2.3 芳香烃 同步训练
一、单选题
1.下列有机物不属于分子内所有原子均在同一平面上的是( )
A.苯 B.乙烯 C.乙炔 D.乙烷
2.美丽的生活由各行各业劳动者创造,下列说法错误的是( )
A.农民使用沼气替代蜂窝煤做燃料
B.工人用甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物生产炸药
C.解放军发射的信号弹发光与电子跃迁有关
D.科学家用红外光谱确定有机分子的相对分子质量
3.下列反应属于取代反应的是( )
A.CH4+2O2 CO2+2H2O B.CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
C.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.苯与液溴混合物中撒入铁粉
4.苯是一种重要的有机化工原料,下列有关苯的叙述不正确的是 ( )
A.分子式为C6H6 B.属于不饱和烃
C.密度比水小 D.无色无毒的液体
5.下列反应中,属于取代反应的是( )
①C6H6+HNO3 C6H5NO2+H2O
②CH3CH2OH CH2=CH2+H2O
③CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
④CH3CH=CH2+Br2 CH3CHBrCH2Br
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
6.下列关于苯的叙述正确的是( )
A.反应①常温下不能进行,需要加热
B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在下层
C.反应③为加成反应,产物是一种烃的衍生物
D.反应④能发生,从而证明苯中是单双键交替结构
7.下列反应中, 属于取代反应的是( )
A.C2H5OH → C2H4↑+ H2O
B.CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
C.
D.2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH
8.苯与甲苯比较,下列说法错误的是( )
A.都属于芳香烃
B.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.都能与氢气发生加成反应,等物质的量的苯和甲苯完全反应消耗等量的氢气
D.都能在空气中燃烧且完全燃烧时生成的产物种类相同
9.下列有机物中,一氯取代物有2种的是( )
①;②;③;④
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
10.下列物质中,属于芳香烃且属于苯的同系物的是( )
A. B.
C. D.CH≡C—C≡CH
11.醇的Mukaiyama氧化反应是制备醛酮的一种重要方法,其反应历程可简单表示如下(其中R′,R″可以是羟基或 )
下列说法错误的是( )
A.反应a中有不饱和键的形成
B.反应b为取代反应
C.反应c为水解反应
D.该反应机理的总反应中有2种有机物生成
12.某有机化合物的结构简式如图,下列说法中不正确的是 ( )
A.该有机化合物命名为:3-甲基戊烷
B.该烃最多能与氯气发生取代反应
C.该烃的密度大于,但小于水的密度
D.该烃的最简单同系物的二氯取代物有两种
13.标准状况下,44.8L CH4与一定量Cl2在光照条件下发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代产物的物质的量相等,则消耗的Cl2为( )
A.1mol B.2 mol C.4mol D.5 mol
14.下列说法正确的是( )
A.加碘食盐中的含碘物质为碘单质
B.聚氯乙烯塑料品常用于食品包装
C.苯应密封保存,置于阴凉处且远离火源
D.无水乙醇常用于杀菌消毒
15.紫丁香苷是一种强的抗肝毒药物,可促进肝毒物代谢,并改善肝功能,其结构简式如图所示。下列有关紫丁香苷的说法错误的是( )
A.分子式是
B.分子中含两种官能团
C.能被酸性高锰酸钾溶液氧化
D. 紫丁香苷最多与 反应
16.下列与有机物有关的说法错误的是( )
A.苯不能使酸性 KMnO4 溶液褪色,说明苯分子结构中不存在碳碳双键
B.植物油能使溴水褪色,发生了加成反应
C.组成均可表示为(C6H10O5)n 的淀粉与纤维素互为同分异构体
D.乙酸与乙醇发生的酯化反应在一定条件下是可逆的
二、综合题
17.化学课外活动小组在查阅资料时发现:M5纤维是近年来开发出的一种超高性能纤维,它比现有的防爆破材料轻35%,用它制成的头盔、防弹背心和刚性前后防护板,能为武装人员提供更多的生命保障。下面是M5纤维的合成路线(部分反应未注明条件):
已知:当反应条件为光照且与X2反应时,通常是X2与烷烃基或苯环侧链烃基上的氢原子发生取代反应,而当反应条件为催化剂存在且与X2反应时,通常为苯环上的氢原子直接被取代。
根据上述合成(M5)纤维的过程,完成下列问题:
(1)合成M5的单体G的结构简式为 ,
F的含氧官能团的名称有 。
(2)在①~⑦的反应中,不属于取代反应的是 ,
②的反应条件是 。
(3)生成A的同时可能生成的A的同分异构体为 。
(4)1 mol的C和足量新制的氢氧化铜悬浊液反应可以生成 mol红色沉淀。
(5)1 mol F和Na2CO3溶液反应最多消耗Na2CO3 mol。
18.根据题意填空
(1)苯的2氯取代有 种,则其4氯取代有 种.
(2)实验室中苯与液溴反应的方程式为 ,
(3)制得的产物常显褐色原因是 ,除去颜色的简单步骤是 ,其中相关化学方程式是
19.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物:
(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
(2)常温常压下,同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
(3)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳的量最多的是 ,生成水的量最多的是 。
(4)在120℃、1.01×105Pa下,以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是 。
20.某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷和氯气的反应:
(1)实验中可观察到的现象有 ____ 填字母。
A.试管内液面上升,最终充满试管
B.试管内气体颜色逐渐变深
C.试管内壁出现油状液滴
D.试管内有少量白雾生成
(2)用饱和食盐水而不用水的原因是 。
(3)请写出生成一氯甲烷的化学反应方程式: 。
(4)某链状烷烃的相对分了质量为,该烷烃的分子式为 ,该烷烃存在同分异构体现象,用结构简式写出该有机物的所有结构 。
21.丹参素能明显抑制血小板的聚集,其结构如图所示:
(1)丹参素属于 (填“无机化合物”或“有机化合物”)。
(2)丹参素一定条件下能与CH3CH2OH反应生成酯,该反应的类型属于 反应(填“取代”或“加成”)。
(3)丹参素中含氧官能团有羧基和 (填名称)。
(4)向丹参素溶液中滴入2~3滴紫色石蕊试液,溶液颜色变红,说明丹参素溶液具有 性。
(5)丹参素具有很强的还原性。向稀的酸性KMnO4溶液中滴入几滴丹参素溶液,观察到的现象为 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A. 苯环上6个C与6个H共平面,不符合题意;
B. 乙烯分子结构中2个C与4个H共平面,不符合题意;
C. 乙炔分子结构中4个原子在一直线上,肯定共平面,不符合题意;
D. 乙烷分子中有2个碳原子与6个氢原子,其中最多有4个原子共平面,符合题意。
故答案为:D
【分析】根据苯、乙烯、乙炔和乙烷的分子结构判断所有原子的共平面问题即可.
2.【答案】D
【解析】【解答】A、沼气属于可再生能源,且产物不生成二氧化硫,蜂窝煤会产生二氧化硫污染空气,A错误;
B、甲苯和浓硝酸再浓硫酸催化的条件下生成2,4,6-三硝基甲苯,俗名TNT,是一种炸药,B错误;
C、信号弹发光和电子跃迁能量有关,C错误;
D、红外光谱测定有机物的化学键和官能团,D正确;
故答案为:D
【分析】A、二氧化硫会污染空气,导致酸雨;
B、甲基的存在,使硝基只能取代在苯环的邻位和对位;
C、光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式;
D、质谱仪可以确定有机分子的相对分子质量。
3.【答案】D
【解析】【解答】解:A.燃烧反应为氧化反应,故A不选;
B.碳碳双键断裂,发生加成反应,故B不选;
C.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化还原反应,故C不选;
D.苯上的H被溴原子取代,为取代反应,故D选;
故选D.
【分析】取代反应是指有机化合物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应,以此解答.
4.【答案】D
【解析】【解答】A.苯的分子式为C6H6,选项正确,A不符合题意;
B.苯只有碳氢两种元素组成,属于烃,其所含氢原子数少,属于不饱和烃,选项正确,B不符合题意;
C.苯的密度比水小,选项正确,C不符合题意;
D.苯是一种无色、有毒液体,选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对苯结构和性质的考查,结合苯的结构和性质进行分析即可。
5.【答案】C
【解析】【解答】①属于取代反应;②属于消去反应;③属于取代反应;④属于加成反应。
故答案为:C。
【分析】取代反应: 有机物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.反应①常温下能进行,A不符合题意;
B.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯密度比水小,故有机层在上面,B符合题意;
C.反应③为取代反应,C不符合题意;
D.反应④能发生,但是苯中的键是一种介于单键与双键之间的特殊键,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.苯与液溴在催化剂作用下反应生成溴苯;
B.苯不与酸性高锰酸钾溶液反应,但苯不溶于水,会分层;
C.苯与浓硫酸和浓硝酸的混酸发生硝化反应;
D.苯分子不含双键。
7.【答案】C
【解析】【解答】A. C2H5OH → C2H4↑+ H2O 属于消去反应,故A不符合题意;
B. CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br属于加成反应,故B不符合题意;
C. 属于取代反应,故C符合题意;
D. 2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH属于氧化反应,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】有机物中的原子或原子团被其他的原子或原子团所代替生成新的化合物的反应称为取代反应,据此分析解答。
8.【答案】B
【解析】【解答】A、苯与甲苯都只含C、H两种元素,且都含苯环,所以都属于芳香烃,故A不符合题意;
B、苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B符合题意;
C、苯环与氢气发生加成反应,1mol苯环与3mol氢气发生加成反应,所以等物质的量的苯和甲苯完全反应消耗等量的氢气,故C不符合题意;
D、苯与甲苯都能在空气中燃烧,且完全燃烧时生成二氧化碳和水,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】苯不与酸性高锰酸钾溶液反应,而甲苯可以与酸性高锰酸钾溶液反应。
9.【答案】B
【解析】【解答】根据有机物的等效氢有几种,其一氯取代物就有几种:
①有3种等效氢,则其一氯取代物有3种,不符合题意;
②有2种等效氢,则其一氯取代物有2种,符合题意;
③有2种等效氢,则其一氯取代物有2种,符合题意;
④有1种等效氢,则其一氯取代物有1种,不符合题意;
故答案为:B。
【分析】一氯取代物有2种,则该有机物中含有2种不同环境的氢原子。
10.【答案】B
【解析】【解答】A、 是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,侧链是乙烯基,含有双键,不是烷基,不是苯的同系物,A不符合题意;
B、 是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,侧链是乙基,分子组成比苯多2个CH2原子团,是苯的同系物,B符合题意;
C、 是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,分子中含有2个苯环,不相差若干个CH2原子团,不是苯的同系物,C不符合题意;
D、CH≡C—C≡CH不含有苯环,不是芳香烃,更不是苯的同系物,D不符合题意,
故答案为:B
【分析】苯的同系物,要求必须含有一个苯环,和苯在组成上相差一个或者n个CH2原子团,据此来分析解答。
A、 该物质含有苯环结,但是在组成上不符合相差一个或者n个CH2原子团;
B、 该物质含有苯环,在组成上相差2个CH2原子团;
C、 该物质含有2个苯环,不是苯的同系物;
D、该物质不含有苯环,不是芳香烃,更不是苯的同系物。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.反应a中有S=N不饱和键的形成,故A不符合题意;
B.反应b两个有机物结构断裂S-Cl键与O-H键,形成S-O键和HCl,反应属于取代反应,故B不符合题意;
C.反应c中,有S=N双键断,S—O单键断,C—H单键断,不是水解反应,故C符合题意;
D.对本题反应进程图象整体分析可得,故 在整个反应过程可以看作是催化剂,所以总反应为 + + +HCl,总反应中有2种有机物生成,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.由图像可知,反应a中有S=N的形成;
B.由图像可知,反应b中有S-Cl键与O-H键的断裂,和S-O键、H-Cl键的形成;
C.由图像可知,反应c中没有水的参与;
D.根据图像可知,反应物为箭头指入的物质,生成物为箭头指出的物质。
12.【答案】D
【解析】【解答】A. 该有机化合物命名为:3-甲基戊烷 ,A不符合题意;
B.烃的分子式为C6H14,分子中含有14个氢原子,1mol烃最多能与14mol氯气发生取代反应,B不符合题意;
C.烷烃的密度小于水,烷烃分子中碳原子个数越大,密度越大,烃的密度大于乙烷小于水,C不符合题意;
D.烃的最简单同系物为甲烷,二氯取代物只有1种,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A. 有机化合物命名;
B.有几份氢原子,就能几份氯气发生取代反应;
C.烷烃的密度小于水,烷烃分子中碳原子个数越大,密度越大;
D.甲烷,二氯取代物只有1种。
13.【答案】D
【解析】【解答】在标准状况下,44.8LCH4的物质的量为2mol,2mol甲烷完全与氯气发生取代反应,若生成相同物质的量的四种取代物,所以每种取代物的物质的量是0.5mol,甲烷和氯气的取代反应中,被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质的量相等,所以生成0.5mol一氯甲烷需要氯气0.5mol氯气,生成0.5mol二氯甲烷需要氯气1mol,生成0.5mol三氯甲烷需要氯气1.5mol氯气,生成0.5mol四氯化碳需要氯气2mol,所以总共消耗氯气的物质的量=0.5mol+1mol+1.5mol+2mol=5mol,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据公式计算CH4的物质的量,根据CH4与Cl2发生的取代反应进行计算。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.加碘盐中含碘物质为碘酸钾,A不符合题意;
B.聚氯乙烯有毒,不能用于食品包装,B不符合题意;
C.苯易挥发、易燃,故应密封保存,置于阴凉处且远离火源,C符合题意;
D.体积分数75%的乙醇溶液用于杀菌消毒,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】C中物质的保存,根据物质的性质选择保存的方法。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.由紫丁香苷的结构式可知,该化合物的分子式为 ,故A不符合题意;
B.该化合物分子中含有羟基、醚键以及碳碳双键三种官能团,故B符合题意;
C,分子中的羟基、碳碳双键均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故C不符合题意;
D.分子中的苯环、以及碳碳双键均能与氢气发生加成反应,所以 紫丁香苷最多与 反应,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.该化合物的分子式为 ;
B.该化合物中含有羟基、醚键以及碳碳双键;
C.羟基、碳碳双键均能被酸性高锰酸钾溶液氧化;
D.苯环、以及碳碳双键均能与氢气发生加成反应。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.有机物中存在碳碳双键可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,若苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,可以说明苯分子结构中不存在碳碳双键,A选项不符合题意;
B.植物油是不饱和高级脂肪酸与甘油形成的酯,分子中含有不饱和键,具有不饱和烃的性质,所以油脂可与溴发生加成反应,使溴水褪色,B选项不符合题意;
C.淀粉和纤维素的分子通式均为(C6H10O5)n,但由于n值不一定同,两者的分子式不一定相同,故不一定互为同分异构体,C选符合题意;
D.一定条件下,乙酸和乙醇发生的酯化反应生成乙酸乙酯和水,同时,乙酸乙酯在该条件可水解生成乙酸和乙醇,故乙酸和乙醇发生的酯化反应是可逆反应,D选项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.能使高锰酸钾溶液褪色说明具由还原性或者是双键或者是三键
B.发生了褪色说明发生了化学反应。用的是溴水不会发生取代反应
C.同分异构体是分子式相同,但结构式不同,n值是变化值
D.在制取乙酸乙酯过程中会存在乙酸乙酯、醋酸、乙醇三种物质
17.【答案】(1);羧基、酚羟基
(2)③④⑦;NaOH溶液、加热
(3)
(4)2
(5)4
【解析】【解答】M5的单体为F: 和G: ,由上述合成路线 可知,D为 ,E为 。由 可知,A为 ,B为 ,C为 。
【分析】取代反应是指化合物或有机物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应,用通式表示为:R-L(反应基质)+A-B(进攻试剂)→R-A(取代产物)+L-B(离去基团)属于化学反应的一类;化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
18.【答案】(1)3;3
(2)
(3)产物中溶有未反应的溴;向产物中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去溴,然后再通过分液漏斗进行分液操作,除去溴化钠;Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O
【解析】【解答】解:(1)苯的2氯取代有邻、间、对3种,则4氯取代也有3种,故答案为:3;3;(2)在催化条件下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯,方程式为 ,
故答案为: ;(3)因溴易溶于苯,所得溴苯常显褐色,可用氢氧化钠溶液除去溴,反应的方程式为Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,除去颜色的简单步骤是向产物中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去溴,然后再通过分液漏斗进行分液操作,除去溴化钠,
故答案为:产物中溶有未反应的溴;向产物中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去溴,然后再通过分液漏斗进行分液操作,除去溴化钠;Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O.
【分析】苯的二氯代物于四氯代物有相似的结构,在催化条件下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯,因溴易溶于苯,所得溴苯常显褐色,可用氢氧化钠溶液除去溴,以此解答该题.
19.【答案】(1)CH4
(2)C2H6
(3)C2H4;CH4
(4)CH4和C2H4
【解析】【解答】(1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时, 的值越大,耗氧量越大。CH4、C2H4、C2H6的 的值一次为4、2、3,故等质量的CH4、C2H4、C2H6完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4,故答案为:CH4;(2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时, 的值越大,耗氧量越大。三种物质的 的值依次为2、3、3.5,故常温常压下,同体积的以上三种物质完全燃烧室消耗O2的量最多的是C2H6。故答案为:C2H6;(3)质量相同时,烃(CxHy)的 值越大,生成二氧化碳的量越多; 的值越大,生成水的量越多。故生成二氧化碳的量最多的是C2H4;生成水的量最多的是CH4。故答案为:C2H4;CH4;(4)由题意可知,在120℃、1.01×105Pa下,
由于 ,则 ,的y=4,即该条件下,当烃分子中含有4个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变。故符合要求的两种烃为CH4、C2H4。
故答案为:CH4和C2H4。
【分析】(1)写出方程式根据等质量的物质进行计算
(2)写出方程式,根据等物质的量的物质进行计算
(3)根据碳元素和氢元素守恒,根据化学式进行计算
(4)写出方程式,根据给出的条件进行计算气体的种类即可
20.【答案】(1)C;D
(2)降低在水中的溶解度,抑制和水的反应
(3)
(4);、、
【解析】【解答】(1)A.甲烷与氯气光照产物有:一氯甲烷(气体),所以不可能全部充满,A项错误;
B.甲烷与氯气反应,氯气颜色逐渐变浅,B项错误;
C.二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷均为油状液体,密度大于水,试管内壁出现油状液滴,C项正确;
D.该反应有氯化氢生成,所以试管内部有白雾生成,D项正确;
故答案为:CD。
(2)氯气在饱和食盐水中溶解度非常小,而在水中溶解度比较大,所以选择用饱和食盐水;
(3)该反应为取代反应,生成一氯甲烷同时还有氯化氢生成,反应为:
(4)根据烷烃的通式为CnH2n+2,则12n+2n+2=72,解得n=5,该烷烃的分子式为C5H12
该有机物为戊烷,有3种同分异构体,分别为: 、、
【分析】(1)结合甲烷与氯气反应的产物进行分析,要注意一氯甲烷为气体,其他有机产物都是油状液体;
(2)通常用饱和食盐水进行降低氯气的溶解度,而氯气在水中溶解度比较大;
(3)该反应为取代反应,注意反应条件和取代产物还有氯化氢;
(4)根据烷烃通式即可算出有机物分子式,进而写出该有机物的同分异构体。
21.【答案】(1)有机化合物
(2)取代
(3)羟基
(4)酸
(5)滴入的酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】【解答】(1)有机物是含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称,故丹参素属于有机化合物;
(2)丹参素与CH3CH2OH反应属于酯化反应,故属于取代反应;
(3)根据丹参素的结构简式可知,丹参素中含氧官能团有羟基和羧基;
(4)石蕊试液,是酸性指示剂,溶液颜色变红说明溶液具有酸性;
(5)酸性KMnO4溶液具有强氧化性,滴入几滴丹参素溶液,可观察到的现象为紫红色变浅或者褪去。
【分析】(1)一般含有碳元素的化合物叫有机化合物,简称有机物,碳的单质、氧化物、碳酸盐、碳酸虽含碳,但其性质与无机物类似,因此把它们看作无机物;
(2)酯化反应属于取代反应;
(3)丹参素中含氧官能团为羧基和羟基;
(4)酸性物质能使紫色石蕊试液变红;
(5)酚羟基能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色。