2018届高考一轮复习鲁科版考点三煤和石油的综合利用（解析版）学案

2018届高考一轮复习鲁科版考点三煤和石油的综合利用（解析版）学案

考点三　煤和石油的综合利用 ‎(考点层次A→自学、识记、辨析)‎ ‎1．煤的综合利用 ‎(1)煤的组成 ‎(2)煤的加工 ‎2．石油加工 ‎(1)石油的成分：多种碳氢化合物组成的混合物，所含元素以C、H为主。‎ ‎(2)石油加工 ‎3．天然气的综合利用 ‎(1)天然气是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。它的主要成分是甲烷。‎ ‎(2)天然气与水蒸气反应制取H2的化学方程式为CH4＋H2O(g)CO＋3H2。‎ ‎4．三大合成材料 ‎(1)三大合成材料是指塑料、合成橡胶和合成纤维。‎ ‎(2)聚合反应 合成聚乙烯的化学方程式：nCH2===CH2―→，单体为CH2===CH2，链节为—CH2—CH2—，聚合度为n。‎ 教材高考 ‎1．判断正误(RJ必修2·P1022、3改编)‎ ‎(1)煤的干馏属于物理变化(×)‎ ‎(2)石油的分馏属于化学变化(×)‎ ‎(3)石油裂化的目的是把直链烃转化为芳香烃(×)‎ ‎(4)乙烯聚合使短链烃变成长链烃(√)‎ ‎2．(溯源题)判断下列说法的正误 ‎(1)聚氯乙烯分子中含碳碳双键(×)‎ ‎(2015·福建理综，7)‎ ‎(2)石油裂解制丙烯不属于取代反应(√)‎ ‎(2015·海南化学，9B)‎ ‎(3)煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气(√)‎ ‎(2012·上海化学，‎2C)‎ ‎(4)天然气用作燃料电池的燃料比H2更环保(×)‎ ‎(2013·江苏化学，10)‎ 探源：本高考题组源于LK必修2 P68、P72“联想·质疑”，对石油的成分和裂化的反应类型及煤的干馏进行了考查。‎ ‎[诊断性题组]‎ ‎1．下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是(　　)‎ A．煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程 B．煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程 C．天然气除了作燃料之外，还可用于合成氨和生产甲醇 D．石油分馏可获得乙酸、苯及其衍生物 解析　煤的干馏是在隔绝空气的条件下加强热使之分解的过程，A项错误；煤的气化是碳与水蒸气发生化学反应，生成水煤气的过程，B项错误；石油分馏可得到石油气、汽油、煤油、柴油和重油等，D项错误。‎ 答案　C ‎2．(2017·河北邯郸质检)下列说法错误的是(　　)‎ 石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br A．石油主要是由烃组成的混合物 B．①主要发生物理变化 C．②包括裂化、裂解等过程 D．③是加成反应，产物名称是二溴乙烷 解析　石油是由烷烃、环烷烃等组成的混合物，A正确；分馏是物理变化，B正确；石油的分馏产品通过裂化或裂解可以得到乙烯，C正确；③是乙烯的加成反应，产物名称应该是1，2－二溴乙烷，D错误。‎ 答案　D ‎3．(2017·贵州六校联考)下列说法正确的是(　　)‎ A．氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃 B．聚苯乙烯的结构简式为 C．氯乙烯制取聚氯乙烯的反应方程式为 D．乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 解析　氯乙烯含有氯元素，不属于烃，而聚乙烯为饱和烃，A错；聚苯乙烯的结构简式为，B错；乙烯含有碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，但聚乙烯的结构单元为—CH2—CH2—，不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，D错。‎ 答案　C ‎4．ABS合成树脂的结构简式如下图：‎ 则合成这种树脂的单体为________ 、________、 ________。反应类型为________。‎ 答案　CH2===CH—CN　CH2===CH—CH===CH2　 加聚反应 ‎【反思归纳】‎ 化学中的“三馏”、“两裂”比较 ‎(1)化学中的“三馏”：‎ 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气、高温下使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同 产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点相近的各组分组成的混合物 变化类型 化学变化 物理变化 物理变化 ‎(2)化学中的“两裂”：‎ 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 拓展 萃取溴水中的溴不能(填“能”或“不能”)用裂化汽油。‎ ‎　生活中的有机化学 ‎1．(2014·高考选项组合题)下列说法错误的是(　　)‎ A．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染(2014·天津理综，1B)‎ B．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素(2014·天津理综，‎1C)‎ C．可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底(2014·天津理综，‎3C)‎ D．乙烯可作水果的催熟剂(2014·四川理综，‎1A)‎ 解析　聚乙烯塑料在自然界中很难分解，可造成白色污染，A错误；大量燃烧化石燃料会产生烟尘等污染物，能造成雾霾天气，B正确；海底为低温高压环境，所以可燃冰可存在于海底，C正确；乙烯是一种植物催熟剂，D正确。‎ 答案　A ‎　烃的性质的考查 ‎2．(2016·课标全国Ⅲ，10)已知异丙苯的结构简式如右，下列说法错误的是(　　)‎ A．异丙苯的分子式为C9H12‎ B．异丙苯的沸点比苯高 C．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面 D．异丙苯和苯为同系物 解析　A项，异丙苯的分子式为C9H12，正确；B项，异丙苯的相对分子质量比苯大，故其沸点比苯高，正确；C项，由于异丙基与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，而饱和碳原子为四面体构型，故饱和碳原子和与其相连的三个碳原子一定不在同一平面上，错误；D项，异丙苯与苯结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，正确。‎ 答案　C ‎3．(2016·课标全国Ⅱ，8)下列各组中的物质均能发生加成反应的是(　　)‎ 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　A项，乙醇分子中不含不饱和键，不能发生加成反应，错误；B项，苯分子为不饱和的烃，氯乙烯分子中含不饱和碳碳双键，故二者均能发生加成反应，正确；C项，乙酸分子中的羧基不能发生加成反应，溴乙烷分子中不含不饱和键，不能发生加成反应，错误；D项，丙烷为饱和烃，不能发生加成反应，错误。‎ 答案　B ‎　同分异构体 ‎4．(2016·课标全国Ⅱ，10)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)(　　)‎ A．7种 B．8种 C．9种 D．10种 解析　根据题目要求，C4H8Cl2实际为丁烷的二氯代物，因此可以以丁烷为思维模型，丁烷的结构有CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CH；然后在此基础上考虑其中的两个氢原子被氯原子取代，这样由正丁烷的二氯代物有6种：CHCl2CH2CH2CH3、CH2ClCHClCH2CH3、CH2ClCH2CHClCH3、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3，异丁烷的二氯代物有3种：CHCl2(CH3)2CH、CH3(CH2Cl)2CH、CH2Cl(CH3)2CCl，因此分子式为C4H8Cl2的有机物共有9种，故C项正确。‎ 答案　C ‎5．(2016·课标全国Ⅰ，9)下列关于有机化合物的说法正确的是(　　)‎ A．2－甲基丁烷也称异丁烷 B．由乙烯生成乙醇属于加成反应 C．C4H9Cl有3种同分异构体 D．油脂和蛋白质都属于高分子化合物 解析　A项，2－甲基丁烷应称为异戊烷，错误；B项，乙烯和水发生加成反应可生成乙醇，正确；C项，正丁烷的一氯取代物有两种，异丁烷的一氯取代物有两种，故C4H9Cl共有4种同分异构体，错误；D项，油脂是高级脂肪酸甘油酯，不属于高分子化合物，蛋白质属于高分子化合物，错误。‎ 答案　B ‎6．(高考选项组合题)下列关于有机物的叙述正确的是(　　)‎ A．己烷共有4种同分异构体，它们的熔点、沸点各不相同(2015·浙江理综，‎10A)‎ B．在一定条件下，苯与液溴、硝酸、硫酸作用生成溴苯、硝基苯、苯磺酸的反应都属于取代反应(2015·浙江理综，10B)‎ C．丁烷有3种同分异构体(2015·福建理综，‎7C)‎ D．聚氯乙烯分子中含有碳碳双键(2015·福建理综，‎7A)‎ 解析　A项，己烷的同分异构体有5种；C项，丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体，错误；D项，聚氯乙烯分子是以氯乙烯为原料，通过分子间的特殊的加成反应——加聚反应形成，发生加聚反应后分子中碳原子变为饱和碳原子，不再含碳碳双键，错误。‎ 答案　B ‎【试题评析】 T5(2016·课标全国Ⅰ，9)‎ 考点 有机化学基础知识 知识点 必修2有机部分，涉及有机物的简单命名、有机反应类型、同分异构体判断、有机物的分类。‎ 能力解读 考查学生知识再现及运用能力。‎ 难度(区分度)‎ 容易，区分度约为0.765。‎ 评价 有机知识综合考查题，所涉知识不偏不怪，完全符合考纲要求，但此题所涉选项没有突出有机代表物的性质。‎ 学习启示 有机必修学习一定要抓住主干知识，少拓展，抓牢基础。‎ 揭秘：甲烷、乙烯、苯及其同系物知识是有机化学知识的基础，是历年高考必考内容，重点考查甲烷、乙烯、苯及其同系物的结构、性质、用途和来源；同分异构体侧重于对官能团种类及位置的考查，难度一般较小，体现学生观察能力、自学能力以及有序思维的能力。‎ 课时跟踪训练 一、选择题 ‎1．有关简单的烷烃的叙述：①都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是(　　)‎ A．①和③　　　　　　　　 B．②和③‎ C．只有① D．①和②‎ 解析　相邻的烷烃属于同系物，分子组成上相差一个“CH2”原子团。‎ 答案　D ‎2．对下列化学用语的理解正确的是(　　)‎ A．比例模型既可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子 B．电子式H既可以表示烃基，也可以表示氢氧根离子 C．丙烯的最简式可表示为CH2‎ D．结构简式(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷，也可以表示异丁烷 解析　A项，比例模型可以表示甲烷分子，但不能表示四氯化碳分子，因为氯原子半径大于碳原子的半径；B项，羟基的电子式为·H，氢氧根离子应该表示为[H]－；C项，丙烯的分子式为C3H6，故最简式为CH2；D项，结构简式(CH3)2CHCH3表示异丁烷，正丁烷应该表示为CH3CH2CH2CH3。‎ 答案　C ‎3．(2017·黑龙江哈尔滨六中模拟)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(　　)‎ A．‎22.4 L甲中含有10 mol电子 B．乙与乙的加聚产物都能使溴水退色 C．丙不能与溴水、酸性高锰酸钾溶液发生反应 D．丙、丁都可以萃取溴水中的溴单质 解析　根据比例模型可知甲是甲烷，乙是乙烯，丙是苯，丁是乙醇。未指明标准状况，‎22.4 L甲烷不一定是1 mol，则不一定含有10 mol电子，A错误；乙烯的加聚产物聚乙烯分子中不存在碳碳双键，故不能使溴水退色，B错误；苯不能与溴水、酸性高锰酸钾溶液发生反应，C正确；乙醇与水互溶，不能萃取溴水中的溴单质，D错误。‎ 答案　C ‎4．(2017·江西赣中南五校联考)下列有关常见有机物说法正确的是(　　)‎ A．乙烯、苯、纤维素均属于烃类化合物 B．油脂、聚氯乙烯均属于高分子化合物 C．石油的分馏、裂化属于化学变化 D．淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖 解析　纤维素属于糖类，含有氧元素，不属于烃类物质，A项错误；油脂不是高分子化合物，B项错误；分馏是物理变化，C项错误。‎ 答案　D ‎5．(2017·江西九江七校联考)下列说法中正确的是(　　)‎ A．分子式为C7H16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有2种 B．丙烯能发生取代反应、加成反应，还能使酸性KMnO4溶液退色 C．甲苯中所有原子都处于同一平面 D．相同质量的甲烷和乙烷完全燃烧，乙烷耗氧量多 解析　分子式为C7H16‎ 的烷烃，主链为6个碳原子时，含有3个甲基的同分异构体有2种，主链为5个碳原子时，含有3个甲基的同分异构体有1种，共3种同分异构体，A项错误；丙烯中甲基上的H原子能发生取代反应，碳碳双键能发生加成反应，也能被酸性KMnO4溶液氧化，B项正确；甲苯中甲基上的3个氢原子与甲基碳原子一定不在同一个平面，C项错误；乙烷最简式为CH3，故相同质量(设为m g)的甲烷和CH3的物质的量分别为、，因此其消耗氧气的物质的量分别为×2、×，计算可知×2>×，则甲烷耗氧量多，D项错误。‎ 答案　B ‎6．(2017·江西上饶中学月考)下列物质中最简式相同，但既不是同系物，也不是同分异构体的是(　　)‎ A．CH3CH===CH2和 B．乙炔和苯 C. ‎ D．甲酸和甲酸甲酯 解析　CH3CH===CH2和分子式都为C3H6，最简式相同，二者分子式相同，属于同分异构体，故A不符合题意；乙炔和苯分子式分别为C2H2、C6H6，最简式相同，二者分子式不同，不是同分异构体，乙炔含有碳碳叁键，与苯不是同系物，故B符合题意；和分子式都是C7H8O，最简式相同，二者分子式相同，属于同分异构体，故C不符合题意；甲酸的分子式为CH2O2，其最简式为CH2O2，甲酸甲酯的分子式为C2H4O2，其最简式为CH2O，二者的最简式不同，故D不符合题意。‎ 答案　B ‎7．C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应 B．C5H12表示一种纯净物 C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低 D．丙有3种不同沸点的二氯取代物 解析　甲、乙、丙互为同分异构体，A错误；C5H12存在3种结构，B错误；丙的二氯取代物只有2种，D错误。‎ 答案　C ‎8．下列关于化石燃料的说法正确的是(　　)‎ A．石油分馏可获得石油气、汽油、苯及其同系物等 B．石油催化裂化主要得到乙烯、乙炔等 C．煤含有苯和甲苯，可干馏后获得苯和甲苯 D．煤的液化、气化均属于化学变化 解析　A项，石油分馏不能得到苯及其同系物；B项，石油催化裂化不能得到乙炔；C项，煤中不含有苯和甲苯，但通过煤的干馏可获得苯和甲苯。‎ 答案　D ‎9．下列说法错误的是(　　)‎ A．汽油是含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油 B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C．煤是由多种碳氢化合物组成的混合物 D．天然气是一种清洁的化石燃料 答案　C ‎10．下列有水参与或生成的反应不属于取代反应的是(　　)‎ A．CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH B. ‎ C．CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOCH2CH3＋H2O D．CH3CH2Cl＋H2OCH3CH2OH＋HCl 解析　A项中的反应为加成反应。‎ 答案　A ‎11．(2017·上海市六校高三第二次联考)有4种碳骨架如下的烃。下列说法正确的是(　　)‎ ‎①a和d是同分异构体　②b和c是同系物　③a和d都能发生加聚反应　④只有b和c能发生取代反应 A．①② B．①④‎ C．②③ D．①②③‎ 解析　由图可知a为2－甲基丙烯(CH3)‎2C===CH2，分子式为C4H8；b为新戊烷(CH3)‎4C，分子式为C5H12；c为2－甲基丙烷(CH3)3CH，分子式为C4H10；d为环丁烷，分子式为C4H8。故可知①②正确；d不能发生加聚反应，故③错；a、d也能发生取代反应，故④错；选A。‎ 答案　A ‎12．某烷烃相对分子质量为86，如果分子中含有3个—CH3、2个—CH2—和1个，则该结构的烃的一氯取代物(不考虑立体异构)最多可能有(　　)‎ A．9种 B．6种 C．5种 D．4种 解析　根据烷烃的通式CnH2n＋2，14n＋2＝86，解得n＝6，该分子是己烷，含有上述基团的分子有CH3CH2CH2CH(CH3)2和CH3CH2CH(CH3)CH2CH3，CH3CH2CH2CH(CH3)2分子是不对称分子，一氯代物有5种，CH3CH2CH(CH3)CH2CH3分子是对称分子，一氯代物有4种，共9种，选A。‎ 答案　A ‎13．甲苯与氢气完全加成后产物的一氯代物的种类数是(　　)‎ A．2种 B．4种 C．5种 D．7种 解析　甲苯与氢气完全加成后产物是甲基环己烷，氢原子分为5类，所以一氯代物的种类数是5种，答案选C。‎ 答案　C ‎14．分子式为C7H7Cl，且分子中含有苯环的同分异构体有(不考虑立体结构)(　　)‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 解析　可以认为C7H7Cl由氯原子取代甲苯上的氢原子而得。氯原子取代苯环上的氢原子有邻、间、对3种结构，氯原子取代甲基上的氢原子有1种结构，共4种。‎ 答案　B ‎15．有机化学中化合物的结构可用键线式表示，如CH2===CHCH2Br，可表示为。则有机物的二氯代物有(　　)‎ A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 解析　首先根据等效氢的概念判断 中只有1种氢原子，有1种一氯代物，然后一氯代物中氢原子的种类有4种，则二氯代物有4种，选C。‎ 答案　C ‎16．‎150 ℃‎时，将‎1 L混合烃与‎9 L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至‎150 ℃‎，体积恒定时，容器内压强增大8%，则该混合烃的组成是(　　)‎ A．甲烷与乙烷体积比是1∶4‎ B．丙炔与乙炔体积比是1∶4‎ C．乙烯与丁烷体积比是1∶4‎ D．乙烯与丁烯体积比是1∶4‎ 解析　根据烃燃烧的化学方程式：‎ CxHy＋(x＋y/4)O2―→xCO2＋y/2H2O　ΔV ‎1 mol　(x＋y/4)mol　 x mol　y/2 mol　y/4－1‎ 容器内压强增大8%，则－1＝(9＋1)×8%得y＝7.2，则烃的化学式为CxH7.2。A、B错误；C项中乙烯与丁烷的体积比为7∶8，错误。‎ 答案　D ‎17．(2017·吉林长春高三模拟)下列说法中正确的是(　　)‎ A．所有的烷烃都是同系物 B．在适合的条件下，含有双键的分子都能发生加成反应 C．用Br2的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液都可以区别烯烃和芳香烃 D．戊烷有三种同分异构体 解析　正戊烷、异戊烷、新戊烷为同分异构体，它们的分子式相同一定不是同系物，A错误；CO2中存在双键()，但不能发生加成反应，B错误；芳香烃中可以使酸性KMnO4溶液退色，C错误。‎ 答案　D ‎18．下列说法正确的是(　　)‎ A．一定条件下可以用H2除去乙烷中混有的乙烯 B．苯和四氯化碳都能萃取溴水中的溴 C．乙醇、乙酸和乙酸乙酯三者的混合液可用分液的方法分离 D．甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到 答案　B ‎19．下列有关有机物的结构说法不正确的是(　　)‎ A．溴苯中的所有原子处于同一平面中 B．氯乙烯中所有原子不可能处于同一平面中 C．3－甲基戊烷的一氯代产物有4种(不考虑立体异构)‎ D．分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有4种(不考虑立体异构)‎ 解析　溴苯中苯环及连在苯环上的6个原子，共12个原子均共平面，A正确；中，及其所连的4个原子，共6个原子共平面，B不正确；C项，可根据其碳架分析：1和5、2和4上的H对称，加上3上的氢和取代基(甲基)上的氢，共4种；D项中C3H6Cl2的同分异构体，一个Cl连在端碳上，另一个Cl有3种位置：；若一个Cl连在中间碳上，则另一个Cl只有1种位置：。‎ 答案　B 二、填空题(选做题)‎ ‎20．(2017·大连模拟)甲苯是对煤的综合利用得到的产物之一，其结构简式为。试回答下列问题：‎ ‎(1)苯与甲苯的相互关系为________。‎ A．同分异构体 B．同位素 C．同素异形体 D．同系物 ‎(2)甲苯燃烧时的现象为_______________________________________________，‎ ‎1 mol 甲苯完全燃烧消耗氧气的物质的量为_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)甲苯苯环上的一氯代物有________种。‎ ‎(4)已知具有结构的物质可被酸性高锰酸钾溶液氧化。区分苯和甲苯的方法是________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　(1) 和的结构相似，都含苯环，且组成上相差一个“CH2”原子团，故互为同系物。‎ ‎(2)甲苯的分子式为C7H8，碳的含量高，故燃烧时火焰明亮，冒浓烟，1 mol C7H8完全燃烧消耗O2为7＋8/4＝9 (mol)。‎ ‎(3)甲苯苯环上的一氯代物有3种：‎ ‎。‎ ‎(4)由题意知甲苯可使酸性高锰酸钾溶液退色而苯不能，故可用酸性KMnO4溶液区分二者。‎ 答案　(1)D　(2)火焰明亮，冒浓烟　9 mol　(3)3‎ ‎(4)取少量无色液体，加入酸性高锰酸钾溶液，振荡，若紫色退去，则该液体为甲苯，若紫色不退去，则该液体为苯