2020高中化学第三章重要的有机化合物第二节石油和煤重要的烃第2课时煤的干馏苯课后提升练习含解析鲁科版必修2

2020高中化学第三章重要的有机化合物第二节石油和煤重要的烃第2课时煤的干馏苯课后提升练习含解析鲁科版必修2

煤的干馏 苯 ‎ [学习·理解]‎ ‎1．煤在干馏时得到的气态产物是(　　)‎ A．天然气 B．水煤气 C．焦炉气 D．高炉煤气 答案　C 解析　煤干馏时得到的气体是焦炉气，主要成分为氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳。‎ ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．煤的干馏、气化、石油的分馏都是物理变化 B．由于煤中含有苯，所以从煤干馏的产品中分离得到苯 C．石油没有固定的熔、沸点，但分馏产物有固定的熔沸点 D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性高锰酸钾溶液退色 答案　D 解析　煤的干馏、气化都是化学变化，A项错误；煤中不含苯，而是经过复杂的物理、化学变化而生成苯等，B项错误；石油及分馏产物都是混合物，没有固定熔、沸点，C项错误；裂解气、焦炉气中含有烯烃，能使KMnO4(H＋)溶液退色，D项正确。‎ ‎3．下列属于煤的综合利用且说法正确的是(　　)‎ A．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物 B．将煤干馏制得煤焦油和焦炭 C．煤的气化和液化为物理变化 D．将煤变为煤饼作燃料 答案　B 解析　煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂的混合物，经过干馏才能得到苯、甲苯、二甲苯等的混合物，可用分馏法将它们分离，A错误；将煤干馏制得煤焦油和焦炭属于煤的综合利用，B正确；煤的气化是煤与水蒸气的反应，属于化学变化，煤的液化分直接液化和间接液化，煤的直接液化是指煤与氢气作用生成液体燃料，煤的间接液化是指将煤先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇，因此煤的液化属化学变化，C错误；将煤变为煤饼作燃料，不属于煤的综合利用，D错误。‎ ‎4．下列说法正确的是(　　)‎ A．煤的干馏产物主要是各类有机物 B．石油的分馏、裂化、裂解以及煤的干馏都属于化学变化 C．从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯 D．石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的，并且碳链越长，越易分解 答案　D 解析　煤的干馏产物主要包括焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭等，其中以焦炭最多，故A不正确；石油的分馏属于物理变化，故B不正确；煤的干馏发生的是复杂的化学变化，苯、甲苯是由煤分解得来的，而不是原来就有的，故C不正确；石油加热可以裂化生成汽油，而在更高的温度下可以发生裂解，得到小分子的烃，故D正确。‎ ‎5．关于苯分子结构的下列说法中正确的是(　　)‎ A．苯分子中含有3个碳碳双键和3个碳碳单键 - 6 -‎ B．苯分子为正六边形，每个氢原子垂直于碳原子所在的平面 C．苯环上的碳碳键是一种介于碳碳双键和碳碳单键之间的独特的键 D．苯分子中没有共价单键 答案　C 解析　苯分子中12个原子共平面，其碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键，碳氢键是共价单键。‎ ‎6．将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。如图所示现象正确的是(　　)‎ 答案　D 解析　苯与汽油互溶且二者均不溶于水，密度均小于水，故二者形成的混合物在上层。‎ ‎7．苯中加入溴水后溴水层颜色变浅，这是由于(　　)‎ A．溴挥发了 B．发生了取代反应 C．苯萃取溴水中的溴 D．发生了加成反应 答案　C 解析　苯萃取溴水中的Br2而使溴水层颜色变浅。‎ ‎8．下列关于苯的叙述错误的是(　　)‎ A．苯在空气中燃烧产生明亮的火焰并带有浓烟 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无色 D．在一定条件下苯能与硝酸发生加成反应 答案　D 解析　根据苯的燃烧现象可知，A项正确；苯不能萃取KMnO4，可萃取溴且在上层(苯的密度比水小)，B、C两项正确；在一定条件下苯与浓硝酸发生取代反应，D项错误。‎ ‎[应用·实践]‎ ‎9．对比饱和链烃、不饱和链烃的结构和性质，苯的独特性质具体来说是(　　)‎ A．难氧化，易加成，难取代 B．易取代，能加成，难氧化 C．易氧化，易加成，难取代 D．因其是单双键交替结构，故易加成为环己烷 答案　B 解析　在50～60 ℃条件下，苯就能与混酸(浓硫酸与浓硝酸混合)发生取代反应，反应较易进行。在加热加压并有催化剂存在的条件下，苯能跟H2发生加成反应，但不能跟溴水发生加成反应，也就是说，苯的加成反应能进行，但不容易。苯很难被氧化(燃烧除外)，不能使酸性KMnO4溶液退色。‎ - 6 -‎ ‎10．下列说法正确的是(　　)‎ A．苯分子中有碳氢单键，故能发生取代反应 B．可用苯萃取溴水中的Br2，分液时有机层从分液漏斗下端放出 C．苯是良好的有机溶剂，可用来萃取Br2的CCl4溶液中的Br2‎ D．苯不能使酸性高锰酸钾溶液退色，说明苯分子中存在碳碳单键，不存在碳碳双键 答案　A 解析　苯分子与硝酸发生取代反应是碳氢键上的氢原子被硝基取代，A正确；苯的密度比水小，故苯从分液漏斗上口倒出，B不正确；苯与四氯化碳互溶，不能萃取四氯化碳中溶解的溴，C不正确；苯分子中的化学键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，D不正确。‎ ‎11．下列关于苯的叙述正确的是(　　)‎ A．①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层 B．②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟 C．③为取代反应，有机产物是一种烃 D．④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为一个苯分子含有三个碳碳双键 答案　B 解析　A项，苯萃取碘水中的I2属于物理变化，I2的苯溶液浮在上层不溶于水，错误；B项，正确；C项，反应③的取代产物不属于烃，错误；D项，苯分子中不含碳碳双键，错误。‎ ‎12．苯乙烯是一种重要的有机化工原料，其结构简式为，它一般不可能具有的性质是(　　)‎ A．易溶于水，不易溶于有机溶剂 B．在空气中燃烧产生黑烟 C．能使溴的四氯化碳溶液退色，也能使酸性高锰酸钾溶液退色 D．能发生加成反应，在一定条件下可与4倍物质的量的氢气加成 答案　A 解析　苯乙烯不溶于水，易溶于有机溶剂，故A项错误。‎ - 6 -‎ ‎13．将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮的氧化物等物质，造成严重的环境污染。煤的干馏是提高煤的利用率、生产重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物，装置如图所示，请回答有关问题：‎ ‎(1)煤干馏的条件是________________________________________________ _____________________。‎ ‎(2)盛有冷水的烧杯的作用是_________________________________________ ______________________________。‎ ‎(3)实验后检验有粗氨水生成的操作是________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(4)已知CO不能使溴水退色，若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中，发现溴水退色，则说明煤的干馏产生了__________________________________ ______________________________________。‎ ‎(5)点燃尾气，火焰的颜色为__________________________________________ _____________________________。‎ ‎(6)从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的实验方法是____________。‎ 答案　(1)隔绝空气加强热 ‎(2)使粗氨水和煤焦油冷凝液化 ‎(3)将具支试管取出，塞上试管塞并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在支管口处，若试纸变蓝，则说明有粗氨水生成 ‎(4)乙烯等不饱和烃类物质 ‎(5)淡蓝色 ‎(6)分馏 解析　(1)根据煤干馏的定义可知其条件为隔绝空气加强热。‎ ‎(2)冷水浴的作用是冷凝，使粗氨水和煤焦油冷凝液化。‎ ‎(3)可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3逸出。‎ ‎(4)溴水退色，证明煤干馏过程产生了乙烯等不饱和烃类物质。‎ ‎(5)CO、CH4等气体燃烧时火焰呈淡蓝色。‎ ‎(6)煤焦油中苯及其同系物与其他成分互溶，可通过分馏的方法将它们分离。‎ ‎14．实验室制备硝基苯的主要步骤如下：‎ ‎①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸，加入反应器中。‎ ‎②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡。‎ - 6 -‎ ‎③在50～60 ℃下发生反应，直至反应结束。‎ ‎④除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。‎ ‎⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸时，操作的注意事项是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(2)步骤③中，为了使反应在50～60 ℃下进行，常用的方法是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)步骤④中洗涤粗硝基苯应使用的仪器是____________________________________________________________________________________________。‎ ‎(4)步骤④中粗产品用5% NaOH溶液洗涤的目的是______________________________。‎ ‎(5)纯硝基苯是无色、密度比水________(填“小”或“大”)的油状液体，它具有________味。‎ 答案　(1)先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌、冷却 ‎(2)将反应器放在50～60 ℃的水浴中加热 ‎(3)分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)‎ ‎(4)除去粗产品中残留的酸性物质 ‎(5)大　苦杏仁 解析　本题通过实验考查苯的硝化反应。由于浓硫酸与浓硝酸混合时放热，且浓硫酸的密度比浓硝酸的大，所以混合时，应将浓硫酸慢慢注入浓硝酸中，并及时搅拌和冷却。反应温度不超过100 ℃时，常用水浴加热控制温度。该方法制得的硝基苯中溶有H2SO4、HNO3等酸性物质，故用NaOH溶液洗涤。‎ ‎[迁移·创新]‎ ‎15．某化学课外小组用如图装置制取溴苯并探究该反应的类型。先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。‎ ‎(1)写出A中反应的化学方程式：___________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。‎ - 6 -‎ ‎(2)反应结束后，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，目的是__________________________________________________________________。‎ ‎(3)C中盛放CCl4的作用是___________________________________________ __________________________。‎ ‎(4)若要证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，通常有两种方法，请按要求填写下表。‎ 向试管D中加入的试剂 能证明苯与液溴发生取代反应的现象 方法一 方法二 答案　(1) ‎ ‎(2)除去溶于溴苯中的溴 ‎(3)除去溴化氢气体中的溴蒸气 ‎(4)方法一：AgNO3溶液　产生(淡黄色)沉淀　方法二：紫色石蕊试液　溶液变红色(或其他合理答案)‎ 解析　(1)在Fe的催化作用下，苯环上的氢原子被溴原子取代生成溴苯，同时有溴化氢生成。‎ ‎(2)B中氢氧化钠与溴反应，可以将溴苯中的溴除去。‎ ‎(3)根据相似相溶原理，溴极易溶于四氯化碳，而溴化氢则不溶，所以C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气。‎ ‎(4)如果发生取代反应，生成溴化氢，溴化氢易溶于水电离出H＋和Br－，只要检验通入D中的物质含有氢离子或溴离子即可。‎ - 6 -‎