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专题3达标检测-2022版化学选择性必修3 苏教版(2019) 同步练习 (Word含解析)
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这是一份专题3达标检测-2022版化学选择性必修3 苏教版(2019) 同步练习 (Word含解析),共19页。
本专题达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021山东新高考质量测评联盟高二4月联考)煤、石油、天然气是重要的化石能源,下列有关说法正确的是 ( )
A.甲烷与足量的氯气发生取代反应,产物只有四氯化碳和氯化氢
B.焦炉气是煤干馏的产物之一
C.汽油、煤油等都是石油裂化的产品
D.天然气的主要成分是甲烷,它是可再生能源
2.(2021甘肃静宁第一中学高二下第一次月考)下列反应无论怎样调整反应物的用量,都只能生成一种物质的是 ( )
A.甲烷与氯气混合后在光照条件下发生反应
B.乙烯与氯化氢的加成反应
C.丙烯与氯化氢的加成反应
D.乙炔与氢气的加成反应
3.(2021湖南长沙南雅中学高二下第一次月考)下列各组物质中一定互为同系物的是 ( )
A.C3H4和C4H6 B.C3H8和C5H12
C.C3H6和C5H10 D.C6H6和C2H2
4.(2021浙江之江教育评价高二下期中联考)下列说法不正确的是 ( )
A.石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
B.甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应
C.用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物
D.现代工业生产中芳香烃主要来源于石油化学工业中的催化重整
5.(2021甘肃兰州第一中学高二下期中)下列关于分子组成表示为CxHy的烷、烯、炔烃的说法不正确的是 ( )
A.当x≤4时,均为气体(常温常压下)
B.y一定是偶数
C.分别完全燃烧1 mol,消耗氧气(x+y4) mol
D.在容积固定的密闭容器中完全燃烧,反应前后均在150 ℃时测得的压强一定是反应后大
6.(2021安徽滁州定远育才学校高二下期中)能证明丁烯每个分子中含有一个碳碳双键的实验事实是 ( )
A.丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丁烯燃烧时火焰明亮,有浓烟产生
C.1 mol丁烯加成时只能消耗1 mol H2
D.1 mol丁烯完全燃烧生成4 mol CO2与4 mol H2O
7.(2021江西南昌第二中学高二上期末)下列叙述正确的是 ( )
A.乙烯和1,3-丁二烯互为同系物
B.立方烷()的六氯取代物有6种
C.C5H10属于烯烃的同分异构体有6种(考虑顺反异构)
D.对三联苯()的一氯代物有6种
8.(2021安徽安庆桐城第八中学高二上第一次段考)桶烯结构如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
A.桶烯分子中所有原子在同一平面上
B.桶烯在一定条件下能发生加聚反应
C.桶烯与苯乙烯()互为同分异构体
D.桶烯分子中的一个氢原子被氯原子取代,所得有机产物只有两种
9.(2021山东枣庄第八中学高二4月月考)某同学分别用下列装置a和b制备溴苯,下列说法错误的是 ( )
A.两烧瓶中均出现红棕色气体,说明反应放热
B.a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀,说明烧瓶中发生取代反应
C.反应后的混合液中加入氢氧化钠溶液后会有红褐色沉淀生成
D.b装置中的倒置漏斗起防倒吸作用,漏斗内形成白烟
10.(2021江西南昌第十中学高二下第一次月考)下列叙述正确的是 ( )
A.乙烯与聚乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.相同物质的量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧,消耗氧气的量相同
C.CH3—CHCH——CF3中6个碳原子可能都在一条直线上
D.某烃键线式为,该烃与Br2按物质的量之比为1∶1加成时,所得产物有5种(不考虑立体异构)
11.(2021江西赣州赣县第三中学高二下月考)已知:(a)、(b)、(c)的分子式均为C5H6,下列有关叙述正确的是 ( )
A.符合分子式C5H6的有机物只有a、b、c三种
B.a、b、c的一氯代物都只有三种(不考虑立体异构)
C.a、b、c分子中的5个碳原子一定都处于同一个平面上
D.a、b、c都能使溴的CCl4溶液褪色,且褪色原理相同
12.已知:。如果要合成,所用的原料可以是 ( )
A.2-甲基-1,3-丁二烯和1-丁炔
B.1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔
D.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔
13.(2021辽宁省实验中学高二4月联考)经研究发现白蚁信息素有①()和②(),家蚕的信息素为CH3(CH2)2CHCH—CHCH(CH2)8CH3。下列说法中不正确的是 ( )
A.①的名称是2,4-二甲基-1-庚烯,②的名称是3,7-二甲基-1-辛烯
B.②和①互为同系物
C.③与氢气的加成产物有3种(不考虑立体异构)
D.三种信息素均能使溴的四氯化碳溶液褪色
14.(2021青海西宁湟川中学高二上期中)下列说法正确的是 ( )
A.某有机物燃烧只生成CO2和H2O,且二者物质的量相等,则此有机物的组成为CnH2n
B.一种烃在足量的氧气中充分燃烧并将产物通过浓H2SO4,反应前后气体减少的体积就是生成的水蒸气的体积
C.某气态烃CxHy与足量O2恰好完全反应,如果反应前后气体体积不变(温度>100 ℃),则y=4;若体积减小,则y>4,否则y<4
D.相同质量的不同烃,完全燃烧,消耗O2的量越多,烃中含氢元素的质量分数就越高
15.(2021山西长治潞城一中高二下第一次月考)有如图所示转化:。下列说法不正确的是 ( )
A.M的化学式为H2,N的分子式为C5H8
B.可用溴水区别和
C.等质量的和完全燃烧时的耗氧量相同
D.分子式为C4H6的有机物可能是烯烃也可能是炔烃
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(8分)已知0.2 mol某烃A在氧气中充分燃烧后,生成二氧化碳和水的物质的量均为1.2 mol。请回答下列问题:
(1)烃A的分子式为 。
(2)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,其一氯代物只有一种,则烃A的键线式为 。
(3)若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下,与H2加成,其加成产物经测定分子中含有4个甲基,烃A可能有的结构简式为 。
(4)分子中比A少两个碳原子的A的烯烃同系物共有 种(不考虑顺反异构),其中只含有一个甲基的结构简式为 。
17.(10分)芳香族化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)A的名称是 ;E属于 (填“饱和烃”或“不饱和烃”)。
(2)A→B的反应类型是 ,在该反应的副产物中,与B互为同分异构体的为 。
(3)A→C的化学方程式为
。
(4)A与酸性KMnO4溶液反应可得到D,写出D的结构简式: 。
18.(11分)某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(对硝基甲苯和邻硝基甲苯),夹持、加热装置已略去。
实验步骤:①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40 mL;
②向三颈烧瓶中加入甲苯(易挥发),按图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈烧瓶中加入混酸;
④控制温度约为30 ℃,反应大约10 min,三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯。
反应原理:
+
相关物质的性质如下:
有机物
密度/g·cm-3
沸点/℃
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易
溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易
溶于液态烃
(1)仪器A的名称是 。
(2)配制混酸的方法是 。
(3)若实验后在三颈烧瓶中收集到的产物较少,可能的原因是 。
(4)本实验采用水浴加热,水浴加热的优点是 。
(5)分离反应后产物的方案如下:
操作1的名称是 ,操作2中不需要用到下列仪器中的 (填字母)。
a.冷凝管 b.酒精灯 c.温度计 d.分液漏斗 e.蒸发皿
19.(14分)(1)写出CH3CHCHCH3这种烯烃的顺反异构体的结构简式: 、 。
(2)有下列五种烃:① ② ③乙烷 ④正戊烷 ⑤
⑥,其中②③④⑤四种物质按它们的沸点由高到低的顺序排列为 (填序号,下同),等质量的①③⑥三种物质,完全燃烧时消耗O2的物质的量由多到少的顺序为 。
(3)某芳香烃的分子式为C8H10,它可能的结构共 种,其中 (填结构简式)在苯环上的一溴代物只有两种。
(4)有机物M分子式为C4H8O3,同温同压下,等质量的M分别与足量的金属钠、NaHCO3溶液反应,可得到等物质的量的气体;在浓硫酸存在下,M还能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物N。根据上述信息,确定C4H8O3的结构简式: ;写出M→N对应的化学方程式:
。
20.(12分)狄尔斯和阿尔德在研究1,3-丁二烯的性质时发现如下反应(狄尔斯—阿尔德反应):
+ (也可表示为+ )
回答下列问题:
(1)狄尔斯—阿尔德反应属于 (填反应类型)。
(2)下列不能发生狄尔斯—阿尔德反应的有机物是 (填字母)。
a. b.
c. d.
(3)工业上通常以甲醛、乙炔为原料制取1,3-丁二烯,生产流程如下:
X
①X的结构简式为 ;
②X转化成1,3-丁二烯的化学方程式为 。
(4)有机物M的键线式为,它的分子式为 。下列有关它的说法不正确的是 (填字母)。
A.在催化剂作用下,1 mol M最多可以消耗2 mol H2
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.不能使溴的CCl4溶液褪色
D.M分子中的所有碳原子不可能共平面
答案全解全析
1.B
2.B
3.B
4.A
5.D
6.C
7.C
8.A
9.B
10.D
11.D
12.D
13.C
14.D
15.C
1.B 甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,生成的产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,A项错误;煤干馏后能获得焦炭、煤焦油、焦炉气和粗氨水等,B项正确;汽油有裂化汽油和直馏汽油,煤油主要是石油的分馏产物,C项错误;天然气的主要成分是甲烷,它是不可再生能源,D项错误。
2.B 甲烷和氯气混合后光照发生取代反应,生成四种有机物和HCl,A项错误;乙烯与氯化氢发生加成反应,生成氯乙烷,B项正确;丙烯为不对称分子,它与氯化氢加成生成两种物质,C项错误;乙炔与氢气以物质的量之比1∶1加成生成乙烯,以物质的量之比1∶2加成生成乙烷,改变用量,生成物不同,D项错误。
3.B C3H4可能是丙炔,C4H6可能是1,3-丁二烯,丙炔和 1,3-丁二烯结构不相似,不互为同系物,A项错误;C3H8和C5H12都是烷烃,结构相似,分子组成相差2个CH2原子团,一定互为同系物,B项正确;C3H6和C5H10可能是烯烃或环烷烃,结构可能不相似,不一定互为同系物,C项错误;C6H6可能是苯,C2H2是乙炔,苯和乙炔结构不相似,不互为同系物,D项错误。
4.A 石油的分馏是物理变化,煤的气化和液化是化学变化,A项错误;在光照下氯气分子内共价键断裂产生氯自由基,氯自由基进攻甲烷分子产生HCl分子和甲基自由基,引发链式反应,得到HCl、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷,故甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应,B项正确;用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物,用来生成液体燃料或化工原料,例如甲醇,C项正确;现代工业生产中,石油化学工业中的催化重整是生产芳香烃的主要途径,D项正确。
5.D 烷烃、烯烃和炔烃对应分子中碳原子数目≤4时,常温下都是气体,A项正确;烷烃的通式是CnH2n+2,单烯烃的通式是CnH2n(若是含多个双键,则每多一个双键,H的个数减少2,因此y一定是偶数),炔烃的推断过程和烯烃类似,B项正确;1 mol CxHy完全燃烧消耗(x+y4) mol氧气,C项正确;150 ℃时水为气态,1 mol CxHy完全燃烧消耗(x+y4) mol氧气,同时生成x mol二氧化碳、y2 mol水蒸气,当满足1+(x+y4)4时,反应后气体总压强增大,D项错误。
6.C 丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明丁烯具有还原性,并不能确定含有碳碳双键的数目,A项错误;丁烯燃烧时火焰明亮,有浓烟产生,只能推断丁烯的含碳量较高,不能由此确定碳碳双键的数目,B项错误;1个碳碳双键只能和一个H2加成,1 mol丁烯加成时只能消耗1 mol H2,能说明丁烯每个分子中含有一个碳碳双键,C项正确;1 mol丁烯完全燃烧生成4 mol CO2与4 mol H2O,只能确定丁烯的分子式为C4H8,不能确定分子结构中是否含有碳碳双键,D项错误。
7.C 乙烯和1,3-丁二烯结构不相似,前者是单烯烃,后者是二烯烃,二者不互为同系物,A项错误。立方烷()的六氯取代物种数与二氯取代物种数相同,立方烷()的二氯取代物有3种,两个氯原子可以是位于相邻的两个碳原子上、面对角线的两碳原子上、体对角线的两碳原子上,B项错误。写碳链异构,有:C—1C—2C—C—C(1、2为双键位置,双键在2处时,有顺式和反式,共3种)、(1、2、3为双键位置,共3种)、(不符合题意),所以分子式为C5H10的烯烃共有(包括顺反异构)3+3=6种,C项正确。对三联苯中有4种氢原子,所以一氯代物有4种,D项错误。
8.A 桶烯每个分子中有两个碳原子均形成4个单键,所有的原子不可能在同一平面上,A项错误;每个桶烯分子中含有三个碳碳双键,所以桶烯在一定条件下能发生加聚反应,B项正确;桶烯的分子式为C8H8,苯乙烯的分子式为C8H8,它们互为同分异构体,C项正确;桶烯结构对称,只有两种不同的氢原子,所以其分子中的一个氢原子被氯原子取代,所得有机产物只有两种,D项正确。
9.B 制备溴苯的反应加热,溶液温度升高,导致沸点较低的液溴挥发,成为红棕色的溴蒸气,A 项正确;a装置中的溴蒸气挥发进入锥形瓶被硝酸银溶液吸收,也会产生淡黄色的溴化银沉淀,故a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀,不能说明苯和液溴发生了取代反应,B项错误;反应后的混合液中加入氢氧化钠溶液后,NaOH与溴化铁反应生成氢氧化铁,会有红褐色沉淀生成,C项正确;HBr气体极易溶于水,用倒置的漏斗可防止倒吸,用浓氨水吸收HBr,挥发的NH3和HBr反应生成NH4Br固体,有白烟形成,D项正确。
10.D 乙烯中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,聚乙烯中没有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项错误;乙炔与苯的分子式分别为C2H2和C6H6,相同物质的量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧,苯消耗氧气的量要多,B项错误;碳碳双键为平面形结构,碳碳三键为直线形结构,因此CH3—CHCH——CF3中6个碳原子可能都在一个平面上,但不在一条直线上,最多有4个C原子处于同一直线上,C项错误;与Br2按物质的量之比为1∶1加成时,可单个双键发生加成反应,得到3种产物,也可以发生1,4-加成,得到2种产物,所得产物共有5种,D项正确。
11.D C5H6的同分异构体可以为不饱和链烃,如含有1个碳碳双键、1个碳碳三键的链烃,A项错误;a、b、c中的等效氢原子分别为3、4、4种,则a、b、c的一氯代物分别有3、4、4种,B项错误;由乙烯的六个原子共平面可知,a和b分子中的5个碳原子一定位于同一平面上,由甲烷的正四面体结构可知,c分子中有类似甲烷的结构,5个碳原子不能处于同一平面上,C项错误;a、b、c分子中都有碳碳双键,都能与溴发生加成反应,所以都能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
12.D 根据已给信息分析,该反应是加成反应,碳碳三键打开一个键得到碳碳双键结构,与1,3-丁二烯发生1,4-加成,然后形成六元环。若已知产物结构,可通过逆向合成分析法得到单体:在产物中找到单体之间新形成的化学键,然后断开,还原为题给信息中单体的结构形式。中断开化学键1和2,即得单体丙炔和2,3-二甲基-1,3-丁二烯;若断开化学键3和4,得到单体2-丁炔和2-甲基-1,3-丁二烯。
13.C 根据①的键线式可知其分子中含有一个碳碳双键,为烯烃,主链有7个碳原子,从距离双键近的一端开始编号,1号碳原子参与形成双键,2、4号碳原子上各有一个甲基,所以名称为2,4-二甲基-1-庚烯;据②的键线式可知其分子中含有一个碳碳双键,为烯烃,主链有8个碳原子,从距离双键近的一端开始编号,1号碳原子参与形成双键,3、7号碳原子上各有一个甲基,所以名称为3,7-二甲基-1-辛烯,A项正确。①与②结构相似,分子组成相差一个“CH2”原子团,二者互为同系物,B项正确;CH3(CH2)2CHCH—CHCH(CH2)8CH3与氢气加成的产物分别有CH3(CH2)4CHCH(CH2)8CH3、CH3(CH2)2CHCH(CH2)10CH3、CH3(CH2)3CHCH(CH2)9CH3、CH3(CH2)14CH3,共四种,C项错误;三种信息素均含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应,从而使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
14.D 生成物中含有碳、氢、氧元素,依据质量守恒定律可知该物质中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含氧元素,无法确定有机物的组成,A项错误。生成水蒸气的体积不一定等于反应前后气体减少的体积,B项错误。烃类燃烧的通式为CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O,温度大于100 ℃时水为气态,若反应前后气体体积不变,则1+x+y4=x+y2,y=4;若体积减小,则1+x+y4>x+y2,解得y<4;若体积增大,则y>4,C项错误。
15.C 根据质量守恒定律,可以判断出M是H2,N是C5H8,A项正确;存在碳碳双键,可以与溴水发生反应使之褪色,而不能与溴水反应,B项正确;的分子式为C6H10,的分子式为C6H12,质量相同时,完全燃烧时的耗氧量不相同,C项错误;C4H6可能是丁二烯,也可能是丁炔,D项正确。
16.答案 (1)C6H12 (2)
(3)、、
(4)3 CH3—CH2—CHCH2
解析 (1)由题意可知1 mol烃A中含有6 mol C和12 mol H,则烃A的分子式为C6H12。
(2)由题意可知C6H12不含且其一氯代物只有一种,故该有机物为。
(3)C6H12中含有1个,且与H2加成的产物分子中含有4个—CH3,则其与H2加成后的产物为或,移动位置得3种结构。
(4)分式为C4H8且属于烯烃的有CH2CH—CH2—CH3、CH3—CHCH—CH3、,共3种,其中只含一个甲基的是CH3—CH2—CHCH2。
17.答案 (1)邻二甲苯(或1,2-二甲基苯) 饱和烃
(2)取代反应
(3)+Br2(或)+HBr
(4)
解析 (1)A(C8H10)与溴单质光照条件下发生取代反应生成B(),则A是,名称是邻二甲苯(或1,2-二甲基苯);E是邻二甲基环己烷,属于饱和烃。
(2)A在光照下与Br2发生取代反应,可生成多种副产物,其中与B互为同分异构体的为。
(3)A→C发生苯环上的取代反应,化学方程式为+Br2(或)+HBr。
(4)A与酸性KMnO4溶液发生氧化反应可得到D,D的结构简式为。
18.答案 (1)分液漏斗
(2)用10 mL量筒量取10.0 mL浓硝酸倒入烧杯中,再用50 mL量筒量取30.0 mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并用玻璃棒不断搅拌
(3)混酸未冷却就加入三颈烧瓶,导致反应体系温度过高而产生大量副产物(其他合理答案也可)
(4)受热均匀,易于控制温度
(5)分液 de
解析 (2)有关溶液配制,一般将密度大的液体(浓硫酸)加入密度小的液体(浓硝酸)中,由于浓硫酸稀释会放大量热,所以需要用玻璃棒不断搅拌,注意题给信息中的体积比。
(3)产物较少的可能原因:一是反应物的挥发;二是温度过高,副反应多。
(5)经过操作1后得到无机混合物和有机混合物,应是分液。分离互溶的、沸点差异较大的液态有机物可用蒸馏的方法,即操作2为蒸馏。
19.答案 (1)
(2)⑤④②③ ③⑥①
(3) 4
(4)HOCH2CH2CH2COOH HOCH2CH2CH2COOH+H2O
解析 (1)CH3CHCHCH3的顺式结构为,反式结构为。
(2)通常烃的沸点随碳原子数的增大而升高,②③④⑤四种物质按它们的沸点由高到低的顺序排列是⑤④②③;等质量的①③⑥三种物质,烃中氢的百分含量越高,完全燃烧时消耗O2的物质的量越多,则由多到少的顺序为③⑥①。
(3)某芳香烃的分子式为C8H10,除苯基外还有一个乙基或两个甲基,故该有机物可能是乙苯,或两个甲基在苯环的邻、间、对位置上,故有4种结构;其中在苯环上的一溴代物只有两种的有机物为邻二甲苯,即。
(4) 有机物M分子式为C4H8O3,不饱和度为1,同温同压下,等质量的M分别与足量的金属钠、NaHCO3溶液反应,可得到等量的气体,说明分子中存在一个羟基和一个羧基,在浓硫酸存在下,C4H8O3还能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物N,说明两个官能团在两端,即M为HOCH2CH2CH2COOH;M→N的化学方程式为HOCH2CH2CH2COOH +H2O。
20.答案 (1)加成反应
(2)c
(3)①HOCH2CH2CH2CH2OH
②HOCH2CH2CH2CH2OH+2H2O
(4)C9H12 C
解析 (1)题给反应的反应类型为加成反应。(3)①碳碳三键和氢气发生加成反应,1 mol碳碳三键可与2 mol氢气发生加成反应,则X的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH;②由题意知1 mol X失去2 mol H2O,发生的反应是HOCH2CH2CH2CH2OH+2H2O。(4)有机物M的分子式为C9H12。1 mol M中含有2 mol碳碳双键,1 mol碳碳双键最多消耗1 mol H2,则1 mol M最多消耗2 mol H2,故A项正确;M中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液、溴的CCl4溶液褪色,故B项正确,C项错误;M分子中存在多个饱和碳原子,所有的碳原子不可能共平面,故D项正确。
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一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021山东新高考质量测评联盟高二4月联考)煤、石油、天然气是重要的化石能源,下列有关说法正确的是 ( )
A.甲烷与足量的氯气发生取代反应,产物只有四氯化碳和氯化氢
B.焦炉气是煤干馏的产物之一
C.汽油、煤油等都是石油裂化的产品
D.天然气的主要成分是甲烷,它是可再生能源
2.(2021甘肃静宁第一中学高二下第一次月考)下列反应无论怎样调整反应物的用量,都只能生成一种物质的是 ( )
A.甲烷与氯气混合后在光照条件下发生反应
B.乙烯与氯化氢的加成反应
C.丙烯与氯化氢的加成反应
D.乙炔与氢气的加成反应
3.(2021湖南长沙南雅中学高二下第一次月考)下列各组物质中一定互为同系物的是 ( )
A.C3H4和C4H6 B.C3H8和C5H12
C.C3H6和C5H10 D.C6H6和C2H2
4.(2021浙江之江教育评价高二下期中联考)下列说法不正确的是 ( )
A.石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
B.甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应
C.用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物
D.现代工业生产中芳香烃主要来源于石油化学工业中的催化重整
5.(2021甘肃兰州第一中学高二下期中)下列关于分子组成表示为CxHy的烷、烯、炔烃的说法不正确的是 ( )
A.当x≤4时,均为气体(常温常压下)
B.y一定是偶数
C.分别完全燃烧1 mol,消耗氧气(x+y4) mol
D.在容积固定的密闭容器中完全燃烧,反应前后均在150 ℃时测得的压强一定是反应后大
6.(2021安徽滁州定远育才学校高二下期中)能证明丁烯每个分子中含有一个碳碳双键的实验事实是 ( )
A.丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丁烯燃烧时火焰明亮,有浓烟产生
C.1 mol丁烯加成时只能消耗1 mol H2
D.1 mol丁烯完全燃烧生成4 mol CO2与4 mol H2O
7.(2021江西南昌第二中学高二上期末)下列叙述正确的是 ( )
A.乙烯和1,3-丁二烯互为同系物
B.立方烷()的六氯取代物有6种
C.C5H10属于烯烃的同分异构体有6种(考虑顺反异构)
D.对三联苯()的一氯代物有6种
8.(2021安徽安庆桐城第八中学高二上第一次段考)桶烯结构如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
A.桶烯分子中所有原子在同一平面上
B.桶烯在一定条件下能发生加聚反应
C.桶烯与苯乙烯()互为同分异构体
D.桶烯分子中的一个氢原子被氯原子取代,所得有机产物只有两种
9.(2021山东枣庄第八中学高二4月月考)某同学分别用下列装置a和b制备溴苯,下列说法错误的是 ( )
A.两烧瓶中均出现红棕色气体,说明反应放热
B.a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀,说明烧瓶中发生取代反应
C.反应后的混合液中加入氢氧化钠溶液后会有红褐色沉淀生成
D.b装置中的倒置漏斗起防倒吸作用,漏斗内形成白烟
10.(2021江西南昌第十中学高二下第一次月考)下列叙述正确的是 ( )
A.乙烯与聚乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.相同物质的量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧,消耗氧气的量相同
C.CH3—CHCH——CF3中6个碳原子可能都在一条直线上
D.某烃键线式为,该烃与Br2按物质的量之比为1∶1加成时,所得产物有5种(不考虑立体异构)
11.(2021江西赣州赣县第三中学高二下月考)已知:(a)、(b)、(c)的分子式均为C5H6,下列有关叙述正确的是 ( )
A.符合分子式C5H6的有机物只有a、b、c三种
B.a、b、c的一氯代物都只有三种(不考虑立体异构)
C.a、b、c分子中的5个碳原子一定都处于同一个平面上
D.a、b、c都能使溴的CCl4溶液褪色,且褪色原理相同
12.已知:。如果要合成,所用的原料可以是 ( )
A.2-甲基-1,3-丁二烯和1-丁炔
B.1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔
D.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔
13.(2021辽宁省实验中学高二4月联考)经研究发现白蚁信息素有①()和②(),家蚕的信息素为CH3(CH2)2CHCH—CHCH(CH2)8CH3。下列说法中不正确的是 ( )
A.①的名称是2,4-二甲基-1-庚烯,②的名称是3,7-二甲基-1-辛烯
B.②和①互为同系物
C.③与氢气的加成产物有3种(不考虑立体异构)
D.三种信息素均能使溴的四氯化碳溶液褪色
14.(2021青海西宁湟川中学高二上期中)下列说法正确的是 ( )
A.某有机物燃烧只生成CO2和H2O,且二者物质的量相等,则此有机物的组成为CnH2n
B.一种烃在足量的氧气中充分燃烧并将产物通过浓H2SO4,反应前后气体减少的体积就是生成的水蒸气的体积
C.某气态烃CxHy与足量O2恰好完全反应,如果反应前后气体体积不变(温度>100 ℃),则y=4;若体积减小,则y>4,否则y<4
D.相同质量的不同烃,完全燃烧,消耗O2的量越多,烃中含氢元素的质量分数就越高
15.(2021山西长治潞城一中高二下第一次月考)有如图所示转化:。下列说法不正确的是 ( )
A.M的化学式为H2,N的分子式为C5H8
B.可用溴水区别和
C.等质量的和完全燃烧时的耗氧量相同
D.分子式为C4H6的有机物可能是烯烃也可能是炔烃
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(8分)已知0.2 mol某烃A在氧气中充分燃烧后,生成二氧化碳和水的物质的量均为1.2 mol。请回答下列问题:
(1)烃A的分子式为 。
(2)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,其一氯代物只有一种,则烃A的键线式为 。
(3)若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下,与H2加成,其加成产物经测定分子中含有4个甲基,烃A可能有的结构简式为 。
(4)分子中比A少两个碳原子的A的烯烃同系物共有 种(不考虑顺反异构),其中只含有一个甲基的结构简式为 。
17.(10分)芳香族化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)A的名称是 ;E属于 (填“饱和烃”或“不饱和烃”)。
(2)A→B的反应类型是 ,在该反应的副产物中,与B互为同分异构体的为 。
(3)A→C的化学方程式为
。
(4)A与酸性KMnO4溶液反应可得到D,写出D的结构简式: 。
18.(11分)某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(对硝基甲苯和邻硝基甲苯),夹持、加热装置已略去。
实验步骤:①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40 mL;
②向三颈烧瓶中加入甲苯(易挥发),按图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈烧瓶中加入混酸;
④控制温度约为30 ℃,反应大约10 min,三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯。
反应原理:
+
相关物质的性质如下:
有机物
密度/g·cm-3
沸点/℃
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易
溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易
溶于液态烃
(1)仪器A的名称是 。
(2)配制混酸的方法是 。
(3)若实验后在三颈烧瓶中收集到的产物较少,可能的原因是 。
(4)本实验采用水浴加热,水浴加热的优点是 。
(5)分离反应后产物的方案如下:
操作1的名称是 ,操作2中不需要用到下列仪器中的 (填字母)。
a.冷凝管 b.酒精灯 c.温度计 d.分液漏斗 e.蒸发皿
19.(14分)(1)写出CH3CHCHCH3这种烯烃的顺反异构体的结构简式: 、 。
(2)有下列五种烃:① ② ③乙烷 ④正戊烷 ⑤
⑥,其中②③④⑤四种物质按它们的沸点由高到低的顺序排列为 (填序号,下同),等质量的①③⑥三种物质,完全燃烧时消耗O2的物质的量由多到少的顺序为 。
(3)某芳香烃的分子式为C8H10,它可能的结构共 种,其中 (填结构简式)在苯环上的一溴代物只有两种。
(4)有机物M分子式为C4H8O3,同温同压下,等质量的M分别与足量的金属钠、NaHCO3溶液反应,可得到等物质的量的气体;在浓硫酸存在下,M还能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物N。根据上述信息,确定C4H8O3的结构简式: ;写出M→N对应的化学方程式:
。
20.(12分)狄尔斯和阿尔德在研究1,3-丁二烯的性质时发现如下反应(狄尔斯—阿尔德反应):
+ (也可表示为+ )
回答下列问题:
(1)狄尔斯—阿尔德反应属于 (填反应类型)。
(2)下列不能发生狄尔斯—阿尔德反应的有机物是 (填字母)。
a. b.
c. d.
(3)工业上通常以甲醛、乙炔为原料制取1,3-丁二烯,生产流程如下:
X
①X的结构简式为 ;
②X转化成1,3-丁二烯的化学方程式为 。
(4)有机物M的键线式为,它的分子式为 。下列有关它的说法不正确的是 (填字母)。
A.在催化剂作用下,1 mol M最多可以消耗2 mol H2
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.不能使溴的CCl4溶液褪色
D.M分子中的所有碳原子不可能共平面
答案全解全析
1.B
2.B
3.B
4.A
5.D
6.C
7.C
8.A
9.B
10.D
11.D
12.D
13.C
14.D
15.C
1.B 甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,生成的产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,A项错误;煤干馏后能获得焦炭、煤焦油、焦炉气和粗氨水等,B项正确;汽油有裂化汽油和直馏汽油,煤油主要是石油的分馏产物,C项错误;天然气的主要成分是甲烷,它是不可再生能源,D项错误。
2.B 甲烷和氯气混合后光照发生取代反应,生成四种有机物和HCl,A项错误;乙烯与氯化氢发生加成反应,生成氯乙烷,B项正确;丙烯为不对称分子,它与氯化氢加成生成两种物质,C项错误;乙炔与氢气以物质的量之比1∶1加成生成乙烯,以物质的量之比1∶2加成生成乙烷,改变用量,生成物不同,D项错误。
3.B C3H4可能是丙炔,C4H6可能是1,3-丁二烯,丙炔和 1,3-丁二烯结构不相似,不互为同系物,A项错误;C3H8和C5H12都是烷烃,结构相似,分子组成相差2个CH2原子团,一定互为同系物,B项正确;C3H6和C5H10可能是烯烃或环烷烃,结构可能不相似,不一定互为同系物,C项错误;C6H6可能是苯,C2H2是乙炔,苯和乙炔结构不相似,不互为同系物,D项错误。
4.A 石油的分馏是物理变化,煤的气化和液化是化学变化,A项错误;在光照下氯气分子内共价键断裂产生氯自由基,氯自由基进攻甲烷分子产生HCl分子和甲基自由基,引发链式反应,得到HCl、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷,故甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应,B项正确;用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物,用来生成液体燃料或化工原料,例如甲醇,C项正确;现代工业生产中,石油化学工业中的催化重整是生产芳香烃的主要途径,D项正确。
5.D 烷烃、烯烃和炔烃对应分子中碳原子数目≤4时,常温下都是气体,A项正确;烷烃的通式是CnH2n+2,单烯烃的通式是CnH2n(若是含多个双键,则每多一个双键,H的个数减少2,因此y一定是偶数),炔烃的推断过程和烯烃类似,B项正确;1 mol CxHy完全燃烧消耗(x+y4) mol氧气,C项正确;150 ℃时水为气态,1 mol CxHy完全燃烧消耗(x+y4) mol氧气,同时生成x mol二氧化碳、y2 mol水蒸气,当满足1+(x+y4)
6.C 丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明丁烯具有还原性,并不能确定含有碳碳双键的数目,A项错误;丁烯燃烧时火焰明亮,有浓烟产生,只能推断丁烯的含碳量较高,不能由此确定碳碳双键的数目,B项错误;1个碳碳双键只能和一个H2加成,1 mol丁烯加成时只能消耗1 mol H2,能说明丁烯每个分子中含有一个碳碳双键,C项正确;1 mol丁烯完全燃烧生成4 mol CO2与4 mol H2O,只能确定丁烯的分子式为C4H8,不能确定分子结构中是否含有碳碳双键,D项错误。
7.C 乙烯和1,3-丁二烯结构不相似,前者是单烯烃,后者是二烯烃,二者不互为同系物,A项错误。立方烷()的六氯取代物种数与二氯取代物种数相同,立方烷()的二氯取代物有3种,两个氯原子可以是位于相邻的两个碳原子上、面对角线的两碳原子上、体对角线的两碳原子上,B项错误。写碳链异构,有:C—1C—2C—C—C(1、2为双键位置,双键在2处时,有顺式和反式,共3种)、(1、2、3为双键位置,共3种)、(不符合题意),所以分子式为C5H10的烯烃共有(包括顺反异构)3+3=6种,C项正确。对三联苯中有4种氢原子,所以一氯代物有4种,D项错误。
8.A 桶烯每个分子中有两个碳原子均形成4个单键,所有的原子不可能在同一平面上,A项错误;每个桶烯分子中含有三个碳碳双键,所以桶烯在一定条件下能发生加聚反应,B项正确;桶烯的分子式为C8H8,苯乙烯的分子式为C8H8,它们互为同分异构体,C项正确;桶烯结构对称,只有两种不同的氢原子,所以其分子中的一个氢原子被氯原子取代,所得有机产物只有两种,D项正确。
9.B 制备溴苯的反应加热,溶液温度升高,导致沸点较低的液溴挥发,成为红棕色的溴蒸气,A 项正确;a装置中的溴蒸气挥发进入锥形瓶被硝酸银溶液吸收,也会产生淡黄色的溴化银沉淀,故a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀,不能说明苯和液溴发生了取代反应,B项错误;反应后的混合液中加入氢氧化钠溶液后,NaOH与溴化铁反应生成氢氧化铁,会有红褐色沉淀生成,C项正确;HBr气体极易溶于水,用倒置的漏斗可防止倒吸,用浓氨水吸收HBr,挥发的NH3和HBr反应生成NH4Br固体,有白烟形成,D项正确。
10.D 乙烯中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,聚乙烯中没有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项错误;乙炔与苯的分子式分别为C2H2和C6H6,相同物质的量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧,苯消耗氧气的量要多,B项错误;碳碳双键为平面形结构,碳碳三键为直线形结构,因此CH3—CHCH——CF3中6个碳原子可能都在一个平面上,但不在一条直线上,最多有4个C原子处于同一直线上,C项错误;与Br2按物质的量之比为1∶1加成时,可单个双键发生加成反应,得到3种产物,也可以发生1,4-加成,得到2种产物,所得产物共有5种,D项正确。
11.D C5H6的同分异构体可以为不饱和链烃,如含有1个碳碳双键、1个碳碳三键的链烃,A项错误;a、b、c中的等效氢原子分别为3、4、4种,则a、b、c的一氯代物分别有3、4、4种,B项错误;由乙烯的六个原子共平面可知,a和b分子中的5个碳原子一定位于同一平面上,由甲烷的正四面体结构可知,c分子中有类似甲烷的结构,5个碳原子不能处于同一平面上,C项错误;a、b、c分子中都有碳碳双键,都能与溴发生加成反应,所以都能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
12.D 根据已给信息分析,该反应是加成反应,碳碳三键打开一个键得到碳碳双键结构,与1,3-丁二烯发生1,4-加成,然后形成六元环。若已知产物结构,可通过逆向合成分析法得到单体:在产物中找到单体之间新形成的化学键,然后断开,还原为题给信息中单体的结构形式。中断开化学键1和2,即得单体丙炔和2,3-二甲基-1,3-丁二烯;若断开化学键3和4,得到单体2-丁炔和2-甲基-1,3-丁二烯。
13.C 根据①的键线式可知其分子中含有一个碳碳双键,为烯烃,主链有7个碳原子,从距离双键近的一端开始编号,1号碳原子参与形成双键,2、4号碳原子上各有一个甲基,所以名称为2,4-二甲基-1-庚烯;据②的键线式可知其分子中含有一个碳碳双键,为烯烃,主链有8个碳原子,从距离双键近的一端开始编号,1号碳原子参与形成双键,3、7号碳原子上各有一个甲基,所以名称为3,7-二甲基-1-辛烯,A项正确。①与②结构相似,分子组成相差一个“CH2”原子团,二者互为同系物,B项正确;CH3(CH2)2CHCH—CHCH(CH2)8CH3与氢气加成的产物分别有CH3(CH2)4CHCH(CH2)8CH3、CH3(CH2)2CHCH(CH2)10CH3、CH3(CH2)3CHCH(CH2)9CH3、CH3(CH2)14CH3,共四种,C项错误;三种信息素均含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应,从而使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
14.D 生成物中含有碳、氢、氧元素,依据质量守恒定律可知该物质中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含氧元素,无法确定有机物的组成,A项错误。生成水蒸气的体积不一定等于反应前后气体减少的体积,B项错误。烃类燃烧的通式为CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O,温度大于100 ℃时水为气态,若反应前后气体体积不变,则1+x+y4=x+y2,y=4;若体积减小,则1+x+y4>x+y2,解得y<4;若体积增大,则y>4,C项错误。
15.C 根据质量守恒定律,可以判断出M是H2,N是C5H8,A项正确;存在碳碳双键,可以与溴水发生反应使之褪色,而不能与溴水反应,B项正确;的分子式为C6H10,的分子式为C6H12,质量相同时,完全燃烧时的耗氧量不相同,C项错误;C4H6可能是丁二烯,也可能是丁炔,D项正确。
16.答案 (1)C6H12 (2)
(3)、、
(4)3 CH3—CH2—CHCH2
解析 (1)由题意可知1 mol烃A中含有6 mol C和12 mol H,则烃A的分子式为C6H12。
(2)由题意可知C6H12不含且其一氯代物只有一种,故该有机物为。
(3)C6H12中含有1个,且与H2加成的产物分子中含有4个—CH3,则其与H2加成后的产物为或,移动位置得3种结构。
(4)分式为C4H8且属于烯烃的有CH2CH—CH2—CH3、CH3—CHCH—CH3、,共3种,其中只含一个甲基的是CH3—CH2—CHCH2。
17.答案 (1)邻二甲苯(或1,2-二甲基苯) 饱和烃
(2)取代反应
(3)+Br2(或)+HBr
(4)
解析 (1)A(C8H10)与溴单质光照条件下发生取代反应生成B(),则A是,名称是邻二甲苯(或1,2-二甲基苯);E是邻二甲基环己烷,属于饱和烃。
(2)A在光照下与Br2发生取代反应,可生成多种副产物,其中与B互为同分异构体的为。
(3)A→C发生苯环上的取代反应,化学方程式为+Br2(或)+HBr。
(4)A与酸性KMnO4溶液发生氧化反应可得到D,D的结构简式为。
18.答案 (1)分液漏斗
(2)用10 mL量筒量取10.0 mL浓硝酸倒入烧杯中,再用50 mL量筒量取30.0 mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并用玻璃棒不断搅拌
(3)混酸未冷却就加入三颈烧瓶,导致反应体系温度过高而产生大量副产物(其他合理答案也可)
(4)受热均匀,易于控制温度
(5)分液 de
解析 (2)有关溶液配制,一般将密度大的液体(浓硫酸)加入密度小的液体(浓硝酸)中,由于浓硫酸稀释会放大量热,所以需要用玻璃棒不断搅拌,注意题给信息中的体积比。
(3)产物较少的可能原因:一是反应物的挥发;二是温度过高,副反应多。
(5)经过操作1后得到无机混合物和有机混合物,应是分液。分离互溶的、沸点差异较大的液态有机物可用蒸馏的方法,即操作2为蒸馏。
19.答案 (1)
(2)⑤④②③ ③⑥①
(3) 4
(4)HOCH2CH2CH2COOH HOCH2CH2CH2COOH+H2O
解析 (1)CH3CHCHCH3的顺式结构为,反式结构为。
(2)通常烃的沸点随碳原子数的增大而升高,②③④⑤四种物质按它们的沸点由高到低的顺序排列是⑤④②③;等质量的①③⑥三种物质,烃中氢的百分含量越高,完全燃烧时消耗O2的物质的量越多,则由多到少的顺序为③⑥①。
(3)某芳香烃的分子式为C8H10,除苯基外还有一个乙基或两个甲基,故该有机物可能是乙苯,或两个甲基在苯环的邻、间、对位置上,故有4种结构;其中在苯环上的一溴代物只有两种的有机物为邻二甲苯,即。
(4) 有机物M分子式为C4H8O3,不饱和度为1,同温同压下,等质量的M分别与足量的金属钠、NaHCO3溶液反应,可得到等量的气体,说明分子中存在一个羟基和一个羧基,在浓硫酸存在下,C4H8O3还能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物N,说明两个官能团在两端,即M为HOCH2CH2CH2COOH;M→N的化学方程式为HOCH2CH2CH2COOH +H2O。
20.答案 (1)加成反应
(2)c
(3)①HOCH2CH2CH2CH2OH
②HOCH2CH2CH2CH2OH+2H2O
(4)C9H12 C
解析 (1)题给反应的反应类型为加成反应。(3)①碳碳三键和氢气发生加成反应,1 mol碳碳三键可与2 mol氢气发生加成反应,则X的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH;②由题意知1 mol X失去2 mol H2O,发生的反应是HOCH2CH2CH2CH2OH+2H2O。(4)有机物M的分子式为C9H12。1 mol M中含有2 mol碳碳双键,1 mol碳碳双键最多消耗1 mol H2,则1 mol M最多消耗2 mol H2,故A项正确;M中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液、溴的CCl4溶液褪色,故B项正确,C项错误;M分子中存在多个饱和碳原子,所有的碳原子不可能共平面,故D项正确。
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