新教材適用2023-2024學(xué)年高中化學(xué)專題8有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用第1單元化石燃料與有機(jī)化合物第3課時(shí)煤的綜合利用苯課后習(xí)題蘇教版必修第二冊

第3課時(shí)煤的綜合利用苯基礎(chǔ)鞏固1.下列說法正確的是()。A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等物質(zhì),通過煤的干餾即可得到這些物質(zhì)B.煤燃燒時(shí),會產(chǎn)生大量的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等污染物C.煤是以單質(zhì)碳為主的復(fù)雜混合物D.把煤高溫加強(qiáng)熱就是煤的干餾答案:B解析:煤經(jīng)干餾得到的煤焦油中可分離出苯、甲苯、二甲苯等,而煤中不含有這些物質(zhì),A錯(cuò)誤;煤中除含有C、H元素外還含有N、S、O等元素,故燃燒時(shí)會產(chǎn)生一系列大氣污染物,B正確;煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,C錯(cuò)誤;煤干餾時(shí)要隔絕空氣,D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于煤的綜合利用的敘述中,不正確的是()。A.煤的氣化是對其進(jìn)行加熱直接變?yōu)闅怏wB.煤干餾可以得到冶金用的優(yōu)質(zhì)焦炭C.煤的干餾和石油的分餾的本質(zhì)差別是:干餾是化學(xué)變化而分餾是物理變化D.工業(yè)上苯、甲苯等可由煤干餾得到,其存在于干餾所得的煤焦油中答案:A解析:煤的氣化主要是高溫下煤和水蒸氣作用得到CO、H2等氣體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;煤干餾的產(chǎn)物主要是焦炭,同時(shí)得到焦?fàn)t煤氣、煤焦油等物質(zhì),B項(xiàng)正確;煤干餾時(shí)發(fā)生了分解反應(yīng),是化學(xué)變化;分餾是利用沸點(diǎn)不同而分開混合物中的各成分,是物理變化,C項(xiàng)正確;煤干餾能得到煤焦油,苯、甲苯等主要存在于煤焦油中,D項(xiàng)正確。3.有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是()。A.煤是可再生能源B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物C.①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過程D.B為甲醇或乙酸時(shí),原子利用率均達(dá)到100%答案:D解析:煤是不可再生能源,A項(xiàng)錯(cuò)誤;煤是有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,通過干餾得到苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;①是煤的干餾,煤在隔絕空氣的情況下加強(qiáng)熱的過程稱為煤的干餾,C項(xiàng)錯(cuò)誤;甲醇(CH4O)可變?yōu)?CO)1(H2)2,乙酸(C2H4O2)可變?yōu)?CO)2(H2)2,D項(xiàng)正確。4.苯與液溴在一定條件下反應(yīng)除生成溴苯外,還常常同時(shí)生成鄰二溴苯、對二溴苯等次要產(chǎn)物,形成粗溴代苯混合物。有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)如下,下列說法正確的是()。物質(zhì)苯溴苯鄰二溴苯對二溴苯沸點(diǎn)/℃80.1156.2225220.13熔點(diǎn)/℃5.5-30.77.187.33A.苯與液溴發(fā)生加成反應(yīng)生成鄰二溴苯B.溴苯與兩種二溴苯互為同系物C.苯及各種二溴苯分子中所有的原子分別都在同一平面內(nèi)D.用蒸餾的方法可從粗溴代苯混合物中首先分離出對二溴苯答案:C解析:苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)生成鄰二溴苯,A項(xiàng)錯(cuò)誤;同系物結(jié)構(gòu)要相似,分子組成相差1個(gè)或若干個(gè)“CH2”原子團(tuán),所以溴苯與兩種二溴苯不是同系物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;苯為平面形結(jié)構(gòu),所有的原子都在同一平面上,苯分子中兩個(gè)氫原子被兩個(gè)溴原子取代,二溴苯分子中所有的原子仍都在同一平面內(nèi),C項(xiàng)正確;首先分離出沸點(diǎn)最低的物質(zhì)是苯,而不是對二溴苯,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.用括號內(nèi)的試劑除去下列各物質(zhì)中少量的雜質(zhì),正確的是()。A.溴苯中的溴(碘化鉀溶液)B.硝基苯中溶有硝酸(NaOH溶液)C.乙烷中的乙烯(氫氣)D.苯中的甲苯(溴水)答案:B解析:A項(xiàng),溴能氧化碘化鉀,生成的碘仍會溶于溴苯中;B項(xiàng),硝酸與NaOH反應(yīng)后,與硝基苯分層,再用分液法即得到硝基苯;C項(xiàng),乙烯與氫氣既不易發(fā)生反應(yīng),也無法控制用量;D項(xiàng),苯和甲苯都不與溴水反應(yīng),且都可萃取溴。6.下列反應(yīng)中前者屬于取代反應(yīng),后者屬于加成反應(yīng)的是()。A.甲烷與氯氣在光照條件下反應(yīng);乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.乙烯與溴的四氯化碳溶液反應(yīng);苯與氫氣在一定條件下反應(yīng)生成環(huán)己烷C.苯與濃硝酸和濃硫酸的混合液反應(yīng)生成油狀液體;乙烯與水生成乙醇的反應(yīng)D.在苯中滴入溴水,溴水褪色;乙烯與溴水反應(yīng)答案:C解析:A項(xiàng),前者為取代反應(yīng),后者為氧化反應(yīng);B項(xiàng),兩者均為加成反應(yīng);D項(xiàng),前者為物理變化,后者為加成反應(yīng)。7.苯與乙烯相比較,下列敘述正確的是()。A.都可以與溴水發(fā)生加成反應(yīng)B.都容易發(fā)生加成反應(yīng)C.乙烯易發(fā)生加成反應(yīng),苯不能發(fā)生加成反應(yīng)D.乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化,而苯不能答案:D解析:苯與溴水可以發(fā)生萃取,乙烯可以與溴水發(fā)生加成反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;乙烯易發(fā)生加成反應(yīng),而苯只有在特殊條件下才能發(fā)生加成反應(yīng),B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化而苯不能,D項(xiàng)正確。8.實(shí)驗(yàn)室制取硝基苯的反應(yīng)裝置如圖所示,關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯(cuò)誤的是()。A.試劑加入順序:先加濃硝酸,再加濃硫酸,最后加入苯B.實(shí)驗(yàn)時(shí),水浴溫度需控制在50~60℃C.長玻璃導(dǎo)管起冷凝回流苯和硝酸的作用,以提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率D.反應(yīng)后的混合液經(jīng)水洗、堿溶液洗滌、結(jié)晶,得到硝基苯答案:D解析:試劑加入順序:先加濃硝酸,再加濃硫酸,最后加入苯,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)時(shí),水浴溫度需控制在50~60℃,B項(xiàng)正確;長玻璃導(dǎo)管起冷凝回流苯和硝酸的作用,以提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,C項(xiàng)正確;反應(yīng)后的混合液經(jīng)水洗、堿溶液洗滌、分液(不是結(jié)晶),得到硝基苯,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.某同學(xué)想以“研究苯分子的結(jié)構(gòu)”為題目做一次探究活動,下面是其活動記錄,請你補(bǔ)全所缺內(nèi)容。(1)理論推測:他根據(jù)苯的結(jié)構(gòu)簡式,推測苯分子中有兩種不同的碳碳鍵,即和,因此它可以使紫色的酸性KMnO4溶液褪色。

(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:他取少量的上述溶液加入試管中,然后加入苯,充分振蕩,發(fā)現(xiàn)

。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:上述的理論推測是(填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。

(4)經(jīng)查閱有關(guān)資料,發(fā)現(xiàn)苯分子中六個(gè)碳原子之間的鍵(填“相同”或“不相同”),是一種鍵,應(yīng)該用表示苯分子的結(jié)構(gòu)更合理;苯分子中的六個(gè)碳原子和六個(gè)氫原子(填“在”或“不在”)同一個(gè)平面上,溴苯中的溴原子(填“在”或“不在”)苯環(huán)平面上。

答案:(1)碳碳單鍵碳碳雙鍵(2)液體分層,下層溶液呈紫色(3)錯(cuò)誤(4)相同介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共價(jià)在在解析:(1)苯環(huán)的結(jié)構(gòu)簡式為,故推測苯分子中含有兩種碳碳鍵:碳碳雙鍵和碳碳單鍵;(2)苯難溶于水,且密度比水的小,液體分層,苯在上層;(3)向酸性高錳酸鉀溶液中加入苯溶液不褪色,說明分子中不含碳碳雙鍵,故理論推測是錯(cuò)誤的;(4)苯分子中的碳碳鍵,既不是碳碳單鍵也不是碳碳雙鍵,是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共價(jià)鍵,用表示苯的結(jié)構(gòu)更合理;苯分子中的12個(gè)原子都在同一平面內(nèi),溴苯的結(jié)構(gòu)可看作是苯分子中的一個(gè)H原子被溴原子取代,故溴原子也在苯環(huán)平面上。能力提升1.下列有機(jī)化合物分子中所有原子一定在同一平面內(nèi)的是()。①②③④A.①③ B.②③C.①④ D.①②③④答案:C解析:①苯是平面結(jié)構(gòu),分子中所有原子處于同一平面內(nèi);②甲苯中含有甲基,具有四面體結(jié)構(gòu),所有原子不可能處于同一平面;③苯和乙烯都是平面結(jié)構(gòu),但是兩個(gè)平面不一定在同一平面內(nèi);④苯是平面結(jié)構(gòu),乙炔是直線結(jié)構(gòu),炔基取代苯分子中H原子后,仍在苯分子的平面上。2.下列關(guān)于苯的敘述正確的是()。A.反應(yīng)①為取代反應(yīng),有機(jī)產(chǎn)物與水混合浮在上層B.反應(yīng)②為氧化反應(yīng),反應(yīng)現(xiàn)象是火焰明亮并伴有濃煙C.反應(yīng)③為取代反應(yīng),有機(jī)產(chǎn)物是一種烴D.反應(yīng)④中1mol苯最多與3molH2發(fā)生加成反應(yīng),是因?yàn)楸椒肿又泻腥齻€(gè)碳碳雙鍵答案:B解析:A項(xiàng),反應(yīng)①生成的溴苯不溶于水,與水分層,錯(cuò)誤;C項(xiàng),反應(yīng)③的產(chǎn)物是硝基苯,不是烴,錯(cuò)誤;D項(xiàng),苯分子中無碳碳雙鍵,錯(cuò)誤;故選B。3.對于苯乙烯()有下列敘述:①能使酸性KMnO4溶液褪色;②能使溴的四氯化碳溶液褪色;③可溶于水;④可溶于苯中;⑤能與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)。其中正確的是()。A.①②③④⑤ B.①③⑤C.①②④⑤ D.②③④答案:C解析:苯乙烯中含有苯環(huán)和碳碳雙鍵,故應(yīng)具有苯和乙烯的性質(zhì),如碳碳雙鍵既可使酸性KMnO4溶液褪色,又可使溴的四氯化碳溶液褪色,而苯能發(fā)生硝化反應(yīng);苯乙烯屬于烴類,而烴都難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑(如苯),故C正確。4.甲、乙、丙、丁分別是乙烷、乙烯、乙炔、苯中的一種。①甲、乙能使溴的四氯化碳溶液褪色。乙與等物質(zhì)的量的H2反應(yīng)生成甲,甲與等物質(zhì)的量的H2反應(yīng)生成丙。②丙既不能使溴的四氯化碳溶液褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色。③丁能使溴水褪色的原因與甲能使溴水褪色的原因不同,丁也不能使酸性KMnO4溶液褪色,但丁在一定條件下可與溴發(fā)生取代反應(yīng)。相同條件下,丁蒸氣的密度是乙密度的3倍。根據(jù)以上敘述回答下列問題。(1)寫出甲的結(jié)構(gòu)簡式:,乙的結(jié)構(gòu)式:,丙分子中含有的化學(xué)鍵類型是;

(2)寫出丁與液溴在催化劑作用下發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式:

;(3)寫出甲使溴的四氯化碳溶液褪色的化學(xué)方程式:

。

答案:(1)CH2CH2共價(jià)鍵(2)+Br2+HBr(3)CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br解析:根據(jù)題意可推知:甲為乙烯,乙為乙炔,丙為乙烷,丁為苯。(1)甲的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CH2;乙的結(jié)構(gòu)式為;丙為乙烷,含C—C、C—H共價(jià)鍵。(2)苯與液溴在催化劑作用下發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式為+Br2+HBr。(3)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色的化學(xué)方程式為CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br。5.實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置已省略)和步驟如下。①把18mL(15.84g)苯加入A中;②取100mL燒杯,用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混合酸,將混合酸小心加入B中;③向室溫下的苯中逐滴加入混合酸,邊滴邊攪拌,混合均勻;④在50~60℃下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束;⑤將反應(yīng)液冷卻至室溫后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗滌;⑥向分出的產(chǎn)物中加入無水CaCl2顆粒,靜置片刻,棄去CaCl2,進(jìn)行蒸餾純化,收集205~210℃餾分,得到純硝基苯18.00g。請回答下列問題。(1)裝置B的名稱是,裝置C的作用是。

(2)實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的化學(xué)方程式是

。

(3)配制混合酸時(shí),(填“能”或“不能”)將濃硝酸加入濃硫酸中,說明理由。(4)為了使反應(yīng)在50~60℃下進(jìn)行,常用的方法是。

(5)在洗滌操作中,第二次水洗的作用是

。

答案:(1)分液漏斗冷凝回流、平衡氣壓(2)+HNO3+H2O(3)不能容易發(fā)生迸濺(4)水浴加熱(5)洗去殘留的NaOH及生成的鹽解析:(1)由儀器結(jié)構(gòu)特征可以知道,裝置B為分液漏斗,裝置C為球形冷凝管,苯與濃硝酸都易揮