专题3 石油化工的基础物质—烃 专题检测试卷(三)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列反应属于加成反应的是( )
A.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中
B.苯和浓硝酸的反应
C.将己烷滴入溴水中
D.甲苯与氢气的反应
2.一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物共6.76 g,平均相对分子质量为26,使混合气体通过足量溴水,溴水质量增加4.2 g,则混合烃是( )
A.甲烷和乙烯 B.甲烷和丙烯
C.乙烷和乙烯 D.乙烷和丙烯
3.(2022·广西高二期中)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、C3H8
C.C2H4、C4H10 D.C3H8、C4H8
4.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后所得到的CO2和H2O的物质的量随混合烃总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( )
①一定有乙烯 ②一定有甲烷 ③一定有丙烷 ④一定没有乙烷 ⑤可能有甲烷 ⑥可能有乙炔
A.②⑤⑥ B.②⑥
C.②④ D.②③
5.下列有关脂肪烃的说法正确的是( )
A.烷烃分子中所有碳原子都采取sp3杂化,烯烃中则全为sp2杂化
B.烯烃在适宜的条件下只能发生加成反应,不能发生取代反应
C.分子式是C4H8的烃分子中一定含有碳碳双键
D.炔烃既能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色
6.豪猪烯(hericenes),形状宛如伏地伸刺的动物,其键线式如图。
下列有关豪猪烯的说法错误的是( )
A.豪猪烯与乙烯同属于不饱和烃
B.豪猪烯分子中所有原子不可能在同一平面
C.完全燃烧相同质量的豪猪烯和苯,消耗氧气的量相等
D.可用酸性KMnO4溶液鉴别甲苯和豪猪烯
7. 化合物W、X、Y、Z的分子式均为C7H8,Z的空间结构类似于篮子。下列说法不正确的是( )
A.化合物W中所有碳原子均共面
B.W、X、Y均可与酸性KMnO4溶液反应
C.1 mol X、1 mol Y与足量Br2的CCl4溶液反应,最多消耗Br2的量均为2 mol
D.Z的一氯代物只有3种
8.科学家提出由WO3催化乙烯和2 丁烯合成丙烯的反应历程如图(所有碳原子满足最外层8电子稳定结构)。
下列说法不正确的是( )
A.乙烯、丙烯和2 丁烯互为同系物
B.乙烯、丙烯和2 丁烯的沸点依次升高
C.Ⅲ→Ⅳ中加入的2 丁烯有顺反两种结构
D.碳、钨(W)原子间的化学键在Ⅲ→Ⅳ→Ⅰ的过程中没有断裂
9.下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验方案
A 提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯 向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入饱和碳酸钠溶液,振荡后静置分液
B 除去甲烷中的乙烯 将混合气体通入溴水洗气
C 验证乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化 将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
D 验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应 将反应产生的混合气体先通入四氯化碳再通入AgNO3溶液,观察是否有淡黄色沉淀生成
10.已知苯和一卤代烷在催化剂的作用下可生成苯的同系物:+CH3X+HX。在催化剂的作用下,由苯和下列各组物质合成异丙苯,最好选用的是( )
A.CH3CH2CH3和Cl2
B.CH2===CH—CH3和Cl2
C.CH2===CH—CH3和HCl
D.CH3CH2CH3和HCl
11.异丙烯苯和异丙苯是重要的化工原料,二者存在如下转化关系:+H2,下列说法正确的是( )
A.异丙烯苯与苯互为同系物
B.异丙烯苯不能发生取代反应
C.异丙苯的一溴代物有5种
D.0.5 mol异丙苯完全燃烧消耗氧气5 mol
12.某苯的同系物分子式为C11H16,经分析,分子中除苯环结构外,不再含有其他环状结构,还有两个—CH3、两个—CH2—和一个,它可能的结构数目是(不考虑立体异构)( )
A.2 B.3 C.4 D.5
13.(2020·天津,9)关于的说法正确的是( )
A.分子中有3种杂化轨道类型的碳原子
B.分子中共平面的原子数目最多为14
C.分子中的苯环由单双键交替组成
D.与Cl2发生取代反应生成两种产物
14.实验室制备溴苯的反应装置如图所示,下列关于实验操作或叙述错误的是( )
A.打开K,滴加苯和溴的混合液,如c处产生无色无味气体,则证明苯和溴发生了取代反应
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
15.福建泉州“碳九”泄漏事件闹得沸沸扬扬。“碳九”主要指催化重整和裂解制乙烯的副产物中含九个碳原子的芳烃馏分,主要组分有异丙苯、正丙苯、乙基甲苯、均三甲苯、偏三甲苯、连三甲苯、茚等。下列关于芳香烃的叙述不正确的是( )
A.正丙苯是苯的同系物
B.煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
C.苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物在100~110 ℃才能生成二硝基苯,而甲苯在100 ℃时即可生成三硝基甲苯,说明甲基对苯环产生了影响
D.乙烷和甲苯中都含有甲基,甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸,而乙烷不能被其氧化,说明苯环对侧链产生了影响
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)下面是苯和一组稠环芳香烃的结构简式:
(1)写出这组化合物第99个的分子式:
________________________________________________________________________。
(2)一氯并五苯有____________(填数字,下同)种同分异构体,二氯蒽有____________种同分异构体。
(3)这组化合物的含碳量最大为_________________________________________________。
17.(12分)已知:①R—BrR—OH(R表示烃基);②苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系如图所示。
(1)写出下列转化的化学方程式
①A→B:____________________________________________________________________;
②C→D:_____________________________________________________________________。
(2)图中→①→②省略了反应条件,其中①和②的结构简式分别为__________________和______________________。
(3)B分子中苯环上的任意两个氢原子被溴原子取代后,得到的二溴代物有____________种同分异构体。
18.(16分)顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料M的合成路线如图:
已知:ⅰ.
ⅱ.RCH===CHR′RCHO+R′CHO(R、R′代表烃基或氢原子)
ⅲ.RCHO+H2RCH2OH
(1)CH2==CH—CH==CH2的名称是_________________________________________________。
(2)反应 Ⅰ 的反应类型是____________。
(3)顺式聚合物P的结构简式是___________________________________________________
(填字母)。
(4)A的相对分子质量为108。
①反应 Ⅱ 的化学方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
②1 mol B完全转化为M所消耗H2的质量是______ g。
(5)C的结构简式是________________。
(6)A的某些同分异构体在相同反应条件下也能生成B和C,写出其中一种同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
19.(14分)理解和应用已知信息在有机化学合成中具有重要作用,请依据下列两条信息解决有关问题。
信息一:
R—C≡CH+
(R、R′、R″为烃基或氢原子,下同)
信息二:
(1)信息一中的反应类型为____________。下列物质能发生上述反应的是________(填字母)。
A.CH3C≡CCH3与CH3CHO
B.HC≡CH与HCHO
C.CH3C≡CH与
(2)现有苯的同系物甲、乙、丙,分子式都是C10H14,回答下列问题。
①甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是________________。
②乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化成分子式为C9H6O6的芳香酸,则乙可能的结构有______种。
③丙苯环上的一溴代物只有一种。试写出丙可能的结构简式:________________(写2种)。
专题检测试卷(三)
1.D 2.B
3.B [CxHy+O2xCO2+H2O,在105 ℃时,ΔV=x+-1-x-=-1,由题意可知,ΔV=1即y=8(混合烃的平均氢原子数),这表明混合烃中要么两种烃的氢原子数都是8,要么一种烃的氢原子数少于8,而另一种烃的氢原子数多于8。]
4.C [由图可知,1 mol混合烃完全燃烧生成1.6 mol CO2和2 mol H2O,则混合烃分子中平均含有的氢原子数为4,平均碳原子数为1.6,故两种气态烃的平均分子组成为C1.6H4。根据碳原子平均数可知,混合物中一定有甲烷,根据氢原子平均数可知,另一种气态烃分子中氢原子数也为4,且碳原子数大于1.6,因此可能含有乙烯、丙炔,一定没有乙烷、丙烷,正确的有②④。]
5.D 6.D
7.C [W中可认为一个甲基取代苯分子中的一个氢原子,故7个碳原子全部共面,A正确;W分子中和苯环相连的碳原子上含有氢原子,可被酸性KMnO4溶液氧化为,X和Y中均含有碳碳双键,可被酸性KMnO4氧化,B正确;1 mol X和1 mol Y和Br2加成,最多消耗Br2的量分别为2 mol和3 mol,C错误;由Z的结构可知,Z分子中有3种不同化学环境的氢原子,故一氯代物有3种,D正确。]
8.D [乙烯、丙烯和2-丁烯的结构相似,组成上相差若干个CH2原子团,都属于烯烃,互为同系物,A正确;乙烯、丙烯和2-丁烯都属于烯烃,随着碳原子个数的增加,沸点依次升高,故B正确;2-丁烯具有顺式()和反式()两种结构,故C正确;由示意图可知,Ⅲ→Ⅳ→Ⅰ的过程中,发生了碳、钨(W)原子间的化学键断裂,故D错误。]
9.C 10.C 11.C
12.C [根据题意知,该有机物为含有1个苯环且侧链为含5个碳原子的烷基;C11H16分子中存在一个次甲基、两个亚甲基和两个甲基,所以结构中只有一个侧链,满足条件的同分异构体有、、、,共4种。]
13.A
14.D [苯和溴的反应为放热反应,溴易挥发,b中CCl4吸收了溴蒸气,难溶于CCl4的气体进入c,如产生无色无味气体,则有HBr生成,故可证明苯和溴发生了取代反应,A正确;溴化氢极易溶于水,倒置漏斗防倒吸,碳酸钠溶液呈碱性,易吸收溴化氢,发生反应:Na2CO3+HBr===NaHCO3+NaBr,NaHCO3+HBr===NaBr+CO2↑+H2O,C项正确;反应后的混合液中混有苯、液溴、溴化铁和少量溴化氢等,提纯溴苯的正确操作是①用大量水洗涤,除去可溶性的溴化铁、溴化氢和少量溴;②用氢氧化钠溶液洗涤,除去剩余的溴等物质;③用水洗涤,除去残留的氢氧化钠;④加入干燥剂除去水,过滤;⑤对有机物进行蒸馏,除去杂质苯,从而提纯溴苯,分离溴苯不用“结晶”的方法,D项错误。]
15.B
16.(1)C398H202 (2)4 15 (3)96%
解析 (1)萘比苯多4个C原子、2个H原子,所以萘的分子式为C10H8,依次可写蒽、并四苯……的分子式,这组化合物分子组成的公差是“C4H2”,所以这组化合物的分子式可表示成:C2H4+(C4H2)m,即:C4m+2H2m+4,所以第99个该化合物的分子式为C398H202。(2)根据并五苯的结构简式可知,其分子中含有4种不同化学环境的H原子,所以其一氯代物有4种;根据图示:,通过“定一移一法”,蒽有15种二氯代物。(3)根据通式C4m+2H2m+4可知,含有的碳原子数目越多,分子中的含碳量越大,则这组化合物的含碳量最大为:×100%=×100%=×100%,当m为无穷大时,则含碳量×100%≈×100%=96%。
17.(1)①+CH3Cl+HCl
②+H2SO4+H2O
(2)
(3)6
解析 (1)由题意知,A是,C为,而从A→B→流程分析,不难看出A→B是苯环上—NO2的间位引入—CH3,而B→则是将苯环上的—NO2还原为—NH2,C→D的反应则是在—Br的对位上引入—SO3H,从而可写出相应的化学方程式。
(2)从→①→②可推出②是,而考虑①是还是,则应注意苯环上原有的取代基对新导入的取代基的影响,这可从其余两条反应路线来加以分析。可以看出若先在苯环上引入—NO2,则再引入—Br应位于间位上,若先在苯环上引入—Br,则再引入—NO2应位于对位上,可见①应是。
(3)B的结构简式为,其分子中苯环上再引入两个溴原子时,应有6种同分异构体。如图、、。
18.(1)1,3-丁二烯 (2)加聚反应 (3)b
(4)①2CH2==CH—CH==CH2 ②6
(5)HCHO
(6)(或)
解析 CH2==CH—CH==CH2发生加聚反应,生成顺式聚合物P,其结构简式为;由信息ⅰ及M的结构简式可推出A由2分子的CH2==CH—CH==CH2加成所得,其结构简式为;由信息ⅱ结合产物的组成,可确定B为,C为HCHO;B与H2加成后,—CHO被还原为—CH2OH。
19.(1)加成反应 BC
(2)① ②6
③、、、(任写2种)
解析 (2)②乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化成分子式为C9H6O6的芳香酸,表明苯环上有3个侧链且与苯环直接相连的碳原子上均有氢原子,故3个侧链为2个甲基和1个乙基,2个甲基处于邻位时,乙基的位置有2种;2个甲基处于间位时,乙基的位置有3种;2个甲基位于对位时,乙基的位置有1种,则乙可能的结构共有6种。