高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1章 有机化合物的结构与性质 烃第3节 烃综合训练题
展开1.3烃同步练习-鲁科版高中化学选择性必修3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.轮烷是一种分子机器的“关键部件”,合成轮烷的基本原料有、丙烯、戊醇、苯等,下列说法不正确的是
A.有两种同分异构体
B.丙烯能使溴水褪色
C.戊醇中含有羟基
D.苯分子中6个碳原子之间的键完全相同
2.下列除杂方法不正确的是
A.除去乙烷中混有的少量乙烯:通入稀溴水中,干燥
B.除去溴苯中混有的少量单质溴:加入足量的NaOH溶液,振荡、静置、分液
C.除去75%的乙醇中的水制无水乙醇:加入生石灰,振荡、静置、蒸馏
D.除去乙醇中混有的少量苯,可通过分液的方法实现
3.有机物X、Y、Z的分子式均为C7H8,结构简式如下:
下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z均为苯的同系物
B.X、Y、Z分子中的碳原子均处于同一平面
C.X、Y、Z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1molX、1molY分别与足量溴的四氯化碳溶液反应,均最多消耗2mol Br2
4.2022年我国科学家成功开发出CO2加氢制汽油(含碳原子数为5~11的烃)的装置,C8H18是汽油的成分之一,下列有关说法正确的是
A.汽油含有C、H、O三种元素
B.C8H18一定是纯净物
C.C8H18在光照条件下能与Cl2发生取代反应
D.C8H18分子中含有碳碳双键官能团
5.下列有关实验及装置均正确的是
A.图1所示装置可以制备
B.图2装有硝酸银溶液的试管中出现淡黄色沉淀,说明苯与溴发生了取代反应
C.图3装置可用于证明元素电负性强弱关系:N>C>Si
D.图4试管中通入少量的,发生的反应方程式为:+CO2+H2O+NaHCO3
6.下列烷烃沸点最高的是
A.2,2-二甲基丙烷 B.2-甲基丁烷 C.正戊烷 D.正丁烷
7.已知α()、β()分子式均为,下列说法正确的是
A.α的二氯代物一共有5种
B.β的所有碳原子共平面
C.1mol α的任一同分异构体最多能消耗3mol
D.γ()和α、β互为同分异构体
8.甲苯与苯相比较,下列叙述中不正确的是
A.常温下都是液体 B.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.都能在空气燃烧 D.都能发生取代反应
9.已知某有机物的分子式为C9H12,该有机物为苯的同系物,且苯环上只有一个取代基,下列说法正确的是
A.该有机物能发生加成反应,但不能发生取代反应
B.该有机物不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
C.该有机物分子中的所有原子不可能在同一平面上
D.该有机物的一溴代物一定有5种(不考虑立体异构)
10.利用下列装置能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验装置
实验目的
制溴苯并验证有HBr生成
蒸发溶液制备粉末
喷泉实验
实验室制氨气
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
11.现代化学工业中,有机原料的主要来源为石油的裂化、裂解、重整产物、部分已经学习过的反应如下。
(1)请写出反应①由乙烷制备溴乙烷的化学反应方程式 ;
(2)请写出反应②由乙烯制备乙醇的化学反应方程式 ;
(3)请写出反应③由苯制备硝基苯的化学反应方程式 。
12.甲烷的化学性质
(1)稳定性:甲烷性质稳定,不与 、 、 等物质反应。甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,也 使溴的四氯化碳溶液褪色。
(2)可燃性:纯净的甲烷在空气中安静的燃烧,火焰呈 色,放出大量的热。1mol甲烷在空气中完全燃烧生成液态水和二氧化碳,放出890kJ的热,甲烷燃烧的热化学方程式为: 。
(3)与氯气反应——取代反应
实验探究
①实验现象:
a.试管内气体颜色逐渐 ;
b.试管内壁有 出现;
c.试管内液面 ;
d.水槽中水溶液呈酸性。
②反应方程式:
CH4+Cl2 +
CH3Cl+Cl2 +
CH2Cl2+Cl2 +
CHCl3+Cl2 +
(4)取代反应的概念
有机化合物分子中的某种 被另一种 所 的反应叫取代反应。
(5)甲烷与Cl2取代产物的性质
化学式
CH3Cl
CH2Cl2
CHCl3
CCl4
常温状态
用途
—
—
有机溶剂、麻醉剂
有机溶剂
13.有机物的种类繁多,在日常生活中有重要的用途,回答下列问题:
(1)键线式表示的分子式 ;系统命名法名称是 。
(2)中含有的官能团的名称为 、 。
(3)水杨酸的结构简式为 ,下列关于水杨酸的叙述正确的是 。
A.与互为同系物
B.水杨酸分子中所有原子一定都在同一平面上
C.水杨酸既能表现出酚类物质性质,也可以表现出羧酸类物质性质
(4)某烃的结构式用键线式可表示为,若该烃与发生加成反应(反应物的物质的量之比为1∶1),则所得产物(不考虑顺反异构)有 种。
(5)写出甲苯与浓硝酸、浓硫酸共热时生成三硝基取代物的化学方程式 。
阅读短文,回答问题。
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请依据以上短文,判断下列说法是否正确。
14.快速生产合格的熔喷布体现着社会责任。
15.丙烯(CH3CH=CH2)是生产聚丙烯的原料,丙烯中的官能团是碳碳双键。
16.聚丙烯()是由碳氢两种元素组成的有机高分子化合物。
17.熔喷布的真菌菌落总数需控制在200CFU/g以下。
18.苯乙烯()是一种重要的化工原料。
(1)苯乙烯一定条件下可与氢气反应生成,该反应属于 。
(2)苯乙烯中官能团名称是 。
(3)苯乙烯在空气中燃烧时产生很多黑烟,黑烟中物质主要是 (填化学式)。将苯乙烯滴入到酸性KMnO4溶液中,溶液紫红色褪去,生成了Mn2+,说明苯乙烯具有 性。
19.有机物的种类繁多,在日常生活中有重要的用途,回答下列问题:
(1)键线式表示的分子式 ;系统命名法名称是 。
(2)中含有的官能团的名称为 、 。
(3)A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
①分子中所有原子在同一平面上的是 (填标号,下同) ;
②常温下含碳量最高的气态烃是 ;
③能够发生加成反应的烃是 ;
④写出C发生加聚反应的化学方程式: 。
⑤写出G发生硝化反应的化学方程式: 。
(4)下列关于有机物的说法正确的是 (填标号)
A. 属于芳香烃
B.1-丁烯和1,3-丁二烯互为同系物
C. 和二者互为同分异构体
D.除去甲烷中混有少量的乙烯气体,可将混合气体通入足量溴的四氣化碳溶液
E.可采用点燃并观察火焰的明亮程度及产生黑烟量的多少,鉴别甲烷、乙烯、乙炔
(5)某烃用键线式可表示为,若该烃与Br2发生加成反应(反应物的物质的量之比为1 : 1), 则所得产物(不考虑顺反异构)有 种。
20.按要求填空。
(1) 的系统命名为 。
(2)苯的二氯取代物有 种,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 (填“苯”或“甲苯”)。
(3)相对分子质量为114、一氯代物只有一种的链烃的结构简式为 。
(4)1分子某烷烃含有50个电子,该烃只能由一种结构的炔烃加氢得到,则该烷烃的键线式为 。
21.甲烷是天然气的主要成分,是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
A. B. C. D.
(1)甲烷的球棍模型是 ;
(2)甲烷与丙烷互为 ;
A.同位素 B.同素异形体 C.同系物 D.同分异构体。
(3)某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况,设计了以下实验。
[实验一]用如图所示装置,试管中是甲烷和氯气的混合气体,光照后观察实验现象,回答以下问题。
①该反应的反应类型为 。
②该反应的化学方程式为(只写第一步) 。
③该实验的实验现象为 、 、试管壁上出现油状液滴。
④若题目中甲烷与氯气体积之比为1∶1,则得到的产物为 (填字母,下同)。
A.、 B.、
C.、 D.、、、、
22.A~G是几种烃分子的球棍模型(如图),据此回答下列问题:
(1)其中含氢量最高的烃是(填对应字母) ;能够发生加成反应的烃有(填数字) 种;
(2)写出A失去一个氢原子形成的甲基的电子式 ;
(3)F与浓硝酸和浓硫酸的混酸共热至50℃~60℃发生反应的化学方程式为
(4)上述物质中互为同系物的是 或 (填对应字母)。
(5)D与等物质的量溴反应的化学方程式为 所得产物的名称为
23.Ⅰ.在下列各组物质中,找出合适的序号填在对应的空格内:
① NO2和N2O4 ② 12C和14C ③K和Ca ④甲烷和丙烷 ⑤红磷和白磷 ⑥异戊烷( )和新戊烷() ⑦
(1)互为同位素的是 。
(2) 互为同分异构体的是 。
(3) 互为同系物的是 。
(4) 为同一种物质的是 。
Ⅱ.(1)相对分子质量为72的链状烷烃,其分子式是 。若此有机物的一氯代物分子中有两个“-CH3”,两个“-CH2-”,一个“”和一个“-Cl”,它们的可能结构有4种,分别是:、、 、 。
(2) 写出乙烷和氯气在光照下反应生成一氯代物的化学反应方程式: ,此反应类型为 。
三、实验题
24.溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
苯
溴
溴苯
密度/g·cm-3
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑,在b中小心加入4 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白雾产生,是因为生成了 气体,继续滴加至液溴滴完。装置d中氢氧化钠溶液的作用是 。
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 。
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中可行的是 (填字母)。
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
25.实验室用下面(右图)装置制取少量溴苯,试填写下列空白。
(1)在烧瓶a中反应的化学方程式是 。
(2)长直导管b的作用:一是 ,二是 。
(3)分析导管c的下口能不能浸没于液面中?为什么?
(4)反应完毕后,向锥形瓶d中滴加AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成,
此现象说明这种获得溴苯的反应属于 (填有机反应类型)。
(5)反应完毕后,将烧瓶a中的液体倒入盛有冷水的烧杯里,可以观察到烧杯底部有褐色不溶于水的液体生成,这可能是因为 的缘故。获得纯净的溴苯所用的主要试剂是 。纯溴苯为 色液体,它的密度比水 (轻或重)。将溴苯和苯的混合物分离的操作是 。
(6)采用(左图)装置进行实验,比较两个实验,请指出(左图)的两个优点
、 。
26.某课外研究性学习小组用下图所示装置制备少量溴苯并验证溴与苯的反应是取代反应。
实验时,关闭F活塞,打开C活塞,在装有少量苯的三口烧瓶中由A口加入少量溴,再加入少量铁屑,塞住A口。回答下列问题:
(1)D试管内装的是 ,其作用是 。
(2)除去溴苯中混有的Br2杂质的试剂是 ,发生的化学方程式为 ,分离溴苯中的苯的方法是 。
(3)三口烧瓶中发生反应的化学方程式为: 。
(4)待三口烧瓶中的反应即将结束时(此时气体明显减少),打开活塞F,关闭C活塞,可以看到的现象是 。
参考答案:
1.A
【详解】A.CH4是正四面体结构,则没有同分异构体,A项错误;
B.丙烯含有碳碳双键,能与发生加成反应而使溴水褪色,B项正确;
C.戊醇中含有羟基,C项正确;
D.苯分子中6个碳碳键完全相同,D项正确;
故答案为:A。
2.D
【详解】A.乙烯与溴水中Br2发生加成反应生成1,2二溴乙烷,乙烷不反应,经洗气干燥后可得纯净乙烷,A正确;
B.溴与NaOH溶液反应生成易溶于水的溴化钠和次溴酸钠,然后分液可达目的,B正确;
C.生石灰与水反应生成Ca(OH)2,后蒸馏可得无水乙醇,C正确;
D.乙醇与苯互溶,利用分液法无法实现分离,D错误;
故选D。
3.C
【详解】A.苯分子中的氢原子被烷烃基取代得到的一系列有机物是苯的同系物,只有X(甲苯)是苯的同系物,Y和Z的分子中无苯环,不可能是苯的同系物,A错误;
B.X含有苯环,Z含有3个碳碳双键,X、Z分子中的碳原子均处于同一平面,Y分子中含有3个饱和碳原子,碳原子不可能均处于同一平面,B错误;
C.X是甲苯,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,Y、Z分子中都有碳碳双键,故三者均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.1molY与足量溴的四氯化碳溶液反应最多消耗2mol Br2,X分子中没有碳碳双键,不与溴的四氯化碳溶液反应,D错误;
故本题选C。
4.C
【详解】A.汽油的主要成分为含碳原子数为5~11的烃,仅含有C、H两种元素,A错误;
B.C8H18存在多种同分异构体,所以C8H18可能是混合物,B错误;
C.C8H18与CH4是同系物,性质相似,在光照条件下能与Cl2发生取代反应,C正确;
D.C8H18是饱和烃,不存在碳碳双键,D错误;
答案选C。
5.D
【详解】A.乙炔的制取是用碳化钙和饱和食盐水反应制取,但由于碳化钙接触水后立即变为糊状,不再是块状固体,故不能用启普发生器,选项A错误;
B.溴易挥发,进入硝酸银溶液的溴与水反应也能生成HBr,与硝酸银反应产生淡黄色沉淀,干扰检验,不能说明苯与溴发生了取代反应,选项B错误;
C.稀硝酸易挥发,反应产生的二氧化碳中也可能含有HNO3,从而使硅酸钠产生白色沉淀硅酸,干扰检验,选项C错误;
D.碳酸与苯酚钠反应生成苯酚和碳酸氢钠,溶液变浑浊,选项D正确;
答案选D。
6.C
【详解】根据烃沸点规律分析,碳原子数越多,沸点越高,相同碳原子的烃,支链越多沸点越低。前三个物质都含有五个碳原子,D选项为四个碳原子,在五个碳原子的物质中,正戊烷没有支链,所以沸点最高。
故选C。
7.D
【详解】A.的二氯代物有邻、间、对共3种,A错误;
B.中连接单键的碳原子与相连的三个碳原子和一个氢原子构成四面体型,四个碳原子不可能同面,故所有碳原子不可能共平面,B错误;
C.的不饱和度为4,若其同分异构体是链烃,如:,则1mol能消耗4mol ,C错误;
D.的分子式为C6H6,结构与α、β不同,则三者互为同分异构体,D正确;
故选D。
8.B
【详解】甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不正确的选B。
9.C
【详解】A.根据有机物分子式,结合其是苯的同系物,可知该有机物的结构简式为或,苯环可以和H2发生加成反应,在光照条件下可发生侧链上的取代反应,A错误;
B.该有机物的苯环侧链上与苯环连接的C原子上含有H原子,因此可以被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色;该有机物可萃取溴水中的溴而使溴水褪色,B错误;
C.该有机物分子中含有饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子上所有原子不可能共面,C正确;
D.有6种一溴代物;有5种一溴代物,D错误;
故合理选项是C。
10.C
【详解】A.挥发的溴和水反应生成HBr,HBr和硝酸银溶液反应生成溴化银淡黄色沉淀,挥发的溴干扰HBr的检验,不能实现实验目的,故A错误;
B.硫酸铜溶液中铜离子发生水解反应,加热促进水解,蒸发硫酸铜溶液不能制得硫酸铜粉末,故B错误;
C.二氧化碳是酸性气体,能与NaOH溶液反应生成碳酸钠,气体减少压强变小,会形成喷泉,故C正确;
D.氨气的密度比空气小,应采取向下排空气法,故D错误;
故选:C。
11. CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr CH2=CH2+H2OCH3CH2OH +HNO3+H2O
【详解】(1)乙烷是取代反应,化学反应方程式为CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr,故答案为:CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr;
(2)由乙烯制备乙醇是加成反应,化学反应方程式为;CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,故答案为:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
(3)由苯制备硝基苯是取代反应,化学反应方程式+HNO3+H2O,故答案为:+HNO3+H2O。
12.(1) 强酸 强碱 KMnO4 不能
(2) 蓝色 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
(3) 变浅 油状液体 上升 CH3Cl HCl CH2Cl2 HCl CHCl3 HCl CCl4 HCl
(4) 原子(或原子团) 原子(或原子团) 取代
(5) 气态 液态 液态 液态
【解析】(1)
甲烷化学性质稳定,不与酸、碱、KMnO4等物质反应。甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不和溴的四氯化碳反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色;
(2)
甲烷可以燃烧,纯净的甲烷在空气中安静的燃烧,火焰呈蓝色,放出大量的热,1mol甲烷在空气中完全燃烧生成液态水和二氧化碳,放出890kJ的热,放热反应焓变为负值,甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1;
(3)
①a.氯气和甲烷发生取代反应,氯气浓度降低,试管内气体颜色逐渐变浅;
b.氯气和甲烷发生取代反应,取代产物二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是难溶于水的液体,所以试管内壁有油状液体出现;
c.甲烷和氯气反应生成多种氯代甲烷和氯化氢,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是难溶于水的液体,氯化氢易溶于水,所以气体减少,试管内液面上升;
d.水槽中水溶液呈酸性;
②甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应;
反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl;
CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl ;
CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl ;
CHCl3+Cl2 CCl4+HCl ;
(4)
有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应叫取代反应;
(5)
常温状态下,CH3Cl呈气态;常温状态下,CH2Cl2呈液态、CHCl3呈液态、CCl4呈液态。
13.(1) C6H14 2-甲基戊烷
(2) 羟基 酯基
(3)C
(4)4
(5)+3HNO3+3H2O
【详解】(1)键线式 表示的有机物为(CH3)2CHCH2CH2CH3,分子式C6H14;根据系统命名法,主链有5个碳原子,2号碳原子上有1个甲基,名称是2-甲基戊烷;
(2)中含有的官能团的名称为羟基、酯基;
(3)A.含有酚羟基,含有醇羟基,不是同系物,故A错误;
B.单键可以旋转,分子中羟基、羧基中的H原子可能不在苯环决定的平面上,故B错误;
C.分子中含有酚羟基、羧基,既能表现出酚类物质性质,也可以表现出羧酸类物质性质,故C正确;
选C。
(4)某烃的结构式用键线式可表示为,若该烃与发生加成反应(反应物的物质的量之比为1∶1),则所得产物有、、、,共4种。
(5)甲苯与浓硝酸、浓硫酸共热时生成2,4,6-三硝基甲苯和水,化学方程式为+3HNO3+3H2O。
14.正确 15.正确 16.正确 17.错误
【解析】14.快速生产合格的熔喷布体现着社会责任,故答案是正确
15.丙烯属于烯烃,烯烃的官能团是碳碳双键,因此答案是正确
16.丙烯发生加聚反应得到聚丙烯,故聚丙烯为由碳氢两种元素组成的有机高分子化合物,因此答案是正确
17.由信息知:细菌菌落总数不得超过200CFU/g、真菌菌落总数不得超过100CFU/g,因此答案是错误
18. 加成反应 碳碳双键 C 还原
【详解】(1)+H2 ,从反应方程式看,碳碳双键与氢气加成转化为碳碳单键,所以该反应属于加成反应。答案为:加成反应;
(2)苯乙烯中官能团为,名称是碳碳双键。答案为:碳碳双键;
(3)由于苯乙烯的含碳量大,在空气中燃烧不充分,从而生成碳,会产生很多黑烟,黑烟中物质主要是C。将苯乙烯滴入到酸性KMnO4溶液中,溶液紫红色褪去,生成了Mn2+,则KMnO4表现氧化性,从而说明苯乙烯具有还原性。答案为:C;还原。
19.(1) C6H14 2-甲基戊烷
(2) 羟基 酯基
(3) CDF D CDFG nCH2=CH2 +3HNO3+3H2O
(4)DE
(5)4
【详解】(1)该键线式表示的有机物为(CH3)2CHCH2CH2CH3,分子式C6H14;根据系统命名法,主链有5个碳原子, 2号碳原子上有1个甲基,名称是2-甲基戊烷;
(2)根据结构简式可知,其中含有的官能团的名称为羟基、酯基;
(3)由图示有机物的球棍模型可知:A为甲烷、B为乙烷、C为乙烯、D为乙炔、E为丙烷、F为苯、G为甲苯,
①分子中所有原子在同一平面上的是乙烯、乙炔、苯,答案为:CDF;
②常温下含碳量最高的气态烃是乙炔,答案为:D;
③能够发生加成反应的烃是,乙烯、乙炔、苯和甲苯,答案为:CDFG;
④C为乙烯,发生加聚反应生成聚乙烯,方程式为:nCH2=CH2;
⑤G为甲苯,发生硝化反应的方程式为:+3HNO3+3H2O;
(4)A. 中含有氧元素,不属于烃,A错误;
B.1-丁烯和1,3-丁二烯前者含有一个碳碳双键,后者含有含有两个碳碳双键,不符合同系物定义,不是同系物,B错误;
C.和 都是二溴甲烷,为同一种物质,C错误;
D.乙烯可以和溴发生加成反应,从而除去乙烯,D正确;
E.甲烷、乙烯、乙炔三种气体的含碳量不同,点燃,观察火焰明亮程度及产生黑烟量的多少,可以鉴别,E正确;
故选DE;
(5)由结构可知,含4个碳碳双键,且结构对称,反应物的物质的量之比为1: 1, 若只有1个双键与溴发生加成反应,则产物有2种;若2个双键发生1, 4加成,1个侧链和1个环上时有1种,2个均在环上有1种,共4种。
20.(1)3,3,4-三甲基己烷
(2) 3 甲苯
(3)
(4) 或
【详解】(1)主链有6个C名己烷,在3,3,4位置有三个甲基,系统命名为3,3,4-三甲基己烷。
(2)苯的二氯取代物有邻位、间位和对位三种,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是与苯环相连碳原子上含有氢,选甲苯。
(3)相对分子质量为114,常见的链烃有烷烃、烯烃和炔烃,根据可知,该有机物为烷烃,其分子式为C8H18,一氯代物只有一种的链烃,说明该有机物分子中的氢原子位置只有1种,满足该条件的结构简式为:(CH3)3CC(CH3)3,该有机物主链为丁烷,在2、3号C各含有2个甲基,该有机物的名称为: 2,2,3,3-四甲基丁烷。
(4)某烃1分子含有50个电子,该烃只能由一种结构的炔烃加氢得到,该有机物可能为烷烃或烯烃,通式为: CnH2n或CnH2n+2,分子中含有的电子为:①6n+2n =50或②6n +2n +2=50,根据①可得:(舍弃),根据②可得n=6,所以该有机物为烷烃,分子式为:C6H14,该烃只能由一种结构的炔烃加氢获得,即:向该烷烃的碳架中添加碳碳三键,只有一种添法,满足条件的烷烃的结构简式为:CH3CH2C(CH3)3或CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,改写成键线式为: 或 。
21. C C 取代反应 CH4+Cl2CH3Cl+HCl 量筒内液面上升 黄绿色褪去 D
【详解】
(1)甲烷的球棍模型是有球有棍的模型,C符合,所以答案选C。
(2)甲烷与丙烷结构相似,分子式相差2个CH2,互为同系物,答案选C。
(3)①甲烷与氯气光照发生取代反应,所以该反应的反应类型为取代反应。
②该反应的第一步为:。
③该实验氯气被消耗,生成了难溶于水的有机物,气体总物质的量减少,所以实验现象为:量筒内液面上升、黄绿色褪去、试管壁上出现油状液滴。
④该取代反应四种有机产物、、、和无机物HCl均会产生,与反应物投料比无关,所以答案为D。
22. A 4 +HNO3+H2O ABE FG CH≡CH+Br2CHBr=CHBr 1,2-二溴乙烯
【详解】根据图示结构可知:A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为乙炔,E为丙烷,F为苯,G为甲苯。
(1)常温下,分子中含有碳原子个数不大于4的烃为气态烃,根据其球棍模型判断,分子中含有碳氢原子个数比最小即为含氢量最高的,所以含氢量最大的是甲烷,故合理选项是A;
含有碳碳双键、碳碳三键或苯环的烃能发生加成反应,则上述物质中的乙烯、乙炔、苯和甲苯都能发生加成反应,所以能发生加成反应物质是4种;
(2)A为甲烷,分子式是CH4,甲烷失去1个H原子后得到的物质是甲基,电子式为:;
(3)F是苯,苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应产生硝基苯和水,反应方程式为:+HNO3+H2O;
(4)甲烷、乙烷、丙烷分子式都符合CnH2n+2,三种物质结构相似,在分子组成上依次相差1个CH2原子团,它们互为同系物,物质代号是ABE;
苯、甲苯分子式都符合CnH2n-6,结构相似,在分子组成上相差1个CH2原子团,二者互为同系物,故物质代号是FG;
(5)D是乙炔,结构简式是HC≡CH,与等物质的量的溴发生加成反应产生CHBr=CHBr,该物质名称为1,2-二溴乙烯,该反应的化学方程式为:CH≡CH+Br2CHBr=CHBr。
23. ② ⑥ ④ ⑦ C5H12 CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl 取代反应
【详解】Ⅰ.① NO2和N2O4为不同物质;
②12C和14C质子数相同,中子数不同,互为同位素;
③K和Ca为质量数相同的不同原子;
④甲烷和丙烷结构相似,分子组成相差2个CH2原子团,互为同系物;
⑤红磷和白磷为同种元素形成的不同单质,互为同素异形体;
⑥异戊烷和新戊烷分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
⑦ 为同一物质;
(1)互为同位素的是②;
(2)互为同分异构体的是⑥;
(3)互为同系物的是④;
(4)为同一种物质的是⑦;
Ⅱ.(1)烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为72的链状烷烃,即12n+2n+2=72,n=5,分子式为C5H12;此有机物的一氯代物分子中有两个“-CH3”,两个“-CH2-”,一个“”和一个“-Cl”,同分异构体有、、、;
(2) 乙烷和氯气在光照下发生取代反应可生成一氯乙烷和HCl,化学反应方程式CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl。
24. 溴化氢 吸收溴化氢和挥发的溴单质 除去溴苯中的溴 干燥溴苯 苯 C
【分析】在铁作催化剂作用下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯和HBr,液溴沸点低、易挥发,反应生成的HBr气体中混有挥发出的Br2,实验时用氢氧化钠溶液吸收HBr和未反应的Br2;向反应后的溶液中加水洗涤,过滤除去铁;滤液经水、氢氧化钠溶液、水依次洗涤后,分液得到粗苯;粗苯经干燥、蒸馏得到溴苯,据此回答;
【详解】(1)在铁做催化剂作用下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯和HBr,极易溶于水的HBr与水蒸气结合得到氢溴酸小液滴,有白色烟雾产生;苯与溴的取代反应是放热反应,液溴沸点低,易挥发,反应生成的HBr气体中混有挥发出的Br2,装置d中氢氧化钠溶液的作用是吸收HBr和未反应的Br2,防止污染大气,装置d中倒置漏斗的作用是防倒吸和处理尾气,故答案为:溴化氢;吸收溴化氢和挥发的溴单质;
(2)②过滤除去铁屑的滤液中含有溴苯、溴化铁、HBr和未反应的苯和液溴,先用水洗涤,分液除去溶于水的溴化铁和少量溴,除去氯化铁后再用NaOH溶液洗涤,把未反应的液溴转化为易溶于水的溴化钠和次溴酸钠分液除去,最后用水洗,除去氢氧化钠溶液,分液得到含有水分的粗溴苯,故答案为:除去溴苯中的溴;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,无水氯化钙能除去粗溴苯中的水,达到干燥粗溴苯的目的干燥,故答案为:干燥溴苯;
(3)经洗涤、干燥后的粗溴苯中还含有未反应的苯,可利用苯和溴苯存在沸点差异,用蒸馏的方法除去溴苯中的苯,故答案为:苯;C。
【点睛】溴在水中溶解度不大,除去氯化铁后再用NaOH溶液洗涤,把未反应的液溴转化为易溶于水的溴化钠和次溴酸钠除去,最后用水洗,除去氢氧化钠溶液是分析解答的难点。
25.(1)C6H6 + Br2 → C6H5 Br + HBr
(2) 导气 冷凝和回流
(3)不能,因为生成的溴化氢极易溶于水,造成锥形瓶内的液体倒吸入烧瓶
(4)取代反应
(5) 多余的液溴溶于溴苯 NaOH溶液 无 重 (轻或重)。
(6) 有尾气处理 充分冷凝、回流
【分析】苯和液溴反应生成溴苯和溴化氢,溴化氢气体极易溶于水,通过导管进入到锥形瓶中被水吸收,可以用硝酸银检验其存在,苯和溴都能变成气体,通过冷凝管进行冷凝回流。溴苯中溶解溴和苯,应用氢氧化钠除去溴,溴苯和苯利用沸点不同进行蒸馏提纯,据此解答。
【详解】(1)苯和溴反应生成溴苯和溴化氢,方程式为:C6H6 + Br2 → C6H5 Br + HBr。
(2)长直导管的作用是可以导气也可以冷凝和回流。
(3)导管c的下口不能浸没液面中,因为生成的溴化氢极易溶于水,造成锥形瓶内的液体倒吸入烧瓶。
(4)锥形瓶中有淡黄色的沉淀生成,说明反应生成了溴化氢,反应为取代反应。
(5)反应后还有溴单质,多余的液溴溶于溴苯使溴苯显示褐色。除去溴应用NaOH溶液,得到的纯净的溴苯为无色液体,密度比水重。因为苯和溴苯的沸点不同,所以可以用蒸馏方法。
(6)左图最后连接碱石灰,可以吸收尾气。连接的冷凝管,可以使物质充分冷凝、回流。
26.(1) CCl4 除去HBr中的Br2
(2) 氢氧化钠溶液 2NaOH+Br2=NaBr+ NaBrO+H2O 蒸馏
(3)2Fe+3Br2=2FeBr3、 +Br2+HBr
(4)水倒吸入三颈烧瓶中,三颈烧瓶中液体出现分层现象
【分析】三口烧瓶中溴和铁反应生成溴化铁,苯和溴在溴化铁的催化作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,D中用CCl4除去HBr中的Br2,E中用硝酸银溶液检验HBr气体,烧杯中的氢氧化钠溶液吸收尾气;
【详解】(1)三口烧瓶中产生HBr中含有Br2蒸气,HBr、Br2都能与硝酸银溶液反应生成淡黄色溴化银沉淀,为检验HBr生成,D试管内装CCl4除去HBr中的Br2;
(2)溴能与氢氧化钠溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠,除去溴苯中混有的Br2杂质的试剂是氢氧化钠溶液,发生的化学方程式为2NaOH+Br2=NaBr+ NaBrO+H2O;苯和溴苯是互溶的液体,根据沸点不同,用蒸馏法分离溴苯中的苯。
(3)三口烧瓶中溴和铁反应生成溴化铁,苯和溴在溴化铁的催化作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,发生反应的化学方程式为2Fe+3Br2=2FeBr3、 +Br2+HBr;
(4)HBr溶于水易倒吸,溴苯难溶于水。三口烧瓶中的反应即将结束时(此时气体明显减少),打开活塞F,关闭C活塞,可以看到的现象是水倒吸入三颈烧瓶中,三颈烧瓶中液体出现分层现象。
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