苯的敘述正確的是()A.反應①為取代反應,反應產物均不溶于水B.反應③為取代反應,有機產物是一種烴C.反應④中1mol苯最多與3molH2發生加成反應,是因為苯分子含有三個碳碳雙鍵D.反應②為氧化反應,反應現象是火焰明亮并帶有較多的黑煙14.如圖所示是實驗室模擬煤的干餾的實驗裝置圖,下列相關敘述錯誤的是()A.圖示實驗中發生了化學變化B.液體X的pH>7,Y是一種黑色黏稠狀液體C.氣體Z易燃,且可還原CuOD.液體Y是一種純凈物15.下列關于分子結構的敘述,正確的是()A.除苯環外的其余碳原子有可能在一條直線上B.1mol該物質與足量溴水反應,消耗5molBr2C.1mol該物質完全燃燒消耗16molO2D.該分子中最多有22個原子在同一平面內16.利用煤化工所得的苯可合成甲苯、乙苯、環己烷,其反應如下:①+CH3Cl(甲苯)+HCl②CH2CH2+(乙苯)③+3H2下列說法正確的是()A.反應①②③均屬于加成反應B.溴水中加入苯,二者可發生取代反應C.乙苯中所有碳原子一定在同一平面上D.能用溴水判斷反應②所得的乙苯中是否混有乙烯17.甲苯是對煤的綜合利用得到的產物之一,其結構簡式為。試回答下列問題:(1)苯與甲苯的相互關系為。

A.同分異構體 B.同位素C.同素異形體 D.同系物(2)甲苯燃燒時的現象為,1mol甲苯完全燃燒消耗氧氣的物質的量為。

(3)甲苯苯環上的一氯代物有種。

(4)已知具有結構的物質可被酸性高錳酸鉀溶液氧化。區分苯和甲苯的試劑是(寫名稱)。

18.某有機化合物的結構簡式為。(1)該物質苯環上一氯代物有種。

(2)1mol該物質和溴水混合,消耗Br2的物質的量為mol,所得產物的結構簡式為。

(3)1mol該物質和H2加成最多需H2mol,所得產物的結構簡式為。

(4)下列說法錯誤的是(填字母)。

A.此物質可發生加成、取代、氧化等反應B.和甲苯互為同系物C.使溴水褪色的原理與乙烯相同D.能使酸性KMnO4溶液褪色的原因是發生了加成反應新情境創新練19.人們對苯的認識有一個不斷深化的過程。1834年德國科學家米希爾里希,通過蒸餾安息香酸()和石灰的混合物得到液體,命名為苯。(1)苯不能使溴水褪色,性質類似烷烴,任寫一個苯發生取代反應的化學方程式:。

(2)由于苯的含碳量與乙炔相同,人們認為它是一種不飽和烴,寫出一種分子式為C6H6,只含碳碳三鍵一種官能團且無支鏈的鏈烴的結構簡式:

。

(3)烷烴中脫去2mol氫原子形成1mol雙鍵要吸熱,但1,3-環己二烯()脫去2mol氫原子變成苯卻放熱,可推斷苯比1,3-環己二烯(填“穩定”或“不穩定”)。

(4)1866年凱庫勒(下圖)提出了苯的碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替的正六邊形平面結構,解釋了苯的部分性質,但還有一些問題尚未解決,它不能解釋下列事實(填字母)。

a.苯不能使溴水褪色b.苯能與H2發生加成反應c.溴苯沒有同分異構體d.鄰二溴苯只有一種(5)現代化學認為苯分子碳碳之間的鍵是。

參考答案合格考達標練1.現代煤化工被認為是化解煤炭過剩、實現煤炭高效清潔利用的重要途徑,主要包括煤的氣化、煤的液化、煤的干餾,以及煤焦油加工等。煤焦油中含有苯、甲苯、二甲苯、酚類、萘、瀝青等多種有機化合物。從煤焦油中分離出甲苯所采用的方法是()A.干餾 B.分液C.分餾 D.萃取答案C解析分離互溶的液態有機化合物可以利用其沸點的差異,通過分餾加以分離。2.下列有關煤的說法錯誤的是()A.煤是不可再生資源,儲量有限,應停止使用B.煤既是一種能源,又是寶貴的資源,要綜合利用,提高煤的利用率C.煤運輸使用方便,我國應合理開采煤、使用煤D.我國以煤炭為主要能源,這是造成酸雨的主要原因,煤在加工和燃燒時要進行脫硫處理答案A解析煤是化石燃料,是不可再生資源,但不是不能利用,而是要合理的利用,因其中含有硫元素,為了保護環境,應進行脫硫處理。B、C、D正確,A錯誤。3.溴水中加入苯后溴水層顏色變淺,這是由于()A.溴揮發了B.發生了取代反應C.發生了萃取作用D.發生了加成反應答案C解析苯與溴水不反應,但苯能萃取溴水中的溴單質而使溴水層顏色變淺。4.將等體積的苯、汽油和水在試管中充分混合后靜置。下列圖示現象正確的是()答案D解析苯與汽油互溶,且二者密度均比水小,則二者在上層,水在下層。5.下列關于苯的性質的敘述不正確的是()A.苯是無色、帶有特殊氣味的液體B.常溫下,苯是一種難溶于水但密度比水小的液體C.苯在一定條件下與硝酸發生取代反應D.苯不能發生任何氧化反應答案D解析苯是無色、帶有特殊氣味的液體,難溶于水且密度比水小,A、B正確;苯與濃硫酸、濃硝酸混合液可發生取代反應,C正確,苯可燃燒,其燃燒反應屬于氧化反應,D錯誤。6.下列關于苯的敘述正確的是()A.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,與甲烷性質相似,因此苯為飽和烴B.苯的結構簡式為,有三個碳碳雙鍵,可與溴水發生加成反應C.苯在一定條件下可與液溴發生取代反應D.苯分子中既含有碳碳單鍵又含有碳碳雙鍵答案C解析苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,不能與溴水發生加成反應,說明苯分子不是碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,苯分子中的碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊的鍵,為不飽和烴,A、B、D錯誤。苯在一定條件下與液溴可發生取代反應,故C正確。7.加成反應是有機化學中的一類重要的反應,下列屬于加成反應的是()A.乙烯與溴的四氯化碳溶液反應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,光照后黃綠色消失答案A解析A項反應為CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br,屬于加成反應;B項未發生化學反應;C項乙烯發生氧化反應;D項CH4發生取代反應。8.下表是A、B兩種有機化合物的有關信息:AB①能使溴的四氯化碳溶液褪色②空間填充模型為③能與水在一定條件下反應①由C、H兩種元素組成②球棍模型為根據表中信息回答下列問題:(1)A與溴的四氯化碳溶液反應的生成物的名稱為。

(2)B具有的性質是(填序號)。

①無色無味氣體②有毒③不溶于水④密度比水大⑤與酸性KMnO4溶液或溴水反應使之褪色⑥任何條件下都不與氫氣反應答案(1)1,2-二溴乙烷(2)②③解析根據A的空間填充模型,A分子含有兩種元素的原子,原子個數之比為1∶2,A與溴的四氯化碳溶液反應,說明A含有碳碳雙鍵,所以A為CH2CH2;B含C、H兩種元素,根據B的球棍模型知B為苯。(1)乙烯與溴的四氯化碳溶液反應生成1,2-二溴乙烷。(2)苯不能與溴水發生取代反應和加成反應,但苯是一種有機溶劑,可以萃取溴水中的溴,故水層顏色變淺或變為無色。9.如圖是實驗室干餾煤的裝置圖,回答相關問題:(1)指出圖中儀器的名稱:c,d。

(2)儀器d的作用是,c中液體主要有和水,其中水里有,可以用檢驗出來;有機化合物可以通過方法將其中的重要成分分離出來。

(3)e處點燃的氣體在工業上叫作焦爐煤氣,其主要成分是,火焰的顏色是。

答案(1)U形管燒杯(2)冷凝煤焦油氨酚酞溶液分餾(3)H2、CH4、C2H4淡藍色解析本實驗是用酒精噴燈給煤隔絕空氣加強熱使其分解的煤的干餾實驗,生成焦爐氣、煤焦油和焦炭。反應后b硬質玻璃管中剩下灰黑色的固體是焦炭,U形管中的液體分層,上層是澄清、透明的水溶液,因溶有NH3而顯堿性,可以用酚酞溶液檢驗。下層的黑色黏稠物是煤焦油,主要成分是芳香烴,能利用分餾的方法分離。等級考提升練10.能說明苯分子苯環的平面正六邊形結構中,碳碳鏈不是碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替排布的事實是()A.苯的一取代物沒有同分異構體B.苯的間位二元取代物只有一種C.苯的鄰位二元取代物只有一種D.苯的對位二元取代物只有一種答案C解析假設苯環是碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,設苯環上的取代基為R,則苯的一取代物結構為,該取代基連接的碳原子必定形成一個碳碳單鍵和一個碳碳雙鍵,因此如果苯環是碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,則苯的一取代物沒有同分異構體,A不符合題意。如果苯為碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,則苯的鄰位二元取代物可表示為和,可以看到兩取代基連接的兩個碳中間可能是單鍵也可能是雙鍵,即這兩種結構不可能重合,鄰位二元取代產物為兩種,而鄰位二取代產物只有一種可說明苯環中的碳碳鍵不是碳碳單鍵和碳碳雙鍵結構,C符合題意。如果苯為碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,則苯的間位二元取代物可表示為和,把第一種結構沿圖中虛線旋轉180°即得第二種結構,因此兩種結構為同一種物質。即使苯為碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,苯的間位二元取代物也只有一種,B不符合題意。如果苯為碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,則苯的對位二元取代物可表示為和,把第一種結構左右旋轉180°即得第二種結構,因此兩種結構為同一種物質。即使苯為碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結構,苯的對位二元取代物也只有一種,D不符合題意。11.將苯分子中的一個碳原子換成一個氮原子,得到一種類似苯環結構的穩定有機化合物,此有機化合物的相對分子質量為()A.78 B.79C.80 D.81答案B解析苯的一個碳原子換成一個氮原子,相對分子質量增加2。但容易忽視的一點是碳在分子中形成四個鍵,而氮在分子中形成三個鍵,則換上氮原子后分子中還減少一個氫原子:的相對分子質量:78+2-1=79。12.下列說法正確的是()A.甲苯()所有原子共平面B.苯乙炔()所有原子共平面C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上D.丙烯(CH3CHCH2)所有碳原子共線答案B解析苯是平面形結構,但甲苯()中含有甲基,因此根據甲烷是正四面體結構可知甲苯中所有原子不可能共平面,A錯誤;苯是平面形結構,乙炔是直線形結構,則苯乙炔()中所有原子共平面,B正確;正戊烷分子中碳鏈呈鋸齒形結構,因此分子中所有的碳原子不可能在同一條直線上,C錯誤;乙烯是平面形結構,因此丙烯(CH3CHCH2)分子中所有碳原子共面,但不共線,D錯誤。13.下列關于苯的敘述正確的是()A.反應①為取代反應,反應產物均不溶于水B.反應③為取代反應,有機產物是一種烴C.反應④中1mol苯最多與3molH2發生加成反應,是因為苯分子含有三個碳碳雙鍵D.反應②為氧化反應,反應現象是火焰明亮并帶有較多的黑煙答案D解析苯與液溴發生取代反應,生成溴苯和溴化氫,溴苯不溶于水,溴化氫易溶于水,故A錯誤;苯能與硝酸發生取代反應生成硝基苯,硝基苯中除了含有C、H,還含有N和O,不屬于烴,故B錯誤;苯分子中沒有碳碳雙鍵,而是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間特殊的鍵,故C錯誤;苯僅含有C、H兩種元素,能與氧氣在點燃條件下燃燒,發生氧化反應,因含碳量高,燃燒時火焰明亮并帶有濃煙,故D正確。14.如圖所示是實驗室模擬煤的干餾的實驗裝置圖,下列相關敘述錯誤的是()A.圖示實驗中發生了化學變化B.液體X的pH>7,Y是一種黑色黏稠狀液體C.氣體Z易燃,且可還原CuOD.液體Y是一種純凈物答案D解析煤的干餾產品液體X為粗氨水,溶液呈堿性,pH>7;Y呈液態,故為煤焦油,屬于混合物。氣體Z為焦爐煤氣,含有H2、CH4、C2H4等,容易燃燒,可以還原CuO。15.下列關于分子結構的敘述,正確的是()A.除苯環外的其余碳原子有可能在一條直線上B.1mol該物質與足量溴水反應,消耗5molBr2C.1mol該物質完全燃燒消耗16molO2D.該分子中最多有22個原子在同一平面內答案D解析根據苯和乙烯的結構,題中物質的結構可表示為。從圖中可以看出除苯環外的其余碳原子不可能都在一條直線上,故A錯誤;苯環不能與溴水發生加成反應,碳碳雙鍵可以與溴發生加成反應,則1mol該物質與足量溴水反應,消耗2molBr2,故B錯誤;該有機化合物的分子式為C12H14,1mol該物質完全燃燒消耗氧氣的物質的量為(12+144)×1mol=15.5mol,故C錯誤;苯環和碳碳雙鍵均能提供平面結構,單鍵可旋轉,甲基中的碳原子和一個氫原子可與碳碳雙鍵在同一平面內,則該分子中最多有22個原子在同一平面內,故D正確。16.利用煤化工所得的苯可合成甲苯、乙苯、環己烷,其反應如下:①+CH3Cl(甲苯)+HCl②CH2CH2+(乙苯)③+3H2下列說法正確的是()A.反應①②③均屬于加成反應B.溴水中加入苯,二者可發生取代反應C.乙苯中所有碳原子一定在同一平面上D.能用溴水判斷反應②所得的乙苯中是否混有乙烯答案D解析反應①為取代反應,反應②③為加成反應,A錯誤;在催化劑作用下液溴與苯發生取代反應,而溴水與苯不反應,B錯誤;乙苯分子中的甲基碳原子與其他碳原子不一定在同一平面上,C錯誤;若乙苯中混有乙烯,加入溴水時溴水褪色,D正確。17.甲苯是對煤的綜合利用得到的產物之一,其結構簡式為。試回答下列問題:(1)苯與甲苯的相互關系為。

A.同分異構體 B.同位素C.同素異形體 D.同系物(2)甲苯燃燒時的現象為,1mol甲苯完全燃燒消耗氧氣的物質的量為。

(3)甲苯苯環上的一氯代物有種。

(4)已知具有結構的物質可被酸性高錳酸鉀溶液氧化。區分苯和甲苯的試劑是(寫名稱)。

答案(1)D(2)火焰明亮,冒濃煙9mol(3)3(4)酸性高錳酸鉀溶液解析(1)和結構相似,都含苯環,且組成上相差一個“CH2”原子團,故互為同系物。(2)甲苯的分子式為C7H8,碳的含量高,故燃燒時火焰明亮,冒濃煙,1molC7H8完全燃燒消耗O2為(7+84)mol=9mol(3)甲苯苯環上的一氯代物有3種:(鄰位)、(間位)、(對位)。(4)根據題中信息,甲苯可被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此可用酸性KMnO4溶液鑒別苯和甲苯。18.某有機化合物的結構簡式為。(1)該物質苯環上一氯代物有種。

(2)1mol該物質和溴水混合,消耗Br2的物質的量為mol,所得產物的結構簡式為。

(3)1mol該物質和H2加成最多需H2mol,所得產物的結構簡式為。

(4)下列說法錯誤的是(填字母)。

A.此物質可發生加成、取代、氧化等反應B.和甲苯互為同系物C.使溴水褪色的原理與乙烯相同D.能使酸性KMnO4溶液褪色的原因是發生了加成反應答案(1)4(2)2(3)5(4)BD解析(1)該物質苯環上4個氫原子都可被氯原子取代而得到4種不同的產物。(2)1mol該物質含有2mol碳碳雙鍵,與溴水混合發生加成反應,2mol碳碳雙鍵與2molBr2加成,所得產物為。(3)與H2加成可同時發生苯環、碳碳雙鍵的加成,共計5molH2,所得產物為。(4)該物質的苯環側鏈是不飽和的,所以和甲苯不互為同系物,B錯誤