2020版新教材高中化学第3章简单的有机化合物第2节第2课时煤的干馏与苯课后练习含解析鲁科版必修第二册

2020版新教材高中化学第3章简单的有机化合物第2节第2课时煤的干馏与苯课后练习含解析鲁科版必修第二册

第2课时　煤的干馏与苯 ‎1.化学与生活密切相关,下列说法错误的是(　　)‎ A.煤的干馏是化学变化过程 B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料 答案C 解析煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加强热,生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质,有新物质生成,是化学变化,故A正确;绿色化学的核心是利用化学原理从源头上消除或减少生产生活对环境的污染,而不是污染后再治理,故B正确;加入氧化钙可与煤燃烧生成的二氧化硫在氧气中发生反应生成硫酸钙,二氧化硫排放量减少,但在高温下反应仍然生成二氧化碳,即燃煤中加入CaO后可减少酸雨的发生,但不能减少温室气体的排放量,故C错误;天然气(CNG)主要成分是甲烷,液化石油气(LPG)的成分是丙烷、丁烷等,这些碳氢化合物完全燃烧生成二氧化碳和水,则这两类燃料是清洁燃料,故D正确。‎ ‎2.下列实验能获得成功的是(　　)‎ A.苯与浓溴水用铁做催化剂制溴苯 B.将苯与浓硝酸混合共热制硝基苯 C.加入水后分液可除去溴苯中的溴 D.可用分液漏斗分离硝基苯和水 答案D 解析苯与液溴在铁粉做催化剂时才能反应生成溴苯,苯与浓溴水不反应,A项错误;苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在水浴加热时生成硝基苯,B项错误;溴在水中的溶解度比在苯中的溶解度小,除去溴苯中的溴,可以加入氢氧化钠溶液后再分液,C项错误;硝基苯难溶于水,应用分液法分离,D正确。‎ ‎3.下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是(　　)‎ A.甲烷与氯气混合后光照反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液的褪色 B.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷 C.苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中,有油状液体生成;乙烯与水生成乙醇的反应 D.在苯中滴入溴水,使溴水褪色;乙烯与氯化氢反应制取氯乙烷 答案C 解析甲烷与氯气混合后光照发生取代反应,而乙烯与酸性高锰酸钾发生氧化反应;乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷属于加成反应;苯中滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中,有油状液体生成,发生取代反应,乙烯与水生成乙醇的反应属于加成反应;在苯中滴入溴水,由于萃取而使溴水褪色,乙烯制取氯乙烷的反应属于加成反应。‎ ‎4.下列各组有机物中,使用溴水不能鉴别出的是(　　)‎ A.苯和四氯化碳 B.乙炔和乙烯 C.乙烷和乙烯 D.苯和酒精 答案B 解析A项,苯的密度比水小,四氯化碳的密度比水大,萃取后有机层的位置不同,可鉴别;B项,乙炔和乙烯分子中都含有不饱和键,都可与溴水发生加成反应,不能鉴别;C项,乙烯可与溴水发生加成反应,而乙烷不能,可鉴别;D项,苯不溶于水,而酒精与水混溶,可鉴别。‎ ‎5.‎ - 6 -‎ 对图示中的变化叙述错误的是(　　)‎ A.图示实验中发生了化学变化 B.液体X溶液的pH>7,液体Y是一种黑色黏稠状液体 C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色 D.试管A中产生浓的白烟 答案D 解析煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加强热分解的过程,它发生了复杂的物理、化学变化;煤的干馏产物有H2O和NH3,NH3易溶于水而呈碱性,pH>7,同时干馏还生成了煤焦油,它的化学成分主要是难溶于水的黏稠液体;干馏的气体产物中的H2、CO具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的C2H4可使溴水褪色。试管A中不会产生浓的白烟。‎ ‎6.苯是一种重要的化工原料,也是一种重要的溶剂。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)下图是某些有机物的填充模型,其中表示苯的是　　　　(填字母)。 ‎ ‎(2)把苯加入到盛有溴水的试管中,液体会出现分层现象,充分振荡、静置,出现橙红色液体的一层在　　　　(填“上”或“下”)层;把苯加入到盛有少量酸性高锰酸钾溶液的试管中,振荡后,酸性高锰酸钾溶液不褪色,说明苯分子中　　　　　(填“有”或“没有”)碳碳双键;在浓硫酸作用下,苯在55~60 ℃时可以与浓硝酸反应生成硝基苯,反应类型为　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)对于苯曾有人提出两种立体结构(如图),就该两种立体结构回答下列有关问题。‎ 若苯的结构为(Ⅰ),则一氯代物有　　　　　　种,若苯的结构为(Ⅱ),则下列说法正确的是　　　　　　(填字母)。 ‎ A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.燃烧时产生浓烟 C.能使溴水褪色 答案 (1)D　(2)上　没有　取代反应　(3)1　ABC 解析(1)苯分子是由6个碳原子和6个氢原子构成的平面形分子。(2)苯的密度比水小,橙红色在上层,苯分子中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。苯与HNO3反应生成硝基苯的 - 6 -‎ 反应是取代反应。(3)结构(Ⅰ)只有一种氢原子,一氯代物只有一种;结构(Ⅱ)中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,含碳量高,燃烧时有浓烟。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.(2019全国1,8)关于化合物2-苯基丙烯(),下列说法正确的是(　　)‎ A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B.可以发生加成聚合反应 C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯 答案B 解析该物质分子中含有碳碳双键,可以被稀高锰酸钾溶液氧化,能使稀高锰酸钾溶液褪色,能发生加成聚合反应,A项错误,B项正确;该物质分子中含有甲基,所有原子不可能共平面,C项错误;该物质分子中不含易溶于水的基团,因此不易溶于水,D项错误。‎ ‎2.苯环结构中,不存在单双键交替结构,可以作为证据的事实是(　　)‎ ‎①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色　②苯分子中碳原子间的距离均相等　③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷　④经实验测得邻二甲苯仅一种结构　⑤苯在铁粉存在条件下与液溴发生取代反应,但不因化学变化而使溴水褪色 A.②③④⑤ B.①②③④‎ C.①②④⑤ D.①③④⑤‎ 答案C 解析①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构,正确;②苯分子中碳原子间的距离均相等,则苯环上碳碳键的键长相等,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在单键与双键的交替结构,正确;③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷,不能证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构,错误;④如果是单双键交替结构,邻二甲苯的结构应有两种,邻二甲苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在单键与双键的交替结构,正确;⑤苯在铁粉存在下同液溴可发生取代反应,生成溴苯,苯不因化学变化而使溴水褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构,正确。故C项正确。‎ ‎3.(双选)下列叙述正确的是(　　)‎ A.用冰冷却苯,苯可以凝结成无色的晶体 B.苯与溴水混合后因发生反应而使溴水褪色 C.在苯中加入酸性KMnO4溶液,振荡后静置,下层液体为紫红色 D.1 mol苯能与3 mol H2发生加成反应,说明在苯环中含有3个双键 答案AC 解析苯在常温下为液体,用冰冷却苯,苯可以凝结成无色的晶体,故A正确;苯与溴水发生萃取过程为物理变化,故B错误;苯中加入酸性KMnO4溶液分层,且苯的密度比水的密度小,则振荡后静置,下层液体为紫红色,故C正确;苯分子中不含碳碳双键,但苯能与H2发生加成反应,苯中碳原子间为特殊的共价键,故D错误。‎ ‎4.(2018全国3,9)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是(　　)‎ A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应 B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯 D.在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯 答案C - 6 -‎ 解析液溴与铁粉混合产生FeBr3,进而催化Br2与苯环发生取代反应,A项正确;苯乙烯分子中含有碳碳双键,能被KMnO4氧化,B项正确;苯乙烯与HCl发生加成反应,而不是取代反应,C项错误;苯乙烯分子中含有碳碳双键,一定条件下可以发生加聚反应,D项正确。‎ ‎5.下列关于苯的叙述正确的是(　　)‎ A.反应①为取代反应,有机产物的密度比水小 B.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有较多的浓烟 C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃 D.反应④1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键 答案B 解析苯与液溴发生取代反应生成溴苯,溴苯的密度比水大,所以与水混合溴苯在下层,故A错误;苯在空气中能燃烧,发生氧化反应,燃烧时火焰明亮并带有浓烟,故B正确;苯能与硝酸发生硝化反应生成硝基苯,硝基苯中除了含有C、H元素之外还含有N和O,不属于烃,故C错误;苯分子没有碳碳双键,而是一种介于单键和双键之间的特殊共价键,故D错误。‎ ‎6.(2017全国1,9)化合物(b)、(d)、(p)的分子式均为C6H6,下列说法正确的是(　　)‎ A.b的同分异构体只有d和p两种 B.b、d、p的二氯代物均只有三种 C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应 D.b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面 答案D 解析直链状的CH≡C—C≡C—CH2CH3也是苯的同分异构体,故A项错误;的二氯代物有6种,故B项错误;只有中含有碳碳双键,可与酸性高锰酸钾溶液反应,故C项错误;、均为立体结构,均含有饱和碳原子,所有原子不可能处于同一平面,只有为平面正六边形,故D项正确。‎ ‎7.‎ 实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸混合发生反应制取硝基苯的装置如右图所示。请回答下列问题:‎ ‎(1)反应需在55~60 ℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是　　　　,其优点是　　　　和　　　　。 ‎ ‎(2)在配制混合酸时应将　　　　　加入到　　　　中去。 ‎ ‎(3)该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是　　　　　　　　　。 ‎ - 6 -‎ ‎(5)反应完毕后,除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制:①蒸馏　②水洗　③用干燥剂干燥　④用10% NaOH溶液洗　⑤水洗,正确的操作顺序是　　　。 ‎ A.①②③④⑤ B.②④⑤③①‎ C.④②③①⑤ D.②④①⑤③‎ 答案(1)水浴加热　便于控制温度　受热均匀 ‎(2)浓硫酸　浓硝酸 ‎(3)+HNO3(浓)+H2O ‎(4)苯、浓硝酸等挥发到空气中,造成空气污染　(5)B 解析(1)图中给出反应物加热的方法是水浴加热,水浴加热便于控制温度,受热均匀。‎ ‎(2)配制混合酸时应将密度大的浓硫酸加入到密度小的浓硝酸中去,配制混合酸时应将浓硫酸加入浓硝酸中,并不断振荡,以防止溅出伤人。‎ ‎(3)苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成硝基苯与水,反应的化学方程式为+HNO3(浓)+H2O。‎ ‎(4)由于苯和硝酸都是易挥发的物质,应考虑它们可能产生的污染和由挥发导致的利用率降低问题。‎ ‎(5)产品精制,应先水洗,溶解混有的酸,再加入碱中和酸,然后再水洗、干燥,最后蒸馏,故正确的顺序为②④⑤③①,B正确。‎ ‎8.某有机物的结构简式为。‎ 据此填写下列空格。‎ ‎(1)该物质苯环上一氯代物有　　　　种。 ‎ ‎(2)1 mol该物质和溴水混合,消耗Br2的物质的量为　　　　　　 mol。 ‎ ‎(3)1 mol该物质和H2加成需H2　　　　　 mol。 ‎ ‎(4)下列说法不正确的是　　　　　　。 ‎ A.此物质可发生加成、取代、氧化等反应 B.和甲苯互为同系物 答案(1)4　(2)2　(3)5　(4)B 解析(1)该物质苯环上的4个氢原子都能被氯原子取代而生产4种不同的一氯代物。‎ ‎(2)1 mol该物质的分子中含有2 mol碳碳双键,能与2 mol Br2发生加成反应。‎ ‎(3)1 mol该物质的分子中含有2 mol碳碳双键,能与2 mol H2发生加成反应,1 mol苯环能与3 mol H2发生加成反应,1 mol该物质共消耗5 mol H2。‎ ‎(4)该物质中含有碳碳双键,能发生加成反应,也能被酸性KMnO4溶液氧化,发生氧化反应,同时该物质中含有烷基能发生取代反应,苯环上也能发生取代反应,故A正确;苯的同系物是苯环与烷基相连形成的,而该物质中苯环侧链是不饱和的,不与甲苯互为同系物,B错误。‎ 贴近生活·拓展创新 ‎★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相关问题:‎ - 6 -‎ 物质 苯 溴 溴苯 密度/(g·cm-3)‎ ‎0.88‎ ‎3.10‎ ‎1.50‎ 沸点/℃‎ ‎80‎ ‎59‎ ‎156‎ 水中溶解性 微溶 微溶 微溶 ‎(1)实验装置中,仪器c的名称为　　　　　　,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中滴入几滴溴,有白雾产生,是因为生成了　　　　　　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。NaOH溶液洗涤的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎③向分出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)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为　　　　　　,要进一步提纯,需进行的操作方法为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)球形冷凝管　冷凝回流 ‎(2)HBr　+Br2+HBr ‎(3)②除去未反应的Br2　③干燥溴苯　(4)苯　蒸馏 解析苯与液溴在铁屑的作用下可发生反应生成溴苯,同时有溴化氢生成,氢溴酸和氢氧化钠反应生成易溶于水的溴化钠和水,溴单质和氢氧化钠反应,生成易溶于水的溴化钠和次溴酸钠。溴苯提纯的方法是先水洗,把可溶物溶解在水中,然后过滤除去未反应的铁屑,再加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO并用水洗去,然后加干燥剂无水氯化钙干燥溴苯。利用沸点不同,通过蒸馏的方法分离溴苯和苯。‎ - 6 -‎