选修五第二章《烃和卤代烃》单元检测题
一、选择题(每小题只有一个正确答案)
1.有关溴乙烷的下列叙述中,正确的是( )
A. 在溴乙烷中滴入AgNO3溶液,立即有淡黄色沉淀生成
B. 溴乙烷不溶于水,能溶于大多数有机溶剂
C. 溴乙烷与NaOH的醇溶液反应,可生成乙醇
D. 溴乙烷通常用溴水与乙烷直接反应来制取
2.用下图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是 ( )
A. 答案A B. 答案B C. 答案C D. 答案D
3.下列反应不属于取代反应的是( )
A. 酯化反应 B. 乙烯与溴水的反应
C. 苯的硝化反应 D. 苯与液溴的反应
4.下列有机物命名正确的是( )
A. 答案A B. 答案B C. 答案C D. 答案D
5.下列反应的产物中,有的有同分异构体,有的没有同分异构体,其中一定不存在同分异构体的反应是( )
A. 异戊二烯()与等物质的量的Br2发生加成反应
B. 2?氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去HCl分子的反应
C. 甲苯在一定条件下发生硝化反应生成一硝基甲苯的反应
D. 邻羟基苯甲酸与NaHCO3溶液反应
6.已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似,如下图:
则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 6
7.有一种有机物结构简式为CH=CH2推测它不可能具有下列哪种性质( )
A. 能被酸性高锰酸钾溶液氧化
B. 能与溴水发生加成反应褪色
C. 能发生加聚反应
D. 易溶于水,也易溶于有机溶剂
8.C7H7Cl的含有苯环的同分异构体共有( )
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
9.下列关于卤代烃的叙述中正确的是( )
A. 所有卤代烃都是难溶于水,密度比水小的液体
B. 所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
C. 所有卤代烃都含有卤原子
D. 所有卤代烃都是通过取代反应制得的
10.一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物共10g,平均相对分子质量为25。使混合气通过足量溴水,溴水增重8.4g,则混合气中的烃分别是( )
A. 甲烷和乙烯 B. 甲烷和丙烯 C. 乙烷和乙烯 D. 乙烷和丙烯
11.关于烷烃性质的叙述,错误的是( )
A. 都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 都能燃烧
C. 都不溶于水 D. 都能发生取代反应
12.在烧焦的鱼、肉中含有致癌物质3,4一苯并芘,其结构简式如图所示,它是一种稠环芳香烃,其分子式是( )
A. C20H12 B. C20H14 C. C19H12 D. C22H20
13.乙烯和乙炔都能使溴的水溶液褪色,是由于乙烯和乙炔( )
A. 是同系物 B. 都属于烃 C. 都易被氧化 D. 都含有价键不饱和的碳原子
14.分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
15.常用的打火机使用的燃料其分子式为C3H8,它属于( )
A. 烷烃 B. 烯烃 C. 炔烃 D. 芳香烃
二、填空题
16.卤代烃在有氢氧化钠存在的条件下水解,这是一个典型取代反应。其实质是带负电的原子团(如OH-等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子,如:CH3CH2CH2Br+OH-(NaOH)―→CH3CH2CH2OH+Br-(NaBr)
写出下列反应的化学方程式:
(1)溴乙烷跟NaHS反应___________________________________________________。
(2)碘甲烷跟CH3COONa反应_______________________________________________。
(3)由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚
(CH3—O—CH2CH3)__ __________________________________ 。
17.400 K、101.3 kPa时,1.5 L某烃蒸气能在a L氧气中完全燃烧,体积增大至(a+3) L(相同条件下)。请回答下列问题:
(1)该烃在组成上必须满足的基本条件是 。
(2)当a=10 L时,该烃可能的分子式为 。
(3)当该烃的分子式为C7H8时,a的取值范围为 。
18.立方烷的结构简式如图所示,每个顶点是一个碳原子。则:
①其分子式为_____________。②它的一氯取代物有_____________种。③它的二氯取代物有_____________种。
19.在实验室里鉴定氯酸钾晶体和1?氯丙烷中的氯元素,现设计了下列实验操作程序:①滴加AgNO3溶液;②加入NaOH溶液;③加热;④加入MnO2固体;⑤加蒸馏水过滤后取滤液;⑥过滤后取滤渣;⑦用稀HNO3酸化。
(1)鉴定氯酸钾晶体中氯元素的操作步骤是__________(填序号)。
(2)鉴定1?氯丙烷中氯元素的操作步骤是________(填序号)。
20.某化合物的分子式为C5H11Cl,结构分析表明,该分子中有两个CH3,有两-CH2-,有一个,和一个-Cl,它的可能结构有四种,请写出这四种可能的结构简式: 。
三、实验题
21.在足球比赛场上,当运动员受伤时,队医常常在碰撞受伤处喷洒一些液体,已知该液体是一种卤代烃(RX)。
试回答下列问题:
(1)为了证明该卤代烃(R—X)是氯代烃还是溴代烃,可设计如下实验:
a.取一支试管,滴入10~15滴R—X;
b.再加入1 mL 5%的NaOH溶液,充分振荡;
c.加热,反应一段时间后,取溶液少许,冷却;
d.再加入5 mL稀HNO3溶液酸化;
e.再加入AgNO3溶液,若出现________沉淀,则证明该卤代烃(R—X)是氯代烃,若出现________沉淀,则证明该卤代烃(R—X)是溴代烃。
①写出c中发生反应的化学方程式____________________________________________。
②有同学认为d步操作可省略。你认为该同学说法________(填“正确”或“不正确”),请简要说明理由____________________________________________。
(2)从环境保护角度看,能否大量使用该卤代烃?为什么?
________________________________________________________________________。
22.某同学要以“研究苯分子的结构”为题目做一次探究活动,下面是其活动记录,请你补全所缺内容。
(1)理论推测:他根据苯的凯库勒式________,推测苯分子中有两种不同的碳碳键,即________和________,因此它能使紫色的________溶液褪色。
(2)实验验证:他取少量的上述溶液加入试管中,然后加入苯,充分振荡,发现________________________________________________________________________。
(3)实验结论:上述的理论推测是________(填“正确”或“错误”)的。
(4)查询资料:经查阅有关资料,发现苯分子中六个碳原子之间的键________(填“相同”或“不同”),是一种特殊的键,苯分子中的六个碳原子和六个氢原子________(填“在”或“不在”)同一个平面上,应该用________表示苯分子的结构更合理。
(5)发现问题:当他将苯加入溴水中时,充分振荡,发现能使溴水褪色,于是该同学认为所查资料有误。你同意他的结论吗?____。为什么?______________。
四、推断题
23.苯的同系物中,有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
(R,R′表示烷基或氢原子)
(1)现有苯的同系物甲、乙,分子式都是C10H14。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;乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,则乙可能的结构有种。
(2)有机物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种,试写出丙所有可能的结构简式。
24.苯的同系物中,有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
(R,R′表示烷基或氢原子)
(1)现有苯的同系物甲、乙,分子式都是C10H14。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;乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,则乙可能的结构有种。
(2)有机物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种,试写出丙所有可能的结构简式。
五、计算题
25.两种饱和一元脂肪醛的混合物,其平均相对分子质量为51。取4.08 g混合物与足量银氨溶液共热,生成银21.6 g。试通过计算判断这两种醛是什么醛,并求它们各自的物质的量。
答案解析
1.【答案】B
【解析】CH3CH2Br中的溴不能与AgNO3发生反应,A选项错误;CH3CH2Br与NaOH醇溶液反应生成乙烯,C选项错误;溴与CH3CH3的反应产物有多种,不能用来制备CH3CH2Br,D选项错误。
2.【答案】B
【解析】A项利用溴乙烷和氢氧化钠的乙醇溶液制备乙烯时,乙烯中可能混有溴乙烷、乙醇、水蒸气等杂质,乙醇也能使高锰酸钾酸性溶液褪色,因此在检验乙烯时,应先将气体通入水中以除去乙醇,防止其对乙烯检验的干扰。B项溴乙烷、乙醇、水蒸气都不能使溴的四氯化碳溶液褪色,因此对乙烯的检验没有影响,故可以不除杂质。C项利用乙醇与浓硫酸共热制备乙烯时,乙烯中混有的二氧化硫也能使高锰酸钾酸性溶液褪色,故检验乙烯前必须将二氧化硫除去。D项二氧化硫也能使溴的四氯化碳溶液褪色,故检验乙烯前必须将二氧化硫除去。
3.【答案】B
【解析】乙烯与溴水的反应属于加成反应,不属于取代反应。
4.【答案】B
【解析】A中烃的正确命名应为2?甲基丁烷,A错;C的命名应为对二甲苯,C错;D的命名应为2?甲基丙烯,D错。
5.【答案】D
【解析】A项中1,4加成产物与1,2加成产物是同分异构体关系;B项中消去产物有1?丁烯和2?丁烯,二者是同分异构体关系;C项中可生成邻硝基甲苯,也可生成对硝基甲苯,二者是同分异构体关系;D项中只生成邻羟基苯甲酸钠。
6.【答案】C
【解析】两个氯原子位于邻位(1种)、间位(2种)、对位(1种),共4种。
7.【答案】D
【解析】该物质结构中有碳碳双键,所以能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也可以发生加成反应、加聚反应。
8.【答案】B
【解析】C7H7Cl的含有苯环的同分异构体有C6H5-CH2Cl和氯原子在甲苯的邻、间、对位三种,共4种。
9.【答案】C
【解析】A有的是气体;B有的不能如CH3Cl;D有的可以通过加成制得。
10.【答案】A
【解析】因为一种气态烷烃和一种气态烯烃的平均相对分子质量为25,所以其中必有甲烷(分子量小于25),混合气通过足量溴水,溴水增重8.4g,说明烯烃的质量为8.4g,则甲烷的质量为10-8.4=1.6g,即甲烷的物质的量为1.6÷16=0.1mol,混合气体的总物质的量为10÷25=0.4mol,所以烯烃的物质的量为0.4-0.1=0.3mol,可求得烯烃的分子量为:8.4÷0.3=28,则该烯烃为乙烯。
11.【答案】A
【解析】甲烷不溶于水,能发生取代反应,能发生燃烧反应,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以烷烃的性质为:不溶于水,能发生取代反应,能发生燃烧反应,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故选:A。
12.【答案】A
【解析】由稠环芳香烃的结构简式可知碳原子数位20,不饱和度为15,所以分子式是C20H12。
13.【答案】D
【解析】乙烯和乙炔中分别含有碳碳双键、碳碳三键,能够与溴水发生加成反应,所以能使溴水褪色。
14.【答案】D
【解析】首先判断出C5H12O的类别,然后判断出同分异构体。C5H12O能与Na反应产生H2,可确定该有机物是醇,故C5H12O可看作是戊烷中的H被—OH取代的产物。戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体,正戊烷对应的醇有3种,异戊烷对应的醇有4种,新戊烷对应的醇有1种,故共有8种。
15.【答案】A
【解析】丙烷的化学式为C3H8,分子中碳原子之间形成单键,其余价键为H原子饱和,为链烃,分子中不含双键、三键、苯环,故丙烷属于烷烃,故BCD错误,A正确。
16.【答案】(1)CH3CH2Br+NaHS―→CH3CH2SH+NaBr
(2)CH3I+CH3COONa―→CH3COOCH3+NaI
(3)2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑,
CH3I+CH3CH2ONa―→CH3OCH2CH3+NaI
【解析】本题旨在考查卤代烃取代反应的知识,着重培养学生分析问题、类比推理和灵活运用知识的三种能力。从给出的示例结合卤代烃的取代反应等知识,可分析得:R—X+Y-―→RY+X-
(1)据题意可看出,RX即CH3CH2Br,而Y-即SH-,CH3CH2Br+SH-―→CH3CH2SH+Br-。
(2)从题意可以看出RX为CH3I,而Y-为CH3COO-,CH3I+CH3COO-―→。
同理,在(3)中RX显然是CH3I,但题目中并未直接给出和Y-有关的分子,而是给出了反应的结果CH3—O—CH2CH3,从产物CH3—O—CH2CH3可以推断出Y-应该是CH3CH2O-,它可以来自无水乙醇和金属钠反应生成的CH3CH2ONa。
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
CH3I+CH3CH2ONa―→CH3OCH2CH3+NaI
17.【答案】(1)该烃分子中氢原子数为8 (2)C4H8、C3H8(3)a≥13.5
【解析】(1)根据烃完全燃烧的通式和差量法可以求解,即:
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g) ΔV=(-1) L
1 L (-1) L
1.5 L [a+3-(a+1.5)] L
根据正比关系解得y=8。
(2)由于该烃在O2中完全燃烧,故O2足量,即1.5(x+)≤10,且y=8,解得x≤14/3,且x为整数,结合该烃中的氢原子数为8,可知该烃可能为C4H8或C3H8。
(3)当烃的分子式为C7H8时,烃完全燃烧,即:a≥1.5(x+),且y=8,求得a≥13.5。
18.【答案】①C8H8②1 ③3
【解析】根据有机物中各元素的价键规则:碳原子必须满足4价,而从图中可以看出每个碳有3个价键,故必须有1个H原子与其相连,因此分子式为C8H8。8个顶点上的8个氢原子是完全“等效”的,所以一氯取代物有1种。而二氯取代物有3种,理由是当固定1个顶点后,该顶点与其余顶点有3种情况:面上相邻、面对角线、立方体体对角线。
19.【答案】(1)④③⑤⑦① (2)②③⑦①
【解析】要鉴定样品中是否含有氯元素,通常先将样品中的氯元素转化为Cl-,再使Cl-转化为AgCl沉淀,利用沉淀的颜色和不溶于稀HNO3的性质来判断氯元素的存在。
(1)鉴定氯酸钾晶体中的氯元素,可先转化成氯化钾,再利用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl-。
(2)鉴定1?氯丙烷中的氯元素,必须先将1?氯丙烷中的氯原子通过水解或消去反应变为氯离子,再滴入硝酸酸化的AgNO3溶液来检验。即先取少量1?氯丙烷加入NaOH的水溶液,使其水解后,再加入稀HNO3,然后加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色来判断是否是氯元素。其实验的关键是在加入AgNO3溶液之前,应加入稀HNO3酸化,以中和过量的NaOH溶液,防止NaOH与AgNO3溶液反应生成的沉淀对实验的观察产生干扰。
20.【答案】,,
【解析】分子式为C5H11Cl的化合物可以看成是戊烷C5H12的一氯代物,而戊烷的同分异构体有三种。将这三种同分异构体的每种分子内的一个氢换成一个氯原子后,选出符合题目要求的便可得解。
21.【答案】(1)白色 浅黄色 ①RX+NaOHROH+NaX ②不正确 在b步中NaOH是过量的,若没有d步骤,直接加入AgNO3溶液,将会产生褐色沉淀,干扰观察沉淀颜色,无法证明是Cl-还是Br-
(2)有毒的卤代烃挥发到空气中,会污染环境
【解析】(1)根据出现沉淀的颜色,可知卤素原子种类,在加AgNO3之前,必须加入稀HNO3酸化,因为过量的NaOH能与AgNO3反应,生成AgOH,AgOH不稳定,立即分解为褐色Ag2O沉淀,干扰对卤素原子种类的检验。
(2)有毒的卤代烃挥发到空气中,会污染环境。
22.【答案】(1)酸性 KMnO4
(2)液体分层,溶液紫色不消失 (3)错误 (4)相同 在
(5)不同意 由于苯是一种有机溶剂且不溶于水,而溴单质在苯中的溶解度比其在水中的大许多,故将苯与溴水混合振荡时,苯将溴单质从其水溶液中萃取出来,从而使溴水褪色,与此同时,苯层颜色加深
【解析】凯库勒式为单、双键交替式,因含双键,故应能使酸性KMnO4溶液褪色,而实验情况与推测不相符,则说明苯的结构不是凯库勒式结构。苯的真实结构为碳碳键完全相同,不存在单键、双键,而是介于单、双键之间的特殊的键。
23.【答案】(1)、9;
(2)、、、.
【解析】(1)本题以分子式为C10H14的苯的同系物可能具有的结构展开讨论。题中信息没有说明什么样的结构不能被酸性KMnO4溶液氧化为芳香酸,但仔细分析可以发现,能被氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点——侧链与苯环直接相连的碳原子上都有氢原子,产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目;若苯的同系物能被氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸(二元酸),说明苯环上有两个侧链,可能是两个乙基,也可能是一个甲基和一个丙基,而丙基又有两种结构(),两个侧链在苯环上的位置又有邻位、间位和对位3种可能,故分子式为C10H14、有两个侧链的苯的同系物有3×3=9种可能的结构。(2)分子式为C10H14的苯的同系物苯环上的一溴代物只有一种,其苯环上可能只有2个相同的侧链且位于对位,或4个相同的侧链。
24.【答案】(1)9
(2)、、、
【解析】(1)本题以分子式为C10H14的苯的同系物可能具有的结构展开讨论。题中信息没有说明什么样的结构不能被酸性KMnO4溶液氧化为芳香酸,但仔细分析可以发现,能被氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点——侧链与苯环直接相连的碳原子上都有氢原子,产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目;若苯的同系物能被氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸(二元酸),说明苯环上有两个侧链,可能是两个乙基,也可能是一个甲基和一个丙基,而丙基又有两种结构(),两个侧链在苯环上的位置又有邻位、间位和对位3种可能,故分子式为C10H14、有两个侧链的苯的同系物有3×3=9种可能的结构。
(2)分子式为C10H14的苯的同系物苯环上的一溴代物只有一种,其苯环上可能只有2个相同的侧链且位于对位,或4个相同的侧链。
25. 24.【答案】甲醛和丙醛,物质的量分别是0.02 mol和0.06 mol
【解析】混合醛的物质的量=4.08 g÷51 g·mol-1=0.08 mol,生成银的物质的量=21.6 g÷108 g·mol-1=0.2 mol>0.08 mol×2,由此可知:混合物中必含有甲醛。设甲醛的物质的量为x,另一种醛A的物质的量为y。
?
MA==58 g·mol-1
根据题意,醛A应符合通式CnH2nO:12n+2n+16=58,
n=3,所以A为丙醛。
综上可知,这两种醛是甲醛和丙醛,物质的量分别是
0.02 mol和0.06 mol。