第二章 烃 测试题
一、选择题
1.某烃的分子式为C9H12,它不能因化学反应而使溴水褪色,可使酸性KMnO4溶液褪色,符合上述条件的烃有(不考虑立体异构)
A.7种 B.8种 C.9种 D.10种
2.某有机物的结构简式为,下列说法错误的是
A.该物质的分子式为C15H18
B.该物质与甲苯属于同系物
C.该物质可发生加成、取代、氧化等反应
D.该物质使溴水褪色的原理与乙烯的相同
3.下列表示不正确的是
A.乙烯的结构式: B.苯的实验式:CH
C.乙炔的球棍模型: D.聚丙烯的结构简式:
4.实验室利用下列仪器(不考虑夹持装置和塞子及导管)不能制备的气体是
A. B. C. D.
5.下列实验操作及现象与对应结论匹配的是
选项 实验操作及现象 结论
A 常温下,用计测得饱和溶液的,饱和溶液的 若,则金属性:
B 向溶液中滴加碘化钾淀粉溶液,溶液变蓝 还原性:
C 将浸透了石蜡油的石棉放置在硬质试管中(内有碎瓷片)并加热,将产生的气体通过酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色 产生的气体是乙烯
D 能与反应生成,向两支盛有溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和溶液,前者变蓝,后者有黄色沉淀生成 溶液中存在
A.A B.B C.C D.D
6.下列对丙烯的叙述不正确的是
A.分子式为C3H6 B.分子中所有原子都在同一平面上
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色 D.能发生聚合反应
7.下列叙述正确的是
A.我国科学家发现飞尘颗粒物中含核素,其中子数与质子数之差为30
B.钠在过量的氧气中燃烧生成的产物的电子式为
C.氧是地壳中最丰富、分布最广的元素,简单氧离子的结构示意图为
D.标准状况下,密度约为的烃的结构简式为
8.下列说法不正确的是
A.名称为2-乙基丙烷
B.金刚石、石墨、足球烯、纳米碳管互为同素异形体
C.2He和3He 互为同位素
D.乙酸和硬脂酸互为同系物
9.聚碳酸酯高分子材料(PC)以其独特的高透光率和高折射率、出色的抗冲性成为2022年北京冬奥会滑雪镜镜片的首选材料。其部分合成路线如图:
化学小组对其讨论正确的是
A.反应I的另一种产物是乙醇 B.Z的一氯代物有3种
C.Z与互为同系物 D.最多能消耗
10.C2H6(C2H4)(括号内为少量杂质)除杂试剂选择合理的是
A.溴水 B.氢气 C.水 D.酸性高锰酸钾
11.设NA为阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是
A.1 mol CHCl3含有C-Cl键的数目为3NA
B.1 mol NH4F晶体中含有的共价键数目为3NA
C.1 mol HC≡CH分子中所含σ键数为5NA
D.CH4和C2H4混合气体2.24 L(标准状况)完全燃烧,则消耗O2分子数目为0.01 NA
12.下列关于物质的鉴别或除杂的说法正确的是
A.先加浓溴水再分液可以除去苯中的己烯
B.通入氢气在一定条件下反应,可除去乙烷中少量乙烯
C.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、甲苯、戊烷
D.用氯水和四氯化碳可鉴别溶液和溶液
13.下列操作或装置不能达到实验目的的是
A.图1观察铁的吸氧腐蚀 B.图2铝热反应
C.图3检验乙炔的还原性 D.图4制备硝基苯
14.我国的天然气水合物(可燃冰)开采技术处于世界先进水平,天然气的主要成分是
A.甲烷 B.乙烯 C.丙烷 D.丁烷
15.异辛烷是优良的发动机燃料,其结构如图,下列说法正确的是
A.异辛烷一氯代物种类为4种
B.异辛烷沸点高于正辛烷
C.异辛烷分子中碳原子的杂化方式有2种
D.异辛烷可溶于水和酒精
二、填空题
16.常见的苯的同系物
甲苯:;乙苯:;邻二甲苯:;间二甲苯:;对二甲苯:。
若将苯环上的6个碳原子编号,某甲基所在碳原子为1号,选取最小位次号给另一碳原子编号,则二甲苯的三种同分异构体命名为邻二甲苯:_____,间二甲苯:_____,对二甲苯:_____。
17.回答下列问题:
(1)①写出胆矾的化学式_______;②写出名称为_______。
(2)写出工业上用焦炭还原石英砂制得粗硅的化学方程式_______。
(3)某兴趣小组同学用化学沉淀法去除粗盐中的、和,加入试剂的顺序为_______溶液_______盐酸。
18.是几种烃的分子球棍模型,据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是____(填对应字母);
(2)分子的空间构型是___;
(3)写出与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式_____,反应类型为___。
(4)写出与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式_____,反应类型为__。现有上面、、三种有机化合物:(以下均用结构简式作答)
(5)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去的量最多的是____。
(6)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳最多的是__,生成水最多的是__。
19.按要求写出下列有机物的系统命名、结构简式、分子式:
Ⅰ.用系统命名法命名:
(1)_______。
(2) _______。
(3)CH3CH(CH3)C(CH3)2(CH2)2CH3_______。
Ⅱ.写出下列物质的结构简式:
(4)2,5-二甲基庚烷_______。
(5)2-甲基-2-戊烯_______。
(6)3-甲基戊烷:_______。
20.按要求回答下列问题:
(1)现有下列几组物质:①D2O与H2O②16O与18O③与④CH4与CH3CH2CH3⑤CH3CH3与。
其中互为同位素的是___(填序号,下同),互为同系物的是___。
(2)科学家设想将温室气体CO2转化为有机物来有效实现碳循环:
a.2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O
b.CO2+CH4CH3COOH
以上反应中原子利用率较高的是___(填字母。)
(3)将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,可以观察到的现象是___,发生反应的化学方程式为___。
(4)海洋是非常巨大的资源宝库,从海水中可以提取溴,但得到的液溴中常常溶有少量氯气,除去氯气应采用的方法是___(填字母)。
A.加适量的KI溶液 B.通入溴蒸气
C.加入适量的NaOH溶液 D.加入适量的NaBr溶液
21.异戊二烯是一种重要的化工原料,能发生以下反应:
已知:①烯烃与酸性溶液反应的氧化产物对应关系:
烯烃被氧化的部位
氧化产物
②
请回答下列问题:
(1)的结构简式为_______。
(2)写出反应①(异戊二烯与溴按物质的量)发生1,4—加成所得有机产物的结构简式为_______。
(3)存在顺反异构,写出它的反式异构体的结构简式:_______。
(4)为含有六元环的有机物,其结构简式为_______。
(5)异戊二烯的同分异构体有很多,写出符合下列条件的所有同分异构体_______。
a. 链状 b. 含碳碳三键 c. 核磁共振氢谱显示有三组峰
22.实验室用如图所示的装置制取少量溴苯。请回答下列问题:
(1)在烧瓶a中反应的化学方程式是_______。
(2)与烧瓶口垂直的一段长导管的作用是_______。
(3)反应过程中在导管的下口附近可以观察到白雾出现,这是由于反应生成的_______遇水蒸气而形成的小液滴。
(4)能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向锥形瓶C中加入硝酸银溶液,若_______,则能证明是取代反应,而不是加成反应。
(5)生成的溴苯因溶有未反应的溴而显褐色,提纯的方法是将含有溴的溴苯倒入氢氧化钠溶液中充分混合,静置分层后,用_______分离出下层液体,即为溴苯。
(6)实验结束时,将氢氧化钠溶液倒入烧瓶中,充分振荡混合,目的是_______,反应的化学方程式是_______。
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:某烃的分子式为C9H12,它不能因化学反应而使溴水褪色,可使酸性KMnO4溶液褪色,即该化合物为苯的同系物且与苯环相连的碳原子上至少有一个H,故符合条件的同分异构体有:若连有一个取代基即-CH2CH2CH3和-CH(CH3)2,若连有两个取代基即-CH3和-CH2CH3,则有邻间对三种,若连有3个取代基即3个-CH3,则有邻偏均三种,故符合条件的有:2+3+3=8种,故答案为:B。
2.B
解析:A.由该物质的结构简式可知,其分子式为C15H18,A正确;
B.该物质除苯环外,还含有1个六元环,与甲苯结构不相似,二者不属于同系物,B错误;
C.该物质含有碳碳双键,能发生加成、氧化反应,苯环碳原子上H,能发生取代反应,C正确;
D.该物质和乙烯均含有碳碳双键,能和Br2发生加成反应,使溴水褪色,因而褪色的原理相同,D正确;
故选B。
3.D
解析:A.乙烯的结构简式为CH2=CH2,结构式为,A项正确;
B.苯的分子式为C6H6,实验式为CH,B项正确;
C.乙炔的结构简式为,乙炔中2个C原子和2个H原子处于同一直线上,乙炔的球棍模型为,C项正确;
D.聚丙烯可由丙烯(CH2=CHCH3)在一定条件下发生加聚反应制得,其结构简式为,D项错误;
答案选D。
4.D
解析:A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气,可以选择酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗组装,A不符合题意;
B.氯化铵固体和氢氧化钙固体共热可制取氨气,可以选择酒精灯、试管组装,浓氨水和氢氧化钠固体可以生成氨气,可以选择圆底烧瓶、分液漏斗组装,B不符合题意;
C.较浓硫酸和固体亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体,可以选择圆底烧瓶、分液漏斗组装,C不符合题意;
D.乙醇在浓硫酸催化作用下迅速加热到170°C生成乙烯,反应需要控制温度,缺少温度计,D符合题意误;
故选D。
5.D
解析:A.NaOH饱和溶液的与Mg(OH)2饱和溶液的浓度不相同,所以比较pH无法确定碱性强弱,故A错误;
B.通过现象可知将碘离子氧化为碘单质,碘离子作还原剂,亚铁离子作还原产物,还原性:Fe2+C.通过现象可知产物中含有碳碳双键,含有烯烃,但不能确定为乙烯,故C错误;
D.向两支盛有溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和溶液,前者变蓝,后者有黄色沉淀生成,说明溶液中含有碘单质和碘离子,则存在,故D正确;
故选:D。
6.B
解析:A.丙烯的结构简式为CH3CH=CH2,分子式为C3H6,故A正确;
B.丙烯中含有甲基,所以不可能所有原子都在同一平面上,故B错误;
C.丙烯中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,能使溴的四氯化碳褪色,故C正确;
D.丙烯含有碳碳双键,能发生加成、加聚反应,故D正确;
故选:B。
7.C
解析:A.中质子数为26,中子数为56-26=30,中子数与质子数之差为4,故A错误;
B.钠在过量的氧气中燃烧生成过氧化钠,电子式为 ,故B错误;
C.氧是地壳中最丰富、分布最广的元素,O2-元素最外层有8个电子,结构示意图为,故C正确;
D.标准状况下,密度约为的烃的摩尔质量为1.96g/L×22.4L/mol≈44g/mol,该物质的化学式为C3H8,结构简式为CH3CH2CH3,故D错误;
故选C。
8.A
解析:A.名称为2-甲基丁烷,A错误;
B.金刚石、石墨、足球烯、纳米碳管均是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,B正确;
C.2He和3He的质子数相同,中子数不同,互为同位素,C正确;
D.乙酸和硬脂酸均是饱和一元羧酸,结构相似,互为同系物,D正确;
答案选A。
9.B
解析:A.根据原子守恒及结构分析,反应I的另外一个生成物应该是乙二醇,A错误;
B.Z为对称结构,两个苯环处于对称位置,两个甲基在同一个碳原子上,一氯代物: 苯环上2种,甲基上1种,共3种,B正确;
C.官能团的数目不相同,所以Z与苯酚不是同系物,C错误;
D.PC为聚合物,1 mol PC最多消耗的H2的物质的量为6 nmol,D错误;
故选B。
10.A
解析:A.溴水可以与乙烯发生加成反应,生成液态的1,2-二溴乙烷,可以与气态乙烷分离,达到除杂目的,A正确;
B.氢气能与乙烯在催化剂、加热的条件下生成乙烷,但没有A方便且难控制氢气的量,B错误;
C.与水反应条件较为苛刻,不适合,C错误;
D.乙烯被酸性高锰酸性氧化成CO2,生成新杂质,D错误;
答案选A。
11.A
解析:A.1 mol CHCl3含有C-Cl键的数目为3 NA,A正确;
B.1 mol NH4F晶体中含有的共价键数目为4 NA,B错误;
C.1 mol HC≡CH分子中所含σ键数为3 NA,C错误;
D.CH4和C2H4混合气体2.24 L(标准状况),总物质的量为0.1 mol,根据燃烧方程式,完全燃烧消耗O2分子数目为0.2~0.3 NA,D错误;
故选A。
12.D
解析:A.己烯和溴水发生加成反应的产物与苯是互溶的,因此不能用溴水来除去苯中的己烯,故A错误;
B.乙烯和氢气在一定条件下发生加成反应,但氢气不会全部反应完,会引入氢气杂质,因此不能用气氢气除去乙烷中少量乙烯,一般用溴的四氯化碳溶液,故B错误;
C.苯、戊烷都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、甲苯、戊烷,故C错误;
D.氯水和溴化钠反应生成溴单质,用四氯化碳萃取,溶液分层,下层为橙红色,氯水和碘化钾反应生成单质碘,用四氯化碳萃取,溶液分层,下层为紫红色,因此可用氯水和四氯化碳可鉴别溶液和溶液,故D正确。
综上所述,答案为D。
13.C
解析:A.在中性条件下,铁发生吸氧腐蚀,装置中压强减小,导管中形成一段红色液柱,A正确;
B.点燃镁引燃铝和氧化铁发生铝热反应生成铁,B正确;
C.反应中生成的硫化氢等气体也会使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能检验乙炔的还原性,C错误;
D.苯在浓硫酸催化作用下和硝酸生成硝基苯,D正确;
故选C。
14.A
解析:天然气的主要成分是甲烷,故答案选A。
15.A
解析:A.异辛烷有4种H,其一氯代物种类为4种,A正确;
B.异辛烷和正辛烷分子式相同,相对分子质量相同,支链越多,熔沸点越低,所以异辛烷沸点低于正辛烷,B错误;
C.异辛烷分子中碳原子均为饱和碳原子,其杂化方式均为sp3杂化,C错误;
D. 异辛烷易溶于酒精,难溶于水,D错误;
故答案选A。
二、填空题
16. 1,2—二甲苯 1,3—二甲苯 1,4—二甲苯
解析:若将苯环上的6个碳原子编号,某甲基所在碳原子为1号,选取最小位次号给另一碳原子编号,则二甲苯的三种同分异构体,邻二甲苯结构简式为:,命名为1,2—二甲苯;间二甲苯结构简式为,命名为1,3—二甲苯;对二甲苯结构简式为:,命名为1,4—二甲苯。
17.(1) 丙烷
(2)
(3) 溶液 溶液
解析:(1)胆矾为五水硫酸铜,其化学式为:;中的碳全为饱和碳,是烷烃,含3个碳原子,则为丙烷。
(2)碳和二氧化硅高温条件下反应生成硅和一氧化碳,反应的化学方程式为:。
(3)除去粗盐中的钙离子用过量的碳酸钠溶液,除去镁离子用过量的氢氧化钠溶液,除去硫酸根离子用过量的氯化钡溶液,而过量的氯化钡溶液可用碳酸钠除去,过量的碳酸钠和氢氧化钠可用盐酸除去,因此除去硫酸根离子要放在除去钙离子前面,即氯化钡溶液要放在碳酸钠溶液前面加,因此加入试剂的顺序为:溶液溶液溶液盐酸。
18. D 正四面体 加成反应 +HNO3 +H2O 取代反应
【分析】由A~G是几种烃的分子球棍模型可知,A为甲烷、B为乙烷、C为乙烯、D为乙炔、E为丙烷、F为苯、G为甲苯,以此来解答。
解析:(1)最简式中H原子个数越少,含碳量越高,常温下含碳量最高的气态烃是D,故答案为:D;
(2)A分子是甲烷,其空间构型是正四面体,故答案为:正四面体;
(3)C与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2Br CH2Br,反应类型为加成反应,故答案为:CH2=CH2+Br2→CH2Br CH2Br;加成反应;
(4)F与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式为+HNO3+ H2O,反应类型为取代反应,故答案为:+HNO3 +H2O ;取代反应;
(5)同状况、同体积时物质的量相同,由燃烧通式中x+可知三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是CH3CH3,故答案为:CH3CH3;
(6)等质量的以上三种物质燃烧时,最简式中H原子越少,生成二氧化碳越多,H原子越多生成水越多,则生成二氧化碳最多的是CH2=CH2,生成水最多的是CH4,故答案为:CH2=CH2;CH4。
19.(1)4-甲基-2-乙基-2-己烯
(2)2,2,3-三甲基戊烷
(3)2,3,3-三甲基己烷
(4)CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3
(5)
(6)
解析:(1)选择分子中包含碳碳双键在内的含有碳原子数最多的碳链为主链,该物质分子中含有碳碳双键的最长碳链上有6个C原子,从离碳碳双键较近的右端为起点,给主链上的C原子编号,以确定支链和碳碳双键的位置,该物质名称为:4-甲基-2-乙基-2-己烯;
(2)选择分子中包含碳原子数最多的碳链为主链,该物质分子中最长碳链上有5个C原子,从离支链较近的右端为起点,给主链上的C原子编号,以确定支链在主链上的位置,该物质名称为2,2,3-三甲基戊烷;
(3)选择分子中包含碳原子数最多的碳链为主链,该物质分子中最长碳链上有6个C原子,从离支链较近的左端为起点,给主链上的C原子编号,以确定支链在主链上的位置,该物质名称为2,3,3-三甲基己烷;
(4)根据烷烃的系统命名方法,物质2,5-二甲基庚烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3;
(5)根据烯烃的系统命名方法,可知2-甲基-2-戊烯得到结构简式是:;
(6)根据烷烃的系统命名方法,物质3-甲基戊烷结构简式为: 。
20. ② ④⑤ b 溴的红棕色褪去 CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br D
解析:(1)①D2O与H2O是不同的氢原子和同种氧原子构成的水分子;②16O与18O是质子数相同、中子数不同(中子数分别8和10)的同种元素的不同原子,互称为同位素;③中和 是同一种物质,因为甲烷是正四面体结构,甲烷中的两个氢原子被两个甲基取代,得到的是同一种物质;④CH4与CH3CH2CH3均为烷烃,结构相似,在分子组成上相差2个CH2原子团,两者互称为同系物;⑤CH3CH3与2-甲基丁烷( )也均为烷烃,结构相似,在分子组成上相差3个CH2原子团,也互称为同系物。所以,互为同位素的是②,互为同系物的是④和⑤。
(2)原子利用率是期望产物的总质量与生成物的总质量之比,在两个反应中,反应b的原子利用率为100%,故选b。
(3)将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,乙烯可以和溴发生加成反应,生成无色的1,2-二溴乙烷,所以溴的红棕色会褪去,反应的方程式为:CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br。
(4)A.加入适量的KI溶液,氯气、溴均能和KI反应:Cl2+2KI=2KCl+I2,Br2+2KI=2KBr+I2,故A不选;
B.通入溴蒸气,无法除去氯气,故B不选;
C.加入适量的NaOH溶液,Cl2和Br2都和NaOH溶液反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,故C不选;
D.加入适量的NaBr溶液,氯气和NaBr反应:Cl2+2NaBr=2BaCl+Br2,将Cl2转化为Br2,故D选;
故选D。
21.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
解析:异戊二烯和溴以1:1反应生成A的结构简式为CH2BrCBr(CH3)CH=CH2,异戊二烯发生加聚反应生成X为,异戊二烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成Y和二氧化碳,根据信息①知,Y为,异戊二烯和乙烯发生信息②的反应,且B为含有六元环的有机物,则B为;
(1)异戊二烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成Y和二氧化碳,根据信息①知,Y为;
(2)反应①(异戊二烯与溴按物质的量)发生1,4—加成所得有机产物的结构简式为;
(3)存在顺反异构,它的反式异构体即相同的基团位于碳碳双键的不同侧,结构简式:;
(4)异戊二烯和乙烯发生信息②的反应,且B为含有六元环的有机物,则B为 ;
(5)满足条件:a. 链状、b. 含碳碳三键、c. 核磁共振氢谱显示有三组峰,同分异构体为: 。
22. Br2+HBr+ 导气和冷凝反应物的作用 溴化氢或HBr 生成淡黄色沉淀 分液漏斗 除去溶于溴苯中的溴 Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O
【分析】在催化剂溴化铁的作用下,苯与溴发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,该反应为放热反应,容易使溴和苯挥发,与烧瓶口垂直的一段长导管具有导气和冷凝回流溴和苯的作用。
解析:(1)烧瓶a中在催化剂溴化铁的作用下,苯与溴发生取代反应,化学方程式为Br2+HBr+;
(2)该反应为放热反应,容易使溴和苯挥发,与烧瓶口垂直的一段长导管具有导气和冷凝回流反应物的作用;
(3)该反应中会产生HBr气体,遇到水蒸气而形成小液滴;
(4)如果苯和液溴发生的是取代反应,则会产生HBr气体,锥形瓶c中的溶液中会产生溴离子,所以可以向锥形瓶中加入硝酸银溶液,产生淡黄色沉淀(即溴化银沉淀);
(5)静置后分层,用分液法分离,分液时需要用分液漏斗;
(6)溴苯中溶解有未反应的溴,加入NaOH溶液可以和溴反应生成易溶于水的盐,从而除去溶于溴苯中的溴,发生的反应为Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O