2021届新高考一轮复习人教版第27讲甲烷、乙烯、苯、化石燃料的综合利用作业

2021届新高考一轮复习人教版第27讲甲烷、乙烯、苯、化石燃料的综合利用作业

练案[27]第九章　有机化合物 第27讲　甲烷、乙烯、苯、化石燃料的综合利用 A组　基础必做题 ‎1．(2020·河北衡水模拟)下列关于有机化合物的说法正确的是(　A　)‎ A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是因为发生了氧化反应 B．甲烷和乙烯都可以与溴水反应 C．酸性高锰酸钾溶液可以氧化苯和甲烷 D．乙烯可以与氢气发生加成反应，苯不能与氢气加成 ‎[解析]　乙烯含碳碳双键，可被氧化，可使酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，A正确；CH4性质稳定，与溴水不反应，故B错误；苯结构稳定，甲烷为饱和烃，性质稳定，与酸性KMnO4溶液不反应，C错误；苯与H2发生加成反应生成环己烷，乙烯与H2发生加成反应生成乙烷，故D错误。‎ ‎2．(2020·武汉模拟)如图所示是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是(　C　)‎ A．甲能使酸性KMnO4溶液褪色 B．乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色 C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键 D．丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应 ‎[解析]　由比例模型可知四种常见有机物分别为甲烷、乙烯、苯、乙醇，然后根据物质性质分析，可知A、B、D均错误，C正确。‎ ‎3．(2020·海南高三检测)(双选)下列化合物分子中的所有原子都处于同一平面的是(　AC　)‎ A．溴苯　 B．对二甲苯 C．氯乙烯　 D．丙烯 ‎[解析]　B、D选项中均含有—CH3，依据甲烷的结构可知化合物中所有原子一定不在同一平面上；由苯的结构、乙烯的结构可知A、C符合题意。‎ ‎4．(2020·海南高三检测)(双选)0.1 mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后，得到0.16 mol CO2和‎3.6 g水。混合气体中(　AC　)‎ A．一定有甲烷　 B．一定是甲烷和乙烯 C．一定没有乙烷　 D．一定有乙炔 ‎[解析]　依题意，混合烃的平均分子组成为C1.6H4，故混合气体中一定有CH4，由于平均氢原子数为4，因而另一烃的氢原子数为4。选AC。‎ ‎5．(2020·山东滨州检测)下列说法正确的是(　C　)‎ A．将乙烯通入KMnO4(H＋)溶液和溴水，实验现象和反应类型均相同 B．从苯的分子组成看苯远没有达到饱和，所以它应该能使溴水褪色 C．苯环上的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，但苯可以发生取代反应和加成反应 D．常温下，所有的碳原子数多于或等于5的烷烃都不是气体 ‎[解析]　将乙烯通入KMnO4(H＋)溶液和溴水，溶液均出现褪色，但分别属于氧化反应和加成反应，A项错误；苯及其同系物都不能使溴水褪色，B项错误；新戊烷()含有5个碳原子，该有机化合物常温下为气体，D项错误。‎ ‎6．(2020·江苏如东高中高三检测)最近美国宇航局马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效104倍的“超级温室气体”——全氟丙烷(C‎3F8)，并提出用其“温室化火星”使火星成为第二个地球的计划。下列有关全氟丙烷的说法正确的是(　B　)‎ A．分子中三个碳原子可能处于同一直线上 B．分子中三个碳原子以单键结合成链状 C．C‎3F8与C3H8互为同分异构体 D．全氟丙烷的电子式为 ‎[解析]　全氟丙烷可以看作CF4中的两个F原子被两个CF3取代，CF4是正四面体结构，所以全氟丙烷分子中三个碳原子不可能处于同一直线上，A错误；全氟丙烷具有丙烷的结构特点，含有C—C键，B正确；C‎3F8与C3H8的分子式不同，不是同分异构体，C错误；题中电子式漏写氟原子周围的孤电子对，D错误。‎ ‎7．(2019·课标Ⅲ理综，8)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是(　D　)‎ A．甲苯　 B．乙烷 C．丙炔　 D．1,3－丁二烯 ‎[解析]　本题考查有机物空间结构中的原子共面问题。甲苯、乙烷、丙炔的结构中均含有—CH3，所有原子不可能都共平面，A、B、C项错误；D项，1,3丁二烯的结构简式为H‎2C===CHCH===CH2，由于碳碳双键两侧的碳原子和氢原子均共面，且碳碳单键可以旋转，故1,3丁二烯中所有原子可能同时共平面，正确。‎ ‎8．(2020·重庆模拟)(1)将几滴溴水与4 mL苯混合于试管中并充分振荡后静置，一段时间后发现有机层仍为红棕色，由此现象知苯的分子结构中不存在 碳碳双键 (填化学键的名称)；再向试管中滴加几滴FeBr3溶液后并再次充分振荡，静置后发现试管中的有机层几乎是无色的，该反应的化学方程式为　　。‎ ‎(2)烃X的最简式为CH,1 mol X完全燃烧需要消耗10 mol O2，X可与溴单质发生取代反应和加成反应(催化剂存在的条件下)。‎ ‎①X的分子式为 C8H8 ，官能团的结构简式为　　。‎ ‎②X与溴的CCl4溶液混合后发生反应的化学方程式为　　。‎ ‎③一定条件下，X与氢气反应可以得到碳的质量分数为85.7%的化合物Y，则Y的结构简式为　　，Y的一氯代物最多有 6 种。‎ ‎[解析]　(1)加入FeBr3溶液后振荡，可使苯与溴混合在一起发生取代反应生成不溶于水且密度比水大的溴苯，分层后溴苯沉在试管底部。‎ ‎(2)设X的分子式为(CH)n，由燃烧时的耗氧量可求出n＝8，故X的分子式为C8H8。由X的化学性质知其结构中含有苯环及碳碳双键，其结构简式为。X与氢气反应时，若只发生碳碳双键的加成反应，则Y中氢元素的质量分数为9.43%，若苯环也加氢，则Y中氢元素的质量分数为14.3%，后者符合题意，故Y是。氯原子取代环上的氢原子可得到4种物质，取代侧链上的氢原子可得到2种物质，共有6种同分异构体。‎ B组　能力提升题 ‎9．(2018·课标Ⅲ理综，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(　C　)‎ 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 ‎[解析]　苯乙烯中含有苯环，在Fe粉作催化剂的条件下，苯乙烯可与液溴发生苯环上的取代反应，A正确；苯乙烯中含有碳碳双键，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，B正确；苯乙烯与氯化氢发生加成反应得到氯代苯乙烷，C错误；苯乙烯中含有碳碳双键，因此在催化剂的作用下可发生加聚反应生成聚苯乙烯，D正确。‎ ‎10．(2020·经典习题选粹)下列各组中的物质均能发生加成反应的是(　B　)‎ A．乙烯和乙醇　 B．苯和氯乙烯 C．乙酸和溴乙烷　 D．丙烯和丙烷 ‎[解析]　加成反应是不饱和化合物的一种特征反应，发生在双键或三键等官能团上。A项中的乙醇、C项中的乙酸和溴乙烷、D项中的丙烷均不能发生加成反应；B项中的苯能与氢气发生加成反应生成环己烷，氯乙烯可与氢气发生加成反应生成氯乙烷，符合题意。‎ ‎[点拨]　烯烃、苯在一定条件下能发生加成反应，烷烃分子中没有不饱和键，不能发生加成反应。‎ ‎11．(2020·海南高三检测)(双选)20 mL三种气态烃的混合物与足量O2混合点燃，充分反应并恢复到原来的状态(常温常压)，体积共缩小40 mL，则三种烃可能是(　AD　)‎ A．CH4，C2H4，C3H4　 B．C2H6，C3H6，C4H6‎ C．CH4，C2H6，C3H6　 D．C2H6，C2H2，CH4‎ ‎[解析]　这是一道计算有机物燃烧反应前后气体体积变化的问题，解此类题目的方法通常是利用燃烧通式来计算。‎ 设混合烃的平均分子式为CxHy，其燃烧的化学方程式为：‎ CxHy＋(x＋y/4)O2―→xCO2＋y/2H2O　ΔV ‎1　　　　　　　　　　　　　　　　1＋y/4‎ ‎ 20　　　　　　　　　　　　　　　　 40‎ 则＝，y＝4。根据平均值规律可推知混合物中烃分子中的H原子数都为4或混合物中既有H原子数大于4又有小于4的烃。‎ ‎12．(2020·安徽淮南二中月考)下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(　C　)‎ A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态的物理变化过程 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．煤就是碳，属于单质 ‎[解析]　汽油是多种小分子烃的混合物，A错误；煤的气化是指煤与水蒸气在高温下生成水煤气的过程，属于化学变化，B错误；天然气完全燃烧生成CO2和H2O，属于清洁的化石燃料，C正确；煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，并非碳单质，D错误。‎ ‎13．(2020·福建泉州泉港一中期末，9)化学家Tim Richard将分子结构像小狗的某有机物(如图所示)取名为“doggycene”——“狗烯”，其分子式为C26H26。下列有关“狗烯”的叙述正确的是(　C　)‎ A．“狗烯”的一氯代物有14种(不含立体异构)‎ B．“狗烯”分子中所有碳原子一定共平面 C．“狗烯”分子中碳元素的质量分数为92.3%，“狗烯”易燃烧，燃烧时可能会有黑烟冒出 D．“狗烯”能发生加成反应、氧化反应，不能发生取代反应 ‎[解析]　A项，根据“狗烯”的结构简式可知其分子中有15种氢原子，所以一氯代物有15种，故A错误；B项，1个“狗烯”分子中有3个乙基，所以“狗烯”分子中所有碳原子不一定共平面，故B错误；C项，“狗烯”分子中碳元素的质量分数为×100%≈92.3%，“狗烯”易燃烧，因为含碳量高，当该物质发生不完全燃烧时，会冒出黑烟，故C正确；D项，“狗烯”能发生加成反应、取代反应、氧化反应，故D错误。‎ ‎14．(2020·经典习题选粹)一定量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为‎49.6 g，当其缓慢经过无水氯化钙(足量)时，氯化钙质量增加‎25.2 g，则原混合气体中CO2的质量为(　C　)‎ A．‎24.4 g　 B．‎19.7 g　‎ C．‎13.2 g　 D．‎‎12.5 g ‎[解析]　‎25.2 g是甲烷燃烧生成的H2O(g)的质量，n(H2O)＝＝1.4 mol，则甲烷的物质的量可由氢原子守恒求得：n(CH4)＝×1.4 mol＝0.7 mol。则混合气体中CO和CO2的物质的量之和为0.7 mol，而其质量之和为‎49.6 g－‎25.2 g＝‎24.4 g。据此可得下列方程：‎ 解得n(CO)＝0.4 mol，n(CO2)＝0.3 mol。‎ 则m(CO2)＝0.3 mol×‎44 g/mol＝‎13.2 g。‎ ‎15．(2020·长沙模拟)已知芳香烃Ⅰ、Ⅱ的结构模型如图所示，相关叙述正确的是(　D　)‎ A．Ⅰ的结构简式为，其一氯代物有2种 B．Ⅰ和Ⅱ中都含碳碳单键和双键 C．Ⅰ与Ⅱ互为同系物 D．与Ⅱ互为同类别物质的同分异构体共有2种 ‎[解析]　由物质Ⅰ的比例模型可以看出其结构简式为，A错误；苯环中不含碳碳单键和双键，B错误；物质Ⅰ和Ⅱ所含有的苯环数不同，所以不是同系物，C错误；Ⅱ物质中两侧的苯环可以以邻、间、对的方式连接，所以Ⅱ的同类别同分异构体还有2种，D正确。‎ ‎16．(2020·山东滨州检测)现有CH4、C2H4、C2H6三种有机物：‎ ‎(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 CH4 。‎ ‎(2)同状况、同体积的以上三种物质燃烧时，耗去O2的量最多的是 C2H6 。‎ ‎(3)等质量以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是 C2H4 ，生成水最多的是 CH4 。‎ ‎(4)在‎120 ℃‎、1.01×105Pa下时，上述三种有机物中的两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积都没有发生变化，这两种气体是 CH4、C2H4 。‎ ‎[解析]　(1)等质量的烃CxHy完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6中的依次为、、，故CH4耗O2最多。‎ ‎(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，(x＋)的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的(x＋)依次为1＋＝2、2＋＝3、2＋＝3.5，故C2H6耗O2最多。‎ ‎(3)n(CO2)＝n(C)，因为等质量的CH4、C2H4、C2H6的n(C)分别为×1，×2、×2、×2最大，故C2H4生成的CO2最多；n(H2O)＝n(H)，因为等质量的CH4、C2H4、C2H6的n(H2)分别为×2、×2、×3，×2最大，故CH4生成的H2O最多。‎ ‎(4)温度≥‎100 ℃‎条件下，当烃CxHy中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变，y＝4的为CH4、C2H4，故答案为CH4、C2H4。‎