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其次单元 常见烃的性质
一、选择题
1.下列化学用语表达不正确的是 ( )。
①图为丙烷的球棍模型 ②丙烯的结构简式为CH3CHCH2 ③某有机物的名称是2,3二甲基戊烷
④与C8H6互为同分异构体
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析 丙烯的结构简式为CH3CHCH2,②不正确;C8H6是一个分子式,不是一种具体物质,④不正确。
答案 D
2.下列关于有机化合物的说法正确的是 ( )。
A.乙醇和乙酸都存在碳氧双键
B.甲烷和乙烯都可以与氯气反应
C.高锰酸钾酸性溶液可以氧化苯和甲烷
D.乙烯可以与氢气发生加成反应,苯不能与氢气加成
解析 乙醇中无碳氧双键,A错;甲烷和苯均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,C错;乙烯和苯均能发生加成反应,D错。
答案 B
3.要鉴别己烯中是否混有少量的甲苯,正确的试验方法是 ( )。
A.先加足量的溴水,然后再加入酸性高锰酸钾溶液
B.先加足量的高锰酸钾酸性溶液,然后再加入溴水
C.点燃这种液体,然后再观看火焰的颜色
D.加入浓硫酸与浓硝酸后加热
解析 由于己烯也可以使高锰酸钾酸性溶液褪色,先加入的溴水只与己烯反应生成二溴己烷,这样就排解了己烯的干扰,然后再加入酸性KMnO4溶液,若褪色则含有甲苯。
答案 A
4.下列分子中全部碳原子确定在同一平面上的是 ( )。
解析 A中有3个碳原子连在同一碳原子上,4个碳原子确定不在同一平面;C中4个碳原子可能在同一平面,也可能不在同一平面,D选项分子中两个甲基所连碳原子与其他4个原子(或原子团)连接,这个碳原子将实行四周体取向与之成键,因此这个分子中的全部碳原子就不行能处于同一平面上;B中有两个碳原子取代了乙烯分子中氢原子的位置,4个碳原子确定在同一平面。
答案 B
5.下列有机反应中,不属于取代反应的是 ( )。
B.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
C.ClCH2CHCH2+NaOHHOCH2CHCH2
+NaCl
解析 取代反应的特点是“上一下一”,而B选项对于CH3CH2OH只有下没有上,属于氧化反应,不属于取代反应。
答案 B
6.甲、乙、丙、丁四支试管,甲、丁中均盛有1 mL稀的KMnO4酸性溶液、乙、丙中分别盛有2 mL溴水+2 g FeBr3、2 mL Br2的CCl4溶液+2 g FeBr3,再向甲、乙中加入适量苯,丙、丁中加入适量的甲苯,充分振荡后静置。下列有关分析中正确的一组是 ( )。
甲
乙
丙
丁
A
溶液不褪色
发生取
代反应
发生取
代反应
溶液褪色
B
水层不褪色
分层,上层
呈红棕色
溶液褪色
甲苯被氧化
C
溶液褪色
分层,上层
呈红棕色
无明显变化
甲苯被氧化
D
分层,下层
呈紫红色
无明显变化
有难溶性油
状液体析出
无明显变化
解析 本题考查芳香烃的化学性质和物理性质,分析中应从芳香烃发生取代反应时对试剂组成、反应条件的要求,从与KMnO4酸性溶液作用时对芳香烃结构的要求和物质的水溶性入手。苯不能被KMnO4酸性溶液氧化,但甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化,苯、甲苯在FeBr3催化下可与溴发生取代反应,丙中使溴的CCl4溶液褪色,乙中苯与溴水混合时,FeBr3溶解在水中,水的密度比苯的大,溴被萃取后浮在水层上面,无法与催化剂接触,故乙中无法发生取代反应,对应的现象应是分层,有机层在上且呈红棕色。
答案 B
7.对三联苯是一种有机合成中间体,工业上合成对三联苯的化学方程式为3 。下列说法不正确的是( )。
A.上述反应属于取代反应
B.对三联苯分子中至少有16个原子共平面
C.对三联苯的一氯取代物有4种
D.0.2 mol对三联苯在足量的氧气中完全燃烧消耗5.1 mol O2
解析 A项,该反应可看作是中间的苯环上对位的两个H原子被苯基取代;B项,对三联苯分子中在同一条直线上的原子有8个,再加上其中一个苯环上的另外8个原子,所以至少有16个原子共面;C项,对三联苯分子中有4种不同化学环境的H原子,故其一氯取代物有4种;D项,对三联苯的分子式为C18H14,则0.2 mol对三联苯完全燃烧消耗O2的物质的量为0.2× mol=4.3 mol。
答案 D
二、非选择题
8.已知苯与液溴的反应是放热反应,某校同学为探究苯与溴发生反应的原理,用如图装置进行试验。
依据相关学问回答下列问题:
(1)试验开头时,关闭K2,开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开头。过一会儿,在Ⅲ中可能观看的现象是________________________________________________________________________。
(2)整套试验装置中能防止倒吸的装置有________(填装置序号)。
(3)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__________________________________。
(4)你认为通过该试验,有关苯与溴反应的原理方面能得出的结论是________________________________________________________________________。
解析 苯和液溴在FeBr3(铁和溴反应生成FeBr3)作催化剂条件下发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,由于该反应是放热反应,苯、液溴易挥发,用冷凝的方法削减其挥发。装置Ⅲ的目的是防止由于HBr易溶于水而引起倒吸。通过检验Br-的存在证明这是取代反应。
答案 (1)小试管中有气泡,液体变棕黄色;有白雾毁灭;广口瓶内溶液中有浅黄色沉淀生成 (2)Ⅲ和Ⅳ (3)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 开启K2,关闭K1和分液漏斗活塞 (4)苯与溴能发生取代反应
9.Ⅰ.如图,在光照条件下,将盛有CH4和Cl2的量筒倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行试验,对试验现象及产物分析中错误的是________。
A.混合气体的颜色变浅,量筒中液面上升
B.量筒内壁上毁灭的油状液滴,应是三氯甲烷、四氯甲烷的混合物
C.水槽中有白色固体物质析出
D.甲烷与氯气反应后的产物只有CCl4
Ⅱ.依据烯烃的性质回答下列问题。
(1)一瓶无色气体,可能含有CH4和CH2CH2或其中的一种,与一瓶Cl2混合后光照,观看到黄绿色渐渐褪去,瓶壁有少量无色油状小液滴。
①由上述试验现象推断出该瓶气体中确定含有CH4,你认为是否正确,为什么?________________________________________________________________________。
②上述试验可能涉及的反应类型有________________________________________________________________________。
(2)含有的化合物与CH2CH2一样,在确定条件下可聚合成高分子化合物。
①广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由聚合而成的,其化学方程式是____________________________________________________。
②电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯(),它是由____________(写结构简式)聚合而成的。
解析 Ⅰ.反应中Cl2被消耗,故混合气体颜色变浅,产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4为不溶于水的油状液体,HCl易溶于水,气体体积减小,量筒中液面上升且溶液中c(Cl-)增大,而析出NaCl白色固体,故A、C正确;B、D错误。
Ⅱ.(1)①由于CH2CH2+Cl2―→CH2ClCH2Cl,此反应也能使黄绿色渐渐褪去,且CH2ClCH2Cl为油状液体,故不能说明无色气体中确定含CH4。
②涉及到的反应类型为取代反应和加成反应。
答案 Ⅰ.(1)BD
Ⅱ.(1)①不正确,由于CH2CH2也可以与Cl2发生加成反应,而使黄绿色渐渐褪去,生成的CH2ClCH2Cl也是油状液体
②取代反应、加成反应
10.(1)组成符合CnH2n-2的某种烃,分子结构中没有支链或侧链。它完全燃烧时消耗O2的体积是相同状况下该烃蒸气体积的8.5倍,由此分析作答:
①若该烃为链状二烯烃,并且与等物质的量的Br2加成后只能得到单一产物,请写出该反应的化学方程式:____________________(有机物用结构简式表示)。
②若该烃只能与等物质的量的Br2发生加成反应,则其结构简式为______________________(任填一种)。
(2)某有机物A由于其特殊的结构,始终受到理论化学家的留意,但由于缺乏有效的合成途径,一度延缓对它的争辩,直到1993年才找到可以大量制备的方法,才得以应用。已知A是非极性分子,化学式是C6H8,且分子中只有一种氢原子。
①A的结构简式为________;A分子中在同一平面上的碳原子数为________。
②A的二氯取代产物的同分异构体有________种。
解析 (1)由燃烧通式知n+=8.5,n=6。
①该二烯烃为对称结构,且碳碳双键不能在2、4位,故为1,5己二烯。
②该烃只有一个双键,剩下的不饱和度是成环导致的。
(2)有机物A的不饱和度为3,但分子中只有一种氢原子,说明A的结构高度对称。由于六个碳原子都在碳碳双键的平面上,故共平面。在考虑同分异构时还需考虑顺反异构。
答案 (1)①CHCH2CH2CH2CHCH2+Br2―→CH2CH2BrCHBrCH2CHCH2
②(其他合理答案也可)
(2)① 6 ②4
11.某含苯环的化合物A,其相对分子质量为104,碳的质量分数为92.3%。
(1)A的分子式为________。
(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________,
反应类型是____________。
(3)已知:。请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(4)在确定条件下,A与氢气反应,得到的化合物中碳的质量分数为85.7%,写出此化合物的结构简式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)在确定条件下,由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为________________________________________________________________________。
解析 (1)由题意,A分子中C原子的个数为≈8,剩余元素相对分子质量总和为104-8×12=8,则A中只含C、H元素,即分子式为C8H8,因它含有苯环,则结构简式为。(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为,反应类型是加成反应。(3)由题中信息知,反应方程式为。(4)A与氢气反应,得到的产物中碳的质量分数为85.7%(与烯烃中碳的质量分数相等),则苯环和碳碳双键全部与氢气加成,产物为。(5)由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为。
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