備戰(zhàn)高考化學壓軸題之認識有機化合物(備戰(zhàn)高考題型整理-突破提升)附答案解析-資料下載頁
2025-04-02 00:25本頁面
【正文】 構(gòu)式，根據(jù)逆推法確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，側(cè)重考查學生的推理能力與分析、判斷能力。13．在海底和凍土層存在著儲量巨大的“天然氣水合物”，具有良好開發(fā)和應用前景。有科學家開采得到一種天然氣水合物樣品，該樣品迅速轉(zhuǎn)化為甲烷氣體（CH4）和水。將甲烷氣體分離并完全燃燒。求該天然氣水合物樣品中甲烷的質(zhì)量分數(shù)__。（%）【答案】%【解析】【分析】根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量和對應的化學方程式計算參加反應的甲烷的質(zhì)量，進而計算甲烷的質(zhì)量分數(shù)?！驹斀狻?，CH4+2O2CO2+2H2O16 44x =，解得：x=，該天然氣水合物樣品中甲烷的質(zhì)量分數(shù)為100%≈%，故答案為：%。14．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應的副產(chǎn)品生產(chǎn)鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，所設(shè)計的裝置如圖所示：（1）A中制取Cl2的反應的化學方程式是_________________________。（2）B裝置的作用：①______；②______；③______。（3）D裝置中的石棉上吸附著潮濕的KI，其作用是________________。（4）E裝置的作用是_____(填序號)。A．收集氣體 B．吸收氯氣 C．吸收氯化氫（5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法是______________。（6）將1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應，測得4種有機取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣的物質(zhì)的量是_____。【答案】MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 控制氣流速度 使氣體混合均勻 干燥氣體 除去過量的Cl2 C 分液 mol 【解析】【分析】甲烷與氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應生成多種氯代甲烷和氯化氫。A裝置是濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣的發(fā)生裝置，通過B裝置，除去氯氣中的水蒸氣，控制兩種氣體的流速，使氯氣和甲烷混合均勻，C裝置是甲烷和氯氣發(fā)生取代反應的裝置，D裝置盛有濕潤的KI粉末可以用來除去過量的氯氣，尾氣中含有有毒氣體CH3Cl和過量的甲烷，容易污染空氣，需要進行尾氣處理，據(jù)此判斷。【詳解】（1）MnO2能與HCl(濃)發(fā)生氧化還原反應生成MnClCl2和水，反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。（2）制備的氯氣中含有水蒸氣，可用濃硫酸除去，B裝置的作用是干燥氣體、使氣體混合均勻、通過觀察氣泡來控制氣流速度。（3）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)，濕潤的KI可除去過量的氯氣。（4）由于上述過程中產(chǎn)生的HCl易導致大氣污染，所以E的作用是吸收尾氣，HCl極易溶于水易發(fā)生倒吸，所以E還可以防止倒吸，答案選C。 （5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分層，可通過分液分開。（6）1 mol CH4生成等物質(zhì)的量的4種取代產(chǎn)物， mol CH3Cl、 mol CH2Cl mol CHCl mol CCl4，則所需n(Cl2)= mol1+ mol2+ mol3+ mol4= mol。15．把1 mol CH4 和一定量Cl2組成的混合氣體通入大試管中，將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽中，放在光亮處，回答下列問題：（1）片刻后試管中的現(xiàn)象為：①試管內(nèi)氣體的顏色變淺，②試管壁上出現(xiàn)_________________________、③試管內(nèi)__________________、____________________。（2）在反應結(jié)束后，試管內(nèi)的產(chǎn)物最多的是___________，空間構(gòu)型呈正四面體的產(chǎn)物為___________。（3）若（2）中生成的四種有機產(chǎn)物的物質(zhì)的量相同，則反應消耗的Cl2的物質(zhì)的量為________mol。（4）與CH4相鄰同系物的結(jié)構(gòu)簡式為_______________該同系物與Cl2發(fā)生一氯取代反應的化學方程式為__________________________。【答案】油狀液滴 出現(xiàn)白霧 液面上升 HCl CCl4 CH3CH3 或CH3CH3 【解析】【分析】對甲烷與氯氣反應實驗現(xiàn)象的理解，取代反應實質(zhì)是一個原子（或原子團）代替另外一個原子（或原子團）。【詳解】把1 mol CH4 和一定量Cl2組成的混合氣體通入大試管中，將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽中，放在光亮處，⑴片刻后試管中的現(xiàn)象為：氯氣和甲烷在光照條件下發(fā)生反應，顏色逐漸變淺，試管內(nèi)出現(xiàn)白霧，試管壁上出現(xiàn)油狀液體，試管內(nèi)液面上升，故答案為油狀液滴；出現(xiàn)白霧；液面上升；⑵甲烷和氯氣是一系列的反應，每一步反應都生成HCl，因此試管內(nèi)的產(chǎn)物最多的是HCl，空間構(gòu)型呈四面體有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，但呈正四面體的產(chǎn)物為四氯化碳，故答案為HCl；CCl4；⑶若⑵中生成的四種有機產(chǎn)物的物質(zhì)的量相同即一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、 mol，根據(jù)反應方程式分析每取代一個氫原子消耗一個氯氣，取代1 mol氫原子，消耗1 mol氯氣，(1 + 2 + 3 + 4)= mol，；⑷與CH4相鄰同系物為乙烷，其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH3或CH3—CH3，該同系物與Cl2發(fā)生一氯取代反應的化學方程式為CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl。故答案為CH3CH3或CH3—CH3；CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl。
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