2020届一轮复习人教通用版第27讲甲烷、乙烯、苯、化石燃料的综合利用作业

2020届一轮复习人教通用版第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．(2019·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已烷。乙烯与H2发生加成反应生成乙烷，故D错误。‎ ‎2．(2019·开封模拟)下列关于苯的叙述正确的是(　B　)‎ A．反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层 B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟 C．反应③为取代反应，有机产物是一种烃 D．反应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 ‎[解析]　反应①为苯的溴代，生成的溴苯密度比水大，沉降在水底，A错误；反应③为苯的硝化，发生取代反应，生成的硝基苯为烃的衍生物，C错误；苯分子中无碳碳双键，D错误。‎ ‎3．(2019·重庆模拟)下列化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是(　D　)‎ A．甲苯　 B．溴苯 C．2甲基丙烯　 D．2甲基丙烷 ‎[解析]　直接连着苯上的原子在苯环所在平面上，直接连着碳碳双键上的原子共平面，2甲基丙烷可以看作甲烷分子中3个氢原子被3个甲基代替，4个碳原子不可能在同一平面内。‎ ‎4．(2019·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。‎ ‎5．(2019·山东维坊检测)下列属于加成反应是(　C　)‎ A．2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑‎ B．＋HNO3＋H2O C．CH3CH===CH2＋Br2―→‎ D．2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O ‎[解析]　A项属于置换反应；B项属于取代反应；D项属于氧化反应。‎ ‎6．下列叙述中，错误的是(　D　)‎ A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60 ℃反应生成硝基苯 B．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷 C．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2－二溴乙烷 D．甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4－二氯甲苯 ‎[解析]　甲苯与氯气在光照下反应，氯原子取代甲基上的氢原子，而不是取代苯环上的氢原子，D项错误。‎ ‎7．(2019·新题预选)有A、B两种烃，所含碳元素的质量分数相同，下列关于A和B的叙述中不正确的是(　D　)‎ A．二者可能互为同系物 B．二者可能互为同分异构体 C．二者最简式(实验式)一定相同 D．等质量的A和B分别完全燃烧生成CO2的体积一定相等 ‎[解析]　烃只由C、H两种元素组成，故两种烃所含碳元素的质量分数相同时，其所含氢元素的质量分数也一定相同，因此两种烃的最简式(实验式)一定相同，二者可能互为同系物，如乙烯和丙烯，二者也可能互为同分异构体，如丙烯和环丙烷。等质量的两种烃分别完全燃烧生成CO2的质量一定相等，但若反应后温度、压强不同，则其体积不一定相等。‎ ‎8．(2019·鞍山模拟)(1)一瓶无色气体，可能含有CH4和CH2===CH2或其中的一种，与一瓶Cl2混合后光照，观察到黄绿色逐渐褪去，瓶壁有少量无色油状小液滴。‎ ‎①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4，你认为是否正确，为什么？　不正确，因为CH2===CH2可以与Cl2发生加成反应，而使黄绿色逐渐褪色，生成的CH2ClCH2Cl也是油状液体 　。‎ ‎②上述实验可能涉及的反应类型有__取代反应、加成反应___。‎ ‎(2)某烃A的球棍模型如图所示，其分子式为__C8H18___，A的一氯代物有__4___种；A有多种同分异构体，写出其中一氯代物只有一种的同分异构体的结构简式：__(CH3)3CC(CH3)3___。‎ ‎(3)含有的化合物与CH2===CH2一样，在一定条件下可聚合成高分子化合物。广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料，是由CH2===CH—Cl聚合而成的，其化学反应方程式是　nCH2===CH—Cl 　。‎ ‎(4)为了证明液溴与苯发生的反应是取代反应，有如图所示装置，则B中盛有的物质是__C___(选填：A．水　B．NaOH溶液　C．CCl4　D．NaI溶液)，其作用为除去HBr中的Br2与苯。C中的现象为__有浅黄色沉淀生成___，若用紫色石蕊试液替代AgNO3溶液，则现象为__石蕊试液变为红色___。苯与液溴反应的化学方程式为　 　。‎ ‎[解析]　(2)由球棍模型可知烃A的分子式为C8H18，结构中有4种不同环境的氢原子，所以A的一氯代物有4种；一氯代物只有一种，说明氢原子所处的环境相同，(CH3)3CC(CH3)3符合题意。‎ ‎(3)CH2===CH—Cl发生加聚反应生成。‎ ‎(4)苯与液溴在FeBr3催化作用下发生取代反应生成与HBr，该反应放热，挥发出苯与溴蒸气，为防止溴蒸气干扰HBr的检验，需用CCl4吸收除去。由于HBr极易溶于水且和NaOH发生反应，故不选A、B、D。‎ B组　能力提升题 ‎9．(2019·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。‎ ‎10．(2019·河北衡水中学第四次联考)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(　D　)‎ 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　　　xmol　　　y/2 mol　　y/4－1‎ ‎1 L 0.8 L 可得y＝7.2，如果是乙烯与丁烷，则乙烯与丁烷体积比是7∶8；如果是乙烯与丁烯，则乙烯与丁烯体积比是1∶4，故正确选项为D。‎ ‎11．(2019·经典习题选萃)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。‎ ‎12．(新题选萃)下列由实验得出的结论正确的是(　A　)‎ 实验 结论 A 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明 生成的1,2－二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳 B 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体 乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性 C 用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除 乙酸的酸性小于碳酸的酸性 D 甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红 生成的氯甲烷具有酸性 ‎[解析]　本题考查有机化学实验。乙烯与溴发生加成反应生成的1,2—二溴乙烷是一种无色、可溶于CCl4的有机物，A项正确。乙醇和水均能与Na反应生成H2，但Na与水反应更剧烈，故水分子中氢的活性强于乙醇分子中氢的活性，需要注意的是乙醇分子中只有—OH中的H能与Na反应，乙醇分子中氢的活性不完全相同，B项错误；乙酸能除去水垢，说明酸性：乙酸>碳酸，C项错误；CH4与Cl2发生取代反应生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4不具有酸性，但生成的HCl能使湿润的石蕊试纸变红，D项错误。‎ ‎13．(2019·安徽皖南八校联考)聚苯乙烯塑料在生产、生活中有广泛应用，其单体苯乙烯可由乙苯和二氧化碳在一定条件下发生如下反应制取：‎ 下列有关苯乙烯的说法正确的是(　D　)‎ A．一个分子中含有4个碳碳双键 B．属于不含极性键的共价化合物 C．分子式为C8H10 D．通过加聚反应生成聚苯乙烯 ‎[解析]　A项，苯环中没有碳碳双键，一个苯乙稀分子中只有一个碳碳双键，A错误；C项，分子式应为C8H8，C错误；D项，通过加聚反应可以生成，D正确。‎ ‎14．(2019·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。‎ ‎15．(2019·全国Ⅰ卷)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2,2]戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是(　C　)‎ A．与环戊烯互为同分异构体 B．二氯代物超过两种 C．所有碳原子均处同一平面 D．生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2‎ ‎[解析]　螺[2,2]戊烷的分子式为C5H8，而环戊烯的分子式也为C5H8，则二者互为同分异构体，A项正确；先给螺[2,2]戊烷分子中碳原子编号(编号碳原子等效)为，则其二氯代物有4种，分别为(编号表示两个氯原子的位置)①①、①②、①③、①④，B项正确；由于分子内碳原子都是饱和碳原子，所以所有碳原子不可能共平面，C项错误；由于螺[2,2]戊烷的分子式为C5H8，要生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2，D项正确。‎ ‎16．(2019·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(H2)，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。‎