2.3芳香烃同步练习 2024-2025学年高二化学人教版(2019)选择性必修3(含答案)

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名称 2.3芳香烃同步练习 2024-2025学年高二化学人教版(2019)选择性必修3(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-10-13 21:11:39

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2.3芳香烃
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列反应属于加成反应的是
A.CH3CHBr -CH2Br
B.
C.
D.
2.以下三种物质的分子式均为。下列说法错误的是
A.①②互为同分异构体
B.①的一氯代物有6种
C.③存在分子中含有苯环的同分异构体
D.②分子中所有碳原子不可能处于同一平面
3.有7种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④环己烯;⑤2-丁炔;⑥环己烷;⑦邻二甲苯;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色的是
A.④⑤ B.④⑤⑦ C.②④⑤⑦ D.③④⑤
4.有机物命名正确的是
A. 2-乙基丙烷 B.CH3CH=CH2 2-丁烯
C. 邻二甲苯 D. 3-甲基戊烷
5.为提纯下列物质(括号内的物质是杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是
被提纯的物质 除杂试剂 分离方法
A 乙醇(水) CaO 蒸馏
B 苯(环己烯) 溴水 洗涤
C CH4(C2H4) 酸性KMnO4溶液 洗气法
D 溴苯(Br2) 苯 分液
A.A B.B C.C D.D
6.苯氧乙酸是制备某种具有菠萝气味的香料的中间体,其制备原理如图所示。
下列说法正确的是
A.苯氧乙醇有3种官能团
B.环氧乙烷中所有原子共平面
C.苯氧乙酸的核磁共振氢谱有4组峰
D.反应1是加成反应,反应2是氧化反应
7.下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
实验装置或操作
实验目的 A.制取氯气 B.制备胶体
实验装置或操作
实验目的 C.制备溴苯并验证有产生 D.防止铁片被腐蚀
A.A B.B C.C D.D
8.下列关于各实验装置图的叙述正确的是
A.装置甲可用于验证苯与液溴发生取代反应 B.用图乙装置进行苯和溴苯的分离
C.用图丙装置除去乙炔中的硫化氢 D.装置丁可用于分离碘单质与四氯化碳
9.下列方程式与所给事实相符的是
A.实验室用电石制乙炔:CaC2+H2O→C2H2↑+CaO
B.醋酸与乙醇的反应:CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OC2H5+H2O
C.乙烯和次氯酸反应:CH2=CH2+HClO→CH3CH2OCl
D.苯制溴苯:+Br2
10.已知下面信息:
产物物质的量分数 58% 4% 38%
产物物质的量分数 6% 93% 1%
下列说法错误的是
A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化
C.甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代
D.的一氯代物有3种
11.下列化合物的分子中,所有原子都处于同一平面的是
A.甲烷 B.丙烯 C.溴苯 D.乙醇
12.下列变化中,由加成反应引起的是
A.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾溶液褪色
B.甲烷与氯气混合后,光照黄绿色消失
C.在铁粉催化剂存在下,苯与液溴反应生成溴苯
D.丙烯通入溴水中,溴水褪色
13.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作及现象 实验结论
A 取一定量样品,溶解后加入溶液,产生白色沉淀;加入稀,沉淀不溶解 此样品中可能含有
B 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色 溶液一定不含K元素
C 向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应
D 向某溶液中滴入少量氯水,再滴入KSCN溶液,溶液变红 原溶液中含,无
A.A B.B C.C D.D
14.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,苯在中完全燃烧,得到个分子
B.中含有共价键的数目为
C.甲基所含有的电子数是
D.苯分子中碳碳双键的数目为
15.下列关于苯的叙述正确的是
A.反应①为取代反应,有机产物的密度比水小
B.反应②中1mol苯最多与3molH2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键
C.反应③为取代反应,有机产物是一种芳香烃
D.反应④为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有较多的黑烟
二、填空题
16.已知:苯的同系物中,与苯环直接相连的碳原子上有氢原子,就能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
现有苯的同系物甲、乙、丙,分子式都是C10H14,完成以下空格:
(1)甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是 ;
(2)乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化成分子式为C9H6O6的芳香酸,则乙可能的结构有种 ,请写出其中一种结构 。
(3)丙苯环上的一溴代物只有一种。试写出丙可能的结构简式(写至少2种) 、 。
17.有机物的种类繁多,在日常生活中有重要的用途。请回答下列问题:
(1)键线式为的烃,其系统命名法名称是 。
(2)青蒿素的结构简式为,青蒿素的分子式为 ,青蒿素分子中具有的官能团有 (填序号)。
a.羟基 b.醚键 c.羧基 d.酯基
(3)过氧乙酸()是一种常用的消毒剂。在过氧乙酸中碳原子的杂化方式有 ,分子中键和键的个数比为 。
(4)A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
①分子中所有原子在同一平面上的是 (填标号)。
②能够发生加成反应的烃是 (填标号)。
③写出F与液溴在一定条件下发生反应的化学方程式: 。
18.按要求填空。
(1)中所含官能团名称有: 。(填名称)
(2)的分子式为 ,按碳的骨架分,该有机物属于 。(填字母)
a.脂环烃 b.芳香化合物 c.环状化合物 d.苯的同系物
(3)分子式为C8H10的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,该芳香烃的名称为 。(填字母)
a.乙苯 b.邻二甲苯 c.对二甲苯 d.间二甲苯
(4)香料材料苯丙烯醇()中可能共面的碳原子数最多有 个。苯丙酮()与苯丙烯醇(),两者中 (填名称)熔沸点更高,主要原因是 。
(5)已知化合物C4Si4H8与立方烷的分子结构相似,如图所示,则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为 。
19.分析下列烃分子,完成填空。
①CH3-CH2-CH2-CH2-CH3②③④⑤ ⑥
(1)属于烷烃的有 ;互为同系物的有 (任写一组)。
(2)任写一种①的同分异构体的结构简式: 。
(3)写出②的结构简式: 。
(4)苯的硝化反应的化学方程式: 。
20.乙炔是一种重要的有机化工原料,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。
完成下列各题:
(1)正四面体烷的分子式为 。
(2)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是: 。
a. 能使酸性溶液褪色
b. 1mol乙烯基乙炔能与3mol发生加成反应
c. 乙烯基乙炔分子内含有两种官能团
d. 等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时耗氧量不相同
(3)1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列 事实(填入编号)。
a. 苯不能使溴水褪色 b. 苯能与发生加成反应
c. 溴苯没有同分异构体 d. 邻二溴苯只有一种
(4)写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式: 。
21.(1)按系统命名法,的名称是 。
(2)甲烷和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯却可以使其褪色,主要原因是 。
(3)甘氨酸和硝基乙烷的熔点分别为240℃和-50℃,从物质结构角度解释甘氨酸熔点较高的原因 。
22.回答下列问题:
(1)用系统命名法命名下列有机物:
①CH3CH(C2H5)-C(C2H5)=CH-CH3 。
②CH3-CH(C2H5)-C(CH3)3 。
(2)有4种烃:甲烷、乙炔、环己烷、甲苯,分别取一定量的这些烃,完全燃烧后生成mmolCO2和nmolH2O。则
①当m=n时,该烃是 。
②燃烧时黑烟最浓,该烃是 。
(3)下列各化合物中,属于同系物的是 ,属于同分异构体的是 填入编号。
A.CH3CH2CH2CHO与 B.与
C.与 D.与
E.与 F.戊烯和环戍烷
(4)某烃类化合物A的相对分子质量为84,分子中含有一个碳碳双键,其分子中只有一种类型的氢原子。
①A的结构简式为 。
②A中的碳原子是否都处于同一平面 ?(填“是”或者“不是”)。
(5)乙烷中混有少量乙烯,可以用什么试剂 ?。从粗苯甲酸中提取苯甲酸,可以用 (填“蒸发结晶”或者“降温结晶”)。
23.
(1)已知丙酮[ CH3COCH3 ]键线式可表示为 ,根据键线式回答下列问题:
分子式: ,结构简式: 。
(2) 分子中最多有 个原子共直线;最多有 个原子共平面。
(3)写出乙烯分子的电子式: 。
(4)有机物(CH3)2CHCH(C2H5)CH=CH2的名称是 。
(5)写出甲苯制TNT化学方程式 。
(6) 的一氯取代物有 种, 的二氯取代物有 种。
24.已知有如下8种有机物,其中③④均只由C、H两种元素组成,请根据所学知识回答下列问题:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1)上述物质属于芳香烃的是 (填标号,下同)。
(2)上述物质互为同系物的是 ,互为同分异构体的是 。
(3)⑧的分子式为 ,该分子中含有的官能团名称为 。
(4)⑦分子中共平面的原子个数最多为 。
(5)M是⑥的同分异构体,其中含有苯环的M的结构(不含C-O-C结构)有 种(不包括⑥)。
25.回答下列问题:
(1)观察下面几种烷烃的球棍模型:

①A的结构简式为 ,B的最简式为 。
②B的一氯代物有 种,D的分子式为 。
(2)若、、、、五种烃各为1mol,在足量中燃烧,消耗最多的是 (填化学式,下同);1g,在足量中燃烧,消耗物质的量为 ;
(3)① ② ③ ④ ⑤ ⑥
上述物质中互为同系物的是 (填物质序号)。属于芳香烃的是 (填物质序号)。③的核磁共振氢谱峰面积之比为 。
(4)肉桂醛的结构式为,1mol肉桂醛中不含氧官能团的个数为 。
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B A D A D D C B D
题号 11 12 13 14 15
答案 C D A B D
1.A
【详解】A.由方程式可知,丙烯与溴水发生加成反应生成1,2—二溴丙烷,故A符合题意;
B.由方程式可知,浓硫酸作用下苯与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯和水,故B不符合题意;
C.由方程式可知,铜做催化剂条件下乙醇与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛和水,故C不符合题意;
D.由方程式可知,浓硫酸作用下乙酸与乙醇共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,故D不符合题意;
故选A。
2.B
【详解】A.①②的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,A项正确;
B.①中有5种不同化学化学环境的氢原子,一氯代物有5种,B项错误;
C.③的不饱和度为4,与苯的不饱和度相同,C项正确;
D.分子中含有饱和碳原子,所有碳原子不可能处于同一平面,D项正确。
答案选B。
3.A
【详解】①甲烷结构稳定,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
②苯不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
③聚乙烯不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
④环己烯含有碳碳双键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色;
⑤2-丁炔含有碳碳三键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色;
⑥环己烷不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
⑦邻二甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能与溴水反应使之褪色;
既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色的是④⑤,选A。
4.D
【详解】
A.根据烷烃的系统命名法可知,的名称为2,2-二甲基丙烷,A错误;
B.根据烯烃的烯烃命名法可知,CH3CH=CH2的名称为丙烯,B错误;
C.根据苯的同系物的系统命名法可知,的名称为:对二甲苯或者1,4-二甲基苯,C错误;
D.根据烷烃的系统命名法可知,的名称为:3-甲基戊烷,D正确;
故答案为:D。
5.A
【详解】A.H2O可以与CaO反应生成Ca(OH)2,而乙醇不反应,通过蒸馏将乙醇蒸出,得到较纯净的乙醇,A正确;
B.环己烯()与Br2可以发生加成反应,生成,和苯均为有机物,可以互溶,因此不能用分液的方法分离,B错误;
C.乙烯可以被酸性KMnO4溶液氧化为CO2,引入新杂质,C错误;
D.溴苯、Br2和苯可以互溶,因此不能用分液的方法分离,D错误;
故选A。
6.D
【详解】A.苯氧乙醇有醚键和羟基2种官能团,A错误;
B.环氧乙烷中含有两个饱和碳原子,采用sp3杂化,空间四面体,不可能所有原子共平面,B错误;
C.苯氧乙酸分子中含有5类等效氢,其核磁共振氢谱有5组峰,C错误;
D.反应1是环氧乙烷的开环加成反应,反应2是醇羟基向羧基转化的氧化反应,D正确;
故选D。
7.D
【详解】A.用浓盐酸与二氧化锰制备氯气时需要加热,装置没有加热功能,无法制取到氯气,A错误;
B.向溶液中加入NaOH溶液会生成沉淀,无法得到胶体,B错误;
C.溴具有挥发性,进入烧杯中和硝酸银溶液反应产生淡黄色的溴化银沉淀,该装置不能达到实验目的,C错误;
D.该装置构成电解池,铁片作阴极,被保护,D正确;
故选D。
8.C
【详解】A.由于Br2具有挥发性,且挥发出的Br2能与水反应生成HBr,进而与AgNO3反应生成淡黄色沉淀AgBr,因此装置甲不可用于验证苯与液溴发生取代反应,故A错误;
B.苯和溴苯是互溶液体,使用蒸馏的方法即可分离,温度计应在蒸馏烧瓶支管口处,冷凝管进出水口应下进上出,故B错误;
C.H2S能与CuSO4反应生成CuS,从而除去乙炔中的硫化氢,故C正确;
D.由于I2易溶于CCl4中,分离I2和CCl4应该使用蒸馏装置,分液不可用于分离碘单质与四氯化碳,故D错误;
故选C。
9.B
【详解】A.实验室用电石制乙炔:CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2,故A错误;
B.醋酸与乙醇发生酯化反应:CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OC2H5+H2O,故B正确;
C.乙烯和次氯酸反应:CH2=CH2+HClO→CH2ClCH2OH,故C错误;
D.苯制溴苯:+Br2+HBr,故D错误;
故答案选B。
10.D
【详解】A.甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,但苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B.根据反应需要的温度可知,甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化,B正确;
C.甲苯发生硝化反应时,产物的量最少,说明甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代,C正确;
D.的氢原子有5种,一氯代物有5种,D错误;
故选D。
11.C
【详解】A.甲烷是正四面体结构,原子不共面,故不选A;
B.丙烯分子中含有1个饱和碳原子,不可能所有原子共平面,故不选B;
C.苯分子为平面结构,1个溴原子代替苯环上的1个H原子得到溴苯,所以溴苯中所有原子都处于同一平面,故选C;
D.乙醇中含有2个饱和碳原子,不可能所有原子共平面,故不选D;
选C。
12.D
【详解】A.乙烯中含有碳碳双键具有还原性,通入酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,高锰酸钾溶液发生还原反应而褪色,A不符合题意;
B.甲烷与氯气混合光照后发生取代反应,消耗氯气,黄绿色消失,B不符合题意;
C.在催化剂存在下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯,C不符合题意;
D.丙烯中含有碳碳双键,与Br2发生加成反应从而使溴水褪色,D符合题意;
故选D。
13.A
【详解】A.浓硝酸具有强氧化性,能将氧化成,因而无法确定样品中是否含有,故A正确;
B.用洁净铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,溶液中一定含有,检验K+,要透过蓝色的钴玻璃观察,故不能确定是否含有K元素,故B错误;
C.向溴水中加入苯,振荡后静置,溴被苯萃取,水层颜色变浅,此过程未发生加成反应,故C错误;
D.向某溶液中滴入几滴氯水,再滴入KSCN溶液,观察到溶液变红,可能原溶液中只有无,也可能是转化为,故D错误;
故答案选A。
14.B
【详解】A.标准状况下苯为液体,无法计算苯的物质的量,也就无法计算其在中完全燃烧,得到分子的数目,A错误;
B.已知CH2Cl2中含有2个C-H和2个C-Cl,故中含有共价键的数目为,B正确;
C.已知甲基为中性基团,即一个甲基含有9个电子,故甲基所含有的电子数是=,C错误;
D.苯分子中不存在碳碳双键,故苯分子中碳碳双键的数目为0,D错误;
故答案为:B。
15.D
【详解】A.苯与液溴在铁做催化剂的条件下生成溴苯和溴化氢,属于取代反应,溴苯的密度大于水,A错误;
B.苯分子中没有碳碳双键,而是一种介于单键和双键之间独特的键,B错误;
C.苯与浓硫酸、浓硝酸的混合液加热发生取代反应生成硝基苯,有机产物硝基苯是烃的衍生物,不属于芳香烃,C错误;
D.苯分子中含碳量高,燃烧的现象是火焰明亮并带有较多的黑烟,D正确;
故选D。
16.(1)
(2) 3 或或
(3)
【详解】(1)甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,说明其苯环所连碳上没有氢原子,则苯环直接所连碳上都与碳原子相连,符合的结构为:,故答案为:;
(2)乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化成分子式为C9H6O6的芳香酸,说明其中有3个烃基被氧化成羧基,结合组成可知三个烃基均为甲基,三个甲基在苯环上有三种结构,分别为:或或,故答案为:3;或或;
(3)丙苯环上的一溴代物只有一种,可苯环的烃基为对称结构,可能是对位二取代结构,也可能是四甲基苯结构,结构有:;;;,故答案为:;或或;
17.(1)2-甲基戊烷
(2) C15H22O5 bd
(3) sp3、sp2 8∶1
(4) CDF CDFG +Br2+HBr
【详解】(1)该物质是烷烃的键线式表示,分子中最长碳链上含有五个C原子,命名时应该从离支链较近的左端为起点,给主链上的C原子编号,以确定支链连接在主链上的位置,该物质的系统命名方法命名为2-甲基戊烷;
(2)青蒿素的结构简式,可知其分子式为C15H22O5;
根据青蒿素分子结构简式,可知其分子中具有的官能团有酯基、醚键,故合理选项是bd;
(3)在过氧乙酸分子中,饱和C原子采用sp3杂化;酯基中含有羰基的C原子采用sp2杂化;共价单键都是σ键,共价双键中1个是σ键,1个是π键,则在1个CH3COOOH分子中含有8个σ键,1个π键,故在过氧乙酸分子中σ键和π键的个数比为8:1;
(4)
①在上述几种烃的分子球棍模型中,A表示CH4,分子呈正四面体形,分子中所有原子不在同一平面上;B为CH3CH3,分子结构也是立体结构,分子中所有原子不在同一平面上;C为CH2=CH2,该物质分子是平面形分子,分子中所有原子在同一平面上;D为HC≡CH,分子是直线形,分子中所有原子在同一平面上;E为CH3CH2CH3,分子结构也是立体结构,分子中所有原子不在同一平面上;F表示为苯,结构简式为,苯分子是平面分子,分子中所有原子在同一平面上;G表示的物质是,由于甲基,具有甲烷的四面体结构,因此甲苯分子中所有原子不能再同一平面上。综上所述可知:分子中所有原子在同一平面上的物质序号是CDF;
②C为CH2=CH2,D为HC≡CH,F为,G为,它们在一定条件下都可以发生加成反应,故能够发生加成反应的烃的序号是是CDFG;
③F为,F与液溴在FeBr3催化下能够发生取代反应,产生溴苯和HBr,该反应的化学方程式为:+Br2+HBr。
18.(1)醛基、醚键
(2) ac
(3)c
(4) 9 苯丙烯醇 苯丙烯醇分子间可形成氢键,苯丙酮分子间不能形成氢键,所以苯丙烯醇熔沸点高于苯丙酮
(5)4
【详解】(1)
中所含官能团名称有:醛基和醚键;
(2)
的分子式:;按碳的骨架分,该有机物属于脂环烃、环状化合物;
(3)a.乙苯苯环上有3种不同氢原子,所以苯环上的一溴取代物有3种,A错误;
b.邻二甲苯的苯环上有2种不同氢原子,所以苯环上的一溴取代物有2种,B错误;
c.对二甲苯的苯环上有1种氢原子,所以苯环上的一溴取代物只有1种,C正确;
d.间二甲苯的苯环上只有3种氢原子,所以苯环上的一溴取代物有3种,D错误;
答案选c;
(4)
根据分子结构,苯环上的原子以及与苯环直接相连的原子共平面,形成碳碳双键的两个碳原子及与之相连的原子共平面,结构单键可旋转特性,最多可有9个碳原子共平面;苯丙烯醇()分子间可形成氢键,苯丙酮()分子间不能形成氢键,所以苯丙烯醇()熔沸点更高;
(5)取代情况分别如下:取代2个C上的H,取代2个Si上的H,取代相邻C和Si上的H,取代对角线上的C和Si上的H,C4Si4H8的二氯代物的同分异构体有:同一条棱上的二氯代物1种、面对角线上的二氯代物2种、体对角线上的二氯代物1种,故同分异构体数目为4。
19.(1) ①④⑥ ①④⑥(或③⑤)
(2)CH3-CH(CH3)-CH2-CH3或(CH3)4C
(3)CH2=CH2
(4)+HNO3+H2O
【详解】(1)①CH3-CH2-CH2-CH2-CH3分子中C原子之间以单键结合成链状,其余价电子全部与H原子结合,达到结合H原子的最大数目,属于烷烃;
④表示乙烷,乙烷属于烷烃;
⑥是甲烷的球棍模型,甲烷属于烷烃,
故已知物质中属于烷烃的有①④⑥;
在题目已知物质中,①是戊烷,④是乙烷,⑥是甲烷,它们结构相似,在分子组成上相差CH2的整数倍,三种物质互为同系物;
③表示苯,⑤表示甲苯,二者结构相似,在分子组成上相差1个CH2,两种物质互为同系物;
故上述物质中属于同系物的有①④⑥(或③⑤);
(2)①是CH3-CH2-CH2-CH2-CH3,其同分异构体结构简式为:CH3-CH(CH3)-CH2-CH3或(CH3)4C;
(3)②是乙烯的球棍模型,其结构简式为:CH2=CH2;
(4)苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应产生硝基苯和水,则苯与浓硝酸的取代反应也叫苯的硝化反应,则该反应的化学方程式为:+HNO3+H2O。
20. C4H4 d ad
【分析】(1)每个顶点上含有一个C原子,每个碳原子形成四个共价键,据此确定该物质分子式;
(2)乙烯基乙炔中含有碳碳双键、碳碳三键,具有烯烃和炔烃性质;
(3)根据双键能发生加成反应分析性质,根据Br C C Br和Br C=C Br两种不同的位置分析结构;
(4)环辛四烯的不饱和度为5,其同分异构体属于芳香烃,说明含有苯环,苯环的不饱和度为4,则苯环上取代基含有碳碳双键。
【详解】(1)每个顶点上含有一个C原子,每个碳原子形成四个共价键,所以该物质分子式为C4H4;故答案为:C4H4;
(2)a.该分子中含有碳碳双键、碳碳三键,具有烯烃和炔烃性质,所以能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故正确;
b.碳碳双键和碳碳三键都能和溴单质发生加成反应,1mol碳碳双键完全加成需要1mol溴单质,1mol碳碳三键完全加成需要2mol溴单质,所以1mol乙烯基乙炔能与3mol Br2发生加成反应,故正确;
c.该分子中含有碳碳双键和三键,所以乙烯基乙炔分子内含有两种官能团,故正确;
d.乙炔和乙烯炔的最简式相同,所以等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量相同,故错误;
故答案为:d;
(3) 1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构,如果含有C=C键的话,则能发生加成反应而使溴水褪色,但真实的情况是苯不能使溴水发生反应而褪色,这一点不能解释;如果是单双建交替的正六边形平面结构,则邻二溴苯应有Br C C Br和Br C=C Br两种不同的结构,但事实是邻二溴苯只有一种,这一点也不能解释;故答案为:ad;
(4)环辛四烯的不饱和度为5,其同分异构体属于芳香烃,说明含有苯环,苯环的不饱和度为4,则苯环上取代基含有碳碳双键,所以环辛四烯符合条件的同分异构体为苯乙烯,其结构简式为 ;故答案为: 。
【点睛】关于有机物的性质要根据所含的官能团进行分析和判断;判断同分异构体可以从不饱和度的角度思考。
21. 3,4-二甲基己烷 苯环使变活泼,使甲基易被氧化成-COOH 硝基乙烷是分子晶体,甘氨酸主要以内盐形式存在(存在离子键),所以熔点较高
【详解】(1)选长链为主链,甲基分别取代在3,4号碳上,系统命名法为:3,4-二甲基己烷;
(2)苯环使-CH3变活泼,使甲基易被氧化成-COOH,甲苯能够使酸性高锰酸钾褪色;
(3)甘氨酸主要以内盐形式存在,存在离子键熔点较高,硝基乙烷是分子晶体,分子间作用力小于离子键,所以甘氨酸熔点较高。
22.(1) 4-甲基-3-乙基-2-己烯 2,2,3-三甲基戊烷
(2) 环己烷 乙炔
(3) BE AF
(4) (CH3)2C=C(CH3)2 是
(5) 溴水 降温结晶
【详解】(1)①该有机物碳碳双键在2、3号碳上,主链为2-己烯,4号碳上有一个甲基,3号碳上有一个乙基,则用系统命名法命名为4-甲基-3-乙基-2-己烯;
②根据系统命名法的规则,可知该物质的名称为2,2,3-三甲基戊烷;
(2)①完全燃烧后生成mmolCO2和nmolH2O,则烃分子中N (C) :N (H) =m:2n,当m=n时,该烃分子中N (C) : N (H) =m:2n=1:2,则环己烷符合题意;
②燃烧时黑烟最浓,说明该有机物含碳量最高,则乙炔符合题意;
(3)A.CH3CH2CH2CHO与分子式相同,官能团不同,二者互为同分异构体;
B.与含有的官能团相同,二者相差1个CH2原子团,则二者互为同系物;
C.与含有官能团不同,前者是酚羟基,后者是醇羟基,分子式也不同,二者既不是同系物,也不是同分异构体;
D. 与含有的羟基数目不相同,分子式不同,二者既不是同系物,也不是同分异构体;
E.与均含有2个羧基,二者相差2个CH2原子团,则二者互为同系物;
F.戊烯含有碳碳双键,环戊烷属于饱和烃,二者结构不同,分子式相同,互为同分异构体;
综上所述,属于同系物的是BE;属于同分异构体的是AF ;
(4)①某烃类化合物A的相对分子质量为84,分子中最大C原子数目为,则A的分子式为C6H12,分子中含有一个碳碳双键,其分子中只有一种类型的氢原子,该有机物结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2;
②碳碳双键及其连接的原子共平面,则(CH3)2C=C(CH3)2中所有碳原子都在同一平面内;
(5)乙烯能与溴水发生加成反应,乙烷中混有少量乙烯,可以用溴水除去乙烯;苯甲酸溶解度受温度影响比较大,从粗苯甲酸中提取苯甲酸,可以用降温结晶。
23.(1) C5H8O2 CH2=C(CH3)COOCH3
(2) 4 20
(3)4-甲基-3-乙基-1-戊烯
(4)
(5) +3HNO3 +3H2O
(6) 2 7
【详解】(1) 结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3,分子式为C5H8O2,故答案为C5H8O2;CH2=C(CH3)COOCH3;
(2)因C≡C为直线型,直接相连的C在同一直线上,则最多4个C共直线,C=C、苯环为平面结构,则最多12个C原子共面,故答案为4;12;
(3)乙烯中含碳和碳之间以共价双键结合,电子式为 ,故答案为 ;
(4)有机物(CH3)2CHCH(C2H5)CH=CH2的名称是4-甲基-3-乙基-1-戊烯,故答案为4-甲基-3-乙基-1-戊烯;
(5)甲苯易发生取代反应,与浓硝酸、浓硫酸的混合酸共热时发生硝化反应生成三硝基甲苯,方程式为 +3HNO3 +3H2O,故答案为 +3HNO3 +3H2O;
(6) 中有2种氢原子,所以 的一氯取代物有2种, 的二氯取代物有:固定一个氯原子的位置在 ,有6种(如图 ),固定一个氯原子的位置在 ,有1种(如图 ),共7种,故答案为2;7。
24.(1)⑦
(2) ③④ ①⑤
(3) 酮羰基、醚键、碳碳双键
(4)17
(5)13
【详解】(1)
只含碳、氢两种元素的有机物为烃,含有苯环的烃为芳香烃,属于芳香烃的是,故选⑦;
(2)
③的分子式为C5H12、④的分子式为CH4,都属于烷烃,结构相似,分子组成相差4个CH2原子团,③④属于同系物;、分子式都是C6H12,结构不同,互为同分异构体的是①⑤;
(3)
根据的结构简式,可知分子式为,该分子中含有的官能团名称为羰基、醚键、碳碳双键。
(4)
苯环结构中有12个原子共平面,乙烯结构中有6个原子共平面,单键可以旋转,甲基中最多1个H原子可以旋转至共平面,因此分子中共平面的原子个数最多为17。
(5)
的同分异构体,苯环上只有1个取代基时,取代基有2种:、,共有2种结构;苯环上有2个取代基,当取代基为-OH、时,除⑥外,还有邻、间2种结构,当取代基为、时,有邻、间、对3种结构;苯环上有3个取代基时,分别为、、-OH,共有6种结构,、、 (数字表示-OH连接的碳的位置),因此符合条件的结构一共13种。
25.(1) 2
(2) 0.125mol
(3) ①⑥ ⑤ 1∶2∶2∶2∶1
(4)1
【详解】(1)A、B分别为丙烷和丁烷,丙烷的结构简式为,丁烷的分子式为,故最简式为。B中含两种等效氢,故一氯代物含2种,D的分子式为。
(2)烃与氧气完全燃烧的反应通式为,等物质的量的烃耗氧量和有关,由此可知耗氧量最多的为。由通式可知,1g,在足量中燃烧,消耗物质的量为。
(3)同系物为结构相似且相差若干个“CH2”的有机物互为同系物,故仅有①⑥符合;含有苯环的烃成为芳香烃,⑤符合; 中含有五组峰,核磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1。
(4) 中不含氧官能团为碳碳双键,且只有一个,故1mol肉桂醛中不含氧官能团的个数为1。
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