煤的综合利用 苯答案.docx

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煤的综合利用苯答案

第3课时　煤的综合利用　苯

例1　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，可采用先干馏后分馏的方法分离

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，因此煤的液化属于化学变化，C错误；将煤变为煤饼作燃料，不属于煤的综合利用，D错误。

例2　（2018·浙江安吉学考模拟）下列变化属于化学变化，且产物中兼有气体、液体、固体的是（　　）

A．石油的分馏B．石油的裂解

C．石油的裂化D．煤的干馏

答案　D

解析　石油的分馏是物理变化，故A错误；石油的裂解是得到含碳原子较少的烃，没有固体物质生成，故B错误；石油裂化将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，没有固体物质生成，故C错误；煤的干馏是化学变化，有焦炉气—气体、煤焦油—液体、焦炭—固体生成，故D正确。

例3　苯的结构简式可用

来表示，下列关于苯的叙述中正确的是（　　）

A．苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，不可能在同一条直线上

B．苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃

C．苯分子中的6个碳碳键可以分成两类不同的化学键

D．苯分子中既不含有碳碳双键，也不含有碳碳单键

答案　D

解析　苯分子处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，这四个原子共直线；苯分子中不含有碳碳双键，苯不属于烯烃；苯分子中的6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。

故选D。

例4　下列物质的所有原子，不可能处于同一平面上的是（　　）

A．CH3CH==CH2B．CH2==CH2

C．

D.

答案　A

解析　乙烯和苯都属于平面形结构，所有原子都处于同一平面内，而甲烷分子是正四面体结构，故可以得出甲基中的原子不可能全都处于同一平面内，A项含有甲基，所有原子不可能共面，C项可以看作是乙烯中的一个氢原子被苯环取代，推知C项中物质的所有原子可能处于同一平面内。

例5　苯和乙烯相比较，下列叙述中正确的是（　　）

A．都易与溴发生取代反应

B．都易发生加成反应

C．乙烯易发生加成反应，苯不能发生加成反应

D．乙烯易被酸性高锰酸钾溶液氧化，苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化

答案　D

解析　苯与液溴易发生取代反应，而乙烯与溴易发生加成反应，A、B项错误；苯在一定条件下也可发生加成反应，C项错误；苯分子中不含有碳碳双键，不能被酸性KMnO4溶液氧化，D项正确。

思维启迪

（1）苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，故苯兼有烯烃的加成反应和烷烃的取代反

应的特征，且比烯烃的加成反应和烷烃的取代反应困难。

（2）苯易发生取代反应，能发生加成反应，难被氧化（燃烧除外），其化学性质不同于烷烃和烯烃。

例6　（2019·衢州市月考）下列关于苯的叙述正确的是（　　）

A．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有较多的浓烟

B．反应③为取代反应，有机产物是一种烃

C．反应①为取代反应，有机产物的密度比水小

D．反应④1mol苯最多与3molH2发生加成反应，是因为苯分子含有三个碳碳双键

答案　A

解析　苯在空气中燃烧，发生氧化反应，燃烧时因含碳量高而火焰明亮并带有浓烟，A正确；苯能与硝酸发生硝化反应生成硝基苯，硝基苯中除了含有C、H，还含有N和O，不属于烃，B错误；苯在催化剂作用下与液溴发生取代反应，生成溴苯，溴苯的密度比水大，C错误；苯分子中没有碳碳双键，而是一种介于单键和双键之间独特的键，D错误。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）苯主要是以石油为原料进行加工获得的一种重要化工原料（　　）

（2）苯分子中含有6个完全相同的碳碳键（　　）

（3）苯与溴水混合振荡后静置，溴水层褪色，证明苯分子中含有碳碳双键（　　）

（4）苯中含碳碳双键，所以苯能与H2发生加成反应（　　）

（5）苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯不能发生氧化反应（　　）

（6）苯、浓硫酸和浓硝酸共热制硝基苯（　　）

（7）用溴水除去混在苯中的己烯（　　）

（8）用水可以鉴别苯、酒精和溴苯（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√　（7）×　（8）√

2．苯的结构简式可用

来表示，下列关于苯的叙述中正确的是（　　）

A．如用冰冷却，苯可凝成白色晶体

B．苯分子结构中含有碳碳双键，但化学性质上不同于乙烯

C．苯分子中六个碳原子、六个氢原子完全等价，所有原子位于同一平面上

D．苯是一种易挥发、无毒的液态物质

答案　C

解析　A项，苯凝固后成为无色晶体，错误；B项，苯分子中无碳碳双键，错误；D项，苯有毒，错误。

3．（2019·台州市期中）下列有关石油炼制和煤的利用的说法正确的是（　　）

A．煤的气化、液化和干馏都是物理变化

B．通过石油分馏得到的汽油是纯净物

C．石油裂解是为了得到乙烯、丙烯等气态短链烃

D．干馏的产物能提取出苯、甲苯等芳香烃，因为煤中含有苯和甲苯

答案　C

解析　煤的气化、液化和干馏是化学变化，A错误；通过石油分馏得到汽油，但汽油是混合物，B错误；石油裂解最终得到一些不饱和气态烃，如乙烯、丙烯，C正确；煤的干馏是化学变化，产物中能提取出苯、甲苯等芳香烃，但煤中不含有苯和甲苯，D错误。

4．在①丙烯　②氯乙烯　③苯　④甲苯四种有机化合物中，分子内所有原子均在同一平面内的是（　　）

A．①②B．②③

C．③④D．②④

答案　B

解析　在①丙烯CH2==CH—CH3和④甲苯C6H5—CH3中，—CH3是空间立体结构（与甲烷类似），这四个原子不在同一平面上；②氯乙烯和乙烯相同，是六原子共面结构；③苯是十二个原子共面结构。

5．（2018·浙江安吉学考模拟）某烃A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，0.5molA完全燃烧时，得到1.5molH2O和67.2LCO2（标准状况）。

（1）通过计算确定A的结构简式为________。

（2）写出A与浓硝酸和浓硫酸的混合酸在水浴加热的条件下反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）

（2）

＋HO—NO2

＋H2O

解析　设烃A的分子式为CxHy，完全燃烧时，得到CO2（标准状况）的物质的量：

n（CO2）＝3mol。

由烃的燃烧通式：

CxHy＋（x＋

）O2

xCO2＋

H2O

1molxmol

mol

0．5mol3mol1.5mol

则x＝6，y＝6。

故A的分子式为C6H6。

又因A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故A为苯。

6．甲、乙、丙、丁分别是乙烷、乙烯、乙炔、苯中的一种。

①甲、乙能使溴水褪色，乙与等物质的量的H2反应生成甲，甲与等物质的量的H2反应生成丙。

②丙既不能使溴的CCl4溶液褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色。

③丁既不能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色，但在一定条件下可与溴发生取代反应；一定条件下，1mol丁可以和3molH2完全加成。

请根据以上叙述完成下列填空：

（1）甲的结构简式：

_____________________________________________________________，

乙的结构简式：

___________________________________________________________。

（2）丁与溴在催化剂（FeBr3）作用下发生取代反应的化学方程式：

__________________。

答案　

（1）CH2==CH2　CH≡CH

（2）

＋Br2

＋HBr

解析　乙烯、乙炔能使溴水褪色，且有CH≡CH＋H2

CH2==CH2，CH2==CH2＋H2

CH3CH3，故甲为CH2==CH2，乙为CH≡CH；再结合②③知丙为乙烷，丁为苯。

题组一　煤的综合利用

1．下列说法中，正确的是（　　）

A．煤和石油都是不可再生的化石能源，其主要组成元素均为碳、氢元素，二者都是混合物

B．煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化

C．煤的液化主要是为了得到苯等重要的有机化工原料

D．煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油

答案　A

解析　B项，煤的干馏是化学变化，而石油分馏是物理变化；C项，煤的液化是把煤转化为液体燃料；D项，从煤焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。

2．下列说法正确的是（　　）

A．石油主要含碳、氢两种元素，属于可再生能源

B．石油的分馏是物理变化，各馏分均是纯净物

C．煤的气化和液化是化学变化

D．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，经干馏后分离出来

答案　C

解析　石油属于不可再生能源，A错误；石油的分馏是根据石油中各组分沸点的不同，对石油进行分离的一种方法，是物理变化，而各馏分均是沸点相近的各种烃类的混合物，B错误；煤的气化是在高温下煤和水蒸气发生化学反应生成一氧化碳、氢气、甲烷等气体的过程。

煤的液化是在一定条件下煤和氢气发生化学反应得到液态燃料的过程，C正确；煤中本身不含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，是煤经过干馏（一系列化学变化）后得到的产物。

题组二　苯的分子结构与性质

3．下列物质在一定条件下，可与苯发生化学反应的是（　　）

①浓硝酸　②溴水　③溴的四氯化碳溶液　④酸性KMnO4溶液　⑤氧气

A．①⑤B．②④C．②③⑤D．③④⑤

答案　A

解析　①苯在浓硫酸存在时能够与浓硝酸发生硝化反应；②苯不含碳碳双键，不能与溴水反应；③苯不含碳碳双键，不能与溴的四氯化碳溶液反应；④苯不含碳碳双键，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化；⑤苯能够在氧气中燃烧，被氧气氧化，所以能够与苯发生反应的有①⑤。

4．下列物质用苯作原料不能通过一步反应制取的是（　　）

A．己烷B．环己烷

C．溴苯D．硝基苯

答案　A

解析　苯与H2在一定条件下发生加成反应生成环己烷而非己烷；苯与液溴在FeBr3作催化剂条件下反应生成溴苯；苯与浓HNO3、浓H2SO4共热可生成硝基苯。

5．（2018·余姚中学高一下学期期中）苯环结构中，不存在单双键交替结构，可以作为证据的事实是（　　）

①苯不能使KMnO4（H＋）溶液褪色　②苯中碳碳键的键长均相等　③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷　④经实验测得间二甲苯仅有一种结构　⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可以发生取代反应，但不因化学变化而使溴水褪色

A．②③④⑤B．①④⑤

C．①②⑤D．①②③④

答案　C

6．（2018·宁波期末）下列关于苯的叙述中正确的是（　　）

A．苯分子结构中六个碳原子的连接方式是单双键交替组成的环状

B．在催化剂存在下，苯能与溴水发生取代反应，生成溴苯

C．苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟

D．苯可以与高锰酸钾溶液反应而使它褪色

答案　C

解析　苯分子中的碳碳键完全相同；在催化剂存在下，苯只能与液溴而不能与溴水发生取代反应；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。

题组三　苯的性质相关实验

7．用分液漏斗可以分离的一组混合物是（　　）

A．溴和CCl4B．苯和溴苯

C．硝基苯和水D．汽油和苯

答案　C

解析　A、B、D项的物质可以互溶，不会分层，不能用分液漏斗分离。

8．在实验室中，下列除杂的方法中正确的是（　　）

A．溴苯中混有溴，加入KI溶液，振荡，用汽油萃取出溴

B．乙烷中混有乙烯，通入H2在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷

C．硝基苯中混有浓硫酸和浓硝酸，将其倒入NaOH溶液中，静置、分液

D．乙烯中混有CO2和SO2，将其通入酸性KMnO4溶液中洗气

答案　C

解析　A项，生成的I2溶于溴苯；B项，无法控制H2的量，且反应比较困难。

题组四　苯与相关物质性质的综合

9．下列物质中，既能因发生化学反应使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色的是（　　）

①SO2　②CH3CH2CH==CH2　③

　④CH3CH3

A．①②③④B．③④C．①②④D．①②

答案　D

解析　SO2具有还原性，能将强氧化剂Br2及酸性KMnO4溶液还原而使其褪色；CH3—CH2—CH==CH2中有碳碳双键，遇Br2能发生加成反应，遇酸性KMnO4溶液能被氧化，从而使溴水及酸性KMnO4溶液褪色；苯结构稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化，但可萃取溴水中的Br2，使溴水褪色，此过程属物理变化过程；CH3CH3既不能使溴水褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色。

10．对于苯乙烯（

）有下列叙述：

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；⑤能与浓硝酸发生取代反应；⑥所有的原子可能共平面。

其中正确的是（　　）

A．①②④⑤⑥B．①②③④⑤

C．①②⑤⑥D．全部正确

答案　A

解析　①苯乙烯中含有苯环和碳碳双键，故应具有苯和乙烯的性质，碳碳双键可使酸性KMnO4溶液褪色，故正确；②苯乙烯同样可使溴的四氯化碳溶液褪色，故正确；③苯乙烯属于烃类，而烃大都难溶于水，故错误；④烃易溶于有机溶剂（如苯、CCl4）中，故正确；⑤苯能与硝酸发生硝化反应（取代反应），故正确；⑥从分子结构上看，苯乙烯是苯和乙烯两个平面结构的组合，因此这两个平面有可能重合，故正确。

11．（2019·丽水市质检）已知异丙苯的结构简式如下，下列说法错误的是（　　）

A．异丙苯的分子式为C9H12

B．异丙苯的沸点比苯高

C．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面

D．异丙苯是苯的同系物

答案　C

解析　异丙苯的分子式为C9H12,A正确；异丙苯与苯互为同系物，异丙苯的相对分子质量大于苯，所以异丙苯的沸点比苯高，B正确；异丙苯和苯的分子结构相似，分子组成相差3个CH2，所以异丙苯和苯互为同系物，D正确。

12．（2019·杭州市月考）稠环芳香烃是指两个或两个以上的苯环通过共用环边所构成的多环有机化合物，它们的化学性质与苯相似。

常见的稠环芳香烃如萘、蒽、菲、芘等，其结构分别为

下列说法不正确的是（　　）

A．萘的分子式为C10H8，与H2完全加成后，产物的分子式为C10H18

B．上述四种物质均能发生取代反应、加成反应、氧化反应

C．上述四种物质均能与液溴在铁粉催化下发生加成反应

D．上述四种物质均可与浓硝酸发生硝化反应

答案　C

解析　萘与H2完全加成后，产物的分子式为C10H18，A正确；上述四种物质均含有苯环，具有苯的性质，可发生取代反应、加成反应、氧化反应，故B正确；上述四种物质均能与液溴在铁粉催化下发生取代反应，C错误；上述四种物质均含有苯环，均可与浓硝酸发生硝化反应，D正确。

13．（2019·杭州市月考）有4种无色液态物质：

己烯、己烷、苯和甲苯，符合下列各题要求的分别是：

（1）不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用下能与液溴反应的是______________，生成的有机物名称是______________，此反应属于______________反应。

（2）不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应的是________________。

（3）能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是____________________。

（4）不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是____________________。

答案　

（1）苯　溴苯　取代　

（2）苯、己烷　（3）己烯

（4）甲苯

解析　

（1）不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应的物质为己烷、苯，但在铁屑作用下能与液溴反应的是苯，生成溴苯，该反应为取代反应。

（2）不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应的是己烷、苯。

（3）己烯中含碳碳双键，则能与溴水或酸性KMnO4溶液反应。

（4）不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是甲苯，甲苯可被高锰酸钾氧化为苯甲酸。

14．苯和液溴的取代反应的实验装置如图所示，其中A为具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑。

填写下列空白：

（1）写出A中主要反应的化学方程式：

_______________________________________

________________________________________________________________________。

（2）试管C中苯的作用是______________________________________________。

反应开始后，观察试管D和试管E，看到的现象分别为

D：

________________________________________________________________________；

E：

________________________________________________________________________。

（3）仪器B中的NaOH溶液的作用是____________________________，

可观察到的现象是____________________________________________。

（4）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的装置有______（填字母）。

答案　

（1）

＋Br2

＋HBr

（2）除去HBr气体中的溴蒸气　紫色石蕊溶液慢慢变红，并在导管口有白雾产生　出现浅黄色沉淀

（3）除去溶于溴苯中的溴，便于观察溴苯的颜色　在溶液底部有无色油状液体

（4）DEF

解析　

（1）铁屑和溴发生反应：

2Fe＋3Br2===2FeBr3，生成的FeBr3作催化剂，使苯和液溴发生反应，化学方程式为

＋Br2

＋HBr。

（2）苯和液溴的反应是放热反应，且溴易挥发，挥发出来的溴蒸气对实验产生干扰，必须除去，可以利用溴易溶于苯来除溴，因此试管C中苯的作用是除去HBr中混有的溴蒸气；HBr溶液显酸性，紫色石蕊溶液遇酸变红；AgNO3＋HBr===AgBr↓＋HNO3，试管E中有浅黄色沉淀生成。

（3）纯净的溴苯为无色液体，因溶有溴而呈褐色，因此B中NaOH溶液的作用是除去溴苯中的溴，便于观察溴苯的颜色；溴苯的密度比水的密度大，故在溶液的底部可以观察到无色油状液体。