专题3《石油化工的基础物质—烃》测试卷
一、单选题
1.某种甲烷水合物(可燃冰)如图所示,平均46个水分子构成8个分子笼,每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子,若这8个分子笼子中有6个容纳的是甲烷分子,另外2个被水分子填充。下列关于这种可燃冰说法不正确的是
A.水分子间通过氢键构成分子笼
B.该可燃冰的化学式为CH4 8H2O
C.笼内的CH4分子、H2O分子与分子笼之间均存在氢键
D.可燃冰储存量大,是巨大的潜在能源
2.下列物质不会与乙烷发生化学反应的是
A.酸性KMnO4溶液 B.Cl2 C.Br2 D.O2
3.下列有关甲苯的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是
A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.甲苯燃烧产生带浓烟的火焰
C.甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯 D.1mol甲苯与3molH2发生加成反应
4.某炔烃与氢气加成后得到,该炔烃可能有的结构式有
A.一种 B.二种 C.三种 D.四种
5.下列物质的沸点由高到低排列的顺序是
①CH3(CH2)2CH3;②CH3(CH2)3CH3;③(CH3)3CH;④(CH3)2CHCH2CH3
A.②④①③ B.④②①③ C.④①②③ D.②④③①
6.如图是某高分子的片段,它是制作N95口罩无纺布的化学成分,只含碳、氢两种元素。若该高分子的单体为M,关于该物质和M的说法正确的是
A.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.等质量的该物质和M完全燃烧消耗的O2数目均为1.5 NA
C.1 mol M分子中,一定共平面的原子数目最少为6 NA
D.等物质的量的M和它的同分异构体,分子中的共价键数目一定相等
7.某种烷烃完全燃烧后生成了和,下列对于该烷烃的说法中错误的是
A.该烷烃的分子式为 B.该烷烃与氯气在光照时可以发生取代反应
C.该烷烃有两种不同的结构 D.该烷烃分子中只有极性键
8.利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是
选项 ① ② ③ 实验结论
A 浓盐酸 溶液 非金属性:
B 食盐水 电石 溴水 乙炔可与溴发生加成反应
C 浓硝酸 溶液 铁和浓硝酸反应可生成
D 浓硫酸 酸性溶液 具有还原性
A.A B.B C.C D.D
9.下列有关物质的比较错误的是
A.常压下的沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷>正丁烷>异丁烷
B.不考虑立体异构,同分异构体种数:戊烷>戊烯>丁烷
C.点燃时火焰明亮程度:乙炔>乙烯>甲烷
D.常温下的密度:己烷<水<溴乙烷
10.吡啶()是类似于苯的芳香化合物,2-乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗矽肺病药物的原料,可由如下路线合成。下列叙述正确的是
A.MPy只有两种芳香同分异构体 B.EPy中所有原子共平面
C.VPy是乙烯的同系物 D.反应①的反应类型是加成反应
11.在实验室中,下列除去杂质的方法不正确的是
A.溴苯中混有溴,加入溶液,充分反应静置后,再分液
B.硝基苯中混有浓硝酸和浓硫酸,加入溶液,静置,分液
C.乙烷中混有乙烯,通入溴水反应,再通过装有浓硫酸的洗气瓶洗气
D.乙烯中混有和,将其先后通入溶液和酸性溶液中洗气
12.下列有关化学用语的表示正确的是
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:Cl
B.硫离子(S2-)的结构示意图:
C.MgCl2的电离方程式:MgCl2=Mg2++2Cl-
D.乙烯分子的结构简式:CH2CH2
13.苯与乙烯、乙炔比较,下列叙述中正确的是
A.都易发生取代反应
B.乙炔、乙烯易燃烧、苯不易燃烧
C.都易发生加成反应
D.乙烯和乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化;而苯不能
14.化合物p()、q()、r()是三种重要有机合成原料,下列有关三种化合物的说法错误的是
A.p、q、r中所有碳原子一定共平面 B.p、q、r均难溶于水,密度均比水小
C.均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.p、q、r互为同分异构体
15.白头翁素衍生物(Q)具有抗菌作用和抗肿瘤生物活性,可通过以下路线合成。下列说法不正确的是
A.R、M、Q均能发生加成聚合反应
B.M的分子式为C9H6O2
C.Q的一氯代物有5种
D.R中所有原子不可能位于同一平面上
二、填空题
16.、三乙撑二胺和对苯二甲酸根离子可形成晶体M,其晶胞示意图如下。
(1)的价层电子排布式是___________。
(2)C、N、O的电负性从大到小的顺序是___________;C、N、O的第一电离能从大到小的顺序是___________。
(3)三乙撑二胺()与能形成配位键的原因是___________。
(4)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是___________(填字母序号)。
a.常压下,4℃时水的密度最大
b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
c.水的热稳定性比硫化氢强
(5)对苯二甲酸( )中苯环上的碳原子的杂化方式为___________,羧基上碳原子的杂化方式为___________,对苯二甲酸中最多有___________个原子共平面;酸性___________(填>或<),请解释原因___________。
(6)、、中沸点由低到高的顺序是_______,请解释原因________。
17.
(1)某烷烃A,其蒸气密度是相同状况下氢气密度的64倍,经测定得知A分子中共含有6个甲基。
①若A不是烯烃与氢气加成的产物,则A的名称为:___________________;
②若A是炔烃与氢气加成的产物,则A的结构简式为:_________________。
(2)某烃A 0.1 mol 在氧气中充分燃烧后,可以生成7.2gH2O。试回答下列问题:
①若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯取代物有两种,则烃A的结构简式为_________________。
②若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下,与H2加成,其加成产物经测定分子中含有3个甲基,则烃A可能的结构简式_________________其名称:________。
18.如图所示实验装置可用于制取乙炔。请填空:
(1)图中,A管的作用是___________,制取乙炔的化学方程式是___________。
(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中观察到的现象是_______,乙炔发生了_________反应。
(3)乙炔通入溴的CCl4溶液中观察到的现象是_______,乙炔发生了________反应。
(4)为了安全,点燃乙炔前应_____,乙炔燃烧时的实验现象是_______。
(5)若把乙炔与HCl加成,1mol乙炔最多可与____molHCl加成,1mol其加成产物能和____molCl2发生取代反应。
三、计算题
19.(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L,其质量为2 g,该烃中氢元素的质量分数为25%,则该烃的分子式为_______,电子式为_______,结构式为_______,其空间构型为_______。
(2)如图立方体中心的“·”表示甲烷分子中的碳原子,请在立方体的顶点用“·”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。_________
(3)迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构如图所示。
该物质中含有的所有官能团名称有_______
20.某含苯环的烃不含其他环状结构,其蒸汽的相对密度是氢气的52倍,碳元素的质量分数为。
的分子式为______。
与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为______。
已知: ,请写出A在冷的稀碱性溶液中反应所得产物的结构简式:______。
一定条件下,A与氢气反应,得到的化合物中碳元素的质量分数为,写出此化合物的结构简式:______。
21.某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成,在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,在标准状况下,将56.0L混合气体通入足量溴水,溴水质量增重35.0g,通过计算回答:
(1)推出混合气体中气态烷烃的化学式:
依据题意知混合气体的平均相对分子质量为_____________,则烷烃一定为___________。
(2)混合气体中两种气体的物质的量之比:____________________。
(3)写出混合气体中气态烯烃可能的结构简式:__________________。
四、实验题
22.乙炔(C2H2)是易燃气体,难溶于水。在实验室以电石(主要成分是CaC2)为原料制备乙炔,反应的化学方程式为CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,其装置如图所示:
已知:电石与水反应非常剧烈,饱和食盐水可以较大程度地降低反应速率。回答下列问题:
(1)仪器B的名称是_______(填“圆底烧瓶”或“锥形瓶”)。
(2)要使B中反应速率降低,仪器A中应盛放的试剂是_______(填“水”或“饱和食盐水”)。
(3)本实验收集乙炔所用的方法是_______。
(4)为除去乙炔中混有的少量H2S杂质,可将气体通过_______(填字母)。
A.稀盐酸 B.NaOH溶液
(5)欲制得标准状况下2.24L C2H2,至少消耗H2O的质量为_______g。
23.电石的主要成分为CaC2,易与水反应生成C2H2,故C2H2俗称电石气。某同学设计如下方案测定电石中CaC2的纯度(杂质不参加反应)。
实验原理:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
通过测定生成的气体的体积(标准状况),可确定样品中CaC2的含量。
实验步骤:
①取样品1.2g;
②把1.2g样品放入气密性良好的气体发生装置,如图所示;
③向样品中滴入水,至不再产生气泡,用量筒排水集气,量筒内液面在360mL处恰与水槽内液面相平
④作为反应器的烧瓶中有24mL液体。
请回答下列问题:
(1)上述实验所用的玻璃仪器有导管、水槽、___________、___________、___________。
(2)若实验前有1000mL、500mL、250mL的量筒备用,则应选用___________mL的量筒。
(3)生成气体体积是___________mL,为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是___________。
(4)通过以上数据计算,可得样品中CaC2的纯度为___________。
24.如图1所示装置进行探究实验(浓硫酸和乙醇制备乙烯)。以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,当温度迅速上升后,可观察到试管中溴水褪色,烧瓶中浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色。
图1 图2
(1)写出该实验中生成乙烯的化学方程式___________。
(2)碎瓷片的作用:___________;该反应加热到140℃时发生的副反应的化学方程式___________。
(3)甲同学认为:考虑到该混合液体反应的复杂性,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成,且乙烯具有不饱和性,其理由正确的是___________。(填字母序号)
A.乙烯与溴水易发生取代反应
B.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.浓硫酸氧化乙醇生成乙醛,也会使溴水褪色
(4)乙同学经过细致观察后认为试管中另一现象可证明反应中有乙烯生成,这个现象是___________。
(5)丙同学对上述实验装置进行了改进,在Ⅰ和Ⅱ之间增加如图2所示装置,则A中的试剂应为___________,其作用是___________。
参考答案:
1.C
【详解】A.甲烷水合物中平均46个水分子构成8个分子笼,水分子之间依靠氢键连接从而形成分子笼,故A正确;
B.平均46个水分子构成8个分子笼,每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子,若这8个分子笼子中有6个容纳的是甲烷分子,另外2个被水分子填充,因此该甲烷水合物中水分子和甲烷分子的数目比为48:6=8:1,即该可燃冰的化学式为CH4 8H2O,故B正确;
C.CH4与水分子之间不存在氢键,故C错误;
D.天然气水合物常见于深海沉积物或陆上永久冻土中,由于分布浅、分布广泛、总量巨大、能量密度高,而成为未来主要替代能源,故D正确;
综上所述,不正确的是C项,故答案为C。
2.A
【详解】A.乙烷比较稳定,不能与酸性高锰酸钾溶液反应 ,故A选;
B.乙烷在光照下与氯气发生取代反应 ,故B不选;
C.乙烷在光照下与溴单质发生取代反应 ,故C不选;
D.乙烷可以在氧气中燃烧 ,故D不选;
故选:A。
3.C
【详解】A.甲苯属于芳香烃,苯环影响了甲基,使甲基易被酸性高锰酸钾溶液氧化成羧基,导致高锰酸钾溶液褪色,故A不选;
B.甲苯属于芳香烃,能够燃烧生成二氧化碳和水,属于氧化反应,不能说明侧链对苯环性质有影响,故B不选;
C.甲苯属于芳香烃,甲基影响了苯环,使苯环邻对位上的氢活泼性增强,易被硝基取代,故C可选;
D.甲苯属于芳香烃,含有苯环,能够与氢气发生加成反应,最多消耗3mol氢气,不能说明侧链对苯环性质有影响,故D不选;
故选C。
4.B
【详解】炔烃与氢气加成后得到,需要找出两个相邻的C原子中,每个C原子上的H原子数2,故该炔烃可能的结构式有两种,分别为、;
答案选B。
5.A
【详解】②④中均含5个C原子,但④中含支链,则沸点为②>④,①③中均含4个C原子,但③中含支链,则沸点为①>③,相对分子质量越大,沸点越高,所以沸点由高到低排列为②④①③;
答案选A。
6.D
【解析】该物质为聚丙烯,单体M为丙烯(CH2=CHCH3)。
【详解】A.该物质分子内不含有碳碳不饱和键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,A不正确;
B.该物质和M的最简式都为CH2,等质量的该物质和M完全燃烧消耗的O2数目相等,但是由于其质量未知,不能确定其消耗氧气的具体数目,B不正确;
C.M为丙烯(CH2=CHCH3),对于烯烃来说,双键两端的碳原子及与其相连的4个原子一定共平面,由于碳碳单键可以旋转,-CH3中除C原子外,最多只能有一个H与乙烯基共面,所以1mol M分子中,一定共平面的原子数目只能为6 NA,可能共平面的原子最多为7个,C不正确;
D.丙烯的同分异构体为环丙烷,丙烯与环丙烷分子内每个碳原子都形成4个共价键(双键按2个键计算),所以等物质的量的M和它的同分异构体,分子中的共价键数目都为9个,D正确;
故选D。
7.D
【详解】的物质的量为,的物质的量为,故N(C):N(H)=0.4mol:(0.5mol2)=2:5;
A.烷烃的通式为CnH2n+2,故符合N(C):N(H)=2:5的烷烃的分子式为,选项A正确;
B.烷烃与氯气在光照时可以发生取代反应,选项B正确;
C.该烷烃有正丁烷和异丁烷两种不同的结构,选项C正确;
D.该烷烃分子中有C-H极性键和C-C非极性键,选项D错误;
答案选D。
8.D
【详解】A.浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢能够与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应,实验时应该用稀硫酸,故A错误;
B.食盐水与电石反应制取的乙炔气体中混有硫化氢、磷化氢等杂质,,硫化氢、磷化氢也能与溴水发生氧化还原反应导致溴水褪色,会干扰了检验乙炔的检验,应该先将混合气体通入盛有硫酸铜溶液的洗气瓶将硫化氢、磷化氢等除去,故B错误;
C.常温下铁在浓硝酸中发生钝化,阻碍反应的继续进行,无法观察到有二氧化氮气体生成,故C错误;
D.亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
故选D。
9.B
【详解】A.相同碳原子的烷烃,支链越多,沸点越低,前三者都是五个碳原子的烷烃,戊烷没有支链,甲基丁烷有一个支链,新戊烷有两个支链,同理排出后二者的沸点,因此沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷>丁烷>异丁烷,故A正确;
B.戊烷的同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种;戊烯的同分异构体有:1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯共5种;丁烷的同分异构体有正丁烷、异丁烷2种,故B错误;
C.点燃时火焰明亮程度,决定于烃的含碳量,含碳量越大,火焰越明亮:乙炔>乙烯>甲烷,故C正确;
D. 烷烃的密度小于水,溴乙烷的密度大于水,密度:己烷<水<溴乙烷,故D正确;
故选B。
10.D
【详解】A.由题可知吡啶()也是类似于苯的芳香化合物,MPy的芳香同分异构体有、、,共3种芳香同分异构体,A错误;
B.EPy中含有—CH2—,具有类似于甲烷中碳原子和氢原子的空间位置关系,所有原子不可能共面,B错误;
C.乙烯是一种单烯烃,乙烯的同系物中只能含有一个碳碳双键,分子组成相差一个或若干个CH2原子团,由VPy的化学组成可知其不是乙烯的同系物,C错误;
D.由反应①的特点及MPy和EPy的结构可知,反应①的反应类型是加成反应,D正确;
故选D。
11.D
【分析】除杂的原则:不增(不引入新的杂质)、不减(不与所需要的物质反应)、易分离、易复原(若转化为其他物质,要容易复原),据此可分析选项。
【详解】A.溴单质与KOH溶液反应,溴苯不和KOH溶液反应且溶液分层,故A正确;
B.浓硝酸和浓硫酸可与氢氧化钾反应,而硝基苯不反应,且不溶于水,可用氢氧化钾溶液除杂,故B正确;
C.通过盛有足量溴水的洗气瓶,乙烯与溴发生加成反应生成液态1,2-二溴乙烷,可以除去乙烯,再通过装有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气,故C正确;
D.CO2、SO2可与KOH溶液发生反应,而乙烯不反应,可除杂,但乙烯能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应生成二氧化碳气体,故D错误;
答案选D。
12.C
【详解】A.质子数为17、中子数为20的氯原子可表示为:Cl,A错误;
B.硫离子(S2-)的结构示意图可表示为:,B错误;
C.MgCl2完全电离,其电离方程式为:MgCl2=Mg2++2Cl-,C正确;
D.乙烯含有碳碳双键,乙烯分子的结构简式为:CH2=CH2,D错误;
答案选C。
13.D
【详解】A.苯能够发生取代反应,而乙烯、乙炔则易发生加成反应,A错误;
B.苯、乙炔、乙烯都易发生燃烧反应,B错误;
C.苯能够发生加成反应,而乙烯、乙炔则易发生加成反应,C错误;
D.乙烯和乙炔性质活泼,容易被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色;而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此不能使酸性高锰酸钾溶液紫色褪色,D正确;
故合理选项是D。
14.A
【详解】A.p()、q()中“ ”碳原子与其它碳原子不一定共平面,r()中1个乙烯基上的碳原子与另1个乙烯基上的碳原子不一定共平面,A错误;
B.p、q、r都属于烃,烃都难溶于水、密度均比水小,B正确;
C.p、q、r分子中都含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.p、q、r分子式都为C5H8,它们的分子结构不同,都互为同分异构体,D正确;
故选A。
15.A
【详解】A.R和M中不存在碳碳双键或碳碳三键,不能发生加成聚合反应,A错误;
B.由M的结构可得到分子式为C9H6O2,B正确;
C.Q为左右对称的结构,一氯代物有5种,C正确;
D.R中存在-CH2I类似甲烷的结构,所有原子不可能位于同一平面上,D正确;
故选:A。
16.(1)
(2) O>N>C N>O>C
(3)三乙二胺中的N给出孤电子对,有空轨道接受孤对电子
(4)ab
(5) 18 < Cl的电负性强,-Cl为吸电子基团,Cl-C的极性大于H-C,中羧基的羟基更容易电离出
(6) P、As、Sb位于同一主族,、、组成结构相似,组成和结构相似的化合物,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高
【详解】(1)锌为30号元素,锌原子失去2个电子形成锌离子,的价层电子排布式是;
(2)同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;C、N、O的电负性的顺序是O>N>C;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,C、N、O的第一电离能N>O>C;
(3)三乙二胺中的N给出孤电子对,有空轨道接受孤对电子,两者可以形成配位键;
(4)a.常压下,水分子中存在氢键,形成冰的过程中分子存在一定的空间排列,导致冰密度减小,常压下,4℃时水的密度最大,a可用“水分子间存在氢键”;
b.水中氢键的存在导致水的沸点升高,水的沸点比硫化氢的沸点高160℃,b可用“水分子间存在氢键”;
c.水的热稳定性比硫化氢强,是因为H-O键键能大于H-S键能,c 不可用“水分子间存在氢键”;
故选ab;
(5)对苯二甲酸()中苯环上的碳原子的杂化方式为sp2杂化,羧基上碳原子的杂化方式为sp2杂化;与苯环直接相连的原子共面,与羰基直接相连的原子共面,单键可以旋转,则对苯二甲酸中最多有18个原子共平面;Cl的电负性强,-Cl为吸电子基团,Cl-C的极性大于H-C,中羧基的羟基更容易电离出,导致酸性<;
(6)P、As、Sb位于同一主族,、、组成结构相似,组成和结构相似的化合物,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,故沸点。
17.(1) 2,2,4,4-四甲基戊烷
(2) CH3CH2CH3 CH3-C(CH3)=CH2 2-甲基丙烯
【分析】烷烃的蒸汽密度是相同状况下氢气密度的64倍,则该烷烃的相对分子质量是氢气的64倍,为128,利用烷烃通式,则该烷烃的分子式是C9H20;A中含有6个甲基,除去两端的甲基外,则A中含有4个取代基甲基,主链为5个C原子。
【详解】(1)① 若A不是烯烃与氢气加成的产物,说明A不存在对应的烯烃,即相邻C原子之间不能形成碳碳双键,则A是2,2,4,4-四甲基戊烷;
②若A是炔烃与氢气加成的产物,则该碳碳三键只能在端位形成,四个甲基连在相邻C原子上,则A的结构简式是;
(2)①7.2g水的物质的量是0.4mol,则烃A的分子式中含有8个H原子,若烃A不能使溴水褪色,说明不含不饱和键,但在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯取代物有两种,则该烃为丙烷,结构简式是CH3CH2CH3;
②若烃A能使溴水褪色,说明A分子中含有不饱和键;在催化剂作用下,与H2加成,其加成产物经测定分子中含有3个甲基,H原子个数是8的不饱和烃可能是丁烯,与氢气的加成产物中有3个甲基,则A是2-甲基丙烯,结构简式是CH3-C(CH3)=CH2。
18.(1) 调节液面高度以控制反应的发生和停止 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
(2) 酸性KMnO4溶液褪色 氧化
(3) 溴的CCl4溶液褪色 加成
(4) 检验乙炔的纯度 火焰明亮并伴有浓烈的黑烟
(5) 2 4
【解析】(1)
通过调节A管的高度,从而使右边的电石和水接触或分离,控制反应的发生和停止,水与碳化钙反应生成氢氧化钙和乙炔,方程式为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;
(2)
乙炔具有还原性能够发生氧化还原反应,还原酸性的高锰酸钾使其褪色;
(3)
乙炔能够和溴水发生加成反应,导致溴的CCl4溶液褪色,化学方程式为:CH≡CH+2Br2→CHBr2-CHBr2;
(4)
乙炔是可燃性气体,在点燃前必须检验其纯度,以免发生爆炸;乙炔中含碳的质量分数较大,燃烧时火焰明亮并伴有浓烈的黑烟;
(5)
乙炔与HCl完全加成时,二者物质的量之比为1:2,1mol乙炔生成1mol有机物,化学反应为CH≡CH+2HCl→CH3CHCl2,生成的二氯代物分子中含有4个H原子,该二氯代物与氯气按1:4反应,故完全反应需要消耗氯气4mol。
19. CH4 正四面体型; 羧基、(酚)羟基、酯基、碳碳双键。
【详解】(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L,该烃的物质的量为,其质量为2 g,该烃的摩尔质量为:该烃中氢元素的质量分数为25%,则氢原子的个数为,碳原子个数为,则该烃的分子式为CH4,电子式为,结构式为,其空间构型为正四面体型;
(2)甲烷分子是以碳原子为中心得正四面体结构,在立方体中互不相邻的4个顶点即构成正四面体, 故与之紧邻的4个氢原子的位置为;
(3)由结构简式可得迷迭香酸中含有的所有官能团名称有羧基、(酚)羟基、酯基、碳碳双键。
【点睛】本题以甲烷为载体通过计算有机物的分子式,考查有机物分子式和结构式的确定,空间构型,氢原子的种类等知识,通过结构简式考查官能团的名称,考查学生的计算能力,题目难度不大。
20. +Br2
【分析】某含苯环的烃A,其蒸汽的相对密度是氢气的52倍,则其相对分子质量为104,碳的质量分数为,则分子中,故,则A的分子式为,A的结构简式为: 。
【详解】的分子式为,
故答案为:;
与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,反应的化学方程式为:+Br2 ,
故答案为:+Br2 ;
根据信息:,即碳碳双键打开引入两个羟基的过程,A为 ,A与稀、冷的溶液在碱性条件下反应生成二元醇,产物为,故答案为:;
与氢气反应得到的化合物中碳的质量分数为.7%,则产物中C、H原子数目之比::2,而反应中碳原子数目不变,则产物中氢原子数目为8×2=16,故碳碳双键、苯环均与氢气发生加成反应,则产物结构简式为:,
故答案为:。
21.(1) 26 CH4
(2)烷烃:烯烃=3:1
(3)CH2=CH-CH2CH3、CH3-CH=CH-CH3,、CH2=C(CH3)2
【详解】(1)同温同压下,气体相对密度之比等于其相对分子质量之比,故混合气体的相对分子质量为13×2=26,最简单的烯烃为乙烯,相对分质量为28,大于26,则烷烃的相对分子质量一定小于26,小于26的只有甲烷,所以烷烃为甲烷,分子式为CH4;
(2)气体的物质的量为2.5mol,气体的总质量为26g/mol×2.5mol=65g,溴水质量增重35.0g此为烯烃质量,则甲烷的质量为65g-35g=30g;n(CH4)=1.875mol,烯烃的物质的量为2.5mol-1.875mol=0.625mol,则烷烃与烯烃的物质的量之比为1.875mol:0.625mol=3:1。
(3)烯烃的相对分子质量为56;设分子式为CnH2n ,则12n+2n=56,解得n=4,烯烃为C4H8,其结构简式可能为CH2═CH-CH2-CH3、CH3-CH═CH-CH3、CH2═C(CH3)2。
22.(1)圆底烧瓶
(2)饱和食盐水
(3)排水法
(4)B
(5)3.6
【分析】本实验的目的是制取乙炔,采用的实验方法是固、液不加热法,并采用排水法收集乙炔。
(1)
仪器B为圆底且没有支管的仪器,其名称是圆底烧瓶。答案为:圆底烧瓶;
(2)
由题给信息可知,要使B中反应速率降低,仪器A中应盛放的试剂是饱和食盐水。答案为:饱和食盐水;
(3)
本实验收集乙炔所用的方法,是将气体通入试管内,然后将试管内的水排出,所以方法为排水法。答案为:排水法;
(4)
H2S的水溶液呈酸性,不能与稀盐酸反应,但能与NaOH溶液反应,则除去乙炔中混有的少量H2S杂质,可将气体通过NaOH溶液,故选B。答案为:B;
(5)
由反应方程式可得出如下关系式:2H2O——C2H2,n(C2H2)=,则至少消耗H2O的质量为0.1mol×2×18g/mol=3.6g。答案为:3.6。
23.(1) 圆底烧瓶 分液漏斗 量筒
(2)500
(3) 336 使量筒内外液面相平、视线与量筒内液面的最低处相切
(4)80%
【分析】CaC2与水反应生成乙炔气体,排水法收集气体后,利用乙炔气体的体积计算CaC2的纯度。
(1)
根据装置图可知上述实验所用的玻璃仪器有导管、水槽、圆底烧瓶、分液漏斗、量筒。
(2)
1.2g碳化钙最多生成标准状况下乙炔的体积是,因此应选用500mL的量筒。
(3)
向样品中滴入水,至不再产生气泡,用量筒排水集气,量筒内液面在360mL处恰与水槽内液面相平。但由于作为反应器的烧瓶中有24mL液体,则生成气体体积是360ml-24ml=336ml。由于气体的体积受温度和压强影响较大,所以为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是使量筒内外液面相平、视线与量筒内液面的最低处相切。
(4)
根据碳原子守恒可知样品中CaC2的物质的量是0.015mol,则纯度为。
24. CH3CH2OHH2O+CH2=CH2↑ 防止液体发生爆沸 2C2H5OH →C2H5OC2H5 + H2O BC 液体分两层,下层有油状液体 NaOH溶液 吸收二氧化硫
【分析】乙醇与浓硫酸混合加热到170℃,发生消去反应生成乙烯,乙烯与溴水中的溴单质发生加成反应,使溴水褪色,据此回答问题。
【详解】(1)实验中生成乙烯的化学方程式CH3CH2OHH2O+CH2=CH2↑
;
(2)碎瓷片的作用:防止液体发生爆沸;该反应加热到140℃时发生的副反应的化学方程式2C2H5OH →C2H5OC2H5 + H2O;
(3) A.乙烯与溴水易发生加成反应,故A错误;
B.使溴水褪色的反应,未必是加成反应,也可能是浓硫酸使乙醇碳化后的碳单质与浓硫酸加热生成的二氧化硫,与溴单质发生氧化还原反应使溴水褪色,故B错误;
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯,也可能是二氧化硫,故C正确;
D.浓硫酸不能氧化乙醇生成乙醛,故D错误;
(4)乙同学经过细致观察后认为试管中另一现象可证明反应中有乙烯生成,因为乙烯与溴单质发生加成后生成1,2-二溴-乙烷,该有机物不溶于水,则看到的现象是液体分两层,下层有油状液体;
(5)为了防止二氧化硫对乙烯的性质检验产生干扰,丙同学对上述实验装置进行了改进,应在Ⅰ和Ⅱ之间增加如图2所示装置,除去二氧化硫,则A中的试剂应为NaOH溶液,其作用是吸收二氧化硫。