第1章有机化合物的结构与性质烃单元测试卷高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修3（含解析）

第1章《有机化合物的结构与性质 烃》单元测试卷
一、单选题
1．下图为实验室制取硝基苯的装置图，下列说法不正确的是
A．液体的添加顺序是：先取浓硝酸于试管中，小心加入浓硫酸后迅速加入苯，塞上橡皮塞
B．长直导管的作用是：冷凝、回流、导气
C．纯净的硝基苯是无色、密度比水大的油状液体
D．水浴温度控制在50-60℃左右
2．下列实验装置图正确的是
A．实验室制备及收集乙烯 B．石油分馏 C．实验室制硝基苯 D．检验乙炔的还原性
A．A B．B C．C D．D
3．化学用语的书写和使用应符合规范要求。下列化学用语正确的是
A．羟基的电子式： B．重水的分子式：H218O
C． 和互为同分异构体 D．丙烷分子的球棍模型：
4．某有机化合物结构简式如图所示，该化合物的正确命名
A．2-甲基-4-异丙基己烷 B．2，4，5-三甲基己烷
C．新壬烷 D．2，3，5-三甲基己烷
5．下列有机物与苯互为同系物的是
A． B． C． D．
6．由沸点数据：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判断异丁烷的沸点可能是
A．低于-89℃ B．低于-0.5℃ C．高于-0.5℃ D．高于36℃
7．以下结构表示的物质中属于烷烃的是
A．CH3OH B．
C． D．
8．北京奥运会“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述错误的是
A．丙烷沸点高于甲烷 B．丙烷和氯气发生加成反应
C．丙烷在常温下为气体 D．丙烷和辛烷互为同系物
9．既可以用来鉴别乙烯和甲烷，又可用来除去甲烷中混有的乙烯的方法是
A．通入足量溴水中 B．与足量的液溴反应
C．通入酸性高锰酸钾溶液 D．—定条件下与H2反应
10．下列说法不正确的是
A．乙酸和硬脂酸(C17H35COOH)互为同系物 B．16O2-和18O2-互为同位素
C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体 D．C60和石墨烯互为同素异形体
11．按系统命名法，下列有机物的命名正确的是
A．3-乙基戊烷 B．2-甲基-3-乙基丁烷
C．3-乙基-1-丁炔 D．2，3-二甲基-3-戊烯
12．下列各组微粒之间的关系正确的是
A．乙酸、乙二酸：同分异构体 B．H、H：同位素
C．CO2、CO：同素异形体 D．甲醇、苯甲醇：同系物
13．烃是一类重要的化工原料，研究烃类的性质具有重要意义。下列说法正确的是
A．可以用酸性溶液除去乙烷中混有的乙烯
B．等质量的乙炔和苯完全燃烧生成的物质的量相等
C．苯及其同系物均能使酸性溶液褪色
D．丙炔与先发生加成反应，然后发生取代反应，最多消耗
14．某抗癌、抗癫痫药物中间体M的结构如图所示。下列有关M的说法正确的是
A．碳原子和氧原子的杂化方式均有两种
B．分子中最多有9个碳原子共面
C．与溴水发生反应时，1 mol M最多消耗4 mol Br2
D．可发生加成反应、氧化反应、水解反应
15．2020年我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法错误的是
A．“北斗”系统组网成功，北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅
B．“嫦娥”五号运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染
C．“硅石墨烯锗晶体管”为我国首创，石墨烯能发生加成反应
D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐高压、耐腐蚀
二、填空题
16．(1)写出丙烷的结构简式：_______。
(2)写出亚硫酸钠在空气中被氧化的化学方程式：_______
17．根据乙烯的化学性质，完成下列填空：
(1)乙烯分子中含有的官能团名称为_______。
(2)乙烯_______使酸性KMnO4溶液褪色(填“能”或“不能”)。
(3)乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，请完成这个反应的化学方程式：CH2=CH2+Br2→_______。
18．已知环戊烯可简写为，降冰片烯的分子结构可表示为
(1)降冰片烯的分子式为_______，其属于_______(填字母)。
a.环烃 　 b.不饱和烃 　　 c.烷烃 　　 d.芳香烃
(2)环戊烯分子碳原子的杂化方式有_______ 。
(3)环戊烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，请用化学方程式表示褪色原理_______ 。
(4)降冰片烯的同分异构体有很多种，请写出三种符合下列条件的同分异构体的结构简式_______ 。
a.分子中含有一个六元环 　　 b.环内含有碳碳双键
(5)降冰片烯不具有的性质是_______(填序号)。
A．易溶于水 B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．能与氢气发生加成反应 D．常温常压下为气体
三、实验题
19．某同学设计如图装置制取少量溴苯，请回答下列问题：
(1)写出实验室制取溴苯的化学方程式__________。
(2)上述反应发生后，在锥形瓶中加入硝酸银溶液观察到的现象是________，你认为这一现象能否说明溴和苯发生了取代反应(填“能”或“不能”)_____，理由是_____________。
(3)该装置中长直导管a的作用______，锥形瓶中的导管为什么不插入液面下？________。
20．如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，写出发生反应的化学方程式_______________________________。
(2)经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是________。
A．升高B．降低C．不变D．无法确定
(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到_____________________________________________________________________。
(4)右端玻璃管的作用是________________________________。
(5)若把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是_______________________
①黄绿色逐渐消失　②试管壁上有黄色油珠出现　③水位在试管内上升到一定高度　④水槽内有少量晶体析出⑤液面上有白雾
A．①③B．①②③C．①②③④⑤D．①②④⑤
(6)CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5) CH =CHCH3用系统命名法命名，其名称为______________________________________
21．实验室用下图所示装置制取少量溴苯。打开K，向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液，发现a中有微沸现象，b中的液体逐渐变为浅红色，c中有少量气泡产生，反应结束后，对a中的液体进行后续处理即可获得溴苯。
回答下列问题：
(1)实验装置中，盛有苯和溴的混合液的仪器的名称为________。
(2)a中发生反应的反应类型为________；能说明这一结论的实验现象是________。
(3)b中CCl4的作用是________。
(4)c中发生反应的离子方程式为________。
(5)得到粗溴苯后，用如下操作进行精制：①水洗 ②蒸馏 ③用干燥剂干燥 ④10%NaOH溶液洗，正确的操作顺序是________(填序号)。
A．①②③④② B．②④②③① C．④②③①② D．①④①③②
(6)蒸馏操作中，仪器选择及安装均正确的是________(填序号)。
四、计算题
22．在25℃和101KPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32mL，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72mL，原混合烃中乙炔的体积分数是_____。
参考答案：
1．A
【详解】A．苯和浓硝酸易挥发且苯的密度较小，则混合时，应向浓硝酸中加入浓硫酸，待冷却至室温后，再将所得混合物加入苯中，故A错误；
B．苯与浓硝酸易挥发，为提高原料的利用率，需使苯和硝酸蒸气冷凝回流，所以长直导管的作用是冷凝、回流、导气，故B正确；
C．纯硝基苯是无色、密度比水大的油状液体，故C正确；
D．硝酸易挥发，且在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯，为了减少反应物的挥发和副产物的生成应将反应温度控制在50-60℃，故D正确；
答案选A。
2．C
【详解】A．乙烯的密度接近空气的平均密度，乙烯采用排水法收集，收集方法错误，故A错误；
B．温度计测量馏分的温度，温度计水银球应该位于蒸馏烧瓶支管口处，故B错误；
C．苯和浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热55～60℃条件下发生取代反应制取硝基苯，温度计测量水浴温度，操作正确，故C正确；
D．乙炔中含有H2S等还原性气体，H2S能被溴水氧化而使溴水褪色，对乙炔还原性检验造成干扰，故D错误；
故答案选C。
3．D
【详解】A．是氢氧根离子电子式，不是羟基电子式，A错误；
B．重水中的氢原子为质量数为2的氢原子，重水的分子式为2H2O或D2O，B错误；
C．二者是同一种物质，C错误；
D．该模型是丙烷的球棍模型，D正确；
故选D。
4．D
【详解】该物质中最长碳链上有6个碳，主链为己烷，从左端开始编号，则2、4、5号碳上各有一个甲基，从右端开始编号，则2、3、5号碳上各有一个甲基，2、3、5的编号之和较小，所以该物质的名称为2，3，5-三甲基己烷；
故答案为D。
5．D
【分析】同系物是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。
【详解】A． 是硝基苯，含有硝基，和苯结构不相似，不互为同系物，故A不选；
B． 和苯都是芳香烃，但其分子式为C10H8，苯的分子式为C6H6，两者在分子组成上没有相差若干个CH2原子团，不互为同系物，故B不选；
C． 分子中有碳碳双键，和苯结构不相似，不互为同系物，故C不选；
D． 和苯结构相似，在分子组成上相差一个CH2原子团，两者互为同系物，故D选；
故选D。
【点睛】同系物的结构相似通常是具有相同种类和数量的官能团。
6．B
【详解】由沸点数据：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃可知，烷烃中碳原子个数越多其熔沸点越高，异丁烷中含有4 个碳原子，其碳原子个数大于乙烷而小于戊烷，所以其沸点应该大于乙烷而小于戊烷，并且支链越多熔沸点越低，所以异丁烷熔沸点低于正丁烷，则戊烷的沸点可能是“低于-0.5℃”。
故答案为：B。
7．C
【详解】A．CH3OH属于饱和一元醇，A不符题意；
B．属于烯烃，B不符题意；
C．碳原子间通过碳碳单键相连，剩余价键均与H原子相连成链状的烃称为烷烃，属于烷烃，C符合题意；
D．属于烯烃，D不符题意；
故选C。
8．B
【详解】A．烷烃的沸点随着碳原子数增多而依次增大，则丙烷沸点高于甲烷，故A正确；
B．光照条件下，丙烷和氯气发生取代反应生成氯代丙烷和氯化氢，故B错误；
C．碳原子个数小于4的烃，常温下都是气态，则丙烷在常温下为气体，故C正确；
D．丙烷和辛烷都是结构相似的烷烃，互为同系物，故D正确；
故选B。
9．A
【详解】鉴别乙烯和甲烷的最好的方法是通入足量溴水中，能使溴水褪色的是乙烯，不能使溴水褪色的是甲烷；除去甲烷中混有的乙烯的最好的方法是将混合气体通入足量溴水中，乙烯与溴水充分反应而除去，剩余甲烷。鉴别乙烯和甲烷的另一种方法是通入酸性高锰酸钾溶液中，能使高锰酸钾溶液褪色的是乙烯，不能使高锰酸钾溶液褪色的是甲烷；但除去甲烷中混有的乙烯不能用酸性高锰酸钾溶液，因为乙烯会被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳气体，而引入新杂质。答案选A。
10．B
【详解】A．乙酸()与硬脂酸(C17H35COOH)结构相似均属于一元酸，且相差16个，则属于同系物，故A正确；
B．同位素为质子数相同而中子数不同的不同核素，16O2-和18O2-为氧离子不属于同位素，故B错误；
C．正丁烷和异丁烷分子式相同而结构式不同，则互为同分异构体，故C正确；
D．由同种元素所组成的不同单质互为同素异形体，C60和石墨烯为C所组成的两种不同单质，属于同素异形体，故D正确；
答案选B。
11．A
【详解】A．该有机物属于烷烃，最长碳链上有5个碳原子，第3个碳原子上有一个乙基，按有机物系统命名法，该有机物名称为3-乙基戊烷，A正确；
B．该有机物属于烷烃，最长碳链为主链，主链上有5个碳原子，从离支链最近的一端开始给主链上的碳原子编号，第2和第3个碳原子上各有1个甲基，按有机物系统命名法，该有机物名称为2，3-二甲基戊烷，题中命名错误是没有选择最长碳链为主链，B错误；
C．该有机物属于炔烃，根据炔烃的命名规则，应该选含有碳碳三键、碳原子数最多的为主链，主链上有5个碳原子，编号从距离碳碳三键最近的的一端开始，三键在1、2号C之间，3号碳原子上有1个甲基，命名为3-甲基-1-戊炔，题中命名错误是没有选择包含碳碳三键的最长碳链为主链，C 错误；
D．该有机物属于烯烃，根据烯烃的命名规则，应该选含有碳碳双键、碳原子数最多的为主链，主链上有5个碳原子，编号从距离碳碳双键最近的的一端开始，双键在2、3号C之间，3、4号C上各有1个甲基，命名为3，4-二甲基-2-戊烯，题中命名错误是没有从距离碳碳双键最近的一端开始编号，D 错误；
答案选A。
12．B
【详解】A．乙酸（CH3COOH）、乙二酸(HOOC-COOH)的分子式不同，不是同分异构体，A错误；
B．、的质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确；
C．同种元素形成的不同单质互为同素异形体，CO2、CO都是化合物，C错误；
D．甲醇、苯甲醇都是醇类，但分子组成不是相差n个CH2，不是同系物，D错误；
故选B。
13．B
【详解】A．酸性KMnO4溶液可用于鉴别乙烷和乙烯，但不能用于除去乙烷中的乙烯，因为酸性KMnO4溶液可将乙烯氧化成CO2，引人新的杂质，A项错误；
B．由于乙炔和苯中氢元素的质量分数相同，则等质量的两物质含氢元素的质量相同，完全燃烧后生成H2O的物质的量也相同，B项正确；
C．苯的同系物能使高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，C项错误；
D．lmol丙炔与氯气发生加成反应需要2mol氯气，生成，再发生取代反应最多消耗氯气4mol，所以一共可最多消耗氯气6mol，D项错误；
答案选B。
14．B
【详解】A．M分子中所有碳原子均为sp2杂化，A错误；
B．苯环上及与苯环直接相连的碳原子共平面，则分子中最多有9个碳原子共面，B正确；
C．苯环上酚羟基的邻位和对位可与Br2发生取代反应，碳碳双键能与Br2发生加成反应，则1molM最多消耗3 molBr2，C错误；
D．M分子中不含酯基，不能发生水解反应，D错误；
故选B。
15．A
【详解】A．“北斗”系统组网成功，北斗芯片中的半导体材料为晶体硅，而二氧化硅则是光导纤维的主要成分，A错误；
B．“嫦娥”五号运载火箭用液氧液氢推进剂，H2燃烧产物是水，水是空气的成分，因此对环境无污染，B正确；
C．“硅石墨烯锗晶体管”为我国首创，石墨烯结构中含有不饱和的碳碳双键，因此能发生加成反应，C正确；
D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金是合金，具有耐高压、耐腐蚀的性能，D正确；
故合理选项是A。
16． CH3CH2CH3 2Na2SO3+O2=2Na2SO4
【详解】(1)烃的结构简式中省略单键，则丙烷的结构简式为：CH3CH2CH3，故答案为：CH3CH2CH3；
(2)亚硫酸钠在空气中被氧化为硫酸钠，化学方程式为：2Na2SO3+O2=2Na2SO4，故答案为：2Na2SO3+O2=2Na2SO4。
17． 碳碳双键 能 CH2BrCH2Br
【详解】(1)乙烯的结构简式为CH2=CH2，分子中含有的官能团名称为碳碳双键。
(2)乙烯含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色。
(3)乙烯含有碳碳双键，能和溴水发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色，反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br。
18．(1) C7H10 ab
(2)
(3) +Br2→
(4) （或其他合理答案）
(5)AD
【解析】(1)
键线式中，一个拐点、一个终点均代表一个碳，结合碳形成四个共价键的特点可知，降冰片烯的分子式为C7H10；降冰片烯只含碳元素和氢元素，分子结构中含有环，含有双键，因此属于环烃，也属于不饱和烃，答案选ab。
(2)
环戊烯分子中的饱和碳原子，采取sp3杂化，双键上的碳原子，采取sp2杂化，因此环戊烯分子中碳原子的杂化方式有sp2杂化、sp3杂化。
(3)
环戊烯分子中含碳碳双键，能与溴水发生加成反应使其褪色，化学方程式为+Br2→。
(4)
降冰片烯的不饱和度为3，分子式为：C7H10，则符合分子中含有一个六元环且环内含有碳碳双键的其同分异构体的结构简式可以是 等。
(5)
A．降冰片烯是烃，不易溶于水，A符合题意；
B．降冰片烯中含碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B不符合题意；
C．降冰片烯中含碳碳双键，能与氢气发生加成反应，C不符合题意；
D．降冰片烯是碳原子数为7的有机物，常温常压下不是气体，D符合题意；
答案选AD。
19．(1) +Br2 +HBr
(2) 浅黄色沉淀 不能 溴易挥发会进入锥形瓶，溴与硝酸银溶液也可发生反应，生成溴化银沉淀
(3) 冷凝回流并导气 防止水倒吸入烧瓶中
【分析】苯和液溴在铁做催化剂条件下反应生成溴苯和溴化氢，溴化氢通过导管进入锥形瓶，被水吸收，据此解答。
【详解】（1） +Br2 +HBr
（2）锥形瓶中吸收溴化氢，溴化氢和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀溴化银。这一现象不能说明该反应为取代反应，因为溴容易挥发，溴进行水中也反应生成溴化氢，也能和硝酸银反应生成溴化银沉淀。
（3）实验中的长导管是为了冷凝回流并导电，减少物质的挥发。锥形瓶中的导管不能伸入液面下，因为溴化氢的溶解大，伸入液面下会发生倒吸现象。
20． CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl B 有白色胶状沉淀生成 平衡压强 C 4、5、5、6—四甲基—4—乙基—2—庚烯
【分析】根据甲烷与氯气能发生取代反应的实验原理，实验现象进行分析解答。
【详解】(1)甲烷与氯气能发生取代反应有①CH4+Cl2CH3Cl+HCl；②CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl；③CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl；④CHCl3+Cl2CCl4+HCl，如果甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，则该反应方程式：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl，故答案：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。
(2)由反应方程式可知，反应生成的CCl4是液体，反应后气体的物质的量减少，且生成的HCl易溶于水，所以左端压强减小直至为零，气柱消失，右端的水面降低，所以B符合题意，故答案：B。
(3)若水中含有Na2SiO3，生成的HCl能够溶解于水，能与Na2SiO3反应生成硅酸，硅酸不溶于水，所以在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成，故答案：有白色胶状沉淀生成。
(4)因为甲烷与氯气能发生取代反应，最终能生成CCl4为液态物质，生成的HCl能够溶解于水，使反应中气体的物质的量减少，压强减小，U形管右端的玻璃管中水柱降低，所以右端玻璃管的作用是平衡压强，故答案：平衡压强。
(5)①氯气是黄绿色气体，氯代甲烷和氯化氢都是无色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化物，所以气体颜色变浅，最终逐渐消失，故①正确；
②二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物且不溶于水，所以瓶内壁有油状液滴生成，故②正确；
③该反应中有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水导致试管内压强减小，水进入试管水位上升到一定高度，故③正确；
④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，故④正确；
⑤因为生成的氯化氢溶于水，液面上不会产生白雾，故⑤错误；
综上分析①②③④符合题意；
故答案：C。
(6)根据烯烃的命名原则，从距离官能团最近的一端编号，取代基从简到繁，所以CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5) CH =CHCH3的系统名称为：4、5、5、6—四甲基—4—乙基—2—庚烯，故答案：4、5、5、6—四甲基—4—乙基—2—庚烯。
21． 分液漏斗 取代反应 b中的液体逐渐变为浅红色，c中有少量气泡产生 除去溴化氢气体中的溴蒸气 CO＋2H＋= CO2↑＋H2O D B
【分析】(1)按实验装置中仪器的构造写其名称；
(2)(4) 要证明苯和液溴在催化剂作用下的反应为取代反应；只要证明实验中有HBr生成即可，若没有干扰，只要通过观察碳酸钠溶液中产生气泡即可证明HBr，但是溴易挥发，挥发出来的溴会干扰HBr与碳酸钠的反应，因此，必须除去未反应的溴，据此回答；
(5)粗溴苯成分的为：溴苯、液溴、苯和溴化铁等，从这些物质的物理性质、化学性质的角度，选择合理的试剂和顺序进行精制，据此回答；
(6)按蒸馏装置要求选择正确的装置；
【详解】(1)实验装置中，盛有苯和溴的混合液的仪器的名称为分液漏斗；
(2)a中苯和液溴在催化剂作用下发生反应，反应类型为取代反应；只要实验中有HBr生成即可证明取代反应，但是溴易挥发，会干扰HBr与碳酸钠的反应，因此，必须除去挥发出来的未反应的溴——利用溴易溶于四氯化碳的性质加以除去，故b中的液体逐渐变为浅红色，c中有少量气泡产生就能说明苯与溴的反应是取代反应；
(3)b中CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气；
(4)c中发生的是氢溴酸和碳酸钠之间的复分解反应，氢溴酸是强酸，故离子方程式为CO＋2H＋= CO2↑＋H2O ；
(5)得到的粗溴苯，成分为：溴苯、液溴、苯和溴化铁等，用如下操作进行精制：第一步①水洗，除去可溶于水的杂质，第二步④10%NaOH溶液洗，除去其中溶解的溴，振荡、静置，分层后分液，第三步①水洗，除去残留的碱溶液，第四步③用干燥剂干燥，向有机层中加入适当的干燥剂，第五步②蒸馏，蒸馏分离出沸点较低的苯，可以得到纯净的溴苯，故正确的操作顺序是①④①③②；选D；
(6)蒸馏操作中，温度计水银球略低于蒸馏烧瓶支管口，故A、D错误；选用直形冷凝管，则B正确、C错误，答案选B。
【点睛】本题考查了溴苯的制备，涉及化学方程式的书写，防倒吸装置以及分离提纯的方法等，掌握物质的制备方法是解答本题的关键
22．25%
【详解】根据烃燃烧通式，用体积差计算：
可得y＝5，即氢原子的平均值是5，乙烷和丙烯都含有6个氢原子，乙炔含有2个氢原子，根据十字交叉法可知n(乙炔):n(丙烯+乙烷)＝(6-5):(5-2)＝1:3 ，因此乙炔的体积分数为25%。