第1章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2020辽宁葫芦岛高二检测)下列有机化合物的分类正确的是( )
A.属于醇类化合物
B.属于芳香烃
C.属于脂环化合物
D.CH3CH(CH3)2属于链状化合物
2.下列各物质中,互为同系物的一组是( )
①C2H5COOH ②C6H5COOH ③C15H31COOH
④C17H31COOH ⑤CH2CH—COOH
⑥CH3CH2CHO
A.①③
B.③④
C.④⑤
D.⑤⑥
3.用括号中的试剂除去下列各物质中的少量杂质,其中正确的是( )
A.苯中的甲苯(溴水)
B.硝基苯中的硝酸(水)
C.甲烷中的乙烯(酸性KMnO4溶液)
D.溴苯中的溴(水)
4.(2020吉林高二检测)下列系统命名法正确的是
( )
A.2-甲基-4-乙基戊烷
B.2,3-二乙基-1-戊烯
C.2-甲基-3-丁炔
D.对二甲苯
5.某烃甲与H2反应后的产物乙为(CH3)2CHCH2CH3,则相关说法不合理的是( )
A.产物乙的系统命名为2-甲基丁烷
B.烃甲可能是2-甲基-1,3-丁二烯
C.0.1
mol产物乙完全燃烧可消耗17.92
L
O2
D.烃甲与乙炔可能是同系物
6.下列物质中既属于芳香烃的衍生物又属于醇的是
( )
A.
B.
C.
D.CH3CH2OH
7.如图是立方烷的球棍模型,下列有关说法不正确的是
( )
A.其一氯代物只有一种
B.其二氯代物有三种同分异构体
C.它与互为同系物
D.它与苯乙烯()互为同分异构体
8.分子式为C3H4Cl2的链状有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A.4种
B.5种
C.6种
D.7种
9.(2020吉林长春高二期末)有(a)、(b)、(c)的分式均为C5H6,下列有关叙述正确的是
( )
A.符合分子式为C5H6的同分异构体只有a、b、c三种
B.a、b、c的一氯代物都只有三种
C.a、b、c都能使溴的CCl4溶液褪色,且褪色原理相同
D.a、b、c分子中的5个碳原子一定都处于同一个平面
10.某研究性学习小组所做的石蜡油(17个碳原子以上的烷烃)分解实验如图所示。下列有关说法正确的是
( )
A.装置Ⅱ中逸出的气体通入高锰酸钾溶液,发生加成反应
B.石蜡油分解生成的气体中只有烯烃
C.十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时,二者物质的量之比为1∶8
D.装置Ⅰ中硫酸铝和碎瓷片都是催化剂
二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。
11.(2020陕西延安高二检测)下列说法正确的是
( )
A.甲苯与液溴在Fe催化条件下可生成
B.乙苯和氯气光照生成的产物有11种
C.邻二甲苯和液溴在光照下的取代产物可能为
D.甲苯和氯气在光照条件下生成的一氯代物有4种
12.一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们分子里的碳原子数相等。将1.0体积这种混合气体在氧气中完全燃烧,生成2.0体积的CO2和2.4体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定),则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为( )
A.3∶1
B.1∶3
C.2∶3
D.3∶2
13.(2020四川南充高二检测)C6H14的各种同分异构体中,所含甲基数和它的一氯取代物的数目与下列叙述相符的是( )
A.4个甲基,能生成4种一氯代物
B.3个甲基,可能生成4种一氯代物
C.3个甲基,可能生成5种一氯代物
D.2个甲基,能生成4种一氯代物
14.(2020云南曲靖高二期末)科学家最近在-100
℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别,根据分析,绘制了该分子的球棍模型如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.该分子中碳原子的化学环境有2种
C.该分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
D.该分子中只有碳碳单键,没有碳碳双键
15.(2020广东深圳高二检测)某有机化合物的结构简式可以用“键线式”表示,其中线表示键,线的交点与端点处代表碳原子,并用氢原子补足四价,但C、H原子未标记出来。已知利用某些有机化合物之间的转化可贮存太阳能,如降冰片二烯(NBD)经太阳光照射转化成四环烷(Q)的反应为(反应吸热):
下列叙述中错误的是( )
A.NBD和Q互为同分异构体
B.Q可能发生化学反应而使溴水褪色
C.Q的一氯代物只有3种
D.NBD属于芳香烃的同分异构体的一氯代物有3种
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(10分)按要求回答下列问题:
(1)中含有的官能团为 。?
(2)的系统命名为 。?
(3)的名称为 。?
(4)有机化合物(CH3)3CCH2CH(C2H5)CH3命名为2,2-二甲基-4-乙基戊烷,错误的原因是 ,其正确的系统名称应为 。?
17.(10分)某有机化合物的结构简式为
据此填写下列空格。
(1)该物质苯环上一氯代物有 种。?
(2)1
mol该物质和溴水混合,消耗Br2的物质的量为 mol。?
(3)1
mol该物质和H2加成需H2 mol。?
(4)下列关于该物质的说法不正确的是 。?
A.可发生加成、取代、氧化等反应
B.和甲苯属于同系物
C.使溴水褪色的原理与乙烯相同
D.能使酸性KMnO4溶液褪色是发生了加成反应
18.(12分)已知无水醋酸钠和碱石灰共热时生成CH4的过程可简单表示如下:
CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3
在这个反应中CH3COONa转化为CH4可看作CH3COONa脱去羧基的结果,故称其为脱羧反应。据此回答下列问题:
(1)1834年德国科学家米希尔里希通过蒸馏安息香酸()和石灰的混合物得到一种液体,命名为苯。写出苯甲酸钠()与NaOH、生石灰共热生成苯的化学方程式:?
?
。?
(2)由来制取需要的试剂是 ,下列物质属于苯的同系物且能被该试剂氧化的是 。?
a.
b.
c.
d.
(3)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含三键且无支链的链烃的结构简式: 。苯不能使溴水因发生反应而褪色,性质类似于烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程式: ?
。?
(4)烷烃中脱去2
mol氢原子形成1
mol双键要吸热。但1,3-环己二烯()脱去2
mol氢原子变成苯要放热,可推断苯比1,3-环己二烯 (填“稳定”或“不稳定”)。?
(5)写出满足下列条件的物质的同分异构体: 。?
①分子式为C8H10 ②有2个支链 ③苯环上一氯代物只有一种结构
19.(14分)(2020福建福州高二检测)实验室以环己醇(X)为原料制备环己酮(Y):
……→
X Y
环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表:
物质
沸点/℃
溶解性
环己醇
161.1(97.8)
0.962
4
能溶于水
环己酮
155.6(95)
0.947
8
微溶于水
饱和食盐水
108.0
1.330
1
—
水
100.0
0.998
2
—
(括号中的数据表示该有机化合物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点)
环己酮粗产品中混有水和少量环己醇杂质,采用下列流程提纯环己酮:
粗产品有机混合物较纯的产品纯产品(Y)
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ操作中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有 。?
(2)步骤Ⅰ中加入氯化钠固体的作用是 。直接蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。?
(3)步骤Ⅱ中加入无水氯化钙,其目的是 。?
(4)步骤Ⅲ的装置如图所示。
①加热前,在烧瓶中加入几块碎瓷片,其目的是 。?
②如果温度计的水银球低于支管下沿,所收集产品的质量会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
(5)利用核磁共振氢谱法检测产品中是否混有环己醇。在核磁共振氢谱中,环己醇分子有 组峰,环己酮分子的核磁共振氢谱中峰面积比为 。?
20.(14分)0.2
mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各1.2
mol。试回答:
(1)烃A的分子式为 。?
(2)若取一定量的该烃A完全燃烧后,生成CO2和H2O各3
mol,则有 g烃A参加了反应,燃烧时消耗标准状况下的氧气 L。?
(3)若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯取代物只有1种,则烃A的结构简式为 。?
(4)若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下与H2加成,经测定其加成产物分子中含有4个甲基,则烃A可能的结构简式为?
。?
(5)比烃A少1个碳原子且能使溴水褪色的烃A的同系物有 种同分异构体。?
第1章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2020辽宁葫芦岛高二检测)下列有机化合物的分类正确的是( )
A.属于醇类化合物
B.属于芳香烃
C.属于脂环化合物
D.CH3CH(CH3)2属于链状化合物
答案D
解析A项属于酚类,B项属于环烯烃,C项属于芳香烃,只有D项正确。
2.下列各物质中,互为同系物的一组是( )
①C2H5COOH ②C6H5COOH ③C15H31COOH
④C17H31COOH ⑤CH2CH—COOH
⑥CH3CH2CHO
A.①③
B.③④
C.④⑤
D.⑤⑥
答案A
3.用括号中的试剂除去下列各物质中的少量杂质,其中正确的是( )
A.苯中的甲苯(溴水)
B.硝基苯中的硝酸(水)
C.甲烷中的乙烯(酸性KMnO4溶液)
D.溴苯中的溴(水)
答案B
4.(2020吉林高二检测)下列系统命名法正确的是
( )
A.2-甲基-4-乙基戊烷
B.2,3-二乙基-1-戊烯
C.2-甲基-3-丁炔
D.对二甲苯
答案B
解析先根据名称写出相应的碳骨架结构,再用系统命名法正确命名,并与已知名称对照。A项为,其名称为2,4-二甲基己烷;B项为,其名称为2,3-二乙基-1-戊烯;C项为,其名称为3-甲基-1-丁炔;D项为,其名称为1,4-二甲苯。
5.某烃甲与H2反应后的产物乙为(CH3)2CHCH2CH3,则相关说法不合理的是( )
A.产物乙的系统命名为2-甲基丁烷
B.烃甲可能是2-甲基-1,3-丁二烯
C.0.1
mol产物乙完全燃烧可消耗17.92
L
O2
D.烃甲与乙炔可能是同系物
答案C
6.下列物质中既属于芳香烃的衍生物又属于醇的是
( )
A.
B.
C.
D.CH3CH2OH
答案B
解析B、C项中的有机化合物中都含有苯环,属于芳香烃的衍生物。B项中含醇羟基,C项中含酚羟基,B项符合题意。
7.如图是立方烷的球棍模型,下列有关说法不正确的是
( )
A.其一氯代物只有一种
B.其二氯代物有三种同分异构体
C.它与互为同系物
D.它与苯乙烯()互为同分异构体
答案C
解析A项,立方烷中只有一种氢原子,因而其一氯代物只有一种;B项,先用一个氯原子取代其中一个氢原子,剩下的氢原子有三种类型,因此其二氯代物有三种;立方烷的分子式为C8H8,的分子式为C6H6,两者组成上相差C2H2,不是“CH2”的整数倍,因此它们不是同系物;D项,苯乙烯与立方烷的分子式都是C8H8,故它们互为同分异构体。
8.分子式为C3H4Cl2的链状有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A.4种
B.5种
C.6种
D.7种
答案B
解析分子式为C3H4Cl2的链状有机化合物相当于丙烯()分子中的2个H被2个Cl取代后的产物,取代位置有5种,即该有机化合物有5种可能的结构,B项符合题意。
9.(2020吉林长春高二期末)有(a)、(b)、(c)的分式均为C5H6,下列有关叙述正确的是
( )
A.符合分子式为C5H6的同分异构体只有a、b、c三种
B.a、b、c的一氯代物都只有三种
C.a、b、c都能使溴的CCl4溶液褪色,且褪色原理相同
D.a、b、c分子中的5个碳原子一定都处于同一个平面
答案C
解析符合分子式为C5H6的同分异构体除a、b、c外还有其他的,如CH3CHCHC≡CH等,A错误;a、b、c的一氯代物分别有3、4、4种,B错误;a、b、c分子中都有碳碳双键,故都能与溴发生加成反应,所以都能使溴的CCl4溶液褪色,且褪色原理相同,C正确;由乙烯的6个原子共面可知a和b分子中的5个碳原子一定都处于同一个平面,由甲烷的正四面体结构可知C分子中的5个碳原子一定不处于同一个平面,D错误。
10.某研究性学习小组所做的石蜡油(17个碳原子以上的烷烃)分解实验如图所示。下列有关说法正确的是
( )
A.装置Ⅱ中逸出的气体通入高锰酸钾溶液,发生加成反应
B.石蜡油分解生成的气体中只有烯烃
C.十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时,二者物质的量之比为1∶8
D.装置Ⅰ中硫酸铝和碎瓷片都是催化剂
答案C
解析题给实验中石蜡油发生的是裂解反应,所以分解生成的气体中既有烯烃,又有烷烃,B错误;装置Ⅱ中逸出的气体通入高锰酸钾溶液,烯烃发生氧化反应,A错误;十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时,按每两个碳原子作为一组,则乙烷与乙烯物质的量之比为1∶8,C正确;装置Ⅰ中硫酸铝是催化剂,碎瓷片是防止暴沸,D错误。
二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。
11.(2020陕西延安高二检测)下列说法正确的是
( )
A.甲苯与液溴在Fe催化条件下可生成
B.乙苯和氯气光照生成的产物有11种
C.邻二甲苯和液溴在光照下的取代产物可能为
D.甲苯和氯气在光照条件下生成的一氯代物有4种
答案AB
解析甲苯与液溴在Fe催化条件下发生苯环上的取代反应,可生成,故A正确;光照下乙基上的H被取代,则乙苯和氯气光照生成的产物有11种(一氯取代有2种、二氯取代有3种、三氯取代有3种、四氯取代有2种、五氯取代有1种),故B正确;光照下甲基上的H被取代,而苯环上的H不能被取代,故C错误;甲苯和氯气在光照条件下,只有甲基上的H被取代,则甲苯和氯气在光照条件下生成的一氯代物有1种,故D错误。
12.一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们分子里的碳原子数相等。将1.0体积这种混合气体在氧气中完全燃烧,生成2.0体积的CO2和2.4体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定),则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为( )
A.3∶1
B.1∶3
C.2∶3
D.3∶2
答案C
解析根据阿伏加德罗定律,相同状况下,气体的体积之比等于物质的量之比。可知1
mol混合烃充分燃烧后生成2
mol
CO2和2.4
mol
H2O,则混合烃的平均分子组成为C2H4.8。又知烷烃和烯烃分子里的碳原子数相同,可以判定它们分别是C2H6和C2H4。无论C2H6与C2H4以怎样的体积比混合,它们平均碳原子个数都是2。因此符合题意的烷烃和烯烃的体积比,将由它们分子里所含的H原子个数决定。可用十字交叉法求解:
13.(2020四川南充高二检测)C6H14的各种同分异构体中,所含甲基数和它的一氯取代物的数目与下列叙述相符的是( )
A.4个甲基,能生成4种一氯代物
B.3个甲基,可能生成4种一氯代物
C.3个甲基,可能生成5种一氯代物
D.2个甲基,能生成4种一氯代物
答案BC
解析C6H14有5种同分异构体,含有4个甲基的是(仅写出骨架,下同)或,分别能生成2种、3种一氯代物;含有3个甲基的是或,分别能生成5种、4种一氯代物;含有2个甲基的是C—C—C—C—C—C,能生成3种一氯代物。
14.(2020云南曲靖高二期末)科学家最近在-100
℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别,根据分析,绘制了该分子的球棍模型如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.该分子中碳原子的化学环境有2种
C.该分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
D.该分子中只有碳碳单键,没有碳碳双键
答案D
解析由题图所示可知该烃的分子式为C5H4,A正确。X的结构简式为,碳原子化学环境有2种,B正确。中间碳原子连接4个碳构成四面体结构,中间碳原子与周围四个碳原子形成两个三角形,这两个三角形所在平面相互垂直,C正确。该分子中含有碳碳双键,D错误。
15.(2020广东深圳高二检测)某有机化合物的结构简式可以用“键线式”表示,其中线表示键,线的交点与端点处代表碳原子,并用氢原子补足四价,但C、H原子未标记出来。已知利用某些有机化合物之间的转化可贮存太阳能,如降冰片二烯(NBD)经太阳光照射转化成四环烷(Q)的反应为(反应吸热):
下列叙述中错误的是( )
A.NBD和Q互为同分异构体
B.Q可能发生化学反应而使溴水褪色
C.Q的一氯代物只有3种
D.NBD属于芳香烃的同分异构体的一氯代物有3种
答案BD
解析由结构简式可知,NBD和Q的分子式相同,但结构不同,不是同一种物质,两者互为同分异构体,A正确;Q中无不饱和键,不能发生化学反应而使溴水褪色,B错误;NBD和Q均为对称结构,都只有3种位置的氢原子,因此一氯代物都是3种,C正确;NBD的同分异构体属于芳香烃的为甲苯(),甲苯分子的一氯代物有4种,D错误。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(10分)按要求回答下列问题:
(1)中含有的官能团为 。?
(2)的系统命名为 。?
(3)的名称为 。?
(4)有机化合物(CH3)3CCH2CH(C2H5)CH3命名为2,2-二甲基-4-乙基戊烷,错误的原因是 ,其正确的系统名称应为 。?
答案(1)羟基、羧基
(2)2,4,4-三甲基-2-己烯
(3)1,3,5-三甲苯或均三甲苯
(4)主链选错 2,2,4-三甲基己烷
17.(10分)某有机化合物的结构简式为
据此填写下列空格。
(1)该物质苯环上一氯代物有 种。?
(2)1
mol该物质和溴水混合,消耗Br2的物质的量为 mol。?
(3)1
mol该物质和H2加成需H2 mol。?
(4)下列关于该物质的说法不正确的是 。?
A.可发生加成、取代、氧化等反应
B.和甲苯属于同系物
C.使溴水褪色的原理与乙烯相同
D.能使酸性KMnO4溶液褪色是发生了加成反应
答案(1)4 (2)2 (3)5 (4)BD
解析(1)该物质苯环上有4种氢原子,则有4种不同的一氯代物。
(2)1
mol该物质的分子中含有2
mol碳碳双键,能与2
mol
Br2发生加成反应。
(3)1
mol该物质的分子中含有2
mol碳碳双键和1
mol
苯环,共可消耗5
mol
H2。
(4)该物质中含有碳碳双键,能发生加成反应,也能被酸性KMnO4溶液氧化,同时该物质中含有烷基能发生取代反应,苯环上也能发生取代反应,故A项正确;苯的同系物是指分子中含有一个苯环,且苯环与烷基相连的有机化合物,而该物质不是苯或甲苯的同系物,B项错误;该物质分子中含有碳碳双键,能使溴水褪色,且褪色原理与乙烯相同,C项正确;该物质能使酸性KMnO4溶液褪色发生的是氧化反应,D项错误。
18.(12分)已知无水醋酸钠和碱石灰共热时生成CH4的过程可简单表示如下:
CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3
在这个反应中CH3COONa转化为CH4可看作CH3COONa脱去羧基的结果,故称其为脱羧反应。据此回答下列问题:
(1)1834年德国科学家米希尔里希通过蒸馏安息香酸()和石灰的混合物得到一种液体,命名为苯。写出苯甲酸钠()与NaOH、生石灰共热生成苯的化学方程式:?
?
。?
(2)由来制取需要的试剂是 ,下列物质属于苯的同系物且能被该试剂氧化的是 。?
a.
b.
c.
d.
(3)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含三键且无支链的链烃的结构简式: 。苯不能使溴水因发生反应而褪色,性质类似于烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程式: ?
。?
(4)烷烃中脱去2
mol氢原子形成1
mol双键要吸热。但1,3-环己二烯()脱去2
mol氢原子变成苯要放热,可推断苯比1,3-环己二烯 (填“稳定”或“不稳定”)。?
(5)写出满足下列条件的物质的同分异构体: 。?
①分子式为C8H10 ②有2个支链 ③苯环上一氯代物只有一种结构
答案(1)+NaOH+Na2CO3 (2)酸性KMnO4溶液 d
(3) +HNO3+H2O(苯的溴代反应等均可)
(4)稳定
(5)
解析(1)脱羧反应原理为R—COONa+NaO—HR—H+Na2CO3,结果是羧酸盐变成比它少1个碳原子的烃,所以苯甲酸钠和NaOH、生石灰共热时生成苯和Na2CO3。
(2)制取可用酸性KMnO4溶液氧化。苯的同系物中只含一个苯环且侧链为烷烃基;苯的同系物若被酸性KMnO4溶液氧化,则必须满足与苯环相连的碳原子上含有氢原子。
(3)与苯互为同分异构体,含有三键且无支链的链烃为或、等(答案不唯一,只写一种即可);苯环上的氢易被取代,如被溴或硝基取代。
(4)由生成需要放热,可知的能量高,不稳定。
(5)符合C8H10的苯的同系物,若苯环上有2个支链,则该物质只能为二甲苯,又因其苯环上一氯代物只有一种结构,则该二甲苯为对二甲苯。
19.(14分)(2020福建福州高二检测)实验室以环己醇(X)为原料制备环己酮(Y):
……→
X Y
环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表:
物质
沸点/℃
溶解性
环己醇
161.1(97.8)
0.962
4
能溶于水
环己酮
155.6(95)
0.947
8
微溶于水
饱和食盐水
108.0
1.330
1
—
水
100.0
0.998
2
—
(括号中的数据表示该有机化合物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点)
环己酮粗产品中混有水和少量环己醇杂质,采用下列流程提纯环己酮:
粗产品有机混合物较纯的产品纯产品(Y)
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ操作中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有 。?
(2)步骤Ⅰ中加入氯化钠固体的作用是 。直接蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。?
(3)步骤Ⅱ中加入无水氯化钙,其目的是 。?
(4)步骤Ⅲ的装置如图所示。
①加热前,在烧瓶中加入几块碎瓷片,其目的是 。?
②如果温度计的水银球低于支管下沿,所收集产品的质量会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
(5)利用核磁共振氢谱法检测产品中是否混有环己醇。在核磁共振氢谱中,环己醇分子有 组峰,环己酮分子的核磁共振氢谱中峰面积比为 。?
答案(1)普通漏斗、分液漏斗
(2)增大水层的密度,有利于分层;增大水溶液的极性,减小产品的损失
环己酮和水在95
℃时形成共沸混合物
(3)吸收一部分水,除去粗产品中含有的部分水分
(4)①防暴沸 ②偏大 (5)5 1∶2∶2
解析(1)分液操作需要分液漏斗,过滤操作需要普通漏斗。
(2)根据表格中的数据可知,加入氯化钠固体能增大水层的密度,使有机化合物充分分层,便于分液。氯化钠是离子化合物,加入氯化钠形成饱和食盐水的极性比水的极性大,环己酮在饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度。根据提示信息,环己酮和水在一定温度时形成了共沸混合物,无法直接蒸馏分离环己酮和水。
(3)加入氯化钙可吸收大部分水,过滤得到的有机化合物中水量减少。
(4)①加入碎瓷片的目的是防止液体在加热过程中暴沸。②如果温度计的水银球在蒸馏烧瓶支管口以下,由于蒸馏烧瓶中的温度下部高,上部低,会收集一部分沸点低于环己酮的杂质,使收集产品的质量偏大。
(5)根据环己醇的结构简式可知,该分子中有5种氢原子,因此在核磁共振氢谱中有5组吸收峰。环己酮分子中有3种氢原子,氢原子个数比为2∶4∶4=1∶2∶2。
20.(14分)0.2
mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各1.2
mol。试回答:
(1)烃A的分子式为 。?
(2)若取一定量的该烃A完全燃烧后,生成CO2和H2O各3
mol,则有 g烃A参加了反应,燃烧时消耗标准状况下的氧气 L。?
(3)若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯取代物只有1种,则烃A的结构简式为 。?
(4)若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下与H2加成,经测定其加成产物分子中含有4个甲基,则烃A可能的结构简式为?
。?
(5)比烃A少1个碳原子且能使溴水褪色的烃A的同系物有 种同分异构体。?
答案(1)C6H12
(2)42 100.8
(3)
(4)、
、
(5)5
解析(1)设烃A的分子式为CxHy,则有:
CxHy+(x+)O2xCO2 + H2O
1
mol
x
mol
mol
0.2
mol
1.2
mol
1.2
mol
解得x=6,y=12
则烃A的分子式为C6H12。
(2)此烃完全燃烧的化学方程式为:
C6H12 + 9O26CO2+6H2O
84
g
9
mol
6
mol
m(C6H12)
n(O2)
3
mol
解得m(C6H12)=42
g,n(O2)=4.5
mol,所以V(O2)=4.5
mol×22.4
L·mol-1=100.8
L。
(3)烃A的分子式符合通式CnH2n,因此分子结构中含有1个碳碳双键或1个碳环。若烃A不能使溴水褪色,则此有机化合物中不含有碳碳双键而含有1个碳环,又因为此有机化合物的一氯取代物只有1种,说明此有机化合物中的12个氢原子的环境是一样的,所以此有机化合物为环己烷()。
(4)若烃A能使溴水褪色,说明此有机化合物中含有一个碳碳双键,根据此烯烃与H2加成后能生成含有4个甲基的有机化合物,则可写出此烯烃相应的同分异构体。
(5)比烃A少1个碳原子且能使溴水褪色的烃A的同系物为C5H10,戊烯的同分异构体有5种,分别为:
、、
、、
。(共33张PPT)
本章整合
突破一
突破二
突破三
有机化合物的分类和烃的性质
1.有机化合物的主要类别、官能团
突破一
突破二
突破三
2.烃类的概述
分类
通式
结构特点
化学性质
物理性质
同分异构类型
烷烃
CnH2n+2
①碳碳单键;
②链烃
①与卤素单质发生取代反应(光照);
②燃烧
一般随分子中碳原子数的增多,沸点升高,液态时密度增大。分子中碳原子数为1~4的为气态。不溶于水,液态烃密度比水小
碳骨架异构
烯烃
只含一个碳碳双键:
CnH2n(n≥2)
①存在碳碳双键;
②链烃
①与卤素单质、氢气、水等发生加成反应;
②氧化反应:燃烧,被酸性KMnO4溶液氧化;
③加聚反应
碳骨架异构、官能团位置异构和官能团种类异构
炔 烃
只含一个碳碳三键:
CnH2n-2
(n≥2)
①存在碳碳三键;
②链烃
①加成反应;
②氧化反应:燃烧,被酸性KMnO4溶液氧化;
③加聚反应
碳骨架异构、官能团位置异构和官能团种类异构
突破一
突破二
突破三
分类
通式
结构特点
化学性质
物理性质
同分异构类型
苯及其同系物
CnH2n-6
(n≥6)
①含一个苯环;
②侧链为烷烃基
①取代反应:卤代、硝化、磺化;
②与氢气的加成反应;
③氧化反应:燃烧,苯的某些同系物被酸性KMnO4溶液氧化
简单的同系物常温下为液态;
不溶于水,密度比水小
侧链长短及相对位置产生的异构
突破一
突破二
突破三
典例1(双选)(2020山东枣庄高二检测)两分子乙炔反应得到乙烯基乙炔(CH2==CH—C≡CH),该物质是合成橡胶的重要原料,下列关于该物质的判断错误的是( )
A.该物质既是CH2==CH2的同系物,又是HC≡CH的同系物
B.该物质既能使酸性KMnO4溶液褪色,又能使溴水褪色,反应的原理相同
C.该物质与足量的H2加成后,只能生成一种物质
D.该物质经加成、加聚反应可以得到氯丁橡胶的主要成分
突破一
突破二
突破三
答案:AB
突破一
突破二
突破三
规律方法
推断陌生有机化合物的性质,首先应分析分子中所含有的官能团,根据所学官能团的性质,综合分子中官能团的性质,可得到陌生有机化合物的性质。
突破一
突破二
突破三
变式训练1(2020陕西延安高二检测)某有机化合物的结构简式为
,下列说法正确的是( )
A.该有机化合物的分子式为C17H29O2
B.该有机化合物分子中有苯环
C.该有机化合物能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.该有机化合物只有一种官能团
突破一
突破二
突破三
答案:C
解析:根据结构简式可知该有机化合物的分子式为C17H32O2;分子中没有苯环;有两种官能团,分别是羟基和碳碳双键,该物质中的羟基和碳碳双键均可被酸性KMnO4溶液氧化,所以能使高锰酸钾溶液褪色。
突破一
突破二
突破三
变式训练2已知某有机化合物含有4个C,每个C原子都以键长相等的三条单键连接3个C,且整个结构中所有碳碳键之间的夹角都为60°,则下列说法不正确的是( )
A.该有机化合物不存在
B.该有机化合物的分子式为C4H4
C.该有机化合物的空间结构为正四面体
D.该有机化合物不属于苯的同系物
答案:A
解析:根据碳原子有4个价键,可以确定其分子式为C4H4,空间结构为正四面体,分子中不含苯环,不属于苯的同系物。
突破一
突破二
突破三
有机分子的共线、共面问题
了解甲烷、乙烯、乙炔及苯分子的结构。
突破一
突破二
突破三
1.甲烷分子为正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于正四面体的4个顶角。一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面,其余两个氢原子分别位于平面的两侧,即甲烷分子中有且只有三个原子共面(称为三角形规则)。当甲烷分子中某个氢原子被其他原子取代时,该原子占据原来氢原子的位置,该原子和甲基也构成四面体结构。
2.乙烯分子为平面结构,乙烯分子中的所有原子都在同一平面内,键角约为120°。当乙烯分子中某个氢原子被其他原子取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内,即含有碳碳双键结构的分子至少有6个原子共面。
突破一
突破二
突破三
3.乙炔分子为直线结构,乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子一定在一条直线上。键角为180°,结构式为
。当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子取代时,代替该氢原子的原子一定和乙炔分子中的其他原子共线,即含有碳碳三键结构的分子中至少有4个原子共线。
4.苯分子为平面结构,苯分子的所有原子在同一平面内,键角为120°。当苯分子中的一个氢原子被其他原子取代时,代替该氢原子的原子一定在苯环所在平面内,即含有苯环结构的分子至少有12个原子共面。如甲苯中的7个碳原子(苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子)和苯环上的5个氢原子一定共面,此外甲基上的1个氢原子也可以转到这个平面上,甲基上其余两个氢原子分布在平面两侧。故甲苯分子中最多有13个原子共面。
突破一
突破二
突破三
典例2已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转。关于结构简式为
的烃,下列说法正确的是( )
A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有16个碳原子处于同一平面上
D.该烃属于苯的同系物
突破一
突破二
突破三
答案:B
解析:根据苯环的结构及与苯环相连的原子一定在苯环所在的平面上可确定共平面的碳原子数,本题易漏掉另一苯环上处于对位的2个碳原子。审题时要注意“至少”“最多”“一定”“可能”“一定不”等的区别。
突破一
突破二
突破三
变式训练3某烃的结构简式为
,该分子中处于四面体结构中心的碳原子数为a,一定在同一平面内的碳原子数为b,一定在同一直线上的碳原子数为c,则a、b、c依次为( )
A.4,5,3
B.4,6,3
C.2,4,5
D.4,4,6
突破一
突破二
突破三
答案:B
解析:该烃的结构简式也可表示为
,由此可知,处于四面体结构中心的碳原子有5,6,7,8号4个碳原子,一定在同一平面内的碳原子有1,2,3,4,5,7号6个碳原子,一定在同一直线上的碳原子有1,2,3号3个碳原子,B项正确。
突破一
突破二
突破三
变式训练4(2020湖北武汉高二检测)某烃的结构简式为
,有关该烃的下列说法正确的是( )
A.所有的原子都可能在同一平面内
B.只可能有5个碳原子在同一直线上
C.它的一氯代物有8种同分异构体
D.它的分子式为C11H12
突破一
突破二
突破三
答案:B
解析:由结构简式
可知,序号为1,2,3,4,5的碳原子一定在同一直线上,所有碳原子可能在同一平面内,但—CH3上最多只有1个氢原子在这个平面内,则选项A错误,选项B正确;因苯环上只有两类氢原子,故其一氯代物只有6种,选项C错误;该烃的分子式为C11H10,选项D错误。
突破一
突破二
突破三
同分异构体数目的判断与同分异构体的书写
1.同分异构体数目的判断方法
(1)基元法
如丁基有4种同分异构体,则丁醇(C4H9OH)、C4H9Cl、戊醛(C4H9CHO)、戊酸(C4H9COOH)都有4种同分异构体。
(2)换元法
如二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体,四氯苯也有3种同分异构体;CH4的一氯代物只有1种同分异构体,新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有一种同分异构体。
突破一
突破二
突破三
(3)等效氢法
一种有机化合物分子中有多少种氢原子,就有多少种一元取代物。
①同一甲基上的氢原子是等效的;
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的;
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时,物与像的关系)。如CH4、CH3CH3
、
的一氯代物只有一种。
突破一
突破二
突破三
突破一
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2.同分异构体的书写规律
(1)判定类别
根据有机化合物的分子组成判断其可能的类别异构,常根据通式判定。再按照碳骨架异构→位置异构→类型异构的顺序书写同分异构体。
(2)确定碳链
常采用“减碳法”书写。可概括为“主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边不到端,排列由对到邻间”。
突破一
突破二
突破三
(3)移动位置
一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体,然后在各个碳链上依次移动官能团的位置。
(4)加氢饱和
碳原子剩余的价键用氢原子去饱和,最后即得到所有同分异构体的结构简式。
突破一
突破二
突破三
典例3分子式为C4H8Br2且分子中仅含有两个甲基的有机化合物共有(不考虑立体异构)( )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
答案:C
突破一
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突破一
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突破三
变式训练5(2020山东临沂高二检测)下列芳香烃的一氯取代物的同分异构体数目最多的是( )
突破一
突破二
突破三
答案:B
解析:A项,连二苯有3种氢原子,一氯取代物有3种;B项,菲有5种氢原子,一氯取代物有5种;C项,蒽有3种氢原子,一氯取代物有3种;D项,连三苯有4种氢原子,一氯取代物有4种。
突破一
突破二
突破三
变式训练6(2020山东济宁高二检测)一个苯环上连接一个烃基(—R)和3个—X的有机化合物,可能的结构简式共有( )
A.4种
B.5种
C.6种
D.7种
答案:C
突破一
突破二
突破三
