Question

19．石油是重要的能源和寶貴的資源，人們的衣、食、住、行、用很大程度上直接或間接與石油產品有關．塑料、合成橡膠、合成纖維三大合成材料，絕大部分靠石油來生產．石油必須經過煉制才能使用，石油的煉制主要有分餾、裂化、重整、精制等．
煤是另一種礦物燃料，也是寶貴的資源．它是由有機物和無機物所組成的復雜的混合物．煤的綜合利用有煤的氣化、煤的干餾、煤的液化等．
①煤的氣化是讓固體煤在一定溫度及壓強下與氣化劑（如蒸汽、空氣或氧氣等）發生一系列化學反應，使煤中的有機物轉化為氫氣、甲烷和一氧化碳等氣態物質的過程．②煤的干餾是把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程．煤通過干餾產生焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣等，其中煤焦油可以通過分餾制得重要的化工原料．③煤的液化是把煤磨成粉末后和一些燃料油混合，在催化劑作用下加氫，得到的液化產物的過程．此液化產物也稱人造石油．
閱讀上述文字，結合已學知識，回答下列問題：
（1）下列變化屬于物理變化的是①⑥
①石油的分餾；②煤的干餾；③石蠟的催化裂化；④煤的氣化；⑤煤的液化；⑥煤焦油成分的分離．
（2）有下列反應：①由乙烯制乙醇  ②甲烷在空氣中燃燒  ③由氯乙烯制聚氯乙烯  ④丙烯使溴水褪色  ⑤苯與濃硝酸、濃硫酸的混合在50℃-60℃條件下的反應  ⑥由乙烯制聚乙烯  ⑦乙醇在銅作催化劑條件下與氧氣反應生成乙醛  ⑧乙醇與乙酸反應生成乙酸乙酯．
其中屬于取代反應的是（填序號，下同） ，屬于氧化反應的是②⑦，
屬于聚合反應的是③⑥，屬于加成反應的是①④．
（3）分子結構中在同一平面上的碳原子數最多為11個．
（4）石油分餾產品之一的汽油中含有戊烷，戊烷分子式為C₅H₁₂．寫出戊烷的所有同分異構體CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH₂CH₃、（CH₃）₄C．

Answer 1

分析 （1）化學變化是指在原子核不變的情況下，有新物質生成的變化．物理變化是指沒有新物質生成的變化．化學變化和物理變化的本質區別在于是否有新物質生成；
（2）取代反應是有機物中的原子或原子團被其他的原子或原子團所代替生成新的化合物的反應；
氧化反應是物質所含元素化合價升高的反應；
聚合反應是由單體合成聚合物的反應過程；
加成反應是有機物分子中的不飽和鍵斷裂，斷鍵原子與其他原子或原子團相結合，生成新的化合物的反應；
以此解答該題；
（3）此有機物中原子共平面的母體有苯環、碳碳雙鍵和碳碳三鍵；
（4）C₅H₁₂為烷烴，可利用減碳鏈的方法書寫其同分異構體，以此來解答．

解答 解：（1）①石油的分餾是根據物質的沸點不同進行分離，物理變化，故正確；
②煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，屬于化學變化，故錯誤；
③石蠟的催化裂化是由大分子經裂化而得的小分子的汽油，屬于化學變化，故錯誤；
④煤的氣化是煤與碳反應生成一氧化碳和氫氣，屬于化學變化，故錯誤；
⑤煤的液化是用煤做原料來生產甲醇的過程，故為化學變化，故錯誤；
⑥煤焦油成分的分離是利用其組分沸點的不同，用加熱的方法將其各組分分離的方法，故為物理變化，故正確．
故選①⑥；
（2）①由乙烯制乙醇，是乙烯和水在催化劑作用下發生了加成反應，故屬于加成反應；
 ②甲烷在空氣中燃燒時，甲烷發生了氧化反應，故此反應為氧化反應；
  ③由氯乙烯制聚氯乙烯發生的是加聚反應；
  ④丙烯使溴水褪色是丙烯和溴水發生了加成反應；
  ⑤苯與濃硝酸、濃硫酸的混合在50℃-60℃條件下的反應，是苯和濃硝酸發生了硝化反應，也屬于取代反應；
 ⑥由乙烯制聚乙烯是發生了加聚反應；
  ⑦乙醇在銅作催化劑條件下與氧氣反應生成乙醛，是乙醇的氧化反應；
  ⑧乙醇與乙酸反應生成乙酸乙酯，是酯化反應，也屬于取代反應．
故答案為：⑤⑧，②⑦，③⑥，①④；
（3）分子中，此有機物中原子共平面的母體有苯環、碳碳雙鍵和碳碳三鍵，即，由于碳碳三鍵中1號C原子處于苯中H原子的位置，而1、2、3碳原子是以乙炔為母體，故1、2、3號碳原子一定和苯環處于同一平面上；而2、3、4、5號碳原子是以乙烯為母體，故一定共平面，但由于2號和3號碳原子間的碳碳單鍵可以旋轉，故4號碳原子一定和苯環共平面，但5號碳原子和苯環不一定共平面，故此有機物中至少有10個碳原子共平面，最多有11個碳原子共平面，故答案為：11；
（4）C₅H₁₂為烷烴，由減碳鏈的方法可知其同分異構體有CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH₂CH₃、（CH₃）₄C，共3種，
故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH₂CH₃、（CH₃）₄C．

點評 本題考查烷烴同分異構體的書寫和有機反應類型，為基礎性題目，把握減鏈法書寫同分異構體為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．