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【化学】吉林省蛟河高级中学2018-2019学年高二下学期第一次月考(解析版) 试卷
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吉林省蛟河高级中学2018-2019学年高二下学期第一次月考
1.目前已知化合物中数量、品种最多的是碳的化合物,下列关于其原因的叙述中不正确的是( )
A. 碳原子之间,碳原子与其他原子(如氢原子)之间都可以形成4个共价键
B. 碳原子性质活泼,可以与多数非金属元素原子形成共价键
C. 碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成双键和三键
D. 多个碳原子可以形成长度不同的链及环,且链、环之间又可以相互结合
【答案】B
【解析】
A、碳原子最外层有4个电子,有机物中碳原子以4个共价键的形式存在,故A说法正确;B、碳原子最外层有4个电子,不易得到,也不易失去,性质不活泼,故B说法错误;C、如烷烃中碳原子以单键形式存在,乙烯中碳碳以双键的形式存在,乙炔中碳碳以叁键的形式存在,故C说法正确;D、有机物中的碳原子可以形成链状,也可以形成环状,也可以链状与环状相结合,故D说法正确。
2.下列官能团名称与对应结构简式书写错误的是
A. 羰基: B. 羧基:-COOH
C. 醛基:-COH D. 氨基:-NH2
【答案】C
【解析】
【详解】A项、羰基对应的结构简式为: ,A正确;
B项、羧基对应的结构简式为:-COOH,结构式为:,B正确;
C项、醛基对应的结构简式为:-CHO,结构式为: ,C错误;
D项、氨基对应的结构简式为:-NH2,D正确;
故本题选C。
3.下列物质分离提纯的方法不正确的是( )
A. 提纯工业乙醇(含甲醇、水等杂质)的装置:③
B. 提纯粗苯甲酸选择装置:②①
C. 提纯粗苯甲酸三个步骤:加热溶解、趁热过滤、冷却结晶
D. 苯中混有少量苯酚选择装置:④
【答案】C
【解析】
【分析】
A.酒精与水、甲醇的沸点不同;
B.苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大;
C.苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大;
D.苯与氢氧化钠不反应,苯酚与氢氧化钠反应。
【详解】A.酒精与水、甲醇的沸点不同,可用蒸馏的方法分离,必要时可加入氧化钙固体,选装置③,选项A正确;
B.苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大,可在加热的条件下将含有泥沙的苯甲酸溶于水,然后趁热过滤除去泥沙,选择装置:②①,选项B正确;
C.提纯含杂质的粗苯甲酸,因苯甲酸的溶解度随着温度的升高而升高,加热溶解后趁热过滤除去泥沙,缓慢降温会使其析出颗粒较大的晶体,所以常采用重结晶法的方法来提纯苯甲酸,需要加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、滤出晶体、洗涤晶体等操作提纯苯甲酸,选项C错误;
D.苯中混有少量苯酚可加入氢氧化钠溶液反应后分液,选择装置,可用分液的方法分离,选项D正确。
答案选C。
【点睛】本题考查物质的分离、提纯,侧重于混合物的分离与提纯方法的应用能力的考查,注意根据物质的性质的差异选择合适的分离方法。
4.对下列各组物质关系的描述中不正确的是
A. O2和O3互为同素异形体
B. 、和互为同位素
C. CH2=CH2和环丁烷互为同系物
D. 和互为同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A、氧气和臭氧均是O元素形成的不同种单质,互为同素异形体,选项A正确;B、1H、2H和3H均是H元素形成的不同种原子,互为同位素,选项B正确;C、CH2═CH2和环丁烷,结构不相似,前者为烯烃,后者为环烷烃,不是同系物,选项C错误;D、 和分子式相同,结构不同,属于同分异构体,选项D正确,答案选C。
5.下列物质中沸点最高的是
A. CH3(CH2)3CH3 B. CH3(CH2)2CH3
C. (CH3)3CH D. (CH3)2CHCH2CH3
【答案】A
【解析】
【分析】
对应烃类物质,烃的相对分子质量越大,沸点越高.
【详解】四种烷烃中AD为5个碳原子,碳原子最多,A是直链,D有支链,BC只有4个碳原子,相对分子量小,故A沸点最高,故选A。
6.下列说法错误的是
A. 水可以用来鉴别苯和溴苯
B. C4H9C1有四种同分异构体
C. 2-甲基丙烷与异丁烷互为同系物
D. 等物质的量的乙烯和乙醇完全燃烧的耗氧量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯的密度比水小,溴苯的密度比水大,故可以用水来鉴别苯和溴苯,故A正确;
B.C4H10有CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3)CH3两种结构,分别含2种不同化学环境的H原子,则C4H9C1有四种同分异构体,故B正确;
C.2-甲基丙烷与异丁烷就是一个物质,前者是系统命名法,后者是习惯命名法,故C错误;
D.若物质的量均为1mol,乙烯和乙醇完全燃烧消耗氧气均为3mol,故等物质的量的乙烯和乙醇完全燃烧的耗氧量相等,故D正确。
故选C。
7.下列有关化学用语表示正确的是
A. 乙烯的结构简式:CH2CH2 B. 一氯甲烷的电子式:
C. 丙烷分子的球棍模型示意图: D. 丙烯的键线式:
【答案】C
【解析】
【详解】A项、乙烯的结构简式为:,A错误;
B项、一氯甲烷的电子式:,B错误;
C项、球棍模型中,棍表示化学键,球表示原子,丙烷的结构式为:,则丙烷分子的球棍模型示意图:,C正确;
D项、键线式中所有拐点和端点都有一个碳原子,丙烯有3个碳原子,丙烯的结构式为,故其键线式为,D错误。
故本题选C。
8.C4H10 的一氯取代物共有几种沸点不同的产物。( )
A. 3 B. 4 C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】
先写出符合该物质分子式的所有的同分异构体,然后用对称的思维看每种结构中含有的氢原子的种类数,同分异构体种类数与每种同分异构体中含有的氢原子种类数目的乘积就是符合该物质分子式的所有的一氯代物的种类数目。
【详解】C4H10有CH3CH2CH2CH3、两种不同结构,每种结构都有2种不同位置的H原子,它们被取代,就得到一种一氯取代物,所以共有2×2=4种,故合理选项是B。
9.由A、B两种烃组成的混合物,当混合物总质量一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A、B两种烃有下面几种说法:①互为同分异构体;②互为同系物;③具有相同的最简式;④两种烃中碳的质量分数相同。一定正确的结论是
A. ①②③④ B. ①③④ C. ②③④ D. ③④
【答案】B
【解析】
【分析】
由A、B两种烃组成的混合物,当混合物质量一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量,则A、B两种烃的最简式相同。
【详解】①A、B互为同分异构体,分子式,最简式也一定相同,故①正确;
②互为同系物的烃最简式不一定相同,如烷烃,故②错误;
③A、B两种烃的最简式相同,混合物质量一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量,故③正确;
④烃中碳的质量分数相同,氢的质量分数也必然相同,因此二者的最简式相同,故④正确。符合要求的是①③④,故合理选项是B。
【点睛】本题考查烃燃烧耗氧量的计算,注意对耗氧量规律的理解与运用是本题解答的关键。
10.无论以何种比例混合的10mL混和气,在50mL的氧气中燃烧生成CO2和液态的H2O,燃烧后所得气体的体积为35mL,则该混合物可能为
A. C3H6 C4H6 B. C2H6 C3H6
C. C2H4 C3H8 D. C2H2 C2H6
【答案】B
【解析】
【分析】
气态烃类物质碳原子个数一般小于4,令烃的分子式为CxHy,写出其燃烧方程式,利用反应前后的体积差计算分析、判断。
【详解】因为气态烃的碳原子个数一般小于,假设烃分子式为CxHy,烃在氧气中燃烧生成CO2和液态的H2O,说明烃完全燃烧,或恰好反应,或氧气过量。用体积差计算。
CxHy+(x+y/4)O2xCO2+ y/2H2O 气体体积减小△V
1 x+y/4 x 1+y/4
10mL (10+50)mL-35mL=25mL
10mL:25mL=1:(1+y/4),解得y=6 。由于x+y/4<5,所以x<3.5,因此只能是x=2或x=3。故为乙烷或丙烯,选项B符合题意。
【点睛】本题考查有机物分子式确定,为高频考点,根据原子守恒、运用体积差的计算方法解答,本题需要学生具备学生一定的分析和解决问题的能力。
11.下列有机物命名正确的是
A. 1,3-二甲基丁烷
B. 2-羟基丙烷
C. 3-乙基-1,3-丁二烯
D. 对硝基甲苯
【答案】D
【解析】
【详解】A. 名称为:2-甲基戊烷,故A错误;
B. 名称为: 2-丙醇,故B错误;
C. 名称为:2-乙基-1,3-丁二烯,故C错误;
D. 名称为:对硝基甲苯,故D正确;
本题答案为D。
【点睛】系统命名法编号时,应从距官能团最近的一端开始,若无官能团应从距支链最近的一端开始,命名时要把握数字有小到大,取代基由简到繁的原则。
12. 某烯烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,则该烯烃的名称是
A. 2,2-二甲基-3-丁烯 B. 2,2-二甲基-2-丁烯
C. 2,2-二甲基-1-丁烯 D. 3,3-二甲基-1-丁烯
【答案】D
【解析】
烯烃加氢得到烷烃,则烷烃分子中相邻碳原子上各去掉1个氢原子,则变成相应的烯烃。根据烷烃的结构简式可知,该烯烃只能是选项D。A中名称不正确,BC中烯烃不存在,答案选D。
13.下列说法不正确的是
①CH3−CH=CH2和CH2=CH2的最简式相同②CH≡CH和C6H6含碳量相同
③丁二烯和丁烯为同系物④正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低
⑤在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机化合物一定是烃
⑥能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是核磁共振谱法。
A. ①和⑤ B. ②和③ C. ③⑤和⑥ D. ④和⑥
【答案】C
【解析】
【分析】
①最简式指用元素符号表示化合物分子中各元素的原子个数比的最简关系式;
②烃的最简式相同,则含碳量相同;
③同系物指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质;
④同分异构体的支链越多,沸点越低;
⑤烃和烃的含氧衍生物在氧气中燃烧都是生成二氧化碳和水;
⑥测定相对分子质量的物理方法是质谱法.
【详解】①CH3−CH=CH2和CH2=CH2的最简式都是CH2,则最简式相同,故①正确;
②CH≡CH和C6H6的最简式相同(CH),所以含碳量相同,故②正确;
③丁二烯中含有2个碳碳双键,丁烯中只有一个碳碳双键,所以二者结构不同,不是同系物,故③错误;
④同分异构体的支链越多,沸点越低,所以正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低,故④正确;
⑤烃和烃的含氧衍生物在氧气中燃烧都是生成二氧化碳和水,则在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机化合物不一定是烃,可能是含氧衍生物,如乙醇燃烧生成二氧化碳和水,故⑤错误;
⑥测定相对分子质量的物理方法是质谱法,核磁共振谱法是测定分子结构的方法,故⑥错误。
答案选C。
14.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中错误的有( )
A. 由红外光谱可知,该有机物中至少含有三种不同的化学键
B. 由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
C. 若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3—O—CH3
D. 仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
【答案】C
【解析】
【详解】A项,该有机物中至少有C-H键、O-H键、C-O键三种键,故A项正确;
B项,核磁共振氢谱的峰的个数代表不同氢原子的个数,图中有三个峰,所以有三种不同的氢原子,故B项正确;
C项,由未知物A的红外光谱可以看出,A里有O-H键,所以肯定含有羟基,其结构简式为CH3CH2OH,故C项错误;
D项,核磁共振氢谱只可以得到氢原子的种类及其比值,无法得到氢原子总数,故D项正确。
综上所述,本题选C。
15.有0.2 mol某有机物和0.5 mol氧气在一密闭容器中燃烧得产物为CO2、CO、H2O(气)。 产物依次通过浓硫酸时,浓硫酸的质量增加了 10.8 g;再通过灼热的氧化铜时,氧化铜的质量减轻了 3.2 g;又通过碱石灰时,碱石灰的质量增加了17.6 g。该有机物的分子式是
A. C2H4 B. C2H6O2 C. C2H6O D. C3H6O3
【答案】C
【解析】
【详解】由于浓硫酸吸收燃烧产物中的水蒸气,所以燃烧产物中水蒸气的物质的量:n(H2O)==0.6mol;燃烧产物中CO还原氧化铜,由反应方程式CO+CuOCO2+Cu可知,参加反应的CO、氧化铜失去的氧原子、生成的CO2三者物质的量之比为1:1:1,氧化铜中失去的氧原子物质的量为==0.2mol,所以燃烧产物中CO有0.2mol,这些CO还原氧化铜时生成的CO2为0.2mol;另由题意知碱石灰只吸收CO2,吸收CO2的总质量为17.6g,则原燃烧产物中CO2的物质的量n(CO2)=-0.2mol=0.2mol。根据化学反应过程中元素守恒,0.2mol该有机物中含有碳、氢、氧原子物质的量分别为:n(C)=n(CO)+n(CO2)=0.4mol,n(H)=2·n(H2O)=2×0.6mol=1.2mol,n(O)=[2·n(CO2)+n(CO)+n(H2O)]-2·n(O2)=(2×0.2mol+0.2mol+0.6mol) -2×0.5mol=0.2mol。则1分子该有机物中含有碳、氢、氧原子个数分别为:N(C)= =2,N(H)= =6,N(O)= =1,所以该有机物的分子式为C2H6O,答案选C。
16. X、Y两种有机物的分子式不同,但均含有C、H或C、H、O,将X、Y以任意比例混合 只要物质的量之和不变,完全燃烧时所消耗的氧气量和生成水的物质的量也分别不变则下列有关判断正确的是:( )
A. X、Y分子式中氢原子数不一定要相同,碳原子数必定不同
B. 若X为,则相对分子质量最小的Y是甲醇
C. 若X为,则相对分子质量最小的Y是乙二醇
D. X、Y的化学式应含有相同的氢原子数,且相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子(n为正整数)
【答案】D
【解析】
试题分析:有机物完全燃烧生成的是二氧化碳与水,一个碳原子要结合两个氧原子,当相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子因此D选项是正确的。
考点:考查有机物燃耗的相关知识点。
17.有下列几组物质,请将序号填入下列空格内:
A. CH2=CHCOOH和油酸 B.12C60和石墨 C.和 D.35Cl和37Cl E.乙醇和乙二醇
(1)互为同位素的是________;
(2)互为同系物的是________;
(3)互为同素异形体的是________;
(4)互为同分异构体的是________;
(5)既不是同系物,又不是同分异体,也不是同素异形体,但可看成是同一类物质的是________。
【答案】 (1). D (2). A (3). B (4). C (5). E
【解析】
【分析】
对同系物、同分异构体、同素异形体,同位素及同种物质的判断,应围绕其定义要点,适用范围来进行。
【详解】A、CH2=CHCOOH和油酸结构相似,分子组成上相差15个CH2原子团,故互为同系物;B、 12C60和石墨都是由碳元素组成的不同单质,故互为同素异形体;C、和分子式相同,但结构不同,故互为同分异构体;D、35Cl和37Cl两原子质子数相同,中子数不同,故互为同位素;E、乙醇和乙二醇都属于醇类。
综上,(1).互为同位素的是D;(2).互为同系物的是A;(3).互为同素异形体的是B;(4).互为同分异构体的是C;(5).既不是同系物,又不是同分异体,也不是同素异形体,但可看成是同一类物质的是E。
18.用系统命法写出下列物质名称或结构简式
(1)__________;
(2)____________;
(3)___________;
(4)____________;
(5)2,6-二甲基-4-乙基辛烷_______;
(6)2-甲基-1-戊烯____________;
(7)3-甲基-1-丁炔:___________________。
【答案】 (1). 2-甲基戊烷 (2). 2,3-二甲基-1-丁烯 (3). 1,2-二溴乙烷 (4). 乙苯 (5). (6). (7). CH≡CCH(CH3)2
【解析】
【分析】
根据有机物的属类、有机物系统命名法的要求以及有机物的结构简式逐一分析解答。
【详解】(1)有机物属于烷烃,主链含有5个碳原子,一个甲基作支链,名称是2-甲基戊烷;
(2)有机物属于烯烃,主链含有4个碳原子,2个甲基作支链,名称是2,3-二甲基-1-丁烯;
(3)有机物属于卤代烃,含有2个溴原子,名称是1,2-二溴乙烷;
(4)有机物属于苯的同系物,1个乙基与苯环相连,名称是乙苯;
(5)2,6-二甲基-4-乙基辛烷的结构简式为;
(6)2-甲基-1-戊烯的结构简式为;
(7)3-甲基-1-丁炔的结构简式为CH≡CCH(CH3)2。
19.(1)研究有机物的方法有很多,常用的有①核磁共振氢谱②蒸馏③重结晶④萃取⑤红外光谱⑥过滤,其中用于分子结构确定的有____(填序号)。
(2)下列物质中,其核磁共振氢谱中只有一个吸收峰的是____(填字母)。
A.CH3CH3 B.CH3COOH
C.CH3COOCH3 D.CH3OCH3
(3)某含碳、氢、氧三种元素的有机物,经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%,氢的质量分数是13.51%,则其实验式是________。如图是该有机物的质谱图,则其相对分子质量为______,分子式为________。
【答案】 (1). ①⑤ (2). AD (3). C4H10O (4). 74 (5). C4H10O
【解析】
【详解】(1)在上述各种研究方法中,蒸馏、重结晶、萃取、过滤是有机物分离或提纯的方法,核磁共振氢谱、红外光谱常用于分子结构确定,答案选①⑤;
(2)其核磁共振氢谱中只有一个吸收峰,说明有机物分子中只有一类氢原子,则
A.CH3CH3分子中只有一类氢原子,A正确;
B.CH3COOH分子中含有两类氢原子,B错误;
C.CH3COOCH3分子中含有两类氢原子,C错误;
D.CH3OCH3分子中只有一类氢原子,D正确;
答案选AD。
(3)碳的质量分数是64.86%,氢的质量分数是13.51%,因此氧元素质量分数是21.63%,则该物质中碳、氢、氧原子个数之比为,所以其实验式为C4H10O;根据质谱图知,其相对分子质量是74,结合其实验式知其分子式为C4H10O。
【点睛】本题考查了有机物的推断,明确有机物的官能团及其性质是解本题的关键,注意红外光谱图、核磁共振氢谱图以及质谱图的运用,注意原子守恒在化学计算中的灵活应用。
20.正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。所发生的转化过程为CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO。
反应物和产物的相关物理性质如表所示。
性质
沸点/℃
密度/g·cm-3
水中溶解性
正丁醇
117.2
0.810 9
微溶
正丁醛
75.7
0.801 7
微溶
实验步骤如下:
将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以上的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,将有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量为2.0 g。
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加入浓硫酸中,说明理由:___________。
(2)加入沸石的作用是___________,若加热后发现未加入沸石,应采取的正确措施是___________。
(3)上述装置图中,B仪器的名称是____,D仪器的名称是_______。
(4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时,水在______(填“上”或“下”)层。
(5)反应温度应保持在90~95℃,其原因是______________________。
(6)本实验中,正丁醛的产率为_____%。
【答案】 (1). 不能,易造成液体迸溅 (2). 防止暴沸 (3). 冷却后补加 (4). 分液漏斗 (5). 直形冷凝管 (6). 下 (7). 既可保证正丁醛及时蒸出,又可避免其被进一步氧化 (8). 51.4
【解析】
【分析】
(1)根据浓硫酸溶于水放热,密度大于水分析;
(2)根据反应需要加热分析沸石的作用以及需要采取的措施;
(3)根据仪器构造分析名称;
(4)根据正丁醛的物理性质判断;
(5)根据所给反应物和产物的沸点数据以及性质分析;
(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式C4H10O~C4H8O列方程计算。
【详解】(1)因为浓硫酸的密度大于水的密度,溶于水放热,将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,容易发生迸溅,因此实验中,不能将Na2Cr2O7溶液加入浓硫酸中;
(2)反应需要加热,则加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,应该冷却后补加;
(3)根据仪器的构造可知B仪器的名称是分液漏斗,D仪器的名称直形冷凝管;
(4)根据表中数据可知正丁醛密度小于水的密度,故分层后水层在下方;
(5)根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知,反应温度保持在90~95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化;
(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式可知
C4H10O~~~C4H8O
74 72
4xg 2g
解得:x=(74×2)/(72×4)≈0.514,即产率是51.4%。
【点睛】本题考查有机化学实验、反应原理、基本操作、化学计算等,明确实验原理和相关物质的性质特点是解答的关键,注意计算中正丁醇的转化率等于正丁醛的产率,注意对基础知识的理解掌握。(2)是解答的易错点,注意一定要冷却后再补加。
21.某烃的含氧衍生物可以作为无铅汽油的抗爆震剂,它的相对分子质量不超过100,含C的质量分数为68.2%,含H的质量分数为13.6%,其余为氧。请计算回答:
(1)该化合物的相对分子质量是____________________。
(2)写出该化合物的分子式___________________________。
(3)若该化合物不能与钠反应产生氢气,红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基。请写出其结构简式。_________________________________
【答案】 (1). 88 (2). C5H12O (3).
【解析】
【详解】有机物中含C的质量分数为68.2%,含H的质量分数为13.6%,其余为氧,则氧的含量为100%-68.2%-13.6%=18.2%。假设分子中含有一个氧原子,则相对分子质量为16/18.2%=88,小于100,符合题意。所以计算分子中碳原子个数为88×68.2%÷12=5,分子中氢原子个数为88×13.6%÷1=12,则分子式为C5H12O。若该化合物不能与钠反应产生氢气,说明不含羟基,根据分子式可知应含有醚键,红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基,所以结构简式为。
1.目前已知化合物中数量、品种最多的是碳的化合物,下列关于其原因的叙述中不正确的是( )
A. 碳原子之间,碳原子与其他原子(如氢原子)之间都可以形成4个共价键
B. 碳原子性质活泼,可以与多数非金属元素原子形成共价键
C. 碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成双键和三键
D. 多个碳原子可以形成长度不同的链及环,且链、环之间又可以相互结合
【答案】B
【解析】
A、碳原子最外层有4个电子,有机物中碳原子以4个共价键的形式存在,故A说法正确;B、碳原子最外层有4个电子,不易得到,也不易失去,性质不活泼,故B说法错误;C、如烷烃中碳原子以单键形式存在,乙烯中碳碳以双键的形式存在,乙炔中碳碳以叁键的形式存在,故C说法正确;D、有机物中的碳原子可以形成链状,也可以形成环状,也可以链状与环状相结合,故D说法正确。
2.下列官能团名称与对应结构简式书写错误的是
A. 羰基: B. 羧基:-COOH
C. 醛基:-COH D. 氨基:-NH2
【答案】C
【解析】
【详解】A项、羰基对应的结构简式为: ,A正确;
B项、羧基对应的结构简式为:-COOH,结构式为:,B正确;
C项、醛基对应的结构简式为:-CHO,结构式为: ,C错误;
D项、氨基对应的结构简式为:-NH2,D正确;
故本题选C。
3.下列物质分离提纯的方法不正确的是( )
A. 提纯工业乙醇(含甲醇、水等杂质)的装置:③
B. 提纯粗苯甲酸选择装置:②①
C. 提纯粗苯甲酸三个步骤:加热溶解、趁热过滤、冷却结晶
D. 苯中混有少量苯酚选择装置:④
【答案】C
【解析】
【分析】
A.酒精与水、甲醇的沸点不同;
B.苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大;
C.苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大;
D.苯与氢氧化钠不反应,苯酚与氢氧化钠反应。
【详解】A.酒精与水、甲醇的沸点不同,可用蒸馏的方法分离,必要时可加入氧化钙固体,选装置③,选项A正确;
B.苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大,可在加热的条件下将含有泥沙的苯甲酸溶于水,然后趁热过滤除去泥沙,选择装置:②①,选项B正确;
C.提纯含杂质的粗苯甲酸,因苯甲酸的溶解度随着温度的升高而升高,加热溶解后趁热过滤除去泥沙,缓慢降温会使其析出颗粒较大的晶体,所以常采用重结晶法的方法来提纯苯甲酸,需要加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、滤出晶体、洗涤晶体等操作提纯苯甲酸,选项C错误;
D.苯中混有少量苯酚可加入氢氧化钠溶液反应后分液,选择装置,可用分液的方法分离,选项D正确。
答案选C。
【点睛】本题考查物质的分离、提纯,侧重于混合物的分离与提纯方法的应用能力的考查,注意根据物质的性质的差异选择合适的分离方法。
4.对下列各组物质关系的描述中不正确的是
A. O2和O3互为同素异形体
B. 、和互为同位素
C. CH2=CH2和环丁烷互为同系物
D. 和互为同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A、氧气和臭氧均是O元素形成的不同种单质,互为同素异形体,选项A正确;B、1H、2H和3H均是H元素形成的不同种原子,互为同位素,选项B正确;C、CH2═CH2和环丁烷,结构不相似,前者为烯烃,后者为环烷烃,不是同系物,选项C错误;D、 和分子式相同,结构不同,属于同分异构体,选项D正确,答案选C。
5.下列物质中沸点最高的是
A. CH3(CH2)3CH3 B. CH3(CH2)2CH3
C. (CH3)3CH D. (CH3)2CHCH2CH3
【答案】A
【解析】
【分析】
对应烃类物质,烃的相对分子质量越大,沸点越高.
【详解】四种烷烃中AD为5个碳原子,碳原子最多,A是直链,D有支链,BC只有4个碳原子,相对分子量小,故A沸点最高,故选A。
6.下列说法错误的是
A. 水可以用来鉴别苯和溴苯
B. C4H9C1有四种同分异构体
C. 2-甲基丙烷与异丁烷互为同系物
D. 等物质的量的乙烯和乙醇完全燃烧的耗氧量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯的密度比水小,溴苯的密度比水大,故可以用水来鉴别苯和溴苯,故A正确;
B.C4H10有CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3)CH3两种结构,分别含2种不同化学环境的H原子,则C4H9C1有四种同分异构体,故B正确;
C.2-甲基丙烷与异丁烷就是一个物质,前者是系统命名法,后者是习惯命名法,故C错误;
D.若物质的量均为1mol,乙烯和乙醇完全燃烧消耗氧气均为3mol,故等物质的量的乙烯和乙醇完全燃烧的耗氧量相等,故D正确。
故选C。
7.下列有关化学用语表示正确的是
A. 乙烯的结构简式:CH2CH2 B. 一氯甲烷的电子式:
C. 丙烷分子的球棍模型示意图: D. 丙烯的键线式:
【答案】C
【解析】
【详解】A项、乙烯的结构简式为:,A错误;
B项、一氯甲烷的电子式:,B错误;
C项、球棍模型中,棍表示化学键,球表示原子,丙烷的结构式为:,则丙烷分子的球棍模型示意图:,C正确;
D项、键线式中所有拐点和端点都有一个碳原子,丙烯有3个碳原子,丙烯的结构式为,故其键线式为,D错误。
故本题选C。
8.C4H10 的一氯取代物共有几种沸点不同的产物。( )
A. 3 B. 4 C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】
先写出符合该物质分子式的所有的同分异构体,然后用对称的思维看每种结构中含有的氢原子的种类数,同分异构体种类数与每种同分异构体中含有的氢原子种类数目的乘积就是符合该物质分子式的所有的一氯代物的种类数目。
【详解】C4H10有CH3CH2CH2CH3、两种不同结构,每种结构都有2种不同位置的H原子,它们被取代,就得到一种一氯取代物,所以共有2×2=4种,故合理选项是B。
9.由A、B两种烃组成的混合物,当混合物总质量一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A、B两种烃有下面几种说法:①互为同分异构体;②互为同系物;③具有相同的最简式;④两种烃中碳的质量分数相同。一定正确的结论是
A. ①②③④ B. ①③④ C. ②③④ D. ③④
【答案】B
【解析】
【分析】
由A、B两种烃组成的混合物,当混合物质量一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量,则A、B两种烃的最简式相同。
【详解】①A、B互为同分异构体,分子式,最简式也一定相同,故①正确;
②互为同系物的烃最简式不一定相同,如烷烃,故②错误;
③A、B两种烃的最简式相同,混合物质量一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量,故③正确;
④烃中碳的质量分数相同,氢的质量分数也必然相同,因此二者的最简式相同,故④正确。符合要求的是①③④,故合理选项是B。
【点睛】本题考查烃燃烧耗氧量的计算,注意对耗氧量规律的理解与运用是本题解答的关键。
10.无论以何种比例混合的10mL混和气,在50mL的氧气中燃烧生成CO2和液态的H2O,燃烧后所得气体的体积为35mL,则该混合物可能为
A. C3H6 C4H6 B. C2H6 C3H6
C. C2H4 C3H8 D. C2H2 C2H6
【答案】B
【解析】
【分析】
气态烃类物质碳原子个数一般小于4,令烃的分子式为CxHy,写出其燃烧方程式,利用反应前后的体积差计算分析、判断。
【详解】因为气态烃的碳原子个数一般小于,假设烃分子式为CxHy,烃在氧气中燃烧生成CO2和液态的H2O,说明烃完全燃烧,或恰好反应,或氧气过量。用体积差计算。
CxHy+(x+y/4)O2xCO2+ y/2H2O 气体体积减小△V
1 x+y/4 x 1+y/4
10mL (10+50)mL-35mL=25mL
10mL:25mL=1:(1+y/4),解得y=6 。由于x+y/4<5,所以x<3.5,因此只能是x=2或x=3。故为乙烷或丙烯,选项B符合题意。
【点睛】本题考查有机物分子式确定,为高频考点,根据原子守恒、运用体积差的计算方法解答,本题需要学生具备学生一定的分析和解决问题的能力。
11.下列有机物命名正确的是
A. 1,3-二甲基丁烷
B. 2-羟基丙烷
C. 3-乙基-1,3-丁二烯
D. 对硝基甲苯
【答案】D
【解析】
【详解】A. 名称为:2-甲基戊烷,故A错误;
B. 名称为: 2-丙醇,故B错误;
C. 名称为:2-乙基-1,3-丁二烯,故C错误;
D. 名称为:对硝基甲苯,故D正确;
本题答案为D。
【点睛】系统命名法编号时,应从距官能团最近的一端开始,若无官能团应从距支链最近的一端开始,命名时要把握数字有小到大,取代基由简到繁的原则。
12. 某烯烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,则该烯烃的名称是
A. 2,2-二甲基-3-丁烯 B. 2,2-二甲基-2-丁烯
C. 2,2-二甲基-1-丁烯 D. 3,3-二甲基-1-丁烯
【答案】D
【解析】
烯烃加氢得到烷烃,则烷烃分子中相邻碳原子上各去掉1个氢原子,则变成相应的烯烃。根据烷烃的结构简式可知,该烯烃只能是选项D。A中名称不正确,BC中烯烃不存在,答案选D。
13.下列说法不正确的是
①CH3−CH=CH2和CH2=CH2的最简式相同②CH≡CH和C6H6含碳量相同
③丁二烯和丁烯为同系物④正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低
⑤在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机化合物一定是烃
⑥能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是核磁共振谱法。
A. ①和⑤ B. ②和③ C. ③⑤和⑥ D. ④和⑥
【答案】C
【解析】
【分析】
①最简式指用元素符号表示化合物分子中各元素的原子个数比的最简关系式;
②烃的最简式相同,则含碳量相同;
③同系物指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质;
④同分异构体的支链越多,沸点越低;
⑤烃和烃的含氧衍生物在氧气中燃烧都是生成二氧化碳和水;
⑥测定相对分子质量的物理方法是质谱法.
【详解】①CH3−CH=CH2和CH2=CH2的最简式都是CH2,则最简式相同,故①正确;
②CH≡CH和C6H6的最简式相同(CH),所以含碳量相同,故②正确;
③丁二烯中含有2个碳碳双键,丁烯中只有一个碳碳双键,所以二者结构不同,不是同系物,故③错误;
④同分异构体的支链越多,沸点越低,所以正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低,故④正确;
⑤烃和烃的含氧衍生物在氧气中燃烧都是生成二氧化碳和水,则在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机化合物不一定是烃,可能是含氧衍生物,如乙醇燃烧生成二氧化碳和水,故⑤错误;
⑥测定相对分子质量的物理方法是质谱法,核磁共振谱法是测定分子结构的方法,故⑥错误。
答案选C。
14.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中错误的有( )
A. 由红外光谱可知,该有机物中至少含有三种不同的化学键
B. 由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
C. 若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3—O—CH3
D. 仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
【答案】C
【解析】
【详解】A项,该有机物中至少有C-H键、O-H键、C-O键三种键,故A项正确;
B项,核磁共振氢谱的峰的个数代表不同氢原子的个数,图中有三个峰,所以有三种不同的氢原子,故B项正确;
C项,由未知物A的红外光谱可以看出,A里有O-H键,所以肯定含有羟基,其结构简式为CH3CH2OH,故C项错误;
D项,核磁共振氢谱只可以得到氢原子的种类及其比值,无法得到氢原子总数,故D项正确。
综上所述,本题选C。
15.有0.2 mol某有机物和0.5 mol氧气在一密闭容器中燃烧得产物为CO2、CO、H2O(气)。 产物依次通过浓硫酸时,浓硫酸的质量增加了 10.8 g;再通过灼热的氧化铜时,氧化铜的质量减轻了 3.2 g;又通过碱石灰时,碱石灰的质量增加了17.6 g。该有机物的分子式是
A. C2H4 B. C2H6O2 C. C2H6O D. C3H6O3
【答案】C
【解析】
【详解】由于浓硫酸吸收燃烧产物中的水蒸气,所以燃烧产物中水蒸气的物质的量:n(H2O)==0.6mol;燃烧产物中CO还原氧化铜,由反应方程式CO+CuOCO2+Cu可知,参加反应的CO、氧化铜失去的氧原子、生成的CO2三者物质的量之比为1:1:1,氧化铜中失去的氧原子物质的量为==0.2mol,所以燃烧产物中CO有0.2mol,这些CO还原氧化铜时生成的CO2为0.2mol;另由题意知碱石灰只吸收CO2,吸收CO2的总质量为17.6g,则原燃烧产物中CO2的物质的量n(CO2)=-0.2mol=0.2mol。根据化学反应过程中元素守恒,0.2mol该有机物中含有碳、氢、氧原子物质的量分别为:n(C)=n(CO)+n(CO2)=0.4mol,n(H)=2·n(H2O)=2×0.6mol=1.2mol,n(O)=[2·n(CO2)+n(CO)+n(H2O)]-2·n(O2)=(2×0.2mol+0.2mol+0.6mol) -2×0.5mol=0.2mol。则1分子该有机物中含有碳、氢、氧原子个数分别为:N(C)= =2,N(H)= =6,N(O)= =1,所以该有机物的分子式为C2H6O,答案选C。
16. X、Y两种有机物的分子式不同,但均含有C、H或C、H、O,将X、Y以任意比例混合 只要物质的量之和不变,完全燃烧时所消耗的氧气量和生成水的物质的量也分别不变则下列有关判断正确的是:( )
A. X、Y分子式中氢原子数不一定要相同,碳原子数必定不同
B. 若X为,则相对分子质量最小的Y是甲醇
C. 若X为,则相对分子质量最小的Y是乙二醇
D. X、Y的化学式应含有相同的氢原子数,且相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子(n为正整数)
【答案】D
【解析】
试题分析:有机物完全燃烧生成的是二氧化碳与水,一个碳原子要结合两个氧原子,当相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子因此D选项是正确的。
考点:考查有机物燃耗的相关知识点。
17.有下列几组物质,请将序号填入下列空格内:
A. CH2=CHCOOH和油酸 B.12C60和石墨 C.和 D.35Cl和37Cl E.乙醇和乙二醇
(1)互为同位素的是________;
(2)互为同系物的是________;
(3)互为同素异形体的是________;
(4)互为同分异构体的是________;
(5)既不是同系物,又不是同分异体,也不是同素异形体,但可看成是同一类物质的是________。
【答案】 (1). D (2). A (3). B (4). C (5). E
【解析】
【分析】
对同系物、同分异构体、同素异形体,同位素及同种物质的判断,应围绕其定义要点,适用范围来进行。
【详解】A、CH2=CHCOOH和油酸结构相似,分子组成上相差15个CH2原子团,故互为同系物;B、 12C60和石墨都是由碳元素组成的不同单质,故互为同素异形体;C、和分子式相同,但结构不同,故互为同分异构体;D、35Cl和37Cl两原子质子数相同,中子数不同,故互为同位素;E、乙醇和乙二醇都属于醇类。
综上,(1).互为同位素的是D;(2).互为同系物的是A;(3).互为同素异形体的是B;(4).互为同分异构体的是C;(5).既不是同系物,又不是同分异体,也不是同素异形体,但可看成是同一类物质的是E。
18.用系统命法写出下列物质名称或结构简式
(1)__________;
(2)____________;
(3)___________;
(4)____________;
(5)2,6-二甲基-4-乙基辛烷_______;
(6)2-甲基-1-戊烯____________;
(7)3-甲基-1-丁炔:___________________。
【答案】 (1). 2-甲基戊烷 (2). 2,3-二甲基-1-丁烯 (3). 1,2-二溴乙烷 (4). 乙苯 (5). (6). (7). CH≡CCH(CH3)2
【解析】
【分析】
根据有机物的属类、有机物系统命名法的要求以及有机物的结构简式逐一分析解答。
【详解】(1)有机物属于烷烃,主链含有5个碳原子,一个甲基作支链,名称是2-甲基戊烷;
(2)有机物属于烯烃,主链含有4个碳原子,2个甲基作支链,名称是2,3-二甲基-1-丁烯;
(3)有机物属于卤代烃,含有2个溴原子,名称是1,2-二溴乙烷;
(4)有机物属于苯的同系物,1个乙基与苯环相连,名称是乙苯;
(5)2,6-二甲基-4-乙基辛烷的结构简式为;
(6)2-甲基-1-戊烯的结构简式为;
(7)3-甲基-1-丁炔的结构简式为CH≡CCH(CH3)2。
19.(1)研究有机物的方法有很多,常用的有①核磁共振氢谱②蒸馏③重结晶④萃取⑤红外光谱⑥过滤,其中用于分子结构确定的有____(填序号)。
(2)下列物质中,其核磁共振氢谱中只有一个吸收峰的是____(填字母)。
A.CH3CH3 B.CH3COOH
C.CH3COOCH3 D.CH3OCH3
(3)某含碳、氢、氧三种元素的有机物,经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%,氢的质量分数是13.51%,则其实验式是________。如图是该有机物的质谱图,则其相对分子质量为______,分子式为________。
【答案】 (1). ①⑤ (2). AD (3). C4H10O (4). 74 (5). C4H10O
【解析】
【详解】(1)在上述各种研究方法中,蒸馏、重结晶、萃取、过滤是有机物分离或提纯的方法,核磁共振氢谱、红外光谱常用于分子结构确定,答案选①⑤;
(2)其核磁共振氢谱中只有一个吸收峰,说明有机物分子中只有一类氢原子,则
A.CH3CH3分子中只有一类氢原子,A正确;
B.CH3COOH分子中含有两类氢原子,B错误;
C.CH3COOCH3分子中含有两类氢原子,C错误;
D.CH3OCH3分子中只有一类氢原子,D正确;
答案选AD。
(3)碳的质量分数是64.86%,氢的质量分数是13.51%,因此氧元素质量分数是21.63%,则该物质中碳、氢、氧原子个数之比为,所以其实验式为C4H10O;根据质谱图知,其相对分子质量是74,结合其实验式知其分子式为C4H10O。
【点睛】本题考查了有机物的推断,明确有机物的官能团及其性质是解本题的关键,注意红外光谱图、核磁共振氢谱图以及质谱图的运用,注意原子守恒在化学计算中的灵活应用。
20.正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。所发生的转化过程为CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO。
反应物和产物的相关物理性质如表所示。
性质
沸点/℃
密度/g·cm-3
水中溶解性
正丁醇
117.2
0.810 9
微溶
正丁醛
75.7
0.801 7
微溶
实验步骤如下:
将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以上的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,将有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量为2.0 g。
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加入浓硫酸中,说明理由:___________。
(2)加入沸石的作用是___________,若加热后发现未加入沸石,应采取的正确措施是___________。
(3)上述装置图中,B仪器的名称是____,D仪器的名称是_______。
(4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时,水在______(填“上”或“下”)层。
(5)反应温度应保持在90~95℃,其原因是______________________。
(6)本实验中,正丁醛的产率为_____%。
【答案】 (1). 不能,易造成液体迸溅 (2). 防止暴沸 (3). 冷却后补加 (4). 分液漏斗 (5). 直形冷凝管 (6). 下 (7). 既可保证正丁醛及时蒸出,又可避免其被进一步氧化 (8). 51.4
【解析】
【分析】
(1)根据浓硫酸溶于水放热,密度大于水分析;
(2)根据反应需要加热分析沸石的作用以及需要采取的措施;
(3)根据仪器构造分析名称;
(4)根据正丁醛的物理性质判断;
(5)根据所给反应物和产物的沸点数据以及性质分析;
(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式C4H10O~C4H8O列方程计算。
【详解】(1)因为浓硫酸的密度大于水的密度,溶于水放热,将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,容易发生迸溅,因此实验中,不能将Na2Cr2O7溶液加入浓硫酸中;
(2)反应需要加热,则加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,应该冷却后补加;
(3)根据仪器的构造可知B仪器的名称是分液漏斗,D仪器的名称直形冷凝管;
(4)根据表中数据可知正丁醛密度小于水的密度,故分层后水层在下方;
(5)根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知,反应温度保持在90~95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化;
(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式可知
C4H10O~~~C4H8O
74 72
4xg 2g
解得:x=(74×2)/(72×4)≈0.514,即产率是51.4%。
【点睛】本题考查有机化学实验、反应原理、基本操作、化学计算等,明确实验原理和相关物质的性质特点是解答的关键,注意计算中正丁醇的转化率等于正丁醛的产率,注意对基础知识的理解掌握。(2)是解答的易错点,注意一定要冷却后再补加。
21.某烃的含氧衍生物可以作为无铅汽油的抗爆震剂,它的相对分子质量不超过100,含C的质量分数为68.2%,含H的质量分数为13.6%,其余为氧。请计算回答:
(1)该化合物的相对分子质量是____________________。
(2)写出该化合物的分子式___________________________。
(3)若该化合物不能与钠反应产生氢气,红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基。请写出其结构简式。_________________________________
【答案】 (1). 88 (2). C5H12O (3).
【解析】
【详解】有机物中含C的质量分数为68.2%,含H的质量分数为13.6%,其余为氧,则氧的含量为100%-68.2%-13.6%=18.2%。假设分子中含有一个氧原子,则相对分子质量为16/18.2%=88,小于100,符合题意。所以计算分子中碳原子个数为88×68.2%÷12=5,分子中氢原子个数为88×13.6%÷1=12,则分子式为C5H12O。若该化合物不能与钠反应产生氢气,说明不含羟基,根据分子式可知应含有醚键,红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基,所以结构简式为。
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