专题3 石油化工的基础物质——烃-模拟测试卷 2024-2025学年高二下学期化学苏教版选择性必修3

专题3 石油化工的基础物质——烃 (时间:90分钟　满分:100分) 一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。 1.下列有关化学用语表示正确的是(　　)。 A.乙烯的结构式:CH2CH2 B.甲烷分子的球棍模型: C.CCl4的电子式: D.硝基苯的结构简式: 2.有三种环烃结构如下。 萘:　联苯:　盆烯: 有关说法正确的是(　　)。 A.三种物质均难溶于水且均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.一氯代物数目相同的是联苯和盆烯 C.盆烯是苯的同分异构体,联苯是苯的同系物 D.三种分子的碳原子均可能在同一平面内 3.下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是(　　)。 A.煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程 B.煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程 C.天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇 D.石油分馏可获得乙酸、苯及苯的衍生物 4.下列关于苯的叙述正确的是(　　)。 A.反应①常温下不能进行 B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在下层 C.反应③为加成反应,产物是一种烃的衍生物 D.反应④能发生,从而证明苯中是单双键交替结构 5.下列实验装置图正确并能达到实验目的的是(　　)。 6.四元轴烯 t、苯乙烯 b 及立方烷 c 的分子式均为C8H8。下列说法正确的是(　　)。 A.b 的同分异构体只有t和c两种 B.t、b、c的二氯代物均只有三种 C.t、b、c中只有t的所有原子处于同一平面 D.t和b能使酸性KMnO4溶液褪色而c不能 7.据报道,我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂,在25 ℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物,其主要原理如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.图中表示CH4,其空间结构是平面形 B.步骤ⅲ、ⅳ的总反应化学方程式是CH3OH+H2O2HCHO+2H2O C.步骤ⅰ到ⅳ中消耗的CH4与H2O2的物质的量之比为1∶1 D.根据以上原理,步骤ⅵ生成CO2和H2O 8.某有机物的结构如图所示,下列说法错误的是(　　)。 A.与乙苯不互为同系物 B.分子中共直线的碳原子最多有4个 C.分子中共平面的原子最多有19个 D.与其互为同分异构体且萘环()上只有一个侧链结构的共有4种 9.下列关于4种有机物的说法正确的是(　　)。 A.甲的名称为反-2-丁烯 B.乙分子中所有碳原子一定处于同一平面上 C.丙既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.丁的二氯代物有3种(不考虑立体异构) 10.丁腈橡胶具有优良的耐油、耐高温性能,合成丁腈橡胶的单体是(　　)。 ①CH2CH—CHCH2 ②CH3—C≡C—CH3 ③CH2CH—CN ④CH3—CHCH—CN ⑤CH3—CHCH2 ⑥CH3—CHCH—CH3 A.①④ B.②⑤ C.①③ D.④⑥ 11.废塑料的回收再生利用将工业垃圾变成有价值的工业生产原料,具有不可忽略的潜在意义。利用如图所示的装置隔绝空气加热废聚丙烯塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯等,以此探究废塑料的再利用。下列叙述正确的是(　　)。 A.聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2— B.装置乙的试管中收集到的物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.装置丙中的试剂可吸收烯烃且出现溶液分层现象 D.最后收集的气体可作燃料 12.一种生产聚苯乙烯的流程如下,下列叙述正确的是(　　)。 A.苯乙烯所有原子一定在同一平面内 B.苯乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而乙苯不能使其褪色 C.鉴别乙苯与苯乙烯可用溴的四氯化碳溶液 D.反应①的反应类型是加成反应,反应②的反应类型是取代反应 13.下列有关同分异构体数目(不考虑立体异构)的叙述正确的是(　　)。 A.与互为同分异构体的芳香烃有2种 B.与硝酸反应,可生成4种一硝基取代物 C.与两分子溴发生加成反应的产物,理论上最多有3种 D.分子式为C7H16的烃,分子中有4个甲基的同分异构体有4种 14.环己二烯类物质(图乙)是稳定的有机合成试剂,下列说法错误的是(　　)。 A.甲、乙两物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,生成物不同 B.乙难溶于水易溶于苯 C.甲、乙都可以发生加成反应 D.甲中所有碳原子均共面,乙中所有氢原子一定共面 15.两种气态烃A、B组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O(g)的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示,则下列说法正确的是(　　)。 A.混合烃中一定不含有乙烯 B.混合烃中n(C)∶n(H)=2∶5 C.若混合烃为CH4、C3H4,则体积比为3∶7 D.若混合烃为CH4、C4H4,则体积比为3∶1 二、非选择题:共5小题,共55分。 16.(10分)(1)烃是一类重要的有机物,其结构与性质密切相关。 ①下列有机物与甲烷互为同系物的是　　　　(填字母)。  A.乙烯 B.乙烷 C.乙炔 ②下列试剂可用于鉴别乙烷和乙烯的是　　　　(填字母)。  A.水 B.四氯化碳 C.酸性高锰酸钾溶液 ③下列有机物属于芳香烃的是　　　　(填字母)。  A. B. C. (2)某气态烃在标准状况下密度是2.59 g·L-1,其相对分子质量等于　　　　;该烃中含碳82.8%,则分子中碳、氢原子的个数比是　　　　,分子式是　　　　　　　　,可能的结构简式有　 　　　　　　　　　　。  17.(10分)请结合下列有机物回答相关问题: 　　　 (1)有机物A的习惯命名为　　　　,标注“*”的碳原子连接起来构成的图形为　　　　(填“菱形”“正方形”或“正四面体形”)。E与A互为同系物,且比A少一个碳原子,则E所有结构的一氯代物有　　　　种。  (2)以上四种化合物中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有　　　(填字母)。  (3)有机物B能实现如图转化: B 各步转化的反应条件为①　　　　　　;②　　　　　　。  (4)有机物D的官能团名称为　　　　,D在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  18.(11分)氯苯是医药合成中间体和重要的有机化工原料。实验室制取氯苯的过程和机理如下: (1)将FeCl3和苯加入装置B,再向其中通入Cl2,加热维持反应温度40~60 ℃(温度过高有副反应发生),加热可采用的方法是  　。  (2)装置A的名称是　　 　　,其作用是　  　。  (3)制取氯苯反应的化学方程式为  　。  (4)查阅文献知,苯与Cl2在FeCl3催化剂作用下的反应机理共分三步(补全反应机理): ①FeCl3+Cl2FeC+Cl+; ②+Cl+; ③　 。 (5)待装置B中的反应完成后,要进行水洗、碱洗、水洗,其中碱洗时发生反应的化学方程式为  　。  第一次水洗的目的是   　。  19.(12分)有机化合物A是一种重要的化工原料,在一定条件下可以发生如下反应: 已知苯环侧链上的烃基在一定条件下能被氧化成羧基。 (1)下列关于有机化合物A的说法正确的是　　　　　　　(填字母)。  A.属于芳香烃 B.属于苯的同系物 C.侧链中含碳碳双键 D.有顺反异构体 (2)有机化合物A的结构简式为　 。  (3)请写出A→B反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其反应类型为　　　　　　　。  (4)D具有优良的绝缘、绝热性能,可用作包装材料和建筑材料,在工业上以A为原料生产。写出相关反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其反应类型为　　　　　　　。  20.(12分)狄尔斯和阿尔德在研究1,3-丁二烯的性质时发现如下反应: + 回答下列问题。 (1)狄尔斯-阿尔德反应属于　　　　(填反应类型)。  (2)下列不能发生狄尔斯-阿尔德反应的有机物是　　　　(填字母)。  A. B. C. D. (3)工业上通常以甲醛、乙炔为原料制取1,3-丁二烯,生产流程如下: →HOCH2C≡CCH2OHX CH2CHCHCH2 ①X的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  ②X转化成1,3-丁二烯的反应化学方程式为  　。  (4)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式为,它的分子式为　　 　　。下列有关M的说法不正确的是　　　　(填字母)。  A.在催化剂作用下,1 mol M最多可以消耗2 mol H2 B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.不能使溴的CCl4溶液褪色 D.M中的所有碳原子不可能共面 参考答案 一、选择题 1.D 解析:A项,乙烯的结构式为,错误。B项为甲烷的空间填充模型,错误。C项,未标出氯原子周围的电子,正确电子式为,错误。 2.B 解析:萘和联苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项错误;一氯代物数目相同的是联苯和盆烯,均是3种,而萘是2种,B项正确;盆烯是苯的同分异构体,联苯和苯的结构不相似,不互为同系物,C项错误;盆烯分子中含有4个饱和碳原子,所有的碳原子不可能在同一平面内,D项错误。 3.C 解析:A项,煤的干馏需隔绝空气,错误。B项,煤的气化是化学变化,错误。D项,石油分馏后不能获得乙酸,错误。 4.B 解析:常温下,苯与液溴在催化剂的条件下能发生取代反应,A项错误。苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯的密度比水的小,有机层在上层,B项正确。苯的硝化反应是取代反应,C项错误。反应④能发生,但是苯中的键是一种介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊键,D项错误。 5.C 解析:酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化乙烯生成二氧化碳,除去杂质又引进新的杂质,可以用溴水除去甲烷中的乙烯,A项错误。蒸馏时,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处测蒸气的温度,为充分冷凝,应从冷凝管的下端进水,上端出水,B项错误。苯和硝酸沸点较低,易挥发,用长玻璃导管冷凝,制备硝基苯的加热温度是50~60 ℃,水浴加热可以使反应物受热均匀,并且温度容易控制,图示装置正确,C项正确。碳化钙与饱和食盐水反应速率较快,应用分液漏斗控制滴液速率,碳化钙遇水不能保持块状,该装置不能随开随用、随关随停,而且生成的乙炔中含有的杂质没有除去,杂质也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故不能达到实验目的,D项错误。 6.D 解析:b的同分异构体除t和c外,还有环辛四烯、链状烃等多种,A项错误。b的二氯代物大于三种,B项错误。b含有碳碳双键和苯环,苯环和碳碳双键可能在同一个平面上,C项错误。t和b分子内都含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而c分子内只含有碳碳单键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项正确。 7.B 解析:结合图可知反应原理如下: ⅰ.CH4·CH3+·H ;ⅱ.·CH3+·H+H2O2CH3OH+H2O;ⅲ.CH3OH·CH2OH+·H; ⅳ.·CH2OH+·H+H2O2HCHO+2H2O;ⅴ.HCHO·CHO+·H;ⅵ.·CHO+·H+H2O2。结合题意可知表示CH4,其空间结构是正四面体,A项错误。结合分析可知步骤ⅲ、ⅳ的总反应为CH3OH和H2O2在催化剂作用下反应生成H2O和HCHO,总反应化学方程式为CH3OH+H2O2HCHO+2H2O,B项正确。结合反应原理可知步骤ⅰ到ⅳ总反应为CH4和H2O2反应生成HCHO和H2O,总反应可表示为CH4+2H2O2HCHO+3H2O,CH4与H2O2的物质的量之比为1∶2,C项错误。步骤ⅵ应生成含氧有机物,再结合图及分析可知H2O2在每一步反应的机理是提供·OH和前一步产生的自由基结合,因此推测步骤ⅵ生成HCOOH和H2O,D项错误。 8.C 解析:该有机物分子中最多有21个原子共平面,C项错误。与其互为同分异构体且萘环上只有一个侧链,此侧链可能为丙基或异丙基,萘环上有两种不同化学环境的氢原子,所以含有萘环的同分异构体的结构共有4种,D项正确。 9.C 解析:甲的名称为顺-2-丁烯,A项错误。可看成乙烯中的氢原子均被苯环取代,具有乙烯的结构特点,碳碳单键可以旋转,因此所有碳原子可能不处于同一平面上,B项错误。由丙的球棍模型可知,丙分子中含2个碳碳双键,既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确。丁的二氯代物有邻位、对位、氮间位和硼间位4种,D项错误。 10.C 解析:丁腈橡胶链节上有7个碳原子、一个双键,它是通过加聚反应生成的,因此该链节可分为两部分: —CH2—CHCH—CH2—和,则合成丁腈橡胶的单体为①和③。 11.D 解析:聚丙烯的链节是,A项错误。装置乙收集的是较高沸点的苯和甲苯,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误。装置丙中的试剂是溴的四氯化碳溶液,可与烯烃发生加成反应生成卤代烃,但卤代烃可溶于四氯化碳中,所以不会出现分层现象,C项错误。最后收集的气体为氢气和甲烷,都可作燃料,D项正确。 12.C 解析:由于单键能旋转,所以苯乙烯中苯环所在平面可能与乙烯基不在一个平面内,A项错误。苯乙烯含有碳碳双键,能使酸性 KMnO4溶液褪色;乙苯中含有的侧链基团由于苯环的作用使其活泼,可以发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,B项错误。苯乙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,乙苯不与溴的四氯化碳溶液反应,则可用溴的四氯化碳溶液鉴别,C项正确。①的反应类型是加成反应;②反应由乙苯生成苯乙烯,生成,为消去反应,D项错误。 13.D 解析:的分子式为C8H8,与其互为同分异构体的芳香烃为苯乙烯,有1种,A错误;为对称结构,如与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物,B错误;因分子中存在三种不同的碳碳双键,如图所示,1分子物质与2分子Br2加成时,可以在①②位置上发生加成,也可以在①③位置上发生加成,或在②③位置上发生加成,还可以消耗1分子Br2在①②位置上发生1,4-加成反应,而另1分子Br2在③位置上加成,故理论上所得产物多于3种,C错误;分子式为C7H16的烃,分子中有4个甲基的同分异构体可看作正戊烷中间3个碳原子上的其中2个氢原子被甲基取代,2个甲基在同一碳原子上时有2种,在不同碳原子上时有2种,合计4种,D正确。 14.D 解析:甲与酸性高锰酸钾溶液反应生成间苯二甲酸,乙中的碳碳双键可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,环状结构被破坏,所以两种物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,生成物不同,A项正确;乙属于烃类,难溶于水,而易溶于有机溶剂,B项正确;甲、乙都是不饱和烃,都可以发生加成反应,C项正确;甲可以看作苯分子中的两个氢原子被碳原子取代,苯环是平面结构,所以甲中所有碳原子在同一平面内,乙分子中有两个—CH3、两个—CH2—,所有氢原子不可能共面,D项错误。 15.B 解析:由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4,混合烃中n(C)∶n(H)=2∶5,根据碳原子平均数可知,混合气体一定含有CH4;由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,且为气体,可能含有乙烯、丙炔等,A项错误,B项正确。若混合烃为CH4、C3H4,令CH4的物质的量为x mol、C3H4为y mol,根据平均碳原子数目可知,=1.6,整理得x∶y=7∶3,C项错误。若混合烃为CH4、C4H4,令CH4的物质的量为x mol、C4H4为y mol,根据平均碳原子数目可知,=1.6,整理得x∶y=4∶1,则体积比为4∶1,D项错误。 二、非选择题 16.(1)①B　②C　③A (2)58　2∶5　C4H10　CH3CH2CH2CH3、 解析:(1)①结构相似,分子组成相差一个或多个“CH2”的有机物互为同系物,乙烯、乙炔均含有不饱和键,与甲烷结构不相似,乙烷和甲烷均为烷烃,互为同系物,B项正确。 ②乙烷和乙烯均为不溶于水的气体,A无法鉴别;乙烷和乙烯均为可溶于四氯化碳的气体,B无法鉴别;乙烯含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不可以,C可以鉴别。 ③含有苯环的烃类属于芳香烃,A项正确。 (2)标准状况下1 mol气体的体积为22.4 L,则质量为22.4 L×2.59 g·L-1=58 g,即该气体的摩尔质量为58 g·mol-1,相对分子质量为58;含碳量为82.8%,则一个分子中碳原子的个数为=4,氢原子的个数为=10,所以碳、氢原子的个数比是2∶5;分子式为C4H10,可能的结构为CH3CH2CH2CH3、 。 17.(1)新戊烷　正四面体形　4 (2)BCD (3)Br2,光照　液溴,FeBr3 (4)碳碳双键　n 解析:A为新戊烷,B为甲苯,C为邻二甲苯,D为苯乙烯。 (1)有机物A的习惯命名为新戊烷;有机物A中主链上含有3个碳原子,在2号碳原子上含有2个甲基,标注“*”的碳原子连接起来构成的图形和甲烷相似,为正四面体形;E与A互为同系物,且比A少一个碳原子,说明E中含有4个碳原子,可能是正丁烷或异丁烷,分别有2种一氯代物,共有4种一氯代物。 (2)烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,大多数苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯乙烯含有碳碳双键也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (3)B为甲苯,甲苯和Br2在光照条件下发生侧链上的取代反应;与液溴在溴化铁作催化剂条件下发生苯环上的取代反应,反应条件分别为①Br2、光照;②液溴、FeBr3。 (4)有机物D是苯乙烯,其官能团名称为碳碳双键,D在一定条件下能发生加聚反应,生成高分子化合物聚苯乙烯,反应的化学方程式为n。 18.(1)水浴加热 (2)冷凝管　冷凝苯蒸气,提高原料利用率 (3)+Cl2+HCl (4)FeC+FeCl3++HCl (5)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O 用水先洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本 解析:(1)加热维持反应温度40~60 ℃,可以用水浴加热的方法; (2)A为冷凝管,由于苯的沸点低,出口的气体含有苯蒸气,用冷凝管可以冷凝苯蒸气,提高原料利用率; (3)制取氯苯的化学方程式为+Cl2+HCl; (4)由反应机理可知第③步生成氯苯,由与FeC反应,第③步反应机理为FeC+FeCl3++HCl; (5)产物中含有FeCl3、HCl等无机物,易溶于水,则第一次水洗先洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本;NaOH溶液洗涤的作用是将未反应的氯气除去,化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;第二次水洗的目的是洗去过量的碱及生成的盐。 19.(1)AC　(2) (3)+Br2　加成反应 (4)n　加聚反应 解析:有机化合物A的分子式是C8H8,是一种重要的化工原料,能够被酸性KMnO4溶液氧化为C:C6H5COOH,则A是,B是,C是,D是。 (1)化合物A的结构简式是,属于芳香烃,A正确、C正确;A的分子式为C8H8,不符合苯的同系物通式CnH2n-6,因此不属于苯的同系物,B错误;分子中有一个双键C原子上有2个相同的H原子,因此不存在顺反异构体,D错误。 (3)化合物A()可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应产生,该反应的化学方程式为+Br2,该反应类型是加成反应。 (4)由A制取D的化学方程式为 n。 20.(1)加成反应　(2)C (3)①HOCH2CH2CH2CH2OH ②HOCH2CH2CH2CH2OHCH2CH—CHCH2↑+2H2O (4)C9H12　C 解析:(3)①碳碳三键和氢气发生加成反应,1 mol碳碳三键最多可与2 mol氢气发生加成反应,即X的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH;②1 mol X发生消去反应脱去2 mol H2O,发生的反应是 HOCH2CH2CH2CH2OHCH2CH—CHCH2↑+2H2O。(4)有机物M的分子式为C9H12。1 mol M中含有2 mol 碳碳双键,1 mol碳碳双键最多消耗1 mol H2,即1 mol M最多消耗2 mol H2,A项正确。M中含有碳碳双键,因此能使酸性高锰酸钾溶液、溴的CCl4溶液褪色,B项正确,C项错误。M分子中带“*”的碳原子为饱和碳原子,如图:,该分子中所有的碳原子不可能共面,D项正确。 17 学科网（北京）股份有限公司 $$