2024届高三化学高考备考一轮复习训练--烃
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.香天竺葵醇和异香天竺葵醇可用于精油的制作,其结构简式如图。下列叙述正确的是
A.香天竺葵醇属于脂肪醇,异香天竺葵醇属于芳香醇
B.两者都能发生加成反应,但不能发生取代反应
C.异香天竺葵醇分子中的所有碳原子不可能处于同一平面
D.两者都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能使溴的四氯化碳溶液褪色
2.分子式为的链状结构有机物的同分异构体共有(考虑顺反异构)
A.9种 B.10种 C.11种 D.12种
3.下列实验装置能达到相应实验目的的是
A.图1证明乙炔可使溴水褪色 B.图2证明溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成了乙烯
C.图3证明石蜡分解产物中含有不饱和烃 D.图4除去中的
4.下列事实不能说明有机物基团之间会相互影响的是
A.乙烯可以与溴水发生加成,而乙烷不能
B.甲苯可使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能
C.水与钠反应产生氢气的速率大于乙醇与钠的反应
D.苯和甲苯分别与浓硝酸、浓硫酸混合加热,甲苯在即可生成多硝基取代物
5.中成药连花清瘟胶囊可用于新冠肺炎的防治,其成分之一绿原酸的结构简式如下,下列关于绿原酸判断正确的是
A.绿原酸与足量溶液反应,最多消耗
B.1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子
C.绿原酸与足量溴水反应,最多消耗
D.绿原酸分子中所有碳原子共平面,其水解产物均可以与溶液发生显色反应
6.CPAE是蜂胶的主要活性成分,由咖啡酸合成CPAE路线如下:
下列说法正确的是
A.咖啡酸分子中的所有原子不可能共面
B.苯乙醇能发生消去反应,且与互为同系物
C.咖啡酸、苯乙醇及CPAE都能发生取代、加成和氧化反应
D.1mol咖啡酸最多可与含3molNaHCO3的溶液发生反应
7.利用苯甲醛和乙酸酐发生Perkin反应可制备香料肉桂酸:
下列说法错误的是
A.苯甲醛有特征红外吸收峰
B.肉桂酸最多可与发生加成反应
C.乙酸酐与乙酸既不是同分异构体,也不是同系物
D.乙酸分子中最多6个原子共平面
8.下列叙述不正确的是
A.s-sσ键和s-pσ键的电子云形状的对称性相同
B.除去苯中混有的少量苯酚可采用先加入NaOH溶液充分反应,后分液的方法
C.是极性分子,在水中的溶解度比的大
D.除去乙烷中少量的乙烯:将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液
9.下列事实不能用有机化合物分子中基团间的相互作用解释的是
A.的酸性比的强
B.苯酚能与浓溴水发生取代反应生成白色沉淀,而苯不能
C.甲苯可以和硝酸发生三元取代,而苯很难和硝酸发生三元取代
D.乙醛能与发生加成反应,而乙醇不能
10.有五种物质:①对二甲苯、②乙醇、③苯酚、④丙烯、⑤1-丁炔,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水发生化学反应使之褪色的是
A.①③④ B.②③④ C.②③⑤ D.③④⑤
11.某有机物的结构简式为,不能与该有机物发生反应的物质有
A.Na B. C.溶液 D.酸性溶液
12.链状有机物M分子中不含甲基,11.6 g M完全燃烧可产生0.6 mol 和0.6 mol ,M的蒸气对氢气的相对密度是29。关于M的说法不正确的是
A.M的实验式为
B.分子中最多有8个原子共平面
C.可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原反应
D.M的溶水性比烷烃好但比乙醇差
13.下面是4个碳原子相互结合的6种方式(氢原子没有画出),其中符合通式的是
A.②③ B.①⑤ C.②③④ D.①
14.化合物“E7974”具有抗肿瘤活性,结构简式如图,下列有关该化合物说法正确的是
A.能使酸性重铬酸钾溶液褪色 B.分子中含有4种官能团
C.分子中含有4个手性碳原子 D.1mol该化合物最多与2molNaOH反应
15.最理想的“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是
A.实验室用乙醇和浓硫酸制备乙烯
B.工业上用苯和乙烯制备乙苯
C.用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2,4,6-三溴苯酚
D.甲苯和浓硝酸制备TNT
二、实验题
16.实验室中制备氯苯的装置如图所示(其中夹持仪器已略去),其原理是苯与氯气在催化剂作用下生成氯苯,同时会有少量苯发生副反应生成二氯苯。苯及其生成物沸点如表所示:
有机物
苯
氯苯
邻二氯苯
间二氯苯
对二氯苯
沸点/℃
80.0
132.2
180.4
172.0
173.4
请回答下列问题:
(1)仪器a中盛有晶体,仪器b中盛有浓盐酸。打开仪器b中活塞,a中产生氯气。仪器b名称是_______。
(2)仪器d中盛有苯、粉末,仪器a中生成的气体经过仪器c进入仪器d中,d中主要反应的化学方程式为_______。
(3)该方法制备的氯苯中含有很多杂质。可通过如下流程提纯氯苯:
氯苯混合物纯净氯苯
①水洗并分液可除去HCl、部分和_______(填化学式);
②碱洗的主要目的是_______;
③最后一步分离出纯净氯苯的方法是_______(填操作名称)。
17.某课外小组利用乙炔与酸性KMnO4溶液反应,测定乙炔的相对分子质量。下图是测定装置示意图。(忽略空气中CO2和H2O对实验的影响)
已知:乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化为CO2。
(1)盛装液体a仪器名称为_______。
(2)CuSO4溶液B的作用是_______。
(3)写出制取乙炔的反应原理化学方程式_______。
(4)若该小组实验原理及所有操作均正确,则下列各因素对所测乙炔的相对分子质量没有影响的是_______(填选项)
A.装置A中产生的气体直接通入酸性KMnO4溶液
B.乙炔通过酸性KMnO4溶液的速率过快,少量乙炔未被氧化而逸出
C.将E装置(盛有碱石灰的干燥管)换成盛有浓硫酸的洗气瓶
(5)用系统命名法给有机物 命名为_______。
(6)实验室用纯溴和苯在铁离子催化下反应制取溴苯,得到粗溴苯后,粗溴苯的精制常进行如下操作:a. 蒸馏 b. 水洗、分液 c. 用干燥剂干燥 d. 10%的NaOH溶液碱洗、分液。正确的操作顺序是_______。
A.abcdb B.bdbca C.dbcab D.bdabc
(7)溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,不能说明产生的气体为乙烯的原因是_______。
18.常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种,均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。
实验中可能用到的数据:
相对分子质量
密度
沸点
溶解性
甲苯
92
0.866
110.6
不溶于水,易溶于硝基甲苯
对硝基甲苯
137
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
邻硝基甲苯
137
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
实验步骤:
①按体积比配制浓硫酸与浓硝酸混合物50mL;
②在三颈瓶中加入20mL甲苯,按图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈瓶中加入混酸,并不断搅拌(磁力搅拌器已略去);
④控制温度约为50℃,反应大约10min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯的总质量18.8g。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是________,作用是________,冷凝水的进水口为________填(“a”或“b”)。
(2)反应中需不断搅拌,目的是_______________________。
(3)若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少,可能的原因是_______________________。
分离产品方案如图:
(4)操作1一定需要的主要玻璃仪器是________,操作2的名称是________。
(5)经操作1获得的有机混合物,还需要进一步“操作”处理,再进行操作2,该“操作”是________。
(6)本实验中一硝基甲苯的产率为________(结果保留三位有效数字)。
19.研究小组以无水甲苯为溶剂,PCl5(易水解)和NaN3为反应物制备米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。
(1)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂,无水时体系呈蓝色。
①存贮时,Na应保存在___________中。
②冷凝水的进口是___________(填“a”或“b”)。
③用Na干燥甲苯的原理是___________(用化学 方程式表示)。
(2)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(搅拌和加热装置略)。
①在Ar气保护下,反应物在A装置中混匀后转入B装置,于280°C加热12小时,反应物完全反应。其化学反应方程式为___________。用Ar气赶走空气的目的是___________。
②经冷却、离心分离和洗涤得到产品,洗涤时先后使用乙醇和水,依次洗去的物质是___________和___________。
③所得纳米球状红磷的平均半径R与B装置中气体产物的压强p的关系如图3所示。欲控制合成R=125nm的红磷,气体产物的压强为___________kPa。
20.溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图如图(夹持及加热装置略去),有关数据如表所示。
物质
苯
溴
溴苯
密度/(g•cm-3)
0.88
3.20
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
不溶
微溶
不溶
按下列合成步骤回答问题。
(1)在仪器a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4mL液溴。仪器a的名称为______,a中生成溴苯的化学方程式为______,c的作用为______。
(2)充分反应后,经下列步骤分离提纯。
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑。
②滤液依次用10mL水、8mLNaOH稀溶液、10mL水洗涤。
第一次水洗的目的是______,加入NaOH稀溶液后发生反应的化学方程式为_____,过程中涉及分液操作,分液操作需要使用到的仪器为_____(填标号)。
(3)充分反应后,往d烧杯中加入稀硝酸使混合液呈中性,取25.00mL中性混合液于锥形瓶中,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用0.1molL-1的AgNO3标准液滴定至终点,消耗的AgNO3标准液的体积为20.00mL,忽略稀HNO3与Br-的反应。d烧杯的溶液中c(Br-)=______molL-1(不考虑其他反应),该实验______(填“能”或“不能”)证明苯与液溴发生了取代反应,原因是______。
参考答案:
1.C
【详解】A.脂肪是高级脂肪酸的甘油酯,芳香醇是指分子里碳链上连接有苯环的醇,A项错误;
B.两者都含碳碳双键,能发生加成反应,含-OH能发生取代反应,B项错误;
C.异香天竺醇分子中含有饱和碳原子,与之相连的碳原子具有甲烷四面体的结构,一定不会共面,所以该分子中的所有碳原子不可能都处在同一平面上,C项正确;
D.都含碳碳双键,与溴发生加成反应,与高锰酸钾发生氧化反应,所以两者都能使酸性高锰钾溶液褪色,也能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项错误;
答案选C。
2.C
【详解】的链状碳链结构有:顺反异构共2种,1种、1种、1种、顺反异构2种、顺反异构2种、1种、1种,共11种,故选C。
3.C
【详解】A.电石与饱和食盐水反应生成乙炔,会有还原性杂质气体H2S和PH3生成,杂质气体也可以使溴水褪色,A错误;
B.溴乙烷在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成乙烯,但同时乙醇挥发,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此应先除去乙醇再检验乙烯,B错误;
C.石蜡的主要成分是烷烃,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,在加热和碎瓷片的催化下石蜡发生分解反应(裂化),分解产物中含有烯烃,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.二氧化硫具有较强的还原性,能与溴水发生氧化还原反应,不能用溴水除去二氧化硫中的乙烯,D错误;
故选:C。
4.A
【详解】A.乙烯中含有碳碳双键,能够发生加成反应,化学性质较为活泼,而乙烷是饱和烷烃,化学性质较为稳定,二者性质不同是因为乙烯含碳碳双键而乙烷不含,A项不能说明有机物基团之间会相互影响;
B.甲苯和乙烷中都含有甲基,乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但甲苯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯环和甲基对甲基的影响不同,苯环使甲基易被氧化,B项能说明有机物基团之间会相互影响;
C.水和乙醇中都含有—OH,但水与钠反应产生氢气的速率大于乙醇与钠的反应,说明乙基降低了—OH的活泼性,C项能说明有机物基团之间会相互影响;
D.发生硝化反应时,苯比甲苯需要的温度高,说明甲基对苯环有影响,使苯环易发生取代反应,D项能说明有机物基团之间会相互影响。
答案选A。
5.B
【详解】A.羧基、酯基、酚羟基均可以和氢氧化钠反应,则1mol绿原酸与足量溶液反应,最多消耗,A错误;
B.,1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子,B正确;
C.酚羟基邻对位氢能和溴发生取代反应、碳碳双键能和溴发生加成反应,则1mol绿原酸能与足量溴水发生取代反应,最多消耗4molBr2,C错误;
D.绿原酸分子中右侧六元环中含有多个类似甲烷四面体结构的碳原子,故所有碳原子不共平面。酚羟基可以和氯化铁发生显色反应,而羟基不能,故水解后右侧部分的生成物不会与溶液发生显色反应,D错误;
故选B。
6.C
【详解】A.由结构简式可知,咖啡酸分子中的苯环、碳碳双键和羧基都为平面结构,由三点成面可知,分子中所有原子可能共面,故A错误;
B.苯乙醇属于芳香醇,邻甲基苯酚属于酚类,两者不是同类物质,不可能互为同系物,故B错误;
C.苯乙醇分子中含有的醇羟基能发生取代反应和氧化反应,含有的苯环能发生加成反应,咖啡酸、CPAE分子中含有的碳碳双键能发生加成反应和氧化反应,含有的羧基或酯基能发生取代反应,故C正确;
D.咖啡酸分子中含有的羧基与碳酸氢钠溶液反应,则1mol咖啡酸最多可与含1mol碳酸氢钠的溶液发生反应,故D错误;
故选C。
7.B
【详解】A.由结构简式可知,苯甲醛的官能团为醛基,红外光谱有特征红外吸收峰,A正确;
B.由结构简式可知,肉桂酸分子中含有的苯环和碳碳双键一定条件下能与氢气发生加成反应,所以肉桂酸最多可与氢气发生加成反应,B错误;
C.乙酸酐即(CH3CO)2O与乙酸CH3COOH的分子式不同,不可能互为同分异构体,两者的官能团也不同,不是同类物质,不可能互为同系物,C正确;
D.羧基分子中含有碳氧双键,是平面结构,由三点成面的原则可知,乙酸分子中最多6个原子共平面,D正确;
故答案为:B。
8.D
【详解】A.s-sσ键与s-pσ键的电子云形状,均为球形对称,故A正确;
B.苯酚和氢氧化钠溶液反应,苯不反应,除去苯中混有的少量苯酚可采用先加入NaOH溶液充分反应,后分液的方法,故B正确;
C.结构不对称,是极性分子,氧气是非极性分子,在水中的溶解度比的大,故C正确;
D.酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化为二氧化碳,不能除去乙烷中的乙烯,应该用溴的四氯化碳溶液,故D错误;
故选D。
9.D
【详解】A.的酸性比的强,因为F的电负性大于H的电负性,F-C的极性大于H-C的极性,使F3C-的极性大于H3C-的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,A不选;
B.苯酚能与溴水发生取代反应生成三溴苯酚和溴化氢,而苯不能与溴水发生取代反应,说明酚羟基使苯环上的H原子变得活泼,故B不选;
C.甲苯可以和硝酸发生三元取代,而苯很难和硝酸发生三元取代,表明甲基使苯环邻、对位上的氢原子变得活泼,C不选;
D.乙醛能与H2发生加成反应,是羰基被氢气加成,而乙醇中所含的羟基,不能被氢气加成,不能用有机化合物分子中基团间的相互作用解释,D选;
故选D。
10.D
【详解】①对二甲苯属于苯的同系物,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,不能与溴水反应,则对二甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水反应褪色,故错误;
②乙醇能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,不能与溴水反应,则乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水反应褪色,故错误;
③苯酚能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,也能与溴水发生取代反应生成三溴苯酚沉淀,使溴水反应褪色,故正确;
④丙烯、⑤1-丁炔中含碳碳双键或三键,能使KMnO4酸性溶液褪色,也能与溴水发生加成反应而褪色,故正确;
综上,符合的有③④⑤;
答案选D。
11.C
【详解】A.分子中含有羟基,能与钠反应生成氢气,故A不选;
B.分子中含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,故B不选;
C.分子中含有的碳碳双键和醇羟基都不能与氢氧化钠反应,故C选;
D.分子中含有碳碳双键、羟基,且羟基连接的碳原子上含有氢原子,二者均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,故D不选;
故选:C。
12.A
【分析】M的蒸气对氢气的相对密度是29,其相对分子质量为58,n(M)==0.2mol,n(C)=n(CO2)=0.6mol,n(H)=2n(H2O)=2×0.6mol=1.2mol,m(C)+m(H)=0.6mol×12g/mol+1.2mol×1g/mol=8.4g<11.6g,所以M中还含有O元素,n(O)= =0.2mol,所以M与C、H、O原子个数之比为0.2mol∶0.6mol∶1.2mol∶0.2mol=1∶3∶6∶1,其实验式为C3H6O,设其分子式为(C3H6O)n,n= =1,所以其分子式为C3H6O。
【详解】A. M的实验式为C3H6O,故A错误;
B. 链状有机物M分子中不含甲基,M为烯丙醇,除与羟基相连的碳上的2个H外,分子中最多有8个原子共平面,故B正确;
C. 分子中含有碳碳双键、羟基,可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原反应,故C正确;
D. M中有羟基是亲水基团,M的溶水性比烷烃好,但烃基比乙基大,水溶性比乙醇差,故D正确;
故选A。
13.B
【详解】CnH2n+2为链烷烃的通式,即分子中均以单键连接。②③④中均含有C=C不属于烷烃不符合该通式。①⑤符合这一通式;
故答案为B。
14.B
【详解】A.根据结构,“E7974”含有碳碳双键,可使酸性重铬酸钾溶液变色,A错误;
B.由结构简式可知,分子中含有如图,其中有两个酰胺基,共4种官能团,B正确;
C.连有4个不同基团的饱和碳原子是手性碳原子,因此化合物“E7974”含有的手性碳原子如图,共3个,C错误;
D.分子中均能与NaOH溶液反应,故1mol该化合物最多与3molNaOH反应,D错误;
故选:B。
15.B
【详解】A.乙醇和浓硫酸制备乙烯为消去反应,生成乙烯和水,原子没有全部转化为期望的最终产物的反应,A项不属于最理想的“原子经济性反应”;
B.工业上用苯和乙烯制备乙苯为加成反应,原子全部转化为期望的最终产物,B项属于最理想的“原子经济性反应”;
C.苯酚稀溶液与饱和溴水制备2,4,6-三溴苯酚为取代反应,生成2,4,6-三溴苯酚和HBr,原子没有全部转化为期望的最终产物,C项不属于最理想的“原子经济性反应”;
D.甲苯和浓硝酸制备TNT为取代反应,生成三硝基甲苯(TNT)和H2O,原子没有全部转化为期望的最终产物,D项不属于最理想的“原子经济性反应”。
16.(1)恒压滴液漏斗
(2)
(3) 除 蒸馏
【分析】a制备Cl2。c为Cl2的净化。d为目标反应装置。
【详解】(1)b为滴加液体,它的名称为恒压滴液漏斗。答案为恒压滴液漏斗;
(2) 与Cl2发生取代反应,苯环上的H被Cl取代产生氯苯和HCl,反应为 +Cl2 +HCl。答案为 +Cl2 +HCl;
(3)水洗除去易溶于水的无机和有机杂质,则除去HCl、Cl2、FeCl3。Cl2易溶于氯苯,所以用碱洗除去Cl2。该反应中存在其他副反应产生二氯苯,这些物质沸点不同可进行蒸馏分离。答案为FeCl3;除Cl2;蒸馏。
17.(1)分液漏斗
(2)除去混在乙炔中的硫化氢等杂质
(3)CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
(4)B
(5)2,3-二甲基-2-戊烯
(6)B
(7)产生的气体中可能混入乙醇蒸汽,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【分析】装置A中,电石与分液漏斗中的饱和食盐水反应,生成氢氧化钙和乙炔;电石中常混有CaS等杂质,用装置B中CuSO4溶液除去H2S气体;用装置C中浓硫酸除去混在乙炔气体中的水蒸气;用装置D中酸性KMnO4溶液将乙炔氧化为二氧化碳和水,用装置E中的碱石灰吸收反应生成的二氧化碳和部分水蒸气。通过测定装置D和E在反应前后的质量变化,可确定参加反应乙炔的质量,利用乙炔与KMnO4的化学反应方程式及KMnO4的物质的量,可求出参加反应乙炔的物质的量,从而求出乙炔的相对分子质量。
【详解】(1)盛装液体a的仪器带有活塞,其名称为分液漏斗。答案为:分液漏斗;
(2)由分析可知,装置B中CuSO4溶液用于除去H2S气体,则其作用是:除去混在乙炔中的硫化氢等杂质。答案为:除去混在乙炔中的硫化氢等杂质;
(3)电石与饱和食盐水反应,生成氢氧化钙和乙炔,则制取乙炔反应原理的化学方程式:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑。答案为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑;
(4)A.装置A中产生的气体直接通入酸性KMnO4溶液,则H2S等杂质气体也会被吸收,从而产生误差,A不符合题意;
B.乙炔通过酸性KMnO4溶液的速率过快,少量乙炔未被氧化而逸出,不影响参加反应乙炔的质量和物质的量,不产生误差,B符合题意;
C.将E装置(盛有碱石灰的干燥管)换成盛有浓硫酸的洗气瓶,不能吸收反应生成的CO2,使实验产生误差,C不符合题意;
故选B。答案为:B;
(5)有机物 属于烯烃,主链碳原子数为5,碳碳双键在2、3两个碳原子之间,在2、3两个主链碳原子上,各连有1个甲基取代基,则名称为:2,3-二甲基-2-戊烯。答案为:2,3-二甲基-2-戊烯;
(6)实验室用纯溴和苯在铁离子催化下反应制取溴苯,得到粗溴苯后,需进行精制,首先要加水溶解溴化铁等、然后分液;再用NaOH溶液除去混在溴苯中的Br2、然后分液;再用水洗,去除NaOH等,然后分液;用干燥剂进行干燥,最后蒸馏得溴苯。所以,正确的操作顺序是bdbca ,故选B。答案为:B;
(7)乙醇易挥发,乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,则不能说明产生的气体为乙烯的原因是:产生的气体中可能混入乙醇蒸汽,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。答案为:产生的气体中可能混入乙醇蒸汽,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
【点睛】装置E中碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,从而干扰实验结果。
18.(1) 球形冷凝管 冷凝回流 a
(2)使反应充分进行,并防止温度过高导致副产物生成
(3)温度过高,导致大量分解挥发
(4) 分液漏斗、烧杯 蒸馏或分馏
(5)洗涤、干燥
(6)72.9%
【详解】(1)仪器A的名称为球形冷凝管,作用是使反应体系中物质冷凝回流,冷凝水从a口进入,b口流出;
(2)不断搅拌的目的是使反应充分进行,并防止温度过高导致副产物生成;
(3)三颈瓶中收集到的产物较少,可能是温度过高导致HNO3受热大量分解挥发;
(4)操作1分离有机混合物和无机混合物,有机混合物和无机混合物不互溶,因此操作1为分液,一定需要的主要玻璃仪器是分液漏斗、烧杯。操作2分离沸点不同的液体,所以操作2为蒸馏或分馏;
(5)分液过程中有机混合物上可能会残存一些杂质离子,需要进一步洗涤、干燥后才能进行操作2;
(6)反应物甲苯的物质为20mL×0.866g∙mL-1=17.32g,理论上生成的一硝基甲苯为17.32g×,本实验中一硝基甲苯的产率为。
19.(1) 煤油 b 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(2) 2PCl5+10NaN32P+15N2↑+ 10NaCl 防止PCl5遇空气中的水蒸气而发生水解 甲苯 NaCl 104
【分析】钠能和水反应,和甲苯不反应,用钠干燥甲苯,以无水甲苯为溶剂,PCl5和NaN3反应制取米球状红磷。
【详解】(1)①钠容易与空气中的氧气和水蒸气反应,故钠应保存在煤油中。
②为了充分冷凝蒸汽,冷凝管应从下口进水,即进水口是b。
③钠能和甲苯中的水反应从而除去甲苯中的水,反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
(2)①在Ar气保护下,反应物在A装置中混匀后转入B装置,以无水甲苯为溶剂,于280°C加热12小时,PCl5和NaN3反应生成米球状红磷。其化学反应方程式为:2PCl5+10NaN32P+15N2↑+ 10NaCl。PCl5易水解,所以需要用Ar气赶走空气。
②产品中混有甲苯和氯化钠,甲苯易溶于有机溶剂,氯化钠易溶于水,可以用乙醇洗去甲苯,然后用水洗去氯化钠。
③根据图像,R=125nm对应横坐标为8,则纵坐标表示的压强为10×103=104。
20.(1) 三颈烧瓶 +Br2 +HBr 冷凝回流
(2) 除去大部分的HBr和FeBr3 3Br2+6NaOH=Na+3H2O+5NaBr、HBr+NaOH=H2O+NaBr; A
(3) 0.08 不能 挥发的溴单质与氢氧化钠反应生成了溴离子
【分析】苯与溴单质在FeBr3作催化剂条件下发生取代反应生成溴苯、HBr,装置a中反应生成溴苯,该反应为放热反应,溴单质、苯易挥发,因此利用装置c进行冷凝回流,使其充分发生反应,HBr为气体物质、会污染空气,利用氢氧化钠吸收。a中未反应的Fe可用加水,然后过滤的方法除去,未反应的溴和未挥发的的HBr用NaOH反应吸收,然后用无水氯化钙除去水,用过滤除去溴化钠、氯化钙,据此解答。
【详解】(1)仪器a的名称为三颈烧瓶;a中生成溴苯的化学方程式为 +Br2 +HBr;c的作用为冷凝回流;
(2)第一次水洗的目的是除去大部分的HBr和FeBr3,加入NaOH稀溶液后发生反应的化学方程式为3Br2+6NaOH=Na+3H2O+5NaBr、HBr+NaOH=H2O+NaBr;过程中涉及分液操作,分液操作需要使用到的仪器为分液漏斗;
(3)Ag++Br-=AgBr,n(Br-)=n(Ag+)=0.1molL-120.0010-3L=210-3mol,故c(Br-)=;除了取代反应会生成溴化氢,挥发的溴单质与氢氧化钠反应也生成了溴离子,该实验不能证明苯与液溴发生了取代反应。
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