高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三章 烃的衍生物第四节 羧酸 羧酸衍生物第1课时课堂检测
展开第三章第四节第1课时羧酸分层作业提升练习2021_2022学年高中化学选择性必修3(人教版2019)
一、单选题,共13小题
1.下列物质的化学成分不正确的是
A.芒硝:
B.水晶:
C.亚油酸:
D.乙二酸二乙酯:
2.有机物W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物,其结构如图所示。下列有关有机物W的说法正确的是
A.分子中含有17个碳原子 B.分子中所有原子可能共平面
C.能与乙醇发生酯化反应 D.是苯的同系物
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.44g正丁烷和14 g异丁烷含有的共价键数为12NA
B.H2与HCOOH混合物0.1mol,充分燃烧消耗O2分子的数目为0.5NA
C.1mol分子式为C3H6的有机物一定含有6NA个碳氢单键
D.46g甲酸与足量Na反应生成的H2的体积为11.2L
4.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图,下列关于分枝酸的叙述正确的是
A.分子式为C10H12O6
B.1mol分枝酸最多可与3molNaOH发生反应
C.1mol分枝酸最多可与5molH2发生反应
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,但原理不同
5.己二酸是一种重要的化工原料,工业上有两种合成路线。①由环己醇在一定条件下直接合成;②由环己烷催化氧化制得。下列说法正确的是
A.环己醇与乙醇互为同系物
B.苯和环己烷分子中所有原子都共面
C.环己醇上的羟基能发生消去也能被氧化
D.1 mol 己二酸与过量 Na2CO3溶液反应生成 1 mol CO2
6.一定质量的某有机物与足量金属钠反应,可得VAL气体。相同质量的该有机物与适量的NaHCO3浓溶液反应,可得VBL气体。已知在同温、同压下VA>VB,则该有机物可能是
A.HOOC-COOH B.CH2(OH)CH(OH)COOH
C.CH2(OH)COOH D.
7.一种化合物是生成尼龙66的原料,其分子结构简式: ,关于该有机物说法正确的是
A.属于烯烃 B.能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.可发生加成反应,不能发生取代反应 D.不能与NaOH溶液反应
8.实验室制备乙酸异戊酯的有关信息如下表所示。
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
水溶性
乙酸异戊酯
130
0.867
142
难溶
在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后操作正确的是A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
9.由溴乙烷制,下列流程合理的是
①加成反应 ②取代反应 ③消去反应 ④氧化反应 ⑤还原反应
A.②③①⑤② B.③①②④② C.③①②④⑤ D.②④⑤②②
10.某有机合成中间体的结构简式如图所示。下列对该有机物的相关分析正确的是
A.该有机物与互为同系物
B.该有机物苯环上的一氯代物为8种
C.该有机物分子中所有碳原子可能共面
D.1mol该有机物最多与2molNaHCO3反应
11.m、n、p、q是有机合成中常用的原料,下列说法正确的是
A.n、p、q互为同系物
B.n的同分异构体中属于羧酸的有5种(不考虑立体异构)
C.鉴别p和q可用金属钠或溴水
D.m与q互为同分异构体
12.苹果酸(α-羟基丁二酸)是苹果醋饮料的主要酸性物质,苹果酸的结构如下图所示,下列相关说法不正确的是
A.苹果酸在一定条件下能发生酯化反应
B.苹果酸在一定条件下能发生催化氧化反应
C.苹果酸在一定条件下能反应生成环酯
D.1 mol苹果酸与足量Na2CO3溶液反应生成2 mol CO2
13.山梨酸是一种应用广泛的防腐剂,下列分析正确的是
A.不能发生聚合反应 B.与反应,生成酯和
C.与Br2加成反应的产物有4种 D.不能和新制Cu(OH)2反应
二、填空题,共5小题
14.(1)与苯酚互为同系物的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)有八种物质:①甲烷、②苯、③聚乙烯、④聚异戊二烯()、⑤2-丁炔、⑥环己烷、⑦环已烯、⑧,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色。又能使溴水因化学反应而褪色的是_______。
(3)系统命名为_______,它消去生成的炔烃的结构简式为_______。
(4)写出乳酸()在浓硫酸作用下加热发生的反应方程式:
①消去反应_______;
②形成六元环_______。
15.将反应产物填入方框内:①_______②_______。
+NaHCO3→
16.(1)乙二酸、苯甲酸、硬脂酸、石炭酸都属于羧酸类有机物_____
(2)酯的官能团是酯基_____
(3)乙酸乙酯分子中含有甲基、乙基和酯基_____
(4)用CH3CH218OH与CH3COOH发生酯化反应,生成H218O_____
(5)用碳酸钠溶液可鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯____
(6)在酸性条件下,的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH_____
(7)羧基和酯基中的均能与H2加成____
(8)C4H8O2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等_____
17.现有下列10种与人们生产生活相关的有机物:
①HCHO(防腐剂) ②CH3CH2CHO(化工原料) ③CH3CH2CH2CH3(打火机燃料) ④(冷冻剂) ⑤ (汽车防冻液) ⑥ (杀菌剂) ⑦(定香剂) ⑧ (汽油添加剂) ⑨CH3COOH(食醋成分) ⑩ 有机物A(可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取)
请回答:
(1)属于醇的是___________(填序号)。
(2)互为同系物的是___________(填序号)。
(3)互为同分异构体的是___________(填序号)。
(4)用系统命名法给④命名,其名称为___________。
(5)写出②与银氨溶液发生银镜反应的化学方程式___________。
(6)写出⑤与⑨在浓硫酸加热的条件下,按物质的量1∶2反应的方程式___________。
(7)⑧与H2在一定条件下完全加成后所得产物的一氯代物共有___________种。
(8)A的摩尔质量为90g/mol,将18.0 g A在足量纯O2充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现分别增重10.8g和26.4 g;A的结构中含有1个甲基,1个羟基和一个羧基,则A的结构简式为___________。
18.有许多现象,你去留心观察,分析思考,会发现一些有趣问题,从中发现规律。如下系列芳香族有机物,各项排列构成一个等差数列。请回答有关问题:
(1). 写出上面等差数列的第n项芳烃分子式___。
(2). 某课外兴趣小组,做了系列实验。他们将该数列的前五项芳烃逐一加到浓的酸性高锰酸钾溶液中加热。结果发现,只有A1无明显变化,其余四种物质都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。经分析知,后四种的氧化产物是、或者两者都有。由此你能得出什么结论___?
(3). 甲、乙、丙三同学同做酸性高锰酸钾溶液氧化A5的实验。甲将氧化后的混合液酸化分离得到一种无色晶体X,称取0.2540gX,用热水配成100mL溶液,取出25mL用0.1mol•L-1NaOH溶液中和滴定,滴到10mL时达到终点;丙用酸性高锰酸钾溶液氧化A5,将氧化后的混合液酸化分离得到无色晶体Y,中和测定知Y的中和能力比X的中和能力弱得多;乙用酸性高锰酸钾溶液氧化A5,将氧化后的混合液酸化分离得到无色晶体,经分析其中包含了甲与丙获得的两种成分。通过计算确定X的结构简式___。
(4). 仔细分析该系列芳烃的二氯取代物异构体的数目,很有规律性。请你分析推出An的二氯取代物种数的代数表达式___。
三、推断题,共1小题
19.高聚物H可用于光刻工艺中,作抗腐蚀涂层。下列是高聚物H的一种合成路线:
已知:①RCHO+R1CH2COOH+H2O;②由B生成C的反应属于加聚反应;③D属于高分子化合物。
请回答下列问题:
(1)X生成Y的条件是_______;E的分子式为_______。
(2)芳香烃I与A的实验式相同,经测定I的核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2,则I的结构简式为_______。推测I可能发生的反应类型是_______(写出1种即可)。
(3)由E生成F的化学方程式为_______。
(4)D和G反应生成H的化学方程式为_______。
(5)G的同分异构体中,与G具有相同官能团的芳香族化合物还有_______种(不考虑立体异构)。
参考答案:
1.C
【解析】
A.芒硝是十水合硫酸钠,其化学式为,故A正确;
B.水晶、石英、玛瑙都为,故B正确;
C.是油酸化学式,故C错误;
D.乙二酸二乙酯是1mol乙二酸和2mol乙醇发生酯化反应得到,其化学式为:,故D正确。
综上所述,答案为C。
2.C
【解析】
A.有机物W分子中含有16个碳原子,故A错误;
B.有机物W分子中含有连四根单键的碳原子(−CF3),因此所有原子不可能在同一平面,故B错误;
C.该分子含有羧基,因此能和乙酸发生酯化反应,故C正确;
D.组成有机物W的元素不止C、H两种,因此有机物W不是苯的同系物,故D错误。
综上所述,答案为C。
3.C
【解析】
A.1个正丁烷含有13个共价键,44g正丁烷含有的共价键数为,14 g异丁烷含有的共价键数为,两者共含有的共价键数为13NA,故A错误;
B.2H2+O22H2O,2HCOOH+O22H2O+2CO2,两者与氧气的比例都为2:1,因此H2与HCOOH混合物0.1mol,,充分燃烧消耗O2分子的数目为0.05NA,故B错误;
C.1个C3H6分子含有6个碳氢键,因此1mol分子式为C3H6的有机物一定含有6NA个碳氢单键,故C正确;
D.46g甲酸与足量Na反应生成的H2的物质的量为0.5mol,没有说具体温度和压强,则气体体积无法计算,故D错误。
综上所述,答案为C。
4.D
【解析】
A.根据分枝酸的结构简式可知其分子式为C10H10O6,故A错误;
B.1mol分枝酸只有2mol羧基,最多可与2molNaOH发生中和反应,故B错误;
C.1mol分枝酸中有3mol碳碳双键,最多可与3molH2发生反应,故C错误;
D.使溴的四氯化碳溶液褪色发生的是加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色发生的是氧化还原反应,因此两者原理不同,故D正确;
综上所述,答案为D。
【点睛】
分枝酸中没有苯环,所以环上连的羟基没有酸性,不能和NaOH溶液反应;羧基中含碳氧双键,但羧基中的碳氧双键不能和氢气发生加成反应。
5.C
【解析】
A.结构相似相差n个CH2的有机物属于同系物,环己醇与乙醇结构不相似,故不属于同系物,故A错误;
B.苯分子中所有原子都共面,环己烷中碳原子采取sp3杂化,最多有四个碳原子共平面,故B错误;
C.环己醇上与羟基相连的邻碳上有氢原子,能发生消去反应,与羟基直接相连的碳上有氢能被氧化成酮,故C正确;
D.1 mol 己二酸与过量 Na2CO3溶液反应生成 2 mol 碳酸氢钠,故D错误;
故答案为:C
6.B
【解析】
一定质量的某有机物和足量的金属钠反应,可得到气体体积是VAL,产生的气体是H2,2-OH(或2-COOH)~H2;等质量的该有机物与足量的NaHCO3反应,可得到气体VBL,该气体是CO2,说明有机物中含有-COOH,-COOH~CO2,等质量的同种物质即等物质的量的物质,以此解答该题。
A.1molHOOC-COOH与Na反应产生1molH2;1molHOOC-COOH与足量的NaHCO3反应,产生2molCO2,可见等质量的有机物反应产生的气体在同温、同压下体积:VA
C.1molCH2(OH)COOH与Na反应产生1molH2;与足量的NaHCO3反应,产生1molCO2,可见等质量的有机物反应产生的气体在同温、同压下体积:VA=VB,C不符合题意;
D.1mol与Na反应产生1molH2;与足量的NaHCO3反应,只有-COOH反应产生1molCO2,可见等质量的有机物反应产生的气体在同温、同压下体积:VA=VB,D不符合题意;
故合理选项是B。
7.B
【解析】
A.该化合物还含有O元素,不属于烃,故A错误;
B.分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B正确;
C.分子中含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,含有羧基,可与醇发生取代反应,故C错误;
D.分子含有羧基,具有酸性,能与NaOH溶液反应,故D错误;
故选:B。
8.D
【解析】
乙酸异戊酯的密度比水的小且难溶于水,分层后水层在下面,应先将下面的水层从分液漏斗的下口放出,再将上层的乙酸异戊酯从上口倒出;不能将密度小的液体从下口放出,若水层和乙酸异戊酯都从下口放出,附着在分液漏斗下口的少量水层又会混入乙酸异戊酯中,导致分离失败。
答案选D。
9.B
【解析】
略
10.C
【解析】
A.同系物是指结构相似(官能团的种类和数量分别相等)在组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,故该有机物与不互为同系物,A错误;
B.根据等效氢原理可知,该有机物苯环上的一氯代物为6种,如图所示:,B错误;
C.由图可知,该有机物分子中含有两个苯环所在的平面结构,中间单键连接可以任意旋转,故分子中所有碳原子可能共面,C正确;
D.该分子中只有一个羧基,故1mol该有机物最多与1molNaHCO3反应,D错误;
故答案为:C。
11.D
【解析】
A.结构相似相差n个CH2的有机物属于同系物,n、p、q结构不相似,故A错误;
B.n的分子式为C6H12O2,C5H11-COOH,C5H11-有8种同分异构体,故n的同分异构体中属于羧酸的有8种,故B错误;
C.p为酯,q为羧酸,可以用金属钠鉴别,二者都含有碳碳双键都可以使溴水褪色,不能用溴水鉴别,故C错误;
D.m与q分子式都为C5H8O2,结构不同,属于同分异构体,故D正确;
故答案为D。
12.D
【解析】
A.苹果酸分子中含有羧基、羟基,因此在一定条件下可以发生酯化反应,A正确;
B.在苹果酸分子中由于羟基连接的C原子上含有H原子,因此在一定条件下能发生催化氧化反应,形成羰基,B正确;
C.苹果酸分子中含有羧基、羟基,因此在一定条件下可以发生分子内的酯化反应,形成环酯和水,酯化反应发生时脱水方式为:酸脱羟基醇脱氢,C正确;
D.只有羧基能够与Na2CO3发生反应,由于反应时物质的量关系为2-COOH~CO2,苹果酸分子中只有1个羧基,所以1 mol苹果酸与足量Na2CO3溶液反应生成0.5 mol CO2,D错误;
故合理选项是D。
13.C
【解析】
A.该物质分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下能够发生加聚反应产生高聚物,加聚反应属于聚合反应,A错误;
B.羧酸与醇发生酯化反应时酸脱羟基醇脱氢,故山梨酸与反应,生成酯和水时,生成的酯中含有18O原子,B错误;
C.山梨酸分子中含有2个碳碳双键,二者的位置不同,与Br2发生加成反应时,可以按1∶1加成,也可以按1∶2加成。若按1∶1发生加成反应,可以发生1,2-加成反应,也可以发生1,4-加成反应,反应产物有CH3CHBrCHBrCH=CH-COOH、CH3CH=CHCHBr-CHBr-COOH、CH3CHBrCH=CH-CHBr-COOH;若是按1∶2加成,反应产物是CH3CHBrCHBrCHBrCHBr-COOH,故与Br2加成反应的产物有4种,C正确;
D.该物质分子中含有羧基,具有羧酸的通性,能够与Cu(OH)2发生中和反应,D错误;
故合理选项是C。
14. B ④⑤⑦⑧ 4-甲基-2,3-戊二醇 CH2=CHCOOH+H2O 2+2H2O
【解析】
(1)结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机物互为同系物,与苯酚互为同系物的有机物含有1个苯环、1个酚羟基,分子组成符合,故选B。
(2)①甲烷不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能使溴水褪色;②苯不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能使溴水褪色;③聚乙烯结构简式是,不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能使溴水褪色;④聚异戊二烯()含有碳碳双键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使溴水褪色;⑤2-丁炔含碳碳叁键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使溴水褪色;⑥环己烷()不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能使溴水褪色;⑦环已烯()含碳碳双键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使溴水褪色;⑧含有酚羟基,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使溴水褪色;故选④⑤⑦⑧。
(3)根据醇的系统命名原则,系统命名为4-甲基-2,3-戊二醇,它消去生成的炔烃的结构简式为;
(4)①在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成丙烯酸和水,反应方程式是CH2=CHCOOH+H2O;
②2分子形成六元环酯和水,反应方程式是2+2H2O。
15.
【解析】
略
16. 错误 正确 正确 错误 正确 错误 错误 正确
【解析】
(1)石炭酸不属于羧酸类有机物,错误;
(2)酯的官能团是酯基,正确;
(3)乙酸乙酯分子中含有甲基、乙基和酯基,正确;
(4)用CH3CH218OH与CH3COOH发生酸脱羟基醇脱氢的酯化反应,生成H218O,正确;
(5)碳酸钠溶液遇乙醇互溶,遇乙酸产生气泡,遇乙酸乙酯分层,可以签别,正确;
(6)在酸性条件下,的水解原理是C-O单键断裂,产物是CH3CO18OH和C2H518OH,错误;
(7)羧基和酯基中的均不能与H2加成,错误;
(8)C4H8O2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等,正确;
17.(1)⑤⑦⑩
(2)①②、⑥⑦
(3)③④
(4)2-甲基丙烷
(5)CH3CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
(6) +2CH3COOH+2H2O
(7)4
(8)
【解析】
有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取,则有机物A为乳酸,其结构简式为。
(1)
醇中含有羟基(不能与苯环相连),以上结构中属于醇的为⑤⑦⑩,故答案为:⑤⑦⑩。
(2)
结构相似,分子式相差n个CH2的有机物之间互为同系物,因此①②互为同系物、⑥⑦互为同系物,故答案为①②、⑥⑦。
(3)
分子式相同,结构不同的有机物之间互为同分异构体,因此③④互为同分异构体,故答案为:③④。
(4)
为饱和链状烷烃,其系统命名为2-甲基丙烷,故答案为:2-甲基丙烷。
(5)
CH3CH2CHO中含有醛基,其与银氨溶液在加热条件下发生银镜反应的方程式为:CH3CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O。
(6)
与CH3COOH在浓硫酸加热的条件下,按物质的量1:2反应生成酯,其反应方程式为 +2CH3COOH+2H2O。
(7)
与H2发生加成反应后的产物为,其一氯代物的结构有:、、、,共4种,故答案为:4。
(8)
浓硫酸增重量即为H2O的质量,n(H2O)==0.6mol,则m(H)=0.6mol×2×1g/mol=1.2g,碱石灰增重量即为CO2的质量,n(CO2)==0.6mol,则m(C)=0.6mol×12g/mol=7.2g,18.0g有机物A中m(O)==0.6mol,则有机物A的实验式为CH2O,A的摩尔质量为90g/mol,则有机物A的分子式为C3H6O3,A的结构中含有1个甲基,1个羟基和一个羧基,则A的结构简式为。
18.(1)C4n+2H2n+4
(2)苯环特别稳定
(3)
(4)n×m
【解析】
略
19.(1) 光照 C7H8O
(2) 加成反应
(3)2+O22+2H2O
(4)n++nH2O
(5)4
【解析】
CaC2遇水生成A,A是C2H2;A在醋酸锌环境并加热到200℃可与CH3COOH生成B,结合B加聚反应后得到C的结构简式,逆推得到B的结构简式为CH2=CHOOCCH3;C中酯基在NaOH溶液中受热发生水解生成D,D是;结合X的分子式和后续反应分析,X应是甲苯,在光照下与Cl2发生取代反应生成Y,Y是;Y中氯原子在NaOH溶液中受热被羟基取代生成E,E是;E在加热下以Cu作催化剂与氧气发生催化氧化生成F,F是;F与CH3COOH在350℃环境和催化剂作用下发生反应生成G,由已知①可知G的结构简式为;G与D发生酯化反应生成高聚物H,H是。
(1)
甲苯中甲基上的氢原子与氯气发生取代反应的条件是光照;据分析,E的结构简式是,分子式为C7H8O。
(2)
据分析,A是C2H2,其实验式为CH,则芳香烃I中碳氢个数比是1:1,经测定I的核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2,则I的结构简式为;I中有碳碳双键,可能发生加成反应,苯环上的氢也可能发生取代反应,还可发生氧化反应等。
(3)
据分析,E在加热下以Cu作催化剂与氧气发生催化氧化生成F,化学方程式为:+O22+2H2O。
(4)
据分析,D是,G是,发生酯化反应生成高聚物H,化学方程式为:n++nH2O。
(5)
据分析,G的结构简式为,G的同分异构体中,与G具有相同官能团的芳香族化合物有、、、,共4种。
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