专题3石油化工的基础物质-烃 测试
一、单选题
1.2020年我国在新型冠状病毒防控、研究工作中取得重大进展,研究发现含有二苯乙烯结构的孟鲁司特对病毒有抑制作用,二苯乙烯的结构简式如图,下列说法正确的是
A.二苯乙烯分子式为C13H12
B.二苯乙烯与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应的原理相同
C.二苯乙烯既能发生加成反应又能发生取代反应
D.1mol二苯乙烯在一定条件下与足量H2反应最多消耗1mol H2
2.有机物通过空间旋转可以使尽可能多的原子共平面,则其最多可能共平面的碳原子数和最多可能共平面的原子数分别是
A.12,21 B.13,20 C.13,21 D.12,20
3.下列分子式表示的物质,不具有同分异构体的是
A.C3H7Cl B.C3H6 C.CH2Cl2 D.C4H6
4.NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.60 gNaHSO4固体中含有的数目为0.5NA
B.12 g金刚石中含有碳碳单键的数目为2NA
C.1 mol Cl2与1 mol CH4在光照下反应,生成CH3Cl的分子数为NA
D.等质量的乙炔和苯分别完全燃烧,乙炔和苯都消耗7.5NA个氧气分子
5.下列物质:①甲烷②乙烯③乙炔④苯⑤甲苯,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色的是
A.①② B.②③ C.②③⑤ D.②③④
6.两种气态烃等物质的量混合,在105℃时,1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10L,下列各组混合烃中不符合此条件的是
A.CH4、C2H4 B.C2H6、C2H4
C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6
7.某有机物的结构简式为HC≡C-C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-C≡CH。下列描述正确的是
A.该有机物常温常压下呈气态,且易溶于水
B.该有机物能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.该有机物分子为直线形的极性分子
D.该有机物可由乙炔和含氮化合物加聚制得
8.既可以用来鉴别甲烷和乙烯,又可以用来除去甲烷中混有的少量乙烯的操作是
A.混合气通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
B.混合气通过盛足量溴的四氯化碳溶液的洗气瓶
C.混合气通过盛蒸馏水的洗气瓶
D.混合气跟适量氯化氢混合
9.下列说法不正确的是
A.石油裂解气(含乙烯、丙烯等)可以使溴水褪色,也可以使高锰酸钾溶液褪色
B.甲烷与乙烯混合物不可以通过溴的四氯化碳溶液分离
C.正丙醇(CH3CH2CH2OH)和钠反应要比水和钠反应剧烈
D.CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl属于取代反应
10.在一定条件下,下列物质可与甲烷发生取代反应的是
A.O2 B.浓H2SO4 C.Cl2 D.酸性KMnO4溶液
11.下列关于有机物的说法正确的是
A.某有机物燃烧只生成和,且二者物质的量相等,则此有机物组成为
B.将等物质的量的和混合后在光照下反应可以得到纯净的一氯乙烷
C.实验室制备硝基苯加入试剂的顺序为:先加入浓硫酸,再滴加浓硝酸,最后滴加苯
D.分子中最少有12个碳原子处于同一平面上
二、填空题
12.回答下列问题:
(1)现有下列各组物质:①和 ②和 ③和④和 ⑤和 ⑥和质量数为238中子数为146的原子 ⑦和⑧和CH3(CH2)3CH3。
属于同系物的是_______;属于同分异构体的是_______;属于同位素的是_______;属于同素异形体的是_______;属于同种物质的是_______。填序号
(2)有机物将其在催化剂存在的条件下完全氢化,所得烷烃的系统命名是_______。
(3)有8种物质:A乙烷;B乙烯;C苯;D甲苯;E聚丙烯;F环己烯;G 1-丙醇;其中既不能使酸性溶液褪色,也不能与溴水反应使溴水褪色的是(填字母)_______
13.请按要求完成下来问题
(1)对下列物质进行系统命名:
:__________;:__________。
(2)的分子式为:_____________;
(3)下列几种烃类物质:
①互为同分异构体的有_____________和_____________ (写名称)。
②正四面体烷的二氯取代产物有_____种;立方烷的二氯取代产物有_____种。
(4)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。A的结构简式为_____,名称为_____。A中的碳原子是否都处于同一平面?_____ (填“是”或“不是”)。
14.现有下列几种有机物:
①,②,③,④癸烷,⑤,⑥,⑦,⑧丙烷。
请根据上述物质按要求回答下列问题。
(1)相对分子质量为44的烷烃的为___________(填序号)。
(2)与③互为同分异构体的是___________(填序号)。
(3)具有特殊气味,常作萃取剂的某有机物在Fe作催化剂的条件下可与液溴发生取代反应,该反应的化学方程式为___________。
(4)有机物②在加热条件下和CuO反应的化学方程式为___________。
(5)在120℃、条件下,某种气态烃与足量的完全反应后,测得反应前后气体的体积没有发生改变,则该烃是___________(填序号)。
15.现代化学工业中,有机原料的主要来源为石油的裂化、裂解、重整产物、部分已经学习过的反应如下。
(1)请写出反应①由乙烷制备溴乙烷的化学反应方程式___;
(2)请写出反应②由乙烯制备乙醇的化学反应方程式___;
(3)请写出反应③由苯制备硝基苯的化学反应方程式___。
16.要除去下表中所列有机物中的杂质(括号内为杂质),从(1)中选择适宜的试剂,从(2)中选择分离提纯的方法,用序号填入表中。
(1)试剂:a.浓硫酸 b.氢氧化钠 c.生石灰 d.碳酸钠 e.水 f.浓溴水
(2)方法:A.过滤 B.分液 C.蒸馏
要提纯的物质(杂质) CH3CH2Br (C2H5OH) C2H5OH (H2O) CH3COOCH2CH3 (CH3COOH) C6H5Br (Br2)
选用试剂
分离方法
17.Ⅰ.利用下列五种有机物回答问题:
① ② ③聚丙烯 ④⑤
(1)能使溴的四氯化碳溶液褪色的是_______(序号);
(2)既能发生取代反应又能发生加成反应的是_______(序号);
(3)⑤的名称为_______(系统命名法);
(4)②的一种同分异构体,核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,则该化合物的结构简式为:_______。
Ⅱ.运用电离及盐类水解知识回答下列问题:
(5)由晶体得到纯的无水的合理方法是_______。
(6)常温下,的盐酸中和氯化铵中的比值为_______。
18.(1)键线式表示的分子式_______;名称是_______。
(2)中含有的官能团的名称为_______。
(3)乙烯的结构式_______;乙炔的电子式_______。
19.萘、蒽、菲()是比较简单的稠环芳香烃,请回答以下问题。
(1)在一定条件下,萘与浓硫酸、浓硝酸的混合酸作用可以得到两种萘的一硝基取代物,写出这两个反应的化学方程式____。
(2)蒽和菲之间存在何种关系____?
(3)菲的一氯取代产物可能有多少种____?写出它们的结构简式____。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.二苯乙烯分子式为C14H12,A说法错误;
B.二苯乙烯中含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应而褪色,与溴水发生加成反应而褪色,B说法错误;
C.二苯乙烯中含有碳碳双键和苯环,既能发生加成反应又能发生苯环上的取代反应,C说法正确;
D.1mol二苯乙烯在一定条件下与足量H2反应,2mol苯基能与6mol氢气加成,1mol碳碳双键能与1mol氢气加成,则最多消耗7mol H2,D说法错误;
答案为C。
2.C
【详解】苯为平面结构,与苯环直接相连的碳原子在同一个平面上,碳碳双键是平面结构,和双键碳原子直接相连的原子在同一平面,碳碳三键为直线型结构,与碳碳三键直接相连的原子在同一条直线上,单键可以旋转,因此该有机物中所有碳原子可能共面,即最多可能共面的碳原子数为13;左边甲基通过旋转单键可使1个H原子与C原子共面,右边-CH2CH3可通过旋转单键使两个C原子和甲基上的1个H原子共面,则最多可能共平面的原子数为21;
答案选C。
3.C
【详解】A.符合分子式为C3H7Cl的卤代烃有2种结构,分别为1—氯丙烷和2—氯丙烷,则C3H7Cl具有同分异构体,故A不符合题意;
B.符合分子式为C3H6的烃可能为丙烯和环丙烷,则C3H6具有同分异构体,故B不符合题意;
C.甲烷的空间构型是正四面体结构,则CH2Cl2不具有同分异构体,故C符合题意;
D.符合分子式为C4H6的烃可能为1—丁炔、2—丁炔、1,3—丁二烯、环丁烯、甲基环丙烯等,则C4H6具有同分异构体,故D不符合题意;
故选C。
4.B
【详解】A.NaHSO4固体中含有Na+、,无H+,因此其中含有的H+数目为0,A错误;
B.12 g金刚石中含有C原子的物质的量是1 mol,C原子与相邻的4个C原子形成4个共价键,每个共价键为相邻的2个C原子形成,故1 个C原子形成的共价键数目是4×=2,因此1 mol金刚石中含有碳碳单键的数目为2NA,B正确;
C.Cl2与CH4在光照下反应,生成CH3Cl,取代反应逐步进行,生成的CH3Cl会进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4,故1 mol Cl2与1 mol CH4在光照下反应,生成CH3Cl的分子数小于NA,C错误;
D.乙炔、苯最简式相同,等质量的乙炔和苯的质量未知,因此不能确定其完全燃烧消耗氧气的多少,也就不能确定O2分子数目,D错误;
故合理选项是B。
5.B
【详解】乙烯、乙炔和甲苯都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烯和乙炔中均含有碳碳不饱和键,二者均能和溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,故选:B。
6.B
【分析】设混合烃的平均分子式为,则有,有机物燃烧前后体积不变,则,解得y=4,即混合烃中平均含有H原子数为4,据此分析解答。
【详解】A.、中H原子数都为4,平均值恒为4,符合条件,故A不选;
B.C2H6、C2H4中H原子数的平均值不等于4,不符合条件,故B选;
C.C2H4、C3H4中H原子数都为4,平均值恒为4,符合条件,故C不选;
D.C2H2、C3H6中H原子数的平均值恒为4,符合条件,故D不选;
故选:B。
7.B
【详解】A.该有机物分子的相对分子质量较大,分子间作用力较强,常温常压下不可能呈气态;该有机物分子中有较长的炔烃链,且是非极性分子,与水分子间引力作用很微弱,不能有效分散在水中,即难以溶解,A错误;
B.该有机物分子中含有碳碳三键,所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.该有机物分子为直线形分子,且分子是对称结构,故整个分子是非极性分子,C错误;
D.该物质中不含氮元素且不是高分子化合物,不可能是乙炔和含氮化合物的加聚产物,D错误。
故合理选项为B。
8.B
【详解】A.乙烯可使酸性KMnO4溶液褪色,甲烷与酸性KMnO4溶液不反应,可以鉴别,但酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化生成CO2,又引入新的杂质CO2,A错误;
B.乙烯与溴发生反应:CH2=CH2+Br2→,生成油状液体1,2-二溴乙烷,溴水褪色,甲烷与溴水不反应,可以鉴别,并且还可除去甲烷中的乙烯,B正确;
C.甲烷与乙烯均难溶于水,不能鉴别,且不能除去甲烷中的乙烯,C错误;
D.乙烯在适当条件下才能与HCl发生加成反应氯乙烷,反应中HCl的量难以控制,且不能除去甲烷中的乙烯,D错误;
答案为B。
9.C
【详解】A.石油裂解气中含有碳碳不饱和键,碳碳不饱和键能和溴发生加成反应、能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以石油裂解气能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;
B.甲烷与乙烯都可以与溴的四氯化碳溶液互溶,无法分离,故B正确;
C.醇羟基电离出氢离子不如水电离出氢离子容易,所以钠和水反应比钠和丙醇反应剧烈,故C不正确;
D.在高温条件下该反应中甲基上H原子被Cl原子取代生成氯代烃,同时还生成HCl,该反应为取代反应,故D正确;
故选C。
10.C
【详解】甲烷是正四面体结构,甲烷分子中每个原子都达到稳定结构,导致甲烷性质较稳定,通常情况下和强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂不反应。
A.甲烷和氧气发生氧化反应生成二氧化碳和水,属于氧化反应,不发生取代反应,选项A错误.
B.硫酸属于强酸,甲烷和稀硫酸不反应,选项B错误.
C.光照条件下,甲烷能和氯气发生取代反应,选项C正确.
D.酸性高锰酸钾属于强氧化剂,甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应,选项D错误。
答案选C。
11.D
【详解】A.某有机物完全燃烧只生成CO2和H2O,且二者物质的量相等,则此有机物一定含有C、H两种元素且C、H的个数比为1:2,可能含有O元素,故A错误;
B.将等物质的量的C2H6和Cl2混合后在光照下反应,可以得到一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等多种氯代烃,其中二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷各有2种结构,故B错误;
C.实验室制备硝基苯时试管中加入三种试剂的顺序为:先加浓硝酸,再加浓硫酸,冷却后,再滴入苯,故C错误;
D.苯环和乙炔均为平面结构,单键可以旋转,分子中苯环和-CHCH2中所有原子可能共平面,甲基上C原子在苯环决定的平面上,所以最少有12个碳原子处于同一平面上,故D正确;
故答案选D。
12.(1) ⑤ ⑧ ⑥ ① ③④⑦
(2)2,4-二甲基己烷
(3)ACE
【解析】(1)
①和是同种元素组成的不同单质,两者互为同素异形体;
②为丙烯,属于单烯烃,为1,3-丁二烯,属于二烯烃,两者属于不同类别物质;
③和分子空间结构均为四面体结构,属于同种物质;
④和均由氢元素和氧元素组成原子数相同的水分子,属于同种物质;
⑤和均属于烷烃,组成上相差2个“-CH2”,两者互为同系物;
⑥质量数为238,中子数为146的原子其质子数为:238-146=92,原子符号可表示为:,和属于质子数相同,中子数不同的不同原子,两者互为同位素;
⑦和,均为正丁烷,属于同种物质;
⑧和CH3(CH2)3CH3分别为异戊烷和正戊烷,两者是分子式相同,结构不同的同分异构体;
综上所述,属于同系物的是⑤;属于同分异构体的是⑧;属于同位素的是⑥;属于同素异形体的是①;属于同种物质的是③④⑦。
(2)
催化加氢以后形成,根据系统命名法的规则可知,该烷烃可命名为:2,4-二甲基己烷;
(3)
A.乙烷,不与酸性高锰酸钾和溴水反应,故A符合题意;
B.乙烯可被酸性高锰酸钾氧化,与溴水可发生加成反应,故B不符合题意;
C.苯不能被酸性高锰酸钾氧化,与溴水仅发生萃取现象,但不能与溴水反应使溴水褪色,故C符合题意;
D.甲苯由于苯基的存在,导致甲基容易被酸性高锰酸钾氧化,与溴水可发生萃取现象,故D不符合题意;
E.聚丙烯没有碳碳双键,不能使高锰酸钾溶液褪色,也不与溴水发生反应,故E符合题意;
F.环己烯分子中含碳碳双键,可使酸性高锰酸钾褪色,也可与溴水发生加成反应而使其褪色,故F不符合题意;
G. 1-丙醇分子中含羟基,可使酸性高锰酸钾褪色,不能与溴水发生反应而使溴水褪色,故G不符合题意;
综上所述,既不能使酸性溶液褪色,也不能与溴水反应使溴水褪色的是ACE。
13.(1) 2,2,4 –三甲基戊烷; 3–甲基苯乙烯
(2)C4H8O
(3) 乙烯基乙炔 正四面体烷 1 3
(4) 2,3 二甲基 2 丁烯 是
【详解】(1),该烷烃分子中主链含有5个碳原子,含有3个甲基作支链,其名称是2,2,4 –三甲基戊烷;分子含有苯环和乙烯基,间位还含有1个甲基,则名称为3–甲基苯乙烯;故答案为:2,2,4 –三甲基戊烷;3–甲基苯乙烯。
(2)根据有机物的键线式可知分子式为C4H8O;故答案为:C4H8O。
(3)①乙烯基乙炔和正四面体烷的分子式相同,均是C4H4,结构不同,互为同分异构体;故答案为:乙烯基乙炔;正四面体烷。
②根据有机物结构简式可知正四面体烷四个氢是一种位置的氢,其二氯取代产物有1种;立方烷的二氯取代产物有3种,即面对角线、体对角线和面的相邻位置;故答案为:1;3。
(4)A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,则A应为烯烃,设分子式为CnH2n,则有14n=84,n=6,又因为核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢,其结构简式应为,名称为2,3 二甲基 2 丁烯,由于碳碳双键是平面型结构,而4个甲基与不饱和碳原子又直接相连,所以6个碳原子处于同一平面上;故答案为:;2,3 二甲基 2 丁烯;是。
14. ⑧ ⑦ +Br2 +HBr ①
【详解】(1)烷烃属于饱和烃,通式:CnH2n+2,所以12n+2n+2=44,n=3,分子式为C3H8,为丙烷,故选⑧;
(2)分子式相同,分子式不同的有机物间互为同分异构体;③,属于饱和烷烃,分子式C6H14,与③互为同分异构体的是⑦;
(3)具有特殊气味,常作萃取剂的某有机物在Fe作催化剂的条件下可与液溴发生取代反应,符合条件的为苯与溴之间发生的取代反应,该反应的化学方程式为:+Br2 +HBr;
(4)②为醇,与氧化铜加热后发生氧化还原反应,生成乙醛、铜和水,反应的化学方程式为:;
(5)烃燃烧的通式:CxHy+O2→xCO2+H2O(g),在120℃、条件下,烃完全燃烧,测得反应前后气体的体积没有发生改变,即1+=x+,y=4,即分子式符合CxH4;题给的8种物质中,只有甲烷符合题意要求,因此选①。
15. CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr CH2=CH2+H2OCH3CH2OH +HNO3+H2O
【详解】(1)乙烷是取代反应,化学反应方程式为CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr,故答案为:CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr;
(2)由乙烯制备乙醇是加成反应,化学反应方程式为;CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,故答案为:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
(3)由苯制备硝基苯是取代反应,化学反应方程式+HNO3+H2O,故答案为:+HNO3+H2O。
16. e c d b B C B B
【详解】除去CH3CH2Br中的C2H5OH,可以向混合物中加入水,CH3CH2Br不溶于水,C2H5OH和水互溶,C2H5OH进入水中,和CH3CH2Br分层,然后分液即可;除去C2H5OH中的水,可以加新制的生石灰,然后蒸馏;除去乙酸乙酯中的乙酸,可以加入饱和碳酸钠溶液,乙酸和碳酸钠反应进入水层,乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度很小,可以尽可能减少乙酸乙酯的损失,然后分液;溴苯中的溴可以加NaOH溶液除去,溴可以和NaOH溶液反应生成无机盐进入水中,溴苯不溶于水,和无机盐溶液分层,然后分液即可。故答案为e;c;d;b;B;C;B;B。
17.(1)⑤
(2)④⑤
(3)2-甲基-2-戊烯
(4)
(5)在氯化氢气流中加热脱水
(6)
【解析】(1)
能使溴的四氯化碳溶液褪色,应含有碳碳不饱和键,则⑤符合,故答案为:⑤;
(2)
①只能发生取代反应,都是单键,不能发生加成反应,①不选;
②只能发生取代反应,都是单键,不能发生加成反应,②不选;
③聚丙烯中不含有碳碳双键,都是单键,不能发生加成反应,③不选;
④可与氯气发生取代反应,能与氢气发生加成反应,④选;
⑤含有甲基,能与氯气发生取代反应,含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,⑤选;
故选:④⑤;
(3)
⑤含有碳碳双键,主链含有5个C原子,名称为2-甲基-2-戊烯,故答案为:2-甲基-2-戊烯;
(4)
②的一种同分异构体,核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,则应含有叔丁基,该化合物的结构简式为,故答案为:;
(5)
溶液存在水解平衡:+3H2O ,加热促进Fe3+水解,可增大生成物HCl浓度使平衡逆向移动从而抑制水解,则由晶体得到纯的无水的合理方法是在氯化氢气流中加热脱水;
(6)
盐酸电离出氢离子浓度远大于水电离产生的,而氢氧根浓度全部由水电离,则,氯化铵中铵根与水发生水解反应,氢离子全部由水电离产生,=10-4mol/L,比值为10-10:10-4=10-6。
18. C6H14 2-甲基戊烷 酚羟基和酯基
【详解】(1)键线式表示的分子中主链含有5个碳原子,2号碳原子上含有1个甲基,名称是2-甲基戊烷,分子式为C6H14。
(2)分子中含有的官能团的名称为酚羟基和酯基。
(3)乙烯含有碳碳双键,结构式为;乙炔含有碳碳三键,电子式为。
19.(1)+HNO3(浓) +H2O,+HNO3(浓) +H2O
(2)同分异构体
(3) 5 、、 、、
【详解】(1)萘分子的结构简式为,分子中含有2类H原子,则在浓硫酸作用下,与浓硝酸共热发生硝化反应生成的硝基化合物有2种,反应的化学方程式为+HNO3(浓) +H2O,+HNO3(浓) +H2O,故答案为:+HNO3(浓) +H2O,+HNO3(浓) +H2O;
(2)由蒽的结构简式为和菲的结构简式为可知,蒽和菲的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,故答案为:同分异构体;
(3)由结构简式可知,菲的分子中含有5类氢原子,则一氯代物有5种,结构简式为、、、、,故答案为:5;、、、、。
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答案第1页,共2页