第二章烃单元测试2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修3（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章烃单元测试2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修3（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 964.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-06-16 18:11:51 | ||
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文档简介
第二章烃
(分值:100分,时间:75分钟)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2021·浙江1月选考)下列表示正确的是( )。
A.甲醛的电子式:
B.乙烯的球棍模型:
C.2-甲基戊烷的键线式:
D.甲酸乙酯的结构简式:CH3COOCH3
2.(2020·北京期末)下列反应的产物一定是纯净物的是( )。
A.丙烯加聚 B.丙烯与Br2加成
C.丙烯与水加成 D.丙烷与Cl2光照下取代
3.(2021·辽宁沈阳期末)将体积均为5 mL的甲、乙、丙三种液体依次沿试管壁缓缓滴入试管中(严禁振荡),出现如右图所示的实验现象,则甲、乙、丙的组合可能是( )。
选项 甲 乙 丙
A 1,2-二溴乙烷 水 苯
B 溴苯 液溴 乙醇
C 水 大豆油 溴水
D 乙醇 乙酸 乙酸乙酯
4.(2020·山东历城二中月考)下列各项叙述中正确的是( )。
A.分子中的所有碳原子可能在同一平面上
B.的命名为2-甲基-1-丙醇
C.乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键
D.分子式为C4H8的有机物中属于烯烃的有4种(含顺反异构)
5.(2020·河南鲁山一高月考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确是( )。
A.标准状况下,11.2 L CH2Cl2含共价键数目为2NA
B.1 mol甲基所含的电子数为7NA
C.30 g葡萄糖和乙酸的混合物中含碳原子数为NA
D.1 mol有机物中最多有6NA个原子在一条直线上
6.(2021·河北衡水质检)化合物(b)、(d)、(p)的分子式均为C4H4。下列说法正确的是( )。
A.b的同分异构体只有d和p两种
B.只有b的所有原子处于同一平面
C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应
D.d的一氯代物和二氯代物均只有一种
7.已知乙烯分子是平面结构,1,2-二氯乙烯可形成和两种不同的空间异构体,称为顺反异构。下列能形成类似上述空间异构体的是( )。
A.1-丙烯 B.2-甲基-1-丙烯
C.1-丁烯 D.4-辛烯
8.(2021·福建福州联考)只用一种试剂,区别甲苯、四氯化碳、己烯、乙醇、碘化钾溶液、亚硫酸六种无色液体,应选用( )。
A.酸性KMnO4溶液 B.溴水
C.碘水 D.硝酸银溶液
9.(2021·江苏徐州月考)下列说法中,错误的是( )。
A.正丁烷与异丁烷互为同分异构体
B.乙烯、氯乙烯和苯乙烯都可以通过聚合反应得到高分子材料
C.石油的裂解和裂化都是化学变化,但二者的目的不一样
D.乙烯使溴的CCl4溶液褪色的化学方程式是CH2CH2+Br2CH3CHBr2
10.(2020·安徽安庆一中月考)两种气态烃组成的混合气体,完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是( )。
混合烃总物质的量
①一定有C2H4 ②一定有CH4 ③一定有C3H8 ④一定无C2H6 ⑤可能有C2H6 ⑥可能有C2H2
A.②⑤⑥ B.②④
C.①④⑥ D.②③
11.(2021·湖南湘潭模拟)金刚烷胺可用作抑制流感病毒的抗病 毒药物,其合成路线如图所示[尿素的化学式为CO(NH2)2]。下列说法错误的是( )。
A.上述反应都属于取代反应
B.金刚烷胺碳原子上的一溴代物有3种
C.X的同分异构体可以是芳香族化合物
D.X、金刚烷、金刚烷胺分子共平面的碳原子数目相同
12.(2020·河北承德月考)工业上将苯的蒸气通过炽热的铁合成一种可作为热载体的化合物,该化合物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,则该化合物可能是( )。
A. B.
C. D.
13.(2020·广西桂林月考)有一种星际分子,其分子结构模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键、三键等,不同颜色的球表示不同的原子)。对该物质判断正确的是( )。
A.①处的化学键是碳碳双键
B.②处的化学键是碳碳单键
C.③处的原子可能是氯原子或氟原子
D.②处的化学键是碳碳三键
14.(2021·河北邯郸调研)下列关于有机化合物的说法正确的是( )。
A.将苯加入溴水中,振荡后水层接近无色,是因为发生了取代反应
B.乙烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
C.苯与甲苯互为同系物,均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.分子式为C3H6ClBr的有机物的同分异构体共有5种(不考虑立体异构)
15.(2021·天津武清月考)下列各组物质无论以何种比例混合,只要总的物质的量一定,完全燃烧时的耗氧量为定值的是( )。
A.CH2O、C2H4O2、C6H12O6
B.C6H6O、C5H10、C7H6O2
C.、C2H5OH、HOCH2CH2COOH
D.H2、CO、CH3OH
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)A ~G是几种烃分子的球棍模型,如图所示,据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是 (填字母)。
(2)能够发生加成反应的烃有 种。
(3)一卤代物种类最多的烃是 (填字母)。
(4)写出实验室制取D的化学方程式:
。
(5)写出F发生硝化反应的化学方程式:
。
17.(16分)一硝基甲苯是一种重要的工业原料,某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)。
实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物(混酸);
②在三颈烧瓶里装15 mL甲苯(密度为0.866 g·cm-3);
③装好其他药品,并组装好仪器;
④向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度,反应大约10 min至三颈烧瓶底部有大量液体(淡黄色油状)出现;
⑥分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到一硝基甲苯共15 g。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)本实验的关键是控制温度在30 ℃左右,如果温度过高,则会产生
等副产品(填物质名称)。
(2)简述配制混酸的方法:
。
(3)A仪器的名称是 , 进水口是 。
(4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式:
。
(5)分离产品方案如下:
操作2的名称是 ,经测定,产品2的核磁共振氢谱中有5组峰,它的名称为 。
(6)本实验中一硝基甲苯的产率为 (结果保留三位有效数字)。
18.(14分)Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:
+H2
下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
请回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,D的化学名称为 。
(2)写出步骤②反应的化学方程式:
。
(3)E的结构简式为 。
用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气 mol。
(4)芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有2种不同化学环境的氢原子,数目之比为3∶1 ,符合条件的F有5种,分别为 、 。
19.(13分)(2021·江西南昌二中月考)现有A、B两种烃,已知A的分子式为C5Hm,而B的最简式为C5Hn(m、n均为正整数)。
(1)下列关于烃A和烃B的说法中不正确的是 (填字母)。
a.烃A和烃B可能互为同系物
b.烃A和烃B可能互为同分异构体
c.当m=12时,烃A一定为烷烃
d.当n=11时,烃B可能的分子式有两种
e.烃A和烃B可能都为芳香烃
(2)若烃A为链状烃,且分子中所有碳原子都在一条直线上,则A的结构简式为 。
(3)若烃A为含支链的链状烃,分子中所有碳原子不可能都在同一平面上。在一定条件下,1 mol A最多只能与1 mol H2发生加成反应。写出烃A的名称: 。
(4)若烃B为苯的同系物,取一定量的烃 B完全燃烧后,生成物先通过足量浓硫酸,浓硫酸质量增加1.26 g,再通过足量 碱石灰,碱石灰质量增加4.4 g,则烃B的分子式为 。若其苯环上的一溴代物只有一种,则符合条件的烃B有 种。
(5)当m=n=4时,取A和B组成的混合物a g完全燃烧后,将产物通过足量Na2O2固体充分吸收,固体质量增加 (用含a的代数式表示)g。
1 B 【解析】题中氧原子周围没有满足8电子结构,A错误;乙烯是平面形分子,分子中2个碳原子均为sp2杂化,B正确;题中键线式表示有机物的名称是3-甲基戊烷,C错误;题中有机物的名称是乙酸甲酯,D错误。
2 B 【解析】丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯是混合物,A错误;丙烯与Br2发生加成反应,生成1,2-二溴丙烷,只有一种产物,所以反应的产物一定是纯净物,B正确;丙烯和水加成可生成1-丙醇和2-丙醇两种产物,C错误;丙烷和Cl2在光照下取代,可生成多种氯代产物,D错误。
3 A 【解析】1,2-二溴乙烷与水不互溶,苯与水也不互溶,1,2-二溴乙烷密度大于水,苯的密度小于水,A符合题意;溴苯与液溴、乙醇能互溶,混合后不会分层,B不符合题意;大豆油不溶于水,密度比水小,将大豆油加入水中,会浮在水面,再加入溴水后,大豆油能够与溴反应,C不符合题意;乙醇、乙酸和乙酸乙酯混溶,D不符合题意。
4 D 【解析】甲烷是正四面体结构,与甲基相连的饱和碳原子与周围的3个碳原子不在同一平面上,故A错误;的正确命名为2-丁醇,故B错误;聚氯乙烯的结构简式为,其中不含碳碳双键,苯分子中也不含碳碳双键,故C错误;分子式为C4H8的有机物中属于烯烃的有、、、,共4种,故D正确。
5 C 【解析】标准状况下CH2Cl2是液体,1 mol —CH3含有的电子数为9NA,分子中最多有4个原子在一条直线上,故A、B、D项均不正确。葡萄糖和乙酸的实验式均为CH2O,30 g两者的混合物中含有1 mol C原子、2 mol H原子、1 mol O原子,故C项正确。
6 D 【解析】b对应的同分异构体可为链状烃,也可为环状烃,故同分异构体不仅有d和p两种,故A错误;p中的碳碳三键是直线形结构,碳碳双键是平面结构,则p所有原子处于同一平面,故B错误;d为饱和烃,与酸性高锰酸钾不反应,故C错误;d分子是正四面体结构,只含有一种氢,对应的一氯代物和二氯代物只有一种,故D正确。
7 D 【解析】顺反异构必须是碳碳双键上两个碳原子分别连着不同的原子或原子团,1-丙烯()的碳碳双键上的一个碳原子连着相同的H原子,故不存在顺反异构,同理,B、C选项也不存在顺反异构体。
8 B 【解析】溴水加入题给六种无色液体中,现象分别如下:加入甲苯中,振荡静置后,上层液体为橙色;加入四氯化碳中,振荡静置后,下层液体为橙色;加入己烯中,振荡静置后,液体分两层,均无色(因二溴己烷为无色,且不溶于水);加入乙醇中,仍为橙黄色溶液,不分层(因为乙醇与水能以任意比例混溶) ;加入碘化钾溶液中,为黄褐色溶液(因为置换出单质碘,碘水颜色为黄褐色);加入亚硫酸中,变为无色溶液,不分层(反应为H2SO3+Br2+H2OH2SO4 +2HBr)。
9 D 【解析】乙烯与Br2加成反应的化学方程式是CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br。
10 B 【解析】由题图可知,混合烃的平均分子式为C1.6H4,根据碳原子数,由平均值原理可知混合烃中一定有CH4,则另一种气态烃中的氢原子数也为4,碳原子数大于或等于2。
11 C 【解析】金刚烷变成X的过程中1个H原子被—Br取代,X变成金刚烷胺的过程中—Br被—NH2取代,A项正确;金刚烷胺碳原子上的一溴代物有3种,B项正确;X的分子式是C10H15Br,由于X只有3个不饱和度,因此结构中不可能出现苯环,C项错误;X、金刚烷、金刚烷胺碳骨架结构相同,故共面碳原子数目相同,D项正确。
12 C 【解析】A项,苯环上的“等效氢”()有七种,即有七种苯环上的一氯代物,错误;B项,完全加成时1 mol B物质只消耗3 mol H2,错误;C项,该物质为对称结构,有三种“等效氢”,故有三种苯环上的一氯代物,且1 mol C物质可与6 mol H2完全加成,正确;D项,三个—分布在间位,结构对称,苯环上的一氯代物只有一种,错误。
13 B 【解析】该分子为有机物,有机物分子中碳原子形成4个共价键,从左边氢原子开始推断,第一个碳碳键为碳碳三键,第二个碳碳键为碳碳单键,第三个为碳碳三键,同理可推出①为碳碳三键,②为碳碳单键,③与其连接的碳原子之间应该为三键,故A、D两项错误,B项正确;③处原子与碳原子之间形成的键为三键,所以不可能为氟原子或氯原子,故C错误。
14 D 【解析】溴易溶于苯,苯可萃取溴,但没有发生反应,A项错误;乙烷与Cl2的反应为取代反应,乙烯与Br2的反应为加成反应,B项错误;苯和甲苯互为同系物,甲苯上的甲基被酸性KMnO4溶液氧化为羧基,能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能,C项错误;分子式为C3H6ClBr的有机物的碳链结构为,当氯原子在1号碳原子上时,溴原子可以在1、2、3号碳原子上,当氯原子在2号碳原子上时,溴原子可以在2、3号碳原子上,一共有5种结构,D项正确。
15 C 【解析】若各组物质无论以何种比例混合,只要总的物质的量一定,完全燃烧时的耗氧量是定值,则 1 mol各组分完全燃烧时的耗氧量相等,通过改写各有机物的分子组成,再进行分析比较得出结论。CH2O可改写为C·H2O,C2H4O2可改写为C2·2H2O,C6H12O6可改写为C6·6H2O,故1 mol的CH2O、C2H4O2、C6H12O6完全燃烧时的耗氧量不相等,A项不符合题意;C7H6O2可改写为C6H6·CO2,故1 mol的C7H6O2与1 mol的C6H6完全燃烧时的耗氧量相等,而与1 mol的C6H6O完全燃烧时的耗氧量不相等,B项不符合题意;的分子式是C2H4 ,C2H5OH可改写为C2H4·H2O, HOCH2CH2COOH可改写为C2H4·CO2·H2O,故1 mol 的、 C2H5OH、HOCH2CH2COOH完全燃烧时的耗氧量相等,C项符合题意;CH3OH可改写为CH2·H2O,故1 mol的CH3OH、H2、CO完全燃烧时的耗氧量不相等,D项不符合题意。
16 (1)D (2)4 (3)G (4)CaC2+2H2OCa(OH)2+
(5)+HO—NO2 +H2O
【解析】由球棍模型可知A为CH4,B为CH3CH3,C为,D为,E为CH3CH2CH3,F为,G为。
17 (1)二硝基甲苯、三硝基甲苯 (2)取一定量浓硝酸于烧杯中,沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌 (3)(球形)冷凝管 a (4)++H2O (5)蒸馏 邻硝基甲苯 (6)77. 5%
【解析】(1)因为甲苯可以和浓硝酸反应生成一硝基甲苯、二硝基甲苯或三硝基甲苯,则温度过高,会产生二硝基甲苯或三硝基甲苯等副产物。
(2)浓硫酸和浓硝酸混合时应将浓硫酸加入浓硝酸中,具体过程为取一定量浓硝酸于烧杯中,沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)仪器A为(球形)冷凝管,从a口进水。
(4)甲苯和浓硝酸在浓硫酸、30 ℃下反应生成对硝基甲苯和水,据此写出化学方程式。
(5)分离互溶的有机化合物,应利用沸点不同采用蒸馏的方法进行分离。有机混合液中主要有甲苯、邻硝基甲苯、对硝基甲苯,其中邻硝基甲苯的核磁共振氢谱有5组峰。
(6)甲苯的质量为15 mL×0.866 g·cm-3≈13 g,根据方程式分析理论产生的一硝基甲苯的质量为×137 g·mol-1≈19.36 g,则一硝基甲苯的产率为×100%≈77.5%
18 (1) 苯乙炔
(2)+2Cl2 +2HCl
(3) 4
(4)
【解析】由B的分子式、C的结构简式可知B为,A与氯乙烷发生取代反应生成B,则A为。对比C、D的结构可知,C脱去2分子HCl,同时形成碳碳三键得到D,该反应属于消去反应。D发生信息中的偶联反应生成的E为。
(1)B的结构简式为,D的化学名称为苯乙炔。
(2)步骤②是乙苯侧链上发生的取代反应,反应的化学方程式为+2Cl2+2HCl。
(3)E的结构简式为,用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,即碳碳三键全部与氢气发生加成反应,则理论上需要消耗氢气4 mol。
(4)芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢原子,数目之比为3∶1,则其结构中含有2个甲基,且甲基的位置等效,苯环上的2个氢原子的位置等效,可能的结构简式为、、、、。
19 (1)de (2)
(3)3-甲基-1-丁烯 (4)C10H14 4 (5)
【解析】(1)烃A和烃B可能互为同系物,如A为C5H10,B为C10H20,a正确;当n=m时,若B的分子式与A的分子式相同而结构不同,则A、B互为同分异构体,b正确;当m=12时,A的分子式为C5H12,A为烷烃,c正确;当n=11时,B的分子式只能为C10H22,d错误;烃A的碳原子数小于6,不可能为芳香烃,e错误。(2)由分子中4个原子共线可知,要使烃A的5个碳原子共线,则A的分子中必须有2个相连的键,故A为。
(3)具有支链的链状烃A与H2最多以物质的量之比为1∶1加成,则A为单烯烃,分子式为C5H10 ,分子中所有碳原子不可能都共平面,则符合条件的A只能为,其名称为3-甲基-1-丁烯。
(4)n(CO2)==0.1 mol,n(H2O)==0.07 mol,故烃B的最简式为C5H7,B为苯的同系物,设B的分子式为CaH2a-6,则a∶(2a-6)=5∶7,解得a=10,故B的分子式为C10H14,若其苯环上的一溴代物只有一种,则符合条件的烃B的结构有、、、,共4种。
(5)当m=n=4时,A和B的最简式都是C5H4,则混合物平均组成的最简式为C5H4,设a g混合物完全燃烧后生成x mol CO2和y mol H2O,将产物通过足量过氧化钠,发生反应:2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,由化学方程式可知,固体增加的质量等于x mol CO与y mol H2的质量之和,a g C5H4的物质的量为=mol,y=×=, mol H2的质量为 mol×2 g·mol-1=g,x=×5,则x mol CO的质量为 mol×5×28 g·mol-1= g,故过氧化钠固体质量增加 g+ g= g。
(分值:100分,时间:75分钟)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2021·浙江1月选考)下列表示正确的是( )。
A.甲醛的电子式:
B.乙烯的球棍模型:
C.2-甲基戊烷的键线式:
D.甲酸乙酯的结构简式:CH3COOCH3
2.(2020·北京期末)下列反应的产物一定是纯净物的是( )。
A.丙烯加聚 B.丙烯与Br2加成
C.丙烯与水加成 D.丙烷与Cl2光照下取代
3.(2021·辽宁沈阳期末)将体积均为5 mL的甲、乙、丙三种液体依次沿试管壁缓缓滴入试管中(严禁振荡),出现如右图所示的实验现象,则甲、乙、丙的组合可能是( )。
选项 甲 乙 丙
A 1,2-二溴乙烷 水 苯
B 溴苯 液溴 乙醇
C 水 大豆油 溴水
D 乙醇 乙酸 乙酸乙酯
4.(2020·山东历城二中月考)下列各项叙述中正确的是( )。
A.分子中的所有碳原子可能在同一平面上
B.的命名为2-甲基-1-丙醇
C.乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键
D.分子式为C4H8的有机物中属于烯烃的有4种(含顺反异构)
5.(2020·河南鲁山一高月考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确是( )。
A.标准状况下,11.2 L CH2Cl2含共价键数目为2NA
B.1 mol甲基所含的电子数为7NA
C.30 g葡萄糖和乙酸的混合物中含碳原子数为NA
D.1 mol有机物中最多有6NA个原子在一条直线上
6.(2021·河北衡水质检)化合物(b)、(d)、(p)的分子式均为C4H4。下列说法正确的是( )。
A.b的同分异构体只有d和p两种
B.只有b的所有原子处于同一平面
C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应
D.d的一氯代物和二氯代物均只有一种
7.已知乙烯分子是平面结构,1,2-二氯乙烯可形成和两种不同的空间异构体,称为顺反异构。下列能形成类似上述空间异构体的是( )。
A.1-丙烯 B.2-甲基-1-丙烯
C.1-丁烯 D.4-辛烯
8.(2021·福建福州联考)只用一种试剂,区别甲苯、四氯化碳、己烯、乙醇、碘化钾溶液、亚硫酸六种无色液体,应选用( )。
A.酸性KMnO4溶液 B.溴水
C.碘水 D.硝酸银溶液
9.(2021·江苏徐州月考)下列说法中,错误的是( )。
A.正丁烷与异丁烷互为同分异构体
B.乙烯、氯乙烯和苯乙烯都可以通过聚合反应得到高分子材料
C.石油的裂解和裂化都是化学变化,但二者的目的不一样
D.乙烯使溴的CCl4溶液褪色的化学方程式是CH2CH2+Br2CH3CHBr2
10.(2020·安徽安庆一中月考)两种气态烃组成的混合气体,完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是( )。
混合烃总物质的量
①一定有C2H4 ②一定有CH4 ③一定有C3H8 ④一定无C2H6 ⑤可能有C2H6 ⑥可能有C2H2
A.②⑤⑥ B.②④
C.①④⑥ D.②③
11.(2021·湖南湘潭模拟)金刚烷胺可用作抑制流感病毒的抗病 毒药物,其合成路线如图所示[尿素的化学式为CO(NH2)2]。下列说法错误的是( )。
A.上述反应都属于取代反应
B.金刚烷胺碳原子上的一溴代物有3种
C.X的同分异构体可以是芳香族化合物
D.X、金刚烷、金刚烷胺分子共平面的碳原子数目相同
12.(2020·河北承德月考)工业上将苯的蒸气通过炽热的铁合成一种可作为热载体的化合物,该化合物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,则该化合物可能是( )。
A. B.
C. D.
13.(2020·广西桂林月考)有一种星际分子,其分子结构模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键、三键等,不同颜色的球表示不同的原子)。对该物质判断正确的是( )。
A.①处的化学键是碳碳双键
B.②处的化学键是碳碳单键
C.③处的原子可能是氯原子或氟原子
D.②处的化学键是碳碳三键
14.(2021·河北邯郸调研)下列关于有机化合物的说法正确的是( )。
A.将苯加入溴水中,振荡后水层接近无色,是因为发生了取代反应
B.乙烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
C.苯与甲苯互为同系物,均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.分子式为C3H6ClBr的有机物的同分异构体共有5种(不考虑立体异构)
15.(2021·天津武清月考)下列各组物质无论以何种比例混合,只要总的物质的量一定,完全燃烧时的耗氧量为定值的是( )。
A.CH2O、C2H4O2、C6H12O6
B.C6H6O、C5H10、C7H6O2
C.、C2H5OH、HOCH2CH2COOH
D.H2、CO、CH3OH
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)A ~G是几种烃分子的球棍模型,如图所示,据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是 (填字母)。
(2)能够发生加成反应的烃有 种。
(3)一卤代物种类最多的烃是 (填字母)。
(4)写出实验室制取D的化学方程式:
。
(5)写出F发生硝化反应的化学方程式:
。
17.(16分)一硝基甲苯是一种重要的工业原料,某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)。
实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物(混酸);
②在三颈烧瓶里装15 mL甲苯(密度为0.866 g·cm-3);
③装好其他药品,并组装好仪器;
④向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度,反应大约10 min至三颈烧瓶底部有大量液体(淡黄色油状)出现;
⑥分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到一硝基甲苯共15 g。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)本实验的关键是控制温度在30 ℃左右,如果温度过高,则会产生
等副产品(填物质名称)。
(2)简述配制混酸的方法:
。
(3)A仪器的名称是 , 进水口是 。
(4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式:
。
(5)分离产品方案如下:
操作2的名称是 ,经测定,产品2的核磁共振氢谱中有5组峰,它的名称为 。
(6)本实验中一硝基甲苯的产率为 (结果保留三位有效数字)。
18.(14分)Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:
+H2
下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
请回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,D的化学名称为 。
(2)写出步骤②反应的化学方程式:
。
(3)E的结构简式为 。
用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气 mol。
(4)芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有2种不同化学环境的氢原子,数目之比为3∶1 ,符合条件的F有5种,分别为 、 。
19.(13分)(2021·江西南昌二中月考)现有A、B两种烃,已知A的分子式为C5Hm,而B的最简式为C5Hn(m、n均为正整数)。
(1)下列关于烃A和烃B的说法中不正确的是 (填字母)。
a.烃A和烃B可能互为同系物
b.烃A和烃B可能互为同分异构体
c.当m=12时,烃A一定为烷烃
d.当n=11时,烃B可能的分子式有两种
e.烃A和烃B可能都为芳香烃
(2)若烃A为链状烃,且分子中所有碳原子都在一条直线上,则A的结构简式为 。
(3)若烃A为含支链的链状烃,分子中所有碳原子不可能都在同一平面上。在一定条件下,1 mol A最多只能与1 mol H2发生加成反应。写出烃A的名称: 。
(4)若烃B为苯的同系物,取一定量的烃 B完全燃烧后,生成物先通过足量浓硫酸,浓硫酸质量增加1.26 g,再通过足量 碱石灰,碱石灰质量增加4.4 g,则烃B的分子式为 。若其苯环上的一溴代物只有一种,则符合条件的烃B有 种。
(5)当m=n=4时,取A和B组成的混合物a g完全燃烧后,将产物通过足量Na2O2固体充分吸收,固体质量增加 (用含a的代数式表示)g。
1 B 【解析】题中氧原子周围没有满足8电子结构,A错误;乙烯是平面形分子,分子中2个碳原子均为sp2杂化,B正确;题中键线式表示有机物的名称是3-甲基戊烷,C错误;题中有机物的名称是乙酸甲酯,D错误。
2 B 【解析】丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯是混合物,A错误;丙烯与Br2发生加成反应,生成1,2-二溴丙烷,只有一种产物,所以反应的产物一定是纯净物,B正确;丙烯和水加成可生成1-丙醇和2-丙醇两种产物,C错误;丙烷和Cl2在光照下取代,可生成多种氯代产物,D错误。
3 A 【解析】1,2-二溴乙烷与水不互溶,苯与水也不互溶,1,2-二溴乙烷密度大于水,苯的密度小于水,A符合题意;溴苯与液溴、乙醇能互溶,混合后不会分层,B不符合题意;大豆油不溶于水,密度比水小,将大豆油加入水中,会浮在水面,再加入溴水后,大豆油能够与溴反应,C不符合题意;乙醇、乙酸和乙酸乙酯混溶,D不符合题意。
4 D 【解析】甲烷是正四面体结构,与甲基相连的饱和碳原子与周围的3个碳原子不在同一平面上,故A错误;的正确命名为2-丁醇,故B错误;聚氯乙烯的结构简式为,其中不含碳碳双键,苯分子中也不含碳碳双键,故C错误;分子式为C4H8的有机物中属于烯烃的有、、、,共4种,故D正确。
5 C 【解析】标准状况下CH2Cl2是液体,1 mol —CH3含有的电子数为9NA,分子中最多有4个原子在一条直线上,故A、B、D项均不正确。葡萄糖和乙酸的实验式均为CH2O,30 g两者的混合物中含有1 mol C原子、2 mol H原子、1 mol O原子,故C项正确。
6 D 【解析】b对应的同分异构体可为链状烃,也可为环状烃,故同分异构体不仅有d和p两种,故A错误;p中的碳碳三键是直线形结构,碳碳双键是平面结构,则p所有原子处于同一平面,故B错误;d为饱和烃,与酸性高锰酸钾不反应,故C错误;d分子是正四面体结构,只含有一种氢,对应的一氯代物和二氯代物只有一种,故D正确。
7 D 【解析】顺反异构必须是碳碳双键上两个碳原子分别连着不同的原子或原子团,1-丙烯()的碳碳双键上的一个碳原子连着相同的H原子,故不存在顺反异构,同理,B、C选项也不存在顺反异构体。
8 B 【解析】溴水加入题给六种无色液体中,现象分别如下:加入甲苯中,振荡静置后,上层液体为橙色;加入四氯化碳中,振荡静置后,下层液体为橙色;加入己烯中,振荡静置后,液体分两层,均无色(因二溴己烷为无色,且不溶于水);加入乙醇中,仍为橙黄色溶液,不分层(因为乙醇与水能以任意比例混溶) ;加入碘化钾溶液中,为黄褐色溶液(因为置换出单质碘,碘水颜色为黄褐色);加入亚硫酸中,变为无色溶液,不分层(反应为H2SO3+Br2+H2OH2SO4 +2HBr)。
9 D 【解析】乙烯与Br2加成反应的化学方程式是CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br。
10 B 【解析】由题图可知,混合烃的平均分子式为C1.6H4,根据碳原子数,由平均值原理可知混合烃中一定有CH4,则另一种气态烃中的氢原子数也为4,碳原子数大于或等于2。
11 C 【解析】金刚烷变成X的过程中1个H原子被—Br取代,X变成金刚烷胺的过程中—Br被—NH2取代,A项正确;金刚烷胺碳原子上的一溴代物有3种,B项正确;X的分子式是C10H15Br,由于X只有3个不饱和度,因此结构中不可能出现苯环,C项错误;X、金刚烷、金刚烷胺碳骨架结构相同,故共面碳原子数目相同,D项正确。
12 C 【解析】A项,苯环上的“等效氢”()有七种,即有七种苯环上的一氯代物,错误;B项,完全加成时1 mol B物质只消耗3 mol H2,错误;C项,该物质为对称结构,有三种“等效氢”,故有三种苯环上的一氯代物,且1 mol C物质可与6 mol H2完全加成,正确;D项,三个—分布在间位,结构对称,苯环上的一氯代物只有一种,错误。
13 B 【解析】该分子为有机物,有机物分子中碳原子形成4个共价键,从左边氢原子开始推断,第一个碳碳键为碳碳三键,第二个碳碳键为碳碳单键,第三个为碳碳三键,同理可推出①为碳碳三键,②为碳碳单键,③与其连接的碳原子之间应该为三键,故A、D两项错误,B项正确;③处原子与碳原子之间形成的键为三键,所以不可能为氟原子或氯原子,故C错误。
14 D 【解析】溴易溶于苯,苯可萃取溴,但没有发生反应,A项错误;乙烷与Cl2的反应为取代反应,乙烯与Br2的反应为加成反应,B项错误;苯和甲苯互为同系物,甲苯上的甲基被酸性KMnO4溶液氧化为羧基,能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能,C项错误;分子式为C3H6ClBr的有机物的碳链结构为,当氯原子在1号碳原子上时,溴原子可以在1、2、3号碳原子上,当氯原子在2号碳原子上时,溴原子可以在2、3号碳原子上,一共有5种结构,D项正确。
15 C 【解析】若各组物质无论以何种比例混合,只要总的物质的量一定,完全燃烧时的耗氧量是定值,则 1 mol各组分完全燃烧时的耗氧量相等,通过改写各有机物的分子组成,再进行分析比较得出结论。CH2O可改写为C·H2O,C2H4O2可改写为C2·2H2O,C6H12O6可改写为C6·6H2O,故1 mol的CH2O、C2H4O2、C6H12O6完全燃烧时的耗氧量不相等,A项不符合题意;C7H6O2可改写为C6H6·CO2,故1 mol的C7H6O2与1 mol的C6H6完全燃烧时的耗氧量相等,而与1 mol的C6H6O完全燃烧时的耗氧量不相等,B项不符合题意;的分子式是C2H4 ,C2H5OH可改写为C2H4·H2O, HOCH2CH2COOH可改写为C2H4·CO2·H2O,故1 mol 的、 C2H5OH、HOCH2CH2COOH完全燃烧时的耗氧量相等,C项符合题意;CH3OH可改写为CH2·H2O,故1 mol的CH3OH、H2、CO完全燃烧时的耗氧量不相等,D项不符合题意。
16 (1)D (2)4 (3)G (4)CaC2+2H2OCa(OH)2+
(5)+HO—NO2 +H2O
【解析】由球棍模型可知A为CH4,B为CH3CH3,C为,D为,E为CH3CH2CH3,F为,G为。
17 (1)二硝基甲苯、三硝基甲苯 (2)取一定量浓硝酸于烧杯中,沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌 (3)(球形)冷凝管 a (4)++H2O (5)蒸馏 邻硝基甲苯 (6)77. 5%
【解析】(1)因为甲苯可以和浓硝酸反应生成一硝基甲苯、二硝基甲苯或三硝基甲苯,则温度过高,会产生二硝基甲苯或三硝基甲苯等副产物。
(2)浓硫酸和浓硝酸混合时应将浓硫酸加入浓硝酸中,具体过程为取一定量浓硝酸于烧杯中,沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)仪器A为(球形)冷凝管,从a口进水。
(4)甲苯和浓硝酸在浓硫酸、30 ℃下反应生成对硝基甲苯和水,据此写出化学方程式。
(5)分离互溶的有机化合物,应利用沸点不同采用蒸馏的方法进行分离。有机混合液中主要有甲苯、邻硝基甲苯、对硝基甲苯,其中邻硝基甲苯的核磁共振氢谱有5组峰。
(6)甲苯的质量为15 mL×0.866 g·cm-3≈13 g,根据方程式分析理论产生的一硝基甲苯的质量为×137 g·mol-1≈19.36 g,则一硝基甲苯的产率为×100%≈77.5%
18 (1) 苯乙炔
(2)+2Cl2 +2HCl
(3) 4
(4)
【解析】由B的分子式、C的结构简式可知B为,A与氯乙烷发生取代反应生成B,则A为。对比C、D的结构可知,C脱去2分子HCl,同时形成碳碳三键得到D,该反应属于消去反应。D发生信息中的偶联反应生成的E为。
(1)B的结构简式为,D的化学名称为苯乙炔。
(2)步骤②是乙苯侧链上发生的取代反应,反应的化学方程式为+2Cl2+2HCl。
(3)E的结构简式为,用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,即碳碳三键全部与氢气发生加成反应,则理论上需要消耗氢气4 mol。
(4)芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢原子,数目之比为3∶1,则其结构中含有2个甲基,且甲基的位置等效,苯环上的2个氢原子的位置等效,可能的结构简式为、、、、。
19 (1)de (2)
(3)3-甲基-1-丁烯 (4)C10H14 4 (5)
【解析】(1)烃A和烃B可能互为同系物,如A为C5H10,B为C10H20,a正确;当n=m时,若B的分子式与A的分子式相同而结构不同,则A、B互为同分异构体,b正确;当m=12时,A的分子式为C5H12,A为烷烃,c正确;当n=11时,B的分子式只能为C10H22,d错误;烃A的碳原子数小于6,不可能为芳香烃,e错误。(2)由分子中4个原子共线可知,要使烃A的5个碳原子共线,则A的分子中必须有2个相连的键,故A为。
(3)具有支链的链状烃A与H2最多以物质的量之比为1∶1加成,则A为单烯烃,分子式为C5H10 ,分子中所有碳原子不可能都共平面,则符合条件的A只能为,其名称为3-甲基-1-丁烯。
(4)n(CO2)==0.1 mol,n(H2O)==0.07 mol,故烃B的最简式为C5H7,B为苯的同系物,设B的分子式为CaH2a-6,则a∶(2a-6)=5∶7,解得a=10,故B的分子式为C10H14,若其苯环上的一溴代物只有一种,则符合条件的烃B的结构有、、、,共4种。
(5)当m=n=4时,A和B的最简式都是C5H4,则混合物平均组成的最简式为C5H4,设a g混合物完全燃烧后生成x mol CO2和y mol H2O,将产物通过足量过氧化钠,发生反应:2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,由化学方程式可知,固体增加的质量等于x mol CO与y mol H2的质量之和,a g C5H4的物质的量为=mol,y=×=, mol H2的质量为 mol×2 g·mol-1=g,x=×5,则x mol CO的质量为 mol×5×28 g·mol-1= g,故过氧化钠固体质量增加 g+ g= g。