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第2课时 苯
1.下列关于苯分子结构的说法中,错误的是( )
A.各原子均位于同一平面上,6个碳原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构
B.苯环中含有3个C—C单键,3个双键
C.苯分子中6个碳碳键完全相同
D.苯分子中碳碳之间的键是介于单键和双键之间特殊的键
解析:苯分子中碳碳之间的键是介于单键和双键之间特殊的键,不存在C—C单键和CC双键。
答案:B
2.下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.乙烯和乙烷都存在碳碳双键
B.甲烷和乙烯都可以与氯气反应
C.酸性高锰酸钾溶液可以氧化苯和甲烷
D.乙烯可以与氢气发生加成反应,苯不能与氢气加成
解析:乙烷中不存在碳碳双键;酸性高锰酸钾溶液不能氧化苯和甲烷;在一定条件下,苯可与氢气发生加成反应。
答案:B
3.下列叙述正确的是( )
A.苯与溴水混合后因发生反应而使溴水褪色
B.在苯中加入酸性KMnO4溶液,振荡后静置,下层液体为紫红色
C.1 mol苯能与3 mol H2发生加成反应,说明在苯环中含有3个双键
D.苯在常温下为白色油状液体
解析:苯与溴水不能发生化学反应,苯与溴水混合发生萃取而使水层无色;苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,又不相溶,因苯的密度比水小,苯在上层,下层为酸性KMnO4的紫红色溶液;在苯环中不存在双键;因苯的熔点为5.5 ℃,比0 ℃高,常温下为无色油状液体。
答案:B
4.某烃的结构简式为,有关其结构的说法正确的是( )
A.所有原子可能在同一平面上
B.所有原子可能在同一直线上
C.所有碳原子可能在同一平面上
D.所有氢原子可能在同一平面上
解析:苯和双键都是平面结构,由于末端甲基是立体结构,所以不可能所有原子都在同一平面上。
答案:C
5.化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似,如下图:
则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
解析:苯分子里的六个氢原子是等效的,硼氮苯中环上的三个硼原子是等效的,三个氮原子是等效的,所以该环上有两类等效氢,故其二氯代物中,两氯原子分别连在邻位或对位时各一种,而处于间位时有2种,故其二氯代物的同分异构体有4种。
答案:C
6.已知有机物A的结构简式为,请填空。
(1)有机物A的分子式是 。
(2)有机物A分子中在同一平面上的碳原子最多有 个。
(3)有机物A的苯环上的一氯代物有 种。
解析:(1)由有机物A的结构简式可知其分子式为C14H14。
(2)根据苯分子的平面正六边形结构可知,有机物A分子中所有的碳原子有可能在同一平面上。
(3)有机物A左右对称,其苯环上有四种不同类型的氢原子,故其一氯代物有4种。
答案:(1)C14H14 (2)14 (3)4
7.某同学要以“研究某分子的结构”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 ,因此它可以使紫色的酸性KMnO4溶液褪色。
(2)实验验证
他取少量的酸性KMnO4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)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“不相同”),是一种 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 。
解析:苯萃取溴而使溴水褪色,苯和溴并没有发生化学反应。
答案:(1)
(2)溶液分层,溶液紫色不褪去
(3)错误
(4)相同 特殊的 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得多,故将苯与溴水混合振荡时,苯将从溴水中萃取出溴,从而使溴水褪色,与此同时,苯层颜色加深,但溴并没有发生任何反应
8.某学生为探究苯与溴发生反应的原理,用如图所示装置进行了实验。根据相关知识回答下列问题:
(1)实验开始时,关闭K2,开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。过一会儿,在装置Ⅲ中可能观察到的现象是 。
(2)整套实验装置中能防止倒吸的装置有 (填装置序号)。
(3)你认为通过该实验,有关苯与溴反应的原理方面能得出的结论是 。
(4)本实验能不能用溴水代替液溴 。
(5)采用冷凝装置,其作用是 。
(6)Ⅲ装置中小试管内苯的作用是 。
(7)若实验时,无液溴,但实验室有溴水,该实验 (填“能”或“不能”)做成功。
解析:(1)在催化剂作用下,液溴与苯反应生成极易溶于水的溴化氢,溴化氢遇水蒸气形成白雾,HBr+AgNO3AgBr↓+HNO3,则Ⅲ广口瓶里会产生淡黄色沉淀;少量溴溶于苯,呈棕黄色。(2)溴化氢不溶于苯,在Ⅲ试管里苯与导管口接触,不会减小装置内气体压强,所以,不能引起倒吸;在Ⅳ烧杯中,倒立干燥管容积大,若水上升至干燥管里,使烧杯里液面下降,而上升的液体在重力作用下又回到烧杯里,故能防倒吸。(3)根据产物溴化氢可以证明苯与液溴发生取代反应。(4)不能用溴水,苯与液溴反应,实际上是溴化铁起催化作用,若用溴水代替液溴,不能起到催化作用,无法制溴苯。(5)苯和溴的沸点都较低,易挥发,使用冷凝装置,防止苯和溴挥发,减少苯和溴的损失,以提高原料利用率。(6)Ⅲ装置中小试管中苯是除去HBr中的Br2,防止干扰HBr的检验。(7)实验室中若无液溴,可先用苯萃取溴水中的溴,分液后,取苯层即可。
答案:(1)小试管中有气泡,液体变棕黄色,有白雾出现,广口瓶内溶液中有淡黄色沉淀生成 (2)Ⅲ和Ⅳ (3)苯与液溴可以发生取代反应 (4)不能 (5)防止溴和苯挥发,减少苯和溴的损失 (6)除去HBr中的Br2,防止干扰HBr的检验 (7)能
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第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
第1课时 乙烯
1.下列关于乙烯的叙述中,不正确的是( )
A.乙烯的化学性质比乙烷活泼
B.乙烯燃烧时,火焰明亮,同时产生黑烟
C.乙烯可作香蕉等水果的催熟剂
D.乙烯双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应
解析:乙烯分子中的双键有一个易断裂,使得乙烯容易发生加成反应,不易发生取代反应。
答案:D
2.下列反应正确的是( )
A.CH2CH2+Br2CH3CHBr2
B.CH3CHCH2+Br2CH3CHBrCH2Br
C.CH3CHCH2+Br2CH3CH2CHBr2
D.CH2CH—CHCH2+Br2(足量)
CH2CH—CHBr—CH2Br
解析:加成反应是双键断开,双键相连的两个碳原子上分别加上原子或原子团,A、C项中的Br原子都加到一个碳原子上,A、C错误;D项中,Br2是足量的,应当将双键全部加成,D错误。
答案:B
3.一定条件下,由5体积某烷烃和1体积某烯烃组成的混合气体的体积是相同条件下等质量H2体积的,则该烷烃、烯烃分别是( )
A.CH4、C2H4 B.C2H6、C3H6
C.C3H8、C4H8 D.C4H10、C5H10
解析:由题意可知:V(混合气体)=V(H2),得n(混合气体)=n(H2),由于两者的质量相等,则可得,M(混合气体)=16M(H2)=32 g·mol-1。
答案:B
4.(2013·广东阳江高一检测)甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。甲烷分子的四个氢原子都被乙烯基(CH2CH—)取代得到的产物的结构如下所示:
下列对所得分子的描述中不正确的是( )
A.分子式为C9H12
B.1 mol此分子在一定条件下最多能与4 mol H2发生加成反应
C.所有碳原子都在同一平面上
D.此物质属于烯烃类物质
解析:根据结构简式可直接数出碳、氢原子的数目,从而得出分子式为C9H12,A正确;1 mol该分子含4 mol碳碳双键,故可与4 mol H2发生加成反应,B正确;因含碳碳双键,且只含有C、H两种元素,因此属于烯烃,D正确;甲烷分子中四个氢原子被四个—CHCH2取代后,其正四面体的基本结构不变,C错误。
答案:C
5.两种气态烃以一定比例混合,在105 ℃时,1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体的体积为11 L,下列各组混合烃中不符合此条件的是( )
A.C3H6、C4H10 B.CH4、C3H4
C.C2H4、C4H10 D.C3H8、C4H8
解析:设混合烃的平均组成为CxHy,该烃燃烧的化学方程式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O。105 ℃时水为气态,若反应前后气体压强不变,则1+x+=x+,y=4。因此混合烃中一种烃分子中氢原子数大于4,另一种烃分子中氢原子数小于4,若两种烃分子中氢原子数均为4时,反应前后气体体积不变,而y>4时,反应后气体体积增大。
答案:B
6.将29.5 g乙烷和乙烯的混合气体通入足量的溴水后,溴水质量增加7 g,则混合气体中乙烯的体积分数是( )
A.21% B.25%
C.30% D.35%
解析:乙烷不与溴水反应,乙烯可与Br2发生加成反应,因此溴水质量增加是因为吸收了乙烯,n(C2H4)==0.25 mol,则n(C2H6)==0.75 mol,相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比,因此混合气体中C2H4的体积分数为×100%=25%。
答案:B
7.体育比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医立即对准运动员的受伤部位喷射药剂——氯乙烷(沸点为12.27 ℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。
(1)制取氯乙烷(CH3CH2Cl)的最好方法是 (填序号)。
A.乙烷与氯气发生取代反应
B.乙烯与氯气发生加成反应
C.乙烯与氯化氢发生加成反应
(2)写出所选反应的化学方程式: 。
(3)决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的理由是 。
解析:乙烷和氯气反应的产物为各种氯代乙烷的混合物;乙烯与氯气加成反应的产物为1,2二氯乙烷;乙烯与氯化氢发生加成反应的产物为CH3CH2Cl。
答案:(1)C
(2)CH2CH2+HClCH3CH2Cl
(3)氯乙烷的沸点为12.27 ℃,易汽化而吸收热量,使局部冷冻麻醉
8.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中),使气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性的气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,然后再使乙烯与溴水反应。
请你回答下列问题:
(1)甲同学的实验中有关的化学方程式为 。
(2)甲同学设计的实验 (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生加成反应,其理由是 。
①使溴水褪色的反应,未必是加成反应
②使溴水褪色的反应,就是加成反应
③使溴水褪色的物质,未必是乙烯
④使溴水褪色的物质,就是乙烯
(3)乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体是 ,它与溴水反应的化学方程式是 。在验证过程中必须全部除去杂质气体,除去该杂质的试剂可选用 。
(4)为了验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应,可采取的方法有 。
解析:由“乙烯”中可能含有少量还原性气体杂质、“褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质”可以推断还原气体为H2S。
答案:(1)CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br
(2)不能 ①③
(3)H2S H2S+Br22HBr+S↓ CuSO4溶液(或NaOH溶液等)
(4)如果乙烯与溴发生取代反应,必定生成溴化氢(HBr),溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸予以验证
9.(2013·湖北黄石高一检测)现有A、B、C三种烃,其球棍模型如下图:
(1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 (填对应字母,下同);
(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 ;
(3)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳最多的是 ,生成水最多的是 ;
(4)在120 ℃、1.01×105 Pa条件下时,有两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是 。
解析:根据球棍模型可知A为CH4,B为C2H4,C为C2H6。
(1)等质量的烃完全燃烧时,氢元素的质量分数越大,耗氧量越大,故CH4耗O2最多;
(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时,(x+)的值越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6的x+依次为1+=2、2+=3、2+=3.5,故C2H6耗O2最多;
(3)假设三种物质质量都为1 g,则CH4、C2H4、C2H6燃烧生成的n(CO2)分别为×1、×2、×2,×2最大,故C2H4燃烧生成的CO2最多;生成的n(H2O)分别为×4、×4、×6,×4最大,故CH4燃烧生成的H2O最多;
(4)温度≥100 ℃条件下,当烃分子中含有4个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变,y=4的为CH4、C2H4,故答案为CH4、C2H4。
答案:(1)A (2)C (3)B A (4)AB
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