专题8综合评价
满分:100分 时间:60分钟
一、选择题(每小题3分,共54分。每小题有一个或两个选项符合题意)
1.下列说法不正确的是( )
A.淀粉、油脂和蛋白质都能发生水解反应
B.糖类、油脂和蛋白质都属于高分子化合物
C.氨基酸既可以与HCl反应,也能与NaOH反应
D.采用多次盐析和溶解操作,可以分离提纯蛋白质
2.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )
A.甲烷与氯气以物质的量之比为1?4混合时只生成CCl4
B.甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D.1 mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗1 mol氯气
3.C5H12有3种不同结构,甲:CH3(CH2)3CH3,乙:
CH3CH(CH3)CH2CH3,丙:C(CH3)4,下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙属同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B.C5H12表示一种纯净物
C.甲、乙、丙中,丙的沸点最低
D.丙有4种不同沸点的一氯取代物
4.土卫六是环绕土星运行的一颗卫星,据国外媒体报道,土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命,又知这些“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质形成的聚合物。下列说法错误的是( )
A.甲烷和乙烷与溴水在光照条件下都能发生取代反应
B.甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面内
C.通常条件下,甲烷、乙烷与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液都不反应
D.1 mol乙烷分子中含有6 mol C—H共价键
5.下列说法正确的是( )
A.光照下,1 mol CH4最多能与4 mol Cl2发生取代反应,产物中物质的量最多的是CCl4
B.苯与液溴在一定条件下能发生取代反应
C.甲烷与乙烯混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离
D.乙烯和苯分子中均含独立的碳碳双键,都能与H2发生加成反应
6.下列有机反应方程式书写正确且属于取代反应的是( )
7.实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是( )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
8.某有机物的结构简式如图,下列关于该有机物的说法中错误的是( )
A.分子式为C14H18O6
B.含有羟基、羧基和苯基
C.能发生取代反应
D.能使溴水褪色
9.有关官能团和物质类别关系,下列说法正确的是( )
( )
A.乙物质为甲醇
B.该反应为取代反应
C.甲和乙都能与金属钠反应产生氢气
D.甲、乙、丙都能使溴的四氯化碳溶液发生加成反应而褪色
11.已知:①+H2O ΔH<0;②硝基苯沸点210.9℃,蒸馏时选用空气冷凝管。下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持仪器略去),正确的是( )
12.下列说法错误的是( )
A.以乙醇、空气为原料可制取乙酸
B.甲苯分子中最多13个原子共平面
C.淀粉、油脂和蛋白质都是可以水解的高分子化合物
D.分子式为C5H12O的醇共有8种结构
13.下列关于有机物的说法错误的是( )
A.植物油分子结构中含有碳碳双键
B.乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气,属于取代反应
C.同温同压下,等质量的乙炔和苯完全燃烧耗氧量相同
D.分子式为C3H6BrCl的有机物有5种(不考虑立体异构)
14.下列有关说法正确的是( )
A.汽油、柴油、花生油都是多种碳氢化合物的混合物
B.蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料
C.中所有碳原子可能在同一平面上
D.淀粉和纤维素在人体内水解的最终产物均为葡萄糖
15.金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物,结构式如下:
下列关于金丝桃苷的叙述,错误的是( )
A.可与氢气发生加成反应
B.分子含21个碳原子
C.能与乙酸发生酯化反应
D.不能与金属钠反应
16.有机物M、N分子的模型如图所示,其中不同颜色的球表示不同的原子,原子之间的化学键可以是单键、双键。下列说法错误的是( )
A.M与HCOOCH3互为同分异构体
B.N的官能团为羟基
C.在与钠的反应中N放出气泡比M快
D.N能使酸性高锰酸钾溶液褪色
17.化合物丙是一种医药中间体,可以通过如图反应制得。下列说法正确的是( )
A.丙的分子式为C10H14O2
B.甲的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
C.乙可以发生取代反应、加成反应、氧化反应
D.甲、丙均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
18.已知:①正丁醇沸点:117.2 ℃,正丁醛沸点:75.7 ℃;②CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO。利用如图装置用正丁醇合成正丁醛,下列说法不正确的是( )
A.为防止产物进一步氧化,应将适量Na2Cr2O7酸性溶液逐滴加入正丁醇中
B.当温度计1示数为90~95 ℃,温度计2示数在76 ℃左右时收集产物
C.向分馏出的馏出物中加入少量金属钠,可检验其中是否含有正丁醇
D.向分离所得的粗正丁醛中,加入CaCl2固体,过滤,蒸馏,可提纯正丁醛
二、非选择题(本题包括5小题,共46分)
19.(6分)“可燃冰”是天然气与水作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海底大陆架中,其结构如图所示,请回答下列问题:
(1)下列有关“可燃冰”的说法不正确的是 (填字母)。
A.“可燃冰”是混合物
B.“可燃冰”释放的甲烷为烷烃
C.“可燃冰”将成为人类的后续能源
D.甲烷和溴蒸气在光照条件下可发生取代反应,生成的一溴甲烷为正四面体结构
(2)下图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷,将10 mL甲烷注入甲管中,同温、同压下向乙管中注入50 mL Cl2,将乙管中气体推入甲管,用日光照射甲管一段时间,气体在甲管中反应。
①下列是某同学预测的实验现象,其中正确的是 (填字母)。
A.气体最终变为无色
B.实验过程中,甲管活塞向内移动
C.甲管内壁有油状液滴产生
D.产生火花
②甲管中发生的化学反应类型为 。
③反应后,甲管中剩余气体最好用 (填字母)吸收。
A.水 B.氢氧化钠溶液
C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水
20.(8分)已知有机物A、B、C、D在一定条件下有如图所示的转化关系:
请回答下列有关问题:
(1)写出B的分子式: 。
(2)③的反应类型为 。
(3)两分子D在浓硫酸存在的条件下加热可以发生自身的酯化反应生成E或F,且E的相对分子质量比F的小,则E和F的结构简式分别为 。
(4)下列关于有机物A的说法正确的有 (填字母)。
a.含有氢氧根离子,具有碱性
b.能发生加聚反应
c.能使溴水褪色
d.在一定条件下能与冰醋酸反应
21.(12分)查阅资料可知以下数据:
物质 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 浓硫酸
沸点/℃ 78.5 118 77.2 338.0
某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在30 mL大试管A中按体积比2?3?2配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。
②按如图1所示连接好装置(装置气密性良好),用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管A 3~5 min。
③待试管B收集到一定量的产物后停止加热,撤去试管B并用力振荡,然后静置分层。
④分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥。
请根据题目要求回答下列问题:
(1)配制①中混合溶液的主要操作步骤为 ;
写出制取乙酸乙酯的化学方程式: 。
(2)步骤②中需要小火均匀加热,其主要理由是 。
(3)指出步骤③所观察到的现象: ;分离出乙酸乙酯后,为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为 (填字母)。
A.P2O5 B.无水Na2SO4
C.碱石灰 D.NaOH固体
(4)某化学课外小组设计了如图2所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去),与上图装置相比,此装置的主要优点有 。
22.(10分)A~I是常见有机物,A是烃,E的分子式为C4H8O2,H为有香味的油状物质。
已知:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
(1)0.2 mol A完全燃烧生成17.6 g CO2和7.2 g H2O,则A的结构简式为 。
(2)D分子中含有官能团的名称为 。
(3)①的反应类型为 。
(4)G可能具有的性质为 (填字母)。
a.与钠反应 b.与NaOH溶液反应
c.易溶于水
(5)请写出②和⑦的化学方程式:
反应② ;
反应⑦ 。
23.(10分) A、B、C、D在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已省略)。其中,A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25 g·L-1,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一;C的分子式为C2H4O2;B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物D有特殊的香味。
试回答下列问题:
(1)A的分子式为 ,丙烯酸分子结构中所含的官能团名称是 ,丙烯分子中最多有 个原子共平面。
(2)丙烯酸乙酯可能发生的反应类型有 。
①加成反应 ②取代反应 ③加聚反应 ④中和反应
A.①③ B.①②③
C.①③④ D.①②③④
(3)写出聚丙烯酸的结构简式 。
(4)写出丙烯酸与B反应的化学方程式 。
(5)下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.D与丙烯酸乙酯互为同系物
B.B→C的转化是氧化反应
C.可以用酸性KMnO4溶液鉴别A和丙烯酸
D.蒸馏能分离B和C的混合物
专题8综合评价
满分:100分 时间:60分钟
一、选择题(每小题3分,共54分。每小题有一个或两个选项符合题意)
1.下列说法不正确的是( B )
A.淀粉、油脂和蛋白质都能发生水解反应
B.糖类、油脂和蛋白质都属于高分子化合物
C.氨基酸既可以与HCl反应,也能与NaOH反应
D.采用多次盐析和溶解操作,可以分离提纯蛋白质
解析:A项,淀粉、油脂和蛋白质都能水解,正确。B项,油脂不是高分子化合物,且糖类中葡萄糖、果糖等也不是高分子化合物,错误。C项,氨基酸具有两性,既可与强酸反应也可与强碱反应,正确。D项,多次盐析和溶解可提纯蛋白质,正确。
2.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( C )
A.甲烷与氯气以物质的量之比为1?4混合时只生成CCl4
B.甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D.1 mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗1 mol氯气
解析:甲烷与氯气发生取代反应生成的有机物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,故得不到纯净的CCl4,A错误,C正确;甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子,消耗1 mol氯气,生成1 mol HCl,故产物中HCl的量最多,B错误;1 mol甲烷生成CH2Cl2消耗2 mol氯气,D错误。
3.C5H12有3种不同结构,甲:CH3(CH2)3CH3,乙:
CH3CH(CH3)CH2CH3,丙:C(CH3)4,下列相关叙述正确的是( C )
A.甲、乙、丙属同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B.C5H12表示一种纯净物
C.甲、乙、丙中,丙的沸点最低
D.丙有4种不同沸点的一氯取代物
解析:甲、乙、丙的结构不同,分子式相同,互为同分异构体,A错误;C5H12有3种同分异构体,所以不能表示纯净物,B错误;同分异构体中,支链越多,沸点越低,丙分子中支链最多,所以沸点最低,C正确;丙分子中4个甲基上的氢原子是等效的,所以只有1种一氯代物,D错误。
4.土卫六是环绕土星运行的一颗卫星,据国外媒体报道,土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命,又知这些“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质形成的聚合物。下列说法错误的是( A )
A.甲烷和乙烷与溴水在光照条件下都能发生取代反应
B.甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面内
C.通常条件下,甲烷、乙烷与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液都不反应
D.1 mol乙烷分子中含有6 mol C—H共价键
解析:甲烷和乙烷与溴蒸气在光照条件下可以发生取代反应,与溴水不反应,故A项错误;烷烃分子中都是以碳原子为中心的四面体结构,故甲烷、乙烷分子中所有原子不在同一平面内,B正确;烷烃性质稳定,通常条件下与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液都不反应,C正确;乙烷的结构式为,1 mol乙烷中含6 mol C—H共价键,D正确。
5.下列说法正确的是( B )
A.光照下,1 mol CH4最多能与4 mol Cl2发生取代反应,产物中物质的量最多的是CCl4
B.苯与液溴在一定条件下能发生取代反应
C.甲烷与乙烯混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离
D.乙烯和苯分子中均含独立的碳碳双键,都能与H2发生加成反应
解析:甲烷和氯气发生取代反应生成多种氯代烃,同时生成氯化氢,产物中物质的量最多的是氯化氢,A错误;苯与液溴在一定条件下可发生取代反应,生成溴苯,B正确;乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,甲烷能溶于CCl4,故不能实现分离,C错误;苯不含碳碳双键,但可与氢气发生加成反应,D错误。
6.下列有机反应方程式书写正确且属于取代反应的是( D )
解析:CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br是加成反应,A项不符合题意;CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl属于取代反应,但是反应方程式书写错误,B项不符合题意;+3H2 属于加成反应,C项不符合题意;反应符合事实,反应方程式书写正确,反应属于取代反应,D项符合题意。
7.实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是( D )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
解析:若关闭K,向烧瓶中加注液体,烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下,打开K,便于苯和溴混合液流下,A项正确;装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸气,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,B项正确;装置c中碳酸钠溶液能够吸收反应生成的溴化氢气体,因为溴化氢易溶于水,使用倒扣小漏斗可以防止倒吸,C项正确;反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡、静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,D项错误。
8.某有机物的结构简式如图,下列关于该有机物的说法中错误的是( B )
A.分子式为C14H18O6
B.含有羟基、羧基和苯基
C.能发生取代反应
D.能使溴水褪色
解析:根据有机物结构简式可判断该有机物分子式为C14H18O6,A项正确;该有机物的结构含羟基、羧基,但不含苯基,B项错误;羧基、羟基能发生取代反应,碳碳双键能发生加成反应,碳碳双键能使溴水褪色,C、D项正确。
9.有关官能团和物质类别关系,下列说法正确的是( D )
( D )
A.乙物质为甲醇
B.该反应为取代反应
C.甲和乙都能与金属钠反应产生氢气
D.甲、乙、丙都能使溴的四氯化碳溶液发生加成反应而褪色
解析:根据反应方程式,可知乙为甲醇(CH3OH),发生的为酯化反应,也为取代反应,故A、B项正确;甲中含—COOH,乙(CH3OH)分子中含有—OH,都能和金属钠反应生成H2,C项正确;甲和丙分子中含有,可以和溴发生加成反应,但乙为CH3OH,不能和溴发生加成反应,故D错误。
11.已知:①+H2O ΔH<0;②硝基苯沸点210.9℃,蒸馏时选用空气冷凝管。下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持仪器略去),正确的是( C )
解析:浓硝酸与浓硫酸混合会放出大量的热,如将浓硝酸加入浓硫酸中,硝酸的密度小于浓硫酸,可能会导致液体迸溅,A项错误;反应在50~60 ℃下进行,低于水的沸点,因此可以利用水浴加热控制,这样可使反应容器受热均匀,便于控制温度,但温度计位置不正确,应测水浴的温度,B项错误;硝基苯为油状液体,不溶于水且密度比水大,在下层,分液操作时应将分液漏斗上口的瓶塞打开,或将瓶塞的凹槽对准小孔,下端紧贴烧杯内壁,下层的液体从下口放出,C项正确;蒸馏分离提纯操作中温度计用来测量蒸汽的温度,控制蒸馏出的物质的温度,温度计水银球应在烧瓶的支管口处,D项错误。
12.下列说法错误的是( C )
A.以乙醇、空气为原料可制取乙酸
B.甲苯分子中最多13个原子共平面
C.淀粉、油脂和蛋白质都是可以水解的高分子化合物
D.分子式为C5H12O的醇共有8种结构
解析:乙醇可以催化氧化生成乙醛,再催化氧化生成乙酸,A项正确;甲苯中苯基有11个原子共平面,甲基中最多有2个原子与苯基共平面,最多有13个原子共平面,B项正确;油脂不属于高分子化合物,C项错误;C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)2、C(CH3)4,其中CH3CH2CH2CH2CH3有3种H原子,CH3CH2CH(CH3)2有4种H原子,C(CH3)4只有1种H原子,故羟基(—OH)取代1个H得到的醇有3+4+1=8种,D项正确。
13.下列关于有机物的说法错误的是( B )
A.植物油分子结构中含有碳碳双键
B.乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气,属于取代反应
C.同温同压下,等质量的乙炔和苯完全燃烧耗氧量相同
D.分子式为C3H6BrCl的有机物有5种(不考虑立体异构)
解析:植物油属于不饱和高级脂肪酸甘油酯,分子结构中含有碳碳双键,A项正确;钠与乙醇发生反应生成乙醇钠和氢气,属于置换反应,B项错误;乙炔和苯的最简式相同,都是CH,相同质量的乙炔和苯充分燃烧耗氧量相同,C项正确;分子式为C3H6BrCl的有机物的同分异构体有5种结构,D项正确。
14.下列有关说法正确的是( BC )
A.汽油、柴油、花生油都是多种碳氢化合物的混合物
B.蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料
C.中所有碳原子可能在同一平面上
D.淀粉和纤维素在人体内水解的最终产物均为葡萄糖
解析:花生油属于酯类物质,含有C、H、O三种元素,不属于碳氢化合物,A项错误;蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料,B项正确;因为碳碳单键可以旋转,所以中所有碳原子可能在同一平面上,C项正确;纤维素在人体内不能水解,D项错误。
15.金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物,结构式如下:
下列关于金丝桃苷的叙述,错误的是( D )
A.可与氢气发生加成反应
B.分子含21个碳原子
C.能与乙酸发生酯化反应
D.不能与金属钠反应
解析:该物质含有苯环和碳碳双键,一定条件下可以与氢气发生加成反应,A项正确;根据该物质的结构简式可知该分子含有21个碳原子,B项正确;该物质含有羟基,可以与乙酸发生酯化反应,C项正确;该物质含有羟基,可以与金属钠反应放出氢气,D项错误。
16.有机物M、N分子的模型如图所示,其中不同颜色的球表示不同的原子,原子之间的化学键可以是单键、双键。下列说法错误的是( C )
A.M与HCOOCH3互为同分异构体
B.N的官能团为羟基
C.在与钠的反应中N放出气泡比M快
D.N能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析:根据分子模型可知,白球代表氢原子,绿球代表碳原子,红球代表氧原子,则M、N的结构简式分别为CH3COOH和CH3CH2OH。M的结构简式为CH3COOH,与HCOOCH3的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,A项正确;N的结构简式为CH3CH2OH,官能团为羟基,B项正确; CH3COOH和CH3CH2OH分别与钠反应时,CH3COOH中羧基中的氢比CH3CH2OH中羟基中的氢更活泼,故放出氢气速率快,C项错误;N为CH3CH2OH,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸,高锰酸钾被还原成锰离子,故会褪色,D项正确。
17.化合物丙是一种医药中间体,可以通过如图反应制得。下列说法正确的是( AC )
A.丙的分子式为C10H14O2
B.甲的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
C.乙可以发生取代反应、加成反应、氧化反应
D.甲、丙均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析:由丙的结构简式可知,丙的分子式为C10H14O2,A项正确;甲的分子中有3种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有3种(不考虑立体异构),B项错误;乙的结构中含有碳碳双键和酯基,碳碳双键可以发生加成反应、氧化反应,酯基可以发生取代反应,C项正确;甲、丙结构中均含有碳碳双键,能被高锰酸钾氧化,则均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项错误。
18.已知:①正丁醇沸点:117.2 ℃,正丁醛沸点:75.7 ℃;②CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO。利用如图装置用正丁醇合成正丁醛,下列说法不正确的是( C )
A.为防止产物进一步氧化,应将适量Na2Cr2O7酸性溶液逐滴加入正丁醇中
B.当温度计1示数为90~95 ℃,温度计2示数在76 ℃左右时收集产物
C.向分馏出的馏出物中加入少量金属钠,可检验其中是否含有正丁醇
D.向分离所得的粗正丁醛中,加入CaCl2固体,过滤,蒸馏,可提纯正丁醛
解析:Na2Cr2O7溶液在酸性条件下能氧化正丁醛,为防止生成的正丁醛被氧化,所以将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中,A项正确;由反应物和产物的沸点数据可知,温度计1保持在90~95 ℃,既可保证反应所需温度及正丁醛的及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化,温度计2示数在76 ℃左右时,收集产物为正丁醛,B项正确;正丁醇能与钠反应,但粗正丁醛中含有水,水可以与钠反应,所以无法检验粗正丁醛中是否含有正丁醇,C项错误;粗正丁醛中含有水、正丁醇,向粗正丁醛中加入CaCl2固体,过滤,可除去水,然后利用正丁醇与正丁醛的沸点差异进行蒸馏,从而得到纯正丁醛,D项正确。
二、非选择题(本题包括5小题,共46分)
19.(6分)“可燃冰”是天然气与水作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海底大陆架中,其结构如图所示,请回答下列问题:
(1)下列有关“可燃冰”的说法不正确的是AD(填字母)。
A.“可燃冰”是混合物
B.“可燃冰”释放的甲烷为烷烃
C.“可燃冰”将成为人类的后续能源
D.甲烷和溴蒸气在光照条件下可发生取代反应,生成的一溴甲烷为正四面体结构
(2)下图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷,将10 mL甲烷注入甲管中,同温、同压下向乙管中注入50 mL Cl2,将乙管中气体推入甲管,用日光照射甲管一段时间,气体在甲管中反应。
①下列是某同学预测的实验现象,其中正确的是BC(填字母)。
A.气体最终变为无色
B.实验过程中,甲管活塞向内移动
C.甲管内壁有油状液滴产生
D.产生火花
②甲管中发生的化学反应类型为取代反应。
③反应后,甲管中剩余气体最好用B(填字母)吸收。
A.水 B.氢氧化钠溶液
C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水
解析:(1)CH4和H2O结合形成可燃冰,为纯净物,故A错误;“可燃冰”不稳定,可释放出甲烷,甲烷属于烷烃,B正确;可燃冰释放出的甲烷是一种清洁能源,将成为人类的后续能源,C正确;甲烷和溴蒸气生成的一溴甲烷结构为四面体,但不为正四面体,D错误。(2)在光照下,甲烷与氯气发生多步取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。①理论上,甲烷与氯气体积比为1?4时二者恰好完全反应,而该针管里氯气与甲烷体积比为5?1>4?1,说明氯气过量,最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢,不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,其他为油状液体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,甲管活塞向内移动。②甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲管中发生的是取代反应。③剩余气体中含有氯气和氯化氢,最好用氢氧化钠溶液吸收。
20.(8分)已知有机物A、B、C、D在一定条件下有如图所示的转化关系:
请回答下列有关问题:
(1)写出B的分子式:C7H14O2。
(2)③的反应类型为氧化反应。
(3)两分子D在浓硫酸存在的条件下加热可以发生自身的酯化反应生成E或F,且E的相对分子质量比F的小,则E和F的结构简式分别为。
(4)下列关于有机物A的说法正确的有bcd(填字母)。
a.含有氢氧根离子,具有碱性
b.能发生加聚反应
c.能使溴水褪色
d.在一定条件下能与冰醋酸反应
解析:(2)反应③为醛基变成羧基的反应,为氧化反应。(3)D分子中含有羟基和羧基,两分子D可以通过一个羟基和一个羧基的酯化反应生成F,也可以通过两个羟基和两个羧基同时发生的酯化反应生成E。(4)A分子中含有羟基,能与冰醋酸发生酯化反应,不含氢氧根离子,不具有碱性,a项错误,d项正确;含有碳碳双键,能发生加聚反应,能与溴水发生加成反应而使之褪色,b、c项正确。
21.(12分)查阅资料可知以下数据:
物质 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 浓硫酸
沸点/℃ 78.5 118 77.2 338.0
某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在30 mL大试管A中按体积比2?3?2配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。
②按如图1所示连接好装置(装置气密性良好),用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管A 3~5 min。
③待试管B收集到一定量的产物后停止加热,撤去试管B并用力振荡,然后静置分层。
④分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥。
请根据题目要求回答下列问题:
(1)配制①中混合溶液的主要操作步骤为在30_mL的大试管A中注入3_mL乙醇,缓慢加入2_mL的浓硫酸,边加边振荡试管,待冷却至室温后,再加入2_mL乙酸并摇匀;
写出制取乙酸乙酯的化学方程式:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。
(2)步骤②中需要小火均匀加热,其主要理由是用大火加热,反应物容易随生成物(乙酸乙酯)一起蒸发出来,导致原料大量损失;温度太高,可能发生其他副反应。
(3)指出步骤③所观察到的现象:试管B中的液体分成上下两层,上层为无色油状液体(可以闻到芳香气味),下层液体呈(浅)红色,振荡后下层液体的红色变浅;分离出乙酸乙酯后,为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为B(填字母)。
A.P2O5 B.无水Na2SO4
C.碱石灰 D.NaOH固体
(4)某化学课外小组设计了如图2所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去),与上图装置相比,此装置的主要优点有①增加了温度计,便于控制发生装置中反应液的温度,减少副产物的产生;②增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液,以提高乙酸乙酯的产量;③增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯。
解析:(1)配制乙醇、浓硫酸、乙酸混合溶液时,各试剂加入试管的顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸。将浓硫酸加入乙醇中,边加边振荡是为了防止混合时产生的热量不能散出导致液体飞溅造成事故;将乙醇与浓硫酸的混合液冷却后再与乙酸混合,是为了防止乙酸的挥发造成原料损失。(2)根据各物质的沸点数据可知,乙酸(118 ℃)、乙醇(78.5 ℃)的沸点都比较低,且与乙酸乙酯的沸点(77.2 ℃)比较接近,若用大火加热,反应物容易随生成物(乙酸乙酯)一起蒸发出来,导致原料大量损失;同时温度太高,可能发生其他副反应。
22.(10分)A~I是常见有机物,A是烃,E的分子式为C4H8O2,H为有香味的油状物质。
已知:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
(1)0.2 mol A完全燃烧生成17.6 g CO2和7.2 g H2O,则A的结构简式为CH2===CH2。
(2)D分子中含有官能团的名称为羧基。
(3)①的反应类型为加成反应。
(4)G可能具有的性质为ac(填字母)。
a.与钠反应 b.与NaOH溶液反应
c.易溶于水
(5)请写出②和⑦的化学方程式:
反应②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
反应⑦HOCH2CH2OH+2CH3COOH
CH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O。
解析:17.6 g CO2的物质的量n(CO2)==0.4 mol,7.2 g H2O的物质的量n(H2O)==0.4 mol,已知A是一种烃,根据元素守恒可知0.2 mol A中n(C)=0.4 mol,n(H)=0.4 mol×2=0.8 mol,则1 mol A中n(C)=2 mol,n(H)=4 mol,则A为CH2===CH2,A与水加成生成B,B为CH3CH2OH,则C为乙醛,D为乙酸,乙醇和乙酸发生酯化反应生成E,E为乙酸乙酯;乙烯与氢气加成生成I,I为乙烷;乙烯与溴加成生成F,F为1,2-二溴乙烷;1,2-二溴乙烷发生已知所给的反应生成G,G为乙二醇;乙二醇和乙酸反应生成H,H为二乙酸乙二酯。(1)根据以上分析可知A为乙烯,A的结构简式为CH2===CH2。(2)D为乙酸,乙酸分子中含有羧基。(3)反应①为CH2===CH2与水在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2OH。(4)G为HOCH2CH2OH。乙二醇与金属钠反应的化学方程式为HOCH2CH2OH+2Na―→NaOCH2CH2ONa+H2↑,a正确;醇不能与NaOH溶液反应,b错误;乙二醇易溶于水,c正确。(5)反应②:乙醇在Cu作催化剂条件下发生氧化反应,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,反应⑦:HOCH2CH2OH+2CH3COOH
CH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O。
23.(10分) A、B、C、D在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已省略)。其中,A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25 g·L-1,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一;C的分子式为C2H4O2;B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物D有特殊的香味。
试回答下列问题:
(1)A的分子式为C2H4,丙烯酸分子结构中所含的官能团名称是碳碳双键、羧基,丙烯分子中最多有7个原子共平面。
(2)丙烯酸乙酯可能发生的反应类型有B。
①加成反应 ②取代反应 ③加聚反应 ④中和反应
A.①③ B.①②③
C.①③④ D.①②③④
(3)写出聚丙烯酸的结构简式?。
(4)写出丙烯酸与B反应的化学方程式CH2===CHCOOH+CH3CH2OHH2O+CH2===CHCOOC2H5。
(5)下列有关说法正确的是BD(填字母)。
A.D与丙烯酸乙酯互为同系物
B.B→C的转化是氧化反应
C.可以用酸性KMnO4溶液鉴别A和丙烯酸
D.蒸馏能分离B和C的混合物
解析:(1)A是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,因此A为乙烯,其分子式为C2H4;根据丙烯酸的结构简式,含有的官能团是羧基和碳碳双键;根据碳碳双键共面以及三点确定一个平面,因此丙烯分子中共面的原子最多有7个。(2)丙烯酸乙酯中含有酯基和碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应、水解(取代)反应,因此①②③正确。(3)丙烯酸中含有碳碳双键,通过发生加聚反应,生成聚丙烯酸,因此结构简式为。(4)乙烯通过和水发生加成反应生成乙醇,则B为乙醇,因此乙醇和丙烯酸发生酯化反应生成丙烯酸乙酯。(5)D为乙酸乙酯,与丙烯酸乙酯含有的官能团不同,因此不属于同系物,故A错误;乙醇转化成乙酸,少氢多氧,属于氧化反应,故B正确;乙烯和丙烯酸中都含有碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;乙醇和乙酸的沸点不同,两种液体互溶,因此采用蒸馏方法进行分离,故D正确。