内容正文:
中职专业课期末复习卷
醇A职教》
《有机化学》
(化工版第三版)
期末复习卷(四)
时间:90分钟
总分:100分
班级
姓名
学号
成绩
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是()
A.4.6g乙醇分子中所含碳氢键的数目为0.6NA
B.标准状况下,22.4LsO3含有分子数为NA
C.常温常压下,14gC2H4与C3H6的混合气体中所含氢原子数为2NA
D.56gFe粉与足量硫粉反应转移的电子数目为3NA
2.下列属于烯烃的是()
A.CH3CH
B.CH,=CHC H
C.CH=CCH3
D.CeHe
3.下列各项说法正确的是()
A.凡是能发生银镜反应的物质一定是醛
B.人造脂肪中的反式脂肪酸是引发动脉硬化的因素之一
C.乙二醇、丙三醇具有相同的官能团,互为同系物
D.苯酚不慎沾到皮肤上,用氢氧化钠溶液擦拭
4.已知某些饱和一元醛的常压时沸点(℃)如下表所示:
化合物
甲醛
乙醛
己醛
辛醛
沸点/℃
-21
21
130
163
饱和一元醛R常压时的沸点为153C。则R为()
A.丙醛
B.戊醛
C.庚醛
D.壬醛
5.为证明溴乙烷中溴元素的存在,现有以下操作:①加入硝酸银溶液②加入氢氧化钠溶液
③加热④加入蒸馏水⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性⑥加入氢氧化钠的醇溶液,下列是按一定
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醇A职教》
顺序进行的操作步骤,其中正确的是()
A.④③①⑤
B.④③⑤①
C.④③⑥①
D.②③⑤①
6.下列制取烷烃的方法中,原子利用率最高的是()
A.乙烷与氯气发生取代反应制取氯乙烷后再还原
B.乙烯与氢气发生加成反应制取乙烷
C.石油裂化制取汽油(含多种烷烃)
D.煤的气化合成制取烷烃
7.下列物质不属于有机物的是()
A.氰化钠(NaCN)
B.尿素[C0(NH2)J
C.甲醇(CH3OH)
D.葡萄糖(C6H12O6)
8.下列物质属于烃的是()
A.CH
B.CH3OH
C.CH3COOH
D.ccla
9.与丙烯互为同系物的是()
A.乙烷
B.丙烷
C.1-丁烯
D.苯
10.下列说法中能说明苯不是单双键交替结构的是()
A.苯的一溴代物无同分异构体
B.苯的邻二溴代物无同分异构体
C.苯的对二溴代物无同分异构体
D.苯不能使溴水、酸性MnO4溶液褪色
11.某饱和一元醇CH2m+1OH与浓硫酸共热得到一种烯烃,若该烯烃没有同分异构体,
则该醇通式中的n值为()
A.1
B.2
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C.3
D.4
12.下列有关乙炔的叙述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是()
A.能燃烧生成二氧化碳、水
B.能发生聚合反应
C.分子内所有原子共平面
D.能与氯化氢反应生成氯乙烯
13.下列有关乙醇和乙酸的说法正确的是()
A.可以用分液漏斗分离乙醇、乙酸的混合溶液
B.与Na反应时,反应的剧烈程度:乙酸>乙醇>水
C.0.1mol无水乙醇与足量的Na反应生成0.05molH2,说明乙醇分子中有一个羟基
D.乙醇能与Na反应,说明在反应中乙醇分子断裂C一O键而失去羟基
14.某饱和一元酸3g与足量的碳酸钠反应,生成的二氧化碳通入足量的澄清石灰水中可产
生2.5g的CaCO3,则该化合物是()
A.HCOOH
B.CHCOOH
C.C,HCOOH
D.CH,COOH
15.下列能表示烯烃通式的是()
A.CnH2n+1
B.CnH2n-1
C.CnH2n
D.CnH2n-2
16.使1mol某烷烃完全燃烧需要消耗氧气5mol,该烷烃的化学式是()
A.C2H6
B.C3Ha
C.CaH1o
D.CsH12
17.甲烷的空间构型是()
A.直线型
B.平面型
C.正六边形
D.正四面体
18.萘在四氯化碳中与溴发生亲电取代反应,主要产物是()
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A.1-溴萘(-溴萘)
B.2-溴萘(B-溴萘)
C.1,2·二溴萘
D.1,4·二溴萘
19.分离3一戊酮和2一戊酮需加入的试剂是()
A.饱和NaHSO3
B.托伦试剂
C.2,4一二硝基苯肼
D.斐林试剂
20.下列烷烃裂化产物中,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是()①甲烷②乙烯③乙烷
④丙烯
A.①②
B.②④
C.②③④
D.①②③④
二、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21.一定条件下,可以通过取代反应由溴乙烷制备乙醇。()
22.用水能够鉴别苯、乙醇、硝基苯。()
23.同系物一定具有相同的通式,官能团的种类、数目也相同。()
24.丙烷有两种同分异构体。()
25.乙酸俗称冰醋酸,熔点16.6℃,低于此温度时凝结为晶体。()
26.同分异构体的分子式相同,所以通式也相同。()
27.酯化反应中,浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。()
28.苯酚易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,不易溶于冷水。()
29.所有醇类同分异构体的相对分子质量相同,因此它们的物理性质都相同。()
30.乙烯的化学性质比乙烷活泼()
三、填空题(本大题共5小题,每题2分,共10分)
31.苯与液溴在FeB3催化下发生
反应,生成的溴苯为色液体,密度比水
(填“大”或“小”)。
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32.萘的磺化反应具有
性,低温下主要生成
高温下主要生成
,这是
因为一。
33.乙醇的结构简式为一一,官能团名称为一一
34.酮类物质与格氏试剂(RMgX)加成后水解生成
例如丙酮与CH:MgX反应生
成一。
35.工业上生产乙炔的主要方法有和;其中,法以
和
为
原料,在电弧炉中高温反应生成电石,再与水反应生成乙炔;
法以
为原料,
在1500C以上发生裂解反应。
四、问答题(本大题共5小题,每题6分,共30分)
36.简述甲苯酚在工业上的主要分离方法及其原理,并说明各方法的适用范围。
37.简述煤炭的综合利用方法及其主要产品。
38.为什么在烷烃异构化反应中,通常需要加入催化剂?催化剂是如何影响反应的?
39.什么是伯醇、仲醇和叔醇?请分别写出它们的结构通式并举例。
40.设计实验鉴别乙烯和丙烯,写出实验步骤和现象。
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《有机化学》(化工版 第三版)
期末复习卷(四)
时间:90分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 代表阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A. 4.6g乙醇分子中所含碳氢键的数目为0.6
B. 标准状况下,22.4L S含有分子数为
C. 常温常压下,14g 与的混合气体中所含氢原子数为2
D. 56gFe粉与足量硫粉反应转移的电子数目为3
【答案】C
【解析】4.6 g乙醇(C2H5OH)为0.1 mol,1个乙醇分子中含5个C—H键,故含0.5NA个C—H键,A错误;标准状况下SO3为固体,不能按气体摩尔体积计算,B错误;C2与C3的最简式均为CH2,14 g混合物含2 mol H,即2NA,C正确;Fe与S反应生成FeS,56 g Fe转移2NA电子,D错误。
2. 下列属于烯烃的是( )
A. C
B. C
C. CH≡CC
D.
【答案】B
【解析】烯烃分子中含有碳碳双键,结构简式中含 “=“,C含碳碳双键,属于烯烃,B 正确;A 是烷烃,C 是炔烃,D 是苯。
3. 下列各项说法正确的是( )
A. 凡是能发生银镜反应的物质一定是醛
B. 人造脂肪中的反式脂肪酸是引发动脉硬化的因素之一
C. 乙二醇、丙三醇具有相同的官能团,互为同系物
D. 苯酚不慎沾到皮肤上,用氢氧化钠溶液擦拭
【答案】B
【解析】A.能发生银镜反应说明含有醛基,但不一定为醛,如葡萄糖、甲酸等,故A错误; B.人造脂肪中含有反式脂肪酸,可以引发动脉硬化,B正确; C.乙二醇和丙三醇中含有羟基的个数不同,因此不是同系物,C错误; D.氢氧化钠具有腐蚀性,因此苯酚沾在皮肤上应用酒精清洗,不可用氢氧化钠擦拭,D错误; 答案选B。
4. 已知某些饱和一元醛的常压时沸点(℃)如下表所示:
化合物
甲醛
乙醛
己醛
辛醛
沸点/℃
-21
21
130
163
饱和一元醛R常压时的沸点为153℃。则R为( )
A. 丙醛
B. 戊醛
C. 庚醛
D. 壬醛
【答案】C
【解析】根据表格可知饱和一元醛含碳原子数目越多沸点越高,R常压时的沸点为153℃,高于己醛(6个碳)低于辛醛(8个碳),所以应为庚醛(7个碳),故答案为C。
5. 为证明溴乙烷中溴元素的存在,现有以下操作:①加入硝酸银溶液②加入氢氧化钠溶液③加热④加入蒸馏水⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性⑥加入氢氧化钠的醇溶液,下列是按一定顺序进行的操作步骤,其中正确的是( )
A. ④③①⑤
B. ④③⑤①
C. ④③⑥①
D. ②③⑤①
【答案】D
【解析】溴乙烷中Br元素以原子形式存在,其中不含溴离子,要检验溴元素的存在,应先使其发生水解反应,然后加酸中和溶液至酸性,最后加硝酸银溶液,过程反应产生浅黄色沉淀。证明溴乙烷中溴元素的存在,先发生②加入氢氧化钠溶液,并③加热,发生水解反应生成NaBr,再发生⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性,最后①加入硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀,则证明含溴元素,即操作顺序为②③⑤①,故合理选项是D。
6. 下列制取烷烃的方法中,原子利用率最高的是( )
A. 乙烷与氯气发生取代反应制取氯乙烷后再还原
B. 乙烯与氢气发生加成反应制取乙烷
C. 石油裂化制取汽油(含多种烷烃)
D. 煤的气化合成制取烷烃
【答案】B
【解析】乙烯与氢气加成制乙烷时,反应物中的原子全部转化为乙烷,原子利用率为100%;其他方法有副产物或产物复杂,原子利用率较低。故选B。
7. 下列物质不属于有机物的是( )
A. 氰化钠(NaCN)
B. 尿素[CO(N)2]
C. 甲醇(COH)
D. 葡萄糖()
【答案】A
【解析】A.氰化钠()虽然含有碳元素,但其结构与性质更接近无机物,属于无机物,A正确; B.尿素[CO(N)2]是含有碳元素的化合物,属于有机物,B错误; C.甲醇(COH)是含有碳元素的化合物,属于有机物,C错误; D.葡萄糖是含有碳元素的化合物,属于有机物,D错误; 故选A。
8. 下列物质属于烃的是( )
A. C
B. COH
C. CCOOH
D. CC
【答案】A
【解析】烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物。C只含C、H元素,属于烃,A正确;COH含O元素,CCOOH含O元素,CC含Cl元素,均不属于烃,B、C、D错误。
9. 与丙烯互为同系物的是( )
A. 乙烷
B. 丙烷
C. 1-丁烯
D. 苯
【答案】C
【解析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“C”原子团的有机化合物; A.乙烷属于烷烃,与丙烯结构不相似,A错误; B.丙烷属于烷烃,与丙烯结构不相似,B错误; C.1-丁烯与丙烯结构相似、分子组成相差若干个“C”原子团,属于同系物,C正确; D.苯与丙烯结构不相似,D错误; 故选C。
10. 下列说法中能说明苯不是单双键交替结构的是( )
A. 苯的一溴代物无同分异构体
B. 苯的邻二溴代物无同分异构体
C. 苯的对二溴代物无同分异构体
D. 苯不能使溴水、酸性溶液褪色
【答案】D
【解析】若苯为单双键交替结构,则应具有典型碳碳双键,能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色;实际上苯不能使它们褪色,说明苯环中不存在单双键交替结构。故选D。
11. 某饱和一元醇与浓硫酸共热得到一种烯烃,若该烯烃没有同分异构体,则该醇通式中的n值为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
【答案】B
【解析】饱和一元醇与浓硫酸共热发生消去反应生成烯烃。n=1时甲醇只有一个碳原子,不能发生消去反应;n=2时乙醇消去生成CH2=CH2,C2只有乙烯一种结构,无同分异构体,符合题意;n=3时丙醇消去生成CH3CH=CH2,但C3除丙烯外还有环丙烷等同分异构体,不符合“该烯烃没有同分异构体”;n=4时丁烯存在1-丁烯、2-丁烯、2-甲基丙烯等同分异构体,不符合题意。故选B。
12. 下列有关乙炔的叙述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是( )
A. 能燃烧生成二氧化碳、水
B. 能发生聚合反应
C. 分子内所有原子共平面
D. 能与氯化氢反应生成氯乙烯
【答案】D
【解析】A.乙炔、乙烯、乙烷都能燃烧生成二氧化碳和水,A不选; B.乙炔、乙烯都能发生加聚反应,B不选; C.乙炔、乙烯分子内所有原子都共平面,C不选; D.只有乙炔可与HCl加成生成氯乙烯,D选。 故选:D。
13. 下列有关乙醇和乙酸的说法正确的是( )
A. 可以用分液漏斗分离乙醇、乙酸的混合溶液
B. 与Na反应时,反应的剧烈程度:乙酸>乙醇>水
C. 0.1mol无水乙醇与足量的Na反应生成0.05mol,说明乙醇分子中有一个羟基
D. 乙醇能与Na反应,说明在反应中乙醇分子断裂C-O键而失去羟基
【答案】C
【解析】A.乙醇和乙酸互溶,不能用分液的方法分离,故A错误;B.水分子中羟基的活泼性强于乙醇,所以水与钠反应的剧烈程度强于乙醇,故B错误;C.0.1mol乙醇与足量的钠反应生成0.05mol氢气说明乙醇分子中有一个羟基,故C正确;D.乙醇能与金属钠反应,说明在反应中乙醇分子断裂的是H-O键,故D错误;故选C。
14. 某饱和一元酸3g与足量的碳酸钠反应,生成的二氧化碳通入足量的澄清石灰水中可产生2.5g的,则该化合物是( )
A. HCOOH
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】n(CaCO3)=2.5 g/100 g·mol-1=0.025 mol;由碳守恒,n(CO2)=n(CaCO3)=0.025 mol。饱和一元酸与Na2CO3反应:2RCOOH+Na2CO3→2RCOONa+CO2↑+H2O,所以n(酸)=2n(CO2)=0.05 mol。3 g该酸的摩尔质量M=3 g/0.05 mol=60 g·mol-1。HCOOH为46 g·mol-1,CH3COOH为60 g·mol-1,C2H5COOH为74 g·mol-1,C3H7COOH为88 g·mol-1,因此该化合物为CH3COOH,选B。
15. 下列能表示烯烃通式的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】烯烃含有一个碳碳双键,其通式为;为烷烃通式,、不是稳定烃类的通式。故选C。
16. 使1mol某烷烃完全燃烧需要消耗氧气5mol,该烷烃的化学式是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】烷烃完全燃烧通式为。1 mol该烷烃消耗氧气5 mol,则,解得,故化学式为。
17. 甲烷的空间构型是( )
A. 直线型
B. 平面型
C. 正六边形
D. 正四面体
【答案】D
【解析】甲烷分子中存在4个等同的C-H,二氯甲烷只有1种,则甲烷的空间构型是正四面体,D满足; 选D。
18. 萘在四氯化碳中与溴发生亲电取代反应,主要产物是( )
A. 1 - 溴萘(α- 溴萘)
B. 2 - 溴萘(β- 溴萘)
C. 1,2 - 二溴萘
D. 1,4 - 二溴萘
【答案】A
【解析】萘发生亲电取代时,α位(1位)电子密度较高,反应活性大于β位(2位),因此在四氯化碳中与溴反应主要生成1-溴萘(α-溴萘)。故选A。
19. 分离3—戊酮和2—戊酮需加入的试剂是( )
A. 饱和
B. 托伦试剂
C. 2,4—二硝基苯肼
D. 斐林试剂
【答案】A
【解析】饱和NaHSO3能与醛及部分酮(如甲基酮)发生亲核加成生成沉淀;2-戊酮为甲基酮可反应,3-戊酮不能反应,故可用于分离。托伦试剂和斐林试剂主要氧化醛,2,4-二硝基苯肼与二者均反应,不能分离。故选A。
20. 下列烷烃裂化产物中,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( ) ①甲烷 ②乙烯 ③乙烷 ④丙烯
A. ①②
B. ②④
C. ②③④
D. ①②③④
【答案】B
【解析】烷烃裂化可生成较小的烷烃和烯烃;乙烯、丙烯中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而甲烷、乙烷不能。故选B。
二、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 一定条件下,可以通过取代反应由溴乙烷制备乙醇。( )
【答案】正确
【解析】溴乙烷在氢氧化钠的水溶液中加热,溴乙烷发生取代反应生成乙醇、溴化钠,故上述说法正确。
22. 用水能够鉴别苯、乙醇、硝基苯。( )
【答案】正确
【解析】水与苯混合,有机层在上层;水与乙醇任意比互溶,不分层;水与硝基苯混合,有机层在下层; 故答案为:正确。
23. 同系物一定具有相同的通式,官能团的种类、数目也相同。( )
【答案】正确
【解析】同系物结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团,因此它们具有相同的通式,官能团的种类和数目也相同。故说法正确。
24. 丙烷有两种同分异构体。( )
【答案】错误
【解析】丙烷的分子式为,其结构只有一种,不存在同分异构体。
25. 乙酸俗称冰醋酸,熔点 16.6℃,低于此温度时凝结为晶体。( )
【答案】正确
【解析】乙酸的熔点约为16.6℃,低于此温度时凝结为冰状晶体,因此俗称为冰醋酸。故说法正确。
26. 同分异构体的分子式相同,所以通式也相同。( )
【答案】正确
【解析】同分异构体的分子式相同,其组成元素及原子个数相同,因此可归入相同的组成通式;例如C4的烯烃和环烷烃均符合。故说法正确。
27. 酯化反应中,浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。( )
【答案】正确
【解析】酯化反应中,浓硫酸既作催化剂加快反应速率,又作脱水剂吸收生成的水,使平衡向酯化的方向移动。故说法正确。
28. 苯酚易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,不易溶于冷水。( )
【答案】正确
【解析】苯酚难溶于冷水,温度较高时也可与水互溶,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,故正确。
29. 所有醇类同分异构体的相对分子质量相同,因此它们的物理性质都相同。( )
【答案】错误
【解析】互为同分异构体的醇虽然相对分子质量相同,但结构不同,分子间作用力不同,因此物理性质一般不同。故说法错误。
30. 乙烯的化学性质比乙烷活泼( )
【答案】正确
【解析】乙烯含有碳碳双键,易发生加成、氧化等反应;乙烷主要含碳碳单键,性质相对稳定,因此乙烯的化学性质比乙烷活泼。故说法正确。
三、填空题(本大题共5小题,每题2分,共10分)
31. 苯与液溴在 FeBr3催化下发生______反应,生成的溴苯为______色液体,密度比水______(填 “大” 或 “小”)。
【答案】① 取代 ② 无 ③ 大
【解析】苯与液溴在催化剂作用下发生取代反应,生成无色的溴苯。溴苯不溶于水,密度比水大,常因混有未反应的溴而显褐色。实验中,FeBr3作为催化剂,促进溴与苯的取代反应进行。
32. 萘的磺化反应具有______性,低温下主要生成______,高温下主要生成______,这是因为______。
【答案】① 可逆 ② α- 萘磺酸 ③ β- 萘磺酸 ④ 高温下 β- 萘磺酸更稳定,受热力学控制
33. 乙醇的结构简式为______ ,官能团名称为______。
【答案】① CH3CH2OH ② 羟基
【解析】乙醇分子由乙基(—CH2CH3)和羟基(—OH)构成,羟基是决定乙醇化学性质的官能团。
34. 酮类物质与格氏试剂(RMgX)加成后水解生成______,例如丙酮与 CH3MgX 反应生成______。
【答案】① 醇 ② 2 - 甲基 - 2 - 丙醇
【解析】格氏试剂与酮加成时,R 基团加在羰基碳上,MgX 加在氧上,水解后生成醇,丙酮与 CH3MgX 反应生成 2 - 甲基 - 2 - 丙醇。
35. 工业上生产乙炔的主要方法有______和______;其中,______法以______和______为原料,在电弧炉中高温反应生成电石,再与水反应生成乙炔;______法以______为原料,在1500℃以上发生裂解反应。
【答案】① 电石法 ② 甲烷裂解法 ③ 电石 ④ 生石灰(CaO) ⑤ 焦炭(C) ⑥ 甲烷裂解 ⑦ 甲烷(CH4)
【解析】工业上生产乙炔的主要方法是电石法和甲烷裂解法。电石法以生石灰和焦炭为原料,在电弧炉中高温反应生成电石,电石再与水反应生成乙炔;甲烷裂解法以甲烷为原料,在1500℃以上裂解生成乙炔。故答案依次为:电石法、甲烷裂解法、电石、生石灰(CaO)、焦炭(C)、甲烷裂解、甲烷(CH4)。
四、问答题(本大题共5小题,每题6分,共30分)
36. 简述甲苯酚在工业上的主要分离方法及其原理,并说明各方法的适用范围。
【答案】工业上分离甲酚异构体的主要方法及原理:分馏法:利用邻甲酚、间甲酚和对甲酚沸点的差异进行分离。邻甲酚沸点较低,可先与间甲酚、对甲酚分开;间甲酚和对甲酚沸点十分接近,难以仅靠普通分馏完全分离。适用于工业生产中的初步分离和大规模处理。结晶法:利用对甲酚熔点较高的特点,通过降温使对甲酚优先结晶,再进行固液分离。适用于对甲酚的提纯以及间甲酚、对甲酚的分离。化学分离法:利用不同异构体与具有选择性的试剂反应活性不同,或利用所生成衍生物在溶解度、熔点等方面的差异进行分离。适用于实验室或小规模分离,不是工业生产中的主要方法。
【解析】甲酚异构体的分离主要依据沸点、熔点以及化学反应选择性等物性或化学性质差异。邻甲酚沸点明显低于间甲酚和对甲酚,因此可采用分馏法先将邻甲酚分出;间甲酚和对甲酚沸点接近,单靠普通分馏难以完全分离。对甲酚熔点较高,降温时更容易结晶析出,因此可通过控制温度、过滤或离心等方法实现对甲酚的提纯,并改善其与间甲酚的分离效果。化学分离法需要选用对不同异构体具有选择性的试剂,通过反应活性差异或生成衍生物在溶解度、熔点等方面的差异进行分离,通常适用于实验室或小规模分离。三氯化铁对酚类的显色或配位反应并非只对邻甲酚具有选择性,不能直接作为有效分离三种甲酚异构体的充分依据。
37. 简述煤炭的综合利用方法及其主要产品。
【答案】煤炭的综合利用方法主要有煤的干馏、气化和液化: 煤的干馏:将煤在隔绝空气条件下加热分解,主要产品有焦炭、煤焦油、煤气等。焦炭可用于冶金等;煤焦油可提取多种化工原料;煤气可作燃料。 煤的气化:在一定条件下将煤转化为可燃性气体,主要产品为煤气(含 CO、等),可作燃料或化工原料。煤的液化:将煤转化为液体燃料,主要产品有甲醇等液体燃料,可用于汽车等交通工具。
【解析】煤炭的综合利用主要包括干馏、气化和液化。干馏是在隔绝空气的条件下加热煤,使其分解,主要得到焦炭、煤焦油和煤气;焦炭可用于冶金,煤焦油可进一步分离、提取多种化工原料,煤气可用作燃料。气化是在一定温度和条件下,使煤与水蒸气、氧气等反应,转化为含一氧化碳和氢气等成分的可燃性气体,可用作燃料或合成化工产品。液化是将煤转化为液体燃料或液体化工原料,可得到液体烃类、甲醇等产品,用作燃料或化工原料。因此,煤炭综合利用能够提高资源利用率,减少直接燃烧造成的污染。
38. 为什么在烷烃异构化反应中,通常需要加入催化剂?催化剂是如何影响反应的?
【答案】在烷烃异构化反应中加入催化剂主要是因为烷烃异构化反应的活化能较高,在无催化剂条件下,反应速率很慢,难以在实际生产中应用。催化剂通过降低反应的活化能来影响反应。具体来说,催化剂与反应物分子发生作用,使反应物分子在催化剂表面吸附,改变分子的电子云分布和化学键的强度,降低分子发生异构化所需的能量,使更多的反应物分子能够达到活化状态,从而加快反应速率。同时,一些催化剂还具有选择性,能够引导反应朝着特定的异构化产物方向进行,提高目标产物的产率 。
【解析】烷烃异构化需要断裂和重新形成碳碳键,反应活化能较高。在没有催化剂时,反应速率较慢,通常难以满足工业生产要求。催化剂为反应提供了不同的反应路径,使反应物在催化剂表面吸附或与催化剂发生作用,导致分子电子云分布和部分化学键强度发生变化,从而降低异构化反应的活化能。在相同温度下,活化能降低后,能够达到过渡态的反应物分子比例增加,反应速率加快。催化剂只改变反应速率,不改变反应的平衡常数和最终平衡组成;具有选择性的催化剂还可促进异构化路径,减少副反应,提高目标异构体的选择性和产率。
39. 什么是伯醇、仲醇和叔醇?请分别写出它们的结构通式并举例。
【答案】伯醇是指羟基所连接的碳原子(即α-碳原子)只与一个其他碳原子相连的醇,结构通式为R-CH2-OH,例如CH3CH2OH(乙醇)。仲醇是指羟基所连接的α-碳原子与两个其他碳原子相连的醇,结构通式为CH(OH)-(、为烃基,可相同也可不同),例如CH3CH(OH)CH3(异丙醇)。叔醇是指羟基所连接的α-碳原子与三个其他碳原子相连的醇,结构通式为C(OH)()-(、、为烃基),例如(CH3)3COH(叔丁醇)。
【解析】伯醇、仲醇和叔醇是按照羟基所连接的碳原子与其他碳原子相连的数目进行分类的。羟基所连接的碳原子只与一个其他碳原子相连的醇是伯醇,结构通式为 R-CH2-OH,乙醇 CH3CH2OH 属于伯醇。羟基所连接的碳原子与两个其他碳原子相连的醇是仲醇,结构通式为 ,异丙醇 CH3CH(OH)CH3 属于仲醇。羟基所连接的碳原子与三个其他碳原子相连的醇是叔醇,结构通式为 ,叔丁醇 (CH3)3COH 属于叔醇。三类醇的区别在于羟基所连碳原子的碳取代程度不同。
40. 设计实验鉴别乙烯和丙烯,写出实验步骤和现象。
【答案】①将两种气体分别通入溴的四氯化碳溶液,溶液均褪色,说明两种气体均含有碳碳双键。该步骤不能区分乙烯和丙烯。②分别取等量两种气体,在适当条件下与臭氧反应,再进行还原性水解。乙烯生成甲醛,丙烯生成乙醛和甲醛。③分别取水解产物,加入碘和氢氧化钠溶液并加热。由丙烯生成的乙醛发生碘仿反应,生成黄色碘仿沉淀;由乙烯生成的甲醛不发生碘仿反应,无黄色沉淀。因此,生成黄色沉淀的原气体是丙烯,无黄色沉淀的原气体是乙烯。
【解析】乙烯和丙烯都含有碳碳双键,因此分别通入溴的四氯化碳溶液时均能使溶液褪色,该现象只能证明它们是不饱和烃,不能直接区分二者。将两种气体分别与臭氧反应并进行还原性水解,乙烯的双键断裂后生成两个甲醛分子;丙烯的双键断裂后生成乙醛和甲醛。分别取水解产物进行碘仿反应:乙醛含有 CH3CO- 结构,能与碘和氢氧化钠反应生成黄色碘仿沉淀;甲醛不发生碘仿反应。因此,出现黄色沉淀的对应气体为丙烯,没有黄色沉淀的对应气体为乙烯。银氨溶液和新制氢氧化铜均可检验醛基,但甲醛、乙醛都能呈阳性,不能作为本题中区分两种气体的依据。
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