高中化学同步练习:选择性必修三2.1烷烃(优生加练)

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名称 高中化学同步练习:选择性必修三2.1烷烃(优生加练)
格式 docx
文件大小 950.6KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-04-16 10:05:26

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高中化学同步练习:选择性必修三2.1烷烃(优生加练)
一、选择题
1.稀土金属元素铈 在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应。已知:铈常见的化合价为 和 ,氧化性: .下列说法正确的是(  )
A.在一定条件下,电解熔融状态的 制 ,在阴极获得铈
B.铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为:
C.用 溶液滴定硫酸亚铁溶液,其离子方程式为:
D.四种稳定的核素 、 、 、 ,它们互称为同系物
2.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后所得到CO2和H2O的物质的量随混合烃总物质的量的变化如图所示。下列有关混合气体的说法正确的是(  )
A.该混合气体中一定含有乙烯
B.该混合气体一定含有甲烷和乙炔
C.在110℃和一定压强条件下,该混合气体与足量氧气混合,总混合气燃烧前后体积不变
D.若混合气体由CH4和C2H4组成,则其体积比为1∶3
3.w g下列物质在足量的氧气中完全燃烧后,生成的产物全部通入足量的过氧化钠固体粉末中,充分反应后固体增重m g,若w<m,则下列组合一定是 (  )
①氢气和甲醛②一氧化碳和甲醛③甲烷和乙二酸④甲烷和一氧化碳⑤甲烷和乙醇 ⑥乙醇和氢气
A.④⑤⑥ B.①②③ C.③④⑤⑥ D.①②④⑤
二、多选题
4.已知: + ,如果要合成 , 所用的原始原料可以是(  )
A.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔
B.2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔
D.1,3-戊二烯和2-丁炔
5.有机化合物与生活息息相关,下列说法错误的是(  )
A.等质量甲烷和乙烯完全燃烧时,甲烷消耗氧气的量小于乙烯
B.用新制的Cu(OH)2悬浊液可以鉴别乙醇、乙酸和葡萄糖
C.乙醇可被酸性高锰酸钾氧化为乙酸,故乙二醇可被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙二酸
D.用酸性KMnO4溶液可以鉴别环己烷、乙醇和CCl4
6.如图所示的装置是某次实验最初的情况(夹持装置省略),烧瓶内盛有等体积的甲烷和Cl2,用光照射烧瓶一段时间,下列说法正确的是(  )

A.只能生成CH3Cl一种有机物 B.烧瓶内液面不可能上升
C.大试管内的液体可能会分层 D.向水中加入石蕊试液后变红
7.A、B两种有机物的最简式均为CH2O,关于它们的叙述中,正确的是(  )
A.它们可能互为同系物
B.它们可能互为同分异构体
C.它们燃烧后产生的CO2和H2O物质的量之比为1:1
D.取等物质的量的A,B,完全燃烧后所消耗O2的物质的量相等
8.豪猪烯( hericenes),形状宛如伏地伸刺的动物,其键线式如图。下列有关豪猪烯的说法正确的是(  )
A.豪猪烯与乙烯互为同系物
B.豪猪烯分子中所有原子在同一平面
C.豪猪烯的分子式为
D.豪猪烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
9.下列关于有机物的叙述中,错误的是(  )
A.烷烃的同系物的分子式可用通式CnH2n+2表示
B.互为同系物的有机物也互为同分异构体
C.两个同系物之间的相对分子质量差为14或14的整数倍
D.同分异构体间具有相似的化学性质
三、非选择题
10.
(1)I.某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构,对其进行探究。
步骤一:这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜(催化剂),氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收.2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水;
步骤二:通过仪器分析得知X的相对分子质量为106;
步骤三:用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰,其面积之比为2∶3 (如图Ⅰ)
步骤四:利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ,试回答:
①步骤二中的仪器分析方法称为   。
②X的分子式为   ;X的结构简式为    ;
(2)II.某气态烷烃和气态单烯烃组成的混合气体,其密度是同条件下H2密度的13倍,把标准状况下2.24L,该混合体通入足量的溴水中,溴水增重1.4g。
①该混合烃的平均摩尔质量为   ;其中一定含有   (写名称)。
②通过计算,确定另一种烃的分子式为    。
③写出该混合烃中单烯烃所有可能的异构体(考虑顺反异构)    。
Ⅲ. 已知: ,如果要合成 ,所用的原料可以是   
A.2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 B.1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D.2,3-二甲基-l,3-丁二烯和丙炔
11.
(1)I.如图,在光照条件下,将盛有CH4和Cl2的量筒倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验,对实验现象及产物分析中错误的是 。
A.混合气体的颜色变浅,量筒中液面上升
B.量筒内壁上出现的油状液滴,应只是三氯甲烷、四氯甲烷的混合物
C.已知HCl可降低NaCl的溶解度, 故水槽中有固体物质析出
D.甲烷与氯气反应后的产物只有CCl4
(2)II.有一瓶无色气体,可能含有甲烷和乙烯或其中的一种。与一瓶Cl2混合后光照,观察到黄绿色逐渐褪去,瓶壁有少量无色油状小液滴。由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有甲烷,你认为是否正确?   。(填“是”或“否”)
(3)III. 有无色气体,可能含有乙烯和二氧化硫的混合气体通入装有溴水的试管中,溴水褪色。
①甲同学认为溴水褪色的现象不能证明混合气体中有乙烯且乙烯具有不饱和性,其理由正确的是   。
a.乙烯与溴水易发生取代反应
b.若先除去二氧化硫,再将气体(纯净物)通入装有溴水的试管中,使溴水褪色的反应,也未必是加成反应
c.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
②乙同学想了办法除去二氧化硫,所需试剂为   和   。
12.通常用燃烧的方法测定有机物的分子式,可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧,根据产品的质量确定有机物的组成。如图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。
现准确称取样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经燃烧后A管增重,B管增重。请回答:
(1)根据气流方向将装置进行连接,其接口连接顺序为:g→   (每套装置最多只能用一次)。
(2)B管的作用是   。
(3)E中应盛装的试剂是   。
(4)该有机物的最简式为   。
(5)如果把网去掉,A管增重将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)要确定该有机物的分子式,还必须知道的数据是____(填序号)。
A.消耗液体E的质量
B.样品的摩尔质量
C.固体减小的质量
D.C装置增加的质量
E.燃烧消耗的物质的量
(7)有人认为该装置还有缺陷,请补充完整   。
13.丙烯是重要的工业品,可用于制取卤代烃、丙醇及塑料等。工业中以丙烷催化脱氢来制取丙烯:主反应:
副反应:
(1)已知部分化学键的键能如下表:
共价键
键能 348 615 413 436
   。
(2)不同温度下,丙烷以相同的流速经过装有催化剂的管道,测得丙烷转化率、丙烯选择性和温度的关系如图1所示。下列有关丙烷催化脱氢反应说法正确的是_____。
A.主、副反应的 相等
B.温度升高,丙烯的产率增大
C.单位时间内生成 键,同时消耗 键,反应未达到平衡
D.低温有利于 键断键,高温有利于 键断键
E.高于 ,温度升高,主、副反应平衡逆移,导致丙烷转化率下降
(3)某 时,在 密闭反应器中加入 丙烷进行催化脱氢实验,测得 和 的产率随时间的变化关系,如图2所示。
① 前,相同时间内, 的产率高于 的原因是   。
② 时,主反应的平衡常数    。(保留2位有效数字)
③在下图3中绘制主、副的“能量~反应过程”示意图   。
(4)丙烷制丙烯还可以用 氧化脱氢,即在 气氛下,进行氧化脱氢制丙烯。该工艺可以有显著的优点:一是有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂的活性;二是   。
14.完成下列问题。
(1)用系统命名法命名下列有机物。
①:   。
②:   。
③CH2=C(CH3)CH=CH2:   。
④:   。
(2)写出下列有机物的结构简式或分子式:
①某气态烃(标准状况下)224mL与含有3.2g溴的溴水恰好完全加成,生成物的每个碳原子上都有1个溴原子,该烃的结构简式为   。
②相对分子质量为84的烃的分子式为   。
③某炔烃和H2充分加成生成2,5-二甲基己烷,该炔烃的结构简式为   。
15.既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。
(1)甲烷分子的空间构型为   。
(2)如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10mLCH4,同温、同压下乙管中注入50mL,将乙管气体全部推入甲管中,用日光照射一段时间,气体在甲管中反应。
①某同学预测的实验现象:a.气体最终变为无色;b.反应过程中,甲管活塞向内移动;c.甲管内壁有油珠;d.产生火花。其中正确的是   (填字母,下同)。
②实验结束后,甲管中剩余气体最宜选用下列试剂   吸收。
A.水 B.氢氧化钠溶液 C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水
③反应结束后,将甲管中的物质推入盛有适量溶液的试管中,振荡后静置,可观察到   ,再向其中滴加几滴石蕊试液,又观察到   。
(3)甲烷可直接应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示。
①外电路电子移动方向为   (填“a→b”或“b→a”)。
②a极的电极反应式为   。
③若该燃料电池消耗空气5.6L(标准状况下),则理论上消耗甲烷   mol(假设空气中体积分数为20%)。
16.有下列3种有机化合物A:CH2=CH2、B:CH4、C:CH3COOH。
(1)写出化合物C中官能团的名称:   (填“羟基”或“羧基”)。
(2)3种化合物中能使溴的四氯化碳溶液褪色的是   (填“乙烯”或“甲烷”)。
(3)CH4与Cl2在光照下发生取代反应生成一氯甲烷的化学方程式:CH4 + Cl2CH3Cl +    
17.一百多年前,李比希首先利用尿素合成了三聚氰胺(),它可用于阻燃剂、水泥减水剂和高分子合成等领域。请回答:
(1)根据李比希燃烧法,利用如图装置测定三聚氰胺的组成(图中铂小皿用于盛放样品)。
①高氯酸镁的作用是   。
②吸收管做成细长型的目的是   。
③设计准确测定体积的实验方案   。
(2)一些不法分子往牛奶中加入三聚氰胺,以提高奶制品的含氮量,三聚氰胺在体内可转化为三聚氰酸( )。
①三聚氰酸中的C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是   。
②三聚氰酸分子中最多   个原子共平面,三聚氰胺与三聚氰酸之间会通过   (写出结构表达式)结合,在肾脏内形成结石。
(3)尿素在一定条件下会失去氨而缩合,如两分子尿素失去一分子氨形成链状二聚物,其方程式为:
三分子缩合时,还可成环。已知发生缩合反应失去,生成二聚物和三聚物。测得缩合产物中二聚物的物质的量分数为0.60,推算各缩合产物的物质的量之比   。
(4)三聚氰胺与某含氯、氧元素(原子数比1:1)芳香化合物在特定溶剂中混合,迅速反应产生聚酰胺薄膜,部分结构如图所示(不同颜色表示不同的结构;环间的键仅表示连接关系,略去了环间的原子)。参与反应的芳香化合物的结构简式是   。
18.
(1)Ⅰ.已知某链状烷烃子中含有的电子数为42。该链状烷烃的分子式为   。
(2)写出该链状烷烃所有的同分异构体的结构简式:   。
(3)上述同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是   (填结构简式)。
(4)Ⅱ.某混合气体由A、B两种烃组成,该混合气体的平均相对分子质量随A的体积分数的变化情况如图所示。
A的摩尔质量是   。
(5)A、B的分子式分别为   、   ,A、B互为   。
(6)A分子中所有碳原子   (填“可能”“一定”或“一定不”)在一条直线上;A的二氯代物有   种。
19.将11.2L(标准状况)乙烯和乙烷的混合气体通入足量的溴水中,充分反应后,溴水的质量增加了5.6g。请通过计算分析:
(1)求原混合气体中乙烯与乙烷的物质的量之比   ;
(2)该混合气体完全燃烧,生成二氧化碳和水的质量各是多少   ?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;氧化性、还原性强弱的比较;同系物;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解熔融状态的CeO2时,在阴极上是Ce4+得电子发生还原反应生成单质铈的过程,即在阴极获得铈,故A符合题意;
B、Ce4+有氧化性,碘离子具有还原性,二者不能共存于一个溶液中,故B不符合题意;
C、根据氧化性:Ce4+>Fe3+来判断反应能发生,应该为:Ce4++Fe2+═Ce3++Fe3+,故C不符合题意;
D、同系物是分子结构相似,组成上相差整数倍个“-CH2”结构的不同有机物之间的互称,四种核素 、 、 、 ,它们互称为同位素,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A. 根据电解池的工作原理:阴极上是阳离子发生得电子的还原反应来判断;
B. 根据氧化还原反应的有关知识来分析;
C. 根据电荷守恒来判断离子方程式的正误;
D. 根据同系物和同位素概念的区别来分析.
2.【答案】C
【知识点】烃类的燃烧
【解析】【解答】A.混合气体一定含有CH4,由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,可能含有C2H4,或含有C3H4等,A不符合题意;
B.C2H2中氢原子数目为2,氢原子数目小于4,不可能含有C2H2,B不符合题意;
C.在110℃条件下,生成的水为气体,两种气态烃的平均组成为C1.6H4,H原子数目为4,燃烧前后总体积不变,C符合题意;
D.若混合气体由CH4和C2H4组成,令甲烷物质的量为xmol、乙烯为ymol,两种气态烃的平均组成为C1.6H4,根据平均C原子数目可得,整理得x:y=2:3,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4,根据碳原子平均数可知,混合气体一定含有CH4,由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,不超过4。据此结合选项分析。
3.【答案】A
【知识点】烃类的燃烧
【解析】【解答】①甲醛的化学式为HCHO,与H2混合后,其组成符合(H2)n·(CO)m,因此固体增加的质量m=w,①不符合题意;
②甲醛的化学式为HCHO,与CO混合后,其组成符合(H2)n·(CO)m,因此固体增加的质量m=w,②不符合题意;
③混合物的组成可看做(H2)n·(CO)m·O2,因此固体增加的质量m<w,③不符合题意;
④混合物的组成可看做(H2)n·(CO)m·C,因此固体增加的质量m>w,④符合题意;
⑤混合物的组成可看做(H2)n·(CO)m·C,因此固体增加的质量m>w,⑤符合题意;
⑥混合物的组成可看做(H2)n·(CO)m·C,因此固体增加的质量m>w,⑥符合题意;
综上,符合条件的物质为④⑤⑥,A符合题意;
故答案为:A
【分析】若物质的组成符合(H2)n·(CO)m,则wg该物质完全燃烧产物通入足量的Na2O2粉末中后,充分反应后,所得固体增加的质量为wg。若Na2O2粉末增加的质量m>w,说明物质燃烧需要消耗的O2的量多于CO燃烧所需的氧气;据此结合题干选给物质的组成分析。
4.【答案】B,C
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】由信息可知, 可以按以下两种方式切分: 、 ,从而得出所用的原始原料可以是2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔、2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔,
故答案为:BC。
【分析】根据给出的合成路线可以推测出成键原理,两个双键加成时可以形成1个双键而一个三键加成时也可以形成1个双键,即可进行判断
5.【答案】A,C
【知识点】甲烷的化学性质;乙烯的化学性质;乙醇的化学性质;乙酸的化学性质
【解析】【解答】A.甲烷的含碳量比乙烯低,则等质量甲烷和乙烯完全燃烧时,甲烷消耗氧气的量大于乙烯,故A符合题意;
B.新制的Cu(OH)2悬浊液分别与乙酸、乙醇和葡萄糖混合的现象为:蓝色溶液、无现象、无现象,但加热后有砖红色沉淀,现象不同,可鉴别,故B不符合题意;
C.乙醇可被酸性高锰酸钾氧化为乙酸,但乙二醇被酸性高锰酸钾溶液氧化为CO2,故C符合题意;
D.环己烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,且分层后有机层在上层;乙醇可被酸性高锰酸钾氧化为乙酸,酸性KMnO4溶液褪色;CCl4不能使酸性KMnO4溶液褪色,且分层后有机层在下层,则用酸性KMnO4溶液可以鉴别环己烷、乙醇和CCl4,故D不符合题意;
故答案为AC。
【分析】A.根据化学方程式进行计算即可
B.根据与氢氧化铜作用产生不同的现象进行判断物质,氢氧化铜和乙醇混合无明显变化,乙酸会溶解氢氧化铜,而葡萄糖在加热时会变为砖红色,故可以区分
C.乙醇被高锰酸钾氧化为乙酸,但乙二醇被氧化为碳酸,碳酸不稳定易分解为二氧化碳和水
D.通过不同的现象进行区分,环己烷不与高锰酸钾作用分层,乙醇具有还原性可使盐酸褪去,而四氯化碳不会和高锰酸钾反应但是会分层
6.【答案】C,D
【知识点】甲烷的取代反应
【解析】【解答】A.甲烷和Cl2反应生成4种卤代物,故A错误;
B.甲烷和Cl2反应生成一氯甲烷是气体,其余都是液体,烧瓶内压强减小,烧瓶内液面上升,故B错误;
C.反应生成的二氯甲烷等有机物在水的上层,故C正确;
D.反应生成的HCl溶于水,生成盐酸,显酸性,加入石蕊试液后变红,故D正确;
故选CD.
【分析】A.甲烷和Cl2反应生成多种卤代物;
B.甲烷和Cl2反应生成液态的卤代物,烧瓶内压强减小;
C.反应生成的二氯甲烷等有机物不溶于水;
D.反应生成的盐酸,显酸性.
7.【答案】B,C
【知识点】同分异构现象和同分异构体;烃类的燃烧
【解析】【解答】A、由同系物的最简式不一定相同,如烷烃;若最简式相同如烯烃,也不一定为CH2O,故A不符合题意;
B、最简式均为CH2O,若为葡萄糖和果糖,二者是同分异构体,故B符合题意;
C、由质量守恒以及最简式可知燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比都为1:1,故C符合题意;
D、甲、乙取等物质的量,完全燃烧所耗O2的物质的量与分子中原子的数目有关,故D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A同系物:官能团的种类和数目均要相同,最简式相同不一定为同系物
D当最简式相同时,取等质量的A、B耗氧量相同,等质量不一定等物质的量
8.【答案】C,D
【知识点】氧化还原反应;烯烃;同系物
【解析】【解答】A.分子有6个碳碳双键,官能团数不同与乙烯不是同系物,A不符合题意;
B.分子有饱和碳原子,不可能所有原子在同一平面,B不符合题意;
C.分子式为C14H14,C符合题意;
D.分子有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D符合题意;
故答案为:CD
【分析】A.官能团数不同,不是同系物;
B.饱和碳原子不可能所有原子在同一平面;
C.分子式的书写;
D.碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
9.【答案】B,D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物;烷烃
【解析】【解答】A、烷烃是饱和烃,同系物的分子式可用通式CnH2n+2表示,不符合题意;
B、互为同系物的有机物的分子式不可能相同,所以不可能是同分异构体,符合题意;
C、同系物分子组成相差1个或若干个CH2,所以相对分子质量差为14或14的整数倍,不符合题意;
D、同分异构体可分为碳链异构、官能团位置异构、官能团异构等,碳链异构、官能团位置异构可能具有相似的化学性质,官能团异构可能具有完全不同的化学性质,符合题意,
故答案为:BD。
【分析】同分异构体是分子式相同结构不同的物质;同系物要求结构相似,分子式相差n个CH2。同系物的化学性质相似,同分异构体由于种类繁多,化学性质不一定相似。
10.【答案】(1)质谱法;C8H10;
(2)26g/mol;甲烷;C4H8;CH2=CH-CH2CH3 ;A、D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机化合物的命名;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】I.①步骤二通过仪器分析得知X的相对分子质量,该方法称为质谱法,
故答案为:质谱法;
②烃X的物质的量为 ,生成二氧化碳为 ,生成水为 ,则分子中 ,故X的分子式为 ,X的红外光谱测定含有苯环,属于苯的同系物,而 核磁共振谱有2个峰,其面积之比为2:3,则X为 ,
故答案为: ; 。
II. ① ,烯烃的摩尔质量最小为28g/mol,则烷烃的摩尔质量应小于26g/mol,所以混合气体中一定含有甲烷;
故答案为:26g/mol;甲烷;
②n(混合)= ,混合气体质量为 ,溴水增重1.4g为烯烃的质量,则甲烷的质量为 ,甲烷的物质的量为 ;则烯烃的物质的量为 ,设烯烃的化学式为 ,所以 ,故 ,解得 ,即烯烃为 ,
故答案为: ;
③丁烯有4种同分异构体,其结构简式分别为 ;
故答案为: 。
Ⅲ.根据1,3-丁二烯与乙炔反应 知,1,3-丁二烯中的两个碳碳双键断裂,中间形成一个碳碳双键,边上两个半键与乙炔中的两个半键相连构成环状,类比1,3-丁二烯与乙炔的加成反应,采用逆合成分析法可知,要合成 ,逆向推断 或者是 ,若为 ,则有机物的命名原则两种原料分别是2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔;若为 ,则两种原料分别为2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔;
故答案为:AD。
【分析】I.①通过仪器分析得知X的相对分子质量,该方法称为质谱法;
②烃X的物质的量为 ,生成二氧化碳为 ,生成水为 ,则分子中 ,故X的分子式为 ;
II. ① ,烯烃的摩尔质量最小为28g/mol,则烷烃的摩尔质量应小于26g/mol,所以混合气体中一定含有甲烷;
②n(混合)= ,混合气体质量为 ,溴水增重1.4g为烯烃的质量,则甲烷的质量为 ,甲烷的物质的量为 ;则烯烃的物质的量为 ,设烯烃的化学式为 ,所以 ,故 ,解得 ,即烯烃为 ,
③丁烯有4种同分异构体,其结构简式分别为 ;
Ⅲ.根据1,3-丁二烯与乙炔反应 知,1,3-丁二烯中的两个碳碳双键断裂,中间形成一个碳碳双键,边上两个半键与乙炔中的两个半键相连构成环状,类比1,3-丁二烯与乙炔的加成反应,采用逆合成分析法可知,要合成 ,逆向推断 或者是 。
11.【答案】(1)B;D
(2)否
(3)c;品红溶液;氢氧化钠溶液
【知识点】甲烷的化学性质;乙烯的化学性质
【解析】【解答】I. 甲烷和氯气在光照条件反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,反应中Cl2被消耗,混合气体颜色变浅,其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4为不溶于水的油状液体,HCl易溶于水,气体体积减小,且溶液中c(Cl-)增大,而析出NaCl白色固体,故A、C正确;
B、D错误。Ⅱ.因为CH2=CH2 +Cl2 CH2ClCH2Cl,此反应也能使黄绿色逐渐褪去,且CH2ClCH2Cl为油状液体,故不能说明无色气体中一定含CH4。III. ①SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr,溴水褪色,使溴水褪色的物质不一定是乙烯,选c。②利用SO2溶于水显酸性,先将混合气体通入氢氧化钠溶液中,然后利用SO2的漂白性用品红溶液检验SO2是否除尽。
【分析】(1)B.生成物还有其它D.甲烷与氯气反应最先得到四氯化碳,但反应没有结束。
(2)根据条件不能说明。
(3)主要考察根据化学性质。
12.【答案】(1)f,e接h,i接c或(d),d或(c)接a或(b)
(2)吸收生成的水蒸气,测定水的质量
(3)H2O2
(4)CHO2
(5)减小
(6)B
(7)需要在A后再连接1个A装置
【知识点】烃类的燃烧
【解析】【解答】
(1)D中用过氧化氢和二氧化锰反应制备氧气,用浓硫酸干燥氧气,有机物样品在F中燃烧生成二氧化碳和水,用无水氯化钙吸收反应生成的水,用碱石灰吸收反应生成的二氧化碳,连接顺序为g接f,e接h,i接c或(d),d或(c)接a或(b);
(2)由测定原理可知,B中无水氯化钙是吸收生成的水蒸气,测定水的质量;
(3)H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解生成氧气,故E中盛放的是H2O2;
(4)A管质量增加1.76g为二氧化碳的质量,二氧化碳的物质的量为、B管质量增加0.36g是水的质量,水的物质的量是,,则该有机物含有氧原子的物质的量为,n(C): n(H): n(O)=0.04:0.04:0.08=1:1:2,该有机物的最简式为CHO2;
(5)如果把网去掉,部分CO不能被氧化为二氧化碳,反应生成二氧化碳的量减少,A管增重将减小。
(6)该有机物的最简式为CHO2,分子式为(CHO2)n,要确定有机物的分子式,还要知道有机物的相对分子质量,
故答案为:B;
(7)空气中的水和二氧化碳能进入A,干扰二氧化碳质量的测定,所以需要在A后再连接1个A装置。
【分析】测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量,来确定是否含氧及C、H、O的个数比,求出最简式,因此生成O2后必须除杂(主要是除H2O),A用来吸收二氧化碳,测定生成二氧化碳的质量,B用来吸收水,测定生成水的质量,C用于干燥通入F中的氧气、D用来制取反应所需的氧气、F是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品;根据一氧化碳能与氧化铜反应,可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2。
13.【答案】(1)
(2)C;D
(3)副反应的活化能小于主反应,副反应反应速率大于主反应,相同时间内产生乙烯的量大于丙烯;0.011;
(4) 与 反应,使 浓度降低,主反应平衡右移,增大丙烯产率
【知识点】反应热和焓变;化学平衡常数;化学平衡移动原理;烷烃
【解析】【解答】(1) 反应物总键能-生成物总键能,则 ;
(2)A.主、副反应的反应物相同,生成物不同,二者的 不相等,A项不正确;
B.由图可知,升高温度,丙烷的转化率先升高后降低,而选择性随温度升高的减小,则温度升高,丙烯的产率不一定增大,B项不正确;
C.乙烯和丙烯中均含有 键,反应达平衡时,单位时间内生成 键,消耗 键,故单位时间内生成 键,消耗 键,反应未达到平衡,C项正确;
D.由图可知,温度升高,选择性降低,温度低时,大部分的丙烷转化为丙烯,说明低温有利于 键断键;温度较高时,大部分的丙烷转化为甲烷和乙烯,说明高温有利于 键断键,D项正确;
E.主、副反应均为吸热反应,温度升高,主、副反应平衡正向移动,E项不正确;
故答案为:CD;
(3)①副反应的活化能小于主反应,副反应反应速率大于主反应,相同时间内产生乙烯的量大于丙烯;
②由图可知,达平衡时, 的产率为45%, 的产率为20%,丙烷的物质的量为1mol,根据 、 ,平衡时, 的物质的量为0.45mol, 的物质的量为0.2mol,生成H2的物质的量为0.2mol,反应后,剩余丙烷的物质的量为1mol-0.45mol-0.2mol=0.35mol,则 时,主反应的平衡常数 ;
③主、副反应均为吸热反应,则生成物总能量大于反应物总能量,且根据①可知,副反应的活化能小于主反应,由此绘制主、副的“能量~反应过程”示意图为 ;
(4)在 气氛下,进行氧化脱氢制丙烯,可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂的活性,并且 可以和 反应,使 浓度降低,主反应平衡右移,增大丙烯产率。
【分析】(1)反应焓变△H =反应物总键能-生成物总键能;
(2)A.主副反应的反应物相同,生成物不同;
B.图分析可知,升高温度,丙烷的转化率先升高后降低,而选择性随温度升高减小;
C.乙烯和丙烯中均含C-C键,反应达到平衡时,单位时间内生成1molH-H键,消耗2molC-C键;
D.由图可知,温度升高,选择性降低,温度低时,大部分的丙烷转化为丙烯,温度较高时,大部分丙烷转化为乙烯;
E.主副反应均为吸热反应;
(3)①副反应的活化能小于主反应,反应速率副反应大于主反应;
②图中可知乙烯产率为45%丙烯产率为20%丙烷物质的量为1mol,结合主反应: 、 ,平衡时乙烯的物质的量为0.45mol,丙烯物质的量为0.2mol,生成氢气物质的量0.2mol,反应后,可求得剩余丙烷物质的量;平衡常数K=;
③主副反应均为吸热反应,则生成物总能量大于反应物总能量,根据①可知,副反应的活化能小于主反应的活化能,由此画出主、副的“能量~反应过程”示意图;
(4)CO2与H2反应,使H2浓度降低,主反应平衡右移。
14.【答案】(1)3、3、4-三甲基己烷;3-甲基-2-丁醇;2-甲基-1、3-丁二烯;2、2、4-三甲基戊烷
(2)CH2=CHCH=CH2;C6H12;CH3CH(CH3)C≡CCH(CH3)2
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机化合物的命名
【解析】【解答】
(1)①根据系统命名法规则可知,名称为:3,3,4-三甲基己烷。
②根据系统命名法规则可知,名称为:3-甲基-2-丁醇。
③根据系统命名法规则可知,名称为:2-甲基-1,3-丁二烯。
④根据系统命名法规则可知,名称为:2,2,4-三甲基戊烷。
(2)①某气态烃(标准状况下)224mL(物质的量为0.01mol)与含有3.2g溴(物质的量为0.02mol)的溴水恰好完全加成,则分子中含有2个碳碳双键或1个碳碳三键,生成物的每个碳原子上都有1个溴原子,则生成物为CH2BrCHBrCHBrCH2Br,故该烃的结构简式为CH2=CHCH=CH2。
②只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃;相对分子质量为84的烃,84÷12=7或84÷12=6 12,故其分子式为C6H12。
③炔烃含有碳碳叁键的烃,碳能形成4个化学键;某炔烃和H2充分加成生成2,5-二甲基己烷,则该炔烃的碳碳叁键只能位于3、4号碳之间,结构简式为CH3CH(CH3)C≡CCH(CH3)2。
【分析】有机物系统命名法步骤:1、选主链:找出最长的①最长-选最长碳链为主链;②最多-遇等长碳链时,支链最多为主链;③最近-离支链最近一端编号;④最小-支链编号之和最小(两端等距又同基,支链编号之和最小);⑤最简-两不同取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号;如取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面;⑥含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,并表示出官能团的位置,官能团的位次最小。
15.【答案】(1)正四面体
(2)bc;B;溶液分为两层,水层产生白色沉淀;溶液先变红后褪色
(3)a→b;CH4—8e—+4O2—=CO2+2H2O;0.025
【知识点】化学电源新型电池;甲烷的化学性质;甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)甲烷分子的空间构型为正四面体,故答案为:正四面体;
(2)①10mL甲烷最多可消耗40mLCl2,由题意可知,甲管中10mL甲烷与乙管中注入的50mL氯气光照条件下反应时,甲烷与过量的氯气发生取代反应时,氯气过量,反应时,气体的颜色会逐渐变浅但不会变为无色,反应生成氯化氢和氯代甲烷,由于二氯甲烷、三氯甲烷和三氯甲烷为液态,气体体积会减小,甲管内壁有油珠产生,活塞向内移动,
故答案为:bc;
②实验结束后,甲管中剩余气体为过量的氯气、反应生成的氯化氢气体和一氯甲烷,三者都能与氢氧化钠溶液反应,所以吸收剩余气体最好的试剂为氢氧化钠溶液,
故答案为:B;
③反应结束后,甲管中的物质为过量的氯气、反应生成的氯化氢气体和氯代甲烷,将甲管中的物质推入盛有适量硝酸银溶液中,氯气和氯化氢与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀,氯代甲烷不溶于水,溶液会分层,水层中有白色沉淀生成,再向其中滴加几滴石蕊试液,酸性溶液会使溶液变为红色,由于次氯酸具有强氧化性,又会使红色溶液漂白褪色,故答案为:溶液分为两层,水层产生白色沉淀;溶液先变红后褪色;
(3)①由图中氧离子的移动方向可知,a极为负极,b极为正极,则外电路电子移动方向为a→b,故答案为:a→b;
②由图中氧离子的移动方向可知,a极为负极,氧离子作用下,甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,故答案为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
③若标准状况下该燃料电池消耗空气5.6L,由得失电子数目守可知,理论上消耗甲烷的物质的量为×=0.025mol,故答案为:0.025。
【分析】(1)甲烷为正四面体;
(2) ① 甲烷和氯气的反应为连锁反应,生成的气体为混合物,含有油状物的有机物,由于氯气过量,最终氯气有剩余,气体总量减少;
② 剩余的气体含有氯化氢和氯气,可以用氢氧化钠溶液吸收;
③ 氯气和氯离子可以使硝酸银溶液产生固体氯化银,而一氯甲烷不溶于水,会和水分层;
(3)根据电池判断,甲烷转化为二氧化碳和水,碳元素化合价升高,失去电子,a为负极,则b为氧气发生反应,得到电子,为正极;
① 电子由负极经过导线流向正极;
② 负极为甲烷失去电子结合氧负离子生成二氧化碳和水;
③ 要注意,氧气是反应物,但是空气中只有约20%的氧气参加反应。
16.【答案】(1)羧基
(2)乙烯
(3)HCl
【知识点】有机物中的官能团;甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)CH3COOH是乙酸,含有的官能团是-COOH,名称是羧基。
(2)CH2=CH2是乙烯,乙烯含有碳碳双键,CH2=CH2与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,能使溴的四氯化碳溶液褪色的是乙烯。
(3)CH4与Cl2在光照下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,反应的化学方程式为CH4 + Cl2CH3Cl +HCl。
【分析】(1)乙酸的官能团为羧基;
(2)乙烯能与溴发生加成反应;
(3)CH4与Cl2在光照下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢。
17.【答案】(1)吸收,以确定含氢量;增大固气接触面积,有利于完全吸收;先将气体通过灼热的铜粉除去氧气,冷却后用量气装置测量剩余气体体积
(2);12;或
(3)
(4)
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;含有氢键的物质;烃类的燃烧
【解析】【解答】三聚氰胺完全燃烧,生成二氧化碳、水和氮气,然后产生的气体再经过燃烧炉,是防止燃烧过程中生成CO;经过高氯酸镁,会吸收产生的水;经过碱石棉,吸收产生的二氧化碳;最后连接氮气的体积测定装置。
(1)①由分析可知,高氯酸镁的作用是吸收,以确定含氢量,故答案为:吸收,以确定含氢量;
②吸收管做成细长型的目的是增大固气接触面积,有利于完全吸收,故答案为:增大固气接触面积,有利于完全吸收;
③氮气中混有氧气,则准确测定体积的实验方案:先将气体通过灼热的铜粉除去氧气,冷却后用量气装置测量剩余气体体积,故答案为:先将气体通过灼热的铜粉除去氧气,冷却后用量气装置测量剩余气体体积;
(2)①同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,C、N、O位于同一周期且分别位于第IVA族、第VA族、第VIA族,所以第一电离能大小顺序为,故答案为:;
②三聚氰酸分子中的六元环在一个平面上,氢氧原子在同一平面,碳氧原子直接相连,可以通过旋转使所以原子在同一平面,则最多12个原子共平面;三聚氰胺和三聚氰酸分子中都有氢原子与氧原子直接相连,氮原子、氧原子上都有孤电子对,它们可形成分子间氢键,结构表达式为:或,从而在动物的肾脏内形成结石,故答案为:12;或;
(3)设:二聚物为;链状三聚物为;环状三聚物为;根据方程式有:
2x+3y+3z=12,x+2y+3z=8,,联立三式解得:x=3,y=1,z=1,则,故答案为:;
(4)根据生成物的结构简式可判断应该是缩聚产物,又因为与参与反应的芳香化合物中氯、氧元素中原子数比1 :1,这说明生成的小分子应该是氯化氢,所以该有机物的结构简式是,故答案为:。
【分析】
(1)①由产物分析判断;
②增大接触面积,有利于完全吸收;
③氮气中混有氧气,应先除去氧气;
(2)①同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
②氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键;
(3)依据原子守恒列方程组;
(4)根据生成物的结构简式可判断是缩聚产物。
18.【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5);;同系物
(6)一定不;4
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物;有机分子式的推断与计算;烷烃
【解析】【解答】
(1)链烃烷烃分子的通式为CnH2n+2,则其分子中电子数为6n + (2n +2 ) =42 解得n =5,故该烷烃的分子式为C5H12;
(2)戊烷有三种同分异构体,其结构简式分别为 CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4;
(3)烷烃分子中,碳原子数相同时,所带支链越多,其沸点越低,因此烷烃C5H12三种同分异构体中,C(CH3)4的沸点最低;
(4)根据分析,A的摩尔质量是44g/mol;
(5)根据分析,A、B化学式分别为C3H8、C2H6,A、B互为同系物;
(6)甲烷是正四面体结构,A分子中碳原子一定不在一条直线上;A分子的二氯代物有4种,分别为1,1-二氯丙烷、1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷、2,2-二氯丙烷;
【分析】Ⅰ链烃烷烃分子的通式为CnH2n+2;找同分异构体可使用口诀:主链由长到短。支链由整到散,位置由心到边;烷烃分子中,碳原子数相同时,所带支链越多,其沸点越低,
Ⅱ根据图象结合=M(A)×A%+M(B)×(1-A%)列式计算,设A的相对分子质量为x,B的相对分子质量为y,则有,解得x=44,y=30,A、B都是烃,则=3余8,A应为C3H8,=2余6,B应为C2H6;
19.【答案】(1)2:3
(2)m(CO2)=44g,m(H2O)=23.4g
【知识点】烯烃;烃类的燃烧;烷烃
【解析】【解答】(1)混合气体物质的量为=0.5mol,乙烯与溴水发生加成反应CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br,溴水增加的质量则为乙烯的质量,即乙烯物质的量为=0.2mol,则乙烷的物质的量为(0.5-0.2)mol=0.3mol,原混合气体乙烯与乙烷的物质的量之比为0.2∶0.3=2∶3;故答案为2∶3;
(2)根据(1)分析以及原子守恒,混合气体燃烧后产生CO2的物质的量为(0.2×2+0.3×2)=1mol,即二氧化碳的质量为44g,同理产生水的质量为=23.4g;故答案为m(CO2)=44g,m(H2O)=23.4g。
【分析】(1)乙烷与溴水不反应,乙烯与溴水发生加成反应,溴水增加的质量为乙烯的质量;
(2)根据原子守恒计算。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:84分
分值分布 客观题(占比) 18.0(21.4%)
主观题(占比) 66.0(78.6%)
题量分布 客观题(占比) 9(47.4%)
主观题(占比) 10(52.6%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
选择题 3(15.8%) 6.0(7.1%)
非选择题 10(52.6%) 66.0(78.6%)
多选题 6(31.6%) 12.0(14.3%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (63.2%)
2 困难 (36.8%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 甲烷的化学性质 16.0(19.0%) 5,11,15
2 有机分子式的推断与计算 17.0(20.2%) 10,18
3 有机化合物的命名 17.0(20.2%) 4,10,14
4 烷烃 20.0(23.8%) 9,13,18,19
5 氧化性、还原性强弱的比较 2.0(2.4%) 1
6 甲烷的取代反应 13.0(15.5%) 6,15,16
7 乙酸的化学性质 2.0(2.4%) 5
8 有机物中的官能团 3.0(3.6%) 16
9 乙烯的化学性质 8.0(9.5%) 5,11
10 化学电源新型电池 8.0(9.5%) 15
11 元素电离能、电负性的含义及应用 8.0(9.5%) 17
12 乙醇的化学性质 2.0(2.4%) 5
13 化学平衡常数 7.0(8.3%) 13
14 氧化还原反应 4.0(4.8%) 1,8
15 同系物 15.0(17.9%) 1,8,9,18
16 化学平衡移动原理 7.0(8.3%) 13
17 烃类的燃烧 24.0(28.6%) 2,3,7,12,17,19
18 利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构 15.0(17.9%) 10,14
19 烯烃 4.0(4.8%) 8,19
20 同分异构现象和同分异构体 13.0(15.5%) 7,9,18
21 含有氢键的物质 8.0(9.5%) 17
22 电解池工作原理及应用 2.0(2.4%) 1
23 反应热和焓变 7.0(8.3%) 13
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