从石油和煤中提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液体,B仅由碳氢两种元素组成,碳元素与氢元素的质量比为12:1,B的相对分子质量为78。回答下列问题:
(1)A的电子式_____________,B的结构简式____________;
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式:_______________;
(3)在碘水中加入B振荡静置后的现象________________;
(4)等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量________(填A>B、A<B或A=B”)。
用天然气、煤、石油可获得多种有机产品。
(1)从天然气获得的CH4可用于制备CHFCl2(氟利昂的一种主要成分),制备方法如下:
甲为Cl2,反应①的条件是 ,写出乙的结构式 。
(2)石油通过一定方法可获取汽油,用于获取汽油的方法 和 。
(3)煤干馏可获得煤焦油,煤焦油中可分离出苯,写出由苯制备硝基苯的化学方程式 。
(本题共10分)
煤焦油中含有多种芳香族化合物,是重要的化工原料。以下是用煤焦油制备均三溴苯的流程。
42.操作①的名称是 ;试剂①是 ;反应②中,NaHS作 剂。
43.均三溴苯的系统命名为 。
44.不用硝基苯直接溴化制取均三溴苯,理由是 。指出苯胺比苯更易发生取代反应的二个事实 。
45.苯胺是微溶于水的液体,呈弱碱性。若苯胺中含少量的苯和硝基苯,简述提纯步骤 。
46.氨基与羟基有许多相似的性质,则苯胺与醋酸酐[(CH3CO)2O]在一定条件下反应,除了生成CH3COOH外,
生成的另一种有机物的结构简式为 。
如图所示是实验进行石油蒸馏的装置,请回答下列问题
(1)指出仪器名称:A B
(2)石油分馏所得的其中一种馏分的沸点范围为50~150℃,这种馏分的主要成分是
A.气体燃料 | B.润滑油 | C.沥青 | D.汽油 |
(3)仪器A中需加入少量固体物质,该物质的作用是
(共17分)本题分三个部分,分别完成以下问题:
I.下面列出了几组物质或粒子,请将合适的组号填写在空格上。
①金刚石与“足球烯”(C60) ②CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和 CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5
③235U、238U ④氧气(O2)与臭氧(O3) ⑤乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)
⑥淀粉和纤维素 ⑦
(1)是同素异形体的是______________,(填序号,下同)(2)是同位素的是___________,
(3)是同分异构体的是___________, (4)是同一物质的是___________。
II.下列物质:①Cl2 ②Na2O2 ③NaOH ④HCl ⑤C2H6 ⑥MgF2 ⑦HNO3
(1)只由离子键构成的物质是______________(填序号,下同)
(2)由离子键和非极性键构成的物质是______________
(3)由极性键和非极性键构成的物质是______________
III.提纯下列物质(括号内的物质是杂质),请将所选用的除杂试剂和分离方法(填字母或者序号)填入对应的空格中(若不选,填“无”)
除杂试剂:
A.盐酸 | B.酸性高锰酸钾 | C.氢氧化钠溶液 | D.(浓)溴水 |
E. H2(催化剂) F. CaO G. NaCl
分离方法:① 蒸馏 ② 分液 ③ 洗气 ④ 过滤
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被提纯的物质 |
除杂试剂 |
分离方法 |
(1) |
酒精(水) |
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(2) |
乙烷(乙烯) |
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(3) |
硬脂酸钠溶液(甘油) |
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(4) |
苯(苯酚) |
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(5) |
SiO2(Al2O3) |
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I实验室进行实验①制乙烯 ②制溴苯 ③石油分馏 ④银镜反应
(1)不需要加热的有 ;(2)需要水浴的有 ;
(3)需要加碎瓷片的有 ;
(4)反应中必须加入浓的有 。(填序号)
II.现有:
A.(CH3)3CCl; | B.(CH3)3CCH2Cl; | C.(CH3)2CHCl; | D.四种有机物 |
(1)能水解生成醇的是 ;(填字母)(2)不能消去成烯的是 ;(填字母)
(3)D与甲酸发生酯化反应的产物是 。(写分子式)
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。
目前,在研究新能源的前沿技术上,科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术的研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。
(1)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一,下列石油化工生产能提高乙烯的产量的是________。
A.蒸馏、分馏 B.催化裂化
C.催化裂解 D.催化重整
(2)下列说法不正确的是__________。
A.石油是混合物,分馏后得到的馏分是纯净物
B.煤隔绝空气加强热可以得到黑褐色油状的煤焦油
C.煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径
D.从绿色化学角度考虑,以植物为主的生物质资源,是未来的理想资源
(3)如果将CO2和H2以1∶4的比例混合,通入反应器,在适当的条件下反应,可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式:
CO2+4H2―→(__________)+2H2O
(4)若将CO2和H2以1∶3的比例混合,使之发生反应生成某种重要的化工原料和水,该原料可能是________。
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.芳香烃
(5)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生产流程相同:
原料—→CO(NH2)2
①甲厂以焦炭和水为原料;②乙厂以天然气和水为原料;③丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料。按工业有关规定,利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高?________。
(6)请根据以上信息,设计工业合成尿素的条件_________________________。
气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径。煤的气化的主要反应是:C+H2O(g)CO+H2,CO和H2的混合气体是合成多种有机物的原料气,研究由CO、H2合成有机物的化学称为一碳化学。下图是合成某些物质的路线图:
其中,D易溶于水,且与CH3COOH互为同分异构体,F分子中的碳原子数是D中的3倍,H经催化氧化可得到G。请回答下列问题:
(1)写出下列物质的结构简式:A: ,H: ,指出A和H的关系 。
(2)利用合成气(H2+CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化,合成气也可合成醛、酸、酯等多种产物,下列表述正确的是 。
①以合成气为原料的反应都是化合反应
②改变合成气中CO与H2的体积比,可得到不同的产物
③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成
④从合成气出发生成气态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径
⑤以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水
A.①②④ | B.②③④ | C.②④⑤ | D.③④⑤ |
(3)写出下列反应的化学方程式:
①CH3COOH+E―→F:____________________________________________。
②D与新制氢氧化铜悬浊液加热:___________________________________。
将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol-1
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1
请你根据上述信息回答下列问题:
(1)煤是一种成分复杂的混合物,其中除含碳、氢元素外,还含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固体煤燃烧会导致大气污染,写出煤燃烧产生的两种污染: ,将石灰石粉与煤粉混合,可以有效地减少煤燃烧过程中的二氧化硫污染,写出该反应的化学方程式:____________________
(2)根据已知热化学方程式写出由煤制备水煤气的热化学方程式:____________________________。
(3)下面是甲、乙两位同学对上述热化学方程式及煤燃烧的理解。
甲同学:1 mol CO与1 mol H2燃烧放出的热量之和大于1 mol固体炭燃烧放出的热量,所以煤燃烧时加入少量水,可以使煤燃烧放出更多的热量。
乙同学:根据下面的物质与能量循环,将煤炭转化为水煤气,再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同,而将煤炭转化为水煤气将会增加消耗,故煤炭转化为水煤气得不偿失。
C(s)+H2O(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)
CO(g)+O2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+ O2(g)
请你评价两位同学的理解:
①甲同学的说法 (答“正确”或“不正确”),原因是______________________________________。
②乙同学的说法 (答“正确”或“不正确”),原因是_____________________________________。
随着全球性石油危机的来临,使许多国家关注用煤代替石油的研究,科学家发现在443~473 K的温度下,用Co作催化剂,水煤气(主要成分是CO和H2)可以生成碳原子数5~8之间的烷烃,这是用煤合成汽油的方法之一。
(1)用煤合成汽油CnH2n+2的有关反应方程式是
_________________________________________________________________;
(2)要达到合成上述汽油的要求,CO和H2的体积比的取值范围是 。
Ⅰ.如图是石油分馏塔的示意图。a、b、c三种馏分中________
A.a的沸点最高 |
B.b的熔点最低 |
C.c的平均相对分子质量最大 |
D.每一种馏分都是纯净物 |
Ⅱ.裂化汽油中除含有C6~C11的烷烃外,还含有C5~C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物,实验步骤为:
(1)先逐滴加入________,振荡,如果看到______,则证明有________存在。
(2)继续逐滴加入________至________为止,静置,用分液漏斗分出________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品,再加入________振荡,如果看到________,则证明裂化汽油中有________存在。
煤是重要的能源,也是化工生产的重要原料。
(1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中,可能导致的环境污染问题是_____________。
(2)下图是对煤矿燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图。
①废气脱硫过程中,主要反应的化学方程式为______________、_____________;
②在煤矿中直接添加一种物质,可有效减少煤矿燃烧产生的SO2,该物质是___________;
③石膏的工业生产中的用途是_________________(写出一种用途即可)。
(3)煤经过___________(填加工方法)可以得到焦炉煤气、煤矿焦油和焦炭。煤焦油经过_______(填加工方法)可得到芳得族化合物。煤矿也可以用氢化法转化燃油,氢化法的本质是__________________。
21世纪最富有挑战性的课题之一是使汽油氧化直接产生电流,新研制的某汽油燃料电池的一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,用NaOH溶液作电解质溶液。填写下列空格。
(1)汽油_____________(选填“有”或“没有” )固定的熔沸点。炼制汽油的原料是石油,工业上生产汽油的常用方法是 。(填序号)
①分馏 ②干馏 ③裂化 ④聚合
(2)汽油中有一种烃的成分为,它的分子式是 ,名称是 。
(3)汽油燃料电池的能量转换形式是将 能直接转化为 能。通入空气的那个电极是燃料电池 极(选填“正”或“负”)。若汽油的组成用上述烃的分子式表示,则负极的电极反应式为 。
石油化工专家闵恩泽院士获2007年度国家最高科学技术奖,他是石油化工技术自主创新的先行者和绿色化学的开拓者,他研制的多种石油炼制催化剂极大地降低了我国石油化工产品的成本。
(1)使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是 。
(2)“绿色化学工艺”的理想状态是反应物中原子利用率为100%。工业上,通过绿色化学工艺用CO、CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2=C(CH3)COOCH3,该不饱和脂肪链烃的分子式为 。
(3)下图表示石油炼制中某一反应进行过程中能量(单位为kJ/mol)的变化示意图。则石油炼制中的该反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
(4)科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂,探究不同催化剂对石油裂解反应的催化性能。
①该探究实验的检测装置中选择的检测试剂是 。
②从安全的角度考虑,本实验尾气处理的方法是 。