第二章《烃》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.工业上苯乙烯是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体,如图是苯乙烯的结构简式:,下列关于该有机物的说法不正确的是( )
A. 苯乙烯的分子式为C8H8
B. 苯乙烯通过加聚反应可制备高分子化合物
C. 苯乙烯与溴的四氯化碳溶液反应:
D. 苯乙烯能发生加成反应,但不能发生取代反应
2.乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物:
下列说法正确的是( )
A. 正四面体烷的分子式为C4H8
B. 正四面体烷二氯取代产物有1种
C. 环辛四烯核磁共振氢谱有2组峰
D. 环辛四烯与苯互为同系物
3.下列物质属于芳香烃,但不是苯的同系物的是( )
①CH3②CH=CH2③NO2
④OH ⑤ ⑥CH—CH2
A. ③④
B. ②⑤
C. ①②⑤⑥
D. ②③④⑤⑥
4.下列叙述不正确的是( )
A. 答案A
B. 答案B
C. 答案C
D. 答案D
5.近年来食品安全问题成为社会各界日益关注的焦点话题.香港地区食环署食物安全中心曾对十五个桂花鱼样本进行化验,结果发现十一个样本中含有孔雀石绿.孔雀石绿是化工产品,具有较高毒性,高残留,且长期服用后,容易致癌、致畸,对人体有害.其结构简式如图所示.下列关于孔雀石绿的说法正确的是( )
A. 孔雀石绿的分子式为C23H25N2
B. 1mol孔雀石绿在一定条件下最多可与6molH2发生加成反应
C. 孔雀石绿属于芳香烃
D. 孔雀石绿苯环上的一氯取代物有5种
6.下列烷烃中,沸点最低的是( )
A. 2-甲基丙烷
B. 2,2-二甲基丙烷
C. 正己烷
D. 2-甲基戊烷
7.间二甲苯苯环上的一个氢原子被—NO2取代后,其一元取代产物有( )
A. 1种
B. 2种
C. 3种
D. 4种
8.烷烃是由某单烯烃与H2加成后的产物,若不考虑烯烃的顺反异构,则这种单烯烃的结构可能有( )
A. 4种
B. 5种
C. 6种
D. 7种
9.下列为制取溴苯实验的有关现象的叙述和解释,其中正确的是( )
A. 实验室制取的溴苯的实验后液体呈褐色,由于产物溴苯是褐色的
B. 溴苯比水轻,因此溴苯浮在水面上
C. 实验室制取溴苯时,导管口出现白雾,是由于HBr遇水蒸气而形成的
D. 溴苯和苯的混合物可以用水萃取分离
10.下列各组液体混合物,用分液漏斗不能分开的是( )
A. 水与煤油
B. 氯乙烷和水
C. 甲苯和水
D. 苯和溴苯
11.某气态烃0.5 mol能与1 mol HCl完全加成,加成后产物分子上的氢原子又可被3 mol Cl2完全取代,则此气态烃可能是( )
A. HC≡CH
B.
C.
D.
12.下列各组物质仅用溴水即可鉴别的是( )
A. 己烷、苯
B. 直溜汽油、苯
C. 四氯化碳、苯
D. 溴苯、四氯化碳
13.居民所用石油液化气的主要成分是丁烷,在使用过程中,常有一些杂质以液态沉积于钢瓶中,这些杂质可能是( )
A. 甲烷和丙烷
B. 丁烷和甲醛
C. 乙烷和丁烷
D. 戊烷和己烷
14.在苯的同系物中加入少量KMnO4酸性溶液,振荡后褪色,正确的解释为( )
A. 苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B. 苯环受侧链影响易被氧化
C. 侧链受苯环影响易被氧化
D. 由于苯环和侧链的相互影响均易被氧化
15.工业上将苯蒸气通过赤热的铁合成一种传热载体的化合物,其分子中苯环上的一氯代物有3种;1 mol该化合物催化加氢时最多消耗6 mol氢气。则该传热载体的化合物是( )
A. C6H5CH3
B. C6H5—C6H5
C.
D.
二、实验题(共3小题)
16.某化学课外小组用下图装置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
(1)写出A中反应的化学方程式:。
(2)观察到A中的现象是。
(3)实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是,写出有关的化学方程式:。
(4)C中盛放CCl4的作用是。
(5)要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入,现象是。
17.如图中A是制取溴苯的实验装置,B,C是改进后的装置,请仔细分析,对比三个装置,回答以下问题:
(1)写出三个装置中所共同发生的两个反应的化学方程式:、。
写出B中盛有AgNO3溶液的试管中所发生反应的化学方程式:。
(2)装置A和C均采用了长玻璃导管,其作用是。
(3)在按装置B,C装好仪器及药品后要使反应开始,应对装置B进行的操作
是;
应对装置C进行的操作是。
(4)装置B,C较好地解决了A中加装药品和使装置及时密封的矛盾,方便了操作。A装置中这一问题在实验中造成的后果是。
(5)B中采用了洗气瓶吸收装置,其作用是,反应后洗气瓶中可能出现的现象是。
(6)B装置也存在两个明显的缺点,使实验的效果不好或不能正常进行。这两个缺点是
。
18.某同学要以“研究苯分子的结构”为题目做一次探究活动,下面是其活动记录,请你补全所缺内容。
(1)理论推测:他根据苯的凯库勒式________,推测苯分子中有两种不同的碳碳键,即________和________,因此它能使紫色的________溶液褪色。
(2)实验验证:他取少量的上述溶液加入试管中,然后加入苯,充分振荡,发现________________________________________________________________________。
(3)实验结论:上述的理论推测是________(填“正确”或“错误”)的。
(4)查询资料:经查阅有关资料,发现苯分子中六个碳原子之间的键________(填“相同”或“不同”),是一种特殊的键,苯分子中的六个碳原子和六个氢原子________(填“在”或“不在”)同一个平面上,应该用________表示苯分子的结构更合理。
(5)发现问题:当他将苯加入溴水中时,充分振荡,发现能使溴水褪色,于是该同学认为所查资料有误。你同意他的结论吗?____。为什么?______________。
三、计算题(共1小题)
19.标准状况下,5L乙烯和乙炔的混合气体能与50g溴完全反应,求混合气体中乙烯和乙炔的体积分数。
四、填空题(共3小题)
20.①硝基苯 ②环己烷 ③甲苯 ④溴苯 ⑤邻—二甲苯 ⑥三硝基甲苯,其中不能由苯通过一步反应直接制取的是(填编号)___________。
21.甲烷的分子式是,能与氯气发生取代反应,生成氯的取代物共有
种。
22.蒽()与苯炔(|)反应生成化合物X(立体对称图形),如下图所示:
(1)蒽与X都属于(填字母)。
a.环烃 b.烃 c.不饱和烃
(2)苯炔的分子式为,苯炔不具有的性质是(填字母)。
a.能溶于水 b.能发生氧化反应
c.能发生加成反应 d.常温常压下为气体
(3)下列属于苯的同系物的是(填字母,下同)。
(4)下列物质中,能发生加成反应,也能发生取代反应,同时能使溴水因加成反应而褪色,还能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是。
答案解析
1.【答案】D
【解析】本题考查有机物的结构和性质,意在考查考生的判断能力。由苯乙烯的结构简式可知其分子式为C8H8,A项正确;苯乙烯中的碳碳双键可以发生加聚反应,生成聚苯乙烯,B项正确;苯乙烯中的碳碳双键与溴发生加成反应,C项正确;苯乙烯能发生取代反应,D项错误。
2.【答案】B
【解析】正四面体烷的化学式为,环辛四烯只有1种氢原子,其化学式为,与苯的结构不相似,不是苯的同系物。
3.【答案】B
【解析】苯的同系物有2个要点:分子里含有一个苯环结构,苯环的侧链一定是烷烃基;芳香烃只有C、H两种元素组成,且一定含有苯环。
4.【答案】B
【解析】甲苯中存在-CH3,所有原子不可能都在同一平面。
5.【答案】D
【解析】 A.孔雀石绿的分子中含有23个C原子、26个H原子、2个N原子,故分子式为C23H26N2,故A错误;
B.孔雀石绿的分子中含有2个苯环和3个C=C键,2mol苯环共与6mol氢气发生加成反应,3molC=C能与3mol氢气发生加成反应,则1mol孔雀石绿在一定条件下最多可与9molH2发生加成反应,故B错误;
C.含有N元素,不属于烃,属于烃的衍生物,故C错误;
D.含有2个苯环,左下角苯环有2种H,上方苯环有3种H,则孔雀石绿苯环上的一氯取代物有5种,故D正确。
6.【答案】A
【解析】一般说分子中碳数越多,沸点越高;对于含碳数相同的烷烃而言,支链越多,沸点越低,A、2-甲基丙烷,含有4个碳原子;B、2,2-二甲基丙烷,含有5个碳原子;C、正己烷含有6个碳原子;D、2-甲基戊烷含有6个碳原子;所以A中2-甲基丙烷含有的碳原子数最少,沸点最低,故选:A。
7.【答案】C
【解析】判断因取代基位置不同而形成的同分异构体时,通常采用“对称轴”法。即在被取代的主体结构中,找出对称轴,取代基只能在对称轴的一侧,或是在对称轴上而不能越过对称轴(针对一元取代物而言)。如二甲苯的对称轴如下(虚线表示):
邻二甲苯(小圆圈表示能被取代的位置),间二甲苯,对二甲苯。因此,邻、间、对二甲苯苯环上的一元取代物分别有2、3、1种。
8.【答案】B
【解析】根据烯烃与H2加成反应的原理,推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置.该烷烃的碳链结构为,5号碳原子上没有H原子,与相连接T原子不能形成碳碳双键,能形成双键位置有:1和2之间;2和3之间;3和3之间,3和6之间,4和7之间,故该烃共有5种,故选B。
9.【答案】C
【解析】A.溴苯是无色液体,溴苯中溶有溴而呈褐色,故A错误;
B.溴苯是无色液体,密度大于水,和水不互溶,所以溴苯在水的下方,故B错误;
C.溴和苯发生取代反应生成溴苯和HBr,HBr遇水蒸气生成氢溴酸小液滴而产生白雾,故C正确;
D.溴苯和苯都不溶于水,所以不能采用萃取方法分离,应该采用蒸馏方法分离,故D错误。
10.【答案】D
【解析】两种液体互不相溶,且密度不同才能用分液漏斗分离;D选项中的两种有机物是相溶的有机物,故不能用分液漏斗分离。
11.【答案】C
【解析】烃与HCl能按物质的量之比1∶2完全加成,表明该烃分子中含有一个—C≡C—键或2个键;而0.5 mol加成产物能与3 mol Cl2发生取代,表明1 mol加成产物中含有6 mol氢原子。其中2 mol氢原子来自于HCl,则1 mol该烃分子中应含有4 mol氢原子,该烃应是CH3—C≡CH。
12.【答案】C
【解析】A.己烷、苯的密度都比水小,加入溴水,色层在上层,不能鉴别,故A错误;
B.直溜汽油、苯的密度都比水小,加入溴水,色层在上层,不能鉴别,故B错误;
C.四氯化碳的密度比水大,色层在下层,苯的密度比水小,色层在上层,可鉴别,故C正确;
D.溴苯、四氯化碳的密度比水大,色层在下层,不能鉴别,故D错误。
13.【答案】D
【解析】杂质为液态,则含碳原子应超过四个,则应选D项。
14.【答案】C
【解析】苯的同系物能使KMnO4酸性溶液退色,是因为侧链受苯环的影响,使直接与苯环相连的烷基被KMnO4酸性溶液氧化成—COOH。
15.【答案】B
【解析】由结构简式可看出,1 mol C6H5—C6H5,最多可与6 mol H2加成,且苯环上的一氯代物有下列三种:、。
16.【答案】(1)
(2)反应液微沸,有红棕色气体充满反应器A
(3)除去溶于溴苯中的溴 Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O
(4)除去溴化氢气体中的溴蒸气
(5)石蕊试液 溶液变红色(其他合理答案也可)
【解析】本题主要考查溴苯制备过程中的细节问题。由于苯、液溴的沸点较低,且反应为放热反应,故A中观察到的现象为反应液微沸,有红棕色气体充满反应器A。HBr中混有的Br2在经过CCl4时被吸收;在制备的溴苯中常混有Br2,一般加入NaOH溶液中,Br2因发生反应Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O而被除去。若该反应为取代反应则必有HBr生成,若为加成反应则没有HBr生成,故只需检验D中是否含有大量H+或Br-即可。
17.【答案】(1)2Fe+Br2=2FeBr2、、HBr+AgNO3=AgBr↓ +HNO3
(2)导出HBr,兼起冷凝回流的作用
(3)旋转分液漏斗的活塞,使溴和苯的混合液滴到铁粉上 托起软橡胶袋使铁粉落入溴和苯组成的混合液中
(4)Br2和苯的蒸气逸出,污染环境
(5)吸收反应中随HBr逸出的Br2和苯蒸气 CCl4由无色变成橙红色
(6)随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气不能回流到反应器中,原料利用率低;由于导管插入AgNO3溶液中而易产生倒吸
【解析】苯在铁粉作用下,可与液溴发生取代反应生成Br,同时生成,故可用AgNO3溶液(HNO3酸化)来检验反应生成的HBr,进而证明确实发生了取代反应,但该反应放热,Br2、苯又易挥发,Br2与H2O反应生成HBr、HBrO,会干扰有关的实验现象。此外,苯、Br2进入空气中会造成污染,同时也使反应物的利用率降低。
18.【答案】(1)酸性 KMnO4
(2)液体分层,溶液紫色不消失 (3)错误 (4)相同 在
(5)不同意 由于苯是一种有机溶剂且不溶于水,而溴单质在苯中的溶解度比其在水中的大许多,故将苯与溴水混合振荡时,苯将溴单质从其水溶液中萃取出来,从而使溴水褪色,与此同时,苯层颜色加深
【解析】凯库勒式为单、双键交替式,因含双键,故应能使酸性KMnO4溶液褪色,而实验情况与推测不相符,则说明苯的结构不是凯库勒式结构。苯的真实结构为碳碳键完全相同,不存在单键、双键,而是介于单、双键之间的特殊的键。
19.【答案】60% 40%
【解析】解:设乙烯、乙炔的物质的量分别为xmol、ymol,则:
CH2=CH2~Br2CH≡CH~2Br2xmol xmol ymol 2ymol 故
22.4(x+y)=5
160(x+2y)=50
解得x=0.134,y=0.089,故乙烯的体积分数为≈60%,故乙炔的体积发生为1-60%=40%。
20.【答案】⑤⑥
【解析】苯与浓HNO3和浓H2SO4混合液反应生成硝基苯,苯与H2发生加成反应生成环己烷,苯与液溴反应生成溴苯。
21.【答案】CH44
【解析】甲烷的分子式为CH4,甲烷和氯气在光照下发生取代反应,反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷四中氯代烃。
22.【答案】(1)abc (2)C6H4 ad (3)D (4)D
【解析】(1)蒽和X都只含C、H两种元素,有环状结构,且含有不饱和碳原子,故a、b、c均正确。(2)由苯炔的结构简式,结合碳的四价结构,可确定其分子式为C6H4,不溶于水,常温常压下是气体的烃其碳原子数不超过4,因苯炔分子内含有键、—C≡C—键,可以发生氧化反应、加成反应。(3)苯的同系物分子中只有一个苯环,且侧链均为烷基,满足条件的只有D项。(4)同时满足三个条件的只有D项。