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2021-2022高中化学高二下零轮回归课本AB卷:有机化合物A卷(知识点总结 练习)
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这是一份2021-2022高中化学高二下零轮回归课本AB卷:有机化合物A卷(知识点总结 练习),共12页。试卷主要包含了碳原子的成键特点,甲烷的结构,烷烃的组成与结构特点,烷烃的一般命名,同系物,同分异构体,有机物结构式简化的原则,烷烃的性质等内容,欢迎下载使用。
2021-2022高中化学高二下零轮回归课本AB卷:有机化合物A卷
(知识点总结)
1.碳原子的成键特点
2.甲烷的结构
甲烷的空间结构是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于4个顶点上。分子中的4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相等,为109°28′。
分子结构示意图 球棍模型 空间填充模型
3.烷烃的组成与结构特点
【注意】
(1)烷烃包括链状烷烃(CnH2n+2)和环状烷烃。
(2)烷烃是饱和烃,碳原子数一定的链状烷烃分子中氢原子数已达到最多,其他含有相同碳原子数的烃分子中的氢原子数都比链状烷烃少。
(3)碳碳结合成链状,链状不是“直线状”,而是呈锯齿状,链上还可分出支链。
4.烷烃的一般命名
①方法
碳原子数(n)及表示
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甲
乙
丙
丁
戊
己
庚
辛
壬
癸
n>10
相应汉字数字
②示例:C4H10称丁烷,C8H18称辛烷,C12H26称十二烷。
5.同系物
(1)概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,互称同系物。
(2)实例:CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
【拓展】正确理解同系物
(1)同系物的研究对象一定是同类有机物。
(2)同系物一定满足同一通式,但通式相同的有机物不一定是同系物,如CH2===CH2和均满足通式CnH2n(n≥2,n为正整数),但因二者结构不相似,故不互为同系物。
(3)同系物的相对分子质量之差一定是CH2的倍数。
6.同分异构体
①同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。同分异构现象的广泛存在是有机物种类繁多的重要原因之一。
②同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
【拓展】正确理解同分异构体
(1)同分异构体要求分子式相同,但结构不同,二者缺一不可;分子式相同,则相对分子质量相等,但相对分子质量相等的物质,分子式不一定相同,如CO和C2H4。
(2)结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质,如CH3CH2CH===CH2和。
(3)同分异构体的结构一定不同,因此它们的物理性质存在差异;如果同分异构体的结构相似,属于同类物质,则它们的化学性质相似;如果同分异构体是不同类别的物质,则它们的化学性质不同。
(4)烷烃中,甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体,其他烷烃均存在同分异构体,且同分异构体的数目随碳原子数的增加而增多,如丁烷有2种同分异构体、己烷有5种同分异构体、癸烷有75种同分异构体。同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一。
7.有机物结构式简化的原则
(1)同碳原子上的相同原子可以合并,如可简化为CH3—CCl2—CH3。
(2)依次相连的相同基团可以合并,如CH3CH2CH2CH2CH3可进一步简化为CH3(CH2)3CH3。
(3)键线式简式,如CH3CH2CH2CH3可进一步简化为。
8.烷烃的性质
(1)物理性质
(2)化学性质
在通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。如甲烷
不能使高锰酸钾溶液褪色。但是在特定条件下,烷烃也会发生某些反应。
①氧化反应:烷烃在空气中完全燃烧,生成CO2和H2O,放出热量。
甲烷:CH4+2O2CO2+2H2O。丙烷:C3H8+5O23CO2+4H2O。
②在较高温度下会发生分解,如:CH4C+2H2;
③取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所
替代的反应
CH4+Cl2CH3Cl+HCl(一氯代物);CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl(二氯代物)
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl(三氯代物);CHCl3+Cl2CCl4+HCl(四氯代物)。
【拓展】认识烷烃取代反应的特点
(1)有机反应比较复杂,常伴随很多副反应发生,因此有机反应的化学方程式常用“→”。
(2)CH4与Cl2的反应逐步进行,应分步书写。
(3)当n(CH4)∶n(Cl2)=1∶1时,反应并不只发生CH4+Cl2CH3Cl+HCl,其他反应仍发生。
(4)甲烷与氯气发生取代反应时,取代H原子的个数是难以控制的,因此制备CH3Cl一般不采用取代反应。
2021-2022高中化学高二下零轮回归课本AB卷:有机化合物A卷
(练习)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意:本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题,所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题,所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效,不予记分。
注:请在课堂完成并在放学时交由各班班主任批改
一、单选题(本大题共12小题)
1. (2022·广东省·水平会考)下列关于烷烃的说法错误的是()
A. 甲烷是最简单的烷烃
B. 烷烃分子中含有碳、氢两种元素
C. 烷烃分子中碳原子之间都以单键结合
D. 烷烃分子中碳链均为直链结构,不含有支链和环状结构
2. (2020·广东省·高三周测)下列有关说法正确的是( )
A. 相同质量的烷烃完全燃烧时,甲烷的耗氧量最高
B. 甲烷与乙烯混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离
C. 石油裂化的目的是为了得到气态短链烃
D. 苯分子中含有碳碳双键,因此在一定条件下能跟发生加成反应
3. (2021·全国·高三段考)下列说法不正确的是()。
A. 所有碳氢化合物中,甲烷中碳的质量分数最低
B. 所有烷烃中,甲烷的沸点最低
C. 甲烷分子中最多有个原子共平面
D. 甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下与氯气发生取代反应
4. (2022·广东省·水平会考)下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在的状况()
A. 甲烷分子结构示意图
B. 甲烷分子电子式
C. 球棍模型
D. 空间充填模型
5. (2021·全国·高三段考)下列分子与甲烷的结构相同的是()
A. B. C. D.
6. (2020·云南省·高三周测)下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )
A. 和互为同分异构体
B. 烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性溶液的紫色褪去
C. 分子通式为的烃一定是烷烃
D. 和互为同系物
7. (2021·安徽省·高三周测)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A. 和是两种不同的物质 B. 二氯甲烷属于正四面体的空间结构
C. 己烷有种同分异构体 D. 新戊烷与,二甲基丙烷的结构不同
8. (2022·云南省·高三周测)下列说法不正确的是()
A. 正丁烷与异丁烷是同分异构体
B. 正丁烷与环丁烷都不能使酸性高锰酸钾褪色
C. 异丁烷与环丁烷都满足烷烃通式
D. 异丁烷的沸点低于正丁烷
9. (2022·云南省·高三周测)下列有关烷烃的叙述中,正确的是( )
①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色
⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧
A. B. C. D.
10. (2022·天津市·高三周测)下列说法正确的是( )
A. 的同分异构体有 种,其沸点各不相同
B. 乙二醇和甘油互为同系物
C. 富勒烯包含、、碳纳米管等,它们互为同素异形体
D. 的名称是,二甲基戊烷
11. (2021·广东省·高三上期末考试)取一支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图),下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是( )
A. 此反应无光照也可发生
B. 甲烷和反应后的产物只有和
C. 盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
D. 和完全反应后液面上升,液体充满试管
12. (2021·广西壮族自治区桂林市·高三月考试卷)有机化合物有不同的分类方法,下列说法正确的是()
①从组成元素分:烃、烃的衍生物
②从分子中碳骨架形状分:链状有机化合物、环状有机化合物
③从官能团分:烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等
④ 可划分为烃、链状有机化合物、羧酸
A. B. C. D.
二、实验题(本大题共6小题)
13. (2020·湖南省长沙市·月考试卷)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实,某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如图。
请回答:
(1)B转置有两种功能:①干燥混合气体;②______。
(2)D转置的石棉中含有均匀混合了KI的淀粉糊,反应进行一段时间后其现象是______。
(3)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色固体小颗粒产生,你猜测生成黑色小颗粒的化学方程式可能是:______。
(4)E装置除吸收了HCl外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为______。该装还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为______。(填序号)
a.CH3Cl
b.CH2Cl2
c.CHCl3
d.CCl4
e.CH4
14. (2020·云南省·高三周测)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如图:
根据设计要求回答:
(1)C装置中CH4与Cl2生成一氯代物的化学反应方程式______。
(2)B装置有三种功能:①使气体混合均匀;②______;③______。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是吸收气体中的某成分,两者反应的化学方程式是______。
(4)E装置未直接用导管而改用球型干燥管的主要目的是______。
(5)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出有机物的最佳方法为______(填操作名称)。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为______(填化学式)。
(6)将1 mol CH4与Cl2发生取代反应,测得4种有机取代产物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是______。
15. (2021·山东省菏泽市·月考试卷)有机物X(分子式为C4H6O5)广泛存在于许多水果中,尤以苹果、葡萄、西瓜、山楂内为多。经测定该有机物具有下表中所列性质,请根据题目要求填空:
(1)完成根据实验①、②、④推测X中关于官能团的结论:
X的性质
推测X中关于官能团的结论
①X与足量Na反应产生H2
②X与醇或羧酸在浓硫酸作用下并加热均生成有香味的产物
③在一定条件下X的分子内脱水产物(非环状化合物)可与溴水发生加成反应
含—OH
④ 33.5 g X与100 mL 5 mol·L-1NaOH溶液恰好中和
(2)写出X发生①反应的化学方程式(任写一个)__________________。
(3)在一定条件下X可发生化学反应的类型有______(填序号)。
a.水解反应 b.取代反应 c.加成反应d.消去反应 e.加聚反应
(4)下列物质与X互为同系物的是_______;与X互为同分异构体的是_______(填序号)。
16. (2021·湖南省邵阳市·期末考试)Ⅰ.A~D是四种烃分子的球棍模型(如图)
(1)与A互为同系物的是______(填序号)
(2)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是______(填序号)
(3)B和溴水反应的化学方程式是______。
Ⅱ.某些有机物的转化如图所示。已知:A是营养物质之一,米饭、馒头中富含A,在酸性条件下水解的最终产物是B.C是白酒的主要成分,能直接氧化成酸性物质D。
请回答下列问题:
(1)A的名称是______;C中官能团的名称是______。
(2)反应④的化学方程式是______。
(3)若实验室利用图制备E,导管口不能深入N试管中液面下的原因是______。
17. (2021·安徽省·高三期末考试)
实验室用无水乙酸钠和碱石灰混合制甲烷:CH3COONa+NaClCH4↑+Na2CO3,为了探究甲烷的化学性质,进行了以下实验,B装置中的试剂为溴水或酸性KMnO4溶液,一段时间后,无水硫酸铜变蓝,澄清石灰水变浑浊.所需装置如下图(部分夹持仪器已略去):
(1)写出H装置中反应的离子方程式:________________________________________________。
(2)C装置中的试剂为________,作用是_______________________。
(3)实验测得消耗的CH4和CuO的质量比为1︰20,则D中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:__________________________________________________________。
(4)实验开始前,先在G装置的大试管上套上黑色纸套,反应结束后,取下黑色纸套,使收集满气体的试管置于光亮处缓慢反应一段时间,观察到的现象有:①试管中有少量白雾②导管内液面上升①____________________________④____________________________。
(5)有关该实验的说法,正确的是________(填字母)。
A.若B装置中的试剂是溴水,溴水无明显变化,说明CH4不能与卤素单质反应
B.若B装置中是酸性高锰酸钾溶液,溶液无明显变化,说明通常情况下甲烷难以被强氧化剂氧化
C.硬质玻璃管中的黑色固体粉末变红,说明甲烷具有氧化性
D.G装置的大试管取下黑色纸套后,光照强度越大,CH4与Cl2越易发生取代反应.
(6)实验室还可用碳化铝(Al4C3)固体与H2O反应制备甲烷,写出反应的化学方程式:____________________________________________________________________。
18. (2020·上海市市辖区·模拟题)食盐是应用广泛的化工原料。在中学化学实验室里也时常见到食盐的身影。某小组同学用食盐水进行了以下两个化学实验。完成下列填空:
(1)按如图装置进行实验。
①试管内液面出现的白色固体是______。
②试管内液面上升的原因是______。
③证明生成的卤代烃中含氯元素的方法:取试管中的油状液滴,用水充分洗涤,加碱促进水解,用HNO3和AgNO3溶液检验。用水洗涤的目的是______。
(2)某同学采用如下装置对氯碱工业中电解食盐水的条件进行探究,记录如下:
装置
编号
条件控制
测定结果
电极材料
溶液浓度
温度/℃
*电解电压/V
气体V阴:V阳
阴极
阳极
Ⅰ
C
C
1mol/L
25
8
>1:1
Ⅱ
饱和
25
5
≈1:1
Ⅲ
饱和
50
4
≈1:1
Ⅳ
Fe
C
饱和
50
3.5
≈1:1
*电解电压:开始发生电解反应时的电压
①对比实验Ⅰ和Ⅱ的阴、阳极气体体积比,推测实验I阳极可能有其他气体生成,这种气体的化学式为______。
②解释实验Ⅳ更有利于节能降耗的原因______。
③以上实验探究了影响电解食盐水反应的哪些因素?______
④根据以上探究,提出一条氯碱工业中电解食盐水反应条件控制的建议______。
1.【答案】D
【对标知识点】碳原子成键特点、甲烷的组成、结构与性质
【解析】A项,甲烷只有一个碳原子,属于最简单的烷烃,正确;
B项,烷烃中含有碳、氢两种元素,不含有其他元素,正确;
C项,烷烃分子中碳原子间均以单键形式连接,剩余价键均与氢原子结合,正确;
D项,烷烃分子中只要求碳原子之间都以单键形式结合,因此可以含有支链和环状结构,错误。
2.【答案】A
【对标知识点】乙烯的加成反应、烷烃的化学性质、甲烷的化学性质、烃燃烧的相关计算、烷烃的物理性质及递变规律、烷烃的概念、通式、结构特点
【解析】
A.相同质量的烷烃完全燃烧时,含氢量越高,耗氧量越大,甲烷中氢元素的质量分数最大,所以甲烷的耗氧量最高,故A正确;
B.甲烷与乙烯混合物可通过溴水分离,不能用溴的四氯化碳溶液,因为甲烷易溶于四氯化碳,故B错误;
C.石油裂化的目的是为了得到更多的轻质燃料,故C错误;
D.苯分子中不含有碳碳双键,含有的是介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的键,故D错误。
故选A。
3.【答案】C
【对标知识点】烷烃的化学性质、甲烷的组成、结构与性质、烷烃的物理性质及递变规律
【解析】甲烷是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,甲烷中最多3个原子共面。
4.【答案】D
【对标知识点】甲烷的组成、结构与性质
【解析】题中形式都可表示甲烷这种物质,电子式只反映原子的成键情况,分子结构示意图、球棍模型及空间充填模型均能反映甲烷分子的立体结构,但其中空间充填模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例,所以D项正确。
5.【答案】D
【对标知识点】甲烷的组成、结构与性质
【解析】甲烷属于正四面体结构,A、B、C都属于四面体结构,但不是正四面体。D属于正四面体结构。
6.【答案】B
【对标知识点】烷烃的化学性质、同分异构现象、同系物、烷烃的概念、通式、结构特点
【解析】
本题是对有机物的基础知识的考查,难度较小,关键是掌握烷烃的性质。
【思路】
A.依据同分异构体的概念,CH3CHClCH3和ClCH2CH2CH3互为同分异构体,故A正确;
B.烷烃都不能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去,故B错误;
C.依据烷烃的性质,分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃,故C正确;
D.依据同系物的概念,CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物,故D正确。
故选B。
7.【答案】C
【对标知识点】烷烃的同分异构体书写、具有官能团有机物的同分异构体书写、有机化合物中碳的成键特征、甲烷的组成与结构、烷烃的概念、通式、结构特点
【解析】
本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意有机物的结构及同分异构体的判断,题目难度不大。
【思路】
A.甲烷为正四面体结构,四个H相同,则和为一种物质,故A错误;
B.甲烷中2个H被Cl取代得到二氯甲烷,则二氯甲烷属于四面体的空间结构,不是正四面体,故B错误;
C.C6H14的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3、CH3C(CH3)2CH2CH3,有5种同分异构体,故C正确;
D.新戊烷与2,2-二甲基丙烷的结构相同,是同一物质,故D错误;
故选C。
8.【答案】C
【对标知识点】烷烃的化学性质、同分异构现象、烷烃的物理性质及递变规律、烷烃的概念、通式、结构特点
【解析】
本题考查烷烃性质,难度不大。掌握烷烃的通式以及性质为解答关键,注意环烷烃与烷烃的区别。
【思路】
A.正丁烷与异丁烷分子式均为C4H10,互为同分异构体,故A正确;
B.正丁烷与环丁烷都不含不饱和键,都不能使酸性高锰酸钾褪色,故B正确;
C.异丁烷的分子式C4H10满足烷烃通式。环丁烷的分子式C4H8不满足烷烃通式,故C错误;
D.正丁烷与异丁烷分子式均为C4H10,正丁烷无支链,异丁烷有支链,异丁烷的沸点低于正丁烷,故D正确。
9.【答案】B
【对标知识点】烷烃的化学性质、甲烷的化学性质、烷烃的物理性质及递变规律、烷烃的概念、通式、结构特点
【解析】
本题考查了烷烃的结构和性质,题目难度不大,掌握物质的结构和性质是解题的关键。①熟悉烷烃分子通式CnH2n+2(n为正整数),符合该通式的烃一定属于烷烃;②在通常情况下,烷烃的性质稳定,不能与强酸、强碱以及KMnO4溶液反应,但能发生取代反应、燃烧反应等。
【思路】
①烷烃中只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键,故①正确;
②烷烃均不能被酸性高锰酸钾氧化,故②错误;
③分子通式为CnH2n+2的烃,C处于饱和状态,一定属于烷烃,故③错误;
④烷烃的特征反应为取代反应,所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,故④正确;
⑤乙烷不能与溴水发生取代反应使其褪色,但能与溴蒸气在光照下发生取代反应,故⑤错误;
⑥所有烷烃都可以在空气中燃烧生成CO2和H2O,故⑥正确;
故选B。
10.【答案】C
【对标知识点】烷烃的同分异构体书写、同素异形体、烷烃的命名、同系物、烷烃的物理性质及递变规律
【解析】
本题主要考查了同分异构体,同系物,同素异形体及烷烃的命名几个对标知识点,难度较易。
【解析】
A.C6H14的同分异构体有5种,A错误;
B.乙二醇和甘油中官能团的数目不同,不互为同系物,B错误;
C.符合同素异形体的概念,C正确;
D.应命名为2,4-二甲基戊烷,D错误。
故答案为:C。
11.【答案】C
【对标知识点】甲烷取代反应实验探究、甲烷的化学性质
【解析】
本题考查甲烷和氯气反应的有关判断,题目难度不大,注意掌握甲烷的化学性质,该题基础性强,试题紧扣教材,侧重考查学生对教材基础知识的了解掌握情况,意在巩固学生的基础,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
【思路】
A.甲烷和氯气发生取代反应,必须在光照条件下进行,故A错误;
B.甲烷和Cl2反应后生成的CH3Cl能继续和氯气发生取代,从而生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,故B错误;
C.发生取代反应生成的HCl溶于氯化钠溶液后,能使氯化钠的溶解度降低,故能使饱和氯化钠溶液中有晶体析出,故C正确;
D.甲烷和氯气取代后生成的一氯甲烷为气体,其它有机产物均为液态,且生成的HCl溶于水,故此甲烷和氯气的反应为气体的物质的量减少的反应,故会导致液面上升,但液体不能充满整个试管,故D错误。
故选C。
12.【答案】B
【对标知识点】多官能团有机物的结构与性质、根据官能团分类、有机物的概念、烃的概念、根据碳骨架结构分类
【解析】
本题考查了有机化合物的分类方法,为高频考点,侧重考查学生对双基的掌握与学习,题目难度不大,要求学生了解常见的有机物的官能团及分类方法。
【思路】
①根据分子组成中是否含有碳、氢以外的元素,可分为烃和烃的衍生物,故①正确;
②分子中碳骨架的形状分为链状有机物和环状有机物;链状有机物为:结构中碳架成直链或带支链,没有环状结构出现的有机物,如烷烃、烯烃、炔烃等;环状有机物为:结构中有环状结构出现,例如芳香烃、环烷烃等,故②正确;
③根据有机物分子中含有的官能团种类,可以将有机物分为:烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等,故③正确;
④烃只含C、H元素,该有机物含有O元素,不属于烃类,故④错误。
故选:B。
13.【答案】控制气流速度,均匀混合气体 淀粉糊变蓝 CH4+2Cl2C+4HCl 分液 ae
【对标知识点】甲烷取代反应实验探究、甲烷的化学性质
【解析】解:(1)生成的氯气中含有水,B装置除具有干燥作用,还具有控制气流速度、均匀混合气体的作用,
故答案为:控制气流速度,均匀混合气体;
(2)氯气具有氧化性,能把KI中-1价的碘离子氧化为碘单质,碘单质遇到淀粉变蓝,
故答案为:淀粉糊变蓝;
(3)装置中是甲烷气体,光照后生成的黑色小颗粒为炭黑,甲烷在强光照射下可发生CH4+2Cl2C+4HCl反应,
故答案为:CH4+2Cl2C+4HCl;
(4)CH4的取代反应,除了可以生成HCl外,还含有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水能分层,可用分液分开;反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体,只有一氯甲烷是气体,还可能有过量的甲烷,可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等气体,
故答案为:分液;ae。
A装置为氯气制取装置MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O,B装置为干燥装置,并且可以使气体充分混合,C装置为甲烷和氯气反应的发生装置,D装置可以调节气流速度,也可以用淀粉碘化钾检验氯气的存在,E为HCl吸收装置;甲烷强光照射下可发生取代生成HCl、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳;氯气具有氧化性,可以和Kl反应;
(1)B装置可以干燥气体,控制气流速度、均匀混合气体;
(2)2KI+CI2=2KCI+I2,有碘单质生成,淀粉遇碘变蓝;
(3)黑色小颗粒为炭黑,说明生成了碳单质;
(4)二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳均为不溶于水的有机物,可以通过分液分离;反应生成的一氯甲烷以及过量的甲烷均为气体。
本题考查甲烷和氯气反应的有关判断,题目难度不大,注意掌握甲烷的化学性质,该题基础性强,试题紧扣教材,侧重考查学生对教材基础知识的了解掌握情况,意在巩固学生的基础,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
14.【答案】CH4+Cl2CH3Cl+HCl 干燥气体 控制气流速度 Cl2+2KI=2KCl+I2 防倒吸 分液 CH4、CH3Cl 2.5mol
【对标知识点】甲烷取代反应实验探究、甲烷的化学性质
【解析】解:(1)光照条件下,CH4与Cl2生成CH3Cl和HCl,化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl,故答案为:CH4+Cl2CH3Cl+HCl;
(2)生成的氯气中含有水,因浓硫酸具有吸水性,具有干燥作用,B装置除具有干燥作用之外,具有控制气流速度、均匀混合气体,
故答案为:②干燥气体;③控制气流速度;
(3)氯气具有氧化性,KI中-1价的碘能被氯气氧化,产物为氯化钾固体和碘单质,化学方程式为Cl2+2KI=2KCl+I2,故答案为:Cl2+2KI=2KCl+I2;
(4)装置中最后剩余的氯化氢气体需要吸收、不能排放到空气中,氯化氢易溶于水需要防止倒吸,即球型干燥管的主要作用是防倒吸,故答案为:防倒吸;
(5)Cl2和甲烷发生取代反应,生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水,生成的HCl溶于水生成盐酸,分离CH2Cl2、CHCl3、CCl4和溶液可用分液方法,为防止尾气污染,需要进行尾气处理,尾气中气体为CH3Cl和过量的甲烷,故答案为:CH4、CH3Cl;
(6)1mol甲烷与氯气完全反应生成四种有机产物的物质的量相同,即分别生成了0.25molCH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,根据取代反应特点,每取代1molH原子,需要消耗1mol氯气,则总共消耗氯气的物质的量为:0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol,故答案为:2.5。
实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2,Cl2经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应,生成多种氯代烃和HCl,最后生成的HCl溶于水生成盐酸,分离有机物可用分液的方法;
(1)CH4与Cl2生成CH3Cl和HCl,据此写出化学方程式;
(2)浓硫酸可以干燥氯气和氯化氢,B装置有控制气流速度、均匀混合气体功能;
(3)氯气能将碘化钾氧化为碘单质,据此写出化学方程式;
(4)装置中最后剩余的氯化氢气体需要吸收不能排放到空气中,氯化氢易溶于水需要防止倒吸;
(5)最后生成的HCl溶于水生成盐酸,与有机物可用分液的方法分离;尾气中含有一氯甲烷和有过量的甲烷;
(6)根据甲烷的物质的量计算出四种取代产物的物质的量,再根据甲烷与氯气的取代反应特点计算出消耗氯气的物质的量;
本题考查氯气的制备以及甲烷与氯气的取代反应,掌握反应的原理、准确把握产物的判断是答题的关键,题目难度中等。
15.【答案】(1)①含—OH或—COOH;
②同时含—OH和—COOH;
④1分子X中含2个—COOH;
(2)2HOOC-CH(OH)-CH2-COOH+6Na → 2NaOOC-CH(ONa)-CH2-COONa +3H2↑或2HOCH2- CH(COOH)2+ 6Na→2NaOCH2-CH(COONa)2+3H2↑等;
(3)bd;
(4)a;bc。
【对标知识点】同分异构现象、具有官能团有机物的同分异构体书写、同系物
【解析】
本题考查了有机物结构和性质,主要是官能团性质的理解应用、同分异构体、同系物判断等对标知识点,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
【思路】
(1)①与足量Na反应产生氢气的官能团可以是羟基也可是羧基,故答案为:含—OH或—COOH;
②与醇或羧酸在浓硫酸作用下并加热均生成有香味的产物,有香味的产物为酯类,说明 X中含有—OH和—COOH,故答案为:同时含—OH和—COOH;
④根据化学式可知有机物X的相对分子质量为134,故n(X)==0.25mol,n(NaOH)=0.1Lx5mol/L=0.5mol,n(X):n(NaOH)=1:2,可推断出X中含有2个羧基,故答案为:1分子X中含2个—COOH;
(2)从上面推断可知X的一种结构为HOOC-CH(OH)CH2-COOH,X与足量Na反应产生H2方程式为:2HOOC-CH(OH)-CH2-COOH+6Na → 2NaOOC-CH(ONa)-CH2-COONa +3H2↑或2HOCH2- CH(COOH)2+ 6Na→2NaOCH2-CH(COONa)2+3H2↑等,
故答案为:2HOOC-CH(OH)-CH2-COOH+6Na → 2NaOOC-CH(ONa)-CH2-COONa +3H2↑或2HOCH2- CH(COOH)2+ 6Na→2NaOCH2-CH(COONa)2+3H2↑等;
(3)从上面推断可知X可能的结构为HOOC-CH(OH)CH2-COOH,X能发生酯化反应、取代反应、消去反应,故答案为:bd;
(4)同系物为结构相似,但在分子组成上差一个或若干个CH2的有机化合物,a中含有两个羧基,一个羟基,结构相似,分子组成仅差两个CH2原子团,所以a与X互为同系物;同分异构体为分子式相同但结构不同,b、c的分子式与X的相同但结构不同;故答案为:a;bc。
16.【答案】C B CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 淀粉 羟基 C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2O 防止倒吸
【对标知识点】比例模型(空间充填模型、空间填充模型)、球棍模型、同系物、有机物的综合考查
【解析】解:I.(1)A为甲烷,与甲烷互为同分异构体的分子中存在碳碳单键和C-H键,且在分子组成上与甲烷相差n个-CH2原子团,符合条件的是C,丁烷,
故答案为:C;
(2)含有碳碳不饱和键烃、连接苯环的碳原子上含有H原子的芳香烃都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,符合条件的只有乙烯,
故答案为:B;
(3)B为乙烯,能和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,反应方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
II.A是营养物质之一,米饭、馒头中富含A,A为淀粉,化学式为(C6H10O5)n,在酸性条件下水解的最终产物是B,B为葡萄糖,C是白酒的主要成分,则C为C2H5OH,C直接氧化生成D,D为CH3COOH,D与C发生酯化反应生成E为CH3COOC2H5,
(1)A的名称是淀粉;C为C2H5OH,C中官能团的名称是羟基,
故答案为:淀粉;羟基;
(2)反应④的化学方程式是C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2O,
故答案为:C2H5OH+CH3COOH=CH3COOC2H5+H2O;
(3)乙醇、乙酸易溶于水,则导气管不伸入液面下的理由是防止倒吸,故答案为:防止倒吸。
I.(1)A为甲烷,与甲烷互为同分异构体的分子中存在碳碳单键和C-H键,且在分子组成上与甲烷相差n个-CH2原子团;
(2)含有碳碳不饱和键烃、连接苯环的碳原子上含有H原子的芳香烃都能被酸性高锰酸钾溶液氧化;
(3)B为乙烯,能和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;
II.A是营养物质之一,米饭、馒头中富含A,A为淀粉,化学式为(C6H10O5)n,在酸性条件下水解的最终产物是B,B为葡萄糖,C是白酒的主要成分,则C为C2H5OH,C直接氧化生成D,D为CH3COOH,D与C发生酯化反应生成E为CH3COOC2H5,结合题目分析解答。
本题考查有机物的推断,为高频考点,把握有机物的组成、有机反应推断有机物为解答的关键,侧重分析与推断能力的考查,注意常见有机物的性质及应用,题目难度不大。
17.【答案】(1)2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2+8H2O
(2)浓硫酸 干燥甲烷
(3)
(4)③试管内气体的颜色逐渐变浅 ④试管内壁有油状液滴出现
(5)B
(6)Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+3CH4↑
【对标知识点】甲烷的化学性质
【解析】
主要考查氯气的制法、甲烷的性质、化学方程式的书写,注意掌握实验基本操作及甲烷的性质是关键,注重学生知识的迁移应用能力的考查,题目难度中等。
【思路】
(1)H为制氯气的装置,反应的方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,
故答案为:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)C装置的作用为干燥甲烷,所有的液体干燥剂为浓硫酸,
故答案为:浓硫酸;干燥甲烷;
(3)甲烷与氧化铜在高温下反应生成铜、二氧化碳、水,反应的方程式为:,
故答案为:;
(4)甲烷与氯气在光照下,发生取代反应的现象为①试管中有少量白雾②导管内液面上升③试管内气体的颜色逐渐变浅 ④试管内壁有油状液滴出现,
故答案为:③试管内气体的颜色逐渐变浅; ④试管内壁有油状液滴出现;
(5)A.甲烷与氯气在光照下能发生取代反应,故A错误;
B.甲烷通过酸性高锰酸钾溶液时,溶液无明显变化,说明通常情况下甲烷难以被强氧化剂氧化,故B正确;
C.硬质玻璃管中氧化铜被甲烷还原为铜,说明甲烷具有还原性,故C错误;
D.G装置的大试管取下黑色纸套后,光照较大时,CH4与Cl2易发生爆炸,故D错误;
故答案为:B;
(6)碳化铝(Al4C3)固体与H2O反应生成氢氧化铝和甲烷,反应方程式为:Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+3CH4↑,
故答案为:Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+3CH4↑。
18.【答案】NaCl CH4与Cl2反应,气体体积减小,试管内压强减小 除去HCl,排除干扰 O2 IV的电压低 电极材料、溶液浓度、温度 饱和食盐水,溶液保持较高温度,应用不参与反应的金属电极等
【对标知识点】“猜想判断”型实验、化学实验方案的设计与评价、甲烷取代反应实验探究、反应原理的探究实验、有机物分离提纯的几种常见操作、电解池相关计算、电解池电极反应式及总反应式
【解析】解:(1)①甲烷和氯气发生取代反应生成氯化氢气体易溶于水,氯离子浓度增大会析出氯化钠晶体,试管内液面出现的白色固体是NaCl,
故答案为:NaCl;
②试管内液面上升的原因是:CH4与Cl2发生取代反应生成的氯化氢易溶于水,导致试管中气体体积减小,试管内压强减小,
故答案为:CH4与Cl2反应,气体体积减小,试管内压强减小;
③证明生成的卤代烃中含氯元素的方法:取试管中的油状液滴,用水充分洗涤的目的是:HCl易溶于水,可用水除去,排除干扰,
故答案为:除去HCl,排除干扰;
(2)①电解饱和的氯化钠相当于电解水,阳极失电子发生氧化反应,则2H2O-4e-=4H++O2↑,故气体的化学式为O2,
故答案为:O2;
②因为较低的电解电压有利于节能降耗,IV 的电压3.5伏,Ⅲ的电压4伏,则IV 的电压低于Ⅲ的电压,故Ⅳ更有利于节能降耗,
故答案为:IV 的电压低;
③以上实验探究了影响电解食盐水反应的电极材料、溶液浓度、温度等因素的影响,
故答案为:电极材料、溶液浓度、温度;
④电解食盐水条件控制的建议有采用饱和食盐水,溶液保持较高温度,应用不参与反应的金属电极等,
故答案为:饱和食盐水,溶液保持较高温度,应用不参与反应的金属电极等。
(1)①甲烷和氯气发生取代反应生成氯化氢气体易溶于水,氯离子浓度增大会析出氯化钠晶体;
②取代反应生成的氯化氢易溶于水,导致试管中压强减小;
③HCl易溶于水,可用水除去;
(2)①电解饱和的氯化钠相当于电解水,据此进行分析;
②较低的电解电压有利于节能降耗;
③图表数据分析实验的目的;
④电解食盐水条件控制的建议有采用饱和食盐水,溶液保持较高温度,应用不参与反应的金属电极等,据此进行分析。
本题考查甲烷取代反应产物的分析判断、电极原理、化学方程式、电极方程式的书写,离子的检验以及电解食盐水条件控制等,题目难度中等。
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