专题9《有机化合物》
一、单选题(共15小题)
1.2013年4月24日,东航首次成功进行了由地沟油生产的生物航空燃油的验证飞行。能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是( )
A. 点燃,能燃烧的是矿物油
B. 测定沸点,有固定沸点的是矿物油
C. 加入水中,浮在水面上的是地沟油
D. 加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油
2.下列说法正确的是( )
A. 乙烯和甲烷都能发生加成反应
B. CuSO4溶液能使鸡蛋清盐析而沉淀
C. 米酒变酸是因为乙醇被氧化为乙酸
D. HNO3不能与苯发生取代反应
3.下列说法正确的是( )
A. 石油裂解得到的汽油是纯净物
B. 石油产品都可用于聚合反应
C. 天然气是一种清洁的化石燃料
D. 水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
4.化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A. 使用漂白液时不可与酸性洁厕剂混用
B. 淘米水中含有淀粉可以直接检测加碘盐中是否含有碘元素
C. 葡萄糖、油脂、蛋白质等进入人体内经水解后被吸收
D. 铝壶表面有致密氧化膜耐腐蚀,可长期存放食醋
5.下列叙述不正确的是( )
A. 天然气和沼气的主要成分是甲烷
B. 等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所需氧气的质量相等
C. 纤维素乙酸酯、油脂和蛋白质在一定条件都能水解
D. 葡萄糖和蔗糖都含有C,H、O三种元素,但不是同系物
6.关于有机反应类型的以下判断不正确的是 ( )
A. 答案A
B. 答案B
C. 答案C
D. 答案D
7.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是( )
A. CH3CH2CH2CH3
B. CH3CH(CH3)2
C. CH3C(CH3)3
D. (CH3)2CHCH2CH3
8.甲烷与四氯化碳分子的空间构型相同,有关两者的比较中正确的是( )
A. 甲烷与四氯化碳分子都是含有极性键的极性分子
B. 甲烷与四氯化碳分子内的键角均为600
C. 甲烷沸点低于四氯化碳,因为C-H键键长比C-Cl键短
D. 甲烷分子比四氯化碳稳定,因为C-H键键能比C-Cl键大
9.物质甲是一种重要的有机化工原料,其结构简式为,它一般不可能具有的性质是 ( )
A. 易溶于水,不易溶于有机溶剂
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,在一定条件下可与4倍物质的量的氢气加成
10.下列有机物发生的反应属于加成反应的是( )
A. 苯与液溴生成溴苯
B. 乙烯用于生产乙醇
C. 油脂水解生产肥皂
D. 用乙醇、乙酸与浓H2SO4混合加热
11.下列有关煤、石油的说法正确的是( )
A. 石油裂解得到的汽油是纯净物
B. 石油分馏和煤干馏都是化学变化
C. 煤干馏可以得到甲烷、苯和氨等重要化工原料
D. 水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
12.下列涉及有机物性质或应用的说法正确的是 ( )
A. 利用可降解的“玉米塑料”替代一次性饭盒,可减少白色污染
B. 乙烯、聚氯乙烯都能使溴水褪色
C. 保鲜膜、一次性食品袋的主要成分是聚氯乙烯
D. 人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
13.下列关于有机化合物的认识不正确的是( )
A. 油脂在空气中完全燃烧转化为水和二氧化碳
B. 蔗糖、麦芽糖的分子式都是C12H22O11,二者互为同分异构体
C. 乙烯通入高锰酸钾溶液中,溶液褪色是因为发生了加成反应
D. 在浓硫酸存在下,苯与浓硝酸共热生成硝基苯的反应属于取代反应
14.实验室制取乙烯的反应原理为CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O,反应时,常因温度过高而使乙醇和浓H2SO4反应生成少量的SO2,有人设计下列实验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①②③④装置盛放的试剂分别是(填标号):
①________,②________,③________,④________。
A. 品红溶液
B. NaOH溶液
C. 浓硫酸
D. 酸性高锰酸钾溶液
15.下列属于分离、提纯液态有机物的操作的是( )
A. 蒸馏
B. 蒸发
C. 重结晶
D. 过滤
二、填空题(共3小题)
16.石油是现代工业的血液,是现代农业的命脉. (1)工业上用来分馏石油的主要设备是;常采用减压分馏对重油进行加工,减压分馏的原理是. (2)目前生产聚氯乙烯塑料的主要方式是用乙烯、氧气和氯气反应得到氯乙烯(反应为4CH2=CH2+2Cl2+O2→4CH2=CHCl+2H2O),再用氯乙烯聚合生产这种塑料,该过程的反应方程式为:. (3)聚氯乙烯纤维具有等特性(写出两点即可),适用制作化工行业工作服及防火服等. (4)聚乙烯塑料也是生活中极为常见的一种塑料,以下有关聚乙烯和聚氯乙烯的说法正确的是. A.将它们分别点燃,火焰均发黑,冒黑烟,有刺鼻的气味 B.大部分回收的塑料都是聚氯乙烯,聚乙烯自身可降解而无需回收 C.聚乙烯和聚氯乙烯保鲜膜对人体危害不大,可以放心使用 D.鉴别二者可将它们分别放入水中,浮在水面上的是聚乙烯,沉在水中的是聚氯乙烯.
17.下列四种有机物中:
A.B.CH3CH2CH2CH2CH3C.CH3CH=CHCH3D.CH3CH=CH2属于烷烃的是(填序号,下同),互为同分异构体的是,互为同系物的是.
18.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机物:
(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 。
(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 。
(3)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳最多的是 ,生成水最多的是 。
(4)在120℃、1.01×105Pa下时,上述三种有机物中的两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积都没有发生变化,这两种气体是
_____________________。
三、实验题(共3小题)
19.已知下列数据:
实验室制乙酸乙酯的主要装置如图Ⅰ所示,主要步骤为:
①在30 mL的大试管中按体积比1∶4∶4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合液;
②按照图Ⅰ连接装置,使产生的蒸气经导管通到15 mL试管所盛饱和Na2CO3溶液(加入1滴酚酞试液)上方约0.5 cm处,
③小火加热试管中的混合液;
④待小试管中收集约4 mL产物时停止加热,撤出小试管并用力振荡,然后静置待其分层;
⑤分离出纯净的乙酸乙酯。
请回答下列问题:(1)步骤①中,配制这一比例的混合液的操作是______________________________________________________。
(2)写出该反应的化学方程式______________________________________,
浓硫酸的作用是_________________________________________________。
(3)步骤③中,用小火加热试管中的混合液,其原因是__________________________________________________________________________。
(4)步骤④所观察到的现象是_______________________________________
_______________________________________________________________。
(5)步骤⑤中,分离出乙酸乙酯选用的仪器是________,产物应从________口倒出,因为________________________________________________________________________。
(6)为提高乙酸乙酯的产率,甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙的装置(乙同学待反应完毕冷却后再用饱和Na2CO3溶液提取烧瓶中产物)。你认为哪种装置合理,为什么?
答:_____________________________________________________________
________________________________________________________。
20.煤是重要的能源,也是生产化工产品的重要原料.试用所学知识,解答下列问题:
(1)煤的转化技术通常包括煤的气化技术和液化技术.其中煤的液化技术又可以分为 和 ;
(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理.煤的某种脱硫技术的原理如图所示:
FeS2Fe2++SOFe3+
这种脱硫技术称为微生物脱硫技术.该技术的第一步反应的离子方程式为 ;第二步反应的离子方程式为 ;
(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、 、 等.
(4)湿式石灰石﹣石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法.其工艺流程是:烟气经锅炉预热器出来,进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘,再经过一个专门的热交换器,然后进入吸收塔,烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触,通入空气后生成石膏,经脱硫的烟气,应用循环气体加热器进行再加热,进入烟囱,排入大气.
①写出湿法石灰石﹣石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式: _;
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是: ;
③上述过程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值,则石膏产品性能变坏.工业上消除可溶性氯化物的方法是 ;
(5)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成 (CaSO4?xH2O)即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示.数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变.
①石膏的化学式为 ;
②图象中AB段对应化合物的化学式为 .
21.(1)下图所示,这是一套蒸馏装置图,图中的错误是____________。
(2)若用蒸馏的方法分离甘油(沸点为290℃)和水的混合物,被蒸馏出来的物质是________,从温度计上判断该物质已被完全蒸出的现象是________________。
(3)若用蒸馏的方法分离出CCl4(沸点为76.8℃)中含有的乙醚CH3CH2OCH2CH3(沸点为45℃),应控制温度在__________。
答案解析
1.【答案】D
【解析】地沟油属于酯类、矿物油属于烃类,二者点燃时都能燃烧,A错误。地沟油、矿物油均属于混合物,二者没有固定沸点,B错误。地沟油、矿物油二者的密度均比水小且都不溶于水,与水混合都浮在水面上,C错误。加入足量NaOH溶液,矿物油不发生反应,液体混合物分层、地沟油与NaOH溶液反应生成甘油、高级脂肪酸的钠盐,混合液不分层,D正确。
2.【答案】C
【解析】甲烷是饱和烃,乙烯是不饱和烃,甲烷不能发生加成反应,故A错误;硫酸铜为重金属盐,可使蛋白质变性,在饱和轻金属盐中或铵盐中,蛋白质可发生盐析,故B错误;米酒中含有乙醇,乙醇能被氧化为乙酸,故C正确;浓HNO3在浓硫酸做催化剂的条件下加热生成硝基苯,为取代反应,故D错误.
3.【答案】C
【解析】裂解汽油主要成分为C6~C9烃类,有时也包含C5烃以及C9以上重质烃类,故A错误;只有含有双键或三键的物质才可以用于聚合反应,石油分馏产品为烷烃,不能发生聚合反应,故B错误;天然气的主要成分为甲烷,燃烧充分,生成物为二氧化碳和水,为清洁的化石燃料,故C正确;水煤气是通过炽热的焦炭而生成的气体,主要成份是一氧化碳、氢气,不是煤的液化,故D错误.
4.【答案】A
【解析】A.洁厕精呈酸性,漂白液呈碱性,二者相混合,会发生反应而降低效果,同时混用生成氯气,污染环境,正确; B.碘与淀粉变蓝是指与碘单质与淀粉变蓝,而不是碘的化合物,而食盐加碘加入的是碘的化合物,错误; C.葡萄糖是单糖,不能水解,错误; D.铝的氧化物能与酸反应,不可长期存放食醋,错误.
5.【答案】B
【解析】天然气、煤道坑气和沼气的主要成分都是甲烷,A正确。乙醇分子式为C2H6O,其(x+-)=2+1.5-0.5=3,即1mol乙醇完全燃烧消耗氧气3mol。乙酸分子式为C2H4O2,其(x+-)=2+1-0.5=2.5,即1mol乙酸完全燃烧消耗氧气2.5mol。所以等物质的量的乙醇和乙酸,乙醇消耗氧气多,B错误。纤维素乙酸酯、油脂属于酯,在酸性或碱性条件下可以水解,蛋白质都能在一定条件下水解为多肽,最终水解为氨基酸,C正确。葡萄糖属于单糖,分子式为C6H12O6,蔗糖属于糖类中的二糖,分子式为C12H22O11,二者组成通式不同,结构不相似,不是同系物,D正确。
6.【答案】C
【解析】乙烯与溴的CCl4溶液反应,发生的是加成反应:
CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br。
7.【答案】C
【解析】A项CH3CH2CH2CH3一氯代物有2种,B项CH3CH(CH3)2,一氯代物有2种,D项(CH3)2CHCH2CH3一氯代物有4种。
8.【答案】D
【解析】A.甲烷与四氯化碳分子都是正四面体型结构,是含有极性键的非极性分子,错误; B.甲烷与四氯化碳分子都是正四面体型结构,键角都是109°28′,错误; C.分子晶体相对分子质量越大,熔沸点越大,所以甲烷沸点低于四氯化碳,错误; D.键长越短,键能越大,分子越稳定,碳氢键的键长小于碳氯键的键长,所以甲烷分子比四氯化碳稳定,正确.
9.【答案】A
【解析】因物质甲为烃,故难溶于水,易溶于有机溶剂,A符合题意;其分子式为C8H8,与苯(C6H6)具有相同的最简式,故燃烧时现象相同,B不符合题意;因分子中含碳碳双键,故能与Br2发生加成反应,C不符合题意;1 mol苯环能与
3 mol H2发生加成反应,1 mol碳碳双键能与1 mol H2发生加成反应,故D不符合题意。
10.【答案】B
【解析】苯分子中的一个氢原子被溴原子代替,属于取代反应,故A错误;乙烯中碳碳双键断裂,分别结合一个氢原子和羟基生成乙醇,属于加成反应,故B正确;油脂的皂化反应属于油脂在碱性条件下水解,属于取代反应,故C错误;乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,酯化反应属于取代,故D错误.
11.【答案】C
【解析】石油分馏得到的汽油中含有多种饱和烃和不饱和烃,是混合物,故A错误;煤的干馏是在隔绝空气下加强热发生分解反应,是一种复杂的物理、化学变化,而石油的分馏是根据物质的沸点不用进行分离的,属于物理变化,故B错误;煤干馏可以得到焦炭、焦炉气、煤焦油(甲烷、苯和氨)等重要化工原料,故C正确;根据煤的气化得到水煤气,故D错误。
12.【答案】A
【解析】可降解塑料在自然界中可自动分解为无毒物质,使用可降解的“玉米塑料”替代一次性饭盒,可减少白色污染,A正确;聚氯乙烯中没有碳碳双键,不能使溴水褪色,B错误;聚氯乙烯中常含有对人体有害的增塑剂,不能用作保鲜膜、一次性食品袋,C错误;光导纤维的主要成分为二氧化硅,不是有机高分子化合物,D错误。
13.【答案】C
【解析】油脂含有C、H、O三种元素,完全燃烧生成水和二氧化碳,A正确;蔗糖、麦芽糖分子式相同,蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水形成的,而果糖是由2分子葡萄糖脱水形成的,结构不同,互为同分异构体,B正确;乙烯含有双键,能被高锰酸钾氧化,C错误;硝基取代苯环上的H原子生成硝基苯,是取代反应,D正确。
14.【答案】A
【解析】酸性高锰酸钾溶液与苯混合,溶液分层,上层无色,与甲苯混合溶液褪色,不分层,与四氯化碳混合,溶液分层,下层无色,与氢氧化钠溶液混合,溶液不褪色,不分层,A项可以;将溴水加入到苯、甲苯中,都是上层的苯、甲苯萃取了溴水中的溴而无法区别苯与甲苯;浓硫酸无法区别苯、甲苯与四氯化碳;液溴与苯、甲苯的反应需要催化剂,且操作较麻烦,故液溴无法区分苯和甲苯。
15.【答案】A
【解析】蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。
16.【答案】(1)分馏塔;降低压强,烃的沸点随压强减少而降低,使重油能在较低温度下分馏; (2) nCH2=CHCl; (3)难燃、耐腐蚀; (4) D.
【解析】(1)石油分溜在分馏塔中进行;低压情况下,液体沸点会降低,在较低温度下,就可以得到不同的馏分; (2)氯乙烯能发生加聚反应生成氯乙烯塑料:nCH2=CHCl; (3)氯乙烯塑料具有难燃、耐腐蚀、保暖等性质; (4)聚氯乙烯燃烧时有刺激性气味的气体;而聚乙烯易点燃且燃烧时无臭味,故A错误;聚乙烯不能自身可降解需回收,故B错误;聚乙烯塑料没有毒,而聚氯乙烯塑料有毒,故C错误;聚乙烯的密度小于水,聚氯乙烯的密度大于水,所以浮在水面上的是聚乙烯,沉在水中的是聚氯乙烯,故D正确.
17.【答案】AB;AB;CD;
【解析】A.C(CH3)4为新戊烷;B.CH3CH2CH2CH2CH3为正戊烷;C.CH3-CH=CH-CH3属于烯烃;D.CH3CH=CH2属于烯烃;属于烷烃的是AB,符合同分异构体的物质为AB,互为同系物的为CD。
18.【答案】(1)CH4 (2)C2H6
(3)C2H4 CH4
(4)CH4、C2H4
【解析】(1)等质量的烃CxHy完全燃烧时,氢元素的质量分数越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6中的依次为、、,故CH4耗O2最多。(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时,(x+)的值越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6的(x+)依次为1+=2、2+=3、2+=3.5,故C2H6耗O2最多。
(3)n(CO2)=n(C),因为等质量的CH4、C2H4、C2H6的n(C)分别为×1、×2、×2,×2最大,故C2H4生成的CO2最多;n(H2O)=n(H2),因为等质量的CH4、C2H4、C2H6的n(H2)分别为×2、×2、×3,×2最大,故CH4生成的H2O最多。
(4)温度≥100℃条件下,当烃CxHy中含有4个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变,y=4的为CH4、C2H4,故答案为CH4、C2H4。
19.【答案】(1)先加4 mL乙醇,再缓缓加入1 mL浓硫酸,边加边振荡,冷却后再加4 mL乙酸并振荡混合均匀
(2)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 催化剂,吸水剂
(3)防止暴沸且减少反应物的大量挥发
(4)在浅红色Na2CO3溶液上层有无色液体,振荡后Na2CO3溶液层红色变浅且有气泡产生
(5)分液漏斗 上 乙酸乙酯的密度比水的密度小
(6)乙装置合理;因为乙装置中反应物能够冷凝回流,损失少,乙酸乙酯的产率高
【解析】(1)要注意题目对三种液体的比例的限制,30 mL的试管最多加入10 mL液体加热,故乙醇和乙酸均加入4 mL,浓硫酸加1 mL,要将浓硫酸加入乙醇和乙酸的混合液中并不断振荡。(3)乙酸、乙醇、乙酸乙酯的沸点较低且接近,大火加热,会使反应物大量蒸发而损失。(4)Na2CO3溶液显碱性,加入1滴酚酞试液变红色,乙酸乙酯密度比水小,难溶于水,在上层,振荡时挥发出来的乙酸与碳酸钠反应产生气泡,溶液的红色变浅,油层变薄。(6)乙中的反应物能够冷凝回流,损失少,乙酸乙酯的产率高。
20.【答案】(1)直接液化技术;间接液化技术;
(2)2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
(3)焦炉煤气、粗氨水、煤焦油;
(4)①SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4?2H2O);
②用石灰石浆液的成本较低;
③用水洗涤;
(5)①CaSO4?2H2O;
②2CaSO4?H2O.
【解析】(1)煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下,通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化;煤间接液化间接液化是以煤为原料,先气化制成合成气,然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程;
(2)第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O,生成物有Fe2+和SO42﹣,根据化合价升降总数相等以及原子守恒,反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;Fe2+具有还原性,可被氧气氧化为Fe3+,根据化合价升降总数相等以及原子守恒,反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、焦炉煤气、粗氨水、煤焦油;
(4)①二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳,反应方程式为:SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4?2H2O,反应方程式为:2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4?2H2O);
②石灰石浆液的价格低;
③硫酸钙微溶于水,氯化物易溶于水;
(5)①石膏加热分解减少的质量就是水的质量,已知3.44g CaSO4?xH2O完全分解得到无水CaSO42.72g,则:
CaSO4?xH2O═CaSO4+xH2O
136 18x
2.72 0.72
即=
解得x=2 所以石膏的化学式为CaSO4?2H2O;
②由实验数据知在A﹣B段时石膏的质量为2.90g,其中CaSO42.72g,H2O为2.90g﹣2.72g=0.18g.CaSO4的物质的量为=0.02mol,H2O的物质的量为=0.01mol,此时其化学式可表示为2CaSO4?H2O.
21.【答案】(1))缺少石棉网 (2)水 温度计读数从100℃开始下降 (3)45℃
【解析】(1)从图中看,缺少石棉网。(2)只需将沸点低的物质蒸出即达分离目的,因此水被蒸出后,缺少热的气体接触温度计,温度计读数会略有下降。(3)先蒸出的是乙醚,故控制温度在45℃。
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