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烷烃
共18题,满分100分
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请注意保持试卷整洁
一、单选题(共50分)
1.(本题5分)下列关于有机化合物的认识中,正确的是
A.包装用的材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃
B.淀粉、纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
C.软脂酸与油酸互为同系物
D.分子式为C5H12O的醇共有8种
2.(本题5分)下列化学用语正确的是
A.聚苯乙烯的结构简式:
B.烯烃的官能团:
C.羟基的电子式:
D.烷烃的通式:
3.(本题5分)下列关于烷烃的说法不正确的是
A.符合分子通式CnH2n+2的烃都是烷烃,分子中均只含单键
B.CH4的二氯代物只有一种结构
C.等质量的烷烃完全燃烧,生成CO2的量随着碳的质量分数的增大而变大
D.烷烃分子中,相邻的三个碳原子可能在同一条直线上
4.(本题5分)下列说法正确的是
A.石油裂解气能使溴的四氯化碳溶液、酸性 KMnO4溶液褪色
B.正丁烷和异丁烷互为同系物
C.乙醇与金属钠能反应,且在相同条件下比水与金属钠的反应更剧烈
D.1 mol 乙烷在光照条件下最多能与 3 mol Cl2发生取代反应
5.(本题5分)下列化学用语或描述中,不正确的有
①甲烷的空间填充模型:②乙烷的结构简式:
③HClO的结构式:H—Cl—O ④NH4Cl的电子式:
⑤和互为同位素 ⑥和互为同分异构体
⑦和互为同系物
A.3项 B.4项 C.6项 D.7项
6.(本题5分)下列物质中,沸点最高的是( )
A.乙烷 B.丙烷 C.正戊烷 D.异戊烷
7.(本题5分)北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料为丙烷。下列关于丙烷的说法正确的是( )
A.1mol丙烷完全燃烧需4mol氧气
B.与丁烷互为同分异构体
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.分子式为C3H8
8.(本题5分)使1mol丙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,则两个过程中消耗氯气的总的物质的量是
A.8mol B.7mol C.6mol D.5mol
9.(本题5分)下列物质中,属于烃类的
A. B. C. D.
10.(本题5分)下列描述,不正确的是
A.正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次降低
B.相对分子质量为104的烃,分子中不可能只存在单键
C.光照下2,2一二甲基丙烷与Br2反应其二溴取代物有两种
D.FeCl3溶液可以把4种无色溶液:乙醇、苯酚、AgNO3溶液、KOH溶液一一区分
二、判断题(共20分)
11.(本题4分)在一定条件下,烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应。(_____)
12.(本题4分)有机物分子里由碳原子组成的环状骨架至少含三个碳原子。(___________)
13.(本题4分)14g乙烯和环丙烷的混合物中含C-H键数目为2NA(____)
14.(本题4分)烷烃的通式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量分数逐渐减小。(___)
15.(本题4分)正戊烷分子中的碳链是直线型的。
三、解答题(共30分)
16.(本题10分)丁烷催化裂解生成烷烃和烯烃,可按下列两种方式进行:;。某化学兴趣小组为了测定丁烷裂解气中和的比例关系,设计实验如下图所示:
如图连接好装置后,需进行的操作有:①给D、G装置加热;②检查整套装置的气密性;③用惰性气体排出装置中的空气等……
注:CuO能将烃氧化成和;是烷烃裂解的催化剂;G后面装置已省略。
(1)这三步操作的先后顺序是 (填序号)
(2)装置B的作用是 。
(3)装置E中的现象是 。
(4)假定丁烷完全裂解,且流经各装置中的气体能完全反应。当装置E和F的总质量比反应前增加了0.7g,G装置中固体质量比反应前减少了1.76g,则在丁烷的裂解产物中和的物质的量之比 。
17.(本题10分)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:
一: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,夹紧两个弹簧夹,用强光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的先通过饱和食盐水的目的是 。
(2)写出装置C中与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2mol 与发生取代反应,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,则分子式为的同分异构体有 种。
二: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)。
实验前 实验后
实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量 101.1g 102.9g
(石灰水+广口瓶)的质量 312.0g 315.3g
(6)试写出该烷烃燃烧的化学方程式: 。
三:验证是否具有还原性。某小组设计了如下实验:
(7)实验过程中观察到图中无水逐渐变蓝,澄清石灰水出现浑浊现象,则与CuO反应的化学方程式为 。
18.(本题10分)(一)某化学兴趣小组选用下列装置和药品制取纯净乙炔并进行有关乙炔性质的探究,试回答下列问题。
(1)A中制取乙炔的化学方程式为 。
(2)制乙炔时,旋开分液漏斗的活塞,使水慢慢滴下的原因是 。
(3)用电石制得的乙炔中常含有H2S、PH3等杂质,除去杂质应选用 (填序号,下同)装置,干燥乙炔最好选用 装置。
(二)某烯烃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,其中①②③属于同种反应类型。根据如图回答下列问题:
(4)写出D的结构简式: 。
(5)②的反应类型是 。
(6)写出④的化学反应方程式: 。
参考答案:
1.D
【详解】A.聚氯乙烯由C、H、Cl三种元素组成,含有Cl元素,不属于烃,A不正确;
B.虽然淀粉、纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,但二者的n值不同,所以不互为同分异构体,B不正确;
C.软脂酸为饱和一元羧酸,油酸为不饱和一元羧酸,二者结构不相似,不互为同系物,C不正确;
D.分子式为C5H12O的醇中,相当于CH3CH2CH2CH2CH3的烃中有1个H原子被-OH取代的醇有3种,(CH3)2CHCH2CH3的烃中有1个H原子被-OH取代的醇有4种,(CH3)3CCH3的烃中有1个H原子被-OH取代的醇有1种,共有8种,D正确;
故选D。
2.B
【详解】
A.聚苯乙烯的结构简式:,A错误;
B.烯烃的官能团:,B正确;
C.羟基的电子式:,C错误;
D.烷烃的通式:,D错误;
故选B。
3.D
【详解】A.只有烷烃的通式为CnH2n+2,则符合通式CnH2n+2 的烃一定都是烷烃,分子中均只含单键,故A正确;
B.CH4为正四面体经过,正四面体的二元取代物不存在同分异构体,所以CH4的二氯代物只有一种,故B正确;
C.烷烃的通式为CnH2n+2,含碳量越高,完全燃烧生成的二氧化碳越多,因此等质量的烷烃完全燃烧,生成CO2的量随着分子中碳的质量分数的增大而变大,故C正确;
D.烷烃分子结构中碳原子形成四个单键,每个碳原子形成的都是四面体结构,相邻的三个碳原子成V型,不可能在同一条直线上,故D错误;
故选D。
4.A
【详解】A.石油裂解气含有烯烃,烯烃有碳碳双键,能发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,能发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;
B.正丁烷和异丁烷的分子式均为C4H10,互为同分异构体而不是同系物,B错误;
C.乙醇与金属钠能反应,且在相同条件下比水与金属钠的反应缓慢,C错误;
D.乙烷中含有6个氢原子,可全部被取代,1个氢原子只与氯气中的1个氯原子发生取代,因此1 mol乙烷在光照条件下最多能与6 mol Cl2发生取代反应,D错误;
故答案选A。
5.C
【详解】①甲烷的分子式为CH4,空间填充模型为,故错误;
②乙烷的分子式为C2H6,结构简式为CH3CH3,故错误;
③HClO分子中的结构式为Cl—O—H,故错误;
④NH4Cl为离子化合物,电子式为,故错误;
⑤同位素是原子的互称,和都是分子,不可能互称为同位素,故错误;
⑥和的分子式相同、结构相同,是同种物质,故错误;
⑦和是结构相似,分子组成相差1个CH2原子团的烷烃,互为同系物,故正确;
除⑦正确外,其余选项均不正确,故选C。
6.C
【详解】有机物相对分子质量越大沸点越高,相对分子质量相同时,支链越多沸点越低,所以沸点最高的是正戊烷,故C正确。
7.D
【分析】丙烷属于烷烃,烷烃的通式为CnH2n+2,则丙烷的分子式为C3H8。
【详解】A. 1 mol C3H8完全燃烧生成3molCO2和4molH2O,则消耗O2为,A项错误;
B. C3H8与丁烷(C4H10)互为同系物,B项错误;
C. C3H8为饱和烃,不能被酸性高锰酸钾氧化,则不能使高锰酸钾溶液褪色,C项错误;
D. 丙烷的分子式为C3H8,D项正确;
答案选D。
【点睛】同系物指结构相似,分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物,结构相似即同系物具有相同种类和数目的官能团,通式相同;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体,这是常考点,也是学生们的易错点。
8.B
【详解】分析:使1mol丙烯与氯气发生完全加成反应生成1,2-二氯丙烷,消耗1mol氯气,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,因其分子中有6个氢原子,又要消耗6mol氯气,则两个过程中消耗氯气的总的物质的量是7mol 。
详解:使1mol丙烯与氯气发生完全加成反应生成1,2-二氯丙烷,消耗1mol氯气,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,因其分子中有6个氢原子,又要消耗6mol氯气,则两个过程中消耗氯气的总的物质的量是7mol 。B正确,本题选B。
点睛:加成反应所消耗的氯气由不饱和键决定,取代反应所消耗的氯气由分子中的氢原子数决定。
9.C
【详解】只含碳、氢元素的化合物为烃,故选C。
10.B
【详解】A.烷烃同分异构体中支链越多,沸点越低,则正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次降低,故A正确;B.相对分子质量为104的烃,=8…8,则分子中含有8个C和8个H,其结构简式可能为、等,分子中可能只存在单键,如立方烷,故B错误;C.2,2-二甲基丙烷只有一种甲基上的H,则二溴代物可取代同一个甲基上H,或不同甲基上H,则二溴取代物有两种,故C正确;D.乙醇、苯酚、AgNO3溶液、KOH溶液分别与氯化铁混合的现象为:无明显现象、紫色溶液、白色沉淀、红褐色沉淀,现象不同可鉴别,故D正确;故选B。
点睛:把握有机物官能团与性质、有机物反应及鉴别等为解答的关键。本题的易错点为B,首先根据相对分子质量为104的烃,确定该烃的分子式,写出其可能的结构简式,难点是书写C8H8的结构简式,要知道一些特殊结构的化合物。
11.错误
【详解】在光照条件下,烷烃能与氯气发生取代反应,与溴水不反应,说法错误。
12.正确
【详解】有机物分子里的碳原子形成的最小的环状结构是三元环,如,正确。
13.正确
【详解】乙烯和环丙烷的最简式相同,,为CH2,且平均每个碳形成两个碳氢键,故14克混合物含有碳氢键数为2mol,故该说法正确。
14.错误
【详解】烷烃中碳元素的质量分数=,则随n值增大,碳元素的质量分数逐渐增大,故答案为:错误。
15.错误
【详解】碳的杂化方式是sp3,键角不是180°,正戊烷分子中的碳链是锯齿型的。故错误。
16.(1)②③①
(2)通过观察气泡,控制气体流速
(3)溶液褪色
(4)1:1
【分析】实验时应先检验气密性,赶出内部气体,再加热B用于控制气流的流速,经C干燥,在D中,经氧化铝催化,加热发生裂解,E中溴水用于检验烯烃,以判断是否发生裂解反应,F起到干燥作用,G中CuO能将烃氧化成CO2和H2O;
【详解】(1)应先检查整套装置的气密性,排出装置中的空气,再给D、G装置加热,所以正确的操作顺序为:②③①,故答案为:②③①;
(2)B装置中盛有水,可以通过观察B中产生的气泡快慢来控制气体的流速,故答案为:通过观察气泡,控制气体流速;
(3)丁烷催化裂解生成烷烃和烯烃,烯烃和溴水发生加成反应使溴水褪色,故答案为:溶液褪色;
(4)丁烷的裂解中生成的乙烯和乙烷的物质的量相等,生成的甲烷和丙烯的物质的量相等,E、F吸收的是烯烃,G减少的质量是氧化铜中的氧元素质量,设x为C2H4的物质的量,y为C3H6的物质的量,则乙烷和甲烷的物质的量分别是x、y,则:28x+42y=0.7g;乙烷、甲烷与氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为:x×(2+1.5)×2+y×2×2=,解得:x=y=0.01mol,故答案为:1:1。
17.(1)降低氯气的溶解度,除去其中的氯化氢气体
(2)
(3) 内壁上出现油状液滴 黄绿色气体变浅
(4)5
(5)4
(6)
(7)
【分析】本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;甲烷具有还原性,可以和氧化铜反应生成单质铜和水,用无水硫酸铜来检验水的存在,最后用澄清石灰水来检验是否有二氧化碳生成,以此解题。
【详解】(1)氯气先通过饱和食盐水的目的是降低氯气的溶解度,除去其中的氯化氢气体;
(2)C中生成氯仿的化学方程式为;
(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:黄绿色气体变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴;
(4)将2mol 与发生取代反应,测得4种有机取代产物的物质的量相等,则生成、、、的物质的量各为0.5mol,则消耗的氯气的物质的量是;
(5)丁烷的同分异构体有正丁烷和异丁烷,正丁烷和异丁烷的一氯代物都有2种,则分子式为的同分异构体有4种;
(6)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,;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;根据元素守恒,,该烷烃的分子式为;燃烧的化学方程式为;
(7)五水合硫酸铜为蓝色,无水逐渐变蓝,说明有水生成,澄清石灰水出现浑浊,说明有二氧化碳生成,根据原子守恒,与CuO反应的化学方程式为。
18.(1)CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
(2)控制反应速率,使产生的气流稳定,避免产生的泡沫进入导管
(3) C D
(4)CH3CH2OH
(5)加成反应
(6)CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
【分析】(一)A用于制备乙炔,乙炔中含有H2S、PH3等杂质,可用硫酸铜溶液除去,然后用碱石灰干燥;
(二)根据题目所给有关A的信息可知,A为乙烯,乙烯与氢气加成生成B,则B为C2H6,①②③属于同种反应类型,即均为加成反应,乙烯与H2O加成生成D,则D为CH3CH2OH,乙烯与HCl加成生成C,则C为CH3CH2Cl,C2H6与氯气光照发生取代反应也可以生成CH3CH2Cl。
【详解】(1)制取乙炔一般使用电石(碳化钙)和水反应,二者反应生成乙炔和氢氧化钙:CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2;
(2)由于CaC2与H2O反应剧烈,产生C2H2的速率很快,故应控制H2O的滴速来达到控制反应速率,使产生的气流稳定,避免产生的泡沫进入导管;
(3)PH3易溶于水,硫化氢和硫酸铜反应生成CuS沉淀,所以除去H2S、PH3等杂质,可选用CuSO4溶液,即C;碱石灰是NaOH、CaO的混合物,其干燥效率优于CaCl2,故用D装置干燥C2H2;
(4)乙烯与H2O加成生成D,则D为CH3CH2OH;
(5)乙烯与HCl加成生成CH3CH2Cl,反应类型为加成反应;
(6)C2H6与氯气光照发生取代反应生成CH3CH2Cl,化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
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