届高三化学一轮复习脂肪烃芳香烃 化石燃料有答案和详细解析.docx

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届高三化学一轮复习脂肪烃芳香烃化石燃料有答案和详细解析

2021届高三化学一轮复习——脂肪烃、芳香烃　化石燃料（有答案和详细解析）

一、选择题

1．下列关于常见有机物的说法中正确的是（　　）

A．苯能发生取代反应生成氯苯、硝基苯等，但是不能发生氧化反应

B．乙烯和乙烷的混合气体可用酸性高锰酸钾溶液分离

C．石油裂解与裂化的原理相同、目的不同

D．光照条件下，控制CH4和Cl2的比例为1∶1，能够制得纯净的CH3Cl和HCl

答案　C

解析　苯在氧气中燃烧，属于氧化反应，故A错误；乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳，变成了二氧化碳和乙烷的混合气体，不符合分离的原则，故B错误；石油裂化的目的是为了得到更多轻质油。

裂解的目的是为了得到碳原子数更少的烯烃，主要为了生产乙烯。

可见裂解的程度比裂化更大，也称裂解是深度裂化。

由于都分解生成了新物质，所以都是化学变化，故C正确；光照条件下，CH4和Cl2发生取代反应，得到的是混合物，故D错误。

2．下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是（　　）

A．苯加入溴水中

B．乙烯通入酸性KMnO4溶液中

C．催化剂条件下，乙烯与氢气反应

D．光照射甲烷与氯气的混合气体

答案　D

解析　苯加入溴水中发生萃取，没有发生化学变化，故A错误；乙烯通入酸性KMnO4溶液中，乙烯被高锰酸钾氧化，发生氧化反应，故B错误；催化剂条件下，乙烯与氢气反应生成乙烷，发生的是加成反应，故C错误；光照射甲烷与氯气的混合气体发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢，故D正确。

3．（2019·临海市白云高级中学高二期中）下列分子中，所有碳原子一定在同一平面上的是（　　）

A．CH3—CH2—CH2—CH3

B．CH3—CH==CH—CH2—CH3

C．

D．CH3—C≡C—CH3

答案　D

解析　丁烷中四个碳与其他原子均为四面体构型，故四个碳原子不可能共平面，故A错误；CH3—CH==CH—CH2—CH3结构中因碳碳单键可以旋转，所以碳原子可能共面，故B错误；CH3—C≡C—CH3相当于乙炔中的两个氢被两个甲基中的碳取代，而乙炔是直线形，所以所有碳原子一定在同一平面上，所以D正确。

4．符合分子式“C6H6”的多种可能结构如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．1～5对应的结构中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4个

B．1～5对应的结构中一氯取代物只有1种的有3个

C．1～5对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个

D．1～5对应的结构均能与氢气在一定条件下发生加成反应

答案　C

解析　2、3、5对应的结构中都含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，1、4不可以，故A错误；1、4对应的结构中的一氯取代物有1种，2对应的结构中的一氯取代物有3种，3、5对应的结构中的一氯取代物有2种，故B错误；只有1对应的结构中所有原子均可能处于同一平面，其他都含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特点，故C正确；1中含有苯环，2、3、5含有碳碳双键，均能与氢气在一定条件下发生加成反应，而4不能与氢气发生加成反应，故D错误。

5．螺环化合物具有抗菌活性，用其制成的药物不易产生抗药性，螺[3，4]辛烷的结构如图，下列有关螺[3，4]辛烷的说法正确的是（　　）

A．分子式为C8H16

B．分子中所有碳原子共平面

C．与2-甲基-3-庚烯互为同分异构体

D．一氯代物有4种结构

答案　D

解析　根据螺[3，4]辛烷的结构简式可知其分子式为C8H14，故A错误；2-甲基-3-庚烯的分子式为C8H16，两者分子式不同，所以不是同分异构体，故C错误；由螺[3，4]辛烷的结构简式可知其中含有4种类型的氢，所以一氯代物有4种结构，故D正确。

6．（2019·慈溪市六校高二期中联考）环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2，2]戊烷（）是最简单的一种。

下列关于该化合物的说法不正确的是（　　）

A．与环戊烯互为同分异构体

B．二氯代物超过两种

C．所有碳原子均处同一平面

D．1mol螺[2，2]戊烷充分燃烧需要7molO2

答案　C

解析　螺[2，2]戊烷、环戊烯的分子式都为C5H8，环戊烯结构简式为，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，A正确；螺[2，2]戊烷的分子中只有一种位置的H原子，其二氯代物中两个氯原子可能位于1号碳原子上、可能位于1号和2号碳原子上、可能位于1号和3号碳原子上、可能位于1号和4号C原子上，所以其二氯代物超过2种，B正确；螺[2，2]戊烷分子中的所有碳原子上具有甲烷结构特点，因此该分子中所有C原子不可能共平面，C错误；螺[2，2]戊烷分子式为C5H8，1mol该物质完全燃烧，耗氧量为（5＋2）mol＝7mol，D正确。

7．从柑橘中炼制萜二烯（

），下列有关它的推测不正确的是（　　）

A．它不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

B．常温下为液态，难溶于水

C．该分子中的所有碳原子不可能共面

D．与过量的溴的CCl4溶液反应后产物为

答案　A

解析　萜二烯分子中含有碳碳双键，所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A项错误；该烃分子中含有的碳原子数大于4，常温下为液态，烃均难溶于水，B项正确；该分子中含有2个碳碳双键，能与2分子Br2发生加成反应，得

，D项正确。

8．某有机物的结构简式如图，关于该有机物，下列叙述不正确的是（　　）

A．能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，原理相同

B．1mol该有机物能与H2发生反应，最多可消耗4molH2

C．一定条件下，能发生加聚反应

D．该有机物苯环上的一个H被取代，有3种同分异构体

答案　A

解析　该有机物含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，发生的是氧化反应，能使溴水褪色，发生的是加成反应，反应原理不同，A项错误；该有机物分子中含有一个碳碳双键和一个苯环，1mol该有机物最多能与4molH2发生反应，B项正确；该有机物分子中含有碳碳双键，能发生加聚反应，C项正确；苯环上有邻、间、对三种位置，所以该有机物苯环上的一个H被取代，有3种同分异构体，D项正确。

9．三位分别来自法国、美国、荷兰的科学家因研究“分子机器的设计与合成”而获得2016年诺贝尔化学奖。

纳米分子机器日益受到关注，机器的“车轮”常用组件如下，下列说法正确的是（　　）

A．①④互为同分异构体

B．①③均能发生加成反应

C．①②③④均属于烃

D．①②③④的一氯代物均只有一种

答案　B

解析　①④分子中含有的碳原子数不同，化学式不同，不是同分异构体，选项A错误；①中含有苯环，能够与氢气发生加成反应，③中含有碳碳双键，能够发生加成反应，选项B正确；③中只含有碳原子，不属于烃，选项C错误；④中含有2种不同环境下的氢原子，一氯代物有2种，选项D错误。

二、非选择题

10．（2019·临海市白云高级中学高二月考）已知A是石油裂解的主要产物，相对分子质量为28。

B为气体，在标准状况下的密度为1.96g·L－1。

D与F互为同分异构体，F是环状化合物。

G的结构简式为：

，在一定条件下，它们有如图转化关系。

请回答：

（1）E中官能团的名称为___________________________________________________。

（2）B与F反应生成G的反应类型为_________________________________________。

（3）A―→F的化学方程式：

_________________________________________________。

（4）下列说法不正确的是________（填字母）。

A．可以用金属Na鉴定C中是否含有少量水

B．可以用小苏打溶液区分D与E的水溶液

C．由A生成C或A生成E均属于氧化反应

D．G可以在稀硫酸或NaOH溶液中发生水解

答案　

（1）羧基　

（2）加聚反应　（3）2CH2==CH2＋O2―→

　（4）AC

解析　突破口为A是石油裂解的主要产物，相对分子质量为28，石油裂解的主要产物是乙烯、丙烯等小分子烃，相对分子质量为28的烃是乙烯，A为乙烯。

B的摩尔质量为1.96g·L－1×22.4L·mol－1≈44g·mol－1，乙烯与氧气反应生成B，乙烯与氧气在催化剂的条件下反应生成F，F是环状化合物，B、F发生反应生成G，G的结构简式为

，则B为CO2，F为环氧乙烷，乙烯与水反应生成乙醇，C为乙醇，乙醇发生连续氧化生成D、E，则D为乙醛，E为乙酸。

（4）根据上述分析，C为乙醇，Na与水和乙醇均反应生成氢气，不能用金属Na鉴定乙醇中是否含有少量水，A项错误；D为乙醛，E为乙酸，乙酸能与NaHCO3溶液反应生成CO2气体，乙醛不能，则可以用小苏打溶液区分乙醛与乙酸的水溶液，B项正确；A为乙烯，C为乙醇，乙烯与水发生加成反应生成乙醇，C项错误；G中含有酯基，可以在稀硫酸或NaOH溶液中发生水解反应，D项正确。

11．（2019·杭州西湖高级中学高二月考）根据要求填空：

（1）写出有机物

的名称_______________________________________________。

（2）①等物质的量的四种有机物

A．甲烷B．乙烯　C．乙炔D．苯

分别在氧气中完全燃烧，需要O2最多的是________（填字母，下同）；等质量的上述四种有机物分别在氧气中完全燃烧，需要O2最多的是________。

②下列各组有机物以任意比混合，若总物质的量一定，则完全燃烧时生成水的质量和消耗氧气的质量不变的是________。

A．C3H8、C4H6B．C3H6、C4H6O2

C．C2H2、C6H6D．CH4O、C4H4O5

（3）某烃与足量的氢气加成后得到产物为CH3CH2CH2CH（CH3）2。

如果该烃是单烯烃，则可能的结构简式有________种；如果该烃是炔烃，则可能的结构简式为________________。

“立方烷”是新合成的一种有机烃，它具有如图所示的碳架结构：

（4）立方烷的分子式为________________________________________________________。

（5）它的二氯代物共有________种同分异构体。

（6）与立方烷互为同分异构体的芳香烃的结构简式为______________________________。

这种异构体与另一单体________________________________（写结构简式）可合成具有结构

的橡胶。

另外这种异构体自身也可聚合生成高分子化合物，写出该反应的化学方程式：

____________________________________________。

答案　

（1）2，3，5-三甲基-4-乙基庚烷　

（2）①D　A　②B　（3）4　HC≡C—CH2CH（CH3）CH3、H3C—C≡C—CH（CH3）CH3　（4）C8H8　（5）3　（6）

　CH2==C（CH3）CH==CH2　

解析　

（1）按照主链最长，以及侧链的位次小的原则，对烷烃上的C原子进行编号，编号结果如图所示，。

主链有7个碳原子，为庚烷，在2、3、5号C原子上有甲基，在4号C原子上有乙基，则名称为2，3，5-三甲基-4-乙基庚烷。

（2）①四种物质均为烃类，可以表示为CxHy，则1molCxHy的耗氧量为x＋

；甲烷CH4，1molCH4的耗氧量为1＋

＝2mol；同理可得1mol乙烯（C2H4）的耗氧量为3mol；1mol乙炔（C2H2）的耗氧量为2.5mol，1mol苯（C6H6）的耗氧量为7.5mol，则相同物质的量的情况下，苯的耗氧量最多。

相同质量的烃类CxHy，

越大，耗氧量越大，则可知甲烷中CH4中

最大，耗氧量最多。

（3）该烃的结构简式为CH3CH2CH2CH（CH3）2，将其中的碳碳单键展开可以得到，若为单烯烃，那么可以在该碳链结构中插入碳碳双键，种类有，一共有4种，需注意的是最右侧的两个甲基，是一样的，因此只能算1种。

如果为炔烃，将碳碳叁键插入碳链中，有，一共有2种，则结构简式为HC≡C—CH2CH（CH3）CH3、H3C—C≡C—CH（CH3）CH3。

（4）将键线式转化为分子式，端点均为碳原子，每个碳原子形成4个键，其余键与H相连。

则分子式为C8H8。

（5）立方烷为高度对称的分子，每个顶点上的H都是等效的，其二氯代物有3种：

①2个氯原子分别取代棱上的2个H原子，②2个氯原子取代面对角线上的2个H原子，③2个氯原子取代体对角线上的2个H原子。

如图所示。

（6）立方烷的分子式为C8H8，相较于相同C原子数的烷烃C8H18，少了10个氢原子。

其同分异构体属于芳香族化合物，存在苯环少了8个H原子，则侧链中含有碳碳双键，其同分异构体为

；合成具有结构

的橡胶，单体除了

还有2-甲基-1，3-丁二烯，结构简式为CH2==C（CH3）CH==CH2。

苯乙烯中碳碳双键可以发生加聚反应，化学方程式为

。

12．（2019·临海市白云高级中学高二期中）已知10.4g某有机物X在空气中完全燃烧，所得产物先后通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重7.2g和35.2g。

物质X在不同条件下能发生如下图所示的一系列变化。

注：

CH3—CH==CH2＋HBr―→CH3—CHBr—CH3（主要产物）

（1）X的化学式：

__________，X的结构简式：

______________________________________，C的结构简式：

____________________________________________________________。

（2）上述反应中，①是____________反应，⑦是______________反应。

（填反应类型）

（3）写出D→E反应的化学方程式：

____________________________________________。

答案　

（1）C8H8　

（2）加成　酯化（或取代）

（3）

＋NaOH

＋NaBr

解析　10.4g某有机物X在空气中完全燃烧，所得产物先后通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重7.2g和35.2g，浓硫酸增加的质量为燃烧生成的水的质量，n（H2O）＝7.2g÷18g·mol－1＝0.4mol，则H原子物质的量为0.8mol，碱石灰增加的质量为燃烧生成的CO2的质量，n（CO2）＝35.2g÷44g·mol－1＝0.8mol，C、H原子个数比为1∶1，C、H元素的质量和为：

0.8mol×1g·mol－1＋0.8mol×12g·mol－1＝10.4g，因为有机物X的质量为10.4g，说明X只含C、H两种元素，X经过反应可生成C8H6Br4，说明X分子含有8个C原子，所以X的化学式为C8H8；X能与Br2的CCl4溶液反应，则X为苯乙烯，结构简式为：

，进而推得A为

，B为

，C为

，根据题中信息，X与HBr加成得到D为

，D碱性水解得E为

，E与醋酸发生酯化反应得F为

，据此答题。

13．A～G是几种烃分子的球棍模型，据此回答下列问题：

（1）常温下含碳量最高的气态烃是________（填字母）。

（2）能够发生加成反应的烃有________种。

（3）G的一氯代物有________种；E的二氯代物有______种。

（4）写出C与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式：

_____________________________。

（5）写出F与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式：

____________________________________；反应类型为__________________________________________________________________。

现有上面A、B、C三种有机化合物：

（以下均用结构简式作答）

（6）同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。

（7）等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是_____，生成水最多的是_____。

（8）在120℃、1.01×105Pa时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是________。

答案　

（1）D　

（2）4　（3）4　4　（4）CH2==CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br　（5）

＋HNO3

＋H2O　取代反应　（6）CH3CH3　（7）CH2==CH2　CH4　（8）CH4、CH2==CH2

解析　由图示有机物的球棍模型可知：

A为甲烷、B为乙烷、C为乙烯、D为乙炔、E为丙烷、F为苯、G为甲苯。

（6）根据n＝

可知：

同状况、同体积的甲烷、乙烷、乙烯的体积比等于它们的物质的量的比，1molCH4完全燃烧消耗2molO2，1molCH3CH3完全燃烧消耗3.5molO2，1molCH2==CH2完全燃烧消耗3molO2，可见三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是乙烷，结构简式为CH3CH3。

（7）CH4、CH3CH3、CH2==CH2三种物质中C、H原子个数比为1∶4、1∶3、1∶2，可见等质量的上述三种物质中，含碳量最大的是乙烯，含氢量最大的是甲烷。

因此在上述三种物质中等质量燃烧产生的CO2最多的是CH2==CH2，生成水最多的是甲烷（CH4）。

（8）在120℃、1.01×105Pa时，水为气态，假设混合烃平均化学式为CxHy，根据烃燃烧的方程式：

CxHy＋（x＋

）O2

xCO2＋

H2O，若有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，则1＋（x＋

）＝x＋

，y＝4，在上述物质中，分子中H原子数等于4的有甲烷（CH4）、乙烯（CH2==CH2），因此这两种气体是CH4、CH2==CH2。

14．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

苯

溴

溴苯

密度/g·cm－3

0.88

3.10

1.50

沸点/℃

80

59

156

水中溶解度

微溶

微溶

微溶

按下列合成步骤回答问题：

（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。

在b中小心加入4.0mL液态溴。

向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了_______气体。

该反应为_______（填“吸热”或“放热”）反应，冷却水流向是___________（填“上进下出”或“下进上出”），继续滴加至液溴滴完。

其中仪器c的名称是__________，其作用是：

______________________________________。

装置d的作用是________________________________________________________________；烧瓶中发生的有机反应的方程式为：

_________________________________________。

（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：

①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。

洗涤、分离有机和无机试剂，需要用到的仪器是：

_____________。

第一次水洗除去大部分的HBr；用NaOH溶液洗涤的作用是______________；第二次水洗的目的是：

______________；每一次洗涤，有机层从________（填“下口放出”或“上口倒出”），棕黄色的溴苯经过提纯后恢复为无色。

③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。

加入氯化钙的目的是_____。

（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质苯，要进一步提纯，下列操作中必须的是________（填字母）。

A．蒸馏B．渗析　C．分液D．萃取

答案　

（1）HBr　放热　下进上出　球形冷凝管　冷凝回流溴和苯，减少原料挥发损失　吸收HBr和Br2，防止污染环境，同时可以防止倒吸

＋Br2

＋HBr

（2）分液漏斗　除去Br2和少量的HBr　除去NaOH　下口放出　吸收水分

（3）A

解析　

（1）苯与液溴在铁或溴化铁作催化剂下发生取代反应，即反应方程式为

＋Br2

＋HBr，HBr气体遇到水蒸气会产生白雾，即白雾是HBr；苯与液溴发生的反应是放热反应；为了增加冷却效果，冷却水流向是下进上出；仪器c为球形冷凝管，冷凝管的作用是冷凝挥发出来的苯和液溴，并使它们流回到三颈烧瓶中，提高反应的转化率，减少原料挥发损失；苯与液溴反应生成HBr，苯的卤代反应是放热反应，液溴易挥发，因此尾气中有HBr及挥发出的Br2，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气，所以装置d的作用是吸收HBr和Br2，同时用倒扣的漏斗防止倒吸。

（2）②分离有机和无机试剂，采用的方法是分液，需要用到的仪器是分液漏斗；纯净的溴苯为无色，实验中制备的溴苯，因溶解Br2而显褐色，因此洗涤时加入NaOH的目的是把未反应的Br2转化成NaBr和NaBrO，以及除去少量的HBr；第二次水洗的目的是除去过量的NaOH；溴苯的密度大于水，因此每一次洗涤，有机层从下口放出。

③无水氯化钙为干燥剂，加入氯化钙的目的是吸收水分，干燥溴苯。

（3）苯是良好的有机溶剂，溴苯和苯互溶，进一步提纯，需要采用蒸馏的方法进行，故A正确。