第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲 烷
(时间:40分钟)
选题表
知识点
题号
有机物判断与计算
3,8,11,12
甲烷的结构与性质
1,2,4,5,7
综合
6,9,10,13,14
基础过关
1.(2016·甘肃庆阳期末)下列关于甲烷分子结构的叙述中,正确的是( D )
A.甲烷分子中C、H原子间是离子键
B.甲烷分子的空间结构是正方体
C.甲烷的结构式为CH4
D.甲烷分子中4个碳氢键完全相同
解析:非金属元素之间形成共价键,甲烷分子中C、H原子间是共价键,A错误;甲烷分子是空间正四面体结构,结构式为,4个碳氢键完全相同,B、C错误,D正确。
2.(2017·黑龙江哈尔滨六中期中)下列关于甲烷的说法正确的是( B )
A.实验室可用向上排空气法收集甲烷
B.甲烷点燃之前需要验纯
C.甲烷可以与溴水发生取代反应
D.甲烷在空气中燃烧只可能生成CO2和H2O
解析:甲烷的密度比空气的小,不能用向上排空气法收集,A错误;甲烷与溴蒸气能发生取代反应,与溴水不能发生取代反应,C错误;甲烷在空气中若不完全燃烧,会产生CO,D错误。
3.下面列举的是某化合物的组成和性质,能说明该物质肯定是有机物的是( A )
A.仅由碳、氢两种元素组成
B.仅由碳、氢、氧三种元素组成
C.在氧气中燃烧只生成二氧化碳
D.熔点低而且难溶于水
解析:烃都是有机化合物,A正确;碳酸(H2CO3)不属于有机物,B错误;单质碳、一氧化碳在氧气中燃烧只生成二氧化碳,它们均不属于有机物,C错误;Br2、CO等熔点低且难溶于水但不属于有机物,D错误。
4.为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素,可将其燃烧产物通过①浓硫酸;②澄清石灰水;③无水硫酸铜。正确的顺序是( D )
A.①②③ B.②③ C.②③① D.③②
解析:甲烷的燃烧产物是H2O和CO2,先通过无水硫酸铜(变蓝色),证明生成物中有H2O,则证明甲烷中含有氢元素;再通过澄清石灰水(变浑浊),证明生成物中有CO2,则证明甲烷中含有碳元素,D正确。
5.(2017·河南林州一中调研)科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰,其有效成分为甲烷。下列说法正确的是( C )
①甲烷属于烃类 ②在相同条件下甲烷的密度大于空气 ③甲烷难溶于水 ④可燃冰是一种极具潜力的能源
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
解析:在相同条件下甲烷的密度小于空气,②错误。
6.如图所示,集气瓶内充满某混合气体,置于光亮处,将滴管内的水挤入集气瓶后,烧杯中的水会进入集气瓶,则集气瓶中的气体可能是( D )
①CO、O2 ②Cl2、CH4 ③NO2、O2 ④N2、H2
A.①② B.②④ C.③④ D.②③
解析:从题目的叙述情况看,所选气体组必须是与水作用后混合气体总体积减小的,此时应注意CH4与Cl2的取代反应生成HCl,HCl易溶于水,因此应选D。
7.公元前一世纪,我国已使用天然气,天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中,错误的是( B )
A.通常情况下,甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应
B.甲烷化学性质比较稳定,不能被任何氧化剂氧化
C.甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应
D.甲烷的四种取代物都难溶于水
解析:CH4的性质比较稳定,通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,而不是不能被任何氧化剂氧化(如能燃烧),A正确、B错误;CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应,生成4种有机产物,它们是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4且均难溶于水,故C、D均正确。
8.(2017·河南林州一中调研)一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和H2O的总质量是14.4 g,若其中水的质量是7.2 g,则CO的质量是( A )
A.2.8 g B.4.4 g
C.5.6 g D.在2.8 g和5.6 g之间
解析:甲烷燃烧时,当O2少量时生成CO和H2O,当O2足量时生成CO2和H2O,所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2 mol。设CO和CO2的质量分别为x、y。
则
解得x=2.8 g。
9.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10 mL CH4,同温、同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,针管用日光照射一段时间,使气体在甲管中反应。
(1)下列是某同学预测的实验现象:
①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;
③甲管内壁有油珠;④产生火花。
其中正确的是 。?
(2)甲管中发生的化学反应类型为 。?
(3)反应后,甲管中剩余气体能用下列 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
(4)反应后,若将甲管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试液,又观察到 。?
解析:(1)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,氯气逐渐减少,但不消失,因为氯气过量,所以氯气的颜色逐渐变浅,不会变成无色;反应后有油状液滴(二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷)出现;反应过程中气体的体积减小,导致管内的压强低于外界大气压,甲管活塞向内移动。
(2)甲烷与氯气在光照条件下发生的是取代反应。
(3)反应后,甲管中剩余气体为氯气,因此用氢氧化钠溶液吸收。
(4)甲管中的氯气、氯化氢溶于水,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液呈酸性,氯离子能与AgNO3溶液中的银离子产生氯化银白色沉淀;其余有机物不溶于水,溶液分层,所以将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到液体分为两层,产生白色沉淀,溶液变浅黄绿色;若再向其中滴入几滴石蕊试液,又观察到溶液先变红后
褪色。
答案:(1)②③ (2)取代反应 (3)B
(4)液体分为两层,产生白色沉淀,溶液变浅黄绿色 溶液先变红后
褪色
能力提升
10.(2017·河南林州一中调研)三氯甲烷(CHCl3)又称氯仿,可用作麻醉剂,但在光照下易被氧化成剧毒的光气(COCl2),其反应式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl。为了防止事故发生,在使用三氯甲烷前要先检验一下其是否变质,检验用的最佳试剂是( B )
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液
C.溴水 D.淀粉碘化钾溶液
解析:根据已知信息可知,三氯甲烷变质后会生成HCl,可加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明三氯甲烷变质。
11.(2016·湖北随州期末)在常温常压下,向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下得到干燥气体450 mL,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为( B )
A.1∶4 B.1∶3
C.1∶2 D.1∶1
解析:设原混合气体中含有x mL CH4,反应的方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,利用差量法计算:
CH4+2O2CO2+2H2O ΔV
1 2 1 2 2
x 2x x 2x 2x
则:2x mL=(100 mL+400 mL)-450 mL=50 mL,
解得:x=25,所以混合气体中Ar的体积为V(Ar)=100 mL-25 mL=75 mL,相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为n(CH4)∶n(Ar)=V(CH4)∶V(Ar)=25 mL∶
75 mL=1∶3。
12.瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%(体积分数)时遇火所产生的,发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气中的体积分数大约为( B )
A.10.5% B.9.5%
C.8% D.5%
解析:由CH4+2O2CO2+2H2O可知瓦斯爆炸最剧烈时,CH4和O2的体积比应为1∶2,因此CH4与空气的体积比为1∶(2×)=1∶9.5,那么它在空气中的体积分数为×100%=9.5%。
13.已知碳化铝(Al4C3)与水反应生成氢氧化铝和甲烷。为了探究甲烷的性质,某同学设计如下两组实验方案。甲方案探究甲烷与氧化剂反应(如图1所示);乙方案探究甲烷与氯气反应的条件(如图2所示)。
甲实验现象:溴水无颜色变化,澄清石灰水变浑浊,无水硫酸铜变蓝色。乙实验操作过程:通过排饱和食盐水的方法收集两瓶甲烷与氯气(体积比为1∶4)混合气体(Ⅰ、Ⅱ),Ⅱ瓶用预先准备好的黑色纸套套上,Ⅰ瓶放在光亮处(不要放在日光直射的地方,以免引起爆炸)。按图2安装好装置,并夹紧止水夹a和b。
(1)写出碳化铝与硫酸反应的化学方程式:?
。?
(2)实验甲中浓硫酸的作用是 ,?
集气瓶中收集到的气体能否直接排入空气中? (填“能”或“否”)。?
(3)下列对实验甲有关现象与结论的叙述都正确的是 。?
A.酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下,甲烷不能与强氧化剂反应
B.硬质玻璃管里黑色粉末无颜色变化,结论是甲烷不与氧化铜反应
C.硬质玻璃管里黑色粉末变红色,推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
D.甲烷不能与溴水反应,推知甲烷不能与卤素单质反应
(4)写出硬质玻璃管里可能发生的化学方程式:?
(按甲烷与氧化铜物质的量之比2∶7)。?
(5)过一段时间,打开图2的a、b止水夹,Ⅰ、Ⅱ中观察到的现象是?
。?
解析:(1)碳化铝与硫酸反应可理解为碳化铝(Al4C3)与水反应,产物再和硫酸反应,所以产物为硫酸铝和甲烷。
(2)甲方案探究甲烷与氧化剂反应,盛放浓硫酸的装置放置在氧化剂氧化铜之前,所以实验甲中浓硫酸的作用是干燥CH4,甲烷和氧化铜反应,碳元素化合价升高,生成碳的氧化物,产物中可能有一氧化碳生成,所以集气瓶中收集到的气体不能直接排放到空气中。
(3)酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下,甲烷不能与强氧化剂反应,故A正确;甲烷能与氧化铜反应,若少量甲烷参加反应,硬质玻璃管里为大量黑色粉末氧化铜和少量铜或氧化亚铜的混合物,无明显颜色变化,故B错误;氧化铜与甲烷反应生成水和二氧化碳、一氧化碳,硬质玻璃管里黑色粉末也能变红色,故C错误;甲烷不能与溴水反应,但甲烷能与卤素单质发生取代反应,故D错误。
(4)甲烷中碳元素化合价为-4价,甲烷与氧化铜反应,碳元素化合价升高,甲烷与氧化铜物质的量之比为2∶7,先根据氢原子守恒确定水前化学计量数,再根据碳、氧原子守恒确定CO2、CO的化学计量数。
(5)由于甲烷和氯气在光照条件下发生反应,生成物有CH3Cl(气体)、CH2Cl2(油状液体)、CHCl3(油状液体)、CCl4(油状液体)、HCl(极易溶于水),所以在Ⅰ瓶中:颜色逐渐变浅,有油状液体产生,出现白雾,且可以看见水倒吸入Ⅰ瓶中。
答案:(1)Al4C3+6H2SO42Al2(SO4)3+3CH4↑
(2)干燥CH4 否 (3)A
(4)2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O
(5)在Ⅰ瓶中:颜色逐渐变浅,有油状液体产生,出现白雾,且可以看见水倒吸入Ⅰ瓶中
14.如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式: 。?
(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1,则得到的产物为 。?
A.CH3Cl HCl
B.CCl4 HCl
C.CH3Cl CH2Cl2
D.CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl
(3)经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是 。?
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到?
。?
(5)右端玻璃管的作用是 。?
解析:(1)因Cl2足量,若充分反应,则CH4中的四个H原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,CH4+4Cl2CCl4+4HCl。
(2)甲烷与氯气的取代反应是四步反应同时发生,故得到四种氯代产物和HCl。
(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水,压强减小,U形管右侧液面下降,左侧液面上升。
(4)因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3H2SiO3↓+2NaCl,所以观察到有白色胶状沉淀生成。
(5)为了平衡气压,在U形管右侧插有一个玻璃管。
答案:(1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl
(2)D (3)B (4)有白色胶状沉淀生成
(5)平衡气压
第2课时 烷 烃
(时间:40分钟)
选题表
知识点
题号
同系物、同分异构体
1,3,5,6,9,10
烷烃的结构与性质
2,4,8
综合
7,11,12,13
基础过关
1.(2017·河南林州一中调研)下列说法中错误的是( D )
①化学性质相似的有机物是同系物 ②分子组成相差一个或几个CH2的有机物是同系物 ③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必是同系物 ④具有同一通式的物质属于同系物
A.只有①②③ B.只有①②④
C.只有①③④ D.①②③④
解析:互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,但反之不成立,①错误;同系物的前提是结构相似,②不能保证这点,②错误;C2H4与C3H6具有相同的最简式,当然碳、氢的质量分数相同,但C2H4只能为CH2CH2,而C3H6若为时,两者不是同系物,③错误;C2H4与均符合通式CnH2n,但不是同类物质,不属于同系物,④错误。
2.(2016·福建三明期末)下列烷烃的分子式可以表示3种不同结构的是( A )
A.C5H12 B.C4H10 C.C3H8 D.C2H6
解析:CH3CH3、CH3CH2CH3无同分异构体,丁烷有正丁烷、异丁烷2种同分异构体,戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体。
3.(2017·河南林州一中调研)下列烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的是( D )
A.丙烷 B.异丁烷
C.异戊烷 D.新戊烷
解析:由分子中氢原子的种类可知,丙烷和异丁烷的一氯代物有2种,异戊烷的一氯代物有4种,新戊烷的一氯代物只有1种。
4.(2017·山西怀仁一中月考)下列有关烷烃的叙述中,正确的是( C )
①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键 ②烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 ③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃 ④烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色
A.①③⑤ B.②③ C.①④ D.①②④
解析:烷烃分子中碳原子形成四个共价键全是单键,①正确;烷烃的结构决定了化学性质,碳原子是饱和状态,所以均不能使KMnO4(H+)溶液褪色,②错误;分子通式为CnH2n+2的烃,满足碳原子的价键全是单键,是饱和烃,所以一定是烷烃,③错误;烷烃的通性是饱和碳原子上的氢原子在一定条件下和氯气发生取代反应,所以烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,④正确;光照条件下,乙烷通入溴水中,不反应,不能使溴水褪色,⑤错误。
5.下列关于同系物的说法正确的是( D )
A.同系物可以是不同类别的物质
B.通式相同,分子间相差n个CH2(n≥1)的物质互称同系物
C.同系物的最简式相同,分子式不同
D.同系物的化学性质相似
解析:同系物一定属于同类别物质,同系物的最简式不一定相同,如
烷烃。
6.(2017·河南洛阳期中)丁烷的一氯代物共有( C )
A.3种 B.5种 C.4种 D.2种
解析:丁烷有2种同分异构体:正丁烷和异丁烷,正丁烷有2种氢原子,异丁烷有2种氢原子,所以一氯代物的数目为4,故选C。
7.(2017·河南洛阳期中)天然气的主要成分是甲烷,还含有一定量的乙烷、丙烷等可燃性气体。下列有关说法不正确的是( D )
A.甲烷与丙烷互为同系物
B.甲烷不能使高锰酸钾酸性溶液褪色
C.乙烷和氯气在光照的条件下可以发生取代反应
D.甲烷、乙烷、丙烷中的化学键都是极性共价键
解析:甲烷与丙烷结构相似,在分子组成上相差一个CH2原子团,互称为同系物,A正确;甲烷不能使高锰酸钾酸性溶液褪色,B正确;乙烷和氯气在光照的条件下可以发生取代反应,C正确;乙烷、丙烷中既有碳氢键,也有碳碳键,所以既有极性共价键,也有非极性共价键,D不
正确。
8.在1.013×105 Pa下,测得的某些烷烃的沸点如下:
物质
正丁烷
正戊烷
异戊烷
新戊烷
正己烷
沸点/℃
-0.5
36.1
27.8
9.5
69.0
据表分析,下列选项正确的是( D )
A.在标准状况时,新戊烷是气体
B.在1.013×105 Pa、20 ℃时,C5H12都是液体
C.烷烃随碳原子数增加,沸点降低
D.C5H12随支链增加,沸点降低
解析:从表中可得到信息,新戊烷的沸点是9.5 ℃,标准状况下是液体,20 ℃时是气体,A、B错误;烷烃随碳原子数的增加,沸点升高,C错误;C5H12的三种同分异构体中,随支链增加,沸点逐渐降低,D正确。
9.如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是 (填字母编号)。?
(2)在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成 和 ;不仅可以形成 ,还可以形成碳环。?
(3)上图中互为同分异构体的是A与 ;B与 ;D与 (填字母)。?
解析:依据图示和信息,可知一根小棍表示碳碳单键,两根表示碳碳双键……同时把碳原子剩余价键用氢原子补全,即得到相应的烃。
答案:(1)AC (2)碳碳双键 碳碳三键 碳链
(3)C EFH G
能力提升
10.(2017·山西怀仁一中月考)下列说法正确的是( D )
A.乙烷的一氯代物同分异构体有1种,二氯代物的同分异构体有3种
B.丙烷的一氯代物同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有5种
C.正丁烷的一氯代物同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有
5种
D.正戊烷的一氯代物同分异构体有3种,二氯代物的同分异构体有
9种
解析:乙烷分子中只有一种氢原子,所以一氯代物同分异构体只有1种,二氯代物的同分异构体有2种,A错误;丙烷分子中有2种氢原子,故一氯代物同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有4种,即CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl,B错误;正丁烷分子中有2种氢原子,所以一氯代物同分异构体有2种,二氯代物的同分异构体有6种,即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、
CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3, C错误;正戊烷分子中有3种氢原子,故一氯代物同分异构体有3种:CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3;当一氯代物为CH3CH2CH2CH2CH2Cl时,二氯代物有5种:CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl;当一氯代物为CH3CH2CH2CHClCH3时,二氯代物还有3种:CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3;当一氯代物为CH3CH2CHClCH2CH3时,二氯代物还有1种:CH3CH2CCl2CH2CH3,故正戊烷的二氯代物的同分异构体共有9种,D
正确。
11.如表中所列的都是烷烃,它们的一卤取代物均只有一种,分析下表中各项的排布规律,按此规律排布第6项应为( D )
1
2
3
4
5
…
CH4
C2H6
C5H12
C8H18
…
…
A.C14H30 B.C17H36 C.C20H42 D.C26H54
解析:由表格中数据可知,奇数项的C原子个数为前一奇数项中烷烃的C和H原子个数之和,偶数项亦是如此。第6项的C原子数为8+18=26,即为C26H54。
12.0.5 mol某烃完全燃烧后得到二氧化碳和水蒸气的混合气体。若将该混合气体全部通入盛有足量澄清石灰水的洗气瓶中,洗气瓶内产生白色沉淀100 g;若将该混合气体全部通入盛有足量过氧化钠的干燥管,干燥管的质量增加30 g。
试完成下列问题:
(1)该烃的化学式是 。?
(2)该烃是否为烷烃 (填“是”或“否”),理由是 ? 。?
解析:(1)烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物,完全燃烧生成CO2和H2O,烃与CO2之间保持碳元素的质量守恒,烃与H2O之间保持氢元素的质量守恒。100 g白色沉淀是CaCO3,其物质的量是1 mol,与其对应的CO2的物质的量也是1 mol。设CO2使盛Na2O2的干燥管增加的质量是x。则:
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Δm
2 mol 56 g
1 mol x
x=1 mol×56 g÷2 mol=28 g。
H2O使盛Na2O2的干燥管增加的质量是30 g-28 g=2 g。
设H2O的物质的量是y,则:
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ Δm
2 mol 4 g
y 2 g
y=2 mol×2 g÷4 g=1 mol。
0.5 mol烃完全燃烧生成1 mol CO2和1 mol H2O,则每摩尔烃含2 mol C和4 mol H,烃的化学式为C2H4。
(2)烷烃分子组成的通式为CnH2n+2,C2H4不是烷烃。
答案:(1)C2H4 (2)否 C2H4不符合烷烃通式CnH2n+2
13.(2016·安徽六安期末)在烷烃分子中的基团:、、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子,数目分别用N1、N2、N3、N4表示。例如: 分子中,N1=6,N2=1,N3=2,N4=1。试根据不同烷烃的组成结构,分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的
关系。
(1)烷烃分子中氢原子数N0与N1、N2、N3、N4之间的关系是N0= ;?
(2)4种碳原子数之间的关系为N1= ;?
(3)若分子中N2=N3=N4=1,则该分子的结构简式可能为?
(任写一种)。
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为N0=3N1+2N2+N3。(2)由(1)中可得,2(N1+N2+N3+N4)+2=3N1+2N2+N3,故N3+2N4+2=N1。(3)由(2)中N1=N3+2N4+2,当N2=N3=N4=1时,N1=5,碳原子总数为8,则该烷烃的分子式为C8H18,满足N2=N3=N4=1的结构可能有3种:(CH3)3CCH(CH3)
CH2CH3、(CH3)3CCH2CH(CH3)2、(CH3)2CHC(CH3)2CH2CH3。
答案:(1)2(N1+N2+N3+N4)+2或3N1+2N2+N3
(2)N3+2N4+2
(3)(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3或(CH3)3CCH2CH(CH3)2
或(CH3)2CHC(CH3)2CH2CH3
【教师用书备用】 下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式,下列说法正确的是( B )
①
②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH3
④CH3CH2CH3
A.其中沸点最高的是④
B.其中一氯代物有三种的是②③
C.③中的化学键均为极性键
D.①和③互为同系物
解析:烷烃分子中含有的碳原子数目越多,沸点越高,①～④中,②为正己烷,含有的碳原子数目最多,所以沸点最高,故A错误;①为新戊烷,分子中只有一种等效氢原子,一氯代物只有一种,④分子中含有两种等效氢原子,其一氯代物有两种,②和③的分子中都含有三种等效氢原子,两者的一氯代物都有三种,故B正确;③CH3CH2CH2CH2CH3为正戊烷,其分子中含有碳氢极性键和碳碳非极性键,故C错误;①和③的分子式相同、结构不同,两者互为同分异构体,故D错误。
第三节 生活中两种常见的有机物
第1课时 乙 醇
(时间:40分钟)
选题表
知识点
题号
乙醇的物理性质及应用
1
乙醇的催化氧化反应
2,4,8,13
乙醇与钠的反应
6,9,14
综合
3,5,7,10,11,12
基础过关
1.下列关于乙醇的物理性质的应用中不正确的是( A )
A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分
C.由于乙醇能够以任意比与水互溶,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.从化学学科角度看,俗语“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易挥发的性质
解析:由于乙醇与H2O互溶不分层,故不能用分液法除去乙醇中的水。
2.乙醇能发生如下反应:
①CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O;
②2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu。
由以上反应不能得出的结论是( D )
A.由反应①②可知,条件不同,乙醇与O2反应的产物不同
B.由反应②可知,Cu 是乙醇氧化生成乙醛的催化剂
C.由反应①可知,乙醇燃烧时,碳碳键、碳氢键、氢氧键、碳氧键均
断裂
D.由反应②可知,乙醇氧化为乙醛时,只断开氢氧键
解析:由反应①可知,乙醇在氧气中燃烧生成CO2和H2O,由反应②可知乙醇与O2在铜作催化剂的条件下生成CH3CHO和H2O,产物不同,故A正确;由反应②可知,Cu能参与反应,但前后质量不变,是催化剂,故B正确;由反应①可知,乙醇燃烧时,所有的化学键均断裂,碳碳键、碳氢键、氢氧键、碳氧键均断裂,故C正确;由反应②可知,乙醇氧化为乙醛时,断开了氢氧键、碳氢键,故D错误。
3.下列对有机反应类型的描述不正确的是( B )
A.乙醇使酸性KMnO4溶液褪色,是因为发生了氧化反应
B.将苯加入溴水中,振荡后水层接近无色,是因为发生了取代反应
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色,是因为发生了加成反应
D.己烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失,是因为发生了取代反应
解析:乙醇含有羟基,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,A正确;苯与溴水不反应,可与液溴在催化剂条件下发生取代反应,因溴易溶于苯,可萃取溴,但没有反应,B不正确;乙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,C正确;己烷为饱和烃,可发生取代反应,与氯气在光照条件下发生取代反应,D正确。
4.某化学反应过程如图所示,由图得出的判断错误的是( B )
A.生成物是乙醛
B.乙醇发生了还原反应
C.铜是此反应的催化剂
D.反应中有红黑颜色交替变化的现象
解析:图示关系表示如下两个过程:2Cu+O22CuO,CuO+CH3CH2OHCH3CHO+Cu+H2O,其中乙醇被氧化生成乙醛,乙醇发生氧化反应,B错误。
5.下列说法中,不正确的是( D )
A.乙醇与金属钠反应时,是乙醇分子中羟基中的O—H键断裂
B.检验乙醇中是否含有水,可加入少量无水硫酸铜,若变蓝则含水
C.乙醇在一定条件下可氧化成CH3COOH
D.甲烷、乙烯、苯、乙醇都是无色不溶于水的有机化合物
解析:乙醇能与水以任意比互溶,D不正确。
6.下列物质,都能与Na反应放出H2,其产生H2的速率排列顺序正确的是( D )
①C2H5OH ②稀盐酸 ③H2O
A.①>②>③ B.②>①>③
C.③>①>② D.②>③>①
解析:Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈,故反应速率:③>①,可排除A、B两项。稀盐酸中不仅含有H2O,而且含有大量H+使溶液呈酸性,Na与盐酸反应比与H2O反应剧烈得多,故可知反应速率排序为②>③>①。
7.下列除杂方法不正确的是( D )
A.除去乙烷中混有的少量乙烯:通入稀溴水中,干燥
B.除去溴苯中混有的少量单质溴:加入足量的NaOH溶液,振荡、静置、分液
C.除去75%的乙醇中的部分水制95%的乙醇:加入生石灰,振荡、静置、蒸馏
D.除去乙醇中混有的少量苯,可通过分液的方法实现
解析:乙醇和苯互溶,可通过蒸馏的方法除去乙醇中的少量苯。
8.按如图装置,持续通入气体X,可看到a处有红色物质生成,b处变蓝,c处得到液体,则气体X可能是( D )
A.H2 B.CO和H2
C.NH3 D.CH3CH2OH(蒸气)
解析:四个选项中的气体或蒸气都可还原CuO,且均有H2O产生,故都可满足a、b处的现象,但要在c处得到液体,只有D项符合,CH3CH2OH+CuO
CH3CHO+H2O+Cu。
9.为了探究乙醇与金属钠反应的原理,某同学做了如下四个实验:
实验一:向小烧杯中加入无水乙醇,再放入一小块金属钠,观察现象,并收集产生的气体。
实验二:设法检验实验一收集到的气体。
实验三:向小烧杯中加入3 mL水,并加入一小块金属钠,观察现象。
实验四:向小烧杯中加入3 mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3),并加入一小块金属钠,发现无任何反应现象发生。
回答以下问题:
(1)简述实验二中检验气体的实验方法及作出判断的依据:
?
。?
(2)从结构上分析,该实验选取水和乙醚作参照物的原因是
?
。?
(3)实验三的目的是欲证明 ;?
实验四的目的是欲证明 ;?
根据实验三和实验四的结果,可以证明乙醇与金属钠反应的化学方程式应为 。?
解析:(1)可将收集到的气体点燃,若能燃烧或发出爆鸣声即可证明该气体是氢气。
(2)水分子中含有—OH,乙醚分子中含有乙基,而乙醇分子中含有乙基和羟基,故实验中选取水和乙醚作参照物可以证明乙醇与钠的反应
原理。
(3)通过钠与水的反应证明羟基氢可与钠发生置换反应;通过钠与乙醚不能反应证明乙基上的氢不能与钠发生置换反应。
答案:(1)将收集到的气体点燃,若能燃烧或发出爆鸣声则证明该气体是氢气
(2)乙醇分子中含有乙基和羟基,而水分子中含有—OH,乙醚分子中含有乙基
(3)羟基氢可与钠发生置换反应 乙基上的氢不能与钠发生置换反应 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
能力提升
10.(2017·浙江温州模拟)由乙烷和乙醇蒸气组成的混合气体中,若碳元素的质量百分含量为60%,则氧元素的质量百分含量为( C )
A.15% B.21% C.25% D.无法确定
解析:乙烷分子式C2H6,乙醇分子式C2H6O,两者混合后形成的混合物中,n(C)∶n(H)=2∶6=1∶3,质量比m(C)∶m(H)=(1×12)∶(3×1)=4∶1,所以H元素含量H%=C%/4=60%/4=15%,氧元素含量O%=1-C%-H%=1-60%-15%=25%。
11.下列有关乙烯气体和乙醇蒸气的说法正确的是( A )
A.两者等物质的量完全燃烧消耗等量的氧气
B.两者分子所有原子都处于同一个平面上
C.两者能相互转化且反应属于可逆反应
D.两者可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
解析:乙烯分子式为C2H4,乙醇可将分子式拆写成C2H4·H2O,两者等物质的量完全燃烧消耗等量的氧气,A正确;乙醇含有甲基,具有甲烷的结构特点,所有原子不可能处于同一个平面上,B错误;两者能相互转化,但反应条件不同,不是可逆反应,C错误;两者都可被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别,D错误。
12.分子式为C4H10O的醇的同分异构体有( A )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
解析:符合条件的同分异构体有: 、、、。
13.有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,其实验装置如图所示。其实验操作为预先使棉花团浸透乙醇,并照图示安装好装置;在铜丝的中间部分加热,片刻后开始(间歇性)鼓入空气,即可观察到明显的实验现象。
请回答以下问题:
(1)被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为
。?
(2)从A管中可观察到?
的实验现象。从中可认识到在该实验过程中,催化剂参加了化学反应,还可认识到催化剂起催化作用时需要一定的 。?
(3)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应还能否继续进行? ,原受热部分的铜丝有什么现象? ?
,?
为什么会有这种现象? 。?
解析:乙醇在Cu作催化剂时发生氧化反应的机理为2Cu+O22CuO(铜丝变黑);CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O(铜丝变红)。
答案:(1)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(2)受热部分的铜丝随间歇性地鼓入空气而交替出现变黑、变红
温度
(3)能 仍可看到原受热部分的铜丝交替出现变黑、变红的现象 因为醇的催化氧化反应是放热反应
14.经测定乙醇的化学式是C2H6O,由于有机物普遍存在同分异构现象,推测乙醇的结构可能是下列两种之一。
为测定其结构,应利用物质的特殊性进行定性、定量实验,现给出乙醇、钠、水及必要的仪器,请甲、乙、丙、丁四位同学直接利用图给定的装置进行实验,确定乙醇的结构。
(1)同学甲得到一组实验数据:
乙醇的物质的量(mol)
氢气的体积(L)
0.10
1.12(标准状况)
根据以上数据推断乙醇的结构应为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),理由为 。?
(2)同学乙分别准确称量4.60 g乙醇进行多次实验,结果发现以排在量筒内的水的体积作为生成的H2体积换算成标准状况后都小于
1.12 L,如果忽略量筒本身及乙读数造成的误差,那么乙认为可能是由于样品中含有少量水造成的,你认为正确吗? (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该是什么? ?
。?
(3)同学丙认为实验成功的关键有:①装置气密性要良好,②实验开始前准确测定乙醇的量,③钠足量,④广口瓶内水必须充满,⑤氢气体积的测算方法正确、数值准确。其中正确的有 (填序号)。?
(4)同学丁不想通过称量乙醇的质量来确定乙醇的量,那么他还需知道的数据是 。?
(5)实验后,四名同学从乙醇的可能结构分析入手对乙醇和钠的量的关系进行了讨论,如果乙醇的物质的量为n mol,那么对钠的物质的量的取值要求必须是 。?
解析:(1)实验数据表明:0.10 mol C2H6O与足量的钠反应,产生1.12 L H2,即0.05 mol H2,含0.1 mol H。说明1个C2H6O分子中只有1个氢原子被Na置换,故结构式为Ⅰ而不是Ⅱ。
(2)乙同学认为样品中含少量水是错误的,因为2Na+2H2O
2NaOH+H2↑,等质量的乙醇和水产生的氢气,水比乙醇多,应大于1.12 L,真正的原因是广口瓶与量筒之间玻璃导管中水柱的体积没计算 在内。
(3)同学丙关于实验成功的关键的五点中,只有④是不必要的,因为烧瓶和导管中都存在空气,并不影响实验的准确性。
(4)同学丁不想称量乙醇的质量,则只有量取其体积,因此必须知道乙醇的密度。
(5)本实验的目的是推测乙醇分子的结构,乙醇必须反应完,若乙醇为n mol,由化学反应方程式知:C2H5OH+NaC2H5ONa+H2↑,金属钠的物质的量必须大于n mol。
答案:(1)Ⅰ 得到H2的体积说明乙醇分子中有一个H与其他五个H不同
(2)不正确 广口瓶与量筒之间玻璃导管中水柱的体积没计算在内
(3)①②③⑤
(4)所给乙醇样品的密度
(5)大于n mol
第2课时 乙 酸
(时间:40分钟)
选题表
知识点
题号
乙酸的结构与性质
3,5,6
酯化反应
2,9,10,13
官能团与性质关系的应用
7,11
综合
1,4,8,12,14
基础过关
1.下列说法不正确的是( D )
A.酯类物质是形成水果香味的主要成分
B.用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
C.乙酸乙酯与NaOH溶液反应有乙醇生成
D.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5 的水解产物是 CH3CO18OH 和C2H5OH
解析:各种水果香味多数是因为含有不同的酯类物质导致的,A正确;乙醇溶于碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠反应产生气泡,乙酸乙酯浮于溶液表面,B正确;酯的水解反应与酯化反应互为可逆反应,因此乙酸乙酯水解生成乙醇,C正确;乙酸乙酯水解时断键处是按图中虚线进行的,应在乙醇中含有18O原子,D不正确。
2.(2017·山东枣庄八中月考)酯化反应是有机化学中的一类重要反应,下列对酯化反应理解不正确的是( A )
A.酯化反应的产物只有酯
B.酯化反应可看成取代反应的一种
C.酯化反应是有限度的
D.浓硫酸可作酯化反应的催化剂
解析:酯化反应的产物有酯和水,A项不正确。
3.下列关于乙酸的叙述不正确的是( A )
A.乙酸的分子式是C2H4O2,其中有4个氢原子,因此是四元酸
B.乙酸是具有强烈刺激性气味的液体
C.乙酸易溶于水和乙醇
D.鉴别乙酸和乙醇的试剂可以是碳酸氢钠溶液
解析:乙酸分子中只有一个羧基,故乙酸是一元酸,A不正确;由乙酸的物理性质知B和C正确;乙酸和碳酸氢钠溶液反应产生CO2气体,而乙醇和碳酸氢钠溶液不反应,D正确。
4.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。实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是( D )
A.①蒸馏 ②过滤 ③分液
B.①分液 ②蒸馏 ③过滤
C.①蒸馏 ②分液 ③分液
D.①分液 ②蒸馏 ③蒸馏
解析:乙酸、乙醇溶于碳酸钠溶液,乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,所以①可以采用分液方法分离;得到的甲溶液中含有碳酸钠、乙酸钠和乙醇,碳酸钠和乙酸钠是盐,沸点高,乙醇沸点低,所以②可以根据沸点不同采用蒸馏的方法分离;乙溶液中含有碳酸钠和乙酸钠,第三步加了硫酸,与碳酸钠、乙酸钠反应后,得到的溶液中含有硫酸钠和乙酸,两者沸点不同,可以采用蒸馏的方法将乙酸蒸出,从而将硫酸钠和乙酸分离,则③为蒸馏。
5.下列有关醋酸的说法中主要利用了醋酸酸性的是( A )
①醋酸不小心滴到大理石桌面上,桌面失去光泽
②熏醋可在一定程度上防止流行性感冒
③醋可以除去水壶上的水垢
④用醋烹饪鱼,除去鱼的腥味
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
解析:醋酸与CaCO3反应:CaCO3+2CH3COOH(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O,显酸性。水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,乙酸的酸性比碳酸强,所以可以与水垢反应,体现出乙酸的酸性。做鱼的时候一般要放料酒,酸和醇发生反应生成具有特殊香味的酯。
6.乙酸分子的结构式为 ,下列反应及断键部位正确的是( B )
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH+H2O,是a、b键断裂
A.仅①②③ B.①②③④
C.仅②③④ D.仅①③④
解析:乙酸电离出H+时,断裂a键;发生酯化反应时酸脱羟基,断裂b键;与Br2的反应,Br取代了甲基上的氢,断裂c键;生成乙酸酐的反应,一分子乙酸断裂a键,另一分子乙酸断裂b键,所以B正确。
7.(2017·甘肃兰州诊断)下列有关有机物的叙述错误的是( B )
A.分子式为C4H8O2且能与Na2CO3溶液反应生成气体的有机物有2种同分异构体
B.用酸性高锰酸钾溶液既可以鉴别出甲烷和乙烯,也可以除去甲烷中的乙烯
C.乙烷和氯气反应制氯乙烷和乙烯与氯化氢反应制氯乙烷反应类型不同
D.用碳酸钠溶液可一次性鉴别乙酸、苯和乙醇三种无色液体
解析:分子式为C4H8O2且能与Na2CO3溶液反应生成气体,说明含有—COOH,即结构简式为C3H7—COOH。丙基有2种结构,A正确;酸性高锰酸钾溶液能鉴别甲烷和乙烯,但是在除去甲烷中混有的少量乙烯时,乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2,所以不能用酸性高锰酸钾溶液来除去甲烷中的乙烯,B错误;乙烷和氯气制氯乙烷,属于取代反应,乙烯与氯化氢反应制氯乙烷,属于加成反应,两者反应类型不同,C正确;碳酸钠与乙酸反应生成气体,苯与碳酸钠溶液,会分层,苯在上层,碳酸钠溶液在下层,碳酸钠溶液与乙醇混溶,不分层,故可以用碳酸钠溶液一次性鉴别,D正确。
8.(2016·山东淄博高一检测)下列除去杂质的方法正确的是( B )
①除去乙烷中少量的乙烯:光照条件下通入Cl2,气液分离
②除去乙酸乙酯中少量的乙酸:用饱和碳酸氢钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏
③除去CO2中少量的SO2:气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
④除去乙醇中少量的乙酸:加足量生石灰,蒸馏
A.①② B.②④ C.③④ D.②③
解析:①不仅混进Cl2,而且乙烷也可能与Cl2反应;③CO2也可溶于饱和Na2CO3溶液。
9.已知可用图示装置制取少量的乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)试管a中需加入浓硫酸、乙酸和乙醇各2 mL,正确的加入顺序和操作是?
。?
浓硫酸的作用是 。?
(2)反应结束后,稍振荡试管b,静置后可观察到的现象有
。?
(3)若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示18O位置的化学方程式:?
。?
解析:(1)浓硫酸与水或乙醇混合时会剧烈放热,所以要先加入乙醇,再缓慢沿试管壁加入浓硫酸,冷却后加入乙酸。浓硫酸在反应中作催化剂和吸水剂。(2)由于饱和碳酸钠溶液可以与乙酸反应消耗乙酸,溶解乙醇,因此在b试管中可以观察到:液体分层,上层是透明的油状液体。(3)乙酸和乙醇的酯化反应中,乙酸羧基上的羟基和乙醇羟基上的氢原子结合生成水。
答案:(1)先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸,冷却到室温后,再加入乙酸 作催化剂和吸水剂
(2)液体分层,上层是透明的油状液体
(3)CH3COOH+CH3COH+H2O
能力提升
10.(2017·江苏无锡模拟)如图所示的某有机反应,其反应类型为( A )
A.取代反应 B.加成反应
C.水解反应 D.氧化反应
解析:此图代表乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯和水,属于酯化反应,酯化反应也属于取代反应,A正确。
11.(2017·宁夏银川大学附中一模)分子式为C5H10O2且可与NaHCO3溶液反应生成CO2的有机化合物有(不含立体异构)( A )
A.4种 B.6种 C.7种 D.9种
解析:分子式为C5H10O2且可与NaHCO3溶液反应生成CO2,则该有机物中含有—COOH,所以为戊酸,戊酸的种类等于丁基的种类,丁基(—C4H9)的异构体有:—CH2CH2CH2CH3,—CH(CH3)CH2CH3,
—CH2CH(CH3)CH3,—C(CH3)3,故戊酸的异构体数目为4种,故选A。
12.英国天文学家在人马座附近发现了一片酒精云,这片酒精云的质量达100万亿亿吨。现有如图转化关系,下列说法不正确的是( B )
A.N为乙酸
B.过程①中可加入LiAlH4等还原剂将乙醇转化为N
C.过程②如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应停止加热,待冷却后补加
D.可用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中混有的N
解析:由乙酸乙酯可以推断出N为乙酸,A正确;乙醇转化为乙酸,发生的是氧化反应,B不正确;若停止加热后立即补加碎瓷片,易导致液体暴沸,发生事故,C正确;乙酸乙酯中含有乙酸时,可以加入饱和碳酸钠溶液,因为乙酸能与碳酸钠反应,而乙酸乙酯不易溶于饱和碳酸钠溶液,D正确。
13.(2017·河南林州一中调研)下面是甲、乙、丙三位同学制备乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务。
【实验目的】 制取乙酸乙酯
【实验原理】 甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯,浓硫酸作吸水剂和 。?
【装置设计】甲、乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置:
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,应选择的装置是 (填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的玻璃管改成了球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是 。?
【实验步骤】
(1)按你选择的装置组装仪器,在试管中先加入3 mL乙醇,然后边振荡试管①边慢慢加入2 mL浓H2SO4和2 mL乙酸;
(2)将试管①固定在铁架上;
(3)在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液;
(4)用酒精灯对试管①缓慢加热;
(5)当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
【问题讨论】
a.步骤(1)装好实验装置,加入样品前还应检查 ;?
b.根据试管②中观察到的现象,可知乙酸乙酯的物理性质有:无色油状液体、 ;?
c.试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是 。?
d.写出制备乙酸乙酯的化学方程式并指明反应类型:?
。?
解析:浓硫酸除了作吸水剂还作催化剂;由于生成的乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,而乙醇和乙酸都是和水互溶的,所以直接通入溶液中容易引起倒吸,因此选择的装置是乙装置;根据上面的分析可知,球形干燥管除起冷凝作用外,它的另一重要作用是防止倒吸;在收集乙酸乙酯的试管中可以观察到的现象是液体分层,这说明乙酸乙酯不溶于水,另外还可以闻到乙酸乙酯的香味;乙酸乙酯不溶于水,所以分离的实验操作是分液;在酯化反应中,乙酸提供羟基,乙醇提供氢原子,所以该反应的化学方程式是CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。
答案:【实验原理】 催化剂
【装置设计】 乙 防止倒吸
【问题讨论】 装置的气密性 不溶于水、有香味 分液
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O,酯化(或取代)反应
14.有机物A(C5H10O2)具有果香味,可用作食品加香剂,还可用作天然和合成树脂的溶剂。
已知:①B、E分子中没有支链;
②D能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳;
③D、E具有相同官能团;E的相对分子质量比D大14;
④F可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
(1)B的化学名称为 。D分子中所含的官能团的名称是 。?
(2)B与E生成A的反应类型是 。?
(3)写出F使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式:
。?
(4)A的结构简式为 。?
(5)写出B与Na反应的化学方程式: 。?
解析:A具有果香味,且A的分子式为C5H10O2,可推测A为酯类物质。由信息②可推测D为羧酸,由信息③可知E为比D多一个碳原子的羧酸,再结合A的分子式和BCD可推出B、C、D、E分别为乙醇、乙醛、乙酸、丙酸;F能使溴的四氯化碳溶液褪色,则F为乙烯,所以A的结构简式为CH3CH2COOCH2CH3。
答案:(1)乙醇 羧基
(2)酯化反应(或取代反应)
(3)CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br
(4)CH3CH2COOCH2CH3
(5)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
第1课时 乙 烯
(时间:40分钟)
选题表
知识点
题号
烷烃和烯烃的比较
1,4,5,10
乙烯的结构与性质
2,3,8
综合
6,7,9,11,12,13
基础过关
1.(2016·北京期末)下列对甲烷和乙烯的描述正确的是( D )
A.乙烯比甲烷的碳的质量分数低
B.燃烧时,乙烯与甲烷现象一样
C.它们都能使溴水褪色
D.充分燃烧时,产物都是二氧化碳和水
解析:乙烯分子C、H质量比为12∶2=6∶1,甲烷分子中C、H质量比为12∶4=3∶1,故乙烯中碳的质量分数更高,A不正确;甲烷燃烧,发出淡蓝色火焰,乙烯含碳量高,火焰明亮并伴有黑烟,两者燃烧现象不同,B不正确;乙烯含有碳碳双键,与溴发生加成反应使溴水褪色,甲烷不能使溴水褪色,C不正确;乙烯和甲烷都只含有C、H两种元素,完全燃烧都生成二氧化碳和水,D正确。
2.下列关于乙烯的用途叙述不正确的是( D )
A.以乙烯为原料可以合成聚乙烯等制备生活用品的材料
B.乙烯可以用来制备1,2-二溴乙烷()
C.乙烯可以与水发生加成反应制备乙醇(CH3CH2OH)
D.乙烯可以与HBr发生加成反应制备二溴乙烷()
解析:乙烯能与HBr发生加成反应,生成溴乙烷(CH2BrCH3)。
3.(2016·湖北黄冈期末)从南方往北方长途运输水果时,常常将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中,其目的是( C )
A.利用酸性高锰酸钾溶液杀死水果周围的细菌,防止水果霉变
B.利用酸性高锰酸钾溶液吸收水果周围的氧气,防止水果腐烂
C.利用酸性高锰酸钾溶液吸收水果产生的乙烯,防止水果早熟
D.利用酸性高锰酸钾溶液的氧化性,催熟水果
解析:乙烯是一种植物生长调节剂,对水果具有催熟作用,为了延长水果的保鲜期,应除掉乙烯。乙烯含有不饱和键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中,是为了除去乙烯防止水果早熟。
4.下列关于乙烯和乙烷相比较的说法正确的是( A )
A.乙烯燃烧比乙烷火焰明亮并伴有黑烟,可用此法对两者进行鉴别
B.乙烯的结构简式为CH2CH2,乙烷的结构简式为CH3CH3
C.可将乙烷与乙烯通过酸性KMnO4溶液,鉴别乙烷与乙烯并除去乙烷中乙烯
D.乙烯和乙烷均可与氯气反应制取纯净的氯乙烷
解析:由于乙烯比乙烷的含碳量高,乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟,故可用此法对两者进行鉴别,A正确;乙烯的结构简式为CH2CH2,B错误;乙烯通过酸性KMnO4溶液,将被氧化成CO2逸出,这样乙烷中乙烯虽被除去,却混入了CO2,C错误;乙烷与氯气发生取代反应得到的产物是混合物,D错误。
5.(2017·河南南阳一模)将甲烷与乙烯的混合气体缓慢通过盛有Br2/CCl4溶液的洗气瓶后,洗气瓶质量增加了5.6 g,下列说法正确的是( D )
A.洗气瓶内发生了氧化反应
B.混合气体中甲烷的质量为5.6 g
C.混合气体的质量为5.6 g
D.洗气瓶内消耗了32 g单质溴
解析:混合气体中只有乙烯能与溴发生加成反应,增加的质量是参加反应的乙烯的质量,A、B、C项错误;5.6 g乙烯的物质的量为0.2 mol,需要消耗0.2 mol Br2,即32 g Br2,D项正确。
6.含有一个双键的烯烃,与H2加成后的产物结构简式为,此烃可能的结构有( D )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
解析:烯烃氢化后产物中所有碳原子上都有氢原子,因此,所有相邻碳原子间都有可能是烯烃的碳碳双键位置,但支链乙基和支链同一端的乙基等效,9处相邻碳碳间含一个双键的烯烃结构有7种。
7.(2017·湖北荆州期中)为了除去括号内的杂质,其试剂选择和分离方法都正确的是( A )
序号
物质(杂质)
所用试剂
分离方法
A
甲烷(乙烯)
溴水
洗气
B
氢氧化钠溶液(氢氧化钙溶液)
二氧化碳
过滤
C
乙烯(SO2)
酸性KMnO4
溶液
洗气
D
CO2(HCl)
饱和Na2CO3
溶液
洗气
解析:乙烯和溴单质发生加成反应,甲烷不反应,可以通过溴水除去,A正确;氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液均能与二氧化碳气体反应,不但能把杂质除去,也会把原物质除去,不符合除杂原则,B错误;两者都与高锰酸钾发生氧化还原反应,应用氢氧化钠溶液除杂,C错误;二氧化碳溶于饱和碳酸钠溶液,D错误。
8.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。
回答下列问题:
(1)写出C、D、E的结构简式:
C ,D ,E 。?
(2)写出②③两步反应的化学方程式,并注明反应类型:
②?
(反应类型 )。?
③?
(反应类型 )。?
解析:根据题干烃A的描述知,A为乙烯,则B为CH3CH3、C为 CH3CH2Cl、D为CH3CH2OH、E为??CH2—CH2??。其中反应②为CH2CH2+HCl
CH3CH2Cl,反应③为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。
答案:(1)CH3CH2Cl CH3CH2OH ??CH2—CH2??
(2)CH2CH2+HClCH3CH2Cl 加成反应
CH2CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应
能力提升
9.(2017·山西太原五中模拟)分子式为C6H12的烯烃,碳碳双键在链端的同分异构体有(不考虑立体异构)( C )
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
解析:主链6个碳时有1种;主链5个碳时有3种,分别为、、;主链有4个碳时有3种,分别为、、。
10.角鲨烯是一种高度不饱和烃类化合物,最初是从鲨鱼的肝油中发现的,分子中含有多个双键,分子式为C30H50,具有生物氧化还原作用与提高能量的效用,利于增强机体的耐力与改善心脏功能,可用于癌症的防治,是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质。关于角鲨烯有下列叙述,其中正确的是( D )
①能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ②能与氢气发生加成反应
③角鲨烯只含碳、氢两种元素 ④角鲨烯能发生取代反应
A.仅①②③ B.仅①③④
C.仅②③④ D.①②③④
解析:角鲨烯是一种烯烃,含有碳碳双键,所以可以与酸性高锰酸钾溶液反应,能使溴水褪色,饱和碳原子上的氢能发生取代反应。
11.(2017·湖南益阳调研)科学家在-100 ℃的低温下合成了一种烃X,此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学键)。下列说法不正确的是( C )
A.X在常温下不能稳定存在
B.X的性质与烯烃类似,容易发生加成反应
C.X不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.充分燃烧等质量的X和甲烷,X消耗氧气比甲烷少
解析:由题图可知,X的分子式为C5H4,分子中含有2个碳碳双键。此烃在-100 ℃的低温下合成,则常温下不能稳定存在,故A正确;X含碳碳双键易发生加成反应,故B正确;含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C不正确;甲烷含氢量高,则等质量时甲烷消耗氧气多,故D
正确。
12.(2016·湖北武汉期末)乙烯与乙烷混合气体共1 mol,与 b mol的氧气共存于一密闭容器中,点燃后充分反应,乙烯和乙烷全部消耗完,得到CO和CO2的混合气体和45 g水。试求:
(1)乙烯和乙烷的物质的量之比n(C2H4)∶n(C2H6)= 。?
(2)反应后CO和CO2混合气体的物质的量为反应前氧气的时,b= 。得到的CO和CO2的物质的量之比n(CO)∶n(CO2)= 。?
解析:C2H4和C2H6全部燃烧耗尽,产物中有CO,则表示无O2剩余。(1)设C2H4的物质的量为x,则C2H6的物质的量为1 mol-x,燃烧得水的物质的量为=2.5 mol,根据氢原子守恒有4x+6(1 mol-x)=2.5 mol×2,解得 x=0.5 mol,故C2H4和C2H6的物质的量之比为1∶1。(2)设生成的CO的物质的量为x,生成CO2的物质的量为y,根据碳原子守恒有x+y=2 mol,根据题意有x+y= mol,则b=3,根据氧原子守恒有x+2y=(6-2.5)mol,解得x=0.5 mol,y=1.5 mol,则CO与CO2的物质的量之比为1∶3。
答案:(1)1∶1 (2)3 1∶3
13.Ⅰ.如图是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质实验装置,反应原理为CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O,回答下列问题:
(1)图1中仪器①、②的名称分别为 、 。?
(2)收集乙烯气体最好的方法是 。?
(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如图2),溶液的颜色很快褪去,该反应属于 (填反应类型),反应的化学方程式为 。?
Ⅱ.实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。试回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④装置盛放的试剂是下列中的(将正确选项填入空格内):
① ;② ;③ ;④ 。?
A.品红溶液 B.氢氧化钠溶液
C.浓硫酸 D.酸性高锰酸钾溶液
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是?
。?
(3)使用装置②的目的是 。?
(4)使用装置③的目的是 。?
(5)确认含有乙烯的现象是?
。?
解析:Ⅰ.(1)①为温度计,②为圆底烧瓶。(2)乙烯的相对分子质量为28,则同温同压下乙烯的密度比空气略小,结合乙烯难溶于水,故收集乙烯最好用排水集气法。(3)乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,化学方程式为 CH2CH2+Br2。
Ⅱ.确认混合气体中有SO2和CH2CH2,结合SO2和CH2CH2均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则首先应用品红溶液(A)确认有SO2,然后用氢氧化钠溶液(B)除去SO2,再用品红溶液(A)确认SO2已除尽,最后用酸性高锰酸钾溶液(D)确认有CH2CH2。
答案:Ⅰ.(1)温度计 圆底烧瓶
(2)排水集气法
(3)加成反应 CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br
Ⅱ.(1)A B A D
(2)装置①中的品红溶液褪色
(3)除去SO2气体,以免干扰乙烯的检验
(4)验证SO2已被除尽
(5)装置③中的品红溶液不褪色,装置④中的酸性KMnO4溶液褪色
第2课时 苯
(时间:40分钟)
选题表
知识点
题号
苯的分子结构
1,5
苯的性质
7,8,10,12
甲烷、乙烯、苯的性质综合
2,3,6,9,11
综合
4,13,14
基础过关
1.(2016·广东清远期末)下列关于苯的说法中,错误的是( B )
A.各原子均位于同一平面上,6个碳原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构
B.常温下苯可溶于水且密度比水大
C.苯环中碳原子间的化学键是一种介于和之间的特殊共价键
D.苯的分子式为C6H6,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能与溴水发生反应而使之褪色
解析:苯分子具有平面正六边形结构,A正确;苯不溶于水,与水混合后会分层,密度比水小,B错误;苯分子含有一种特殊的化学键,键长介于和之间,不存在单纯的单、双键,不具备烯烃的性质,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能与溴水发生反应而使之褪色,C、D正确。
2.(2017·山东枣庄八中月考)下列反应中,属于加成反应的是( C )
A.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
B.将苯滴入溴水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使溴水褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
解析:A项,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是发生了氧化反应;B项,苯滴入溴水中,因萃取而褪色;C项,乙烯与Br2发生加成反应而使溴水褪色;D项,甲烷与氯气混合,光照一段时间后因发生取代反应而使黄绿色消失。
3.由乙烯和苯推测苯乙烯的结构或性质不正确的是( A )
A.1 mol苯乙烯可以和4 mol Br2(水)发生加成反应
B.分子中所有原子可以在同一平面内
C.与HCl加成能生成两种产物
D.能使酸性KMnO4溶液褪色
解析:苯与溴水不反应,故1 mol 只能与1 mol Br2(水)发生加成反应,A不正确;由中的12个原子,中的6个原子均在同一个平面上知,中的所有原子可以在同一平面内,B正确;与HCl加成生成或,C正确;含,故能使酸性KMnO4溶液褪色,D正确。
4.(2017·广东揭阳段考)苯环实际上不具有碳碳单键和双键的交替结构,可以作为证据的事实有( B )
①苯的间位二取代物只有一种
②苯的邻位二取代物只有一种
③苯分子中碳碳键的键长均相等
④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色
⑤苯在加热和催化剂存在条件下,与氢气发生加成反应
⑥苯在FeBr3存在的条件下,与液溴发生取代反应,但不能因化学变化而使溴水褪色
A.①②③④ B.②③④⑥
C.③④⑤⑥ D.全部
解析:①苯分子结构中若单、双键交替出现,则苯的间位二取代物也只有一种结构,因此不能用以说明苯环不存在单、双键交替结构;②如果苯环存在单、双键交替结构,其邻位二取代物有两种,可以作为证据;③如果苯环是单、双键交替的结构,由于碳碳单键的长度和碳碳双键的长度不等,所以苯环就不可能是平面正六边形结构,实际上,苯环中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的共价键,可以作为证据;④苯环中如存在单、双键交替结构就存在,会使酸性KMnO4溶液褪色,而实验证实苯不能使酸性 KMnO4溶液褪色,这就证明苯环中不存在单、双键交替结构,可以作为证据;⑤苯与H2加成生成环己烷,可说明不饱和键的存在,不能作为苯环中不存在单、双键交替结构的证据;⑥取代反应是饱和烃的特性,不能与溴水反应,不存在双键,不具有单、双键交替出现的结构特点,可以作为证据。
5.在①丙烯、②氟苯(C6F6)、③四氯乙烯、④甲苯()四种有机化合物中,分子内所有原子均在同一平面的是( B )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
解析:丙烯()及甲苯()中均含有一个甲基,甲基具有甲烷的结构特点,因此丙烯和甲苯的所有原子不可能处于同一平面上;苯是平面结构,氟苯可看作六个氟原子取代苯中的六个氢原子,所有原子在同一平面;乙烯是平面结构,四氯乙烯()可看作四个氯原子取代乙烯中的四个氢原子,所有原子在同一平面。
6.下列说法不正确的是( D )
A.乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别
B.乙烯和苯都能使溴水褪色,可用溴水鉴别乙烯和苯蒸气
C.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,可以用溴的四氯化碳溶液鉴别乙烯和苯蒸气
D.乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色原因相同
解析:乙烯使溴水完全褪色,苯蒸气使溴水中下面水层褪色,上面苯层呈橙红色。
7.下列区分苯和己烯的实验方法和判断正确的是( D )
A.分别点燃,无浓烟生成的是苯
B.分别加入溴水振荡,静置后分层,下层橙黄色消失的是己烯
C.分别加入溴的CCl4溶液振荡,静置后分层,上下两层均为无色的是己烯
D.分别加入酸性KMnO4溶液振荡,紫色消失的是己烯
解析:苯与己烯的性质区别是苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴水因发生化学反应而褪色,但己烯可以;另外苯加入溴水中会将溴从水中萃取出来,使水层褪色,而苯层(上层)则呈橙红色。苯、己烯燃烧时都会产生浓烟,A错误;分别加入溴水振荡,下层橙黄色均消失,B错误;C项中都不分层,C错误。
8.(2017·山东枣庄八中月考)1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的平面正六边形结构,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( D )
①苯不能使溴水褪色
②苯能与H2发生加成反应
③溴苯没有同分异构体
④邻二溴苯只有一种
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
解析:苯不能使溴水褪色,只能萃取Br2,说明分子中不含有碳碳双键,①不能解释;苯能与H2发生加成反应,是双键具有的性质,能证明苯环结构中存在C—C单键与双键的交替结构,②能解释;苯中若是单、双键交替的平面正六边形结构,溴苯只有一种结构,没有同分异构体,③能解释;邻二溴苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在C—C单键与双键的交替结构,④不能解释。
9.下表是关于有机物A、B的信息:
A
B
①能使溴的四氯化碳溶液褪色
②分子比例模型为
①由C、H两种元素组成
②分子球棍模型为
根据表中信息回答下列问题:
(1)A与溴的四氯化碳溶液反应的生成物的名称为 ;A生成高分子的化学方程式为 ?
。?
(2)A的同系物用通式CnHm表示,B的同系物用通式CxHy表示,当x=n=7时,m= ,y= 。?
(3)B具有的性质是 (填序号)。?
①无色无味液体 ②有毒 ③不溶于水 ④密度比水大 ⑤能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色 ⑥任何条件下均不与氢气反应 ⑦与溴水混合后液体分层且上层呈橙红色
解析:(1)由信息知,A是乙烯,B是苯;乙烯存在碳碳双键,能发生加成反应,+Br2CH2BrCH2Br(1,2-二溴乙烷)。
(2)A为乙烯,其同系物的通式为CnH2n(n≥2),当n=7时,m=14;B为苯,其同系物的通式为CnH2n-6(n≥6),当x=7时,y=8。
(3)苯是带有特殊气味的液体,密度比水小,能发生加成反应,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
答案:(1)1,2-二溴乙烷
nCH2CH2??CH2—CH2??
(2)14 8 (3)②③⑦
能力提升
10.在各类化学实验中常常用到导管,如实验室制备硝基苯,装置如图。下列关于长导管的用途的叙述中错误的是( D )
A.实验室制备硝基苯,长导管的主要作用是冷凝和回流
B.加热密闭装置,防止容器内压力过高,可用导管进行导气减压
C.长导管也可以用来对热气体进行冷凝,冷却剂可以是空气
D.长导管可以代替玻璃棒进行使用
解析:苯和硝酸沸点较低,易挥发,可用长玻璃导管冷凝和回流,故A正确;加热密闭装置,防止容器内压力过高,可用导管与外界相通进行导气减压,故B正确;长导管对热气体与空气进行热交换而进行冷凝,冷却剂是空气,故C正确;玻璃棒的作用有:引流、搅拌、转移固体、蘸取少许溶液等,长导管不具有此作用,故D错误。
11.苯乙烯是一种重要的有机化工原料,其结构简式为,下列有关苯乙烯的叙述不正确的是( D )
A.它能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.在空气中燃烧产生黑烟
C.它能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.能发生加成反应,一定条件下最多可与等物质的量的氢气加成
解析:苯乙烯分子中含有,故能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,A、C正确;苯乙烯的分子式为C8H8,与苯一样含碳量高,在空气中燃烧冒黑烟,B正确;在一定条件下苯环也能与H2发生加成反应,则1 mol 最多能与4 mol H2发生加成反应,D不正确。
12.(2017·陕西榆林一模)如图是制溴苯的简易实验装置,下列说法错误的是( D )
A.制备溴苯的反应属于取代反应
B.烧瓶中反应发生后,有白雾产生,继而充满红棕色气体
C.实验加入试剂的顺序可以是:苯、液溴、铁粉
D.为了增强验证HBr的实验效果,可将锥形瓶中的导管插入溶液中
解析:苯与液溴生成溴苯的反应为取代反应,A项正确;苯与液溴生成溴苯的同时,有HBr生成,HBr极易溶于水,形成氢溴酸小液滴而成白雾,又因该反应是放热反应,导致溴挥发,烧瓶内充满红棕色的溴蒸气,B项正确;实验加入试剂的顺序可以是:苯、液溴、铁粉,C项正确;由于该反应有HBr生成,且HBr极易溶于水,造成倒吸,D项错误。
13.实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。据此回答下列问题:
(1)反应需在50～60 ℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是水浴加热,其优点是 和 。?
(2)在配制混合酸时应将 加入 中。?
(3)该反应的化学方程式是 ;?
反应类型是 。?
(4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是?
。?
(5)反应完毕后,除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制:
①蒸馏 ②水洗 ③用干燥剂干燥 ④用10% NaOH溶液洗 ⑤水洗
正确的操作顺序是 。?
A.①②③④⑤ B.②④⑤③①
C.④②③①⑤ D.②④①⑤③
解析:(1)水浴加热的优点是:受热均匀、温度便于控制。(2)浓硝酸的密度小于浓硫酸的密度,因此两种酸混合时,把浓硫酸慢慢加入浓硝酸中,边加边搅拌。(3)苯和浓硝酸发生硝化反应,硝基取代苯环上的一个氢原子,其反应方程式:+HNO3+H2O。(4)苯和浓硝酸均为易挥发性液体,根据装置图的特点,会造成苯、浓硝酸的挥发污染空气。(5)硝基苯中混有混合酸,先用水洗,除去大部分混合酸,然后用10% NaOH溶液洗涤,除去剩下的酸,然后再用水洗,除去碱,接着用干燥剂除去水,最后蒸馏得到硝基、苯,故选项B正确。
答案:(1)便于控制温度 受热均匀
(2)浓硫酸 浓硝酸
(3)+HNO3+H2O
取代反应
(4)苯、浓硝酸等挥发到空气中,造成污染
(5)B
14.某校学生为探究苯与溴发生反应的原理,用如图装置进行实验。
根据相关知识回答下列问题:
(1)装置Ⅱ中发生反应的化学方程式为?
。?
(2)实验开始时,关闭K2,开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。过一会儿,在Ⅲ中可能观察到的现象是?
。?
(3)整套实验装置中能防止倒吸的装置有 (填装置序号)。?
(4)冷凝管的作用是 。?
Ⅳ中烧杯中的液体的作用是 。?
(5)反应结束后要使装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中,这样操作的目的是 。?
简述这一操作方法: 。?
(6)你认为通过该实验后,有关苯跟溴反应的原理方面能得出的结论是 。?
解析:(1)因溴与铁反应生成溴化铁:2Fe+3Br22FeBr3,苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢:+Br2+HBr。(2)因从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢遇空气中水蒸气形成酸雾,溴化氢能与硝酸银反应生成溴化银沉淀。(3)装置Ⅲ和Ⅳ能防倒吸。(4)使用冷凝管冷凝Br2和;因溴化氢能与氢氧化钠反应,故氢氧化钠溶液可以除去多余的溴化氢。(5)因反应结束后装置Ⅱ中存在大量的溴化氢,使Ⅰ中的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;操作方法是关闭K1和分液漏斗活塞,开启K2。(6)取代反应和加成反应的区别在于是否产生溴化氢,通过实验证明生成了溴离子,即苯跟溴能发生取代反应。
答案:(1)2Fe+3Br22FeBr3、+Br2+HBr
(2)小试管中有气泡,有白雾出现;广口瓶内溶液中有浅黄色溴化银沉淀生成
(3)Ⅲ和Ⅳ
(4)导气,冷凝回流挥发出来的Br2和 吸收HBr,防止污染空气
(5)使Ⅰ中的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气 关闭K1和分液漏斗活塞,开启K2
(6)苯跟溴能发生取代反应
第四节 基本营养物质
(时间:40分钟)
选题表
知识点
题号
糖类、油脂、蛋白质
1,4,9
水解反应
7,10
物质性质及检验
5,8,11,12
综合
2,3,6,13,14
基础过关
1.(2016·广东潮州期末)下列说法不正确的是( A )
A.葡萄糖属于糖类,能发生水解
B.甲烷是最简单的有机化合物
C.油脂有油和脂肪之分,但都属于酯
D.蛋白质、油脂、糖类是三大基本营养物质
解析:葡萄糖属于单糖,不能发生水解。
2. (2017·湖南益阳月考)化学无处不在,下列与化学有关的说法正确的是( D )
A.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。丝绸的主要成分是天然纤维素,属于高分子化合物
B.乙醇溶液和双氧水均可用于杀菌消毒,其原理相同
C.用玻璃棒蘸取乙酸,滴在湿润pH试纸上,然后与标准比色卡对照,测其pH
D.“百年陈酒十里香”中的香是指乙酸乙酯的香
解析:丝绸的主要成分是蛋白质,是天然高分子化合物,A错误;H2O2可用于杀菌消毒是因为H2O2有强氧化性,而CH3CH2OH没有强氧化性,故两者杀菌消毒的原理不同,B错误;测pH时不能将pH试纸润湿,C错误;“百年陈酒十里香”中的香是酒中的乙醇被氧化后形成的乙酸与乙醇酯化生成乙酸乙酯发出的酯香,D正确。
3.(2017·广东肇庆四中模拟)生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( A )
A.淀粉和纤维素均为天然高分子化合物
B.饮用矿泉水瓶的主要成分是聚氯乙烯
C.厨房中用的食盐、食醋都是电解质
D.大米煮成粥后,淀粉就变成了葡萄糖
解析:淀粉和纤维素都属于天然高分子化合物,故A正确;聚氯乙烯有毒,不能盛放饮用水,饮用矿泉水瓶的主要成分是聚乙烯,故B错误;食醋、食盐属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,故C错误;大米煮成粥后淀粉部分溶于水变为淀粉糊,故D错误。
4.(2017·河北石家庄质量检测)下列关于有机化合物的说法正确的是( A )
A.米酒变酸的过程涉及了氧化反应
B.汽油、柴油、植物油都是碳氢化合物
C.含5个碳原子的有机物分子中最多可形成4个碳碳单键
D.蛋白质的水解和油脂的皂化都是由高分子生成小分子的过程
解析:A项,醇被氧化为酸,正确;B项,植物油属于酯类,含有氧元素;C项,环戊烷分子含5个碳原子,可形成5个碳碳单键;D项,油脂属于酯类,不属于高分子化合物。
5.(2016·安徽合肥期末)只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液,这种试剂是( B )
A.NaOH溶液 B.新制Cu(OH)2
C.碘水 D.Na2CO3溶液
解析:NaOH溶液与乙酸发生中和反应,但没有明显现象,与葡萄糖、淀粉不反应,A错误;乙酸溶解氢氧化铜,葡萄糖与新制氢氧化铜共热会产生砖红色沉淀,淀粉与新制氢氧化铜混合后无明显现象,三种溶液现象各不相同,能鉴别,B正确;加入碘水,不能鉴别乙酸、葡萄糖,C错误;Na2CO3溶液与乙酸反应生成气体,但与葡萄糖和淀粉不反应,D
错误。
6.(2017·河北衡水二调)新版人民币的发行,引发了人们对相关化学知识的关注。下列表述不正确的是( D )
A.制造人民币纸张所用的棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤
维素
B.用于人民币票面文字等处的油墨中所含有的Fe3O4是一种磁性物质
C.防伪荧光油墨由颜料与树脂连接料等制成,其中树脂属于有机高分子材料
D.某种验钞笔中含有碘酒溶液,遇假钞呈现蓝色,其中遇碘变蓝的是葡萄糖
解析:棉花及植物的叶茎的主要成分是纤维素,A正确;Fe3O4有磁性,B正确;树脂都是高分子,C正确;葡萄糖遇碘不会变蓝色,D不正确。
7.(2016·甘肃肃南期末)下列说法正确的是( D )
①葡萄糖和果糖互为同分异构体,淀粉和纤维素也互为同分异构体
②试管里加入少量蔗糖,再加入一定量稀硫酸,加热 3～4 分钟,然后加入银氨溶液,片刻后管壁上有“银镜”出现
③油脂发生皂化反应后可得到高级脂肪酸盐和甘油
④纤维素和油脂都属于高分子化合物,一定条件下均能发生水解
⑤动物毛皮的主要成分是蛋白质,且天然蛋白质水解的最终产物是氨基酸
A.①② B.①③ C.②④ D.③⑤
解析:葡萄糖与果糖是同分异构体,淀粉与纤维素不是同分异构体,①错误;淀粉水解后,没有加碱至溶液呈碱性,就进行银镜反应,不能产生“银镜”现象,②错误;油脂在碱性条件下的水解反应为皂化反应,生成高级脂肪酸盐和甘油,③正确;油脂相对分子质量较小,属于小分子化合物,④错误;动物毛皮的主要成分为蛋白质,天然蛋白质水解的最终产物为氨基酸,⑤正确。
8.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:下列结论中正确的是( D )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
解析:因为混合液呈碱性,所以加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉;而加入新制Cu(OH)2生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。故结论应为淀粉已发生水解,但不知是否完全水解。
9.糖类、油脂和蛋白质都是人体基本营养物质。请回答下列问题:
(1)在试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 20%的H2SO4溶液,加热3～4 min,然后用碱液中和试管中的H2SO4溶液。
①淀粉完全水解生成的有机物分子式为 。?
②若要检验淀粉已经发生了水解,可取少量上述溶液加入 (填试剂的名称),加热后再根据实验现象判断;若要检验淀粉没有完全水解,可取少量水解溶液加入几滴碘溶液,应观察到 。?
(2)油脂在人体内通过水解生成 和丙三醇,再氧化分解,为人体提供能量。?
(3)为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”,通常选用的方法是 。?
A.滴加稀硝酸 B.滴加浓硫酸
C.滴加酒精 D.火焰上灼烧
解析:(1)淀粉水解的最终产物为葡萄糖,分子式为 C6H12O6,因此可先加NaOH溶液中和H2SO4溶液,再用新制 Cu(OH)2或银氨溶液检验葡萄糖,从而证明淀粉已发生水解,而取少量水解液加入碘后溶液变蓝,说明淀粉未完全水解。
(2)油脂水解的产物为高级脂肪酸和丙三醇。
(3)蚕丝是蛋白质,“人造丝”是纤维素。鉴别蛋白质的依据主要有:①某些蛋白质分子跟浓硝酸作用时呈黄色;②蛋白质被灼烧时,有烧焦羽毛的气味(常以此来区别毛纺织品和其他纺织品)。
答案:(1)①C6H12O6 ②新制氢氧化铜(或银氨溶液) 溶液变蓝
(2)高级脂肪酸 (3)D
能力提升
10.制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一为:
下列说法不正确的是( B )
A.M的分子式为C6H12O6
B.用NaOH溶液可除去乙酸乙酯中混有的乙酸
C.①④的反应类型均属于取代反应
D.N的结构简式为CH3COOH
解析:乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解生成乙酸钠和乙醇,故不能用NaOH溶液,而应用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸。
11. (2017·江苏泰州摸底)下列实验结论不正确的是( C )
实验操作
现象
结论
A
将石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中
溶液褪色
产物不都是烷烃
B
将乙醇与酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液(溶液显橙色)混合
橙色溶液
变为绿色
乙醇具有还原性
C
将碘酒滴到土豆片上
土豆片变蓝
淀粉遇碘元素变蓝
D
将新制Cu(OH)2与葡萄糖溶液混合加热
产生砖红色沉淀
葡萄糖具有还原性
解析:将碘酒滴到土豆片上,土豆片变蓝,说明淀粉遇碘单质变蓝,C不正确。
12.现有7瓶失去了标签的液体,可能是①乙醇、②乙酸、③苯、④乙酸乙酯、⑤油脂、⑥葡萄糖溶液、⑦蔗糖溶液。现通过如下实验步骤来确定各试剂瓶中所装的液体名称。
实验步骤和方法
实验现象
(1)把7瓶液体分别依次标号A、B、C、D、E、F、G,后闻气味
只有F、G两种液体没有气味
(2)各取少量于试管中加水稀释
只有C、D、E三种液体不溶解而浮在水上层
(3)分别取少量7种液体于试管中加新制的Cu(OH)2并加热
只有B使沉淀溶解,F中产生砖红色沉淀
(4)各取C、D、E少量于试管中,加稀NaOH溶液并加热
只有C仍有分层现象,且在D 的试管中闻到特殊香味
试给它们的试剂瓶重新贴上标签:
A. ,B. ,C ,D. ,?
E. ,F ,G. 。?
解析:由实验步骤(1)可知F、G分别是⑥⑦中的一种,由实验步骤(2)知C、D、E分别是③④⑤中的一种。由实验步骤(3)可知B是②即乙酸,F是⑥即葡萄糖溶液,则G是蔗糖溶液。由实验步骤(4)可知C是③即苯,乙酸乙酯在NaOH溶液中水解得到乙酸钠和乙醇,乙醇有特殊香味,而油脂在NaOH溶液中水解得到高级脂肪酸钠和甘油,甘油没有香味,所以D是乙酸乙酯,则E是油脂,那么A是乙醇。
答案:乙醇 乙酸 苯 乙酸乙酯 油脂 葡萄糖溶液 蔗糖溶液
13.A是面粉中的主要成分,C与E反应可生成F,D能与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀。下图是A、B、C、D、E、F等几种常见有机物之间的转化关系图:
根据以上信息完成下列各题:
(1)A的化学式为 ,B的结构简式为 。?
(2)C与E生成F的化学方程式为?
。?
(3)E与小苏打溶液反应的化学方程式为?
。?
(4)其中能与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀的物质除D外还有 (填代号)。?
(5)钠与C的反应现象和钠与水的反应现象有哪些不同?为何会产生这些差异??
。?
解析:面粉的主要成分是淀粉[(C6H10O5)n],淀粉水解的最终产物是葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO],葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成乙醇(CH3CH2OH),乙醇发生催化氧化反应生成乙醛(CH3CHO),乙醛氧化生成乙酸(CH3COOH)。乙酸与乙醇在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)。乙酸具有酸的通性,能与部分盐反应。凡是含醛基(—CHO)的有机物都能与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,葡萄糖分子中含醛基。
答案:(1)(C6H10O5)n CH2OH(CHOH)4CHO
(2)C2H5OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
(3)CH3COOH+NaHCO3CH3COONa+CO2↑+H2O
(4)B (5)①反应剧烈程度不同:乙醇<水,水中的H比乙醇中—OH中的H活泼;②钠浮在水面上,在乙醇中沉入底部,因密度:水>钠>乙醇
14. (2017·浙江温州中学模拟)已知有机化合物A～F存在下列关系:
(1)写出C的结构简式: 。?
(2)反应①类型是 ,已知F的结构中无双键,则F的结构简式为 。?
(3)写出B转化为C的化学方程式:?
。?
(4)糖类、油脂、蛋白质均为人类重要的营养物质,下列说法正确的是 。?
A.化合物A与银氨溶液混合后,水浴加热生成银镜,说明A中存在醛基
B.油脂是高级脂肪酸和甘油形成的酯类高分子化合物,氨基酸分子中都存在氨基和羧基两种官能团
C.将绿豆大小的钠块投入B中,钠块浮于液面上,并有大量气泡产生
D.乙酸乙酯制备实验中用饱和碳酸钠溶液收集产物,乙酸乙酯在下层
解析:淀粉在催化剂条件下水解得到A,那么A是葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下得到乙醇,那么B是乙醇,C是乙醛,乙醇和钠反应生成乙醇钠,D在催化剂作用下和水反应生成乙醇,可知D是乙烯,F是二氯乙烷。
(1)C是乙醛,它的结构简式为CH3CHO。
(2)反应①是乙烯和水反应生成乙醇,反应类型是加成反应,F是二氯乙烷,结构简式为CH2ClCH2Cl。
(3)B转化为C的化学反应方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(4)油脂是高级脂肪酸和甘油形成的酯,不是高分子化合物,B错误;将绿豆大小的钠块投入B(CH3CH2OH)中,钠的密度比乙醇的密度大,钠块不会浮于液面上,C错误;乙酸乙酯制备实验中用饱和碳酸钠溶液收集产物,乙酸乙酯在上层,D错误。
答案:(1)CH3CHO (2)加成反应 CH2ClCH2Cl
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(4)A
