专题8测评
可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、O-16、Zn-65
一、单项选择题(共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意)
1.[2023江苏徐州第一中学校考期中]下列关于烃的说法正确的是( )
A.丙烯(CH2CH—CH3)与溴水发生加成反应的产物是CH2Br—CH2—CH2Br
B.通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃,通式为CnH2n的烃一定是烯烃
C.用溴水或酸性KMnO4溶液都可以除去乙烷中混有的乙烯
D.乙烯分子和苯分子中的所有原子均在同一平面内
2.[2023江苏苏州统考期末]乙烯可用于脱除烟气中SO2并回收单质硫,发生反应:CH2+3SO23S+2CO2+2H2O。下列有关说法正确的是( )
A.二氧化碳的电子式:
B.乙烯的球棍模型:
C.硫原子的结构示意图:
D.水的结构式:H2O
3.[2023江苏南通海安高级中学校考期中]下列说法正确的是( )
A.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物
B.天然植物油中不饱和脂肪酸甘油酯含量较高,常温下呈液态
C.在蛋白质溶液中加入浓硫酸并微热,可使蛋白质变黄
D.煤的气化、液化和干馏都是物理变化
4.[2023江苏常州高级中学期末]大多数含碳的化合物属于有机物。下列关于常见有机物的叙述正确的是( )
A.苯常温呈液态,密度比水大,且易溶于水
B.乙醇极易溶于水,可用于溴水中溴的萃取
C.油脂是高级脂肪酸甘油酯,不属于高分子化合物
D.甲烷中混有的乙烯,可以用酸性KMnO4溶液洗气除去
5.[2023江苏南京航空航天大学苏州附属中学校考阶段练习]利用下列装置(夹持装置略)进行实验,下列有关说法错误的是( )
甲 乙
A.甲装置中的长导管有导气、冷凝的作用
B.钠和乙醇反应的现象与钠和水反应的现象相同
C.用甲装置制取并收集乙酸乙酯
D.用乙装置验证乙醇的结构简式是CH3—O —CH3还是CH3CH2OH
6.高分子N可用于制备聚合物离子导体,其合成路线如下:
下列说法错误的是( )
A.苯乙烯分子中最多有16个原子共平面
B.试剂a为
C.一定条件下N能发生水解反应
D.苯乙烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1
7.除去括号内杂质所用试剂和方法均正确的是( )
选项 物质 所用试剂 方法
A 乙醇(乙酸) 氢氧化钠溶液 分液
B 乙烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气
C 乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 蒸馏
D 乙醇(水) 生石灰 蒸馏
8.对于“84”消毒液、过氧乙酸(CH3COOOH)、医用酒精、口罩这几种化学药品或用品,下列说法错误的是( )
A.医用酒精中乙醇的体积分数为75%
B.N95口罩烘烤后不能再继续使用,必须更换
C.过氧乙酸具有比较强的氧化性,其相对分子质量为76
D.“84”消毒液的主要成分是NaClO,将它与浓盐酸混合后消毒效果更好
9.[2023江苏无锡锡东高中阶段练习]氯乙烯(CH2CH—Cl)是重要的化工原料,可由乙炔制得(+HClCH2CHCl)。下列有关说法错误的是( )
A.氯乙烯所有原子都在同一平面内
B.由乙炔制氯乙烯的反应原子利用率达100%
C.氯乙烯与HBr加成只能得到一种产物
D.聚氯乙烯的结构简式可表示为
10.甲酸(HCOOH)被认为是一种有前途的储氢化合物。在催化剂作用下,甲酸分解制氢的过程如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.过程Ⅰ,若用2HCOOH代替HCOOH,则在催化剂a处吸附的是2H
B.过程Ⅱ,生成的CO2分子是直线形结构
C.过程Ⅲ,形成共价键
D.HCOOH分解制氢的总反应为HCOOHCO2↑+H2↑
11.某有机化合物的结构简式如图,关于该有机化合物,下列叙述不正确的是( )
A.能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,原理相同
B.1 mol该有机化合物能与H2发生反应,消耗4 mol H2
C.一定条件下,能发生加聚反应
D.该有机化合物苯环上的1个H被取代,有3种同分异构体
12.[2023江苏苏州第一中学校考期中]下列设计的实验方案能达到实验目的的是( )
A.向1 mL 1%的NaOH溶液中加入2 mL 2%的CuSO4溶液,振荡后再加入0.5 mL有机物X,加热后未出现砖红色沉淀,说明X结构中不含有醛基
B.向无色的淀粉-KI溶液中滴加少量氯水,溶液变成蓝色,说明氧化性:Cl2
C.向制备溴苯后的反应混合液中加入蒸馏水,可制得较为纯净的溴苯
D.将苯加入浓硝酸和浓硫酸的混合液中,55 ℃水浴加热一段时间,可制得硝基苯
13.[2023江苏无锡阶段练习]化合物丙是一种医药中间体,可以通过如图反应制得。下列说法正确的是( )
A.丙的分子式为C10H16O2
B.乙可以发生取代反应、加成反应、氧化反应
C.甲的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
D.甲、丙均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
二、非选择题(共4小题,共61分)
14.(16分)[2023江苏盐城第一中学校考期中]Ⅰ.有以下各组微粒或物质:
A.CH3(CH2)3CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3
B.金刚石和C60
C.冰和干冰
D.35Cl和37Cl
E.NO和NO2
(1)其中互为同分异构体的有 (填字母,下同);互为同素异形体的有 。
Ⅱ.下图是几种烃的球棍模型和空间填充模型,试回答下列问题。
A B C D E
(2)A、B、C三者的关系是 。
(3)向E中加入溴水,振荡静置后观察到的现象是 。
(4)用—CH3取代D中一个氢原子后得到物质F,F在一定条件下发生加聚反应生成一种高分子材料,该高分子材料主要用于家用电器、塑料管材、高透材料等方面。F发生加聚反应的化学方程式为 。
Ⅲ.某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应。
(5)根据图示写出②④两步反应的化学方程式,并注明反应类型。
② ,
反应类型 。
④ ,
反应类型 。
15.(15分)[2023江苏扬州江都区丁沟中学期中]现代化学工业中,有机原料主要来自石油的裂化、裂解、重整产物,部分反应如图。
(1)写出反应①由乙烷制备溴乙烷(CH3CH2Br)的化学方程式: 。
(2)写出反应②由乙烯制备乙醇(CH3CH2OH)的化学方程式: 。
(3)已知苯制备硝基苯的化学反应方程式为+HNO3+H2O,则该反应的反应类型为 。
(4)以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。
①关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是 (填字母)。
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1 mol乙烯基乙炔最多能与3 mol Br2发生加成反应
C.乙烯基乙炔常温可能为气体
D.等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
②任写出一种与苯互为同系物的烃的结构简式: 。
③环辛四烯是单双键交替结构,能证明环辛四烯中含碳碳双键的试剂是 (举一例)。
16.(14分)某烃A 0.2 mol在氧气中充分燃烧后,生成化合物B、C各1.2 mol,试回答:
(1)烃A的分子式是 。
(2)若取一定量的烃A充分燃烧后,生成B、C各3 mol,则有 g的A参加了反应,燃烧时消耗标准状况下的氧气 L。
(3)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,其一氯代物只有一种,则烃A的结构简式是 。
(4)若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下与H2发生加成反应后生成,则A的结构简式为 。
(5)若烃A能使溴水褪色,且分子中所有碳原子共平面,则A的结构简式为 。
(6)比A少2个碳原子的A的烯烃的同系物的同分异构体共有 种。
17.(16分)[2023江苏扬州中学阶段练习]根据图1,已知有机物A、B、C、D、E、F有如图转化关系。A是相对分子质量为28的气体烯烃,其产量是衡量一个国家石油化工生产水平的标志;D是食醋的主要成分,E是不溶于水且具有香味的无色液体,相对分子质量是C的2倍,F是一种高分子化合物。结合如图关系回答问题:
图1
(1)写出B、D中官能团的名称:B 、D ;写出与B互为同分异构体物质的结构简式: ;写出与D互为同系物且为该同系物中最简单的一种物质的结构式: 。
(2)写出下列反应的化学方程式及反应类型。
① ;该反应类型是 。
② ;该反应类型是 。
④ ;该反应类型是 。
(3)根据图2,实验室用该装置制备E,试管A中浓硫酸的作用是 ;B中的试剂是 ;B中导管的位置在液面上方,目的是 。
图2
(4)根据图3,某化学课外小组设计了这样的装置(图中铁架台、铁夹、加热装置均已略去)制取E,与原装置相比,该装置的主要优点有 (至少回答两点)。
图3
专题8测评
1.D 解析丙烯(CH2CH—CH3)分子与溴水发生加成反应的产物是CH3—CHBr—CH2Br,A错误;通式为CnH2n+2的烃一定是链状烷烃,环状烷烃不符合,通式为CnH2n的烃不一定是烯烃,也可能是环烷烃,B错误;酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化为CO2,引入新杂质,可以用溴水除去乙烷中混有的乙烯,不能用酸性KMnO4溶液,C错误;乙烯分子和苯分子均是平面结构,其中所有原子均在同一平面内,D正确。
2.A 解析二氧化碳分子中每个O和C均形成2个共用电子对,O和C最外层均满足8电子稳定结构,二氧化碳的电子式为,A正确;乙烯是平面结构分子,六个原子在同一平面,乙烯的球棍模型为,B错误;硫原子的核外电子数=质子数=16,最外层电子数为6,C错误;水的结构式为H—O—H,D错误。
3.B 解析糖类中的单糖和二糖、油脂都不属于高分子化合物,A不正确;天然植物油在常温下呈液态,则表明不饱和高级脂肪酸甘油酯含量较高,B正确;在蛋白质溶液中加入浓硫酸并微热,会使蛋白质脱水炭化,C不正确;煤的气化、液化和干馏都有新物质生成,都属于化学变化,D不正确。
4.C 解析苯常温呈液态,密度比水小,且不易溶于水,A错误;溴易溶于乙醇,而在水中溶解度不大,但乙醇极易溶于水而与水互溶,因此不可用乙醇作溴水中溴的萃取剂,B错误;油脂是高级脂肪酸甘油酯,其不属于高分子化合物,C正确;CH4与酸性KMnO4溶液不能反应,其中混有的杂质乙烯具有还原性,可以被酸性KMnO4溶液氧化为CO2气体而导致CH4中混有新的杂质,不能达到除杂的目的,D错误。
5.B 解析长导管可以起到导气、冷凝的作用,A正确;钠和水反应比钠和乙醇反应更加剧烈,B错误;乙酸和乙醇在浓硫酸加热下生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液能吸收乙酸、溶解乙醇、并降低乙酸乙酯在水中的溶解度,则可用甲装置制取并收集乙酸乙酯,C正确;用一定量乙醇和足量钠反应,按照反应产生的气体体积、消耗的乙醇的物质的量的关系可推测出乙醇的结构简式是CH3—O—CH3还是CH3CH2OH,D正确。
6.D 解析乙烯和苯均为平面结构,碳碳单键可以旋转,则苯乙烯分子中最多有16个原子共平面,故A正确;苯乙烯和试剂a发生加聚反应生成高分子M,根据M的结构简式可确定试剂a的结构简式为,故B正确;N中含有酯基,一定条件下能发生水解反应,故C正确;苯乙烯的分子式为C8H8,完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为2∶1,故D错误。
7.D 解析A.应采取蒸馏方法;B.乙烯可被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,会使乙烷中混有新的杂质,应通入溴水中;C.应采取分液方法。
8.D 解析医用酒精中乙醇的体积分数为75%,故A正确;N95口罩为一次性口罩,不能重复使用,故B正确;过氧乙酸具有较强的氧化性,可用来消毒杀菌,根据过氧乙酸的结构简式可算出其相对分子质量为76,故C正确;“84”消毒液的主要成分是NaClO,将它与浓盐酸混合后会发生反应ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O,产生氯气,污染环境,不能与浓盐酸混合使用,故D错误。
9.C 解析由于乙烯是平面结构,所以氯乙烯所有原子都在同一平面内,A正确;由乙炔制氯乙烯的反应是加成反应,原子利用率达100%,B正确;氯乙烯分子中碳原子有2种,所以与HBr加成能得到2种产物,即CH3CHClBr或CH2BrCH2Cl,C错误;氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,所以聚氯乙烯的结构简式可表示为,D正确。
10.A 解析观察甲酸的结构可知,过程Ⅰ中催化剂a吸收的H是与O相连的H,故用2HCOOH代替HCOOH,催化剂a处吸附的不是2H,故A错误;CO2分子的结构式为OCO,是直线形结构,故B正确;过程Ⅲ形成H2,形成H—H共价键,故C正确;甲酸HCOOH经过三个过程,生成H2和CO2,总反应为HCOOHCO2↑+H2↑,故D正确。
11.A 解析该有机化合物含有碳碳双键,使酸性高锰酸钾溶液褪色发生的是氧化反应,使溴水褪色发生的是加成反应,反应原理不同,A错误;该有机化合物含有1个碳碳双键和1个苯环,1mol该有机化合物能与4molH2发生加成反应,B正确;该有机化合物分子含有碳碳双键,能发生加聚反应,C正确;苯环上有3种位置的H,所以该有机化合物苯环上的1个H被取代,有3种同分异构体,D正确。
12.D 解析用新制氢氧化铜悬浊液检验醛基时,必须在碱性条件下,该实验中氢氧化钠不足导致溶液不是碱性,所以实验不成功,A错误;根据实验现象知,Cl2将I-氧化为I2,则氧化性:Cl2>I2,B错误;制备溴苯后的反应混合液中苯、溴苯、溴互溶,加入蒸馏水无法分离苯、溴苯和溴,C错误;苯加入浓硝酸、浓硫酸混合液中,水浴加热,温度控制在55℃左右,加热一段时间,可制得硝基苯,D正确。
13.B 解析由丙的结构简式可知,丙的分子式为C10H14O2,故A错误;乙中含有碳碳双键,能发生加成反应和氧化反应,含有酯基,能发生水解(取代)反应,故B正确;甲的分子中有3种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有3种(不考虑立体异构),故C错误;甲、丙结构中均含有碳碳双键,能被高锰酸钾氧化,则均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D错误。
14.答案 (1)A B (2)同系物 (3)分层,上层为橙色(或橙红色),下层无色 (4)nCH2CHCH3 (5)CH2CH2+HClCH3CH2Cl 加成反应 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代反应
解析(1)分子式相同、结构不同的有机物互为同分异构体,其中互为同分异构体的是CH3(CH2)3CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3,选A;同素异形体是同种元素组成的不同单质,互为同素异形体的是金刚石和C60,选B;
(2)A的结构简式为CH3CH3、B的结构简式为CH3CH2CH3、C的结构简式为CH3CH2CH2CH3,三者的分子组成依次相差1个CH2,结构相似,三者的关系是同系物;
(3)E是苯,苯中加入溴水,苯与溴水不反应,溴易溶于苯,苯的密度比水小,振荡静置后,溴被萃取到苯中,观察到的现象是分层,上层为橙色(或橙红色),下层无色;
(4)D是乙烯,用—CH3取代D中一个氢原子后得到丙烯,丙烯在一定条件下发生加聚反应生成聚丙烯,丙烯发生加聚反应的化学方程式为nCH2CHCH3。
(5)A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A是乙烯,乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷,C是氯乙烷;乙烯与水发生加成反应生成乙醇,D是乙醇;乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,B是乙烷;乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成氯乙烷和氯化氢。②是乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷,化学方程式为CH2CH2+HClCH3CH2Cl。④是乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成氯乙烷和氯化氢,化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
15.答案 (1)+Br2Br+HBr
(2)CH2+H2OOH (3)取代反应
(4)①D ②、、等(举一例即可) ③溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液等(举一例即可)
解析(1)乙烷和溴蒸气发生取代反应生成溴乙烷和HBr,化学方程式为+Br2Br+HBr。
(2)反应②由乙烯和水发生加成反应生成乙醇,化学方程式为CH2+H2OOH。
(3)苯制备硝基苯,苯上的H原子被硝基取代,反应类型是取代反应。
(4)①关于乙烯基乙炔分子的说法:乙烯基乙炔存在碳碳双键和碳碳三键,因此能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;乙烯基乙炔分子内存在1个碳碳双键和1个碳碳三键,1mol乙烯基乙炔最多能与3molBr2发生加成反应,B正确;乙烯基乙炔分子式为C4H4,相对分子质量小于丁烷、丁烯,丁炔,推测沸点低于丁烷、丁烯,丁炔,则乙烯基乙炔常温可能为气体,C正确;乙炔与乙烯基乙炔最简式相同,等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量相同,D错误。②苯的同系物是苯环上连接饱和烃基,任写出一种与苯互为同系物的烃的结构简式可以为、、等(举一例即可)。③环辛四烯是单双键交替结构,则能证明环辛四烯中含碳碳双键的试剂是溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液等(举一例即可)。
16.答案(1)C6H12 (2)42 100.8 (3)
(4) (5)
(6)3
解析(1)根据0.2mol烃A生成1.2molCO2和1.2molH2O,所以n(烃A)∶n(C)∶n(H)=0.2∶1.2∶2.4=1∶6∶12,所以分子式为C6H12。
(2)由C6H12+9O26CO2+6H2O
1mol 9mol 6mol
n(A) n(O2) 3mol
得n(A)=0.5mol,质量为0.5mol×84g·mol-1=42g;
n(O2)=4.5mol,体积为4.5mol×22.4L·mol-1=100.8L。
(3)若烃A不能使溴水褪色,说明分子中无双键,只能是环状烃,一氯代物只有一种,只能是环己烷。
(4)若烃A能使溴水褪色,说明A含碳碳双键,知其加成产物为,则A的结构简式只能为。
(5)若烃A能使溴水褪色,说明A为烯烃,且所有碳原子共平面,结合乙烯分子为平面结构,得出A为。
(6)比A少2个碳原子的A的烯烃的同系物为C4H8,其烯烃类的同分异构体可为CH3CHCHCH3,
CH2CH—CH2CH3,,共3种。
17.答案 (1)羟基 羧基 CH3OCH3
(2)CH2CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应或取代反应
(3)催化剂和吸水剂 饱和Na2CO3溶液 防止倒吸
(4)①增加了温度计,有利于控制发生装置中反应物的温度;②增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液,以提高乙酸乙酯的产量;③增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯(至少回答两点)
解析A是相对分子质量为28的气体烯烃,其产量是衡量一个国家石油化工生产水平的标志,所以A为CH2CH2,A与水发生加成反应生成的B为CH3CH2OH,B被催化氧化生成的C为CH3CHO;D是食醋的主要成分,所以D为CH3COOH,D与B发生酯化反应生成的E为CH3COOCH2CH3,乙酸乙酯的相对分子质量为88,CH3CHO的相对分子质量为44,符合题意;F为一种高分子化合物,应为乙烯发生聚合反应生成的聚乙烯,据此回答。
(1)B为CH3CH2OH,其官能团为羟基;D为CH3COOH,其官能团为羧基;与B互为同分异构体的物质为二甲醚,结构简式为CH3OCH3;与D互为同系物且为该同系物中最简单的一种物质为甲酸,其结构式为。
(2)反应①为乙烯与水的加成反应,化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH,反应类型为加成反应;反应②为乙醇的催化氧化,化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,反应类型为氧化反应;反应④为乙醇和乙酸的酯化反应,属于取代反应,化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;
(3)乙醇和乙酸的酯化反应中,浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂;乙酸、乙醇、乙酸乙酯均具有挥发性,反应过程中经挥发冷凝后进入试管B中,故B中液体可以吸收挥发的乙酸和乙醇、能降低乙酸乙酯的溶解度,便于液体分层,则B中为饱和碳酸钠溶液;从试管A中出来的气体中含有乙酸和乙醇,二者被碳酸钠溶液吸收,若将B中导管插入液面以下会发生倒吸,故B中导管的位置在液面上方的目的是防止倒吸。
(4)该图与原装置相比,该装置的主要优点有①增加了温度计,有利于控制发生装置中反应物的温度;②增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液,以提高乙酸乙酯的产量;③增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯。(至少回答两点)专题8第二单元 第1课时 乙醇
必备知识基础练
1.[2023江苏宿迁阶段练习]下列关于乙醇的说法中正确的是( )
A.乙醇在水溶液中能电离出少量的H+,所以乙醇是电解质
B.乙醇结构中有—OH,所以乙醇显碱性
C.乙醇的密度比水的小,故可以用分液的方法除去乙醇中的水
D.乙醇是一种很好的溶剂,能溶解许多无机化合物和有机化合物,人们用白酒浸泡中药制成药酒就是利用了这一性质
2.[2023天津三中期中]酒后驾车是引发交通事故的重要原因。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色的Cr3+。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是( )
①乙醇沸点低 ②乙醇密度比水小 ③乙醇有还原性 ④乙醇的组成中含氧元素
A.②④ B.②③ C.①③ D.①④
3.[2023江苏南通阶段练习]分子式为C2H6O的有机物有2种。下列证据不能说明乙醇的结构简式是CH3CH2OH而不是CH3OCH3的是( )
A.乙醇燃烧后有CO2和H2O生成
B.钠能与乙醇反应但与二甲醚不反应
C.1 mol乙醇与足量金属钠反应最多可生成0.5 mol H2
D.乙醇分子中存在3种不同化学环境的氢原子
4.[2023北京101中学期中]具有相同官能团的有机物化学性质相似,据此推测下列物质中不能与丙烯醇(CH2CHCH2OH)发生反应的是( )
A.金属钠 B.溴的四氯化碳溶液
C.Na2CO3溶液 D.氢气
5.下列反应属于取代反应的是( )
A.2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
B.HBr+C2H5OHC2H5Br+H2O
C.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
D.+3H2
6.如图是常见四种有机化合物的空间填充模型示意图,下列说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.甲能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙可与溴水发生加成反应使溴水褪色
C.丙与溴水可以发生取代反应
D.丁能使溴水褪色
7.现有等物质的量的物质:①甲醇(CH3OH) ②乙醇(CH3CH2OH)
③乙二醇(HO—CH2CH2—OH)
④丙三醇()
用物质的序号回答下列问题:
(1)在空气中完全燃烧时,消耗氧气的量由多到少的顺序是 ,反应中生成CO2的体积(相同状况)由小到大的顺序是 。
(2)上述物质分别与足量的金属钠反应,放出H2的体积(相同状况)由小到大的顺序是 。
(3)写出乙二醇与钠反应的化学方程式:
。
关键能力提升练
8.[2023江苏淮安高一统考期末]香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如图,下列有关香叶醇的叙述正确的是( )
A.属于乙醇的同系物
B.香叶醇的分子式为C10H18O
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能与氢气按1∶2发生加成反应,不能发生取代反应
9.[2023江苏无锡阶段练习]乙醇的催化氧化过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.过程①中的现象是红色固体变成黑色
B.过程②的化学方程式是CuO+CH3CH2OHCH3CHO+Cu+H2O
C.由图可知,催化剂不参与化学反应过程
D.将Cu换成Ag,也能实现乙醇催化氧化生成乙醛
10.[2023江苏无锡锡东高中阶段练习]乙醇催化氧化制乙醛(沸点为20.8 ℃)的装置如图所示,关于实验操作或叙述正确的是( )
A.该反应以铜为还原剂,硬质玻璃管中铜网出现红黑交替现象
B.本实验中,可以利用过滤的分离方法除去试管a内乙醛中的杂质
C.甲中选用热水,有利于乙醇挥发;丙中选用冷水,有利于冷凝收集产物
D.试管a中收集产物,加入Na有可燃性气体生成,能说明试管a中粗乙醛中混有乙醇
11.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得CO、CO2和水的总质量为27.6 g,若其中水的质量为10.8 g,则CO的质量为( )
A.4.4 g
B.2.2 g
C.1.4 g
D.在2.2 g与4.4 g之间
12.经测定乙醇的分子式为C2H6O。由于有机化合物普遍存在同分异构现象,因此推测乙醇的结构可能是下列两种结构之一:
为确定其结构,应利用物质的特殊性质进行定性、定量实验。现给出乙醇、钠、水及必要的仪器,甲、乙、丙、丁四名同学直接利用下图给定的装置进行实验确定乙醇的结构。
(1)学生甲得到一组实验数据:
乙醇的物质的量 氢气体积(标准状况)
0.10 mol 1.12 L
根据以上数据推断乙醇的结构应为 。理由是
。
(2)学生乙分别准确称量4.60 g乙醇进行多次实验,结果发现把排到量筒内所有水的体积作为生成氢气的体积,换算成标准状况后都小于1.12 L。如果忽略量筒本身读数造成的误差,那么学生乙认为是由于样品乙醇中含有少量水造成的,你认为正确吗 答: (填“正确”或“不正确”)。如果你认为正确,请说明理由;如果你认为不正确,那么产生这种情况的原因应是什么
。
(3)学生丙认为实验成功的关键有①装置气密性良好;②实验开始前准确确定乙醇的量;③钠足量;④广口瓶内必须充满水;⑤氢气体积的测算方法正确、读数准确。其中正确的是 (填序号)。
(4)学生丁不想通过称量乙醇的质量来确定乙醇的量,那么他需要知道的数据是 。
(5)实验后四名同学从乙醇的可能结构入手分析,对乙醇和钠的量的关系进行讨论,如果乙醇的物质的量为n mol,那么钠的物质的量的取值范围必须是 。
学科素养创新练
13.下图是实验室乙醇氧化实验的改进装置[图中加热仪器、铁架台、铁夹等均已略去。提示:乙醛与新制的氢氧化铜碱性(NaOH)悬浊液加热煮沸,可发生反应CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O]。
图中:A为无水乙醇(沸点78 ℃)
B为极细铜丝并绕成螺旋状
C为无水CuSO4粉末
D为碱石灰
E为KMnO4颗粒
F为新制的Cu(OH)2碱性悬浊液
(1)在上述装置中,实验时需要加热的仪器或部位有 (填该仪器或部位对应的字母)。E处发生反应的化学方程式为 。
(2)为使A中乙醇平稳汽化成乙醇蒸气,常使用的加热方法是 ,D处使用碱石灰的作用是 。
(3)B处所发生的反应为放热反应,反应一段时间后,撤走B处的酒精灯,在C处可观察到的现象为 ,能证明乙醇已被氧化的实验现象是 。
(4)如本实验中只通乙醇蒸气,而不加热E处,其他操作不变,则发现C处不变蓝,而F处有砖红色沉淀生成,则B处发生反应的化学方程式为
。
(5)请解释图中长玻璃管(BCD段)为什么左端略向下倾斜: 。
第二单元 食品中的有机化合物
第1课时 乙醇
1.D 解析 乙醇属于非电解质,A不正确;羟基(—OH)不是氢氧根离子(OH-),乙醇不显碱性,B不正确;乙醇与水互溶,不能用分液的方法分离,C不正确;乙醇常作为有机溶剂,D正确。
2.C 解析 橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色Cr3+,说明K2Cr2O7是氧化剂,则乙醇是还原剂,具有还原性;呼出的气体中含有酒精,说明乙醇的沸点较低,易挥发。
3.A 解析 两者分子式相同,燃烧后都有CO2和H2O生成,A符合题意;前者有羟基,可以和钠反应,后者不能和钠反应,B不符合题意;1mol乙醇与足量金属钠反应最多可生成0.5molH2,根据氢原子守恒可知,乙醇分子有一个H原子与其余的H原子不同,C不符合题意;根据前者的结构简式可知,其中含有3种不同化学环境的氢原子,但是后者只有1种等效氢,D不符合题意。
4.C 解析 丙烯醇含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,但不能和碳酸钠溶液反应,A不符合题意、C符合题意;丙烯醇含有碳碳双键,能与溴、氢气发生加成反应,B、D不符合题意。
5.B 解析 A为置换反应,C为氧化反应,D为加成反应,只有B为取代反应。
6.B 解析 由题图可知,甲为甲烷,乙为乙烯,丙为苯,丁为乙醇。甲烷性质稳定,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,则甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误;乙烯中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应使其褪色,B正确;苯与溴水不反应,苯与液溴在催化剂作用下发生取代反应,C错误;乙醇不能使溴水褪色,D错误。
7.答案 (1)④>②>③>① ①<②=③<④
(2)①=②<③<④ (3)HO—CH2CH2—OH+2NaNaO—CH2CH2—ONa+H2↑
解析 (1)等物质的量的醇(CxHyOz)燃烧消耗O2的量取决于x+,则1mol醇的耗氧量分别为①1.5molO2、②3molO2、③2.5molO2、④3.5molO2,则顺序为④>②>③>①;生成CO2的体积取决于醇分子中的含碳原子数,由小到大的顺序为①<②=③<④。
(2)由2—OHH2,则1mol题述物质与足量金属钠反应生成V(H2)由小到大的顺序为①=②<③<④。
(3)见答案。
8.B 解析 香叶醇分子中含有醇羟基和碳碳双键,不属于乙醇的同系物,A不正确;香叶醇分子中含有10个碳原子、1个氧原子、还含有2个碳碳双键,氢原子数比同数碳原子的烷烃少4个,则分子式为C10H18O,B正确;香叶醇分子中含有碳碳双键和醇羟基,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C不正确;1个香叶醇分子中含有2个碳碳双键,则能与氢气按1∶2发生加成反应,香叶醇分子中含有醇羟基,也能发生取代反应,D不正确。
9.C 解析 过程①中,Cu和O2反应生成CuO,红色固体变成黑色,A正确;由过程②中的箭头可知,CuO和CH3CH2OH是反应物,CH3CHO和Cu是产物,配平即可得到方程式:CuO+CH3CH2OHCH3CHO+Cu+H2O,B正确;根据图示可知,Cu是催化剂,参与了化学反应过程,C错误;Cu或Ag均可作为乙醇发生催化氧化的催化剂,D正确。
10.C 解析 由实验装置图可知,甲装置用热水浴加热使乙醇挥发得到乙醇和氧气的混合气体,装置乙中铜作催化剂条件下,乙醇和氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛和水,装置丙中盛有的冷水用于冷凝收集乙醛,收集到的乙醛中混有乙醇和水,装置丁为收集未反应气体的收集装置。由分析可知,乙醇催化氧化制乙醛的反应中铜是反应的催化剂,不是还原剂,故A错误;由分析可知,试管a中收集的物质为乙醇、乙醛和水的混合物,应根据沸点不同采用蒸馏的方法分离得到乙醛,不能用过滤的方法,故B错误;甲装置提供反应物乙醇蒸气,选用热水有利于乙醇挥发,丙中选用冷水,有利于冷凝收集乙醛,故C正确;由分析可知,试管a中收集的物质为乙醇、乙醛和水的混合物,水和乙醇都能与金属钠反应生成氢气,则加入金属钠有可燃性气体生成,不能说明试管a中混有乙醇,故D错误。
11.C 解析 乙醇中H原子的物质的量n(H)=×2=1.2mol,则n(C2H5OH)=0.2mol,n(C)=0.4mol。设混合气体中CO的物质的量为x,根据碳原子守恒,则CO2的物质的量为0.4mol-x。28g·mol-1×x+44g·mol-1×(0.4mol-x)=27.6g-10.8g,解得x=0.05mol。m(CO)=0.05mol×28g·mol-1=1.4g。
12.答案 (1) 乙醇与钠的反应有气体生成,该气体是氢气。根据乙醇与氢气的量的关系得出乙醇中有一个氢原子不同于其他氢原子,从而确定乙醇的结构
(2)不正确 广口瓶与量筒之间玻璃管中的水柱体积没有计算在内 (3)①②③⑤ (4)乙醇的体积和所给乙醇样品的密度 (5)大于n mol
解析 (1)根据表中数据可以确定1mol乙醇反应生成0.5molH2,说明乙醇中有一个氢原子不同于其他氢原子,据此可以确定乙醇的结构。
(2)(3)见答案。
(4)乙醇常温下为液态,若不称取其质量,则可以量取其体积,则还需要知道乙醇的密度,即可确定乙醇的量。
(5)钠与乙醇反应时,1molNa消耗1molCH3CH2OH,则要使nmolCH3CH2OH完全反应,则需加入Na的物质的量大于nmol。
13.答案 (1)A、B、E、F 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ (2)水浴加热 避免F处的水蒸气进入C处 (3)CuSO4粉末变蓝 F处有砖红色沉淀生成 (4)CH3CH2OHCH3CHO+H2 (5)使未反应的乙醇蒸气冷凝回流专题8第二单元 第2课时 乙酸
必备知识基础练
1.下列有关乙酸的物理性质的叙述不正确的是( )
A.食醋的颜色(红棕色)就是乙酸的颜色
B.乙酸的熔点比水高,很容易变成固体
C.乙酸俗称冰醋酸
D.乙酸和乙醇可以互溶,故不能用分液法分离
2.[2023江苏扬州期末]丙烯酸(CH2CHCOOH)可用于生产高吸水性的树脂。下列有关丙烯酸的说法不正确的是( )
A.分子式为C3H4O2
B.分子中含有的官能团为碳碳双键、羟基
C.能发生加成反应
D.能使紫色石蕊溶液变红
3.[2023江苏南通期中]下列物质中不能用来鉴别乙醇和乙酸的是( )
A.紫色石蕊溶液 B.溴水
C.锌粒 D.碳酸氢钠溶液
4.实验室用乙酸、乙醇、浓H2SO4制取乙酸乙酯,加热蒸馏后,在饱和Na2CO3溶液的液面上得到无色油状液体,当振荡混合物时,有气泡产生,主要原因可能是( )
A.有部分H2SO4被蒸馏出来
B.有部分未反应的乙醇被蒸馏出来
C.有部分未反应的乙酸被蒸馏出来
D.有部分乙醇与浓硫酸反应
5.若将转化为,可使用的物质是( )
A.Na B.NaOH
C.Na2CO3 D.NaHCO3
6.[2023江苏苏州阶段练习]某有机物只含有C、H、O三种元素,其结构模型如图所示。下列说法正确的是( )
A.该有机物难溶于水
B.能和NaHCO3溶液反应
C.不能与乙醇反应
D.该有机物分子中所有原子一定共面
7.[2022江苏徐州七中月考]实验室采用如图所示装置制备乙酸乙酯,实验结束后,取下盛有饱和碳酸钠溶液的试管,再沿该试管内壁缓缓加入紫色石蕊溶液1毫升,发现紫色石蕊溶液存在于饱和碳酸钠溶液层与乙酸乙酯液层之间(整个过程不振荡试管),下列有关该实验的描述,不正确的是( )
A.制备的乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇杂质
B.乙酸乙酯的密度小于饱和碳酸钠溶液的密度
C.饱和碳酸钠溶液主要作用是降低乙酸乙酯的溶解度及吸收乙醇、中和乙酸
D.石蕊溶液层分为三层,由上而下是蓝、紫、红
8.胆固醇是人体必需的生物活性物质,分子式为C27H46O;一种胆固醇酯是液晶材料,分子式为C34H50O2,合成这种胆固醇酯的酸是( )
A.C6H13COOH
B.C6H5COOH
C.C7H15COOH
D.C6H5CH2COOH
9.烃A的产量能衡量一个国家石油化工发展水平,F的碳原子数为D的两倍,以A、D为原料合成F,其合成路线如图所示:
(1)A的结构式为 ;B中决定性质的重要原子团的名称为 。
(2)写出反应的化学方程式及反应类型:
① ;
反应类型 。
② ;
反应类型 。
(3)实验室怎样区分B和D
。
10.A、B两种液态有机化合物均由碳、氢、氧三种元素组成,物质A能溶于水,它的相对分子质量是60,分子中有8个原子,其中氧原子数与碳原子数相等,且A与Na2CO3溶液混合时产生气体。B分子中有9个原子,分子内所有原子的核电荷数之和为26,且B只能和钠反应放出氢气,不能与Na2CO3溶液反应。请回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,B的结构简式为 。
(2)写出A与Na2CO3溶液反应的化学方程式: 。
(3)写出B与Na反应的化学方程式:
。
关键能力提升练
11.[2023江苏徐州统考期中]下列除杂方法正确的是( )
A.乙烷中混有少量乙烯,可通过溴水除去
B.乙烷中混有乙烯,可通过酸性高锰酸钾溶液洗气除去
C.乙醇中混有乙酸,可用蒸馏的方法除去
D.乙酸乙酯中混有乙酸,可加入足量的NaOH溶液,经分液除去
12.分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机化合物有(不含立体异构)( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
13.苯甲酸()和山梨酸
(CH3CHCH—CHCH—COOH)都是常用的食品防腐剂。下列关于这两种物质的叙述正确的是( )
A.通常情况下,都能使溴水褪色
B.1 mol的两种物质分别与足量氢气加成,消耗氢气的量相等
C.一定条件下都能与乙醇发生酯化反应
D.1 mol的两种物质分别与NaOH发生中和反应,消耗NaOH的量不相等
14.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
A.分子中含有2种官能团
B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
15.某有机物的结构如图所示,下列关于这种有机物的说法不正确的有( )
①该物质分子式为C11H12O3
②能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,且其原理相同
③等量的该有机物与足量Na、NaHCO3发生反应,消耗Na和NaHCO3的物质的量之比是1∶1
④能发生取代、加成、水解、氧化反应
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
16.有机化合物M的结构简式为,下列有关M性质的叙述错误的是( )
A.M与金属钠完全反应时,二者物质的量之比为 1∶2
B.M与碳酸氢钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶1
C.M与氢氧化钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶2
D.M既能与乙酸反应,又能与乙醇反应
17.巴豆酸的结构简式为CH3—CHCH—COOH。现有①氯气、②溴水、③纯碱溶液、④酸性KMnO4溶液、⑤乙醇。在一定条件下,上述物质能与巴豆酸反应的组合是( )
A.仅②④⑤ B.仅①③④
C.仅①②③⑤ D.①②③④⑤
18.乙烯产量是衡量一个国家石油化工水平的主要标志。下图是由乙烯合成乙酸乙酯可能的合成路线:
请回答下列问题:
(1)反应④的化学方程式为 。
(2)乙醇的结构式为,实验证明乙醇分子有一个特殊氢原子的反应的化学方程式为 。
(3)乙酸乙酯的同分异构体(只含一个官能团)有 种。
(4)近年来,研究者利用乙酸开发出新工艺合成乙酸乙酯,使产品成本明显降低,其主要反应为CH2CH2+CH3COOHCH3COOC2H5,该反应属于有机反应类型中的 。
(5)实验室用如图装置制备乙酸乙酯,反应试管中碎瓷片的作用是 ;导管a的作用是导气和 ;试管b内饱和Na2CO3溶液的作用一方面是除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇,另一方面是
。
19.[2023江苏徐州高一统考期中]乙烯的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一,以乙烯为原料合成部分化工产品的流程如下。
(1)B→F的反应类型为 ,C中官能
团的名称为 。
(2)物质X的结构简式为 。
(3)D的一种同分异构体属于酯类,写出该同分
异构体的结构简式: 。
(4)某兴趣小组制备一定量的乙酸乙酯,装置如图所示。
①制备乙酸乙酯的化学方程式为
。
②图中的错误之处有
。
学科素养创新练
20.酸牛奶中含有乳酸,其结构简式为。在病房、手术室、实验室等场所中采用乳酸蒸气消毒,可有效杀灭空气中的细菌;乳酸聚合得到的聚乳酸抽成丝纺成线,是良好的手术缝线,缝口愈合后不用拆线,能自动降解成乳酸被人体吸收,无不良后果。
试回答下列问题:
(1)乳酸分子中含有的官能团名称为 。
(2)写出乳酸跟少量碳酸钠反应的化学方程式:
。
(3)乳酸在浓硫酸存在下,两分子相互反应,生成链状物质的结构简式为 ;两分子相互反应,生成环状物质的结构简式为 。
第2课时 乙酸
1.A
2.B 解析 由丙烯酸的结构简式可知,分子式为C3H4O2,故A正确;丙烯酸分子中含有的官能团为碳碳双键、羧基,故B错误;丙烯酸中含有碳碳双键,可以发生加成反应,故C正确;丙烯酸中含有羧基,能使紫色石蕊溶液变红,故D正确。
3.B 解析 将紫色石蕊溶液分别滴加到乙醇和乙酸中,前者变为紫色溶液,后者变为红色溶液,可以鉴别,A不符合题意;将溴水分别滴加到乙醇和乙酸中,均形成橙黄色溶液,不可以鉴别,B符合题意; 将锌粒分别加到乙醇和乙酸中,前者无明显现象,后者产生大量的无色气泡,可以鉴别,C不符合题意;将碳酸氢钠溶液分别滴加到乙醇和乙酸中,前者无明显现象,后者产生大量的无色气泡,可以鉴别,D不符合题意。
4.C 解析 乙酸、乙醇发生酯化反应时,饱和Na2CO3溶液的作用除了降低乙酸乙酯的溶解度外,还吸收挥发出的乙酸与乙醇,振荡混合物时,有气泡产生,说明有未反应的乙酸被蒸馏出来了。
5.A 解析 —COOH和—OH均与Na发生置换反应,可实现转化,A正确;—OH与NaOH、Na2CO3、NaHCO3均不反应,B、C、D错误。
6.B 解析 根据有机物的球棍模型可知其表示的物质是,然后根据物质的结构及性质分析解答。该物质分子中含有亲水基—OH、—COOH,因此易溶于水,A错误;该物质分子中含有羧基,具有酸性,能和NaHCO3溶液反应产生CO2气体,B正确;该物质含有羧基,能与乙醇发生酯化反应,C错误;该有机物分子中含有甲基,所有原子一定不共面,D错误。
7.D 解析 因为乙醇、乙酸都易挥发,所以制备的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸杂质,A正确;乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液的上层,故乙酸乙酯的密度小于饱和碳酸钠溶液的密度,B正确;乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度小于在水中的溶解度,同时碳酸钠溶液可以吸收乙醇、中和乙酸,C正确;紫色石蕊溶液处于中间位置,乙酸乙酯中混有的乙酸使石蕊溶液变红色,所以上层为红色,中间为紫色,碳酸钠溶液呈碱性,所以下层为蓝色,D错误。
8.B 解析 根据胆固醇的分子式可以确定胆固醇为一元醇。根据酯化反应原理,胆固醇与酸发生酯化反应:C27H46O+RCOOHC34H50O2+H2O,根据元素守恒,酸的分子式为C34H50O2+H2O-C27H46O=C7H6O2,则该酸为C6H5COOH,B正确。
9.答案 (1) 羟基
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代反应) (3)分别取少量待测液于试管中,滴加少量紫色石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,另一种为乙醇(或其他合理方法)
解析 衡量一个国家石油化工发展水平的是乙烯的产量,根据框图,B为乙醇,C为乙醛,F为某酸乙酯。因为F中碳原子数为D的两倍,所以D为乙酸。
10.答案 (1)CH3COOH CH3CH2OH
(2)2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+CO2↑+H2O
(3)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
解析 A是能溶于水且能与Na2CO3反应、分子组成中有C、H、O元素的有机化合物,可能是羧酸,分子中的氧原子及碳原子数只能都为2(根据碳原子数与氧原子数相同,相对分子质量为60),可推知A为CH3COOH。B物质分子中所有原子的核电荷数之和为26,因为C、H、O三种元素原子的核电荷数分别是6、1、8,B分子中有9个原子,只能跟钠反应放出氢气,所以B分子中只能有1个氧原子,分子中碳原子数必小于3。经分析,只有C2H6O符合题意,结合性质可以确定B为CH3CH2OH。
11.A 解析 乙烯能与溴发生加成反应,乙烷通入溴水中不反应且不溶于溴水,因此可通过溴水洗气除去乙烷中混有的少量乙烯,A正确;酸性高锰酸钾溶液与乙烯反应生成二氧化碳气体,引入新杂质,B错误;不能直接蒸馏乙醇和乙酸的混合物,会形成共沸物,可加入过量CaO使乙酸转变为沸点较高的乙酸盐,然后蒸馏可除去乙酸,C错误;乙酸乙酯与NaOH能发生反应生成乙酸钠和乙醇,不符合除杂要求,D错误。
12.B 解析 分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机化合物属于羧酸,其官能团为—COOH,将该有机化合物看作C4H9—COOH,而丁基(C4H9—)有4种不同的结构,分别为CH3CH2CH2CH2—、(CH3)2CHCH2—、(CH3)3C—、,从而推知该有机化合物有4种不同的分子结构。
13.C 解析 不能使溴水褪色,A错误;和H2发生加成反应时,1mol消耗3molH2,1mol 山梨酸消耗2molH2,B错误;二者分子中都含一个—COOH,物质的量均为1mol时消耗NaOH的量相等,D错误。
14.B 解析 分子中含有羧基、碳碳双键、羟基等不止2种官能团,A错误;分枝酸分子中含有的羧基、羟基可分别与乙醇、乙酸发生酯化反应,B正确;分子中只有羧基可与NaOH反应,故1mol分枝酸最多可与2molNaOH发生中和反应,C错误;使溴的四氯化碳溶液褪色是因为碳碳双键与Br2发生了加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为发生了氧化反应,D错误。
15.C 解析 该物质分子中含11个C原子、3个O原子、12个H原子,则分子式为C11H12O3,①正确;含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,与高锰酸钾发生氧化反应,能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,原理不相同,②错误;有机物分子中的羟基和羧基都能与Na反应,只有羧基能与NaHCO3反应,则等量的该有机物与足量Na、NaHCO3发生反应,消耗Na和NaHCO3的物质的量之比为2∶1,③错误;该有机物不能发生水解反应,④错误。
16.C 解析 M与Na完全反应时,1mol—COOH、1mol—OH各消耗1molNa,A正确;1mol—COOH只与1molNaHCO3反应,—OH不与NaHCO3反应,B正确;1mol—COOH 消耗 1molNaOH,—OH不与NaOH反应,C错误;M中既含—OH,又含有—COOH,所以既能与乙酸反应,又能与乙醇反应,D正确。
17.D 解析 巴豆酸分子中含有和—COOH,碳碳双键可与氯气、溴水发生加成反应,可被酸性高锰酸钾溶液氧化;羧基可与纯碱溶液反应放出CO2,可与乙醇发生酯化反应,因此①②③④⑤均正确。
18.答案 (1)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(2)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑ (3)5
(4)加成反应 (5)防止液体暴沸 冷凝回流 降低乙酸乙酯的溶解度
解析 (1)乙醇分子中含有羟基,在催化剂、加热条件下发生氧化反应,产生乙醛和水,反应的化学方程式是2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(2)实验证明乙醇分子有一个特殊氢原子的反应的化学方程式为2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑。
(3)乙酸乙酯分子式是C4H8O2,它的同分异构体中只含有一个官能团的物质有酯、羧酸;属于酯类的有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3;羧酸有CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH,因此共有5种同分异构体。
(4)乙烯与乙酸反应生成乙酸乙酯为加成反应。
(5)反应试管中碎瓷片的作用是防止液体暴沸;导管a的作用是导气和冷凝回流;试管b内饱和Na2CO3溶液的作用的另一方面是降低乙酸乙酯的溶解度。
19.答案(1)取代(或酯化)反应 醛基 (2)HCOOH (3)HCOOCH3
(4)①CH3COOH+C2H5OHH5+H2O ②导管插入液面以下;错用饱和NaOH溶液
解析 A是乙烯CH2CH2,乙烯与水发生加成反应生成的B是CH3CH2OH;乙醇与O2在加热条件下发生催化氧化反应生成的C是乙醛,其结构简式是CH3CHO;乙醛继续氧化生成的D是乙酸,结构简式为CH3COOH;乙烯在一定条件下发生加聚反应生成的E是聚乙烯;乙醇与X在浓硫酸催化下加热发生酯化反应产生的F是甲酸乙酯(HCOOC2H5),则X是HCOOH;据此分析解答。
(1)根据分析,乙醇与HCOOH在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生取代(或酯化)反应生成F;C为CH3CHO,所含官能团为醛基。
(2)乙醇与X在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生酯化反应生成HCOOC2H5,则X是HCOOH。
(3)D的一种同分异构体属于酯类,则该同分异构体的结构简式为HCOOCH3。
(4)①实验室利用乙酸和乙醇发生酯化反应制备乙酸乙酯,反应的化学方程式为CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。②图中的错误之处:导管插入液面以下,没有防倒吸;错用饱和NaOH溶液,应使用饱和碳酸钠溶液。
20.答案 (1)羟基、羧基 (2)+Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)专题8第二单元 第3课时 酯 油脂
必备知识基础练
1.下列物质中不属于油脂的是( )
A.花生油 B.石蜡油
C.棉籽油 D.牛油
2.对于含有梨香气味的某种酯的酒精溶液,消除梨香味的最好操作为( )
A.加入NaOH溶液后加热
B.加入醋酸后加热
C.加入稀硫酸后加热
D.加入水后加热
3.下列说法不正确的是( )
A.羧酸与醇在强酸的存在下加热,可得到酯
B.乙酸和甲醇发生酯化反应生成甲酸乙酯
C.酯化反应的逆反应是水解反应
D.果类和花草中存在着芳香气味的低级酯
4.区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是( )
A.点燃,能燃烧的是矿物油
B.测定沸点,有固定沸点的是矿物油
C.加入水中,浮在水面上的是地沟油
D.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油
5.下列关于油和脂肪的比较,错误的说法是( )
A.油的熔点低,脂肪的熔点高
B.油含不饱和烃基的量相对于脂肪较少
C.油和脂肪都不易溶于水,易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂
D.油和脂肪都能发生水解反应
6.实验室用牛油、乙醇、氢氧化钠等物质,按一定顺序、一定比例混合共热可以制备肥皂,下列有关皂化实验的叙述中不正确的是( )
A.乙醇的作用是为了在微热下溶解牛油
B.加入氢氧化钠溶液,边搅拌边小心加热,反应液逐渐变成黄棕色黏稠状液体
C.蘸取反应液,滴入热水中,若无油滴浮在液面上说明已完全反应
D.完全反应后,加入热的饱和食盐水,有固体析出,固体沉于液面下
7.在一定条件下,动植物油脂与醇反应可制备生物柴油,化学方程式如下:
+3R'OH
动植物油脂 短链醇
+
生物柴油 甘油
下列叙述不正确的是( )
A.动植物油脂是高分子化合物,生物柴油也属于油脂
B.生物柴油是不同酯组成的混合物,没有固定熔、沸点
C.“地沟油”可用于制备生物柴油,故生物柴油属于可再生能源
D.1 mol甘油与足量金属钠反应,理论上产生标准状况下33.6 L H2
8.已知A是乙烯,B、C、D、E、F均为常见的有机化合物,在一定条件下,有如图所示的转化关系。
请回答:
(1)C的结构简式是 。
(2)能与金属钠反应放出氢气的物质有 (填字母)。
(3)在图示转化关系中,属于氧化反应的有 (填序号)。
(4)A、B、C三种物质的摩尔质量由大到小的顺序是 (用字母表示)。
(5)反应⑤的化学方程式是 (有机化合物用结构简式表示)。
关键能力提升练
9.酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组先从梨中分离出一种酯,然后将分离出的酯水解,得到了乙酸和另一种分子式为C6H14O的物质。对于此过程,以下分析不正确的是( )
A.C6H14O分子含有羟基
B.C6H14O可与金属钠发生反应
C.实验小组分离出的酯可表示为C8H16O2
D.不需要催化剂,这种酯在水中加热即可大量水解
10.[2023江苏盐城射阳中学校考阶段练习]甲、乙、丙三种物质是合成聚酯玻璃钢的基本原料。下列说法错误的是( )
甲 乙
丙
A.甲在酸性条件下的水解产物之一与乙互为同系物
B.1 mol乙物质可与2 mol钠完全反应生成1 mol 氢气
C.甲、丙物质都能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.甲、乙、丙均能和O2在一定条件发生氧化反应
11.某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为( )
A.C14H18O5 B.C14H16O4
C.C16H22O5 D.C16H20O5
12.某有机化合物M的结构简式为,关于M的叙述正确的是( )
A.属于酯类,易溶于水
B.水解反应可生成乙酸
C.1 mol M可以与2 mol NaOH反应
D.一定条件下可发生加成反应和氧化反应
13.阿司匹林可看作一种酯,其结构简式如图所示。阿司匹林在酸性和水浴加热条件下反应一段时间后,反应体系中含有的物质是( )
①CH3COOH ②CH3CH2OH
③ ④
⑤
A.①④⑤ B.②④⑤
C.①③④ D.②③⑤
14.分子式为C5H10O2的有机化合物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有( )
A.15种 B.28种
C.32种 D.40种
15.油脂是重要的营养物质。某天然油脂A可发生下列反应:
已知:A的结构简式为
,C17H35—和C17H33—都是高级脂肪酸的烃基(呈链状)。
(1)写出A的分子式: ,A能使溴的四氯化碳溶液褪色,主要原因是
。
(2)写出反应①的反应类型: ;C的名称(或俗称)是 ,D的名称(或俗称)是 。
(3)若A中高级脂肪酸的烃基都是C17H35—,由A组成的油脂在通常状况下一定是固体;若A中高级脂肪酸的烃基都是C17H33—,由A组成的油脂在通常状况下一定是液体。从分子组成和结构方面分析,油脂呈液态、固态的规律是
。
(4)工业上为了延缓不饱和油脂的“酸败”,通常采取的一种措施是使其在Ni催化作用下与H2发生反应生成“氢化油”,1 mol A最多消耗 mol H2。
(5)写出A发生皂化反应的离子方程式: 。
学科素养创新练
16.科学家发现某药物M能治疗心血管疾病是因为它在人体内能释放出一种“信使分子”D,并阐明了D在人体内的作用原理。为此他们荣获了1998年诺贝尔生理学或医学奖。
请回答下列问题:
(1)已知M的相对分子质量为227,由C、H、O、N四种元素组成,M分子中含有5个氢原子,C、O、N原子个数之比为1∶3∶1。则M的分子式是 。D是双原子分子,相对分子质量为30,则D的分子式为 。
(2)油脂A经下列途径可得到M。
图中②的提示:
C2H5OH++H2O
反应②的化学方程式是
。
(3)C是B和乙酸在一定条件下反应生成的化合物,相对分子质量为134,写出C所有可能的结构简式: 。
第3课时 酯 油脂
1.B 2.A 3.B 4.D
5.B 解析 油脂是高级脂肪酸的甘油酯,根据常温下的状态分为固态的脂肪和液态的油,其中脂肪中烃基饱和程度高,熔点高,油含不饱和烃基的量相对较多,熔点低,油和脂肪都是有机物,易溶于有机溶剂,在一定条件下,油和脂肪都能水解,只有B说法错误。
6.D 解析 牛油不溶于NaOH溶液,加入乙醇,乙醇的作用是为了在微热下溶解牛油,A正确;牛油属于酯,能在NaOH溶液中发生水解反应生成高级脂肪酸钠和甘油,所以加入氢氧化钠溶液,边搅拌边小心加热,反应液逐渐变成黄棕色黏稠状液体,B正确;油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸钠和甘油均溶于水,则蘸取反应液,滴入热水中,若无油滴浮在液面上说明已完全反应,C正确;完全反应后,加入热的饱和食盐水,有固体析出,该固体是高级脂肪酸钠固体,密度比水小,所以固体浮于液面上,D错误。
7.A 解析 动植物油脂不是高分子化合物,A错误;生物柴油中烃基不同,则属于混合物,没有固定熔、沸点,B正确;“地沟油”可通过题述反应制备生物柴油,故生物柴油属于可再生能源,C正确;1mol甘油与3mol钠反应,产生1.5molH2,在标准状况下的体积为33.6L,D正确。
8.答案 (1)CH3COOH (2)BC (3)②③ (4)C>B>A
(5)CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
解析 A是乙烯,转化得到B,B可以转化2步生成C,B与C反应生成D,D在碱性条件下水解得到B与E,结合D的分子式可知,应是醇与羧酸发生的酯化反应生成D,故D为CH3COOCH2CH3,B为CH3CH2OH,C为CH3COOH,E为CH3COONa,F是CH3CHO。
(1)C的结构简式是CH3COOH。
(2)乙酸、乙醇能与Na反应生成氢气,故选BC。
(3)反应①是乙烯与水发生加成反应生成乙醇,反应②③属于氧化反应,反应④⑤属于取代反应。
(4)A为乙烯,B为乙醇,C为乙酸,三种物质的摩尔质量由大到小的顺序是C>B>A。
(5)反应⑤是乙酸乙酯在碱性条件下水解生成乙酸钠与乙醇,反应的化学方程式是CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH。
9.D 解析 酯水解得到了乙酸和另一种分子式为C6H14O的物质,则C6H14O是醇,分子含有羟基,A正确;钠可以置换醇中羟基上的氢,故C6H14O可与金属钠发生反应,B正确;酯水解得到乙酸和化学式为C6H14O的醇,说明该酯为一元酸一元醇形成的酯,根据酯的水解反应,则酯的分子式为C2H4O2+C6H14O-H2O=C8H16O2,C正确;题中酯水解时需要酸作催化剂,D错误。
10.A 解析 甲在酸性条件下的水解产物是、CH3OH,CH3OH与乙中羟基个数不同,不是同系物,故A错误;乙中含有2个羟基,1mol乙物质可与2mol钠完全反应生成1mol氢气,故B正确;甲、丙中都含有碳碳双键,所以都能使溴的四氯化碳溶液褪色,故C正确;甲、乙、丙均能和O2在点燃条件下发生氧化反应生成二氧化碳和水,故D正确。
11.A 解析 由1mol酯(C18H26O5)完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇可知,该酯为二元酸酯,分子中含有2个酯基(—COO—),结合酯的水解反应原理可得1molC18H26O5+2molH2O1mol羧酸+2molC2H5OH,再结合质量守恒定律推知,该羧酸的分子式为C18H26O5+2H2O-2C2H5OH=C14H18O5。
12.D 解析 M属于酯类,酯类难溶于水,A错误;M在酸性条件下水解得到和乙醇,B错误;水解时,1molM消耗1molNaOH,C错误;M中含有苯环,一定条件下可与H2加成,M可燃烧,属于氧化反应,D正确。
13.A 解析 水解时,
中的C—O键从虚线处断裂,故水解产物为CH3COOH和,又因酯的酸性水解反应为可逆反应,故反应后体系中含有乙酸、和,故A正确。
14.D 解析 分子式为C5H10O2的酯可能是甲酸酯HCOOC4H9、乙酸酯CH3COOC3H7、丙酸酯C2H5COOC2H5、丁酸酯C3H7COOCH3,其水解得到的醇分别是C4H9OH(有4种)、C3H7OH(有2种)、C2H5OH、CH3OH,水解得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、C3H7COOH(有2种)。因此醇有8种,酸有5种,这些酸和醇重新组合可形成的酯共有8×5=40种。
15.答案 (1)C57H106O6 A分子中C17H33—为不饱和烃基,含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应 (2)水解反应(或取代反应) 硬脂酸 丙三醇(或甘油) (3)脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大,含较多不饱和脂肪酸的甘油酯熔点较低,呈液态;含较多饱和脂肪酸的甘油酯熔点较高,呈固态 (4)2
(5)+3OH-C17H35COO-+
2C17H33COO-+
解析 (1)根据A的结构简式,可以确定A的分子式为C57H106O6,A分子中的烃基C17H33—中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,因此能使Br2的CCl4溶液褪色。
(2)由转化关系可知反应①为油脂的水解反应(或取代反应),油脂为高级脂肪酸与甘油形成的酯,故可知D为甘油(或丙三醇)。C为饱和直链脂肪酸,则结构简式为C17H35COOH,名称为硬脂酸。
(3)根据题中信息,饱和脂肪酸的甘油酯呈固态,不饱和脂肪酸的甘油酯呈液态,可以确定脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大,含较多不饱和脂肪酸的甘油酯熔点较低,含较多饱和脂肪酸的甘油酯熔点较高。
(4)每个C17H33—中含有一个碳碳双键,则1分子A中含有2个碳碳双键,因此1molA最多消耗2molH2。
(5)在碱性条件下水解可生成C17H35COO-、C17H33COO-和。
16.答案 (1)C3H5N3O9 NO
(2)+3HNO3+3H2O
(3)、
解析 (1)由M分子中含有5个H原子和C、O、N原子个数之比为1∶3∶1,则M的分子式可设为(CO3N)nH5。根据M的相对分子质量227,可得(12+16×3+14)×n+5=227,解得n=3,因此M的分子式为C3H5N3O9。D是M释放出的双原子分子,相对分子质量为30,可推出D为NO。
(2)油脂是由高级脂肪酸和甘油(丙三醇)经酯化反应而制得的一类化合物,由油脂水解的通式及油脂的性质可知,反应①生成甘油和高级脂肪酸。根据题中信息,甘油与硝酸反应的化学方程式为+3HNO3+3H2O。
(3)C是丙三醇与乙酸发生酯化反应生成的相对分子质量为134的化合物,可推知C为、。专题8第二单元 第4课时 糖类 蛋白质和氨基酸
必备知识基础练
1.[2023江苏泰州中学期末]糖类、油脂、蛋白质是人体必需的基本营养物质,下列关于这三类有机物说法正确的是( )
A.葡萄糖能发生还原反应,可用于玻璃镀银
B.可利用灼烧的方法鉴别蚕丝和纤维素
C.均属于天然有机高分子
D.工业制备肥皂利用了油脂在酸性条件下的水解反应
2.[2023江苏连云港统考期末]我国科学家首次实现了从CO2到淀粉[]的全合成。下列有关说法正确的是( )
A.CO2为有机化合物
B.CO2合成淀粉的过程涉及化学变化
C.淀粉与纤维素互为同分异构体
D.淀粉在淀粉酶作用下水解生成氨基酸
3.[2023江苏淮安盱眙中学校考阶段练习]某病毒由蛋白质外壳和单链核酸组成,直径为60~140 nm,怕酒精,不耐高温。下列说法正确的是( )
A.该病毒由碳、氢、氧三种元素组成
B.该病毒扩散到空气中不可能形成胶体
C.医用酒精能用于消毒是因为它有强氧化性
D.高温、紫外线均可使蛋白质发生变性
4.下列关于糖类的叙述正确的是( )
A.含有C、H、O三种元素的有机化合物叫糖类
B.糖类物质均能与银氨溶液在加热时反应生成银镜
C.糖类物质都有甜味
D.糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动、植物所需能量的重要来源
5.[2023江苏宿迁阶段练习]下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用叙述不正确的是( )
A.淀粉葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
B.纤维素葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
C.油脂甘油和高级脂肪酸CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
D.蛋白质氨基酸人体所需的蛋白质(人体生长发育)
6.下列关于蛋白质的叙述不正确的是( )
A.蚕丝、病毒外壳、大多数酶的主要成分都是蛋白质
B.蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,蛋白质会析出,再加水重新溶解
C.向蛋白质溶液中加入CuSO4溶液,可使蛋白质发生盐析
D.浓硝酸溅在皮肤上使皮肤呈黄色,这是由于蛋白质和浓硝酸发生了显色反应
7.将淀粉水解并用新制的Cu(OH)2碱性悬浊液检验水解产物的实验中,要进行的主要操作有
①加热;
②滴入稀硫酸;
③加入新制的Cu(OH)2碱性悬浊液;
④加入NaOH溶液中和。
以上各步操作的先后顺序排列正确的是( )
A.①②③④① B.②①④③①
C.②①④③ D.④③①②①
8.糖尿病是由人体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合征,以高血糖为主要标志。长期摄入高热量食品或缺少运动,都会导致糖尿病。
(1)血糖是指血液中的葡萄糖,下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子含有6个H2O分子
B.酿酒过程中,葡萄糖可通过水解反应生成酒精
C.糖尿病人尿糖较高,可用新制的氢氧化铜碱性悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖
D.淀粉水解的最终产物是果糖
(2)糖尿病人过量饮酒,将会一定程度上造成胰岛细胞损伤。但酒精在肝脏内可转化成有机化合物A。关于A性质的实验结果如下:
①通过实验测得A的相对分子质量为60。
②A由C、H、O三种元素组成,分子中只存在两种类型的氢原子,且这两种类型的氢原子个数比为1∶3。
③A可与酒精在一定条件下反应生成有芳香气味的物质。
纯净的A又称为 ,结构简式为 。
A的主要化学性质(用化学方程式表示):
a ;
b 。
关键能力提升练
9.下列说法不正确的是( )
A.油脂皂化反应中加入乙醇的主要目的是增加反应物的接触面积,以加快反应速率
B.在淀粉水解液中先加过量的氢氧化钠再滴加碘水,溶液未变蓝,说明淀粉已经完全水解
C.氨基酸分子中都含有—COOH和—NH2,在一定条件下,它们之间能发生反应生成高分子化合物
D.游泳场馆常用硫酸铜溶液作池水的消毒剂,其利用的是蛋白质的变性
10.[2023江苏淮安期中]《黄帝内经·素问》记载“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”,以上食物中富含糖类、蛋白质、油脂等营养物质。下列说法正确的是( )
A.“五谷”富含淀粉,淀粉可用于生产乙醇
B.“五果”富含糖类,葡萄糖、蔗糖都能发生水解反应
C.“五畜”富含蛋白质和油脂,都是由C、H、O三种元素组成的
D.“五菜”富含纤维素,纤维素与淀粉互为同分异构体
11.某氨基酸分子的球棍模型如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.该氨基酸分子的结构简式为
B.该氨基酸燃烧可产生有毒气体
C.该氨基酸能与Na、NaOH、Na2CO3等反应
D.该氨基酸可能为某种蛋白质的水解产物
12.核糖是合成核酸的重要原料,结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,下列关于核糖的叙述正确的是( )
A.与葡萄糖互称为同分异构体
B.在催化剂作用下可被O2氧化生成
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—COOH
C.不能发生取代反应
D.可以使紫色的石蕊溶液变红
13.糖原[(C6H10O5)n]是一种相对分子质量比淀粉更大的多糖,主要存在于肝脏和肌肉中,所以又叫动物淀粉和肝糖。下列关于糖原的叙述正确的是( )
A.糖原与淀粉、纤维素互称为同分异构体
B.糖原与淀粉、纤维素互称为同系物
C.糖原水解的最终产物是葡萄糖
D.糖原具有还原性,能发生银镜反应
14.[2023江苏苏州昆山中学期末]下列实验操作与现象和所得出的结论均正确的是( )
选项 实验操作与现象 结论
A 向油脂发生皂化反应后的溶液中滴入酚酞,溶液变红 油脂已经完全皂化
B 蔗糖溶液在稀硫酸存在的条件下水浴加热一段时间后,再与银氨溶液混合加热,有光亮的银镜生成 蔗糖溶液已经完全水解
C 向溶液X中滴入NaHCO3溶液,产生无色气体 溶液X中的溶质一定是酸
D 向鸡蛋清溶液中滴加浓硝酸,鸡蛋清变黄 蛋白质发生了颜色反应
15.[2023江苏淮安中学校考期末]制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一如图所示。下列说法不正确的是( )
A.加热条件下,M能与新制氢氧化铜悬浊液发生反应
B.④的反应类型属于酯化反应,也属于取代反应
C.淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n,二者都为纯净物,互为同分异构体
D.用饱和碳酸钠溶液可以鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
16.缬氨霉素是一种脂溶性的抗生素,是由12个分子缩合组成的环状化合物,它的结构简式如图所示,下列有关说法正确的是( )
(提示:水解可得—COOH和—NH2)
A.缬氨霉素是一种蛋白质
B.缬氨霉素完全水解可得到四种氨基酸
C.缬氨霉素完全水解后的产物中有三种产物互称为同系物
D.缬氨霉素完全水解,其中一种产物与甘油醛()互称为同分异构体
17.实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成。取W g该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧,生成CO2、H2O和N2。现按图示装置进行实验:
请回答下列有关问题。
(1)实验开始时,首先要通入一段时间的氧气,其理由是 。
(2)以上装置中需要加热的仪器有 (填字母,下同),操作时应先点燃 处的酒精灯。
(3)A装置中发生反应的化学方程式是 。
(4)装置D的作用是 。
(5)读取N2体积时,应注意:
① 。
② 。
(6)实验中测得N2的体积为V mL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式,还需要的有关数据有 (填字母)。
A.生成CO2气体的质量
B.生成水的质量
C.通入氧气的体积
D.氨基酸的相对分子质量
18.某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量甘蔗渣,对甘蔗渣进行综合利用,可以提高经济效益,减少对环境的污染。如图所示为用甘蔗渣为原料制取各物质的转化过程图。
已知:G是具有果香气味的液体,D是重要的化工原料,并且可以代替汽油作汽车燃料。
(1)A的名称为 ,B的分子式为 ,F的结构简式为 。
(2)由C→B的转化过程中,能量的转化形式为 能转化为 能。
(3)D+FG的化学方程式为 ,反应类型为 。
(4)D →E的化学方程式为 。
(5)G的同类别的同分异构体还有(写结构简式) 。
学科素养创新练
19.[2023江苏宿迁阶段练习]“三高症”是指高血糖、高血脂和高血压。
(1)糖尿病患者不宜食用淀粉含量高的食物,这是由于淀粉在催化剂作用下能水解成葡萄糖,该反应的化学方程式为 。
(2)“三高症”病人宜多吃蔬菜和豆类食品,蔬菜中富含纤维素,豆类食品中富含蛋白质。下列说法中正确的是 (填序号)。
A.蛋白质属于有机高分子化合物,可被人体直接吸收
B.人体中没有水解纤维素的酶,纤维素在人体中主要是加强胃肠的蠕动
C.纤维素为维持人体生命活动提供能量
D.纤维素和蛋白质的结构不同,但组成元素完全相同
(3)为了检验淀粉的水解产物,某学生设计了如下实验方案:
淀粉液水解液
混合液砖红色
沉淀
a.试剂1是 ,试剂2是 。
b.验证第①步已反应完全的方法及现象是 。
(4)木糖醇[HOCH2(CHOH)3CH2OH]是一种甜味剂,糖尿病患者食用后血糖不会升高,请预测木糖醇的一种化学性质: 。
第4课时 糖类 蛋白质和氨基酸
1.B 解析 葡萄糖含有醛基,具有还原性,能发生氧化反应,可用于玻璃镀银,故A错误;可利用灼烧的方法鉴别蚕丝和纤维素,蚕丝有烧焦羽毛气味,故B正确;单糖、二糖等低聚糖、油脂不是高分子,淀粉、纤维素、蛋白质均属于天然有机高分子,故C错误;工业制备肥皂利用了油脂在碱性条件下的水解反应,故D错误。
2.B 解析 二氧化碳属于无机化合物,故A错误;从二氧化碳合成淀粉的过程有新物质生成,属于化学变化,故B正确;淀粉与纤维素的化学式都是(C6H10O5)n,但两者的n值不同,因此淀粉与纤维素不是同分异构体的关系,故C错误;淀粉在淀粉酶的作用下发生水解反应,最终产物是葡萄糖,故D错误。
3.D 解析 某病毒由蛋白质外壳和单链核酸组成,蛋白质由C、H、O、N等元素组成,A错误;某病毒直径为60~140nm,胶体的分散质粒子直径为1~100nm,故该病毒扩散到空气中有可能形成胶体,B错误;医用酒精能用于消毒是因为它能使蛋白质变性,它并无强氧化性,C错误;高温、紫外线均可使蛋白质发生变性,D正确。
4.D
5.B 解析 淀粉在淀粉酶的作用下水解生成葡萄糖,葡萄糖被氧化释放出能量,故A正确; 纤维素不是人体所需要的营养物质,人体内没有水解纤维素的酶,它在人体内主要是加强胃肠蠕动,有通便功能,故B错误;油脂水解生成甘油和高级脂肪酸,甘油和高级脂肪酸能被氧化释放能量,故C正确;蛋白质水解生成氨基酸,氨基酸能合成人体生长发育、新陈代谢所需的蛋白质,故D正确。
6.C 解析 向蛋白质溶液中加入CuSO4溶液,使蛋白质变性,C错误。
7.B 解析 将淀粉水解并用新制的Cu(OH)2碱性悬浊液检验水解产物的实验可以表示为 淀粉溶液酸化液水解液中和溶液砖红色沉淀Cu2O,实验过程中,加热既是淀粉在酸催化作用下水解反应的条件,也是其水解产物与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液发生反应的条件;滴入稀硫酸用来催化淀粉水解;加入NaOH溶液是为了中和作催化剂的稀硫酸,以使葡萄糖与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液的反应能够进行。因此正确的排序为②①④③①。
8.答案 (1)C (2)冰醋酸 CH3COOH CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
解析 (1)虽然葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6,但分子中没有水分子,A错误;葡萄糖为单糖,不能水解,葡萄糖在酒化酶作用下分解可得到乙醇和CO2,B错误;新制的氢氧化铜碱性悬浊液能与葡萄糖反应生成砖红色的氧化亚铜,可用新制的氢氧化铜碱性悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖,C正确;淀粉水解的最终产物是葡萄糖,D错误。
(2)根据题给信息知A可与酒精在一定条件下反应生成有芳香气味的物质,可得A为羧酸,又因A的相对分子质量为60,由C、H、O三种元素组成,分子中只存在两种类型的氢原子,且这两种类型的氢原子的个数比为1∶3,所以A为乙酸,纯净的A又称为冰醋酸,结构简式为CH3COOH,乙酸具有酸的通性,如乙酸可与碱反应:CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O;乙酸能与乙醇发生酯化反应得到乙酸乙酯和水:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。
9.B 解析 油脂难溶于水,在乙醇中的溶解度较大,油脂制肥皂实验中加一定量的乙醇是为了增加油脂的溶解度,增大与碱的接触面积,加快反应速率,故A正确;碘水可与氢氧化钠溶液反应,故检验是否含有淀粉时不需要加NaOH中和,故B错误;氨基酸分子中含有—COOH和—NH2,一定条件下可以反应形成高分子化合物蛋白质,故C正确;硫酸铜是重金属盐,能使蛋白质变性,故可以用于游泳池消毒,故D正确。
10.A 解析 淀粉在淀粉酶的作用下发生水解反应生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成乙醇和二氧化碳,所以可以用淀粉为原料生产乙醇,故A正确;葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,故B错误;蛋白质是由碳、氢、氧、氮等元素组成的天然高分子化合物,故C错误;纤维素与淀粉都是天然高分子化合物,分子中聚合度n值不同,分子式不同,不互为同分异构体,故D错误。
11.A 解析 该氨基酸的球棍模型中的六元环应为苯环,A错误;该氨基酸由C、H、O、N元素组成,燃烧可能会产生CO,B正确;该氨基酸分子中含有—COOH,能与Na、NaOH、Na2CO3等反应,C正确;蛋白质水解的产物为氨基酸,D正确。
12.B 解析 分析核糖的结构简式可知其分子式为C5H10O5,葡萄糖的分子式为C6H12O6,A错误;核糖分子中含有—CHO,可在催化剂作用下被O2氧化生成—COOH,B正确;核糖分子中含有—OH,可与羧酸发生取代反应,但不能使紫色的石蕊溶液变红,C、D错误。
13.C 解析 尽管糖原、淀粉、纤维素的分子式均表示为(C6H10O5)n,但三者的n值不同,三者不互称为同分异构体,且三者分子组成上相差若干“C6H10O5”基团,而不是“CH2”基团,故三者也不互称为同系物;糖原与淀粉、纤维素的性质相似,不具有还原性,不能发生银镜反应,糖原水解的最终产物为葡萄糖。
14.D 解析 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐溶液呈碱性,所以不能根据反应后溶液的酸碱性判断油脂是否完全皂化,A错误;银镜反应需在碱性条件下进行,在加入银氨溶液之前应先加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸,B错误;NaHSO4也能和碳酸氢钠溶液反应产生CO2气体,C错误;蛋白质遇浓硝酸变成黄色,发生颜色反应,D正确。
15.C 解析 淀粉或纤维素水解最终产物为葡萄糖,葡萄糖是多羟基醛,醛基和新制氢氧化铜加热反应生成砖红色沉淀,A正确;④的反应是酸和醇反应,乙酸脱羟基、乙醇脱去羟基中的氢原子,发生反应类型属于酯化反应,也属于取代反应,B正确;淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n,为天然有机高分子,为混合物,n值不同,不是同分异构体,C错误;乙醇溶于碳酸钠溶液,乙酸和碳酸钠反应生成气体,乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,分层,用饱和碳酸钠溶液可以鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯,D正确。
16.D 解析 蛋白质是高分子化合物,而缬氨霉素是由12个分子缩合组成的环状化合物,不是蛋白质,A错误;缬氨霉素水解后的产物有三种:、和,且只有是氨基酸,B错误;只有两种物质:和互称为同系物,C错误;与甘油醛()的分子式相同,均是C3H6O3,结构不同,互称为同分异构体,D正确。
17.答案 (1)排除系统中的N2和其他杂质气体 (2)AD D (3)CxHyOzNp+x+O2xCO2+H2O+N2 (4)吸收多余的O2,保证最终收集的气体是N2 (5)①量筒液面应与广口瓶液面相持平 ②视线应与刻度线的凹液面最低点相切 (6)ABD
解析 (1)实验开始时,首先要通入一段时间的氧气,其原因是排除系统中的N2和其他杂质气体。
(2)以上装置中需要加热的仪器有AD,因为A为让样品燃烧,D为将氧气除去,故都需要加热;操作时应先点燃D处的酒精灯。
(3)A装置中发生反应的化学方程式是CxHyOzNp+O2xCO2+H2O+N2。
(4)装置D的作用是吸收多余的O2,保证最终收集的气体是N2。
(5)读取N2体积时,应注意:①量筒液面应与广口瓶液面相持平。②视线应与刻度线的凹液面最低点相切。
(6)实验中测得N2的体积为VmL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式,还需要的有关数据有生成CO2气体的质量、生成水的质量、氨基酸的相对分子质量,通入氧气的量与测定氨基酸的分子式无关,故本题选择ABD。
18.答案 (1)纤维素 C6H12O6 CH3COOH (2)光 化学 (3)CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O 酯化反应(或取代反应) (4)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (5)HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、 CH3CH2COOCH3
解析 甘蔗渣处理之后得到的A是纤维素,纤维素水解的最终产物为葡萄糖,所以B为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下发生反应生成乙醇(D),乙醇发生催化氧化反应生成乙醛(E),乙醛催化氧化生成乙酸(F),乙醇和乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯(G)。葡萄糖在体内氧化生成CO2(C)。
(1)根据以上分析可知A的名称为纤维素,B是葡萄糖,分子式为C6H12O6,F是乙酸,结构简式为CH3COOH。
(2)由CO2在光合作用下合成葡萄糖,能量转化形式是光能转化为化学能。
(3)D+FG是酯化反应,反应的化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O,反应类型为酯化反应(或取代反应)。
(4)D→E是乙醇的催化氧化,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(5)G为乙酸乙酯,其同类别的同分异构体即酯类同分异构体还有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、
CH3CH2COOCH3。
19.答案(1)+nH2OnC6H12O6
淀粉 葡萄糖
(2)B (3)a.稀硫酸 NaOH溶液 b.取出少量水解液,加入碘水,不显蓝色,说明第①步已反应完全 (4)可与Na反应放出H2;可与O2在Cu作催化剂、加热条件下反应;可被酸性KMnO4溶液氧化等(任写一种即可)
解析 (1)淀粉在催化剂作用下最终水解为葡萄糖,其化学方程式为+nH2OnC6H12O6。
淀粉 葡萄糖
(2)蛋白质需在人体内酶的作用下水解生成氨基酸才能被人体吸收,A错误;人体中没有水解纤维素的酶,纤维素在人体中主要是加强胃肠的蠕动,有通便功能,B正确;纤维素不能被人体消化吸收,C错误;纤维素由C、H、O三种元素组成,而蛋白质由C、H、O、N等元素组成,D错误。
(3)a.由题给实验方案可知,试剂1为稀硫酸,淀粉在稀硫酸作用下水解生成葡萄糖;用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖时需在碱性条件下进行,故试剂2为NaOH溶液,用于中和酸;b.若淀粉完全水解,则水解液中不存在淀粉,加入碘水不会显蓝色。
(4)木糖醇中含有羟基,故其具有醇的性质,可与Na反应放出H2;可与O2在Cu作催化剂、加热条件下反应;可被酸性KMnO4溶液氧化等。微专题3常见有机物的鉴别、检验及除杂
1.下列实验方案不合理的是( )
A.鉴定纤维素水解产物中有葡萄糖:直接在水解液中加入新制的Cu(OH)2碱性悬浊液
B.鉴定CH3COOH中羧基:加入石蕊试液
C.鉴定苯中无碳碳双键:加入酸性高锰酸钾溶液
D.鉴别己烯和苯:将溴的四氯化碳溶液分别滴加到少量己烯和苯中
2.[2023江苏马坝高中期中]下列实验能获得成功的是( )
A.用溴水可鉴别苯、CCl4、己烯
B.加浓溴水,然后过滤可除去苯中少量的己烯
C.用苯、溴水、铁粉混合制成溴苯
D.可用分液漏斗分离己烷和苯的混合物
3.只用下列一种试剂,能鉴别出乙醇、乙酸、乙酸乙酯溶液这三种物质的是( )
A.紫色石蕊试液
B.金属钠
C.浓硫酸
D.溴水
4.下列各组物质,不能用溴水鉴别的是( )
A.苯和四氯化碳 B.甲烷与乙烯
C.苯和乙醇 D.乙烯与乙炔
5.为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所用除杂试剂正确的是( )
选项 物质(杂质) 除杂试剂
A 酒精(水) 金属钠
B 乙酸乙酯(乙酸) 饱和NaOH溶液
C 乙烯(二氧化硫) 溴水
D 苯(溴) NaOH溶液
6.[2023辽宁120中期中]某课外活动小组设计了以下四种方案除去乙烷中混有的少量乙烯,并得到纯净干燥的乙烷,合理的是( )
① ②
③ ④A.①② B.②③ C.②④ D.③④
7.下列有关实验操作、现象和结论的说法均正确的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 使石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片,再将产生的气体通过酸性KMnO4溶液 酸性KMnO4溶液褪色 产生的气体中含有烯烃
B 2 mL 1 mol·L-1CuSO4溶液和2 mL1 mol·L-1 NaOH溶液混合后加入0.5 mL 40%的葡萄糖溶液,加热煮沸 产生砖红色沉淀 葡萄糖具有还原性
C 向淀粉溶液中加适量20% H2SO4溶液,加热,冷却后加入NaOH溶液至碱性,再滴加少量碘水 溶液未变蓝色 淀粉已完全水解
D 往鸡蛋清溶液中滴加浓NH4Cl溶液 产生白色沉淀 蛋白质变性
8.如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。
在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是( )
A.①蒸馏 ②过滤 ③分液
B.①分液 ②蒸馏 ③蒸馏
C.①蒸馏 ②分液 ③分液
D.①分液 ②蒸馏 ③结晶、过滤
9.某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图甲),用环己醇制备环己烯。
甲 乙
已知:+H2O
物质 密度/(g·c) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
环己醇 0.96 25 161 能溶于水
环己烯 0.81 -103 83 难溶于水
(1)制备粗品
将12.5 mL环己醇加入试管A中,再加入1 mL 浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片(防止暴沸),缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①导管B除了导气外还具有的作用是 。
②试管C置于冰水浴中的目的是
。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在 (填“上”或“下”)层,分液后用 (填序号)洗涤。
A.KMnO4溶液
B.稀硫酸
C.饱和Na2CO3溶液
②再将环己烯按如图乙装置蒸馏,冷却水从 (填“g”或“f”)口进入,蒸馏时要加入生石灰,其目的是
。
③收集产品时,控制的温度应在 左右。
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是 (填序号)。
A.分别加入酸性高锰酸钾溶液
B.分别测定沸点
微专题3 常见有机物的鉴别、检验及除杂
1.A 解析 纤维素水解需要在酸性条件下进行,而水解产物葡萄糖与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液的反应需在碱性条件下进行,所以直接在水解液中加入新制的Cu(OH)2碱性悬浊液,鉴定不出葡萄糖。
2.A 解析 苯和CCl4可以萃取溴水中的溴,液体分层,上层呈橙红色的为苯,下层呈橙红色的为CCl4,溴水褪色且分层的为己烯,故A能获得成功;己烯和Br2发生加成反应生成的物质溶于苯,无法分离,B不能获得成功;苯和液溴在铁粉作用下生成溴苯,不能是溴水,C不能获得成功;己烷和苯互溶,无法用分液法分离,可用蒸馏法分离,D不能获得成功。
3.A 解析 紫色石蕊试液与乙醇互溶,与乙酸反应变为红色,乙酸乙酯不溶于紫色石蕊试液,溶液分层,因此用紫色石蕊试液能鉴别出乙醇、乙酸、乙酸乙酯,A符合题意;金属钠与乙醇和乙酸均反应生成氢气,现象相同,无法鉴别,B不符合题意;浓硫酸与乙醇、乙酸溶液混合均无明显现象,不能鉴别,C不符合题意;溴水与乙醇、乙酸溶液混合现象相同,不能鉴别,D不符合题意。
4.D 解析 苯和四氯化碳均不与溴水反应,但是均能萃取溴水中的溴,出现分层现象,上层呈橙红色的为苯,下层呈橙红色的为四氯化碳,可鉴别;乙烯含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应使溴水褪色,甲烷不与溴水反应不使之褪色,可鉴别;苯能萃取溴水中的溴,出现分层现象,上层呈橙红色的为苯,溴水和乙醇不能反应但可以互溶,可鉴别;乙烯与乙炔均可以与溴发生加成反应使溴水褪色,不可鉴别。
5.D 解析 Na与H2O、乙醇都发生反应,不能达到除杂的目的,A错误;乙酸与饱和NaOH溶液反应产生可溶性物质,而乙酸乙酯在NaOH溶液中能发生水解也生成可溶性物质,不能够达到除杂的目的,B错误;乙烯、二氧化硫都能够与溴水反应,不能用于除杂,C错误;溴与NaOH反应产生可溶性物质,而苯与NaOH溶液不反应,苯的密度比水溶液小,液体分层,可用于除杂分离,D正确。
6.C 解析 乙烯与溴水发生加成反应产生液态1,2-二溴乙烷,除去了杂质乙烯,而乙烷与溴水不反应,逸出后的气体中混有溴蒸气和水蒸气,溴蒸气不能被浓硫酸吸收;溴蒸气和水蒸气都能被碱石灰吸收,故①不合理,②合理。乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2气体,乙烷与酸性KMnO4溶液不能反应,逸出后的气体为乙烷、CO2及水蒸气的混合物,然后通过NaOH溶液,CO2被NaOH溶液吸收除去,但得到的乙烷气体中含有水蒸气;通过碱石灰后,CO2及水蒸气都可以被吸收,③不合理,④合理。
7.A 解析 石蜡油主要成分是各种烷烃、环烷烃,它们与酸性KMnO4溶液不反应,则石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片产生的气体能使酸性KMnO4溶液褪色,可以证明石蜡油蒸气分解后的产物中含有烯烃,A正确;硫酸铜过量,氢氧化铜悬浊液在碱性环境下具有弱氧化性,所以加入葡萄糖溶液,加热煮沸不会出现砖红色沉淀,B错误;溶液呈碱性,再滴加少量碘水,碘与氢氧化钠反应,所以溶液未变蓝,无法判断淀粉的水解情况,应直接向水解液中滴加碘水,观察溶液是否变蓝,以此判断淀粉水解情况,C错误;往鸡蛋清溶液中滴加浓NH4Cl溶液,降低了蛋白质的溶解度,蛋白质析出,此过程为盐析,D错误。
8.B 解析 乙酸钠和乙醇均在下层,乙酸乙酯在上层,分液后将下层液体A蒸馏,可将乙醇蒸出,然后在乙酸钠中加入H2SO4使之反应生成乙酸,再将乙酸蒸出。
9.答案(1)①冷凝 ②防止环己烯挥发 (2)①上 C ②g 除去水分 ③83 ℃ (3)B
解析 (1)①生成的环己烯的沸点为83℃,沸点较低,要得到液态环己烯,导管B除了导气作用外,还具有冷凝作用。②冰水浴的目的是防止环己烯挥发。
(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后,环己烯在上层。由于浓硫酸可能被还原为二氧化硫气体,环己醇易挥发,故分液后环己烯粗品中还含有少量环己醇,还可能溶解一定量的二氧化硫气体,可用饱和碳酸钠溶液洗涤除去酸性杂质并溶解环己醇,除去杂质,C符合题意。②为了增加冷凝效果,冷却水从下口(g)进入;生石灰能与水反应生成氢氧化钙,除去水,然后蒸馏,就可得到纯净的环己烯。③根据题表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃,因此收集产品应控制温度在83℃左右。
(3)由以上分析可知,环己烯粗品中混有少量环己醇和酸性物质。环己烯和环己醇都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别,A不符合题意;混合物没有固定的熔、沸点,而纯净物有固定的熔、沸点,故通过测定沸点,能鉴别二者,B符合题意。专题8第三单元 人工合成有机化合物
必备知识基础练
1.下列歌词中涉及物象的主要成分不属于高聚物的是( )
A.“布衣鸿儒谈笑来”中的“布”
B.“博学日新试双翼”中的“翼”
C.“长载大木擎天下”中的“木”
D.“登攀杯前共聚首”中的“杯”
2.[2023江苏苏州中学校考期中]某高聚物的结构简式如图,其单体的结构简式为( )
A.
B.
C.和CH3CHCH2
D.和CH2CH2
3.生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙烯制成。已知苯乙烯的结构简式为,则下列关于聚苯乙烯的说法正确的是( )
A.聚苯乙烯能使溴水褪色
B.聚苯乙烯是一种天然高分子化合物
C.聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得
D.聚苯乙烯的组成为(C8H8)n
4.聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一,具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点,其结构简式为,它属于( )
①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物 ④离子化合物 ⑤共价化合物
A.①③④ B.①③⑤
C.②③⑤ D.②③④
5.[2023江苏南京航空航天大学附属高级中学校考期中]由氯乙烯( CH2CHCl)制得的聚氯乙烯()可用来制造多种包装材料,下列有关说法错误的是( )
A.聚氯乙烯属于高分子化合物
B.氯乙烯可由乙烯与氯化氢加成制得
C.由氯乙烯制得聚氯乙烯符合“原子经济”
D.大量使用聚氯乙烯塑料可造成白色污染
6.绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。在下列制备环氧乙烷的反应中,原子经济性最好的是( )
A.CH2CH2+(过氧乙酸)+CH3COOH
B.CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2
+CaCl2+H2O
C.2CH2CH2+O2
D.+
HOCH2CH2—O—CH2CH2OH+2H2O
7.丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,是一种食品香料。而聚丙烯酸乙酯能形成光泽好而耐水的膜,适用于作织物和皮革处理剂。工业上利用石油裂解裂化得到的乙烯、丙烯生产聚丙烯酸乙酯的合成路线如下,下列说法正确的是( )
A.聚丙烯酸乙酯具有固定的熔、沸点
B.合成有机物X、Y的反应原子利用率均为100%
C.合成路线上的有机物中只有乙烯和丙烯酸乙酯能发生加聚反应
D.合成聚丙烯酸乙酯的小分子有机物的结构简式为CH2CHCOOCH2CH3
8.[2023江苏淮安盱眙中学校考阶段练习]冬天,我国北方部分地区出现了严重的空气污染,其主要原因是化石燃料的大量使用。提高燃料利用率,减少化石燃料的燃烧造成的环境污染,已成为人类面临的重大挑战。
(1)氢气是人类理想的能源,为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发且比较经济的制氢气的方法是 (填序号)。
①电解水 ②锌与稀硫酸反应 ③光解海水
制得氢气后还需要解决的问题是 (写出其中一个)。
(2)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如:
a.6CO2+6H2O+6O2
b.CO2+3H2O
c.CO2+CH4CH3COOH
d.2CO2+6H2CH2CH2+4H2O
以上反应中,最节能的是 (填字母,下同),原子利用率最高的是 。
(3)煤液化后可得到甲醇,甲醇在一定条件下与CO、H2作用生成有机物A,A发生加聚反应可生成高分子化合物,写出A的结构简式: 。
9.通过石油裂解可以获得乙烯,再以乙烯为原料还可以合成很多的化工产品,已知C有香味。
试根据下图回答有关问题:
(1)有机化合物C的名称为 ;聚乙烯的结构简式为 。
(2)写出图中①②③反应的化学方程式,并指明反应类型。
① ;反应类型: 。
② ;反应类型: 。
③ ;反应类型: 。
关键能力提升练
10.现有两种烯烃CH2CH—CH3和,它们的混合物在一定条件下发生加聚反应,其产物中可能有( )
① ②
③
④
⑤
⑥
A.全部 B.①②③⑤
C.①②③④ D.③⑤⑥
11.[2023江苏无锡阶段练习]四氟乙烯()主要用于塑料、树脂工业。某建筑的外墙使用的是聚四氟乙烯(PTFE)材料,具有良好的热学性能和透光性。下列有关这两种物质说法正确的是( )
A.PTFE属于纯净物
B.四氟乙烯属于烯烃类物质
C.四氟乙烯中的所有原子不共面
D.四氟乙烯是PTFE的单体
12.某高聚物的结构简式如图所示。下列分析错误的是( )
A.该高聚物是加聚反应的产物
B.该高聚物完全燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为4∶3
C.该高聚物的单体为CH2CHCOOCH3
D.该高聚物是乙酸乙酯的同系物
13.工业上合成有机物M的反应如下(反应条件已略去):
n
苯乙烯 1,3-丁二烯
M
下列有关说法错误的是( )
A.合成M的两种小分子都属于烃
B.M不能使溴水褪色
C.上述反应的原子利用率为100%
D.M属于高分子化合物
14.如图是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线。
下列说法不正确的是( )
A.合成人造羊毛的反应属于加聚反应
B.A生成C的反应属于加成反应
C.A生成D的反应属于取代反应
D.烃A的结构简式为CH≡CH
15.醋酸纤维是以醋酸和纤维素为原料制得的人造纤维,因具有弹性好、不易起皱、酷似真丝等优点,是目前市场上广泛采用的一种服装面料。下列有关说法正确的是( )
A.纤维素和淀粉的化学式相同,互称为同分异构体
B.纤维素和淀粉水解,其最终产物不相同
C.——三醋酸纤维素属于酯类化合物
D.三醋酸纤维素比二醋酸纤维素吸湿性更好
16.工业中很多重要的原料都来源于石油化工,如图所示:
回答下列问题:
(1)丙烯酸中含氧官能团的名称为 。
(2)③④反应的反应类型分别为 、 。
(3)写出下列相关化学方程式。
反应①: ;
B与C生成乙酸乙酯:
;
反应④: 。
(4)丙烯中共平面的原子最多有 个。
学科素养创新练
17.塑料制品是人类日常生活中使用量最大的合成高分子材料。大量塑料制品的生产和使用,给人们的生活带来了极大的方便,同时也造成了严重的环境问题——白色污染。当今白色污染问题已得到了人们应有的重视,一些科学家也成功地寻找到了治理白色污染的有效途径。结合学过的知识,回答下列问题:
(1)写出工业上利用石油裂解气生产聚乙烯的化学方程式: 。
(2)塑料废弃物的危害有 (填序号)。
①破坏土壤结构,影响植物生长
②破坏环境卫生
③危及海洋生物的生存
(3)某些废旧塑料可采用下列方法处理:将废旧塑料隔绝空气加强热,使其变成有用的物质,实验装置如图(加热装置略)。
加热某种废旧塑料得到的产物有氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯、甲苯、碳等。
①试管B收集到的产品为 和 ,其一氯代物分别有几种 。
②锥形瓶C中观察到的现象为 。
③写出C中逸出的气体在工业上的一种用途: 。
18.[2023江苏常州高级中学校考期末]聚丙烯酸乙酯与沙粒结合,起到既能阻止地下盐分上升,又能蓄积雨水的作用。人们以淀粉、石油为原料生产聚丙烯酸乙酯。其转化过程如下:
(1)实验室检验葡萄糖的试剂是 (写名称)。
(2)丙烯酸所含官能团的名称是 (填名称)。
(3)乙醇转化为丙烯酸乙酯的化学方程式是 。
(4)下列关于聚丙烯酸乙酯的叙述中,正确的是 (填字母)。
A.聚丙烯酸乙酯能发生水解反应
B.聚丙烯酸乙酯属于烯烃类化合物
C.聚丙烯酸乙酯是一种天然高分子化合物
D.聚丙烯酸乙酯中碳元素的质量分数为60%
(5)实验室采用如图所示装置制备乙酸乙酯。
①反应结束后,若要从右侧试管混合物中分离出乙酸乙酯,请简述操作方法:
。
②实验结束后,取下盛有饱和Na2CO3溶液的试管,再沿该试管内壁缓缓加入1 mL紫色石蕊溶液(整个过程不振荡试管),发现石蕊溶液层存在于饱和Na2CO3溶液层与乙酸乙酯层之间。下列有关该实验的分析正确的是 (填字母)。
A.实验时向装有浓H2SO4的试管中加入乙醇和乙酸
B.实验时应加入碎瓷片,目的是防暴沸
C.石蕊溶液层的颜色由上而下分别呈红、紫、蓝
D.实验充分反应后,原料的原子利用率达100%
③取10.0 mL饱和NaOH溶液和5.0 mL乙酸乙酯在试管中,得到乳浊液,向混合液中再加入2.0 mL无水乙醇,用力振荡2 min左右,乳浊液变澄清。原因是
。
第三单元 人工合成有机化合物
1.D
2.D 解析 由高聚物的结构可知,单体主链可含有6个C原子,没有其他杂原子,其中含有1个CC双键,为二烯烃和烯烃的加聚反应产物,双键中1个C—C键断裂,再恢复原来的双键,故单体为、CH2。
3.D 解析 聚苯乙烯分子内不含碳碳双键,不能使溴水褪色,A错误;聚苯乙烯是由单体苯乙烯通过加聚反应生成的高分子化合物,B、C错误;聚苯乙烯是通过n个苯乙烯反应生成的,苯乙烯的分子式为C8H8,故聚苯乙烯的组成可表示为,D正确。
4.C 解析 从组成来看,聚丙烯酸酯属于有机化合物中的高分子化合物;从价键结构来看,属于共价化合物。
5.B 解析 聚氯乙烯的分子式为(C2H3Cl)n, 其相对分子质量一般很大,其本身就属于高分子化合物,A正确;乙烯和氯化氢加成得到的是氯乙烷,氯乙烯是由乙炔和氯化氢加成制得,B错误;氯乙烯制得聚氯乙烯的过程中,没有其他产物生成,所有原子都构成了目标产物,所以这个过程符合“原子经济”,C正确;大量使用聚氯乙烯塑料可造成白色污染,D正确。
6.C 解析 由理想的原子经济性反应的含义知,副产物越少的反应,其经济性越好,当副产物为零时,其原子经济性最好,则四个选项中,C的原子经济性最好。
7.D 解析 聚丙烯酸乙酯是混合物,不具有固定的熔、沸点,A错误;合成Y反应中有水产生,原子利用率不是100%,B错误;合成路线上的有机物中乙烯、丙烯、丙烯酸和丙烯酸乙酯能发生加聚反应,C错误;合成聚丙烯酸乙酯的小分子有机物为丙烯酸乙酯,结构简式为CH2CHCOOCH2CH3,D正确。
8.答案(1)③ 贮存、运输(写出一个即可) (2)a c (3)
解析 (1)①②都不符合经济原则,③既可开发又较经济,故合理选项是③;H2在常温下呈气态,贮存、运输非常不方便,所以有效利用氢能源,制得氢气后需要解决的问题是贮存和运输。
(2)在题目已知的方法中,b、c、d方法中都需要加热,消耗大量热能,而方法a中绿色植物在叶绿体内,利用太阳就能发生化学反应,将CO2转化为有机物,从而实现光能与化学能的转化,不需要加热,因此该方法最节能,故在给出的方法中最节能的方法是选项a;若原子利用率最高,则生成物只有一种,原子利用率达到100%。根据方程式可知:反应CO2+CH4CH3COOH中无副产物,原子利用率最高,故合理选项是c。
(3)根据加聚反应的特点,将高聚物中的中括号去掉,使相邻的两个C原子相连,碳原子之间的化学键由碳碳单键变为碳碳双键,就得到该高聚物单体,则高分子化合物的单体A的结构简式为。
9.答案 (1)乙酸乙酯
(2)CH2CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代反应)
解析 (1)根据题中框图推得A为CH3CH2OH,B为CH3COOH,故C为CH3COOCH2CH3。聚乙烯为。
(2)反应①为CH2CH2与H2O发生加成反应生成A(CH3CH2OH);反应②为乙醇的催化氧化生成CH3CHO,CH3CHO氧化生成B(CH3COOH),乙酸与乙醇发生酯化反应生成C(乙酸乙酯)。
10.B 解析 两种不同的烯烃混合发生加聚反应时有以下几种情况:自身发生加聚反应,产物有和两种,①②符合;不同烯烃之间发生共聚,产物有、
、和4种,③⑤符合。
11.D 解析 聚四氟乙烯(PTFE)为高分子化合物,所以属于混合物,故 A错误;四氟乙烯(CF2CF2)中含有F元素,不属于烃类,故B错误;四氟乙烯相当于乙烯分子中的四个氢原子被四个氟取代,乙烯为平面形结构,则四氟乙烯中的所有原子共面,故C错误;聚四氟乙烯(PTFE)由四氟乙烯加聚生成,所以其单体为四氟乙烯,故D正确。
12.D 解析 一定条件下,CH2CHCOOCH3发生加聚反应生成,故A、C正确;由结构简式可知,高聚物的分子式表示为C4nH6nO2n,1mol高聚物在氧气中完全燃烧生成4nmolCO2和3nmolH2O,二氧化碳和水的物质的量之比为4∶3,故B正确;该高聚物是加聚反应的产物,属于有机高分子化合物,与乙酸乙酯不是相差若干个“CH2”原子团,不互称为同系物,故D错误。
13.B 解析 苯乙烯、1,3-丁二烯都是仅含碳、氢两种元素的化合物,属于烃,A正确;M分子中含有碳碳双键,能够与Br2发生加成反应而使溴水褪色,B错误;题述反应中,反应物原子全部转化为生成物,原子利用率为100%,C正确;M属于高分子化合物,D正确。
14.C 解析 由框图转化关系知:C为CH2CH—CN,D为CH2CH—OOCCH3,A为CH≡CH,B为CH3COOH。A生成C、D的反应均为加成反应,C说法错误。
15.C 解析 纤维素和淀粉的通式都是,但n不同,因此分子式不同,不互称为同分异构体,故A错误;纤维素和淀粉水解的最终产物均为葡萄糖,故B错误;——三醋酸纤维素含有酯基,属于酯类化合物,故C正确;二醋酸纤维素还有未完全酯化的羟基,吸湿性更好,故D错误。
16.答案 (1)羧基 (2)氧化反应 加聚反应
(3)+HNO3+H2O
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
nCH2CHCOOH
(4)7
解析 由B和C合成乙酸乙酯,B可被氧化为C,则可推出B为乙醇,C为乙酸,则A为乙烯,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,丙烯酸与乙醇发生酯化反应生成丙烯酸乙酯,丙烯酸发生加聚反应生成聚丙烯酸()。石蜡油裂解得到乙烯、丙烯,石蜡油催化重整可生成苯,苯与浓硝酸在浓硫酸、50~60℃加热条件下发生取代反应生成硝基苯。
(1)丙烯酸中所含官能团的名称为碳碳双键、羧基,含氧官能团的名称为羧基。
(2)反应③为乙醇被酸性高锰酸钾溶液氧化生成乙酸,反应类型为氧化反应;反应④为丙烯酸发生加聚反应生成聚丙烯酸,反应类型为加聚反应。
(3)反应①是苯在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯和水,反应的化学方程式为+HNO3+H2O;B(乙醇)与C(乙酸)反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式为CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;反应④是丙烯酸发生加聚反应生成聚丙烯酸,反应的化学方程式为
nCH2CHCOOH。
(4)丙烯的结构可表示为,其中碳碳双键中的碳原子及其连接的3个H原子和1个C原子一定处于同一平面内,旋转碳碳单键可以使甲基中的1个H原子处于该平面内,故最多有7个原子处于同一平面内。
17.答案 (1)nCH2CH2
(2)①②③ (3)①苯 甲苯 一种、四种 ②溴水褪色 ③作为合成氨的原料(或作燃料等,写出一种即可)
解析 (1)乙烯是石油裂解气的主要成分,乙烯加聚生成聚乙烯:nCH2CH2。
(2)塑料结构稳定,不易分解,不透气,不透水,这些性质造成了它的危害有①②③。
(3)①经冷水的冷却,试管B中可收集到常温下为液态的产物——苯和甲苯。苯的一氯代物只有一种;甲苯苯环上的一氯代物有三种,甲基上的一氯代物有一种,共四种。②乙烯、丙烯可使C中溴水褪色。③C中逸出的气体为氢气和甲烷,可作为合成氨的原料或作燃料等。
18.答案(1)新制银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液) (2)碳碳双键、羧基 (3)CH2CHCOOH+CH3CH2OHCH2CHCOOCH2CH3+H2O (4)AD (5)①将右侧试管混合物加入分液漏斗中,从分液漏斗下端放出水层,从分液漏斗上端分离出有机层 ②BC ③乙酸乙酯不溶于水溶液,能溶于有机物乙醇;加入2.0 mL无水乙醇,用力振荡2 min左右,增加了反应物的接触面积,导致乙酸乙酯水解得到乙酸钠和乙醇,乳浊液变澄清
解析 淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖可以转化为乙醇;石油分馏得到石油气,石油气可以制取丙烯,丙烯氧化为丙烯酸,丙烯酸和乙醇酯化生成丙烯酸乙酯,丙烯酸乙酯加聚生成聚丙烯酸乙酯;乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下加热生成乙酸乙酯,乙酸乙酯冷凝后在饱和碳酸钠溶液中分层,然后分液得到乙酸乙酯。
(1)实验室检验葡萄糖的试剂是新制银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液。
(2)丙烯酸结构简式为CH2CHCOOH,所含官能团的名称是碳碳双键、羧基。
(3)乙醇转化为丙烯酸乙酯反应为酯化反应,化学方程式是CH2CHCOOH+CH3CH2OH
CH2CHCOOCH2CH3+H2O。
(4)聚丙烯酸乙酯结构简式为,含有酯基,能发生水解反应,A正确;聚丙烯酸乙酯中不含有碳碳双键且含有氧元素,不属于烯烃类化合物,B错误;聚丙烯酸乙酯是一种人工合成高分子化合物,C错误;聚丙烯酸乙酯中碳元素的质量分数为×100%=60%,D正确。
(5)①乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,反应结束后,若要从右侧试管混合物中分离出乙酸乙酯,可以采用分液的方法分离出乙酸乙酯。操作方法为将右侧试管混合物加入分液漏斗中,从分液漏斗下端放出水层,从分液漏斗上端分离出有机层。②硫酸溶于水放出大量的热,实验时先加入乙醇,再依次加入浓硫酸、乙酸,A错误;实验时应加入碎瓷片,目的是防止加热过程中溶液暴沸,B正确;石蕊遇酸性溶液变红色、遇碱性溶液变蓝色,乙酸乙酯密度小于水且混有挥发出的乙酸,使石蕊变红色,水层中碳酸钠溶液显碱性,使石蕊溶液变蓝色,故石蕊溶液层的颜色由上而下分别呈红、紫、蓝,C正确;酯化反应为可逆反应,即使实验充分反应后,原料的原子利用率也会小于100%,D错误。③乙酸乙酯不溶于水溶液,能溶于有机物乙醇;取10.0mL饱和NaOH溶液和5.0mL乙酸乙酯在试管中,得到乳浊液,向混合液中再加入2.0mL无水乙醇,用力振荡2min左右,增加了反应物的接触面积,导致乙酸乙酯水解得到乙酸钠和乙醇,乳浊液变澄清。微专题4有机物官能团的特征反应及转化
1.如图所示四种常见有机物(只含C、H、O中的几种元素)的模型示意图。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲能使酸性KMnO4溶液褪色
B.乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色
C.可用丙除去开水壶中的水垢
D.丁分子中含有碳氧双键
2.某有机物的结构简式如图,它在一定条件下可能发生的反应有( )
①加成 ②水解 ③酯化 ④氧化 ⑤加聚
A.①②③④ B.①②④⑤
C.①③④⑤ D.②③④⑤
3.阿司匹林又名乙酰水杨酸(结构如图),推断不应具有的性质是( )
A.可以和Na2CO3溶液反应
B.能和新制Cu(OH)2悬浊液反应
C.能和金属钠反应
D.能和乙酸发生酯化反应
4.某反应可高效构筑五元环状化合物,应用在许多药物的创新合成中,如:
资料:有机物结构可用键线式表示,如H3C—C≡CH的键线式为。
下列分析不正确的是( )
A.①、②均能发生加成反应
B.①、②均含有三种官能团
C.①、②互为同分异构体
D.①、②均能与NaOH溶液反应
5.人体缺乏维生素A,会出现皮肤干燥、夜盲症等症状。维生素A又称视黄醇,分子结构如下图所示,下列说法正确的是( )
A.维生素A的分子式为C20H30O
B.维生素A不能被氧化得到醛
C.维生素A是一种易溶于水的醇
D.1 mol维生素A最多能与7 mol H2发生加成反应
6.某有机物的键线式如图,下列有关该有机物的说法正确的是( )
A.该有机物分子式为C8H14O4
B.该有机物与钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶3
C.1 mol该有机物可以与2 mol氢气发生加成反应
D.该有机物中所有碳原子可以共面
7.维生素C可用于预防和治疗坏血病等,其结构简式如图所示,有关它的叙述不正确的是( )
HO
A.在碱性溶液中能稳定地存在
B.能发生氧化及加成反应
C.可以溶解于水
D.维生素C可作食品添加剂
8.有机物M是一种抑制生长的植物激素,可以刺激乙烯的产生,催促果实成熟,其结构简式如图所示,下列关于有机物M的性质的描述正确的是( )
A.M既可以和乙醇发生酯化反应,也可以和乙酸发生酯化反应
B.1 mol M和足量的钠反应生成2 mol H2
C.1 mol M最多可以和 2 mol Br2发生加成反应
D.1 mol M可以和NaHCO3发生中和反应,且可生成 22.4 L CO2
9.近年来,莽草酸作为合成达菲(抗病毒和抗癌药)的中间体而受到重视,其结构简式如图所示:
(1)莽草酸中含氧官能团有羟基和 (填名称)。
(2)莽草酸的分子式为 。
(3)向莽草酸溶液中滴入2~3滴紫色石蕊溶液,现象为 。
(4)1 mol莽草酸在一定条件下和H2发生加成反应,最多消耗 mol H2。
10.[2022江苏盐城期末]丙烯是石油化工的重要原料,一定条件下可发生下列转化。
已知:RCNRCOOH。
B
A C
DF
E
GH
(1)E中含氧官能团的名称是 。
(2)丙烯能发生加聚反应,产物的结构简式为 。
(3)B的结构简式为 。
(4)E→F的反应类型为 。
(5)写出G与足量乙醇反应生成H的化学方程式: 。
(6)设计以丙烯和乙醇为原料制备的合成路线。
无机试剂任用,合成路线示例见本题题干,合成路线常用的表示方式为甲
乙……目标产物
微专题4 有机物官能团的特征反应及转化
1.C 解析 由模型可知,甲为甲烷,乙为乙烯,丙为乙酸,丁为乙醇。甲烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应,不能使溶液褪色,A错误;乙烯可与溴水发生加成反应使溴水褪色,B错误;乙酸能与水垢中的碳酸钙反应而除去开水壶中的水垢,C正确;乙醇中不含有碳氧双键,D错误。
2.C 解析 ①物质分子中含有碳碳双键及苯环,能够发生加成反应,正确;②物质分子中无酯基,不能发生水解反应,错误;③物质分子中含有羧基、醇羟基,可以发生酯化反应,正确;④物质分子中含有醇羟基、碳碳双键,可以发生氧化反应,正确;⑤物质分子中含有碳碳双键,在一定条件下能够发生加聚反应产生高聚物,正确。
3.D 解析 该物质分子中含有羧基,可以和Na2CO3溶液、新制Cu(OH)2悬浊液、金属钠反应,A、B、C正确;该物质分子中不含醇羟基,不能够和乙酸发生酯化反应,D错误。
4.B 解析 ①、②中均含有碳碳双键,可以发生加成反应,正确;①中有碳碳三键、酯基、碳碳双键、羟基4种官能团,②中有酯基、碳碳双键、醛基3种官能团,错误;①、②分子式相同结构不同,互为同分异构体,C正确;①和②中都含有酯基,均可以和NaOH溶液发生水解反应,正确。
5.A 解析 维生素A的分子式为C20H30O,A正确;根据维生素A的结构简式可以看出,该物质中含有—CH2OH结构,因此能被氧化得到醛,B错误;维生素A的烃基部分含有的C原子数较多,烃基是憎水基,烃基部分越大,水溶性越小,所以维生素A是一种在水中溶解度较小的醇,C错误;维生素A中含5个碳碳双键,1mol维生素A最多可以与5molH2发生加成反应,D错误。
6.B 解析 该有机物分子式为C9H14O4,A错误;该有机物的1个羧基、2个羟基都可消耗钠,故该有机物与钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶3,B正确;羧基不能与氢气加成,所以1mol 该有机物只能与1mol氢气发生加成反应,C错误;该有机物的六元环并非苯环,不可能做到所有碳原子共面,D错误。
7.A 解析 该有机物结构中含有酯基,能与NaOH反应,A错误;该结构中含有碳碳双键,能发生加成反应,该有机物能被氧化,B正确;该结构中含有多个羟基,可以溶于水,C正确;维生素C可以用于食品添加剂,D正确。
8.A 解析 M分子中含—COOH,能够与乙醇在一定条件下发生酯化反应,M分子中还含有—OH,也能够与乙酸在一定条件下发生酯化反应,A正确;—OH、—COOH都能够与Na反应产生H2,1个M中含有1个—OH、1个—COOH,根据物质反应转化关系2—OH(—COOH)~H2,因此1molM和足量的钠反应生成1molH2,B错误;M分子中含有3个碳碳双键,则1molM 最多可以和3molBr2发生加成反应,C错误;只有—COOH能够与NaHCO3反应产生CO2气体,1个M分子中含有1个—COOH,则1molM 可以和NaHCO3发生复分解反应,产生1molCO2气体,由于未知气体所处的外界条件,因此不能确定气体体积大小,D错误。
9.答案 (1)羧基 (2)C7H10O5 (3)溶液颜色变红 (4)1
解析 (1)莽草酸含有羟基、羧基、碳碳双键,含氧官能团有羟基和羧基。
(2)莽草酸的分子式为C7H10O5。
(3)莽草酸含有羧基,显酸性,能使紫色石蕊溶液变红。
(4)莽草酸分子中只含有1个碳碳双键,故1mol莽草酸和H2发生加成反应时最多消耗1molH2。
10.答案 (1)羧基 (2)
(3)
(4)取代反应 (5)+2C2H5OH+2H2O (6)CH3—CHCH2
解析 (1)E中含氧官能团为羧基。
(2)聚丙烯的结构简式为。
(3)A→B为加成反应,引入一个Br原子,根据C的结构可知B的结构简式为。
(4)由B→C可知,F为,CN代替了E中的Br,故E→F的反应为取代反应。
(5)由题给信息可知,G为,其与乙醇发生酯化反应生成酯和水。
(6)采用逆推法,类比题中转化关系,不难发现:→→→→
CH3—CHCH2。然后反过来,类比题中转化写出条件即可。专题8第一单元 第1课时 天然气的利用 甲烷
必备知识基础练
1.[2023上海华师大二附中期末]甲烷是最简单的有机物,在我国的南海、东海海底已发现天然气的水合物,它易燃烧,外形似冰,被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采,有助于解决人类面临的能源危机。下列有关甲烷的说法不正确的是( )
A.甲烷是无色、无味,密度比空气小,极难溶于水的气体
B.甲烷不能发生氧化反应
C.点燃甲烷气体时,一定要检验纯度
D.沼气和天然气的主要成分都是甲烷
2.[2023上海市实验学校月考]下列可证明甲烷分子是正四面体结构的是( )
A.一氯甲烷没有同分异构体
B.二氯甲烷没有同分异构体
C.三氯甲烷没有同分异构体
D.甲烷分子的四个C—H键完全相同
3.[2023江苏扬州广陵区期中]下列关于甲烷的说法正确的是( )
A.易溶于水
B.能使溴水褪色
C.分子构型为平面正方形
D.可用作燃料
4.[2023江苏徐州期中]反应CH4+Cl2CH3Cl+HCl的产物主要用作有机硅制备的原料。下列说法正确的是( )
A.反应为置换反应
B.四种物质均含有共价键
C.CH3Cl的电子式为Cl
D.CH4、CH3Cl均具有正四面体空间结构
5.[2023江苏淮安中学期末]将由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,装置如图。则下列现象不可能被观察到的是( )
A.黄绿色逐渐消失
B.试管壁上有黄色油珠出现
C.液面在试管内上升到一定高度
D.液面在试管内上升至充满试管
6.下列反应中,属于取代反应的是( )
A.CaCO3CaO+CO2↑
B.Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
C.CH4+2O2CO2+2H2O
D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
7.[2023江苏淮宿七校联考]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)盛浓盐酸的仪器名称是 。
(2)A装置中发生反应的化学方程式是 。
(3)B装置有三种功能:① ,②控制气流速度,③均匀混合气体。
(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,写出置换出黑色小颗粒的化学方程式: 。
(5)D装置的石棉浸有KI-淀粉溶液,其作用是 ,反应现象是 。
(6)E装置除了含有盐酸外,还最多可能含有三种液态有机物,从E中分离出盐酸的操作名称为 。
关键能力提升练
8.[2023陕西榆林定边月考]下列有关甲烷的说法不正确的是( )
A.1 mol甲烷中含有4 mol C—H共价键
B.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
C.光照条件下甲烷能与氯气发生取代反应
D.通常情况下,甲烷与稀硫酸、NaOH溶液均不反应
9.[2023湖北黄冈期中]最能真实反映甲烷分子结构的是( )
A.电子式:H
B.结构式:
C.球棍模型:
D.空间填充模型:
10.[2023河北石家庄四十二中月考]将1 mol甲烷与一定量的氯气混合于一试管中,并将试管倒立于盛有饱和NaCl溶液的水槽中(如图所示),对于此反应,下列有关叙述正确的是( )
A.该反应的生成物中含量最高的是CCl4
B.该反应有4种产物
C.该反应条件为光照,反应类型为取代反应
D.该反应中试管内壁上因为有油状液滴产生,说明产物中有CH3Cl
11.已知最简单的有机物E和直线形分子G在光照条件下反应,生成四面体形分子L和直线形分子M(组成G的元素为第三周期的元素),如图。则下列判断错误的是( )
A.常温常压下,E是一种无色无味的气体
B.上述反应类型是取代反应
C.G能使干燥的红色布条变成无色
D.在光照条件下,L能与G继续发生与上述类似的反应
12.一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气体质量为49.6 g,当其缓慢经过无水CaCl2时,CaCl2增重25.2 g,原混合气体中CO2的质量为( )
A.11.2 g B.13.2 g
C.19.7 g D.24.4 g
13.若要将0.6 mol甲烷完全和氯气发生取代反应,并且生成相同物质的量的四种有机氯代物,则需要氯气的物质的量为( )
A.2.5 mol B.4.5 mol
C.1.5 mol D.0.6 mol
14.如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲中注入10 mL CH4,同温同压下乙中注入50 mL Cl2,将乙中气体推入甲中,用日光照射一段时间,气体在甲中反应。
(1)下列是某同学预测的实验现象:
①气体最终变为红色
②实验过程中,甲中活塞向内移动
③甲中内壁有油珠
④产生火花。
其中正确的有 (填序号)。
(2)甲中发生反应的反应类型为 。
(3)反应后,下列试剂能用来吸收甲中剩余气体的是 (填字母)。
A.水 B.氢氧化钠溶液
C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水
(4)反应后,若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到
;若再向其中滴入几滴石蕊溶液,又观察到 。
学科素养创新练
15.CH4在光照条件下与Cl2反应,可得到各种氯代甲烷。
(1)写出生成CH3Cl的化学方程式: 。
(2)CH4氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如Cl·、·CH3)反应,包括以下几步:
Ⅰ.链引发 Ⅱ.链传递 Ⅲ.链终止
Cl22Cl· Cl·+CH4·CH3+HCl·CH3+Cl2CH3Cl+Cl·… 2Cl·Cl2Cl·+·CH3CH3Cl…
①写出由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递的方程式: , 。
②不同卤原子自由基(X·)均可夺取CH4中的H,反应通式:X·(g)+CH4(g)·CH3(g)+HX(g)。
已知:25 ℃、101 kPa时,断裂CH4中1 mol C—H键和HCl中1 mol H—Cl键分别需要吸收439 kJ和431 kJ的能量。
a.计算当X为Cl时,上述反应1 mol X·参与反应 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
b.若X依次为F、Cl、Br、I,则放出或吸收的能量随着原子序数增大逐渐 (填“增大”或“减小”),结合原子结构解释原因: 。
③探究光照对CH4与Cl2反应的影响,实验如下。
编号 操作 结果
A 将Cl2与CH4混合后,光照 得到氯代甲烷
B 将Cl2先用光照,然后迅速在黑暗中与CH4混合 得到氯代甲烷
C 将Cl2先用光照,然后在黑暗中放置一段时间,再与CH4混合 几乎无氯代甲烷
D 将CH4先用光照,然后迅速在黑暗中与Cl2混合 几乎无氯代甲烷
a.由B和D得出的结论是 。
b.依据上述机理,解释C中几乎没有氯代甲烷的原因: 。
(3)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。
推知断裂—CH3中1 mol C—H键比断裂中1 mol C—H键所需能量 (填“大”或“小”)。
第1课时 天然气的利用 甲烷
1.B 解析 甲烷能燃烧,即能够发生氧化反应,B错误。
2.B 解析 甲烷若为平面正方形,其一氯代物、三氯代物也只有一种,四个C—H键完全相同,A、C、D不符合题意;甲烷若为平面正方形,二氯代物有两种,现二氯甲烷没有同分异构体,说明甲烷不是平面结构,只能为立体结构即正四面体结构,B符合题意。
3.D 解析 甲烷是天然气的主要成分,无色无味气体,难溶于水,化学性质稳定,通常情况下与强酸、强碱、强氧化剂均不反应,在一定条件下可以和氧气、氯气等发生反应。甲烷为无色无味气体,难溶于水,故A错误;甲烷属于烷烃,不能使溴水褪色,故B错误;甲烷的分子构型为正四面体形,故C错误;甲烷是一种可燃性气体,是一种优良的燃料,故D正确。
4.B 解析 该反应为甲烷和氯气在光照条件下的取代反应,A错误;甲烷、氯气、一氯甲烷和氯化氢分子中均存在共价键,B正确;Cl原子外围不满足8电子结构,应该为,C错误;甲烷为正四面体结构,而CH3Cl为四面体结构,不是正四面体,D错误。
5.D 解析 CH4和Cl2在光照条件下发生反应的产物在常温下的状态为三液两气:CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色液体,CH3Cl和HCl为气体。随着Cl2不断被消耗,黄绿色逐渐消失,又由于Cl2易溶于有机溶剂,试管壁上有黄色油珠出现。反应后试管内气体压强减小,液面在试管内上升。但CH3Cl气体不溶于水,不会出现液面在试管内上升至充满试管的现象。
6.D 解析 取代反应是指有机物分子中的某种原子(或原子团)被其他原子或原子团所取代的反应。A是分解反应;B是置换反应;C是氧化反应;D是取代反应。
7.答案 (1)分液漏斗 (2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (3)干燥气体 (4)CH4+2Cl2C+4HCl (5)吸收未反应的氯气,防止污染环境 浸有KI-淀粉溶液的石棉变蓝色 (6)分液
解析 (1)根据仪器的构造可知,盛浓盐酸的仪器名称是分液漏斗。
(2)A装置中浓盐酸与二氧化锰反应制氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)甲烷和生成的氯气中含有水,B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外,因浓硫酸具有吸水性,还具有干燥混合气体的作用。
(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,这说明有碳产生。CH4与Cl2在强光条件下生成碳和HCl,化学方程式见答案。
(5)氯气能与KI反应生成氯化钾和I2,所以D装置的石棉浸有KI-淀粉溶液,其作用是吸收氯气;反应现象是浸有KI-淀粉溶液的石棉变蓝色。
(6)E装置除了含有盐酸外,还最多可能含有三种液态有机物,分别是甲烷发生取代反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,可用分液的方法从E中分离出盐酸。
8.B 解析 1个甲烷分子中含4个C—H键,故1mol甲烷中含4molC—H键,A正确;CH4和CCl4都是正四面体结构,而CH3Cl是四面体结构,其中C—H键与C—Cl键的键长不等,B错误;甲烷能和卤素单质的蒸气在光照条件下发生取代反应,即甲烷能与氯气发生取代反应,条件是光照,C正确;甲烷性质稳定,和强酸、强碱以及强氧化剂一般不反应,D正确。
9.D 解析 空间填充模型既能体现分子中原子的相对大小又能体现空间构型,最能真实反映甲烷分子结构,故选D。
10.C 解析 每步取代反应均会有HCl生成,所以生成物中含量最高的是HCl,A错误;甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢共5种物质,B错误;甲烷和氯气在光照条件下发生反应生成氯代甲烷和氯化氢,该反应属于取代反应,C正确;该反应试管内壁上因有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳生成而有油状液滴产生,D错误。
11.C 解析 最简单的有机物E为CH4;G是直线形分子,组成G的元素为第三周期的元素,且G是双原子分子,所以G是Cl2;该反应是CH4和Cl2发生取代反应生成CH3Cl和HCl,即L是CH3Cl,M是HCl。E为CH4,在常温常压下为无色无味的气体,A正确;CH4中的H原子被Cl原子取代生成CH3Cl和HCl,属于取代反应,B正确;G为Cl2,Cl2能使湿润的红色布条变成无色,C错误;L为CH3Cl,G为Cl2,在光照条件下,CH3Cl能与Cl2继续发生取代反应,D正确。
12.B 解析 产物通过无水CaCl2时,无水CaCl2增重25.2g,为水的质量,所以n(H2O)==1.4mol,根据H原子守恒,可以知道:n(CH4)=n(H2O)=×1.4mol=0.7mol,根据C原子守恒,则n(CO)+n(CO2)=0.7mol,又m(CO)+m(CO2)=49.6g-25.2g=24.4g,[0.7mol-n(CO2)]×28g·mol-1+n(CO2)×44g·mol-1=24.4g,解得n(CO2)=0.3mol,所以m(CO2)=0.3mol×44g·mol-1=13.2g。
13.C 解析 光照下,甲烷与氯气发生多次取代反应,分别生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,每生成1mol上述有机物消耗氯气的物质的量依次为1mol,2mol,3mol,4mol。生成四种有机氯代物的物质的量相等,设为xmol,4xmol=0.6mol,x=0.15,n(Cl2)=0.15mol×1+0.15mol×2+0.15mol×3+0.15mol×4=1.5mol。
14.答案 (1)②③ (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层,产生白色沉淀 溶液先变红后褪色
解析 在光照条件下,甲烷与氯气发生连锁反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。
(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应,而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,最终气体中仍有氯气。反应进行过程中不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,其余为油状液体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,实验过程中,甲中活塞向内移动。
(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲中发生的是取代反应。
(3)剩余气体中含有氯气、一氯甲烷和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。
(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,因Cl2有剩余,加入几滴石蕊溶液,溶液先变红后褪色。
15.答案 (1)CH4+Cl2CH3Cl+HCl (2)①Cl·+CH3Cl·CH2Cl+HCl ·CH2Cl+Cl2CH2Cl2+Cl·
②a.吸收 8 b.增大 同一主族元素,随原子序数增大,原子半径逐渐增大,H—X键能逐渐减小 ③a.光照时发生链引发的物质是氯气而不是甲烷 b.黑暗中发生2Cl·Cl2,一段时间后体系中几乎无Cl·存在,无法进行链传递 (3)大
解析 (1)方程式见答案。
(2)①方程式见答案。②a.当X为Cl时,上述反应1molX·参与反应断裂1molC—H键吸收439kJ的能量,生成1molH—Cl键放出431kJ的能量,因此整个反应需要吸收能量439kJ-431kJ=8kJ。b.若X依次为F、Cl、Br、I,随着原子序数增大,原子半径逐渐增大,H—X键能逐渐减小,吸收的能量越来越大。③a.光照的对象为甲烷时反应不能进行,只有光照氯气才能发生反应,说明光照时发生链引发的物质是氯气而不是甲烷。b.将氯气先用光照,然后在黑暗中放置一段时间,再与甲烷混合几乎无氯代甲烷,说明黑暗中发生2Cl·Cl2,一段时间后体系中几乎无Cl·存在,无法进行链传递。
(3)图中上升段为断裂C—H键需要吸收的能量,由图可知,断裂中1molC—H键比断裂—CH3中1molC—H键所需能量小。专题8第一单元 第2课时 烷烃
必备知识基础练
1.[2023浙江嘉兴期中]以下结构表示的物质中属于烷烃的是( )
A.CH≡CH B.CH3(CH2)3CH3
C.CH3CH2OH D.
2.[2023江苏常州联考]下列说法正确的是( )
A.在光照下甲烷、乙烷和丙烷都能与氯水发生取代反应
B.等物质的量的甲烷和氯气发生取代反应的有机产物只有CH3Cl
C.正丁烷的沸点比异丁烷的沸点高
D.和互为同分异构体
3.[2023福建福州外国语学校期中]下列物质之间的相互关系错误的是( )
A.正丁烷和异丁烷互为同分异构体
BC和C互为同位素
C.红磷和白磷互为同素异形体
D.CH3CH2OH和CH3CHO互为同分异构体
4.[2023浙江宁波余姚中学月考]下列有关烷烃性质的叙述不正确的是( )
A.烷烃不会发生分解
B.在通常情况下,烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应
C.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D.烷烃均为难溶于水的无色物质
5.下列各物质:①O2和O3 ②12C和14C
③C2H6和C3H8
④和
(1)互为同位素的是 。
(2)互为同素异形体的是 。
(3)同属于烷烃的是 。
(4)互为同系物的是 。
6.写出下列物质的分子式。
(1)分子中含有14个氢原子的烷烃: 。
(2)相对分子质量为44的烷烃: 。
(3)碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃: 。
(4)含碳元素质量分数约为83.7%的烷烃: 。
关键能力提升练
7.下列关于CH4和的叙述不正确的是( )
A.均能用组成通式CnH2n+2来表示
B.二者均为烷烃
C.分子中的碳原子可能共平面
D.二者互为同系物
8.下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物
B.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则二者一定是同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物,互为同分异构体
D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,互为同分异构体
9.某气态烃在标准状况下的密度为2.59 g·L-1
(1)其摩尔质量为 。
(2)该烃的含碳量为82.8%,则分子中碳、氢原子的个数比是 ,分子式是 。
(3)可能的结构简式为
。
10.在有机化合物的结构式中,4价碳原子以1个、2个、3个、4个单键分别连接1个、2个、3个、4个其他碳原子时,可依次称为伯、仲、叔、季碳原子,数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如CH3CH(CH3 )CH(CH3 )C(CH3)2CH2CH3分子中n1=6、n2=1、n3=2、n4=1。试根据不同烷烃的组成和结构,分析烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。
(1)若烷烃分子中氢原子数为n0,则n0与n1、n2、n3、n4的关系是n0= 或n0= 。
(2)四种碳原子数之间的关系为n1= 。
(3)若烷烃分子中碳碳键数为na,则na与n1、n2、n3、n4的关系是na= 。
(4)在烷烃的取代反应中,伯、仲、叔碳三种碳原子上的氢原子被取代的概率不同,但同类氢原子被取代的概率可视为相同。现将n mol CH3CH2 CH(CH3)CH3与适量溴蒸气在一定条件下完全反应,若只生成溴化氢和4种一溴代物。则:
①反应生成的HBr的物质的量为 mol。
②将生成的4种一溴代物的混合气体在适量的O2中燃烧,生成H2O、CO2、CO和HBr。此时,需消耗O2 的物质的量为a mol,则a的取值范围是 。
学科素养创新练
11.某小组欲研究烷烃的某些性质设计下图实验装置。回答下列问题:
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。
向下图的B中通入一定量的氯气和甲烷气体,混合均匀后通入C中硬质玻璃管中,夹紧C两端弹簧夹,用强光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是 。
(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式: 。
(3)一段时间后,C中玻璃管内的实验现象: 、 。
(4)若2 mol CH4与Cl2发生取代反应,测得生成4种有机取代产物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是 mol。
(5)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl,则分子式为C4H9Cl的同分异构体有 种。
Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。
将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧,并使产生的气体全部通入下图装置,得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。
项目 实验前 实验后
(干燥剂+U形管)的质量 101.1 g 102.9 g
(石灰水+广口瓶)的质量 312.0 g 315.3 g
(6)试写出该烷烃分子式: 。
第2课时 烷烃
1.B 解析 烃分子中,碳原子以单键相连,其余的价键均用于与氢原子结合,形成的饱和链烃叫烷烃。只有B符合。
2.C 解析 在光照下甲烷、乙烷和丙烷都能与氯气发生取代反应,不能与氯水发生取代反应,A错误;甲烷分子中的4个氢原子都可以被氯原子取代,等物质的量的甲烷和氯气发生取代反应的有机产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,B错误;正丁烷和异丁烷是互为同分异构体的烷烃,正丁烷的主链有4个碳原子,异丁烷的主链只有3个碳原子,正丁烷的分子间作用力强于异丁烷,正丁烷的沸点比异丁烷的沸点高,C正确;CH2Br2为四面体构型,和为同一物质,D错误。
3.D 解析 正丁烷和异丁烷的分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,A正确;C和C的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确;红磷和白磷均是磷元素形成的不同单质,二者互为同素异形体,C正确;CH3CH2OH和CH3CHO的分子式不同,不互为同分异构体,D错误。
4.A 解析 甲烷在大于1000℃条件下就能够分解为氢气和炭黑,A错误;烷烃性质稳定,在通常情况下不与强酸、强碱和强氧化剂反应,烷烃不与酸性高锰酸钾溶液反应,但在点燃条件下能与氧气反应,B正确;烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应,例如甲烷与氯气的光照取代,C正确;烷烃均为难溶于水的无色物质,易溶于有机溶剂,D正确。
5.答案 (1)② (2)① (3)③④ (4)③
解析 O2或O3是由氧元素组成的不同单质,互为同素异形体;12C和14C是同种元素的不同原子,互为同位素;C2H6和C3H8都是烷烃,相差一个“CH2”原子团,二者互为同系物;和分子式相同,都是烷烃,互为同分异构体。
6.答案 (1)C6H14 (2)C3H8 (3)C4H10 (4)C6H14
解析 根据烷烃的分子通式CnH2n+2进行推断。
(1)2n+2=14,n=6,其分子式为C6H14。
(2)14n+2=44,n=3,其分子式为C3H8。
(3)n∶(2n+2)=2∶5,解得n=4,其分子式为C4H10。
(4)×100%≈83.7%,解得n≈6,其分子式为C6H14。
7.C 解析 因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2,A、B正确;根据甲烷的正四面体结构,分子中四个碳原子不可能共平面,C错误;二者均为烷烃,结构相似,分子式相差3个“CH2”原子团,二者互为同系物,D正确。
8.D 解析 结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的同一类物质互为同系物,A错误;分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,所以B、C错误,D正确。
9.答案 (1)58 g· mol-1 (2)2∶5 C4H10
(3)CH3CH2CH2CH3、
解析 (1)M=2.59g·L-1×22.4L·mol-1≈58g·mol-1。
(2)N(C)∶N(H)=≈2∶5,则该烃的最简式为C2H5。设其分子式为(C2H5)x,则有(12×2+5)x=58,x=2,所以该烃的分子式为C4H10。
(3)可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、(异丁烷)。
10.答案 (1)2(n1+n2+n3+n4)+2 3n1+2n2+n3
(2)n3+2n4+2 (3) (4)①n ②5n解析 (1)由于烷烃的通式为CnH2n+2,C原子与H原子之间的数量关系为n0=2(n1+n2+n3+n4)+2,伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0,所以C原子与H原子之间的数量关系也为n0=3n1+2n2+n3。
(2)由(1)可得,2(n1+n2+n3+n4)+2=3n1+2n2+n3,故n3+2n4+2=n1。
(3)根据烷烃分子中只存在碳碳单键且每个碳原子均需形成4个共价键,碳与氢只能形成单键,故两个伯碳原子可以形成一个碳碳单键,依次类推,故若烷烃分子中碳碳键数为na,则na与n1、n2、n3、n4的关系是na=。
(4)①根据取代反应的特点,即每生成1mol一溴代物的同时生成1molHBr,故反应生成的HBr的物质的量为nmol。②生成的4种一溴代物的混合气体的分子式均可以用C5H11Br表示,在适量的O2中燃烧,当全部生成CO2时,消耗O2的物质的量为5+nmol=7.5nmol,全部生成CO的消耗O2的物质的量为nmol=5nmol,故同时生成CO2和CO时,需消耗O2的物质的量为介于两者之间的值,故a的取值范围是5n11.答案 (1)除去其中的氯化氢气体 (2)CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl (3)内壁上出现油状液滴 黄绿色气体颜色变浅 (4)5 (5)4 (6)C3H8
解析 实验室制取的氯气中混入了氯化氢,通过饱和食盐水可以除去其中的氯化氢,甲烷和氯气在被浓硫酸干燥后,一起通入装置C中发生取代反应,最后用装置D处理尾气,以此解题。
(1)氯气先通过饱和食盐水的目的是除去其中的氯化氢气体。
(2)C中生成氯仿的化学方程式为CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl。
(3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。实验中可观察到玻璃管内的实验现象有黄绿色气体颜色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。
(4)将2molCH4与Cl2发生取代反应,测得4种有机取代产物的物质的量相等,则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量各为0.5mol,则消耗的氯气的物质的量是0.5mol×1+0.5mol×2+0.5mol×3+0.5mol×4=5mol。
(5)分子式为C4H9Cl的结构,相当于丁烷分子中的一个氢原子被氯原子取代,丁烷有正丁烷和异丁烷两种结构,每种结构中含2种不同化学环境的氢原子,则分子式为C4H9Cl的结构有4种。
(6)实验前后石灰水和广口瓶的质量差为烷烃燃烧生成二氧化碳的质量,n(CO2)==0.075mol,实验前后干燥剂和U形管的质量差为烷烃燃烧生成水的质量,n(H2O)==0.1mol,根据元素守恒,n(C)∶n(H)=0.075∶0.2=3∶8,该烷烃的分子式为C3H8。