2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第九章有機(jī)化合物第25講甲烷乙烯苯化石燃料的綜合利用練習(xí)含解析新人教版

PAGEPAGE7第25講甲烷、乙烯、苯、化石燃料的綜合利用A組基礎(chǔ)必做題(40分)一、選擇題(本題包括4小題，每題4分，共16分)1．(2024·河北衡水模擬)下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法正確的是(A)A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是因?yàn)榘l(fā)生了氧化反應(yīng)B．甲烷和乙烯都可以與溴水反應(yīng)C．酸性高錳酸鉀溶液可以氧化苯和甲烷D．乙烯可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，苯不能與氫氣加成[解析]乙烯含碳碳雙鍵，可被氧化，可使酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A正確；CH4性質(zhì)穩(wěn)定，與溴水不反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；苯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，甲烷為飽和烴，性質(zhì)穩(wěn)定，與酸性KMnO4溶液不反應(yīng)，C錯(cuò)誤；苯與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)己烷，乙烯與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成乙烷，故D錯(cuò)誤。2．CH3—CH3和CH3—兩個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中均有短線“—”，這兩條短線所表示的意義是(C)A．都表示一對(duì)共用電子B．都表示一個(gè)共價(jià)單鍵C．前者表示一對(duì)共用電子，后者表示一個(gè)未成對(duì)電子D．前者表示分子內(nèi)只有一個(gè)共價(jià)單鍵，后者表示該基團(tuán)內(nèi)無共價(jià)單鍵[解析]CH3—CH3分子中的短線表示碳碳單鍵，即表示一對(duì)共用電子，而CH3—中的短線僅表示1個(gè)電子，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；CH3—CH3和CH3—中都含有C—H單鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(2024·山東濱州檢測(cè))下列說法正確的是(C)A．將乙烯通入KMnO4(H＋)溶液和溴水，試驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)類型均相同B．從苯的分子組成看苯遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和，所以它應(yīng)當(dāng)能使溴水褪色C．苯環(huán)上的碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨(dú)特的鍵，但苯可以發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)D．常溫下，全部的碳原子數(shù)多于或等于5的烷烴都不是氣體[解析]將乙烯通入KMnO4(H＋)溶液和溴水，溶液均出現(xiàn)褪色，但分別屬于氧化反應(yīng)和加成反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；苯及其同系物都不能使溴水褪色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；新戊烷()含有5個(gè)碳原子，該有機(jī)化合物常溫下為氣體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2024·江蘇如東中學(xué)高三檢測(cè))最近美國(guó)宇航局馬里諾娃博士找到了一種比二氧化碳有效104倍的“超級(jí)溫室氣體”——全氟丙烷(C3F8)，并提出用其“溫室化火星”使火星成為其次個(gè)地球的安排。下列有關(guān)全氟丙烷的說法正確的是(B)A．分子中三個(gè)碳原子可能處于同始終線上B．分子中三個(gè)碳原子以單鍵結(jié)合成鏈狀C．C3F8與C3H8互為同分異構(gòu)體D．全氟丙烷的電子式為[解析]全氟丙烷可以看作CF4中的兩個(gè)F原子被兩個(gè)CF3取代，CF4是正四面體結(jié)構(gòu)，所以全氟丙烷分子中三個(gè)碳原子不行能處于同始終線上，A錯(cuò)誤；全氟丙烷具有丙烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，含有C—C鍵，B正確；C3F8與C3H8的分子式不同，不是同分異構(gòu)體，C錯(cuò)誤；題中電子式漏寫氟原子四周的孤電子對(duì)，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括2小題，共24分)5．(2024·重慶模擬)(1)將幾滴溴水與4mL苯混合于試管中并充分振蕩后靜置，一段時(shí)間后發(fā)覺有機(jī)層仍為紅棕色，由此現(xiàn)象知苯的分子結(jié)構(gòu)中不存在__碳碳雙鍵__(填化學(xué)鍵的名稱)；再向試管中滴加幾滴FeBr3溶液后并再次充分振蕩，靜置后發(fā)覺試管中的有機(jī)層幾乎是無色的，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)烴X的最簡(jiǎn)式為CH,1molX完全燃燒須要消耗10molO2，X可與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)(催化劑存在的條件下)。①X的分子式為__C8H8__，官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。②X與溴的CCl4溶液混合后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。③肯定條件下，X與氫氣反應(yīng)可以得到碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%的化合物Y，則Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，Y的一氯代物最多有__6__種。[解析](1)加入FeBr3溶液后振蕩，可使苯與溴混合在一起發(fā)生取代反應(yīng)生成不溶于水且密度比水大的溴苯，分層后溴苯沉在試管底部。(2)設(shè)X的分子式為(CH)n，由燃燒時(shí)的耗氧量可求出n＝8，故X的分子式為C8H8。由X的化學(xué)性質(zhì)知其結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)及碳碳雙鍵，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。X與氫氣反應(yīng)時(shí)，若只發(fā)生碳碳雙鍵的加成反應(yīng)，則Y中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.43%，若苯環(huán)也加氫，則Y中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.3%，后者符合題意，故Y是。氯原子取代環(huán)上的氫原子可得到4種物質(zhì)，取代側(cè)鏈上的氫原子可得到2種物質(zhì)，共有6種同分異構(gòu)體。6．(2024·山東濱州檢測(cè))現(xiàn)有CH4、C2H4、C2H6三種有機(jī)物：(1)等質(zhì)量的以上三種物質(zhì)完全燃燒時(shí)耗去O2的量最多的是CH4。(2)同狀況、同體積的以上三種物質(zhì)燃燒時(shí)，耗去O2的量最多的是C2H6。(3)等質(zhì)量以上三種物質(zhì)燃燒時(shí)，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下時(shí)，上述三種有機(jī)物中的兩種氣態(tài)烴和足量的氧氣混合點(diǎn)燃，相同條件下測(cè)得反應(yīng)前后氣體體積都沒有發(fā)生改變，這兩種氣體是CH4、C2H4。[解析](1)等質(zhì)量的烴CxHy完全燃燒時(shí)，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6中的eq\f(y,x)依次為eq\f(4,1)、eq\f(4,2)、eq\f(6,2)，故CH4耗O2最多。(2)等物質(zhì)的量的烴CxHy完全燃燒時(shí)，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))依次為1＋eq\f(4,4)＝2、2＋eq\f(4,4)＝3、2＋eq\f(6,4)＝3.5，故C2H6耗O2最多。(3)n(CO2)＝n(C)，因?yàn)榈荣|(zhì)量的CH4、C2H4、C2H6的n(C)分別為eq\f(1,16)×1，eq\f(1,28)×2、eq\f(1,30)×2、eq\f(1,28)×2最大，故C2H4生成的CO2最多；n(H2O)＝eq\f(1,2)n(H)，因?yàn)榈荣|(zhì)量的CH4、C2H4、C2H6的n(H2O)分別為eq\f(1,16)×2、eq\f(1,28)×2、eq\f(1,30)×3，eq\f(1,16)×2最大，故CH4生成的H2O最多。(4)溫度≥100℃條件下，當(dāng)烴CxHy中含有4個(gè)氫原子時(shí)，該烴完全燃燒前后氣體體積不變，y＝4的為CH4、C2H4，故答案為CH4、C2H4。B組實(shí)力提升題(60分)一、選擇題(本題包括4小題，每題6分，共24分)1．(2024·湖南長(zhǎng)沙模擬)已知芳香烴Ⅰ、Ⅱ的結(jié)構(gòu)模型如圖所示，相關(guān)敘述正確的是(D)A．Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，其一氯代物有2種B．Ⅰ和Ⅱ中都含碳碳單鍵和雙鍵C．Ⅰ與Ⅱ互為同系物D．與Ⅱ互為同類別物質(zhì)的同分異構(gòu)體共有2種[解析]由物質(zhì)Ⅰ的比例模型可以看出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，A錯(cuò)誤；苯環(huán)中不含碳碳單鍵和雙鍵，B錯(cuò)誤；物質(zhì)Ⅰ和Ⅱ所含有的苯環(huán)數(shù)不同，所以不是同系物，C錯(cuò)誤；Ⅱ物質(zhì)中兩側(cè)的苯環(huán)可以以鄰、間、對(duì)的方式連接，所以Ⅱ的同類別同分異構(gòu)體還有2種，D正確。2．(2024·經(jīng)典習(xí)題選萃)肯定量的甲烷燃燒后得到的產(chǎn)物為CO、CO2和水蒸氣，此混合氣體質(zhì)量為49.6g，當(dāng)其緩慢經(jīng)過無水氯化鈣(足量)時(shí)，氯化鈣質(zhì)量增加25.2g，則原混合氣體中CO2的質(zhì)量為(C)A．24.4g B．19.7gC．13.2g D．12.5g[解析]25.2g是甲烷燃燒生成的H2O(g)的質(zhì)量，n(H2O)＝eq\f(25.2g,18g/mol)＝1.4mol，則甲烷的物質(zhì)的量可由氫原子守恒求得：n(CH4)＝eq\f(1,2)×1.4mol＝0.7mol。則混合氣體中CO和CO2的物質(zhì)的量之和為0.7mol，而其質(zhì)量之和為49.6g－25.2g＝24.4g。據(jù)此可得下列方程：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(nCO＋nCO2＝0.7mol,28g/mol×nCO＋44g/mol×nCO2＝24.4g))解得n(CO)＝0.4mol，n(CO2)＝0.3mol。則m(CO2)＝0.3mol×44g/mol＝13.2g。3．(2024·福建泉州泉港一中期末，9)化學(xué)家TimRichard將分子結(jié)構(gòu)像小狗的某有機(jī)物(如圖所示)取名為“doggycene”——“狗烯”，其分子式為C26H26。下列有關(guān)“狗烯”的敘述正確的是(C)A．“狗烯”的一氯代物有14種(不含立體異構(gòu))B．“狗烯”分子中全部碳原子肯定共平面C．“狗烯”分子中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.3%，“狗烯”易燃燒，燃燒時(shí)可能會(huì)有黑煙冒出D．“狗烯”能發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)，不能發(fā)生取代反應(yīng)[解析]A項(xiàng)，依據(jù)“狗烯”的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子中有15種氫原子，所以一氯代物有15種，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，1個(gè)“狗烯”分子中有3個(gè)乙基，所以“狗烯”分子中全部碳原子不肯定共平面，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，“狗烯”分子中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(12×26,12×26＋26)×100%≈92.3%，“狗烯”易燃燒，因?yàn)楹剂扛?，?dāng)該物質(zhì)發(fā)生不完全燃燒時(shí)，會(huì)冒出黑煙，故C正確；D項(xiàng)，“狗烯”能發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。4．(2024·經(jīng)典習(xí)題選萃)下列各組中的物質(zhì)均能發(fā)生加成反應(yīng)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]加成反應(yīng)是不飽和化合物的一種特征反應(yīng)，發(fā)生在雙鍵或三鍵等官能團(tuán)上。A項(xiàng)中的乙醇、C項(xiàng)中的乙酸和溴乙烷、D項(xiàng)中的丙烷均不能發(fā)生加成反應(yīng)；B項(xiàng)中的苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)己烷，氯乙烯可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成氯乙烷，符合題意。[點(diǎn)撥]烯烴、苯在肯定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)，烷烴分子中沒有不飽和鍵，不能發(fā)生加成反應(yīng)。二、非選擇題(本題包括2小題，共36分)5．(2024·山東煙臺(tái)高三檢測(cè))乙烯是來自石油的重要化工原料，其產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工水平的標(biāo)記，依據(jù)以下試驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題：(1)試驗(yàn)之前須要對(duì)該裝置進(jìn)行氣密性的檢查，詳細(xì)操作為在E中加適量水，將導(dǎo)管放入水中，微熱A中的大試管，E中出現(xiàn)了氣泡，冷卻后E中導(dǎo)管內(nèi)形成一段液柱，則裝置的氣密性良好。(2)石蠟油分解試驗(yàn)產(chǎn)生的氣體的主要成分是③(填序號(hào))。①只有甲烷②只有乙烯③烷烴與烯烴的混合物(3)試驗(yàn)過程中裝置B中的現(xiàn)象為溴水褪色，若裝置D中產(chǎn)生了白色沉淀，則說明裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5CH2=CH2＋12MnOeq\o\al(－,4)＋36H＋=10CO2＋12Mn2＋＋28H2O。(4)該試驗(yàn)中碎瓷片的作用是②③(填序號(hào))。①防止暴沸 ②有催化功能③積蓄熱量 ④作反應(yīng)物(5)將分解產(chǎn)生的氣體混合物全部通入到足量溴水中，溴水增重mg，則該氣體混合物中烯烴的原子個(gè)數(shù)為eq\f(3mNA,14)(用NA表示)。(6)利用A裝置的儀器還可以制備的氣體有NH3(任填一種)，產(chǎn)生該氣體的化學(xué)方程式為Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。[解析]由試驗(yàn)裝置可知，A中烷烴在催化劑和加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成不飽和烴，B中乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，C中乙烯與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng)，D中汲取C中生成的二氧化碳，E中利用排水法收集乙烯。(1)檢查該裝置氣密性時(shí)先形成密閉系統(tǒng)，再利用氣體的熱脹冷縮原理檢驗(yàn)，詳細(xì)操作為：在E中加入適量水，將導(dǎo)管放入水中，再微熱A中的大試管，E中出現(xiàn)了氣泡，冷卻后E中導(dǎo)管內(nèi)形成一段液柱，則裝置的氣密性良好。(2)石蠟油主要是含17個(gè)碳原子以上的液態(tài)烷烴混合物，在加熱條件下，石蠟油分解生成烯烴，依據(jù)原子守恒知，除了生成烯烴外還生成烷烴，選③。(3)石蠟油分解生成烯烴，烯烴能與溴發(fā)生加成反應(yīng)，則試驗(yàn)過程中裝置B中的現(xiàn)象為溴水褪色；若裝置D中產(chǎn)生了白色沉淀，則說明混合氣體經(jīng)過裝置C時(shí)，乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成了CO2氣體，同時(shí)生成MnSO4，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5CH2=CH2＋12MnOeq\o\al(－,4)＋36H＋=10CO2＋12Mn2＋＋28H2O。(4)石蠟油分解較緩慢，加入碎瓷片能加快反應(yīng)速率，碎瓷片還能汲取熱量而積蓄熱量從而促進(jìn)石蠟油分解，選②③。(5)分解產(chǎn)生的氣體混合物全部通入到足量溴水中，溴水增重mg，說明分解生成的烯烴的質(zhì)量為mg，烯烴的分子通式為CnH2n，其摩爾質(zhì)量為14ng/mol，則該氣體混合物中烯烴的原子個(gè)數(shù)為eq\f(mg,14ng·mol－1)×3n×NAmol－1＝eq\f(3mNA,14)。(6)A裝置是固體混合加熱制氣法，常見氣體O2、NH3均可以用此裝置制備，其中加熱氯化銨和消石灰的混合固體可制得NH3，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。6．(2024·陜西寶雞檢測(cè))芳香化合物A是一種基本化工原料，可以從煤和石油中得到。A、B、C、D、E的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱是鄰二甲苯(或1