2.1烷烃
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.我国“祝融号”火星车首次在火星上探测到含水矿物,通过分析发现矿物含有a、b、c、d四种原子序数依次增大的短周期主族元素,岩石中含有cdb3,其中b也是地球地壳中含量最高的元素,c为金属元素,其单质与热水反应后的溶液能使酚酞试液变为浅红色,a、d为同一主族元素。下列判断错误的是
A.原子半径:c>d>a>b
B.b分别和a、c、d形成的化合物化学键类型相同
C.a的氢化物的沸点可能高于b的氢化物的沸点
D.从海水中提取c的过程中,工业生产常选用Ca(OH)2作为沉淀剂
2.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 操作 现象 结论
A 两块相同的未经打磨的铝片。相同温度下分别投入到5.0mL等浓度的CuSO4溶液和CuCl2溶液中 前者无明显现象,后者铝片发生溶解 Cl-可能加速破坏铝片表面的氧化膜
B 分别将5.6gCaO和94.4g水加入烧杯中,搅拌使其充分溶解、静置冷却 烧杯底部有白色固体 所得溶液溶质质量分数为7.4%
C 用湿润的蓝色石蕊试纸检验甲烷与氯气在光照下反应后的有机产物 试纸变红 生成的有机物具有酸性
D 向一块铁片上加酸除去铁锈,再滴加铁氰化钾溶液,静置2~3min 有蓝色沉淀出现 铁片上发生了吸氧腐蚀
A.A B.B C.C D.D
3.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
4.下列说法正确的是
A.1H2和2H2互为同素异形体 B.C6H6和C2H2互为同系物
C.C2H5OH和CH3OCH3互为同分异构体 D.C60和C70互为同位素
5.下列物质的命名中肯定正确的是
A.2,2—二甲基丁烷 B.3,3—二甲基丁烷
C.2—甲基—3—乙基丁烷 D.4—甲基—3—乙基己烷
6.为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应中,每生成释放的中子数为
B.电解精炼铜时,若转移了个电子,阳极溶解铜
C.将一定量的通入溶液中,当有转化为时,转移电子总数为
D.标准状况下,庚烷中所含的分子数约为
7.北京2022年冬奥会火种灯独具中国文化特色,其造型灵感来自“中华第一灯”一一西汉长信宫灯,借“长信”之意,表达人们对光明与希望的追求和向往。火种灯燃料是丙烷(C3H8)气体,下列关于丙烷说法不正确的是
A.难溶于水 B.熔沸点比乙烷高
C.不能发生氧化反应 D.不存在同分异构体
8.下列各对物质属于同系物的是
A.与
B.与
C.O2与 O3
D.CH3OH与
9.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,r溶于水是强酸,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.W在周期表中所在族全是金属
B.原子半径大小:Z>Y>X
C.1mol p与足量n充分反应,最多消耗4mol n
D.Y的氢化物的沸点高于下一周期同族元素的氢化物
10.下列各组物质互为同系物是( )
A.CH3—CHCH2与
B.与
C.甲苯和邻二甲苯
D.CH2=CH—CH=CH2和CH3CH2CH2C≡CH
二、填空题
11.完成下列各题:
(1)烃A的结构简式为
用系统命名法命名烃A: 。
(2)某烃的分子式为C5H12,则该烃的一氯代物有 种,若其某种同分异构体在核磁共振氢谱图中显示三个峰,则该烃的一氯代物有 种,该烃的结构简式为 。
(3)“立方烷”是新合成的一种烃,其分子呈正方体结构,该分子的碳架结构如图所示:
①“立方烷”的分子式为 。
②其二氯代物共有 种。
(4)麻黄素又称黄碱,是我国特定的中药材麻黄中所含有的一种生物碱。经科学家研究发现其结构如下:
下列各物质:A. B. C. D. E.。与麻黄素互为同分异构体的是 (填字母,下同),互为同系物的是 。
12.按要求回答下列问题。
(1)写出下列有机物的结构简式:
①2,2,3,3-四甲基戊烷 ;
②2,3-二甲基-6-乙基辛烷 ;
③2,5-二甲基庚烷 ;
(2)写出下列物质的分子式:
① ;
② ;
(3)写出下列物质的键线式:
① ;
②CH3CH=CHCH3 ;
(4)按系统命名法命名有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是 ;
(5)所含官能团的名称是 ;该有机物发生加聚反应后,所得产物的结构简式为 。
13.根据要求,回答下列问题:
(1)均三甲苯( )是一种易燃、不溶于水、比水密度小的有毒液体。
①均三甲苯与苯互为 。
②均三甲苯分子中的两个H原子被Cl原子取代,所得产物有 种。
③三聚氰胺( )是一种重要的化工原料,其结构可以看作均三甲苯分子中的部分碳原子被N原子置换所得。三聚氰胺的核磁共振氢谱有 组峰。
(2)玫瑰的香味物质中含有1,8-萜二烯,1,8-萜二烯的键线式为 。
①写出1,8-萜二烯与等物质的量的发生加成反应所得产物的所有结构: (用键线式表示)。
②有机物A是1,8-萜二烯的同分异构体,分子中含有“ ”结构(R表示烃基),A可能的结构有 种(不考虑立体异构),其中一种结构的键线式为 。
(3)蒽( )能与苯炔( )反应生成化合物X(立体对称图形),如图所示。该反应类型属于 反应,X的一氯代物有 种,1mol苯炔最多可以与 反应。
14.现有以下几种有机物,按要求回答下列问题:① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 。
(1)④的分子式是 。
(2)③的系统命名是 。
(3)与⑥互为同系物的是 (填序号)。
(4)⑨的一氯代物同分异构体数目有 种。
(5)⑧的二氯代物同分异构体数目有 种。
(6)⑦的同分异构体中,属于芳香烃的结构简式为 。
(7)鉴别⑤和⑨的化学试剂是 。
(8)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.下列各组物质中,属于同位素的是(填序号,下同) ,属于同素异形体的是 ,互为同系物的是 ,属于同分异构体的是 ,属于同种物质的是 。用系统命名法给D中的第一种有机物命名,其名称为 .
A.O2和O3
B.和
C.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
D.CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3
E.和
F.和CH2=CHCH3
G.和
16.回答下列问题:
(1)以下物质中,一定互为同系物的有 ,互为同分异构体的有 ,属于同一物质的有 (以上各空若有多组答案,请在不同组合之间用分号隔开)。
① ② ③ ④
⑤ ⑥ ⑦ (苯乙烯) ⑧
⑨ ⑩ (立方烷)
(2)的名称为 。
(3)分子式为的烷烃中,含有3个甲基的同分异构体有 种。
(4)写出聚丙烯的结构简式: 。
(5)某有机物的球棍模型如图所示,请写出该物质的分子式 ,该分子中所含有的官能团的名称为 。
17.一比一将氯气和甲烷的一试管混合气体,倒立水中。一段时间后,发现试管内气体颜色逐渐变 。试管壁出现 液滴,试管中有少量白雾。
18.有下列几组物质,请将序号填入下列空格内:
A.CH2=CH-COOH和油酸(C17H33COOH) B.12C60和石墨 C.和D.35Cl和37Cl E.乙醇和乙二醇
(1)互为同位素的是. ;
(2)互为同系物的是 ;
(3)互为同分异构体的是 ;它们互为 异构;
(4)互为同素异形体的是 ;
(5)既不是同系物,又不是同分异构体,也不是同素异形体,但可看成是同一类物质的是 。
判断下列说法是否正确
19.CH4、C2H6、C3H8互为同系物,都能与氯气发生取代反应。
20.相对分子质量相同的不同物质互称为同分异构体。
21.同分异构体可以是同一类物质,也可以是不同类物质。
22.正丁烷和异丁烷具有相同的物理性质。
23.正丁烷和正戊烷互为同系物。
24.同系物的分子式相同,分子中碳原子的连接方式不同。
25.凡分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物都属于同系物。
26.和互为同分异构体。
27.若两烃分子都符合通式CnH2n+2,且碳原子数不同,二者是一定互为同系物。
28.若两烃分子都符合通式CnH2n,且碳原子数不同,二者一定互为同系物。
29.戊烷有2种同分异构体。
30.C8H10中只有3种属于芳香烃的同分异构体。
31.CH3CH2CH2CH3在光照下与氯气反应,只生成1种一氯代烃。
32.己烷共有4种同分异构体,它们的熔点、沸点各不相同。
33.丁烷有3种同分异构体。
34.和互为同分异构体。
35.用正确的序号填空:①、、 ②正戊烷与新戊烷 ③和 ④和
⑤ 与乙烯 ⑥和⑦
(1)互为同位素的是 ;互为同素异形体的是 ;互为同分异构体的是 ;互为同系物的是 。
(2)用系统命名法给下列有机物命名:
①
②3,5-二甲基庚烷的结构简式
(3)丙烯的结构简式为
三、实验探究题
36.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:
根据设计要求回答:
(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③ 。
(2)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是 。
(3)E装置的作用是________(填编号)。
A.收集气体 B.吸收氯气
C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
(4)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出生成黑色小颗粒的化学方程式 。
(5)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出有机物的最佳方法为 。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为 (填编号)。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
37.氯仿(CHCl3)常用作有机溶剂和麻醉剂,常温下在空气中易被氧化。实验室中可用热还原CCl4制备氯仿,装置示意图及有关物质性质如下:
物质 相对分子质量 密度(g/ml) 沸点(℃) 溶解性
CHCl3 119.5 1.50 61.3 难溶于水
CCl4 154 1.59 76.7 难溶于水
相关实验步骤如下:
①检查装置气密性;
②开始通入氢气
③点燃B处酒精灯
④向A处水槽中加入热水,接通C处冷凝装置的冷水;
⑤向三颈烧瓶中滴入36 mlCCl4
⑥反应结束后,停止加热,将D 处锥形瓶中收集到的液体分别用适量NaHCO3溶液和水洗涤,分离出产物加入少量无水CaCl2,静止后过滤。
⑦对滤液进行蒸馏纯化,得到氯仿28.29g
请回答下列问题:
(1)C处应选用冷凝管为 (填标号)
(2)简述本实验检查装置气密性的操作 。
(3)分液漏斗上的导管作用是 。
(4)设计②③先后顺序的目的是 。
(5)向A处水槽中加入热水的目的是 。
(6)装置B处反应为可逆反应,停止加热一段时间后,发现催化剂仍保持红热状态说明B处生成CHCl3反应的ΔH 0(填< 或 >),B中发生的反应化学方程式为 。
(7)该实验中氯仿产率为 (保留3 位有效数字)。
38.利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品制取盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如图:
完成下列填空:
(1)A中反应的离子方程式是 ;有人认为E中有氯化氢产生,不能证明甲烷与氯气发生了取代反应,你认为他的看法 (填“正确”或“不正确”),理由是 。
(2)B有三种功能:①控制气流速度;②混匀混合气体;③ 。
(3)设=x,若想理论上获得最多的氯化氢,则x≥ 。
(4)一段时间后发现D中的石棉由白色变为蓝色,则棉花上可能预先滴有 溶液。
(5)E中除盐酸外,还可能含有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为 (选填编号)。
a.水洗分液法b.蒸馏法c.萃取分液法d.结晶法
(6)该装置的缺陷是,有些尾气没能处理掉,该尾气的主要成分为 (选填编号)。
a.CH4b.CH3Clc.CH2Cl2d.CHCl3
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【分析】b也是地球地壳中含量最高的元素,则b为O;c为金属元素,其单质与热水反应后的溶液能使酚酞试液变为浅红色,则c为Mg;a、d为同一主族元素,岩石中含有cdb3,令d的化合价为n,根据化合价代数和为0,则与+2+n+(-2)×3=0,解得n=+4,、d为同一主族元素且d的原子序数比a大,故d为Si,a则a为C;
【详解】由分析可知,a为C元素、b为O元素、c为Mg元素、d为Si元素;
A.同周期主族元素自左而右原子半径减小,一般电子层越多原子半径越大,故原子半径:c(Mg)>d(Si)>a(C)>b(O),故A正确;
B.b为O,与C形成化合物如CO的化学键是共价键,与Mg形成化合物如MgO是离子键,化学键类型不同,故B错误;
C.a为C元素、b为O元素,O的氢化物一般有水和H2O2常温下为液态,而C的氢化物CxHy属于烃类,当C原子个数较大时为固体,因此C的氢化物的沸点可能高于O的氢化物的沸点,故C正确;
D.c为Mg元素,Ca(OH)2和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,Ca(OH)2廉价且原料来源广泛,工业生产常选用Ca(OH)2作为沉淀剂,故D正确;
故选:B。
2.A
【详解】A.实验中变量为溶液中阴离子不同,前者无明显现象,后者铝片发生溶解,则可能原因为Cl-可能加速破坏铝片表面的氧化膜导致反应现象不同,A正确;
B.5.6gCaO与水反应生成Ca(OH)2的质量为7.4g,所得混合物的总质量为100g,氧化钙微溶于水,所得溶液为氢氧化钙饱和溶液,其溶质质量分数小于7.4%,B错误;
C.甲烷与氯气光照下发生取代反应生成氯代甲烷和HCl,HCl能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,且未反应的氯气能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故不能说明生成的有机物具有酸性,C错误;
D.铁锈和酸生成的铁离子会和过量铁单质转化为亚铁离子,干扰了亚铁离子的检验,故不能说明铁片上发生了吸氧腐蚀,D错误;
故选A。
3.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。
4.C
【详解】A.1H2和2H2都是氢气分子,不是同素异形体,故A不选;
B.C6H6和C2H2分子间相差C4H4原子团,不是CH2原子团的整数倍,二者不是同系物关系,故B不选;
C.C2H5OH为乙醇,属于醇类,CH3OCH3属于二甲醚,属于醚类,分子式相同,结构不同,属于同分异构体关系,故C正确;
D.C60和C70都是由碳元素形成的不同性质的单质,属于同素异形体关系,故D不选;
故选C。
5.A
【详解】A.2,2—二甲基丁烷其结构简式为,符合烷烃的命名原则,故A正确;
B.3,3—二甲基丁烷其结构简式为,命名中取代基的代数和不是最小,说明选取链端错误,正确命名为2,2—二甲基丁烷,故B错误;
C.2—甲基—3—乙基丁烷其结构简式为,丁烷中出现3-乙基,说明选取主链错误,正确命名为2,3—二甲基戊烷,故C错误;
D.4—甲基—3—乙基己烷其结构简式为,烃基的排列从简到繁,让小的取代基团位次最小,说明选取链端错误,正确命名为3—甲基—4—乙基己烷,故D错误;
答案为A。
6.A
【详解】A.反应中,每生成释放的中子数=(48+249-294)=,故A正确;
B.电解精炼铜时,由于阳极存在锌、铁等金属杂质,转移个电子时,阳极溶解铜的质量小于,故B错误;
C.将一定量的Cl2通入FeBr2溶液中,由于还原性Fe2+>Br-,Cl2先氧化Fe2+,然后氧化Br-,故当有1mol Br-转化为Br2时,Fe2+已被完全氧化,则转移的电子数大于NA,故C错误;
D.标况下庚烷为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故D错误;
故答案选A。
7.C
【详解】A. 丙烷是非极性分子,水是极性分子,难溶于水,故A正确;
B. 丙烷相对分子质量比乙烷大,熔沸点比乙烷高,故B正确;
C. 丙烷能与氧气反应,能发生氧化反应,故C错误;
D. 丙烷不存在同分异构体,故D正确;
故选C。
8.D
【详解】
A.是含一个碳碳双键的烯烃,是含两个碳碳双键的烯烃,二者结构不相似,不符合同系物的概念,A错误;
B.与均是丙烷,二者是同一种物质,B错误;
C.O2与 O3是氧元素形成的不同单质,互为同素异形体,C错误;
D.CH3OH与均含一个醇羟基,相差2个—CH2,互为同系物,D正确;
答案选D。
9.D
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则n为Cl2,Z为Cl,氯气与p在光照条件下生成r与s,r溶液是一种常见的强酸,则r为HCl,s通常是难溶于水的混合物,则p可能为CH4或C2H6,氯气与m反应生成HCl与q,q的水溶液具有漂白性,则m为H2O,q为HClO,结合原子序数可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素,然后结合元素周期律解答。
【详解】根据以上分析可知W为H元素,X为C元素,Y为O元素,Z为Cl元素。
A.氢元素位于第ⅠA族,属于非金属,故A错误;
B.同周期自左而右原子半径减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,故原子半径Y(O)<X(C)<Z(Cl),故B错误;
C.由于p不确定,所以无法计算消耗氯气的物质的量,故C错误;
D.水分子间存在氢键,所以O的氢化物的沸点高于下一周期同族元素的氢化物,故D正确。
故选D。
10.C
【分析】结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物;互为同系物的物质满足以下特点:结构相似、化学性质相似、分子式通式相同、分子式不同、物理性质不同,研究对象是有机物;据此解答。
【详解】A.CH3-CH=CH2是烯烃,是环烷烃,二者结构不同,不属于同系物,故A不符合题意;
B.是苯酚,是萘酚,不是相差一个或若干个CH2原子团,不属于同系物,故B不符合题意;
C.甲苯的结构简式为,邻二甲苯的结构简式为,二者结构相似,分子间相差1个CH2原子团,二者互为同系物,故C符合题意;
D.CH2=CH-CH=CH2是二烯烃,CH3CH2CH2C≡CH是炔烃,二者官能团不同,二者结构不相似,不属于同系物,故D不符合题意;
答案为C。
11. 2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷 8 3 CH3CH2CH2CH2CH3 C8H8 3 DE C
【详解】(1)烃A的结构简式为:,该有机物分子中主碳链为8,属于辛烷;满足支链位次最小原则,从左向右编号,2位碳上有2个甲基,4位碳上有1个乙基,6位碳上有1个甲基,因此该有机物的名称为:2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷;
(2)某烃的分子式为C5H12,属于饱和烃,其同分异构体有3种:CH3CH2CH2CH2CH3,(CH3)2CHCH2CH3,C(CH3)4,核磁共振氢谱各有3个、4个、1个峰,则该烃的一氯代物共有8种;若其某种同分异构体在核磁共振氢谱图中显示三个峰,结构简式为:CH3CH2CH2CH2CH3,该烃的一氯代物有3种;
(3)“立方烷”分子的碳架结构如图所示:,该烃的每个碳原子均和3个碳原子成键,剩余的键是和氢原子成键,该有机物含有8个碳原子,8个氢原子,所以“立方烷”的分子式为C8H8;
①结合以上分析可知,“立方烷”的分子式为C8H8;
②立方烷中只有一种氢原子,所以一氯代物只有1种;二氯代物的同分异构体分别是:一条棱,面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替,所以其二氯代物共有3种;
(4)麻黄素又称黄碱,结构简式为,分子式为C10H15NO,分子式相同,结构不同的有机物之间互称同分异构体,所以A到E五种有机物中,与麻黄素互为同分异构体的是DE;同系物是指结构相似,组成上相差n个CH2基团,麻黄素又称黄碱,结构简式为,结构中含有1个苯环,含有1个支链,含有1个醇羟基、1个亚氨基(-NH-),所以A到E五种有机物中,与麻黄素互为同系物的是C。
12. CH3CH2C(CH3)2C(CH3)3 CH3CH(CH3)CH(CH3)CH2CH2CH(CH2CH3)2 CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3 C6H14 C7H12 2,3-二甲基戊烷 碳碳双键
【详解】(1)烷烃分子中C原子之间以单键结合,剩余价电子全部与H原子结合,根据C原子价电子是4,结合烷烃系统命名方法书写物质结构简式:
①2,2,3,3-四甲基戊烷的结构简式为:CH3CH2C(CH3)2C(CH3)3;答案为:CH3CH2C(CH3)2C(CH3)3;
②2,3-二甲基-6-乙基辛烷的结构简式为:CH3CH(CH3)CH(CH3)CH2CH2CH(CH2CH3)2;答案为:CH3CH(CH3)CH(CH3)CH2CH2CH(CH2CH3)2;
③2,5-二甲基庚烷的结构简式为:CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3;答案为:CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3;
(2)①分子中含有6个C原子,由于分子中C原子间全部以单键结合,属于烷烃,分子式是C6H14;答案为:C6H14;
②分子中含有7个C原子,含有1个环和1个碳碳双键,因此该不饱和烃比烷烃少结合4个H原子,故其分子式是C7H12;答案为:C7H12;
(3)在用键线式表示有机物时,拐点和顶点表示1个C原子,单线表示碳碳单键,双线表示碳碳双键,据此书写:
①的键线式表示为:;答案为:;
②CH3CH=CHCH3的键线式表示为:;答案为:;
(4)有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2分子中最长碳链上含有5个C原子,从右端开始给主链上C原子编号,以确定支链的位置,该物质的名称是2,3-二甲基戊烷;答案为:2,3-二甲基戊烷;
(5)该有机物分子中含有碳碳双键,在发生加聚反应时,不饱和碳碳双键中较活泼的键断开,然后这些不饱和C原子彼此结合,形成很长碳链,C原子变为饱和C原子,就得到相应的高聚物,故所得产物的结构简式为:;答案为:碳碳双键;。
13.(1) 同系物 5 1
(2) 4
(3) 加成 3 4
【详解】(1)①均三甲苯与苯结构相似,组成上相差3个-CH2-原子团,二者属于同系物;
②均三甲苯中的2个氢原子被氯原子取代得到的结构为 ,共5种;
③三聚氰胺( )只有一种等效氢原子,故核磁共振氢谱只有1组峰;
(2)①1,8-萜二烯与等物质的量的发生加成反应时可以分别加到环上的双键以及链上的双键,可以得到两种结构;
②A是1,8-萜二烯的同分异构体,分子中含有“ ”结构,经过分析R是丁基,丁基有四种,故A的可能的结构有4种即 ;
(3)苯炔与蒽发生加成反应生成X,X的等效氢原子只有2种,故一氯代物只有3种,一苯炔有5个不饱和度,1mol能够4mol氢气发生加成,环不能加成。
14.(1)C5H10O
(2)2,2-二甲基丁烷
(3)①③⑧
(4)4
(5)6
(6)
(7)酸性高锰酸钾溶液
(8)①
【详解】(1)④的结构为,含有5个C、10个H、1个O,则分子式为C5H10O;
(2)③的结构简式为,主链上含有4个碳原子,2号碳上连有2个甲基,则系统命名为2,2-二甲基丁烷;
(3)结构相似,分子组成上相差n个CH2的有机物互为同系物,⑥的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3,属于烷烃,则与其互为同系物的是①CH4、③和⑧CH3CH2CH2CH3;
(4)⑨的一氯代物共有邻、间、对3种结构,以及甲基上1种,即、、、 ,共4种;
(5)⑧的二氯代物共有、、、、、共6种结构;
(6)⑦的结构简式为,其分子式为C8H8,则其同分异构体中,属于芳香烃的结构简式为;
(7)⑤为苯,⑨为甲苯,甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不可以,因此可以用酸性高锰酸钾溶液来鉴别⑤和⑨;
(8)在120℃,条件下,某种气态烃与足量的完全反应后,生成的产物为CO2和H2O,此温度下CO2、H2O均为气体,设烃的分子式为CxHy,则反应的化学方程式为,反应前后气体的体积没有发生改变,则有1+=x+,解得y=4,则该烃为①CH4。
15. B A F CG DE 3-甲基己烷
【详解】A. O2和O3是由氧元素组成的不同单质,属于同素异形体;
B. 和 质子数相同为6,中子数不同分别为7、6,是碳元素不同核素,互为同位素;
C. CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2分别为正丁烷与异丁烷,它们的结构不同、分子式相同C4H10,所以二者互为同分异构体;
D. CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3组成和结构都相同,为同一物质;
E. 甲烷为正四面体,其二氟代物为四面体结构, 和 结构、性质都相同,为同一物质;
F. 和CH2=CH CH2结构相似都为烯烃,在分子组成上相差2个CH2原子团,为同系物;
G. 和 分别为2 甲基 2 丁烯、3 甲基 1 丁烯,它们的结构不同、分子式相同C5H10,所以二者互为同分异构体;
CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3是烷烃,主链有6个碳,从靠近甲基的一端开始编号,3号碳上有一个甲基,系统命名法为:3-甲基己烷;
故答案为:B;A;F;CG;DE;3-甲基己烷。
16.(1) ⑧和⑨ ⑦和⑩ ①和②; 和
(2)2,6-二甲基-3-乙基-庚烷
(3)3
(4)
(5) C10H10O4 羟基、醛基、酯基
【详解】(1)结构相似、组成上相差若干个“CH2”基团的有机物是同系物,有⑧和⑨;分子式相同,结构不同的物质互为同分异构体,有⑦和⑩;属于同一物质的有①和②、 和 。
(2)根据烷烃命名法将取最长碳链有7个碳,命名为2,6-二甲基-3-乙基-庚烷。
(3)分子式为的烷烃是饱和烃,含有3个甲基,即有三个碳原子在端点,同分异构体有:、、,共3种。
(4)丙烯的结构简式为CH2=CHCH3,加聚得到聚丙烯,其结构简式:。
(5)从图示知,该有机物含有10个C原子,4个O原子,10个H原子,该物质的分子式为C10H10O4;从图中可知,该分子含有-OH、-CHO、-COOC-,名称分别是羟基、醛基、酯基。
17. 浅 油状
【详解】一比一将氯气和甲烷的一试管混合气体,发生取代反应,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢。倒立水中一段时间后,氯气浓度降低,则发现试管内气体颜色逐渐变浅。产物二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷为难溶于水的液态,则试管壁出现油状液滴,试管中有少量白雾。故答案为:浅;油状。
18.(1)D
(2)A
(3) C 官能团
(4)B
(5)E
【详解】(1)35Cl和37Cl质子数都为17,中子数不同,是氯元素的不同原子,互为同位素,故答案为:D;
(2)CH2=CH-COOH和油酸(C17H33COOH)结构相似、通式相同,相差1个CH2原子团,互为同系物,故答案为:A;
(3) 和 分子式相同,结构不同,互为同分异构体,它们互为官能团异构;故答案为:C;官能团;
(4)12C60和石墨是由碳元素组成的不同单质,互为同素异形体,故答案为:B;
(5)既不是同系物,又不是同分异构体,也不是同素异形体,但可看成是同一类物质的是乙醇和乙二醇,故答案为:E。
19.正确 20.错误 21.正确 22.错误 23.正确 24.错误 25.错误 26.错误 27.正确 28.错误 29.错误 30.错误 31.错误 32.错误 33.错误 34.正确
【解析】19.CH4、C2H6、C3H8都属于烷烃,互为同系物,烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,故说法正确;
20.分子式相同而结构不同不同化合物互称为同分异构体,故说法错误;
21.同分异构体可以是同一类物质,如正丁烷与异丁烷,也可以是不同类物质,如乙醇和二甲醚,故说法正确;
22.正丁烷和异丁烷的结构不同,物理性质不同,如二者的沸点不同,故说法错误;
23.正丁烷和正戊烷都属于烷烃,结构相似,分子组成相差1个CH2原子团,故互为同系物,说法正确;
24.同分异构体的分子式相同,分子中碳原子的连接方式不同,说法错误;
25.只有结构相似,在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物才属于同系物,如苯酚和苯甲醇,在分子组成上相差1个“CH2”原子团,但前者为酚,后者为醇,二者不是同系物,说法错误;
26.二氯甲烷为四面体结构,只有一种,说法错误;
27.符合通式CnH2n+2的烃为烷烃,若碳原子数不同,二者是一定互为同系物,说法正确;
28.符合通式CnH2n的烃可能为烯烃或环烷烃,碳原子数不同的两种烃不一定互为同系物,说法错误;
29.戊烷有正戊烷、异戊烷和新戊烷3种同分异构体,说法错误;
30.C8H10中有乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯4种属于芳香烃的同分异构体,说法错误;
31.CH3CH2CH2CH3有2种类型的氢原子,则在光照下与氯气反应,能生成2种一氯代烃,说法错误;
32.己烷有CH3CH2CH2 CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2共5种同分异构体,说法错误;
33.丁烷有正丁烷和异丁烷2种同分异构体,说法错误;
34.和分子式均为C5H12,结构不同,互为同分异构体,说法正确。
35.(1) ① ④ ② ③⑥
(2) 2,3-二甲基戊烷
(3)
【详解】(1)①、、属于质子数相同,中子数不同的核素,三者互为同位素;④和均是由氧元素形成的不同单质,二者互为同素异形体;②正戊烷与新戊烷分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体;③和、⑥和 均属于烷烃,分子组成相差CH2,互为同系物。
(2)①选择含碳原子数最多的碳链作为主链,称为戊烷,从离支链最近的一端开始编号,其中在2、3号位各有1个甲基,命名为2,3-二甲基戊烷;
②3,5-二甲基庚烷的结构简式为。
(3)丙烯的结构简式为。
36.(1)干燥混合气体
(2)吸收过量的氯气
(3)CD
(4)CH4+2Cl2C+4HCl
(5) 分液 ab
【分析】装置A中二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,装置B中的浓硫酸用于干燥氯气和甲烷,将干燥的混合气体通入装置C中,强光照射下甲烷和氯气反应,D装置石棉中的KI粉末用于吸收过量氯气,E装置中的水用于吸收HCl并起到防倒吸的作用。
【详解】(1)装置B中试剂瓶的瓶塞是三口塞,有两管让气体进入,一管让气体流出,二氧化锰与浓盐酸共热生成的氯气中有氯化氢和水,甲烷气体中有水,而浓硫酸具有吸水性,所以装置B除了可以控制气体流速、均匀混合气体之外,还可以干燥混合气体。
(2)氯气具有强氧化性,能将碘离子氧化生成碘单质,因此KI的作用是吸收多余的Cl2,防止过量的氯气排入空气中污染环境,反应的化学方程式为:Cl2+2KI=2KCl+I2。
(3)由于实验过程中产生的氯化氢对环境有污染,且氯化氢易溶于水,因此装置E中的水可用于吸收氯化氢,而球形干燥管可起到防倒吸的作用,答案选CD。
(4)硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,说明在强光照射下生成了碳粉,根据原子守恒可推测,反应的化学方程式为:CH4+2Cl2C+4HCl。
(5)甲烷可以和氯气发生取代反应,产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷,一氯甲烷是气体,其余氯代甲烷均为液体,因此在E装置中除生成盐酸外,还有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷,三者均不溶于水,可用分液的方法进行分离;一氯甲烷是气体且不溶于水,而过量的甲烷也不溶于水,故尾气的主要成分为甲烷和一氯甲烷,答案选ab。
37. b 将牛角管末端放入水中,关闭 A 中弹簧夹,加热试管,观察现象。若牛角管口有气泡冒出,冷却到室温后,牛角管口有一段稳定的水柱,表明装置气密性良好。(合理即可) 平衡压强,使 CCl4 液体顺利流下 排除装置中的空气,防止加热时氢气遇氧气发生爆炸 使 CCl4 转化为气体,与氢气混合均匀。 < CCl4+H2CHCl3+HCl 63.7%
【分析】本实验通过H2与CCl4蒸汽在点燃条件下发生反应:CCl4+H2CHCl3+HCl,制备三氯甲烷,得到三氯甲烷和四氯化碳等的混合物,解读表格数据可知,三氯甲烷和四氯化碳是互溶的液体混合物,通过蒸馏分离,本实验控制四氯化碳的体积、测定所制备的三氯甲烷的质量,需按产率 计算产率,据此回答;
【详解】(1)由表格知,三氯甲烷和四氯化碳是互溶的液体混合物,应采用蒸馏方法加以分离,蒸馏装置中通常选用直形冷凝管,便于液体流下,故选b;
(2)可以用微热法检查装置气密性,具体操作为:将牛角管末端放入水中,关闭 A 中弹簧夹,加热试管,观察现象,若牛角管口有气泡冒出,冷却到室温后,牛角管口有一段稳定的水柱,表明装置气密性良好;
(3)分液漏斗上的导管把漏斗上方的气体和三颈烧瓶中的连通,故其作用是:平衡压强,使 CCl4液体顺利流下;
(4)本实验需要氢气在加热条件下发生反应,在点燃或加热前一定要排净空气以防爆炸,故设计②③先后顺序的目的是:排除装置中的空气,防止加热时氢气遇氧气发生爆炸;
(5) CCl4沸点76.7°C,制取目标产物的反应时H2与CCl4蒸汽在点燃条件下发生的,故向A处水槽中加入热水的目的是:使 CCl4转化为气体,与氢气混合均匀;
(6)装置B处反应为可逆反应,停止加热一段时间后,发现催化剂仍保持红热状态说明B处生成CHCl3反应的是放热反应,故ΔH<0,B中发生的反应化学方程式为CCl4+H2CHCl3+HCl;
(7) 36mLCCl4的质量为57.24g,其物质的量为0.3719mol,按CCl4+H2CHCl3+HCl,理论上应生成的CHCl3物质的量为0.3719mol,氯仿实际产量为28.29g,为0.237mol,因产率,带入数值,故该实验中氯仿产率为63.7%。
【点睛】本题涉及仪器的使用、化学实验基本操作方法、化学计算等知识,试题知识点较多、综合性较强,充分掌握化学实验基础知识、提取表格数据信息灵活应用是解题的关键。
38. 正确 若氯气与甲烷发生置换反应,也有氯化氢生成 干燥氯气和氯化氢 4 淀粉-KI a ab
【分析】实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2,Cl2经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应,生成多种氯代烃和HCl,最后生成的HCl溶于水生成盐酸,与有机物可用分液的方法分离。
【详解】(1)A中二氧化锰与浓盐酸共热生成二氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为;在强光照射下,若氯气与甲烷发生置换反应,也有氯化氢生成,所以E中有氯化氢产生,不能证明甲烷与氯气发生了取代反应,故答案为:;正确;若氯气与甲烷发生置换反应,也有氯化氢生成;
(2)B为浓硫酸,还可以干燥氯气和氯化氢,故答案为:干燥氯气和氯化氢;
(3)1mol甲烷最多与4mol氯气反应生成4molHCl,所以要获得更多氯化氢,氯气要多于或等于甲烷的4倍,故答案为:4;
(4)氯气能将碘化钾氧化为碘单质,碘单质遇到淀粉会变蓝色,故答案为:淀粉-KI;
(5)生成的有机物为氯代烃,不溶于水,可用分液的方法分离,答案为:a;
(6)二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为液体,则尾气的主要成分为未反应的甲烷和一氯甲烷气体,答案为:ab。
答案第1页,共2页
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