1、甲烷乙烯苯煤、石油、天然气的综合利用(20分钟50分)选择题(本题包括10小题,每题5分,共50分)1.以下有关物质结构的描述正确的是()A.甲苯分子中的所有原子可能共平面B.CH2CHC6H5分子中的所有原子可能共平面C.乙烷分子中的所有原子可能共平面D.二氯甲烷分子为正四面体结构【解析】选B。由于甲苯、乙烷分子中含CH3,碳原子四个键为空间四面体结构,所有原子不可能全部共面;苯和乙烯均为平面结构,故苯乙烯分子中的所有原子可能共平面;二氯甲烷分子中CH键与CCl键不相同,故不可能为正四面体结构。2.已知正己烷的球棍模型为。某有机物a的分子式和正己烷相同,且主链上有4个碳原子,则下列关于a的观
2、点正确的是()A.a分子中可能有三个甲基B.a的分子式为C6H10C.a的一氯代物可能有三种D.在光照条件下,a能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应【解析】选C。由题中信息可知,a的分子式为C6H14,a可能为(CH3)2CHCH(CH3)2或(CH3)3CCH2CH3,其一氯代物分别有两种和三种,故A、B项错误,C项正确;在光照条件下,烷烃能与纯卤素单质发生取代反应,D项错误。3.下列关于有机化合物的说法正确的是()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】选A。甲
3、烷与溴水不反应,故B错误;苯和甲烷均不与酸性高锰酸钾溶液反应,故C错误;苯与氢气发生加成反应生成环己烷,故D错误。【加固训练】1.已知液化气的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述不正确的是()A.是直链烃,但分子中碳原子不在一条直线上B.在光照条件下能够与氯气发生取代反应C.丙烷比丁烷易液化D.1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2【解析】选C。C3H8是直链烃,但其中的碳原子为饱和碳原子,与之相邻的四个原子为四面体结构,故三个碳原子不在一条直线上,A正确;C3H8在光照条件下与Cl2发生取代反应,B正确;丁烷比丙烷易液化,C错误;1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2,D正确。2.下列
4、叙述正确的是()A.丙烯(CH2CHCH3)不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.丙烯与HCl在一定条件下发生加成反应只得到一种产物C.正丁烷与甲烷互为同系物,异丁烷与甲烷不是同系物D.C4H10进行一氯取代后生成四种沸点不同的产物【解析】选D。丙烯与乙烯是同系物,性质相近,均能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色;丙烯与氯化氢的加成产物有两种:1-氯丙烷、2-氯丙烷;异丁烷()与甲烷也是结构相似,为同系物;丁烷有正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和异丁烷()两种同分异构体,进行一氯取代后可生成2+2=4种产物,D正确。4.下列有关化石能源的说法正确的是()A.煤中含有苯、甲苯和二甲苯等有机物B.煤的气化和液
5、化都是物理变化C.石油经过分馏得到的汽油、煤油等馏分都是纯净物D.石油裂解的主要目的是生产有机化工原料,例如乙烯、丙烯等【解析】选D。煤通过干馏所得的煤焦油中含有苯、甲苯和二甲苯,但煤中不含苯、甲苯和二甲苯,A错;煤的气化、液化均为化学变化,B错;石油分馏得到的汽油、煤油等馏分都是混合物,C错。【加固训练】下列有关煤的叙述中,不正确的是()A.煤是由有机物组成的复杂混合物B.煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源C.煤的干馏属于化学变化D.通过煤的干馏,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气产品【解析】选A。煤是由少量无机物和有机物组成的复杂混合物,A项错误;煤的干馏可以获得洁净的燃料和多种化工原料
6、,B项和D项正确;煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加强热使其分解的过程,C项正确。5.下列叙述错误的是()A.只用水就可以鉴别四氯化碳、苯和乙醇B.石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物C.一定条件下,Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应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】选D。四氯化碳、苯和乙醇加入水后互溶的为乙醇,分层有机层在上层的为苯,分层有机层在下层的为四氯化碳,故A项正确;石油是各种烃组成的混合物,天然气的主要成分是甲烷,故B项正确;苯环上的氢原子在催化剂作用下能被氯原子取代,苯环侧链上的氢原子在光照条件下可被氯原子取代,C项正确。结构简式(CH
7、3)2CHCH3表示异丁烷,正丁烷应该表示为CH3CH2CH2CH3,D项错误。【加固训练】下列实验能获得成功的是()A.用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯B.加浓溴水,然后过滤可除去苯中少量己烯C.苯、溴水、铁粉混合制成溴苯D.可用分液漏斗分离己烷和苯的混合物【解析】选A。溴水分别与苯、CCl4混合,不发生反应,静置后分层,苯在上层,呈橙红色;CCl4在下层,呈橙红色;溴水与己烯发生反应而褪色,A项正确;溴水和己烯发生加成反应生成二溴己烷可溶于苯中,无法过滤分离,B项错误;制溴苯需用苯和液溴反应,C项错误;己烷和苯互溶,不能用分液法分离,D项错误。6.有机物的一氯代物种类有(不考虑立体异构)()
8、A.5种 B.6种 C.7种 D.8种【解析】选C。分子中有7种不同化学环境的氢原子,故有7种一氯代物。【互动探究】(1)若题目给出的有机物与足量氢气加成后,其一氯代物有多少种?提示:8种。此有机物与氢气加成后的产物为,其分子中有8种类型(环上有4种,侧链有4种)的氢原子,故一氯代物有8种。(2)题目给出的有机物的同分异构体中含有苯环且苯环上一氯取代物只有一种的结构(不考虑立体异构)共有多少种?提示:4种。苯环上一氯取代物只有一种,说明有机物的对称性较高,从而使苯环上的氢原子只有一种类型,满足该条件的同分异构体有、4种。7.(2016海南高考改编)工业上可由乙苯生产苯乙烯:,下列说法正确的是(
9、已知能被酸性KMnO4氧化)()A.该反应的类型为加成反应B.乙苯的同分异构体(包含乙苯)共有4种C.可用酸性KMnO4溶液鉴别乙苯和苯乙烯D.乙苯分子内一定共平面的碳原子数为7【解析】选D。反应中碳碳单键变为碳碳双键,不符合加成反应的特点,故A错误;乙苯的分子式为C8H10,属于不饱和烃,可以形成链状,可以形成环状,如苯环等,其同分异构体远多于4种,故B错误;乙苯和苯乙烯均能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使溶液褪色,不能鉴别,故C错误;与苯环直接相连的原子一定在同一个平面上,故D正确。【易错提醒】(1)判断同分异构体时注意条件的限制,如对于C8H10的同分异构体容易错误地认为只属于苯的同系物
10、,从而判断其同分异构体有邻、间、对二甲苯、乙苯共4种,导致错选。(2)判断分子中原子的共面问题时注意碳碳单键的旋转,如苯乙烯分子中存在苯环和碳碳双键两个相连的平面,忽略了二者之间的单键可以旋转导致两平面异面,从而错误地认为苯乙烯中一定有8个碳原子共平面。8.已知芳香烃、的结构模型如图所示,相关叙述正确的是 ()A.的结构简式为,其一氯代物有2种B.和中都含碳碳单键和双键C.与互为同系物D.与互为同类别物质的同分异构体共有2种【解析】选D。由物质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;物质和所含有的苯环数不同,所以不是同系物,C错误;物质中两侧的苯环可以以邻、间
11、、对的方式连接,所以的同类别同分异构体还有2种,D正确。【加固训练】如图是某种有机物分子的球棍模型。图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。对该有机物的叙述错误的是()A.该有机物可能的分子式为C2HCl3B.该有机物的分子中一定有CC键C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上D.该有机物可以由乙炔和氯化氢加成反应得到【解析】选D。从题图可以看出,该有机物含有三种不同的原子,其中含有CC键,B正确;由于Cl的原子半径比氢原子大,所以该有机物可能的分子式为C2HCl3,A正确;类比乙烯的球棍模型可以知道,该有机物分子中的所有原子在同一平面上,C正确;乙炔和氯化
12、氢加成得到C2H3Cl,因氯原子的半径比氢原子半径大,与图中结构不符,D错误。9.(能力挑战题)芳香族化合物A与互为同分异构体,A的苯环上的一氯代物只有一种结构,则A可能的结构有 ()A.5种B.6种C.7种D.8种【解析】选C。A的苯环上的一氯代物只有一种,说明苯环上的取代基相同并且存在对称关系。当苯环上的取代基为两个CH2Br时,两个取代基处于对位时苯环上的一氯代物只有一种;当苯环上有4个取代基时,它们在苯环上按如下方式结合时,苯环上的一氯代物都只有一种:、,故A共有7种结构。10.(能力挑战题)有机物C4H9ClO的同分异构体中(不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上),能与Na反应放出氢气
13、的共有(不含立体异构)()A.8种B.9种C.10种D.12种【解析】选B。有机物C4H9ClO的同分异构体中能与Na反应放出氢气,说明其分子中含有羟基,该有机物可以看作Cl取代丁醇中氢原子形成的,丁醇的同分异构体有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2(CH3)CHOH、(CH3)3COH、CH3(CH3)CHCH2OH。CH3CH2CH2CH2OH分子的烃基中含有4种等效H,不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时,其一氯代物有3种;CH3CH2(CH3)CHOH分子的烃基中含有4种H原子,不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时,其一氯代物有3种;(CH3)3COH分子中的烃基中含有1种H,其一氯代物有1种;CH3(CH3)CHCH2OH分子的烃基上含有3种等效氢,不考虑羟基与氯原子在同一个碳原子上时,其一氯代物有2种,根据分析可知,有机物C4H9ClO的同分异构体中能与Na反应放出氢气的共有3+3+1+2=9。【加固训练】有机化学中化合物的结构可用键线式表示,如CH2CHCH2Br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】选C。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。