第二章《烃》测试题
一、单选题(共12题)
1.有五种物质:①苯;②聚氯乙烯;③丙烯;④对二甲苯;⑤1-丁炔;⑥聚乙炔,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水发生化学反应使之褪色的是
A.③⑤⑥ B.①②④ C.②③⑥ D.③④⑤
2.甲、乙两种有机物的结构简式如图所示,下列有关叙述正确的是
甲: 乙:
A.乙能发生酯化反应 B.甲和乙互为同分异构体
C.甲和乙互为同系物 D.甲的分子式为C8H10O2
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1L 0.1mol·L-1NH4NO3溶液:NH和NH3·H2O粒子数目之和为0.1NA
B.50g质量分数为46%的乙醇水溶液中氧原子数为0.5NA
C.1mol新戊烷含有非极性共价键数目为16NA
D.含4mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2加热充分反应,转移的电子数是2NA
4.下列化学用语或图示表达正确的是
A.氯化氢的电子式: B.反—2—丁烯的球棍模型:
C.的空间填充模型: D.基态氮原子的轨道表示式:
5.某有机物的结构简式如图,则下列说法正确的是
A.该物质为苯的同系物
B.该物质的一氯取代物有4种
C.该物质的分子式为C12H11
D.在FeBr3做催化剂时,该物质可以和溴水发生取代反应
6.1,3-丁二烯在环己烷溶液中与溴发生加成反应时,会生成两种产物M和N(不考虑立体异构),其反应机理如图1所示;室温下,M可以缓慢转化为N,能量变化如图2所示。下列关于该过程的叙述正确的是
A.室温下,M的稳定性强于N
B. H= (E2-E1)kJ mol-1
C.N存在顺反异构体
D.有机物M的核磁共振氢谱中有四组峰,峰面积之比为2:1:2:2
7.关于化合物2 苯基丙烯(),下列说法正确的是 ( )
A.2 苯基丙烯的沸点比苯乙烯高 B.不能发生加成聚合反应
C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯
8.2022年北京冬奥会的场馆建设中用到一种耐腐蚀、耐高温的表面涂料。是以某双环烯酯为原料制得的,其结构为:。下列有关该双环烯酯的说法正确的是
A.分子式为C14H18O2
B.1mol该物质能与3molH2发生加成反应
C.该分子中所有原子可能共平面
D.与H2完全加成后产物的一氯代物有9种(不含立体异构)
9.下图装置为制溴苯实验,下列说法错误的是
A.导管B作用为导气和冷凝,导管口不能深入C中溶液,主要是防倒吸
B.反应一段时间后,C中导管口有白雾出现。
C.C中盛放硝酸银溶液,则会有淡黄色沉淀。这一现象说明该反应是取代反应,并不是加成反应
D.反应结束后可先过滤除去铁,然后直接蒸馏可以得到纯净的溴苯
10.根据乙烯的性质可以推测丙烯(CH2=CH-CH3)的性质,下列说法错误的是
A.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.与HCl在一定条件下能加成,并只得到一种产物
C.丙烯能在空气中燃烧,产生黑烟
D.聚丙烯的结构可以表示为
11.下列关于有机化合物的叙述正确的是
A.有机物和氢气加成后的产物的一氯取代物有3种
B.表示苯的分子结构,其中含有碳碳双键,因此苯的性质跟乙烯相同
C.乙烯使溴水褪色和苯与溴水混合振荡后水层变为无色的原理相同
D.只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构而不是平面正方形结构
12.有机物X的结构为。下列说法不正确的是
A.X的化学式为C8H8 B.有机物X与互为同分异构体
C.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.该有机物一氯代物有三种
二、非选择题(共10题)
13.按要求回答下列问题:
(1)中含有官能团的名称为___________;
(2)2-甲基-1-丁烯的结构简式___________;
(3)相对分子质量为72且一氯代物只有一种的烷烃的结构简式___________;
(4)的分子式为___________。
(5)分子式为C2H6O的有机物,有两种同分异构体,乙醇(CH3CH2OH)、甲醚(CH3OCH3),则通过下列方法,不可能将二者区别开来的是___________;
A.红外光谱 B.核磁共振氢谱 C.元素分析仪 D.与钠反应
(6)在物质鉴别时,常用溴水来鉴别烷烃和烯烃,请写出乙烯使溴水褪色的反应方程式: ___________
14.回答下列问题:
(1)某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2。该烷烃的名称是__。该烷烃可用不饱和烃与足量氢气反应得到。
(2)若不饱和烃为烯烃A,则烯烃的结构简式可能有__种。
(3)若不饱和烃为炔烃B,则炔烃的结构简式可能有__种。
(4)有一种烷烃C与上述烷烃是同分异构体,它却不能由任何烯烃催化加氢得到。则C的结构简式为__。
15.石油裂解可得到重要的化工原料乙烯(CH2=CH2),有关乙烯的部分转化关系如下图:
回答下列问题:
(1)乙烯的分子式为_______。
(2)乙二醇中官能团的名称是_______,结构简式为_______。
(3)1,2-二溴乙烷的结构简式为_______。
(4)1,2-二溴乙烷生成乙二醇的反应类型是_______。
(5)由乙烯加聚反应生成聚乙烯的反应方程式为_______
16.Ⅰ.请按要求回答下列问题:
(1)用系统命名法命名有机化合物:_______
(2)丙烯加聚制聚丙烯的反应方程式_______。
Ⅱ.计算。
0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加10.8g;再通过灼热CuO充分反应后,固体质量减轻了3.2g,最后气体再通过碱石灰被完全吸收,碱石灰的质量增加17.6g。
(3)写出该有机物的化学式_______。
(4)通过核磁共振氢谱显示有两组峰,请写出该有机物的结构简式_______。
17.计算。
(1)蚂蚁分泌的信息素中含有十一烷,其分子中碳、氢两元素质量比为_______。
(2)在标准状况下的密度为2.59g·L-1的烷烃,相对分子质量为_______,写出其带有支链的同分异构体的结构简式。_______。
18.利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,所设计的装置如下图所示:
(1)最简单烷烃的空间结构为_______。
(2)写出装置C中生成一氯甲烷的化学方程式:_______,该反应类型为:_______。
(3)D中石棉上吸附着潮湿的KI粉末,其作用是_______。
(4)若题目中甲烷与氯气的体积之比为1:1,两者反应则得到的产物有_______种,其中常温下为气态的有机产物的化学式为:_______。
(5)将0.4molCH4与Cl2发生取代,测得4种有机取代物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是_______。
(6)烃A为甲烷的同系物,A中有22个氢原子,写出A的同分异构体中,含2种等效氢的结构简式:_______。
19.硝基苯可用于生产染料、香料、炸药等。实验室可用浓硫酸、浓硝酸、苯为原料制备一定量的硝基苯(硝基苯的密度为1.2g·cm-3,沸点210℃;苯的密度为0.88g·cm-3,沸点为80.1℃)。
Ⅰ.粗硝酸苯的制备,制备装置如图1所示(夹持及加热装置省略):
实验操作:将50 mL浓硫酸缓慢加入35 mL浓硝酸(约含0.5 mol HNO3)中,然后向混合酸中加入39 mL苯于容器a中,然后水浴加热55~60℃约15 min,使其充分反应。
(1)方框甲中的仪器是_______形冷凝管,仪器a的容积以_______(填字母)mL为宜。
A.150 B.200 C.500 D.1000
(2)若将硝酸加入硫酸中,除易导致液体溅出,还易产生的不良后果是_______ , 水浴加热时,除需要水浴锅、热源外,还必须使用的一种玻璃仪器是_______。
Ⅱ.硝基苯精制
实验操作:将a中混合液与适量稀NaOH溶液混合,然后进行操作X,接着依次进行水洗→Y→蒸馏(蒸馏装置如图2所示)。
(3)操作X的主要内容是_______,水洗的目的是_______,操作Y所用试剂应具有的一种性质是_______。
(4)蒸馏过程中仪器c至少需要使用_______个(次);向乙中通冷却水与加热烧瓶的顺序是_______,若最终得到36mL精制产品,则硝基苯的产率是_______(保留三位有效数字)。
20.氯化苄(C6H5CH2Cl)为无色液体,是一种重要的有机化工原料。现在实验室模拟工业上用甲苯与干燥氯气在光照条件下加热反应合成氯化苄、分离出氯化苄并检验样品的纯度,已知相关物质的部分物理性质如表所示,其装置(夹持装置略去)如图所示:
物质 溶解性 熔点(℃) 沸点(℃) 相对分子质量
甲苯 极微溶于水,能与乙醇、乙醚等混溶 -94.9 110 92
氯化苄 微溶于水,易溶于苯、甲苯等有机溶剂 -39 178.8 126.5
二氯化苄 不溶于水,溶于乙醇、乙醚 -16 205 161
三氯化苄 不溶于水,溶于乙醇、乙醚和苯 -7 220 195.5
回答下列问题:
(1)装置A中,发生的离子反应方程式为:___________。装置F的作用是___________。
(2)装置D中,发生的反应为:___________,该反应类型是___________。
(3)实验结束时,为了得到纯净的氯化苄,简述其操作:___________。
(4)检测氯化苄样品的纯度:
①称取13.00 g样品于烧杯中,加入50.00 mL 4 mol L-1 NaOH水溶液,水浴加热1小时,冷却后加入35.00mL40% HNO3,再将全部溶液转移到容量瓶中配成100 mL溶液。取20.00 mL溶液于试管中,加入足量的AgNO3溶液,充分振荡,过滤、洗涤、干燥,称量固体质量为2.87g,则该样品的纯度为___________%(结果保留小数点后1位)。
②实际测量中,由于样品中混入二氯化苄、三氯化苄等杂质,会使结果___________。(填偏高、偏低、无影响)
21.为探究白色固体X(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验(所加试剂都是过量的):
其中气体B在标准状况下的密度为1.16 g·L-1请回答:
(1) X的化学式是________。
(2) 气体B的电子式________。
(3) 溶液D与NaOH溶液反应的离子反应方程式是_______________。
22.A~I是目前我们已学的常见物质,它们的相互转化关系如图所示(有反应条件、反应物和生成物未给出).已知A、D是组成元素相同的无色气体;G、F组成元素也相同,在常温下都是液体,E是最理想能源物质;C是世界上产量最高的金属。
写出、的化学式:________、________.
反应①的化学方程式可能为________,此反应在生产中的应用是________.
若由两种元素组成,反应⑤的化学方程式为________.
反应②的化学反应基本类型是________.
物质的一种用途是________.
参考答案:
1.A
能使酸性高锰酸钾溶液褪色,即可以被其氧化的有:③丙烯、④对二甲苯、⑤1-丁炔、⑥聚乙炔;能与溴水发生化学反应使之褪色的有:③丙烯、⑤1-丁炔、⑥聚乙炔;
因此,两个条件都能满足的有:③⑤⑥,本题选A。
2.A
A.乙中含有羧基,能与羟基发生酯化反应,A正确;
B.甲中含有8个碳原子,乙中含有7个碳原子,不可能互为同分异构体,B错误;
C.甲属于酯类有机物,乙属于羧酸类有机物,所含官能团不同,故不属于同系物,C错误;
D.甲分子中含有8个碳原子、8个氢原子、2个氧原子,对应分子式为C8H10O2,D错误;
故答案选A。
3.A
A.1L 0.1mol·L-1 NH4NO3溶液中溶质物质的量为1L0.1mol·L-1=0.1mol,依据物料守恒,NH和NH3·H2O粒子数目之和为0.1NA,A正确;
B.50g质量分数为46%的乙醇水溶液中,乙醇的质量为50g46%=23g,乙醇的物质的量为=0.5mol,乙醇中氧原子数为0.5NA,但乙醇水溶液中,水中还有氧原子,因此氧原子数大于0.5NA,B错误;
C.1mol新戊烷中含4mol C-C非极性共价键,数目为4NA,C错误;
D.稀盐酸与二氧化锰在加热条件下不反应,含4mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2加热充分反应,随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止,转移的电子数小于2NA,D错误;
答案选A。
4.B
A.氯化氢是共价化合物,电子式为,故A错误;
B.反—2—丁烯中甲基位于碳碳双键平面的两侧,球棍模型为,故B正确;
C.二氧化碳的空间构型为直线形,空间填充模型为,故C错误;
D.氮元素的电子排布式为1s22s22p3,轨道表示式为,故D错误;
故选B。
5.B
A.苯的同系物分子中只含有1个苯环,由结构简式可知,该物质的分子中含有2个苯环,不是苯的同系物,故A错误;
B.由结构简式可知,该物质的分子中含有4类氢原子,则一氯取代物有4种,故B正确;
C.由结构简式可知,该物质的分子式为C12H12,故C错误;
D.由结构简式可知,在溴化铁做催化剂时,该物质可以和液溴发生取代反应,不能与溴水反应,故D错误;
故选B。
6.C
A.能量越低,物质越稳定,由图2可看出,N的能量低于M的,故稳定性N强于M,A错误;
B.该反应为放热反应, H=生成物的总能量-反应物的总能量,即 H=( E1- E2 )kJ mol-1=-(E2-E1)kJ mol-1,该反应的热化学方程式为: H=-(E2-E1)kJ mol-1,B错误;
C.N中碳碳双键连接两种不同基团,存在顺反异构,顺式:,反式:,C正确;
D.有机物M结构简式:,核磁共振氢谱中有四组峰,峰面积之比为2:1:1:2,D错误;
故选C。
7.A
2-苯基丙烯的分子式为C9H10,官能团为碳碳双键,能够发生加成反应、氧化反应和加聚反应。
A.2 苯基丙烯和苯乙烯为同系物,且前者比后者多一个碳,结构和组成相似的分子晶体相对分子质量越在沸点越高,则2 苯基丙烯沸点高,选项A正确;
B.2-苯基丙烯的官能团为碳碳双键,一定条件下能够发生加聚反应生成聚2-苯基丙烯,选项B错误;
C.有机物分子中含有饱和碳原子,所有原子不可能在同一平面。2-苯基丙烯中含有甲基,所有原子不可能在同一平面上,选项C错误;
D.2-苯基丙烯为烃类,分子中不含羟基、羧基等亲水基团,难溶于水,易溶于有机溶剂,则2-苯基丙烯难溶于水,易溶于有机溶剂甲苯,选项D错误。
答案选B。
8.D
A.由双环烯酯的结构简式可知,其分子式为C14H20O2,A错误;
B.碳碳双键能与H2发生加成反应,酯基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,故1 mol该双环烯酯能与2 mol H2发生加成反应,B错误;
C.双环烯酯分子中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,C错误;
D.该双环烯酯完全加氢后的产物为,有9种不同环境的氢,一氯代物有9种,D正确;
答案选D。
9.C
A.反应过程中会有溴和苯蒸气,长导管B不但可以导气,还可以将溴和苯冷凝并回流下来,HBr易溶于水,要防止倒吸,A正确;
B.反应过程中在导管C的下口附近可观察到白雾出现,这是由于反应生成HBr,HBr遇水蒸气会在空气中形成白雾,B正确;
C.溴易挥发,所以C中可能含有挥发的溴,溴与水反应生成溴化氢,溴化氢与硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银,不能证明苯和液溴发生了取代反应,C错误;
D.反应结束后可先过滤除去铁,利用各成分熔沸点的差异,然后直接蒸馏可以得到纯净的溴苯,D正确;
答案选C。
10.B
A.丙烯中含有碳碳双键,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;
B.丙烯中含有碳碳双键,与HCl发生加成反应生成1-氯丙烷和2-氯丙烷两种产物,故B错误;
C.丙烯中含碳量高,在空气中燃烧,伴有黑烟,故C正确;
D.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下,断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键,然后这些不饱和的C原子彼此结合形成长链,就得到聚丙烯,其结构简式是,故D正确;
故选B。
11.D
A.有机物和氢气加成后的产物是,有4种环境的氢原子,其一氯取代物有4种,故A错误;
B.苯分子中无碳碳双键,其碳碳键是一种介于碳碳双键和碳碳单键的特殊的键,因此苯的性质与乙烯不同,故B错误;
C.乙烯使溴水褪色是因为发生了加成反应,而苯与溴水混合振荡后水层变为无色是因为苯萃取了溴水中的溴,二者原理不同,故C错误;
D.如果甲烷是平面结构,将有两种结构,只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构而不是平面正方形结构,故D正确;
故答案选D。
12.D
A.根据键线式结构的书写原则分析,X的化学式为C8H8 ,A正确;
B.的分子式为C8H8,与X为同分异构体,B正确;
C.含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.该有机物的一氯代物只有2种,D错误;
故选D。
13. 羟基、酯基 C6H12 C CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br
(1)由结构简式 可知含有官能团的名称为羟基、酯基;故答案为:羟基、酯基;
(2)由系统命名法可知2-甲基-1-丁烯的结构简式为 ;故答案为: ;
(3)由烷烃的通式CnH2n+2可得相对分子质量为72的烷烃为C5H12,同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3,(CH3)2CHCH2CH3,,一氯代物只有一种的烷烃的结构简式为;故答案为:;
(4)的分子式为C6H12;故答案为:C6H12;
(5) A.红外光谱可以测定官能团的种类,乙醇和甲醚所含官能团不同,可以用此法区别,故A不合题意;
B.核磁共振氢谱可以测定氢原子的种类和个数,乙醇和甲醚所含氢原子种类不同,可以用此法区别,故B不合题意;
C.元素分析仪是分析元素的种类,乙醇和甲醚都是含有C、H、O三种元素,不能用元素分析仪区别,故C符合题意;
D.乙醇可以与钠反应,甲醚和钠不反应,可以用钠区别二者,故D不符合题意;
故答案为C;
(6) 乙烯使溴水褪色是因为发生加成反应,反应方程式为:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br;故答案为:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br。
14.(1)2-甲基-3-乙基戊烷
(2)4
(3)1
(4)
(1)根据烷烃命名原则,该烃最长碳链为5个碳原子,命名为2-甲基-3-乙基戊烷;
(2)该烷烃若由烯烃加氢而成,则凡是相邻碳原子上有氢原子的位置均可插入双键,这样的位置有4种:,故烯烃有4种;
(3)该烷烃若由炔烃加氢而成,则凡是相邻碳原子上都有两个氢原子的位置均可插入三键,这样的位置有1种,,故炔烃有1种。
(4)烷烃C与CH3CH(CH3)CH(C2H5)2互为同分异构体,且不能由任何烯烃加氢而成,说明C与CH3CH(CH3)CH(C2H5)2含有相同的碳原子数,且C中相邻的碳原子上至少有一个碳原子上没有氢原子,故C的结构高度对称,结构简式为。
15.(1)C2H4
(2) 羟基 CH2OHCH2OH
(3)
(4)取代反应
(5)nCH2=CH2
环氧乙烷在和氧气在银作用下生成乙烯,乙烯和溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷和水取代生成乙二醇;乙烯加聚生成聚乙烯,据此分析解题。
(1)
烯烃的通式为CnH2n,乙烯的分子式为C2H4。
(2)
乙二醇中官能团的名称是羟基,结构简式为CH2OHCH2OH。
(3)
1,2-二溴乙烷的结构简式为 。
(4)
1,2-二溴乙烷生成乙二醇的反应为羟基取代了溴原子,属于取代反应。
(5)
由乙烯加聚反应生成聚乙烯的反应方程式为nCH2=CH2。
16.(1)2,2,3,4-四甲基戊烷
(2)nCH3CH=CH2
(3)C2H6O2
(4)HOCH2CH2OH
【解析】(1)
有机化合物分子中,主链上有5个碳原子,另外还有4个甲基取代基,用系统命名法命名,其名称为2,2,3,4-四甲基戊烷。答案为:2,2,3,4-四甲基戊烷;
(2)
丙烯发生加聚,生成聚丙烯,反应方程式为nCH3CH=CH2。答案为:nCH3CH=CH2;
(3)
m(H2O)=10.8g,与CO反应的O原子质量为3.2g,m(CO2)=17.6g,则n(H2O)==0.6mol,n(CO)==0.2mol,n(CO2)==0.4mol,则0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后,产物CO2、CO和H2O(g)的物质的量分别为0.2mol、0.2mol、0.6mol,由此可得出发生反应的化学方程式为:有机物+2O2CO2+CO+3H2O,依据质量守恒定律,可确定该有机物的化学式为C2H6O2。答案为:C2H6O2;
(4)
通过核磁共振氢谱显示该有机物分子中有两组峰,则分子中有2种不同性质的氢原子,该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH。答案为:HOCH2CH2OH。
17.(1)11:2
(2) 58 CH3CH(CH3)2
(1)十一烷的分子式为C11H24,其中碳元素和氢元素的质量比为(12×11):24=11:2。
(2)标准状况下密度为2.59g/L的烷烃,其相对分子质量为2.59g/L×22.4L/mol=58g/mol,则其相对分子质量为58,因其为烷烃,则其分子式为C4H10,其带有支链的同分异构体的结构简式为CH3CH(CH3)2。
18.(1)正四面体形
(2) CH4+Cl2CH3Cl+HCl 取代反应
(3)吸收未参加反应的Cl2
(4) 5种 CH3Cl
(5)1mol
(6)
该装置利用MnO2和浓盐酸反应制取的Cl2和甲烷光照条件下反应生成氯甲烷,并回收氯化氢气体,A装置利用MnO2和浓盐酸反应制取的Cl2,B装置将A装置中生成的Cl2同甲烷混合流入C装置,C装置在光照的条件下使甲烷和氯气发生反应,D装置中的石棉可以吸收未参加反应的Cl2,E装置用于吸收反应生成的氯化氢,据此分析。
(1)
最简单的烷烃为甲烷CH4,其空间构型为正四面体形;
(2)
C装置为甲烷和氯气的反应装置,该反应为C-H中的H被Cl取代可以得到一氯至四氯代物,甲烷和氯气反应生成一氯甲烷的反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl,属于取代反应;
(3)
D装置的石棉中含有KI具有强还原性物质,可以与Cl2反应发生氧化还原反应,用于吸收未参加反应的Cl2;
(4)
有机反应较为复杂,甲烷与氯气的取代反应产物中含CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,共5种;其中为气态的有机产物为CH3Cl;
(5)
0.4mol甲烷含0.4molC原子,所以四种有机取代物各0.1mol,含Cl=0.1×(1+2+3+4)=1mol,所以消耗氯气为1mol;
(6)
烃A为甲烷的同系物,则烃A为烷烃,该烷烃含有22个H原子,根据烷烃通式,烷烃A的化学式为C10H22,该分子中有2中等效H,说明该分子为对称分子,且含多个等效甲基,则分子结构简式为 。
19.(1) 球(蛇) B
(2) 硝酸会大量分解 温度计
(3) 充分振荡、静置,然后分液 除去残留的NaOH和生成的可溶性盐 吸水性
(4) 2 通冷却水 79.8%
实验室利用浓硫酸、浓硝酸、苯为原料在三颈烧瓶中水浴加热55~60℃条件下,制备一定量的硝基苯,同时对粗产品硝基苯继续进行精制,按题目要求解答。
(1)
由于硝基苯的沸点210℃,苯的沸点为80.1℃,为减少苯的挥发,提高反应物的利用率,方框甲中应采用球(蛇)形冷凝管,冷凝回流;加热时,三颈烧瓶中液体体积不宜超过其容积的,不宜少于其容积的 ,三种液体体积之和约为124mL,故选用200mL的三颈烧瓶较好,B项正确;
故答案为:球(蛇),B。
(2)
浓硫酸稀释时会放出大量的热,硝酸受热易分解,故若将浓硝酸加入浓硫酸中,开始加入的硝酸会大量分解;水浴加热时,除需要水浴锅、热源外,还必须使用温度计测量温度;
故答案为:硝酸会大量分解;温度计。
(3)
反应后混合液中含有没反应完的硝酸及催化剂硫酸,用NaOH溶液将它们转化为溶于水的盐除去,故相应的操作是充分振荡、静置,然后分液;分液所得产品中残留有NaOH和生成的可溶性盐,再通过水洗除去,然后用干燥剂除去残留的水,因此操作Y中所用试剂应具有吸水性;
故答案为:充分振荡、静置,然后分液;除去残留的NaOH和生成的可溶性盐;吸水性。
(4)
由于被蒸馏的液体中含有没反应完的苯及产物硝基苯,而苯的沸点比较低,故装置c先接收苯,然后接收硝基苯,故至少需要用2次(个);为确保蒸馏中汽化了的物质被冷凝,应先向冷凝管中通入冷却水;原料中苯的物质的量为39mL 0.88gcm-3÷78g/mol=0.44mol,论上可得到0.44mol硝基苯,实际得到的硝基苯为36mL1.2g·cm-3÷123g·mol-1,由此可求出产率为 ;
故答案为:2;通冷却水;79.8%。
20. 2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 防止NaOH溶液中的水蒸气进入D中,影响反应进行 +Cl2HCl+ 取代反应 关闭K1和K2,打开K3,加热三颈烧瓶,在178.8~205℃,蒸馏得到氯化苄 97.3% 偏高
装置A是氯气发生装置,B、C除去氯化氢和水蒸气,装置D中甲苯与干燥氯气在光照条件下加热反应合成氯化苄,装置F中的氯化钙为干燥剂,作用是防止NaOH溶液中的水蒸气进入D中,影响反应进行,NaOH溶液可以除去多余氯气,据此解题。
(1)装置A是氯气发生装置,发生的离子反应方程式为:2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,装置F中的氯化钙为干燥剂,作用是防止NaOH溶液中的水蒸气进入D中,影响反应进行;
(2)装置D中甲苯与干燥氯气在光照条件下加热反应合成氯化苄,发生的反应为:+Cl2HCl+,该反应类型是取代反应,氯离子取代了甲基上的氢原子;
(3)实验结束时,为了得到纯净的氯化苄,二氯化苄沸点为205℃,氯化苄的沸点178.8℃,220℃会生成三氯化苄,其操作:关闭K1和K2,打开K3,加热三颈烧瓶,在178.8~205℃,蒸馏得到氯化苄;
(4)①2.87g固体是 氯化银,物质的量是=0.02mol,因此根据氯原子守恒可知氯化苄的物质的量是0.02mol×100mL/20mL=0.1mol,质量是0.1mol×126.5g/mol = 12.65g,则该样品的纯度为×100% = 97.3%;
②由于样品混有二氯化苄、三氯化苄等杂质,因此实际测量结果可能偏高。
21. CaC2 2HCO+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+2H2O+ CO
由气体B在标准状况下的密度为1.16 g·L-1,则M(B)=1.16 g·L-122.4 L·mol-1=26 g·mol-1,结合固体X与水反应生成气体B和溶液A可推知,X为CaC2,气体B为C2H2,A为氢氧化钙溶液,C为CO2气体,与氢氧化钙溶液反应生成D溶液,所以D为Ca(HCO3)2溶液,加入氢氧化钠溶液生成Na2CO3和白色沉淀碳酸钙,所以E为碳酸钙,F为Na2CO3。以此进行分析解答。
(1) 结合上述分析可知:X为碳化钙,其化学式是CaC2,故答案:CaC2。
(2) 结合上述分析可知:气体B为乙炔,属于共价化合物,其电子式为。故答案:。
(3) 溶液D为碳酸氢钙溶液,与足量NaOH溶液反应生成Na2CO3和白色沉淀碳酸钙,其离子反应方程式为:2HCO+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+2H2O+ CO,故答案:2HCO+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+2H2O+ CO。
22. CO H2O2 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 炼铁 CH4+2O2CO2+2H2O 置换反应 灭火
根据“G、F组成元素也相同,在常温下都是液体”,则推测G、F为双氧水和水;根据“A、D是组成元素相同的无色气体”,则推测A、D为二氧化碳和一氧化碳;根据“C是世界上产量最高的金属”,则为铁;根据“E是最理想能源物质”,为氢气;结合图框,推测B为氧化铁,I为甲烷,H为氧气;代入检验,符合题意,并可确定G为双氧水,F为水,A为一氧化碳,D为二氧化碳,据此分析解答。
(1)根据分析,A、G的化学式分别为:CO、H2O2;
(2)根据分析,反应①的化学方程式可能为3CO+Fe2O32Fe+3CO2,此反应在生产中的应用是炼铁;
(3)根据分析,若I由两种元素组成,反应⑤的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O;
(4)根据分析,反应②为铁与非氧化性酸反应生成氢气的反应,化学反应基本类型是置换反应;
(5)根据分析,D物质为二氧化碳,该物质在生活的一种用途是灭火。