【知识点详解】
1. 清洁燃料:压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)是两种主要的清洁燃料,它们主要由碳氢化合物组成,不会产生像汽油或柴油那样的有害尾气排放,有利于减少大气污染。
2. 烷烃性质:烷烃是饱和链烃,容易燃烧,其特征反应是取代反应,如卤代反应等。烷烃相邻两个成员在分子组成上相差一个甲基(CH3)的情况并不正确,通常相差一个CH2。
3. 同系物概念:同系物是指结构相似,分子组成相差一个或多个CH2原子团的有机化合物。选项中,甲烷和丙烷属于同系物,因为它们都是烷烃,分子组成相差两个CH2。
4. 氢气制备:制备氢气的反应中,最合理的路径是通过C3H8与水反应生成CO和H2,因为此过程可以直接将碳氢化合物转化为氢气,且副产物为CO,可以进一步利用。
5. 一氯取代反应:一氯取代产物有三种不同沸点,意味着分子中存在三种不同位置的氢原子。选项D的(CH3)3CCH2CH3满足条件,因为它有三个等效的氢原子。
6. 离子鉴别:氨水加入到给定的六种溶液中,会产生独特的现象,例如与FeCl2反应生成白色沉淀(Fe(OH)2),与CuSO4生成蓝色沉淀(Cu(OH)2),与AlCl3先生成白色沉淀后溶解,与NaCl不反应,与Fe2(SO4)3生成红褐色沉淀,与MgSO4生成白色沉淀。
7. 分子构型:判断碳原子是否在同一平面上,需要考虑分子的立体结构。选项中,①乙烯的所有碳原子在同一平面,②乙炔的所有碳原子在同一平面,④甲基取代的苯环上的碳原子也都在同一平面,⑤乙醇的碳原子不在同一平面,但③丙烯的碳原子由于双键的存在,所有碳原子可以共面。
8. 石油和煤的组成与利用:石油通过分馏可得到汽油,催化裂化可将大分子烷烃转化为小分子汽油组分;煤是复杂混合物,包含有机物和无机物,干馏可以提取苯及其同系物。
9. 烃的沸点比较:烷烃的沸点随着碳原子数的增加而升高,支链越多,沸点越低。所以按照沸点从高到低排序为:戊烷、2-甲基丁烷、2,2-二甲基丙烷、丁烷、丙烷。
10. 离子方程式判断:A、B、C选项均正确,D选项错误,因为碳酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠,应生成碳酸钠和水,但忽略了氨气的生成,正确的离子方程式应该是HCO3- + 2OH- = CO32- + NH3 + H2O。
11. 化学平衡:恒压容器与恒容容器中反应的平衡情况,根据题目信息,若X、Y均为气态,平衡时气体平均摩尔质量在恒压容器中较大,因为恒压下平衡向气体体积增大的方向移动。若X为固态,Y为气态,加入Z会降低Z的体积分数。
12. 键角比较:根据BH3和NH3的键角,可以推测甲基碳正离子的键角最大,因为其电子云更少,排斥力最小;甲基碳负离子的键角最小,电子云较多,排斥力最大;甲基的键角介于两者之间。
以上是对试卷中化学知识的详细解析,涵盖了烷烃、清洁燃料、同系物、化学反应路径选择、离子鉴别、分子构型、石油和煤的利用、烷烃沸点、离子方程式判断以及化学平衡等多个方面的知识点。