专题3 石油化工的基础物质—烃 -2025-2026学年高二下学期化学苏教版选择性必修3

**基本信息** 苏教版选择性必修3“烃”单元检测，以我国科学家多烯环配合物、索烃等研究为情境，覆盖烃的结构、性质、反应机理及实验，适配单元复习，强化化学观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|16题|烃的结构（乙腈构型）、性质（取代反应）、鉴别（己烯与甲苯）|融入科技前沿（机械键索烃），考查证据推理| |非选择题|2题|实验探究（苯胺制备）、合成流程（甲烷转化）|综合实验操作与路线设计，体现科学探究与实践|

专题3 石油化工的基础物质——烃 2027春苏教版选择性必修3 单元检测 一、单选题（本大题共16小题） 1．在法拉第发现苯200周年之际，我国科学家首次制备了以金属为中心的多烯环配合物。该配合物具有芳香性，其多烯环结构（如图）形似梅花。该多烯环上（ ） A．键是共价键 B．有8个碳碳双键 C．共有16个氢原子 D．不能发生取代反应 2．物质的微观结构决定其宏观性质。乙腈是一种常见的有机溶剂，沸点较高，水溶性好。下列说法不正确的是（ ） A．乙腈的电子式： B．乙腈分子中所有原子均在同一平面 C．乙腈的沸点高于与其分子量相近的丙炔 D．乙腈可发生加成反应 3．“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图。下列说法错误的是（ ） A．该索烃属于芳香烃 B．该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C．该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D．破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键 4．一定温度下，的氯化、溴化反应能量变化及一段时间后产物的选择性如图。下列叙述不正确的是（ ） 资料： 为烷基自由基，为卤素自由基；通常活化能越大，反应速率受温度影响越大。 A．丙烷氯代或溴代反应均可能产生同分异构体 B．正丙基自由基比异丙基自由基稳定 C．升高温度，体系中氯丙烷氯丙烷的值增大 D．以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成丙醇时，比更适于作取代试剂 5．下列说法正确的是（ ） A．鉴别己烯中是否混有少量甲苯，可以先加入足量溴水，然后再加入酸性高锰酸钾溶液 B．鉴别甲苯和苯可以用酸性高锰酸钾溶液，也可以用溴水 C．溴苯中混有溴，可以加入萃取，再通过分液除去 D．溴乙烷可以通过乙烯与溴化氢加成得到，也可以通过乙烷与溴发生取代反应制备 6．精细化学品是与反应的主产物，的反应机理如下，下列说法不正确的是（ ） A．与互为顺反异构体 B．能发生加聚反应 C．与反应有副产物生成 D．分子中含有2个手性碳原子 7．（环烯烃共聚物）具有高透明性、低折射率、高强度等优良特性，被广泛地应用于光学领域等。其合成反应如下： 下列说法中正确的是（ ） A．、、均具有固定的熔、沸点 B．含有两个手性碳原子 C．、、均能发生氧化、取代和加成反应 D．存在含苯环的同分异构体 8．是一种对烯烃进行顺式氧化的良好试剂，它能够与烯烃发生反应生成含五元环的锇酸酯中间体，然后经还原水解得到1，二羟基化合物（反应机理如图所示）。 下列说法中正确的是（ ） A．分子中所有的碳原子可能处于同一平面 B．与含有相同官能团且为链状的同分异构体有11种（不考虑立体异构） C．化合物A、B中碳原子的杂化方式不相同 D．化合物B能使溴水褪色 9．对甲苯磺酸钠熔点大于，易溶于水。实验室合成路线如下： 下列说法错误的是（ ） A．水分离装置的使用有利于反应①的进行 B．温度过高会造成多取代副产物的增多 C．饱和溶液有利于粗品的析出 D．蒸馏法较重结晶法更适于的提纯 10．下列化学方程式书写不正确的是（ ） A．乙炔水化法制备乙醛： B．甲基丁烯的加聚反应： C．甲苯与氯气在光照条件下反应： D．苯与浓硫酸制备苯磺酸： 11．下列实验装置能达到相应实验目的的是（ ） A.分离苯与硝基苯 B.验证乙炔与溴发生加成反应 C.制取硝基苯 D.制取溴苯 12．某烃的结构如图所示。下列叙述错误的是（ ） A．分子中所有碳原子不可能共平面 B．它属于芳香烃，不是苯的同系物 C．它不存在顺反异构体 D．最多能与反应 13．下列有机物的系统命名正确的是（ ） A．：甲基乙基戊烷 B．：2，2，三甲基丁烷 C．：1，3，三甲基苯 D．：新戊烷 14．金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备： 下列说法正确的是（ ） A．四氢二聚环戊二烯分子式为 B．金刚烷中有3个手性碳原子 C．二聚环戊二烯与发生加成反应最多得4种产物 D．上述四种烃均能使溴的四氯化碳溶液褪色 15．下列8种物质中，既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能与溴水发生加成反应使之褪色的是（ ） ①甲烷 ②聚乙烯 ③苯 ④氯乙烯 丁炔 ⑥环己烷 ⑦邻二甲苯 甲基，丁二烯 A．①②③④⑤⑧ B．④⑤⑥⑦⑧ C．④⑤⑧ D．③④⑤⑦⑧ 16．类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误的结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。表中所列事实和有关推论均正确的是（ ） 选项 已知事实 某同学提出的推论 A 苯不能使酸性溶液褪色 甲苯也不能使酸性溶液褪色 B 乙烯分子中所有原子在同一平面上 丙烯分子中所有碳原子在同一平面上 C 将苯、铁粉和液溴混合，将反应后的气体通入石蕊试液，溶液变红 苯与溴发生取代反应生成 D 乙烯可以使酸性溶液褪色 聚乙烯也能使酸性溶液褪色 二、非选择题（本大题共2小题） 17．苯胺是最重要的胺类物质之一，其应用广泛。某实验小组以苯为原料制取苯胺，方法如下： Ⅰ.制取硝基苯 实验步骤：实验室采用如图甲所示装置制取硝基苯，仪器B中装有一定量的苯，仪器A中装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物（略去加热和夹持装置）。 Ⅱ.制取苯胺：用氢气还原硝基苯制备苯胺的原理如下，装置如图乙所示（已知苯胺有较强还原性，容易被氧化）。 实验步骤： ①按如图组装实验仪器，检查装置气密性； ②先向三颈烧瓶中加入少量碎瓷片及硝基苯，再取下恒压滴液漏斗，换上温度计； ③打开活塞； ④用油浴加热，使反应液温度维持在； ⑤反应结束后，关闭活塞，向三颈烧瓶中加入生石灰； ⑥调整好温度计的位置，继续加热，收集馏分，得到较纯苯胺。 已知部分有机物的一些数据如表： 名称 相对分子质量 密度/ 沸点/ 硝基苯 123 1.23 210.8 苯胺 93 1.02 184.4 请回答下列问题： （1） 装置中仪器C的名称是________，其作用是________________________。 （2） 请写出该实验制取硝基苯的化学方程式：____。 （3） 制得的粗硝基苯不纯，用溶液洗涤可除去________。 （4） 装置有一个明显的缺点是____________________________________________________________。 （5） 步骤②中温度计水银球的位置位于____（填序号，下同），步骤⑥中位于____。 A.烧瓶内溶液液面以下 B.贴近烧瓶内液面处 C.三颈烧瓶出气口附近 （6） 若实验中步骤③和④的顺序颠倒，则实验中可能产生的不良后果是____________________________________________________________________________。 （7） 实验结束得到产物，则苯胺的产率为________。 18．我国科学家成功实现甲烷在催化剂及无氧条件下，一步高效生产乙烯、芳香烃和氢气等化学品，为天然气化工开发了一条革命性技术。以甲烷为原料合成部分化工产品的流程如下（部分反应条件已略去），回答下列问题： 已知：； ②； ③苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响：第一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位，如、、（或烃基）、等；第二类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的间位，如、等。 （1） 乙烯分子中碳碳键的键能： 键____ 键（填“ ”“ ”或“”），苯乙烯分子内最多有____个C原子共平面。 （2） 反应②的反应类型为________，反应⑤的反应类型为________。 （3） 聚苯乙烯的结构简式为____。 （4） 写出反应⑤的化学方程式：____。 （5） 乙苯有多种同分异构体，其中一种同分异构体中不同化学环境的氢原子数目比为，该同分异构体的结构简式为____。 （6） 写出以苯和乙烯为原料合成的路线流程图（无机试剂、有机溶剂任用，合成路线流程图示例如图）。 参考答案 1．【答案】A 【详解】共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键，C和均为非金属原子，二者结合时通过共用电子对形成共价键，A正确；该配合物具有芳香性，多烯环上碳碳键介于单键和双键之间，并非孤立的碳碳单键、双键，因此该多烯环上不存在“8个碳碳双键”，B错误；根据结构可知，该多烯环上有10个氢原子，C错误；该多烯环上有氢原子，存在键，在一定条件下可以发生取代反应，D错误。 2．【答案】B 【详解】乙腈分子中含有一个饱和碳原子，为杂化，空间结构为四面体形，三个氢原子无法与氰基全部共平面，B错误；分子量相近时，极性越大分子间作用力越强，沸点越高，乙腈比丙炔的极性强，乙腈分子间作用力更强，沸点更高，C正确；乙腈分子中的类似，可发生加成反应，D正确。 3．【答案】C 【详解】该索烃的结构中含有苯环，且只有C、两种元素，属于芳香烃，A正确；通过质谱图中的最大质荷比数值可确定该索烃的相对分子质量，B正确；两个大环分子之间存在范德华力，C错误；破坏“机械键”需要断裂其中一个大环分子中苯环间的碳碳键，D正确。 4．【答案】B 【详解】丙烷氯代反应可生成互为同分异构体的和，丙烷溴代反应可生成互为同分异构体的和，A正确；由题图可知，正丙基自由基具有的能量比异丙基自由基具有的能量高，能量越低越稳定，则异丙基自由基比正丙基自由基稳定，B错误；由题图可知，生成氯丙烷的活化能比生成氯丙烷的活化能大，通常活化能越大，反应速率受温度影响越大，故升高温度，生成氯丙烷的速率增大得更快，体系中氯丙烷氯丙烷的值增大，C正确；由题图可知，丙烷氯代反应生成氯丙烷的选择性为，而发生溴代反应生成溴丙烷的选择性为，故以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成丙醇时，使用作为取代试剂所得产品的纯度更高，即比更适于作取代试剂，D正确。 5．【答案】A 【详解】碳碳双键、甲苯均能被高锰酸钾氧化，甲苯不与溴水反应，则先加足量溴水与己烯反应，再加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液颜色变浅或褪色，则己烯中混有少量甲苯，反之则无，A正确；甲苯能被高锰酸钾氧化，苯不能，且二者均与溴水不反应，则鉴别甲苯和苯可以使用酸性高锰酸钾溶液，不能用溴水，B错误；溴苯和溴均能溶于，故不能用除去溴苯中混有的溴，C错误；乙烷与溴发生的取代反应为自由基反应，产物复杂，不能制备纯净的溴乙烷，应通过乙烯与溴化氢加成得到溴乙烷，D错误。 6．【答案】D 【详解】如果碳碳双键中每个碳原子均连接了两个不同的原子或原子团，双键碳上的4个原子或原子团在空间就有两种不同的排列方式，就会产生顺反异构，与互为同分异构体，中碳碳双键所连的氢原子在双键的两侧，中在同侧，二者互为顺反异构体，A正确；分子结构中存在碳碳双键，能发生加聚反应，B正确；与反应，有两种加成方式，溴原子连接在不同双键碳原子上：、，C正确；分子中含有1个手性碳原子标注 ，D错误。 7．【答案】B 【详解】属于混合物，故不具有固定的熔、沸点，A错误；手性碳原子指的是连有四个不同原子或基团的碳原子，中1、2号C原子属于手性碳原子，B正确；中不存在碳碳双键，不能发生加成反应，C错误；的分子式为，不饱和度为3，苯环的不饱和度为4，故不存在含苯环的同分异构体，D错误。 8．【答案】B 【详解】分子中碳碳双键上的碳原子采取杂化，其他碳原子采取杂化，故分子中所有的碳原子不可能处于同一平面，A错误；分子式为，含有碳碳双键且为链状，则该同分异构体中有2个碳碳双键，采用定一移一法：、、、、、（箭头表示第2个碳碳双键的位置），共11种，B正确；化合物A、B中的碳原子均连有4个单键，均为杂化，C错误；化合物B中不含不饱和键，故不能使溴水褪色，D错误。 9．【答案】D 【详解】反应①为磺化反应（可逆反应），化学方程式为，使用水分离装置及时移除反应生成的水，可促使该平衡右移，有利于该反应的进行，A正确；苯环上的甲基是邻、对位定位基，温度过高时，可能还会发生邻位取代反应，生成多取代副产物，B正确；根据“同离子效应”（在弱电解质电离或难溶电解质溶解平衡体系中，加入含有相同离子的强电解质，使平衡逆向移动，抑制原电离/溶解的现象）可知，加入饱和溶液，提高溶液中的浓度，可降低的溶解度，利于其粗品析出，C正确；蒸馏法适用于分离各组分沸点不同、受热不易分解的液态混合物，重结晶法是利用固体物质在不同温度下溶解度差异进行提纯，是熔点较高的离子化合物，且易溶于水，直接利用重结晶法进行提纯即可，其熔点较高无法进行常规蒸馏，只能采取减压蒸馏等方式，对设备要求高，不如重结晶法简单、方便、安全，D错误。 10．【答案】C 【详解】乙炔与水反应生成乙醛的化学方程式为，A正确；甲基丁烯的结构简式为，发生加聚反应的化学方程式为，B正确；甲苯与氯气在光照条件下反应，甲基上的氢原子被取代，因而化学方程式为，C错误；苯和浓硫酸在时可以发生反应制备苯磺酸：，D正确。 11．【答案】D 【详解】苯与硝基苯互溶，不会分层，分液法只能分离互不相溶的液体混合物，因此不能通过分液分离二者，需要用蒸馏法分离，A不符合题意；电石中含有硫化物、磷化物等杂质，制乙炔时会生成、等还原性杂质，这些杂质也能使溴水褪色，题图中无除杂装置，无法证明是乙炔与溴发生了加成反应，B不符合题意；硝基苯的制取需要控制反应温度为，采用水浴加热，温度计测量水浴的温度，装置缺少温度计，且试管口上的玻璃管应该是长玻璃管，起到冷凝回流作用，可以提高原料的利用率，C不符合题意；苯与液溴在催化下发生取代反应制取溴苯，苯和液溴易挥发，球形冷凝管可冷凝回流反应物，提高原料利用率，反应生成的和挥发出来的溴蒸气可以被稀溶液吸收，倒置漏斗能防止倒吸，装置可以达到实验目的，D符合题意。 12．【答案】A 【详解】分子中碳碳三键为直线形结构，苯环与碳碳双键为平面形结构，这些结构间通过单键连接，单键可以旋转，故所有碳原子可能共平面，A错误；该分子中含有1个苯环，且仅由C、组成，属于芳香烃，苯的同系物指苯环的氢原子被烷基取代的产物，该分子的侧链含有碳碳双键和碳碳三键，不是烷基，故不是苯的同系物，B正确；该分子中碳碳双键一端连接2个甲基，不存在顺反异构体，C正确；在催化剂、加热条件下，碳碳双键能与反应，碳碳三键能与反应，苯环不能与反应，1个分子含3个碳碳三键、1个碳碳双键，所以最多与反应，D正确。 13．【答案】B 【详解】的最长碳链含6个碳原子，主链为己烷，3号碳、4号碳各连1个甲基，系统命名为3，二甲基己烷，A错误；的最长碳链含4个碳原子，主链为丁烷，2号碳连2个甲基、3号碳连1个甲基，系统命名为2，2，三甲基丁烷，B正确；中三个甲基的位次编号为1、2、4时位次和最小，系统命名为1，2，三甲基苯，C错误；为，系统命名为2，二甲基丙烷，“新戊烷”为习惯命名，D错误。 14．【答案】A 【详解】根据四氢二聚环戊二烯的键线式，其分子中含有的碳原子数是10，含有的原子数是16，则其分子式是，A正确；金刚烷中无手性碳原子，B错误；二聚环戊二烯分子含有两个碳碳双键，与发生加成反应时，若只加成一个双键，由于分子不对称且双键两端所处化学环境不同，产物有4种，若两个双键均发生加成，产物也有4种，故加成产物不止4种，C错误；四氢二聚环戊二烯、金刚烷不含碳碳双键，不能与溴发生加成，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，D错误。 15．【答案】C 【详解】 酸性高锰酸钾溶液 溴水 ①甲烷 × × ②聚乙烯 × × ③苯 × 萃取分层 ④氯乙烯 氧化反应 加成反应 丁炔 氧化反应 加成反应 ⑥环己烷 × 萃取分层 ⑦邻二甲苯 氧化反应 萃取分层 甲基 ， 丁二烯 氧化反应 加成反应 ④⑤⑧符合题意，故选C。 16．【答案】B 【详解】苯环与甲基之间存在相互作用，因此甲苯能使酸性溶液褪色，A错误；丙烯分子有三个碳原子，在同一平面上，B正确；气体中存在挥发性的溴蒸气，其溶于水呈酸性，也能使石蕊变红色，不能证明生成了，C错误；聚乙烯中不含碳碳双键，聚乙烯不能使酸性溶液褪色，D错误。 17．【答案】（1） 球形冷凝管；冷凝回流，提高反应物转化率 （2） （3） 硫酸、硝酸 （4） 整个装置形成密闭空间，在不断产生气体的情况下，会有爆炸的危险 （5） A；C （6） 加热和的混合气体会发生爆炸，生成的苯胺会被空气中的氧化 （7） 【思路导引】 本实验的目的是以苯为原料制取苯胺，首先制取硝基苯，制混酸时要注意浓硫酸稀释会放热，苯易挥发，实验过程中要注意减少苯的挥发损失；然后制取苯胺，为防止苯胺被氧化，需先用氢气排尽装置内的空气，但要注意氢气和氧气的混合物受热易发生爆炸，利用油浴加热进行反应，结束后加入生石灰进行干燥，之后蒸馏收集苯胺。 【详解】 （1） 观察实验装置可知仪器C为球形冷凝管，可以冷凝回流挥发的浓硝酸以及苯，使之充分反应，减少反应物的损失，提高转化率。 （2） 制取硝基苯的化学方程式：。 （3） 实验完成后，三颈烧瓶中会有剩余的硫酸、硝酸，用溶液洗涤可除去硫酸、硝酸。 （4） 装置有一个明显的缺点是尾接管和锥形瓶是封闭的，整个装置形成密闭空间，在不断产生气体的情况下，会有爆炸的危险。 （5） 由题中信息可知，步骤②至步骤④中需使反应液温度维持在，温度计水银球应浸入三颈烧瓶反应液中；步骤⑥是继续加热，收集馏分，温度计水银球应位于三颈烧瓶出气口附近。 （6） 通入氢气的目的是排尽装置中的空气，若步骤③④颠倒，生成的苯胺会被空气中的氧化，且装置内温度较高，加热和的混合气体会发生爆炸。 （7） 根据题中信息可知，硝基苯的物质的量（硝基苯），则理论上可以生成苯胺，所以苯胺的产率为。 18．【答案】（1） ；8 （2） 加成反应；取代反应 （3） （4） （5） （6） 【详解】 （1） 乙烯分子中含有碳碳双键，1个碳碳双键中有1个 键和1个 键，原子轨道形成共价键时， 键为两个碳原子杂化轨道“头碰头”重叠形成的， 键为两个碳原子轨道“肩并肩”重叠形成的， 键轨道重叠程度更大，更稳定，所以键能： 键 键；苯乙烯分子中苯环上的6个C原子共平面，乙烯基中2个C原子也共平面，两个平面间通过单键相连，单键可旋转，故最多有8个C原子共平面。 （2） 反应②为乙烯与苯发生加成反应生成乙苯，反应类型为加成反应；反应⑤为苯与液溴在溴化铁的催化作用下发生取代反应生成溴苯，反应类型为取代反应。 （3） 苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯，聚苯乙烯的结构简式为。 （4） 反应⑤为苯与液溴在溴化铁的催化作用下反应生成溴苯和，化学方程式为 。 （5） 乙苯的一种同分异构体中不同化学环境的氢原子数目比为，说明含有2个且结构对称，则该同分异构体的结构简式为。 （6） 与都是邻、对位定位基，为间位定位基，要想得到目标产物，应先制得硝基苯：苯与浓硝酸在浓硫酸催化、加热条件下反应生成，结合已知信息②可知，与可在的作用下发生加成反应生成，根据已知信息①可知，中的硝基在、作用下被还原为氨基生成，合成路线流程图见答案。 第 page number 页，共 number of pages 页试题资源网-凸飞教育科技(北京)有限公司试题资源网-凸飞教育科技(北京)有限公司 第 page number 页，共 number of pages 页试题资源网-凸飞教育科技(北京)有限公司试题资源网-凸飞教育科技(北京)有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $