高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二节 烯烃 炔烃综合训练题

第二章   烃

第二节   烯烃 炔烃

【基础巩固】

1.乙烷、乙烯、乙炔共同具有的性质是 (　)

A.都不易溶于水,且密度比水的密度小

B.都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色

C.分子中各原子都处在同一平面上

D.都能发生聚合反应生成高分子化合物

解析:乙烷分子中各原子不能处于同一平面上;乙烷不能发生聚合反应;乙烷不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。

答案:A

2.下列说法中错误的是 (　)

A.乙烯的加成反应和乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有的碳碳双键有关

B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷

C.乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼

D.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同

解析:乙烯、甲烷分子的实验式分别为CH2、CH4,其中甲烷中氢的质量分数大于乙烯中氢的质量分数,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量甲烷大于乙烯,D项错误。

答案:D

3.下列物质中不能形成顺反异构体的是 (　)

A.2-丁烯                   B.2,3-二氯-2-丁烯

C.2-甲基-2-丁烯             D.1,2-二溴乙烯

解析:2-丁烯的结构简式为,存在顺反异构,故A项错误;2,3-二氯-2-丁烯的结构简式为,同一碳上连有不同的基团,所以存在顺反异构,故B项错误;2-甲基-2-丁烯的结构简式为,同一碳上连有相同的基团(甲基),不存在顺反异构,故C项正确;1,2-二溴乙烯的结构简式为,其双键上的同一碳上连有不相同的基团(溴原子和氢原子),存在顺反异构,故D项错误。

答案:C

4.下列各组物质之间的化学反应,反应产物一定为纯净物的是 (　)

A.

B.

C.C(CH3)4+Cl2

D.

解析:与Br2发生加成反应,产物唯一,A项正确;与HCl发生加成反应的产物有两种,B项错误;C(CH3)4与Cl2发生取代反应生成卤代物和HCl,产物有若干种,C项错误;生成的高分子加聚产物为混合物,D项错误。

答案:A

5.某烃与溴的四氯化碳溶液反应生成的物质的结构简式为CHBr2CBr2CH2CH3,则与该烃不同类别的同分异构体是 (　)

A.

B.

C.

D.

解析:由卤代烃的结构简式可知生成该物质的烃为,则与该烃不同类别的同分异构体不是炔烃,而是二烯烃。

答案:D

6.(2022·广东中山)下列关于有机化合物的叙述中,正确的是 (　)

A.用系统命名法命名,其名称是2,4-二甲基-4-戊烯

B.它的分子中最多有5个碳原子在同一个平面上

C.它与甲基环己烷 互为同分异构体

D.该有机化合物与氢气完全加成后,生成物的一氯代物共有4 种

解析:A项,由结构简式可知该有机化合物系统名称是2,4-二甲基-1-戊烯,错误;B项,碳碳双键为平面形结构,与碳碳双键直接相连的原子在同一个平面上,则最多有4个碳原子共平面,错误; C项,该有机化合物与甲基环己烷分子式相同,但结构不同,互为同分异构体,正确; D项,该有机化合物与氢气完全加成后的产物结构对称,有3种不同化学环境的氢原子,则一氯代物共有3种,错误。

答案:C

7.(2021·广东珠海)降冰片二烯类化合物是一类太阳能储能材料。降冰片二烯在紫外线照射下可以发生下列转化,下列说法错误的是 (　)

A.降冰片二烯与四环烷互为同分异构体

B.四环烷的一氯代物超过三种(不考虑立体异构)

C.降冰片二烯的同分异构体可能是苯的同系物

D.降冰片二烯分子中位于同一平面的碳原子不超过4个

解析:A项,降冰片二烯和四环烷的分子式均为C7H8,故二者互为同分异构体,正确; B项,四环烷的一氯代物只有三种,错误; C项,降冰片二烯的同分异构体如甲苯,是苯的同系物,正确; D项,根据乙烯分子是平面形分子可知,与碳碳双键连接的碳原子在碳碳双键所在的平面,所以降冰片二烯分子中位于同一平面的碳原子有4个,正确。

答案:B

8.丙烯是制造N95口罩的原料之一,下列有关丙烯的说法中错误的是 (　)

A.丙烯和乙烯互为同系物

B.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C.丙烯分子中所有的原子共面

D.丙烯与氢气的加成产物是饱和烃

解析:丙烯分子中含有一个碳碳双键,分子式为C3H6,与乙烯互为同系物,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,与氢气加成后变为丙烷,为饱和烃,故A、B、D三项均正确;丙烯中含有甲基,故丙烯中的所有原子不可能共面,C项错误。

答案:C

9.2-丁烯是石油裂解的产物之一,回答下列问题。

(1)在催化剂作用下,2-丁烯与氢气反应的化学方程式为　                 , 

反应类型为　　　　　　　。 

(2)烯烃A是2-丁烯的一种同分异构体,它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷,则A的结构简式为　                 ; A分子中能够共平面的碳原子个数为    　,A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为　　　　　　　　　     　。 

解析: (1)在催化剂作用下,烯烃与氢气发生加成反应。

(2)烯烃A与2-丁烯互为同分异构体,与氢气加成不能生成正丁烷,所以产物应是异丁烷CH(CH3)3,由此推断A为。根据乙烯的结构可推知与双键碳相连的碳原子与双键碳共平面,所以A分子中有4个碳原子共平面。

答案: (1)+H2CH3CH2CH2CH3　加成反应　

(2)     4   　+Br2

10.(2022·广东韶关)实验室用电石与水反应制备的乙炔气体中含有少量的H2S气体,为了净化和检验乙炔气体,并通过测定乙炔的体积计算电石的纯度,需进行一系列实验操作。按下列要求填空(注意X溶液为含溴3.2%的CCl4溶液105 g)。

(1)若从如图所示的装置中选用几种必要的并把它们连成一套装置,这些被选用的装置的连接顺序是　       (填字母)。 

(2)实验室不能用启普发生器制取乙炔的原因是　　　      　　。 

(3)为了得到比较平稳的乙炔气流,常用　　　　代替水。 

(4)假设溴水与乙炔完全反应,生成C2H2Br4,用W g的电石与水反应后,测得排入量筒内的液体体积为V mL(标准状况),则电石纯度计算式                 为　　　　　　　　　　　　　　　　(用含W、V的代数式表示)。 

解析:实验室用电石与水反应制备的乙炔气体中含有少量的H2S气体,可以用NaOH溶液或硫酸铜溶液除去H2S,用溴水、溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液检验乙炔气体,要计算电石的纯度,根据题目所给试剂,用溴的四氯化碳溶液吸收部分乙炔,剩余的乙炔用排水法测定乙炔的体积,然后通过计算确定电石的纯度。

(1)选择电石与水反应制取乙炔,利用CuSO4溶液除去H2S杂质,利用溴的CCl4溶液检验乙炔气体,利用排水法(导管是短进长出)测量气体体积,故装置顺序是c、i、j、e、f、h(或a)、g(或b)、d。(2)不能用启普发生器制取乙炔是因为电石与水反应放出大量的热,反应非常剧烈,且生成的氢氧化钙是糊状的,易堵塞球形漏斗下端。(3)为了得到比较平稳的乙炔气流,常用饱和食盐水代替水制取乙炔。饱和食盐水中的水与电石反应后,析出的氯化钠覆盖在电石的表面,可以阻挡电石与水的接触,减慢反应速率。(4)C2H2先与Br2发生加成反应,过剩的乙炔将集气瓶中的水排入量筒内,故乙炔的体积应为参加反应的C2H2的体积与量筒内水的体积之和。n(CaC2)=n(C2H2)=105×3.2%÷160÷2+=0.0105+mol,ω(CaC2)=64×÷W×100%=%。

答案:(1)c、i、j、e、f、h(或a)、g(或b)、d

(2)反应剧烈,放出的热量多,生成的Ca(OH)2是糊状的,易堵塞球形漏斗下端

(3)饱和食盐水

(4)%

【拓展提高】

11.某气态烃0.5 mol最多可与1 mol HCl加成,所得产物与Cl2发生取代反应时,若将氢原子全部取代,需要4 mol Cl2,该烃的结构简式可能为 (　)

A.

B.

C.

D.CH3—CHCH—CH3

解析:根据题意,0.5 mol某烃最多可与1 mol HCl加成,说明1 mol该烃中有1 mol碳碳三键或2 mol碳碳双键;再根据加成产物与Cl2发生取代反应时消耗 4 mol Cl2可知,1 mol加成产物中含有8 mol氢原子,其中去掉与HCl加成时由HCl提供的2 mol氢原子,可得 1 mol 该烃分子中的氢原子为6 mol,C项符合题意。

答案:C

12.如图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法中不合理的   是 (　)

A.逐滴滴入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率

B.酸性KMnO4溶液褪色,说明乙炔具有还原性

C.若用Br2的CCl4溶液验证乙炔的性质,不需要通过CuSO4溶液除杂

D.若将纯净的乙炔点燃,有浓烈的黑烟,说明乙炔不饱和程度高

解析:电石与水反应比较剧烈,所以用饱和食盐水代替水,逐滴加入饱和食盐水时可控制反应物水的量,从而控制生成乙炔的速率,A项正确;酸性KMnO4溶液能氧化乙炔,因此乙炔使酸性KMnO4溶液褪色,表现了乙炔的还原性,B项正确;乙炔气体中混有的硫化氢可以被Br2氧化,对乙炔性质的检验产生干扰,所以应先用硫酸铜溶液洗气,C项错误;对于烃类物质而言,不饱和程度越高,则含碳量越高,火焰越明亮,冒出的黑烟越浓,乙炔含有碳碳三键,是不饱和程度较高的烃类物质,D项正确。

答案:C

13.(2022·广东揭阳)含有一个碳碳三键的炔烃与氢气完全加成后所得产物的结构简式如下:

此炔烃可能的结构有 (　)

A.1种                   B.2种

C.3种                   D.4种

解析:根据炔烃与H2加成反应的原理,烷烃分子中相邻碳原子上至少均带2个氢原子的碳原子间是对应炔烃存在碳碳三键的可能位置, 中能形成碳碳三键的位置有:从左边起,1号碳和2号碳之间, 6号碳和7号碳之间,共2种,故选B项。

答案:B

14.实验室制得的乙炔中常混有H2S等杂质气体。如图所示是两名同学设计的实验装置,用来测定CaC2样品的纯度,右边的反应装置相同,而左边的气体发生装置不同,分别如装置 Ⅰ 和装置 Ⅱ 所示。

(1)A瓶中的液体可以从酸性KMnO4溶液和CuSO4溶液中选择,应该选  择　                      , 它的作用是　　　　　　　　　　　　。 

(2)装置Ⅰ的主要缺点是 　　　　　　　。 

(3)装置Ⅱ的主要缺点是 　　　　　　　　;若选用此装置来完成实验,则应采取的措施是　                   　。 

(4)若称取a g CaC2,反应完全后,测得B处溴的CCl4溶液增重b g,则CaC2的纯度为　　　　。 

解析: (1)A瓶中的液体是用来除去混在乙炔中的H2S等杂质,酸性KMnO4溶液能氧化H2S和乙炔;CuSO4溶液与H2S等杂质反应,不与乙炔反应。

(2)、(3)装置Ⅰ和Ⅱ都可制乙炔,但装置Ⅰ的主要缺点为部分乙炔气体会从长颈漏斗中逸出,造成实验误差,且长颈漏斗不易控制加水量。由于CaC2与水剧烈反应产生泡沫,故装置Ⅱ的缺点为泡沫易堵塞导管,可在导管口加一团棉花。

(4)B处溴的CCl4溶液增加的质量即为所吸收乙炔的质量,n(CaC2)=n(C2H2)=mol,m(CaC2)=mol×64 g·mol-1= g,则CaC2的纯度为×100%。

答案:(1)CuSO4溶液　除去H2S等气体

(2)部分乙炔会从长颈漏斗中逸出,造成实验误差,且不易控制加水量

(3)反应产生的泡沫易堵塞导管　在导管口加一团棉花

(4)×100%

15.某烃A的相对分子质量为84。回答下列问题。

(1)若烃A与HBr加成后只能得到一种产物,且该烃的一氯代物只有一种。

①A的结构简式为　　　　　　　　　;名称是　　　　　　　　。 

②A在一定条件下能发生加聚反应,写出该反应的化学方程式: 　                        。 

(2)若核磁共振氢谱显示烃A中有三组峰,峰面积比为3∶2∶1,且无顺反异构。写出A的结构简式:　             。 

解析: (1)烃A与HBr加成后只能得到一种产物,且该烃的一氯代物只有一种,则结构对称,只含一种H,所以A为,名称为2,3-二甲基-2-丁烯。A在一定条件下能发生加聚反应,该反应的化学方程式为。

(2)若烃A有三组不同的峰,峰面积比为3∶2∶1,且无顺反异构,则A为。

答案:(1)①　2,3-二甲基-2-丁烯

②

(2)

【挑战创新】

16.(2022·广东东莞)科学家提出由WO3催化乙烯和2-丁烯合成丙烯的反应历程如图(所有碳原子满足最外层8电子稳定结构)。下列说法错误的是 (　)

A.乙烯、丙烯和2-丁烯互为同系物

B.乙烯、丙烯和2-丁烯的沸点依次升高

C.Ⅲ→Ⅳ过程中加入的2-丁烯具有反式结构

D.碳、钨(W)原子间的化学键在Ⅳ→Ⅰ的过程中未发生断裂

解析:A项,结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互为同系物,则乙烯、丙烯和2-丁烯互为同系物,正确; B项,乙烯、丙烯和2-丁烯分子中碳原子数依次增加,沸点依次升高,正确; C项,由题图可知,   Ⅲ→Ⅳ过程中加入的2-丁烯为反式结构,正确; D项,分析转化关系可知,碳、钨(W)原子间的化学键在Ⅳ→Ⅰ的过程中发生断裂,错误。

答案:D

17.(2022·广东东莞)根据所学知识回答下列问题。

Ⅰ.分析下列有机化合物的结构简式:

①     　　　　　     ②

②      ④

⑤ ⑥

⑦ ⑧

⑨ ⑩

(1)①和②互为　　　   　(填“同分异构体”或“同系物”,下空同),⑤和⑥互为　         。 

(2)属于醚的有　　　　(填标号,下空同),属于脂肪烃的有　　　　。 

(3)能与碳酸氢钠溶液反应的有　　　　(填标号,下空同),能与金属钠反应的有　　　　。　 

Ⅱ.M、N、P三种烃的化学式均为C6H10,它们的分子中均无支链或侧链。

(4)M只有一个环,则M分子中不同化学环境的氢原子数目之比为　　　　。 

(5)N为含有双键的链状结构,且N的核磁共振氢谱图只有3种不同化学环境的氢,则N的结构简式为　              。　　　　 

(6)P为含有三键的链状结构,且分子中不存在—CH2CH2—基团,则P的化学名称为　　　　          。 

解析: (1)①是1-丁烯,②是2-戊烯,二者结构相似,分子组成相差一个CH2原子团,因此①和②互为同系物,⑤和⑥是分子式相同,结构式不同,二者互为同分异构体。

(2)含有C—O—C基团的属于醚,因此属于醚的只有③,不含苯环且只有碳、氢两种元素的有机化合物属于脂肪烃,因此属于脂肪烃的有①②。

(3)能与碳酸氢钠溶液反应,说明含有羧基,则能与碳酸氢钠溶液反应的只有⑥,能与金属钠反应的可能含有羧基和羟基,则能与金属钠反应的有④⑥。

(4)M只有一个环,说明M为,则M分子中不同化学环境的氢原子有3种,其数目之比为1∶2∶2。

(5)N为含有双键的链状结构,说明含有两个双键,N的核磁共振氢谱图只有3种不同化学环境的氢原子,说明有对称性,则N的结构简式为(或)。

(6)P为含有三键的链状结构,且分子中不存在—CH2CH2—基团,则P的结构简式为,其化学名称为3-己炔。

答案:(1)同系物　同分异构体

(2)③　①②

(3)⑥　④⑥

(4)1∶2∶2

(5)

(或)

(6)3-己炔