《专题3 石油化工的基础物质一烃》试卷及答案-高中化学选择性必修3-苏教版-2024-2025学年

《专题3石油化工的基础物质一烃》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、石油是重要的化工原料，其最重要的成分是：A、石油沥青B、天然气C、石油焦D、石油烃2、下列关于烷烃的说法中，哪一项是错误的？A.烷烃分子中碳原子之间只存在单键连接B.烷烃的通式为CnH2n+2，其中n≥1C.所有烷烃在常温下都是气体D.烷烃的物理性质随着分子量的增加而发生变化3、在有机化学中，下列哪一种化合物属于烷烃？A.乙烯(C2H4)B.丙烯(C3H6)C.乙烷(C2H6)D.苯(C6H6)4、下列化合物中，不属于烃的是（）。A、CH₄B、C₂H₆C、C₂H₅OHD、C₆H₆5、石油中最重要的烃类物质是：A.烯烃B.环烷烃C.烯烃与环烷烃的混合物D.烷烃6、下列关于烷烃的说法错误的是：A.烷烃分子中的碳原子均以sp3杂化轨道成键B.烷烃分子中碳原子之间只能形成单键C.所有的烷烃都易溶于水D.烷烃的通式可以表示为CnH2n+27、下列物质中，不属于烃类的是（）A.甲烷B.苯C.乙醇D.乙炔8、下列化合物中，不属于芳香烃的是（）。A、苯B、甲苯C、二甲苯D、丙酮9、下列化合物中，含有不饱和碳碳键的是：A.乙烷（C2H6）B.丙烷（C3H8）C.甲烷（CH4）D.戊烷（C5H12）10、下列物质中，属于石油化工产品的是（）A.乙烯B.甲烷C.乙烷D.丙烷11、乙烯分子中的碳碳双键的键能是120kJ/mol，如果将两个乙烯分子通过催化加氢反应转化为乙烷，那么该反应中需要吸收或释放的能量是（）。A、240kJ/molB、120kJ/molC、0kJ/molD、-240kJ/mol12、在石油化工生产中，甲烷的用途主要表现在以下哪个方面？（A、用作燃料B、用作化工原料C、用作制冷剂D、用作化工催化剂13、下列化合物中，不属于烃类的是：A、甲烷（CH4）B、乙烯（C2H4）C、苯（C6H6）D、甲苯（C7H8）14、下列关于烷烃和烯烃性质的比较，正确的是（）A、相同条件下，烷烃的密度大于烯烃B、烷烃和烯烃都可以与溴水发生加成反应C、在光照条件下，卤素单质只能与烯烃发生取代反应D、相同条件下，烷烃的熔点、沸点高于烯烃15、下列物质中，属于烃类化合物的是（）A.甲烷B.乙醇C.乙烷D.乙酸16、石油化工中，将甲烷通过催化裂化得到的轻烃产品中，通常含量最高的是（）A.乙烯B.丙烯C.丁烯D.乙烷二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：为什么石油炼制过程中得到的汽油在化学成分上主要是一系列的碳氢化合物？请阐明这些碳氢化合物的基本类型及其结构特点。第二题试题：某碳氢化合物A可以发生如下反应：1.A与氧气燃烧生成二氧化碳和水；2.A与氯气在光照条件下进行取代反应；3.A在镍催化剂的作用下加氢生成另一种碳氢化合物B；4.A和B可以发生加成反应。请回答以下问题：（1）根据上述反应性质，判断物质A的类型，并给出判断依据。（2）如A的相对分子质量为60，请写出A的结构简式。（3）根据题目信息，推断反应类型为加成反应的产物C的结构简式。第三题题目：某有机物A在催化条件下可以发生加成反应，与溴水反应后，溴水的橙色褪去。A在氧气中燃烧后，生成二氧化碳和水。根据上述信息，回答以下问题：（1）推断A的可能结构式，并简要说明推断依据。（2）若A与氢气在催化剂存在下发生加成反应，产物B的分子式为C8H18，请推断B的结构简式，并说明推断依据。第四题题目1.结构分析：以下是甲苯(C₇H₈)和2-甲基丙烯(C₅H₈)的结构式示意图，请根据结构分析回答问题：甲苯(C₇H₈)CH₃|C-C-C|||C-C-C-H|||HC2-甲基丙烯(C₅H₈)CH₂=CH-CH₂-CH₃问题：从结构上判断，甲苯和2-甲基丙烯分别属于什么类型的烃？请写出它们的结构简式。分析甲苯和2-甲基丙烯的分子组成和结构差异，说明它们在化学性质上的主要区别。在石油化工过程中，甲苯主要用于合成哪些化合物？请简述其反应原理和用途。2.作答要求：答题时请详细阐述，并结合所学知识进行分析。尽量使用图表或分子模型辅助解释。《专题3石油化工的基础物质一烃》试卷及答案一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、石油是重要的化工原料，其最重要的成分是：A、石油沥青B、天然气C、石油焦D、石油烃答案：D解析：石油主要由各种烃组成，包括烷烃、环烷烃和芳香烃等。这些烃类化合物是制造各种石油化工产品的基石。因此，石油烃是石油最重要的成分。2、下列关于烷烃的说法中，哪一项是错误的？A.烷烃分子中碳原子之间只存在单键连接B.烷烃的通式为CnH2n+2，其中n≥1C.所有烷烃在常温下都是气体D.烷烃的物理性质随着分子量的增加而发生变化答案：C解析：烷烃是一类饱和烃，它们的分子结构中碳原子间只形成单键（选项A正确）。烷烃的通用分子式为CnH2n+2，这里n代表碳原子的数量，且n至少为1（选项B正确）。然而，并非所有烷烃在常温下都是气体；事实上，只有少数小分子量的烷烃如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷在标准条件下是气体，而较大的烷烃分子在常温下则是液体或固体（选项C错误）。此外，随着烷烃分子量的增加，其沸点、熔点等物理性质确实会发生变化，通常这些性质会随分子量的增大而升高（选项D正确）。因此，本题正确答案为C。3、在有机化学中，下列哪一种化合物属于烷烃？A.乙烯(C2H4)B.丙烯(C3H6)C.乙烷(C2H6)D.苯(C6H6)答案：C解析：烷烃是一类只含有碳和氢的饱和烃，其通式为CnH2n+2。选项A和B分别是乙烯和丙烯，它们是烯烃，含有碳碳双键；选项D是苯，属于芳香烃，具有特殊的环状结构。只有选项C的乙烷符合烷烃的定义，因此正确答案是C。4、下列化合物中，不属于烃的是（）。A、CH₄B、C₂H₆C、C₂H₅OHD、C₆H₆答：C（C₂H₅OH）解析：烃是指仅由碳和氢两种元素组成的化合物。根据这一定义，我们可以逐一分析给出的选项：A、CH₄：甲烷，仅由碳和氢两种元素组成，属于烃。B、C₂H₆：乙烷，仅由碳和氢两种元素组成，属于烃。C、C₂H₅OH：乙醇，除了碳和氢两种元素，还含有氧元素（CH₃CH₂OH），不符合烃的定义。D、C₆H₆：苯，仅由碳和氢两种元素组成，属于烃。因此，选项C中的C₂H₅OH不属于烃。5、石油中最重要的烃类物质是：A.烯烃B.环烷烃C.烯烃与环烷烃的混合物D.烷烃答案：D解析：石油中最重要的烃类物质是烷烃，烷烃因其稳定的性质，广泛用于溶剂、燃料和化工原料等。烯烃和环烷烃在石油中也存在，但它们的化学性质较烷烃活泼，往往作为中间产物或进一步加工的对象。6、下列关于烷烃的说法错误的是：A.烷烃分子中的碳原子均以sp3杂化轨道成键B.烷烃分子中碳原子之间只能形成单键C.所有的烷烃都易溶于水D.烷烃的通式可以表示为CnH2n+2答案：C解析：烷烃是一类饱和烃化合物，其分子中碳原子均以sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子形成单键，因此选项A和B都是正确的描述。烷烃的通式确实是CnH2n+2，这符合所有直链和支链烷烃的组成规则，所以选项D也是正确的。然而，烷烃是非极性分子，而水是极性溶剂，根据“相似相溶”的原则，非极性的烷烃不易溶于极性的水中，因此选项C的说法是错误的。7、下列物质中，不属于烃类的是（）A.甲烷B.苯C.乙醇D.乙炔答案：C解析：烃是指仅由碳和氢两种元素组成的化合物。A选项甲烷（CH4）由碳和氢组成，是烃类；B选项苯（C6H6）由碳和氢组成，是烃类；D选项乙炔（C2H2）由碳和氢组成，是烃类。而C选项乙醇（C2H5OH）由碳、氢和氧三种元素组成，因此不属于烃类。8、下列化合物中，不属于芳香烃的是（）。A、苯B、甲苯C、二甲苯D、丙酮答案：D解析：芳香烃是指具有苯环结构的一类化合物，其分子中至少含有一个苯环。选项A、B、C中的化合物分别是苯、甲苯和二甲苯，它们都含有苯环结构，因此属于芳香烃。而选项D丙酮的分子式为CH₃COCH₃，其分子中没有苯环结构，所以不属于芳香烃。9、下列化合物中，含有不饱和碳碳键的是：A.乙烷（C2H6）B.丙烷（C3H8）C.甲烷（CH4）D.戊烷（C5H12）答案：C解析：不饱和碳碳键指的是碳原子之间存在双键或三键的键合形式。A、B、D选项均为饱和烃，它们的碳原子之间只存在单键。而C选项甲烷分子中不存在碳碳键，因为它只有一个碳原子。因此，没有任何选项符合题意，可能是题目有误。但若按照题目的设定，正确答案应为选项C，因为纸面上没有其它选项含有不饱和碳碳键。10、下列物质中，属于石油化工产品的是（）A.乙烯B.甲烷C.乙烷D.丙烷答案：A解析：乙烯是石油化工的重要基础物质，广泛用于生产聚乙烯、乙二醇等化工产品。甲烷、乙烷、丙烷虽然也是烃类物质，但它们更常用于燃料，不属于石油化工产品。11、乙烯分子中的碳碳双键的键能是120kJ/mol，如果将两个乙烯分子通过催化加氢反应转化为乙烷，那么该反应中需要吸收或释放的能量是（）。A、240kJ/molB、120kJ/molC、0kJ/molD、-240kJ/mol答案：C解析：乙烯分子中的碳碳双键在催化加氢反应中可以转化为碳碳单键，这是一个放热的过程。因此，在理论上如果将两个乙烯分子完全转化为乙烷，该过程中会释放能量，但由于这是一个可逆的平衡反应，在没有额外条件改变平衡的情况下，并不会完全释放双键的键能，或者说释放的能量会伴随着新的化学键的形成而重新平衡为0kJ/mol。因此，正确答案是C。这是基于化学平衡和能量守恒的原则得出的结论。12、在石油化工生产中，甲烷的用途主要表现在以下哪个方面？（A、用作燃料B、用作化工原料C、用作制冷剂D、用作化工催化剂答案：B解析：甲烷虽然是一种优良的燃料，但由于其分子结构简单，热值不高，因此在石油化工生产中主要作为化工原料，用于合成的化工产品有氢气、甲醇、乙烯等，带动了石油化工行业的发展。13、下列化合物中，不属于烃类的是：A、甲烷（CH4）B、乙烯（C2H4）C、苯（C6H6）D、甲苯（C7H8）答案：D解析：烃是仅由碳和氢两种元素组成的化合物。甲烷、乙烯和苯都是烃，而甲苯（C7H8）虽然主要由碳和氢组成，但由于其结构中含有一个甲基（CH3），因此它属于芳香烃，而不是简单的烃类。所以正确答案是D。14、下列关于烷烃和烯烃性质的比较，正确的是（）A、相同条件下，烷烃的密度大于烯烃B、烷烃和烯烃都可以与溴水发生加成反应C、在光照条件下，卤素单质只能与烯烃发生取代反应D、相同条件下，烷烃的熔点、沸点高于烯烃答案：D解析：选项A不正确，因为烷烃通常比烯烃轻，其密度通常小于烯烃，除非烯烃含有较重的原子（如芳烃）。选项B不完全正确，虽然烯烃可以与溴水发生加成反应（如加成反应），但烷烃不能与溴水直接发生加成反应，而是通过取代反应消耗溴水。选项C不正确，因为烷烃在光照条件下也可以与卤素单质发生取代反应，例如卤代烷烃反应。选项D是正确的，烷烃由于含有更长的碳链，通常具有较高的熔点和沸点，而烯烃链较短，熔点和沸点相对较低，因此选择D。15、下列物质中，属于烃类化合物的是（）A.甲烷B.乙醇C.乙烷D.乙酸答案：A解析：烃是由碳和氢元素组成的有机化合物。在本题的选项中，A.甲烷是由一个碳原子和四个氢原子构成的最简单的烃，属于烷烃类。而选项B.乙醇和D.乙酸含有氧原子，属于醇类和羧酸类，不是烃。选项C.乙烷虽然只含有碳和氢，但是它是一个由两个碳原子和五个氢原子组成的烃，不是最简单的烃。因此，正确答案是A.甲烷。16、石油化工中，将甲烷通过催化裂化得到的轻烃产品中，通常含量最高的是（）A.乙烯B.丙烯C.丁烯D.乙烷答案：D解析：在石油化工的催化裂化过程中，甲烷主要转化为乙烷、乙烯、丙烯等轻烃。其中，乙烷的生成量通常最高，其次是乙烯和丙烯。因此，选择D选项。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：为什么石油炼制过程中得到的汽油在化学成分上主要是一系列的碳氢化合物？请阐明这些碳氢化合物的基本类型及其结构特点。答案：1.基本类型和结构特点：烷烃（饱和烃）：烷烃是由碳和氢组成的直链或支链化合物，分子式为Cn烯烃（不饱和烃）：烯烃分子中有一个或多个碳-碳双键，分子式为Cn炔烃（不饱和烃）：炔烃分子中至少有一对碳-碳三键，具有分子式为Cn芳香烃：芳香烃含有高度共轭的环状结构，分子通常包含苯环（由6个碳原子组成的环）。例如，苯（C₆H₆），除了苯外，它还包括多种衍生物如甲苯（C₇H₈）、二甲苯等。芳香烃由于其独特的结构，表现出高的稳定性及不同于其他碳氢化合物的特点下的反应性。2.炼油厂为什么选择主要回收这些碳氢化合物：用途广泛：上述碳氢化合物由于其独特的物理化学性质，适合用于不同的领域如机械燃料、溶剂、塑料的生产原料等。例如，烷烃用于车用燃料；一些烯烃用于制备塑料和橡胶；芳香烃则常用作某些化学产品的基础。便于储存和运输：碳氢化合物为液体或气体，便于储存和运输，降低了生产成本。经济效益：从石油中提取这些化合物可以带来巨大的经济效益，不仅原料丰富，而且通过进一步加工可以得到多种产品，广泛用于各种产业中。市场需求：由于现代社会对燃料和化工产品的巨大需求，尤其是汽油作为一种汽车燃料的必需品，使得提炼这些碳氢化合物成为炼油厂的重要任务。解析：1.知识点覆盖：该题考查学生对石油炼制产物类型及其结构特性的理解，既包括了基础的化学知识，也涉及了实际应用情况。2.逻辑与层次：从基本化学概念到炼油工艺的应用，学生需要能够从不同层面清晰地将知识点组织起来并给出合理解释。3.启发性：通过本题还可以引导学生思考化学在工业和日常生活中的实际应用，增强学以致用的能力。第二题试题：某碳氢化合物A可以发生如下反应：1.A与氧气燃烧生成二氧化碳和水；2.A与氯气在光照条件下进行取代反应；3.A在镍催化剂的作用下加氢生成另一种碳氢化合物B；4.A和B可以发生加成反应。请回答以下问题：（1）根据上述反应性质，判断物质A的类型，并给出判断依据。（2）如A的相对分子质量为60，请写出A的结构简式。（3）根据题目信息，推断反应类型为加成反应的产物C的结构简式。答案：（1）根据物质A能够与氧气发生燃烧反应生成二氧化碳和水，能够在光照条件下与氯气发生取代反应，以及在镍催化剂的作用下加氢生成碳氢化合物B，可以判断物质A是一类烃，即脂肪烃。由于A还可以与B发生加成反应，说明A中可能含有不饱和键，所以物质A可以判断为烯烃。判断依据：①可燃烧；②可发生取代反应；③可进行加氢反应；④可与另一不饱和烃发生加成反应。（2）A的相对分子质量为60，可以写作CnH2n+2（烷烃）或CnH2n（烯烃）。由于A为烯烃，其结构简式为C4H8。答案示例：CH2=CH-CH2-CH3或CH3-CH=CH-CH3（3）反应类型为加成反应，说明两个不饱和烃分子通过共享一对电子形成新的饱和化合物。由于碳氢化合物A为C4H8，B为A的加氢产物，其结构简式为C4H10，推测在加成反应中，C的结构简式为C4H10。答案示例：CH3-CH2-CH2-CH2-CH3或CH3-CH(CH3)-CH2-CH3解析：（1）根据反应性质，可以判断出A为烯烃。（2）根据相对分子质量推断A的结构简式。（3）加成反应形成的产物C具有C4H10的结构简式。第三题题目：某有机物A在催化条件下可以发生加成反应，与溴水反应后，溴水的橙色褪去。A在氧气中燃烧后，生成二氧化碳和水。根据上述信息，回答以下问题：（1）推断A的可能结构式，并简要说明推断依据。（2）若A与氢气在催化剂存在下发生加成反应，产物B的分子式为C8H18，请推断B的结构简式，并说明推断依据。答案：（1）A的可能结构式为C4H8。推断依据如下：A可以发生加成反应，说明A中含有不饱和键，可能是双键或环状结构。A与溴水反应，溴水褪色，表明A中的不饱和键与溴发生了加成反应，进一步说明A中可能含有双键。A燃烧生成二氧化碳和水，说明A是烃类物质，且碳氢比为1:2，符合烯烃的特性。（2）B的结构简式为（CH3）2CHCH2CH2CH2CH2CH3。推断依据如下：A与氢气加成，双键变为单键，分子式增加氢原子。B的分子式为C8H18，比A多4个氢原子，说明A中有一个双键。由于A的结构简式为C4H8，且A为烯烃，最简单的结构为CH2=CHCH2CH3，加氢后变为CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3。解析：（1）根据A的反应性质和产物，可以推断A为烯烃。由于A的分子式为C4H8，且能发生加成反应，最简单的烯烃结构为1-丁烯或2-丁烯，但由于题目未指定具体的烯烃位置，故答案中给出了一种可能的结构。（2）B为A的加氢产物，分子式变为C8H18，说明A中的一个双键被两个氢原子饱和。由于A的结构为C4H8，加氢后应在碳链的两端各加两个氢原子，形成C8H18的直链烷烃。第四题题目1.结构分析：以下是甲苯(C₇H₈)和2-甲基丙烯(C₅H₈)的结构式示意图，请根据结构分析回答问题：甲苯(C₇H₈)CH₃|