- 化学与自然资源的开发利用
- 共8899题
(9分)有机物A的结构简式为：
从A出发，可以发生下列所示的一系列反应，其中K的分子式为C12H14O4，L和K互为同分异构体，F的产量可作为衡量一个国家石油发展水平的标志。
请完成下列问题：
(1)FH的反应类型是_________。
(2)下列物质的结构简式：
B：_________；K：_________；L：_________。
(3)写出与B互为同分异构体，且苯环上只有一个取代基的各有机物的结构简式。
正确答案
(1)加成反应
衡量一个国家石油化工发展水平的标志是乙烯的产量，故F为CH2==CH2，从而推知H为CH3CH2OH，I为CH3CHO，J为CH3COOH，故G为酸，C为醇。
石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。
（1）石油分馏时，在不断向______（填工业设备名称）内投放原料的同时获得产品，该过程为_______操作过程。
（2）石油裂化分为热裂化、_______和加氢裂化，裂化的目的是提高_______的产量。
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和______的含量。没得流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒_______进行燃烧的过程。
（4）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和_______存在下与_______作用产生液体燃料的过程。
正确答案
（1）分馏塔 （2）催化裂化 汽油 （3）硫分、矸石 煤炭 （4）催化剂H2O
（1）石油分馏在分馏塔中进行。 （2）石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化，裂化的目的是提高汽油的产量。（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫分、矸石的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒进行 燃烧的过程。（4）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与H2O作用生成液体燃料的过程。
【考点定位】化学与技术，石油和煤
某烃A分子式是C1 398H1 278，它由4种基团组成，这4种基团分别是
已知，该分子结构中没有苯环连接苯环、炔键连接炔键的情况，试求A分子中含有这4种基团各几个？
正确答案
分析题意，很显然想到列方程求解，设分子C1 398H1 278中含有
求解方程，即得:x=94,y=33,z=126,w=96。
某1 mol链烃A在一定条件下完全裂化成1 mol烷烃B和1 mol烯烃C，生成的混合气体对H2的相对密度为14.5。试通过计算回答下列问题：
（1）写出链烃A可能的结构简式和名称。
（2）烷烃B和烯烃C可能各是什么物质？
（3）如果要求1 mol B完全燃烧时需要O2的物质的量是整数，那么C只能是什么烯烃？
正确答案
（1）CH3CH2CH2CH3，正丁烷或
（2）B：CH4 C：CH2==CHCH3或B：C2H6 C：CH2==CH2
（3）CH2==CHCH3
这是一道有关裂化知识的计算题。
关键在于裂化后生成物分别为烷烃和烯烃时，原物质必为烷烃。利用相对密度先求出A的相对分子质量，然后再推断其分子式。
设烷烃B的分子式为CmH2m+2，相对分子质量为Mr（B)，烯烃C分子式为CnH2n，相对分子质量为M（C），根据质量守恒定律，可知链烃A的组成应为C(m+n)H(m+n)+2，符合烷烃的通式。依题意有：（1）Mr（A）= Mr（B）+ Mr（C），2×14.5×2=58，即 14（m+n)+2=58
得m+n=4
所以A的分子式为C4H10，其可能的结构如下：CH3CH2CH2CH3，正丁烷或
（2）讨论m+n=4
当m=1时，n=3，即B为CH4，C为CH2==CHCH3；
当m=2时，n=2，即B为C2H6，C为CH2==CH2；
当m≥3时，n≤1，无意义。
（3）从B的燃烧反应方程式来看：CH4+2O2
C2H6+
可知B应是CH4，则C只能是CH2==CHCH3。
将煤焦油中的苯、甲苯、苯酚进行分离，可采取如下图所示的操作方法：
（1）写出①、⑤化学式： 、
（2）写出分离方法②和③的名称： 、
（3）下层液体④通入气体⑤反应的离子方程式： 。
正确答案
（6分）（1）NaOH 、 CO2 （每空1分）
（2） 分液 、蒸馏 （每空1分）
（3）
略
以原油为原料生成聚烯烃的步骤如下：
试回答：⑴含有10个氢原子的烷烃的分子式为 ；
⑵C4～C10的烃类混合物含有 （填“等于”、“少于”或“多于”）7种不同的物质。
⑶由乙烯、丙烯等烯烃生产聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃的反应属于 反应。
正确答案
（1）C4H10 ；（2）多于（3）聚合或加聚
略
(6分)回答下列两问。
(1)自2006年3月开始，山东省淄博市临淄区家用燃料由水煤气改为石油气。原来燃用水煤气的炉灶燃料进气孔和空气进气孔应如何改进？
(2)如果燃用水煤气的炉灶改燃天然气，燃料进气孔和空气进气孔应如何改进？
正确答案
(1)减小燃料进气孔，增大空气进气孔。
(2)减小燃料进气孔，增大空气进气孔。
水煤气的完全燃烧反应为
2H2+O2
2CO+O2
石油气的完全燃烧反应主要为
C3H8+5O23CO2+4H2O
2C4H10+13O28CO2+10H2O
天然气的完全燃烧反应主要为
CH4+2O2CO2+2H2O
燃料由水煤气改为石油气(或天然气)，单位体积耗O2量增大，应减小燃料进气孔，增大空气进气孔
矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前世界矿物能源仍以化石燃料煤、石油、天然气为主。
（1）试以C、CnH2n+2、CH4为代表，写出其完全燃烧的化学方程式：
_____________________、_____________________、_____________________。
等质量的上述三种燃料完全燃烧，对环境的负面影响最小的是_____________________。
（2）化石燃料储存的能量来自绿色植物吸收的太阳能，光合作用把太阳能转化成___________能，生成糖（以葡萄糖C6H12O6为代表），则光合作用的总反应式为_____________________。
（3）光合作用释放的O2来自于参加反应的哪种物质？
正确答案
（1）C+O2====CO2 CnH2n+2+
CH4+2O2
（2)化学 6CO2+6H2O
（3）水
（1）由反应方程式及它们的组成可知CH4中C的质量分数最低且为气体，因而最容易完全燃烧，其负面影响最小。
（2）光合作用是将太阳能转化为化学能而贮存起来。
（3）由光合作用的原理，可知此过程释放出来的O2来自于水。
已知：A是石油裂解气的主要产物之一，其产量常用于衡量一个石油化工发展水平的标志。下列是有机物A～G之间的转化关系：
请回答下列问题：
（1）A的官能团的名称是________________；C的结构简式是________________；
（2）E是一种具有香味的液体，由B + D→的反应方程式为：___________________________________，该反应类型是_______________；
如何除去E中所混有少量的D杂质，简述操作过程：________________________________________
______________________________________________________________________________________；
（3）G是一种高分子化合物，其名称是_____________，链节是______________；
（4）比赛中，当运动员肌肉挫伤或扭伤时，随队医生即对准受伤部位喷射物质F（沸点12.27OC）进行应急处理。写出由A制F的化学反应方程式：________________________________，该反应的原子利用率为__________，决定F能用于冷冻麻醉应急处理的性质是________________________________
__________________________________________。
正确答案
（1）碳碳双键（2分）CH3CHO
（2）CH3CH2OH + CH3COOH
加饱和碳酸钠溶液，充分振荡、静置、分层，然后分液，取上层液体即可（2分）
（3）聚乙烯（1分） －CH2－CH2－（1分）
（4）CH2 = CH2 + HCl 
氯乙烷的沸点低，易挥发，挥发时吸收热量起到降温的作用(2分)
略
（10分）汽油不仅是最重要的燃料，而且是重要的化工原料，它既可以裂解得到气态化工原料如乙烯等，还可以在催化剂催化下改变分子结构，由链烃变成芳香烃，如已烷变成苯，庚烷变成甲苯，这个变化叫异构化。请根据以汽油为原料的下列衍变关系，写出相应的化学方程式(有机物写结构简式)，在括弧中填反应类型。
⑴
⑵
⑶
⑷
正确答案
加成；加聚；加成；取代；（2分）
CH2＝CH2 + Br2 
CH3
略
（1）通常所说的化石燃料有______、______、______（至少写三种）．我国东海和南海的海底有大量“可燃冰”，它是甲烷分子居于水分子形成的笼中的产物（如图所示），“可燃冰”是否属于化石燃料？______．（填“是”或“否”）
（2）甲烷在0℃的海水中，只要压强达到3Mpa就能形成“可燃冰”．已知海底每增加10m，压强就增大0.1Mpa，在这一温度下，多深的海底可能找到“可燃冰”？______．
（3）在“可燃冰”中，平均每46个水分子构成8个笼，每个笼里容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子．若这8个笼中有6个笼容纳的是CH4分子，另外2个笼容纳的是H2O分子，则“可燃冰”的平均组成是下列各项中的______．
A．CH4•2H2O B．CH4•6H2O C．CH4•8H2O D．CH4•10H2O．
正确答案
（1）煤、石油和天然气是常见的三大化石燃料，“可燃冰”的成分是甲烷，属于化石燃料，故答案为：煤；石油；天然气；是；
（2）根据题意可知，当压强达到3Mpa时，
（3）由平均每46个水分子构成8个笼，每个笼里容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子，可知笼中共有6个甲烷分子和2个水分子，这8个笼中共有6个甲烷分子和48个水分子，所以“可燃冰”的平均组成CH4•8H2O，故答案为：C．
中国在新工业化发展过程中，开发可再生能源以缓解石油短缺引起的能源危机是一个重要的课题。2003年元月，辽宁省投资建设一个年生产工业酒精500万吨的工厂，目的是为了将工业酒精与汽油混合作为汽车燃料而减少汽油的消耗量。已知制酒精的方法有三种：
方法一：在催化剂作用下乙烯与水反应
方法二：CH3-CH2Br+H2O
方法三：(C6H10O5)n（淀粉）+nH2On
C6H12O6（葡萄糖）
(1)你认为应用哪一种方法生产工业酒精能够缓解石油短缺带来的能源危机。为什么？
(2)方法一的化学反应方程式是___________________________。
(3)乙醇燃烧的化学方程式是___________________________。
正确答案
(1)运用方法三，因为淀粉是可再生资源，而乙烯、溴乙烷都是来自于以石油为原料制得的产品，是不可再生资源，利用它们制成酒精还不如直接利用石油
(2)CH2=CH2+H2O
(3)C2H6O+3O2
将图中所列仪器组装为一套蒸馏石油的实验装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油．
（1）图中A、B、C三种仪器的名称分别是______、______、______．
（2）将以上仪器按（Ⅰ）-→（Ⅵ）顺序，用字母a，b，c，…表示连接顺序：
e接______；______接______；______接______；______接______．
（3）A仪器中c口用于______，d口用于______．
（4）蒸馏时，温度计水银球应在______位置．
（5）在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是______．
（6）给B加热，收集到沸点为60℃～150℃间的馏分是______，收集到150℃～300℃间的馏分是______．
正确答案
（1）蒸馏需要仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、铁架台、温度计、导管、冷凝管、橡胶管、牛角管、锥形瓶，故答案为：A是冷凝管，B是蒸馏烧瓶，C是锥形瓶；
（2）按组装仪器顺序从左到右，从下到上．故答案为：j；h；a；b；f；g；k；
（3）冷凝水应是下进上出．延长热量交换时间，使热量能更充分．故答案为：进水，出水；
（4）温度计测量的是蒸汽的温度，故应放在支管口，故答案为：蒸馏烧瓶支管口；
（5）为防止烧瓶内液体受热不均匀而局部突然沸腾（爆沸）冲出烧瓶，需要在烧瓶内加入几块沸石．故答案为：防止暴沸；
（6）汽油的沸点为60℃～150℃间，煤油的150℃～300℃间．故答案为：溶剂油和汽油，煤油．
某同学设计了如下图装置进行石油蒸馏的实验，回答下列有关问题
(1)指出实验装置中仪器A、B、C、D的名称_____________________________。
(2)指出该同学所设计的实验装置中存在的错误，并给予改正___________________。
(3)实验装置改正后，如何进行气密性检查？_________________________。
正确答案
(1)A是蒸馏烧瓶；B是冷凝管；C是牛角管；D 是锥形瓶
(2)错误：①温度计插入烧瓶内液面以下；②冷凝管的水流方向错误；③烧瓶底部没垫石棉网。改进：①温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶的支管口相平齐；②将冷凝管的水流方向反过来，下进上出；③烧瓶底部应垫石棉网
(3)连接好装置后，将牛角管的下口浸入水槽中，对烧瓶的底部微热，可看到牛角管的管口有气泡冒出，冷却后，若牛角管内形成一段水柱，说明装置的气密性好
写出下列物质的转化或分离方法(每一项只填写一种方法)。
（1）把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等____________
（2）将重油转化为汽油____________
（3）将海水淡化____________
正确答案
（1）干馏
（2）裂化
（3）蒸馏
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