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苏教版高中化学选择性必修3有机化学基础专题3测评(B)含答案
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这是一份苏教版高中化学选择性必修3有机化学基础专题3测评(B)含答案，共16页。
专题3测评(B)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.下列有关化学用语表示正确的是( )。
A.乙烯的结构式:CH2CH2
B.甲烷分子的球棍模型:
C.CCl4的电子式:
D.硝基苯的结构简式:
答案:D
解析:A项,乙烯的结构式为,错误。B项,为甲烷的空间填充模型,错误。C项,未标出氯原子周围电子,正确电子式为,错误。
2.下列现象中,不是因为发生化学反应而产生的是( )。
A.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.将苯滴入溴水中,振荡后下层接近无色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
答案:B
解析:A项中乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于发生了氧化反应;B项苯使溴水变成无色,是发生了萃取,是物理变化;C项乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了加成反应;D项甲烷和氯气混合,在光照条件下发生了取代反应。
3.下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是( )。
A.煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程
B.煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程
C.天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇
D.石油分馏可获得乙酸、苯及苯的衍生物
答案:C
解析:A项,煤的干馏需隔绝空气,错误。B项,煤的气化是化学变化,错误。D项,石油分馏后不能获得乙酸,错误。
4.下列关于苯的叙述正确的是( )。
A.反应①常温下不能进行
B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在下层
C.反应③为加成反应,产物是一种烃的衍生物
D.反应④能发生,从而证明苯中是单双键交替结构
答案:B
解析:常温下,苯与液溴在催化剂的条件下能发生取代反应,A项错误。苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯的密度比水的小,有机层在上层,B项正确。苯的硝化反应是取代反应,C项错误。反应④能发生,但是苯中的键是一种介于单键与双键之间的特殊键,D项错误。
5.下列实验装置图正确并能达到实验目的的是( )。
答案:C
解析:酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化乙烯生成二氧化碳,除去杂质又引进新的杂质,可以用溴水除去甲烷中的乙烯,A项错误。蒸馏时,温度计玻璃泡应位于蒸馏烧瓶支管口处测蒸气的温度,为充分冷凝,应从下端进水,上端出水,B项错误。苯和硝酸沸点较低,易挥发,用长玻璃导管冷凝,制备硝基苯的加热温度是50~60 ℃,水浴加热可以使反应物受热均匀,并且温度容易控制,图示装置正确,C项正确。碳化钙与饱和食盐水反应速率较快,应用分液漏斗控制滴液速率,碳化钙遇水不能保持块状,该装置不能随开随用、随关随停,而且生成的乙炔中含有的杂质没有除去,杂质也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故不能达到实验目的,D项错误。
6.四元轴烯 t、苯乙烯 b 及立方烷 c 的分子式均为C8H8。下列说法正确的是( )。
A.b 的同分异构体只有t和c两种
B.t、b、c的二氯代物均只有三种
C.t、b、c中只有t的所有原子处于同一平面
D.t和b能使酸性KMnO4溶液褪色而c不能
答案:D
解析:b的同分异构体除t和c外,还有环辛四烯、链状烃等多种,A项错误。b的二氯代物大于三种,B项错误。b含有碳碳双键和苯环,苯环和碳碳双键可能在同一个平面上,C项错误。t和b分子内都含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而c分子内只含有碳碳单键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项正确。
7.据报道,我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂,在25 ℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物,其主要原理如图所示。下列说法正确的是( )。
A.图中表示CH4,其空间结构是平面形
B.步骤ⅲ、ⅳ的总反应化学方程式是CH3OH+H2O2HCHO+2H2O
C.步骤ⅰ到ⅳ中消耗的CH4与H2O2的物质的量之比为1∶1
D.根据以上原理,步骤ⅵ生成CO2和H2O
答案:B
解析:结合图可知反应原理如下:ⅰ.CH4·CH3+·H ;ⅱ.·CH3+·H+H2O2CH3OH+H2O;
ⅲ.CH3OH·CH2OH+·H; ⅳ.·CH2OH+·H+H2O2HCHO+2H2O;ⅴ.HCHO·CHO+·H;ⅵ.·CHO+·H+H2O2。结合题意可知表示CH4,其空间结构是正四面体,A项错误。结合分析可知步骤ⅲ、ⅳ的总反应为CH3OH和H2O2在催化剂作用下反应生成H2O和HCHO,总反应化学方程式为CH3OH+H2O2HCHO+2H2O,B项正确。结合反应原理可知步骤ⅰ到ⅳ总反应为CH4和H2O2反应生成HCHO和H2O,总反应可表示为CH4+2H2O2HCHO+3H2O,CH4与H2O2的物质的量之比为1∶2,C项错误。步骤ⅵ应生成含氧有机物,再结合图及分析可知H2O2在每一步反应的机理是提供·OH和前一步产生的自由基结合,因此推测步骤ⅵ生成HCOOH和H2O,D项错误。
8.某有机物的结构如图所示,下列说法错误的是( )。
A.与乙苯不互为同系物
B.分子中共直线的碳原子最多有4个
C.分子中共平面的原子最多有19个
D.与其互为同分异构体且萘环()上只有一个侧链结构的共有4种
答案:C
解析:该有机物分子中最多有21个原子共平面,C项错误。与其互为同分异构体且萘环上只有一个侧链,此侧链可能为丙基或异丙基,萘环上有两种氢原子,所以含有萘环的同分异构体的结构共有4种,D项正确。
9.下列关于4种有机物的说法正确的是( )。
A.甲的名称为反-2-丁烯
B.乙分子中所有碳原子一定处于同一平面上
C.丙既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.丁的二氯代物有3种(不考虑立体异构)
答案:C
解析:甲的名称为顺-2-丁烯,A项错误。可看成乙烯中的氢原子均被苯基取代,具有乙烯的结构特点,碳碳单键可以旋转,因此所有碳原子可能不处于同一平面上,B项错误。由丙的球棍模型可知,丙分子中含2个碳碳双键,既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确。丁的二氯代物有邻位、对位、氮间位和硼间位4种,D项错误。
10.丁腈橡胶具有优良的耐油、耐高温性能,合成丁腈橡胶的单体是( )。
①CH2CH—CHCH2 ②CH3—C≡C—CH3
③CH2CH—CN ④CH3—CHCH—CN
⑤CH3—CHCH2 ⑥CH3—CHCH—CH3
A.①④ B.②⑤ C.①③ D.④⑥
答案:C
解析:丁腈橡胶链节上有7个碳原子、一个双键,它是通过加聚反应生成的,因此该链节可分为两部分:
—CH2—CHCH—CH2—和,则合成丁腈橡胶的单体为①和③。
二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.废塑料的回收再生利用将工业垃圾变成有价值的工业生产原料,具有不可忽略的潜在意义。利用如图所示的装置隔绝空气加热废聚丙烯塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯等,以此探究废塑料的再利用。下列叙述正确的是( )。
A.聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2—
B.装置乙的试管中收集到的物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.装置丙中的试剂可吸收烯烃且出现溶液分层现象
D.最后收集的气体可作燃料
答案:D
解析:聚丙烯的链节是,A项错误。装置乙收集的是较高沸点的苯和甲苯,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误。装置丙中的试剂是溴的四氯化碳溶液,可与烯烃发生加成反应生成卤代烃,但卤代烃可溶于四氯化碳中,所以不会出现分层现象,C项错误。最后收集的气体为氢气和甲烷,都可作燃料,D项正确。
12.一种生产聚苯乙烯的流程如下,下列叙述正确的是( )。
A.苯乙烯所有原子一定在同一平面内
B.乙苯和苯乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.鉴别乙苯与苯乙烯可用溴的四氯化碳溶液
D.反应①的反应类型是加成反应,反应②的反应类型是取代反应
答案:BC
解析:由于单键能旋转,所以苯乙烯中苯环所在平面可能与乙烯基不在一个平面内,A项错误。苯乙烯含有碳碳双键,能使酸性 KMnO4溶液褪色;乙苯中含有的侧链基团由于苯环的作用使其活泼,可以发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确。苯乙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,乙苯不与溴的四氯化碳溶液反应,则可用溴的四氯化碳溶液鉴别,C项正确。①的反应类型是加成反应;②反应由乙苯生成苯乙烯,生成,为消去反应,D项错误。
13.由物质a为原料,制备物质d(金刚烷)的合成路线如图所示。关于图中有机物的说法中错误的是( )。
A.物质c与物质d互为同分异构体
B.物质b的分子式为C10H12,既能发生加成反应也能发生取代反应
C.物质a中所有原子都在同一个平面上
D.物质d的一氯代物有3种
答案:CD
解析:物质c的分子式为C10H16,物质d的分子式为C10H16,分子式相同,结构不同,因此互为同分异构体,A项正确。物质b的分子式为C10H12,既能发生加成反应也能发生取代反应,B项正确。物质a中—CH2—中的碳原子为sp3杂化,类似甲烷结构,所有原子不可能在同一平面上,C项错误。物质d只有两种不同化学环境的氢原子,故一氯代物只有2种,D项错误。
14.有机化合物W、X、Y、Z的分子式均为C7H8,Z的空间结构类似于篮子。下列说法正确的是( )。
A.W分子中所有原子共平面
B.W、X、Y、Z均可与酸性KMnO4溶液反应
C.1 mol X、1 mol Y分别与足量Br2的CCl4溶液反应,最多消耗Br2的物质的量均为2 mol
D.Z的一氯代物有3种
答案:D
解析:W分子中含有甲基,根据甲烷的结构可知该物质中所有原子不可能共平面,A项错误;Z属于饱和烃,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,B项错误;每个Y分子中含有三个碳碳双键,1 mol Y与足量Br2的CCl4溶液反应最多消耗3 mol Br2,C项错误;Z分子中有3种不同化学环境的氢原子,Z的一氯代物有3种,D项正确。
15.两种气态烃A、B组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O(g)的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示,则下列说法正确的是( )。
A.混合烃中一定不含有乙烯
B.混合烃中n(C)∶n(H)=2∶5
C.若混合烃为CH4、C3H4,则体积比为3∶7
D.若混合烃为CH4、C4H4,则体积比为4∶1
答案:BD
解析:由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4,混合烃中n(C)∶n(H)=2∶5,根据碳原子平均数可知,混合气体一定含有CH4;由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,且为气体,可能含有乙烯、丙炔等,A项错误,B项正确。若混合烃为CH4、C3H4,令CH4物质的量为x mol、C3H4为y mol,根据平均碳原子数目可知,x+3yx+y=1.6,整理得x∶y=7∶3,C项错误。若混合烃为CH4、C4H4,令CH4物质的量为x mol、C4H4为y mol,根据平均碳原子数目可知,x+4yx+y=1.6,整理得x∶y=4∶1,则体积比为4∶1,D项正确。
三、非选择题:共5小题,共60分。
16.(12分)(1)烃是一类重要的有机物,其结构与性质密切相关。
①下列有机物与甲烷互为同系物的是 (填字母)。
A.乙烯 B.乙烷 C.乙炔
②下列试剂可用于鉴别乙烷和乙烯的是 (填字母)。
A.水 B.四氯化碳 C.酸性高锰酸钾溶液
③下列有机物属于芳香烃的是 (填字母)。
A. B. C.
(2)某气态烃在标准状况下密度是2.59 g·L-1,其相对分子质量等于 ;该烃中含碳82.8%,则分子中碳、氢原子的个数比是 ,分子式是 ,可能的结构简式有 。
答案:(1)①B ②C ③A (2)58 2∶5 C4H10 CH3CH2CH2CH3、
解析:(1)①结构相似,分子组成相差一个或多个“CH2”的有机物互为同系物,乙烯、乙炔均含有不饱和键,与甲烷结构不相似,乙烷和甲烷均为烷烃,互为同系物,B项正确。
②乙烷和乙烯均为不溶于水的气体,A无法鉴别;乙烷和乙烯均为可溶于四氯化碳的气体,B无法鉴别;乙烯含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不可以,C可以鉴别。
③含有苯环的烃类属于芳香烃,A项正确。
(2)标准状况下1 mol气体的体积为22.4 L,则质量为22.4 L×2.59 g·L-1=58 g,即该气体的摩尔质量为58 g·mol-1,相对分子质量为58;含碳量为82.8%,则一个分子中碳原子的个数为58×82.8%12=4,氢原子的个数为58-12×41=10,所以碳、氢原子的个数比是2∶5;分子式为C4H10,可能的结构为CH3CH2CH2CH3、。
17.(12分)请结合下列有机物回答相关问题:
(1)有机物A习惯命名为 ,标注“*”的碳原子连接起来构成的图形为 (填“菱形”“正方形”或“正四面体形”)。E是A的同系物,且比A少一个碳原子,则E所有结构的一氯代物有 种。
(2)以上四种化合物中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有 (填字母)。
(3)有机物B能实现如图转化:
B
各步转化的反应条件为① ;② 。
(4)有机物D的官能团名称为 ,D在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式为 。
答案:(1)新戊烷 正四面体形 4
(2)BCD
(3)Br2,光照 液溴,FeBr3
(4)碳碳双键 n
解析:A为新戊烷,B为甲苯,C为邻二甲苯,D为苯乙烯。
(1)有机物A习惯命名为新戊烷;有机物A中主链上含有3个碳原子,在2号碳原子上含有2个甲基,标注“*”的碳原子连接起来构成的图形和甲烷相似,为正四面体形;E是A的同系物,且比A少一个碳原子,说明E中含有4个碳原子,可能是正丁烷或异丁烷,分别有2种一氯代物,共有4种一氯代物。
(2)烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,大多数苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯乙烯含有碳碳双键也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)B为甲苯,甲苯和Br2在光照条件下发生侧链上的取代反应;与液溴在溴化铁作催化剂条件下发生苯环上的取代反应,反应条件分别为①Br2、光照;②液溴、FeBr3。
(4)有机物D是苯乙烯,其官能团名称为碳碳双键,D在一定条件下能发生加聚反应,生成高分子化合物聚苯乙烯,反应的化学方程式为n。
18.(12分)氯苯是医药合成中间体和重要的有机化工原料。实验室制取氯苯的过程和机理如下:
(1)将FeCl3和苯加入装置B,再向其中通入Cl2,加热维持反应温度40~60 ℃(温度过高有副反应发生),加热可采用的方法是 。
(2)装置A的名称是 ,其作用是 。
(3)制取氯苯反应的化学方程式为 。
(4)查阅文献知,苯与Cl2在FeCl3催化剂作用下的反应机理共分三步(补全反应机理):
①FeCl3+Cl2FeCl4-+Cl+;
②+Cl+;
③ 。
(5)待装置B中的反应完成后,要进行水洗、碱洗、水洗,其中碱洗时发生反应的化学方程式为 。
第一次水洗的目的是 。
答案:(1)水浴加热
(2)冷凝管 冷凝苯蒸气,提高原料利用率
(3)+Cl2+HCl
(4)FeCl4-+FeCl3++HCl
(5)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
用水先洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本
解析:(1)加热维持反应温度40~60 ℃,可以用水浴加热的方法;
(2)A为冷凝管,由于苯的沸点低,出口的气体含有苯蒸气,用冷凝管可以冷凝苯蒸气,提高原料利用率;
(3)制取氯苯的化学方程式为+Cl2+HCl;
(4)由反应机理可知第③步生成氯苯,由与FeCl4-反应,第③步反应机理为FeCl4-+FeCl3++HCl;
(5)产物中含有FeCl3、HCl等无机物,易溶于水,则第一次水洗先洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本;NaOH溶液洗涤的作用是将未反应的氯气除去,化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;第二次水洗的目的是洗去过量的碱及生成的盐。
19.(12分)芳香族化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如下所示:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 ,A属于 (填“饱和烃”或“不饱和烃”);
(2)AB的反应类型是 反应;
(3)AC反应的化学方程式为 ;
(4)A与酸性高锰酸钾溶液反应可得到D,写出D的结构简式 。
答案:(1)邻二甲苯(或1,2-二甲基苯) 不饱和烃
(2)取代
(3)+Br2(或)+HBr
(4)
解析:根据流程推知:A为,E为,C为或,D为。
(1)A为,其名称为邻二甲苯(或1,2-二甲基苯);其中含有苯环,且只含有C、H元素,属于不饱和烃。
(2)由上述分析可知,AB的反应类型是取代反应。
(3)AC为与Br2在FeBr3作催化剂条件下发生取代反应生成或,因此反应的化学方程式为+Br2(或)+HBr。
(4)为苯的同系物,与苯环相连碳原子上有氢原子,取代基能被酸性高锰酸钾氧化为羧基,因此D为。
20.(12分)狄尔斯和阿尔德在研究1,3-丁二烯的性质时发现如下反应:
+
回答下列问题:
(1)狄尔斯-阿尔德反应属于 (填反应类型)。
(2)下列不能发生狄尔斯-阿尔德反应的有机物是 (填字母)。
A. B.
C. D.
(3)工业上通常以甲醛、乙炔为原料制取1,3-丁二烯,生产流程如下:
甲醛—乙炔—→HOCH2C≡CCH2OHXCH2CHCHCH2
①X的结构简式为 ;
②X转化成1,3-丁二烯的反应化学方程式为 。
(4)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式为,它的分子式为 。下列有关M的说法不正确的是 (填字母)。
A.在催化剂作用下,1 mol M最多可以消耗2 mol H2
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.不能使溴的CCl4溶液褪色
D.M中的所有碳原子不可能共面
答案:(1)加成反应 (2)C
(3)①HOCH2CH2CH2CH2OH
②HOCH2CH2CH2CH2OHCH2CH—CHCH2↑+2H2O
(4)C9H12 C
解析:(3)①碳碳三键和氢气发生加成反应,1 mol碳碳三键最多可与2 mol氢气发生加成反应,即X的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH;②1 mol X发生消去反应脱去2 mol H2O,发生的反应是HOCH2CH2CH2CH2OHCH2CH—CHCH2↑+2H2O。(4)有机物M的分子式为C9H12。1 mol M中含有2 mol 碳碳双键,1 mol碳碳双键最多消耗1 mol H2,即1 mol M最多消耗2 mol H2,A项正确。M中含有碳碳双键,因此能使酸性高锰酸钾溶液、溴的CCl4溶液褪色,B项正确,C项错误。M分子中带“*”的碳原子为饱和碳原子,如图:,该分子中所有的碳原子不可能共面,D项正确。
专题3测评(B)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.下列有关化学用语表示正确的是( )。
A.乙烯的结构式:CH2CH2
B.甲烷分子的球棍模型:
C.CCl4的电子式:
D.硝基苯的结构简式:
答案:D
解析:A项,乙烯的结构式为,错误。B项,为甲烷的空间填充模型,错误。C项,未标出氯原子周围电子,正确电子式为,错误。
2.下列现象中,不是因为发生化学反应而产生的是( )。
A.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.将苯滴入溴水中,振荡后下层接近无色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
答案:B
解析:A项中乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于发生了氧化反应;B项苯使溴水变成无色,是发生了萃取,是物理变化;C项乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了加成反应;D项甲烷和氯气混合,在光照条件下发生了取代反应。
3.下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是( )。
A.煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程
B.煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程
C.天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇
D.石油分馏可获得乙酸、苯及苯的衍生物
答案:C
解析:A项,煤的干馏需隔绝空气,错误。B项,煤的气化是化学变化,错误。D项,石油分馏后不能获得乙酸,错误。
4.下列关于苯的叙述正确的是( )。
A.反应①常温下不能进行
B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在下层
C.反应③为加成反应,产物是一种烃的衍生物
D.反应④能发生,从而证明苯中是单双键交替结构
答案:B
解析:常温下,苯与液溴在催化剂的条件下能发生取代反应,A项错误。苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯的密度比水的小,有机层在上层,B项正确。苯的硝化反应是取代反应,C项错误。反应④能发生,但是苯中的键是一种介于单键与双键之间的特殊键,D项错误。
5.下列实验装置图正确并能达到实验目的的是( )。
答案:C
解析:酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化乙烯生成二氧化碳,除去杂质又引进新的杂质,可以用溴水除去甲烷中的乙烯,A项错误。蒸馏时,温度计玻璃泡应位于蒸馏烧瓶支管口处测蒸气的温度,为充分冷凝,应从下端进水,上端出水,B项错误。苯和硝酸沸点较低,易挥发,用长玻璃导管冷凝,制备硝基苯的加热温度是50~60 ℃,水浴加热可以使反应物受热均匀,并且温度容易控制,图示装置正确,C项正确。碳化钙与饱和食盐水反应速率较快,应用分液漏斗控制滴液速率,碳化钙遇水不能保持块状,该装置不能随开随用、随关随停,而且生成的乙炔中含有的杂质没有除去,杂质也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故不能达到实验目的,D项错误。
6.四元轴烯 t、苯乙烯 b 及立方烷 c 的分子式均为C8H8。下列说法正确的是( )。
A.b 的同分异构体只有t和c两种
B.t、b、c的二氯代物均只有三种
C.t、b、c中只有t的所有原子处于同一平面
D.t和b能使酸性KMnO4溶液褪色而c不能
答案:D
解析:b的同分异构体除t和c外,还有环辛四烯、链状烃等多种,A项错误。b的二氯代物大于三种,B项错误。b含有碳碳双键和苯环,苯环和碳碳双键可能在同一个平面上,C项错误。t和b分子内都含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而c分子内只含有碳碳单键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项正确。
7.据报道,我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂,在25 ℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物,其主要原理如图所示。下列说法正确的是( )。
A.图中表示CH4,其空间结构是平面形
B.步骤ⅲ、ⅳ的总反应化学方程式是CH3OH+H2O2HCHO+2H2O
C.步骤ⅰ到ⅳ中消耗的CH4与H2O2的物质的量之比为1∶1
D.根据以上原理,步骤ⅵ生成CO2和H2O
答案:B
解析:结合图可知反应原理如下:ⅰ.CH4·CH3+·H ;ⅱ.·CH3+·H+H2O2CH3OH+H2O;
ⅲ.CH3OH·CH2OH+·H; ⅳ.·CH2OH+·H+H2O2HCHO+2H2O;ⅴ.HCHO·CHO+·H;ⅵ.·CHO+·H+H2O2。结合题意可知表示CH4,其空间结构是正四面体,A项错误。结合分析可知步骤ⅲ、ⅳ的总反应为CH3OH和H2O2在催化剂作用下反应生成H2O和HCHO,总反应化学方程式为CH3OH+H2O2HCHO+2H2O,B项正确。结合反应原理可知步骤ⅰ到ⅳ总反应为CH4和H2O2反应生成HCHO和H2O,总反应可表示为CH4+2H2O2HCHO+3H2O,CH4与H2O2的物质的量之比为1∶2,C项错误。步骤ⅵ应生成含氧有机物,再结合图及分析可知H2O2在每一步反应的机理是提供·OH和前一步产生的自由基结合,因此推测步骤ⅵ生成HCOOH和H2O,D项错误。
8.某有机物的结构如图所示,下列说法错误的是( )。
A.与乙苯不互为同系物
B.分子中共直线的碳原子最多有4个
C.分子中共平面的原子最多有19个
D.与其互为同分异构体且萘环()上只有一个侧链结构的共有4种
答案:C
解析:该有机物分子中最多有21个原子共平面,C项错误。与其互为同分异构体且萘环上只有一个侧链,此侧链可能为丙基或异丙基,萘环上有两种氢原子,所以含有萘环的同分异构体的结构共有4种,D项正确。
9.下列关于4种有机物的说法正确的是( )。
A.甲的名称为反-2-丁烯
B.乙分子中所有碳原子一定处于同一平面上
C.丙既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.丁的二氯代物有3种(不考虑立体异构)
答案:C
解析:甲的名称为顺-2-丁烯,A项错误。可看成乙烯中的氢原子均被苯基取代,具有乙烯的结构特点,碳碳单键可以旋转,因此所有碳原子可能不处于同一平面上,B项错误。由丙的球棍模型可知,丙分子中含2个碳碳双键,既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确。丁的二氯代物有邻位、对位、氮间位和硼间位4种,D项错误。
10.丁腈橡胶具有优良的耐油、耐高温性能,合成丁腈橡胶的单体是( )。
①CH2CH—CHCH2 ②CH3—C≡C—CH3
③CH2CH—CN ④CH3—CHCH—CN
⑤CH3—CHCH2 ⑥CH3—CHCH—CH3
A.①④ B.②⑤ C.①③ D.④⑥
答案:C
解析:丁腈橡胶链节上有7个碳原子、一个双键,它是通过加聚反应生成的,因此该链节可分为两部分:
—CH2—CHCH—CH2—和,则合成丁腈橡胶的单体为①和③。
二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.废塑料的回收再生利用将工业垃圾变成有价值的工业生产原料,具有不可忽略的潜在意义。利用如图所示的装置隔绝空气加热废聚丙烯塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯等,以此探究废塑料的再利用。下列叙述正确的是( )。
A.聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2—
B.装置乙的试管中收集到的物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.装置丙中的试剂可吸收烯烃且出现溶液分层现象
D.最后收集的气体可作燃料
答案:D
解析:聚丙烯的链节是,A项错误。装置乙收集的是较高沸点的苯和甲苯,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误。装置丙中的试剂是溴的四氯化碳溶液,可与烯烃发生加成反应生成卤代烃,但卤代烃可溶于四氯化碳中,所以不会出现分层现象,C项错误。最后收集的气体为氢气和甲烷,都可作燃料,D项正确。
12.一种生产聚苯乙烯的流程如下,下列叙述正确的是( )。
A.苯乙烯所有原子一定在同一平面内
B.乙苯和苯乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.鉴别乙苯与苯乙烯可用溴的四氯化碳溶液
D.反应①的反应类型是加成反应,反应②的反应类型是取代反应
答案:BC
解析:由于单键能旋转,所以苯乙烯中苯环所在平面可能与乙烯基不在一个平面内,A项错误。苯乙烯含有碳碳双键,能使酸性 KMnO4溶液褪色;乙苯中含有的侧链基团由于苯环的作用使其活泼,可以发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确。苯乙烯含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,乙苯不与溴的四氯化碳溶液反应,则可用溴的四氯化碳溶液鉴别,C项正确。①的反应类型是加成反应;②反应由乙苯生成苯乙烯,生成,为消去反应,D项错误。
13.由物质a为原料,制备物质d(金刚烷)的合成路线如图所示。关于图中有机物的说法中错误的是( )。
A.物质c与物质d互为同分异构体
B.物质b的分子式为C10H12,既能发生加成反应也能发生取代反应
C.物质a中所有原子都在同一个平面上
D.物质d的一氯代物有3种
答案:CD
解析:物质c的分子式为C10H16,物质d的分子式为C10H16,分子式相同,结构不同,因此互为同分异构体,A项正确。物质b的分子式为C10H12,既能发生加成反应也能发生取代反应,B项正确。物质a中—CH2—中的碳原子为sp3杂化,类似甲烷结构,所有原子不可能在同一平面上,C项错误。物质d只有两种不同化学环境的氢原子,故一氯代物只有2种,D项错误。
14.有机化合物W、X、Y、Z的分子式均为C7H8,Z的空间结构类似于篮子。下列说法正确的是( )。
A.W分子中所有原子共平面
B.W、X、Y、Z均可与酸性KMnO4溶液反应
C.1 mol X、1 mol Y分别与足量Br2的CCl4溶液反应,最多消耗Br2的物质的量均为2 mol
D.Z的一氯代物有3种
答案:D
解析:W分子中含有甲基,根据甲烷的结构可知该物质中所有原子不可能共平面,A项错误;Z属于饱和烃,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,B项错误;每个Y分子中含有三个碳碳双键,1 mol Y与足量Br2的CCl4溶液反应最多消耗3 mol Br2,C项错误;Z分子中有3种不同化学环境的氢原子,Z的一氯代物有3种,D项正确。
15.两种气态烃A、B组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O(g)的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示,则下列说法正确的是( )。
A.混合烃中一定不含有乙烯
B.混合烃中n(C)∶n(H)=2∶5
C.若混合烃为CH4、C3H4,则体积比为3∶7
D.若混合烃为CH4、C4H4,则体积比为4∶1
答案:BD
解析:由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4,混合烃中n(C)∶n(H)=2∶5,根据碳原子平均数可知,混合气体一定含有CH4;由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,且为气体,可能含有乙烯、丙炔等,A项错误,B项正确。若混合烃为CH4、C3H4,令CH4物质的量为x mol、C3H4为y mol,根据平均碳原子数目可知,x+3yx+y=1.6,整理得x∶y=7∶3,C项错误。若混合烃为CH4、C4H4,令CH4物质的量为x mol、C4H4为y mol,根据平均碳原子数目可知,x+4yx+y=1.6,整理得x∶y=4∶1,则体积比为4∶1,D项正确。
三、非选择题:共5小题,共60分。
16.(12分)(1)烃是一类重要的有机物,其结构与性质密切相关。
①下列有机物与甲烷互为同系物的是 (填字母)。
A.乙烯 B.乙烷 C.乙炔
②下列试剂可用于鉴别乙烷和乙烯的是 (填字母)。
A.水 B.四氯化碳 C.酸性高锰酸钾溶液
③下列有机物属于芳香烃的是 (填字母)。
A. B. C.
(2)某气态烃在标准状况下密度是2.59 g·L-1,其相对分子质量等于 ;该烃中含碳82.8%,则分子中碳、氢原子的个数比是 ,分子式是 ,可能的结构简式有 。
答案:(1)①B ②C ③A (2)58 2∶5 C4H10 CH3CH2CH2CH3、
解析:(1)①结构相似,分子组成相差一个或多个“CH2”的有机物互为同系物,乙烯、乙炔均含有不饱和键,与甲烷结构不相似,乙烷和甲烷均为烷烃,互为同系物,B项正确。
②乙烷和乙烯均为不溶于水的气体,A无法鉴别;乙烷和乙烯均为可溶于四氯化碳的气体,B无法鉴别;乙烯含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不可以,C可以鉴别。
③含有苯环的烃类属于芳香烃,A项正确。
(2)标准状况下1 mol气体的体积为22.4 L,则质量为22.4 L×2.59 g·L-1=58 g,即该气体的摩尔质量为58 g·mol-1,相对分子质量为58;含碳量为82.8%,则一个分子中碳原子的个数为58×82.8%12=4,氢原子的个数为58-12×41=10,所以碳、氢原子的个数比是2∶5;分子式为C4H10,可能的结构为CH3CH2CH2CH3、。
17.(12分)请结合下列有机物回答相关问题:
(1)有机物A习惯命名为 ,标注“*”的碳原子连接起来构成的图形为 (填“菱形”“正方形”或“正四面体形”)。E是A的同系物,且比A少一个碳原子,则E所有结构的一氯代物有 种。
(2)以上四种化合物中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有 (填字母)。
(3)有机物B能实现如图转化:
B
各步转化的反应条件为① ;② 。
(4)有机物D的官能团名称为 ,D在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式为 。
答案:(1)新戊烷 正四面体形 4
(2)BCD
(3)Br2,光照 液溴,FeBr3
(4)碳碳双键 n
解析:A为新戊烷,B为甲苯,C为邻二甲苯,D为苯乙烯。
(1)有机物A习惯命名为新戊烷;有机物A中主链上含有3个碳原子,在2号碳原子上含有2个甲基,标注“*”的碳原子连接起来构成的图形和甲烷相似,为正四面体形;E是A的同系物,且比A少一个碳原子,说明E中含有4个碳原子,可能是正丁烷或异丁烷,分别有2种一氯代物,共有4种一氯代物。
(2)烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,大多数苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯乙烯含有碳碳双键也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)B为甲苯,甲苯和Br2在光照条件下发生侧链上的取代反应;与液溴在溴化铁作催化剂条件下发生苯环上的取代反应,反应条件分别为①Br2、光照;②液溴、FeBr3。
(4)有机物D是苯乙烯,其官能团名称为碳碳双键,D在一定条件下能发生加聚反应,生成高分子化合物聚苯乙烯,反应的化学方程式为n。
18.(12分)氯苯是医药合成中间体和重要的有机化工原料。实验室制取氯苯的过程和机理如下:
(1)将FeCl3和苯加入装置B,再向其中通入Cl2,加热维持反应温度40~60 ℃(温度过高有副反应发生),加热可采用的方法是 。
(2)装置A的名称是 ,其作用是 。
(3)制取氯苯反应的化学方程式为 。
(4)查阅文献知,苯与Cl2在FeCl3催化剂作用下的反应机理共分三步(补全反应机理):
①FeCl3+Cl2FeCl4-+Cl+;
②+Cl+;
③ 。
(5)待装置B中的反应完成后,要进行水洗、碱洗、水洗,其中碱洗时发生反应的化学方程式为 。
第一次水洗的目的是 。
答案:(1)水浴加热
(2)冷凝管 冷凝苯蒸气,提高原料利用率
(3)+Cl2+HCl
(4)FeCl4-+FeCl3++HCl
(5)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
用水先洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本
解析:(1)加热维持反应温度40~60 ℃,可以用水浴加热的方法;
(2)A为冷凝管,由于苯的沸点低,出口的气体含有苯蒸气,用冷凝管可以冷凝苯蒸气,提高原料利用率;
(3)制取氯苯的化学方程式为+Cl2+HCl;
(4)由反应机理可知第③步生成氯苯,由与FeCl4-反应,第③步反应机理为FeCl4-+FeCl3++HCl;
(5)产物中含有FeCl3、HCl等无机物,易溶于水,则第一次水洗先洗去FeCl3、HCl等无机物,节省碱的用量,降低成本;NaOH溶液洗涤的作用是将未反应的氯气除去,化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;第二次水洗的目的是洗去过量的碱及生成的盐。
19.(12分)芳香族化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如下所示:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 ,A属于 (填“饱和烃”或“不饱和烃”);
(2)AB的反应类型是 反应;
(3)AC反应的化学方程式为 ;
(4)A与酸性高锰酸钾溶液反应可得到D,写出D的结构简式 。
答案:(1)邻二甲苯(或1,2-二甲基苯) 不饱和烃
(2)取代
(3)+Br2(或)+HBr
(4)
解析:根据流程推知:A为,E为,C为或,D为。
(1)A为,其名称为邻二甲苯(或1,2-二甲基苯);其中含有苯环,且只含有C、H元素,属于不饱和烃。
(2)由上述分析可知,AB的反应类型是取代反应。
(3)AC为与Br2在FeBr3作催化剂条件下发生取代反应生成或,因此反应的化学方程式为+Br2(或)+HBr。
(4)为苯的同系物,与苯环相连碳原子上有氢原子,取代基能被酸性高锰酸钾氧化为羧基,因此D为。
20.(12分)狄尔斯和阿尔德在研究1,3-丁二烯的性质时发现如下反应:
+
回答下列问题:
(1)狄尔斯-阿尔德反应属于 (填反应类型)。
(2)下列不能发生狄尔斯-阿尔德反应的有机物是 (填字母)。
A. B.
C. D.
(3)工业上通常以甲醛、乙炔为原料制取1,3-丁二烯,生产流程如下:
甲醛—乙炔—→HOCH2C≡CCH2OHXCH2CHCHCH2
①X的结构简式为 ;
②X转化成1,3-丁二烯的反应化学方程式为 。
(4)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式为,它的分子式为 。下列有关M的说法不正确的是 (填字母)。
A.在催化剂作用下,1 mol M最多可以消耗2 mol H2
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.不能使溴的CCl4溶液褪色
D.M中的所有碳原子不可能共面
答案:(1)加成反应 (2)C
(3)①HOCH2CH2CH2CH2OH
②HOCH2CH2CH2CH2OHCH2CH—CHCH2↑+2H2O
(4)C9H12 C
解析:(3)①碳碳三键和氢气发生加成反应,1 mol碳碳三键最多可与2 mol氢气发生加成反应,即X的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH;②1 mol X发生消去反应脱去2 mol H2O,发生的反应是HOCH2CH2CH2CH2OHCH2CH—CHCH2↑+2H2O。(4)有机物M的分子式为C9H12。1 mol M中含有2 mol 碳碳双键,1 mol碳碳双键最多消耗1 mol H2,即1 mol M最多消耗2 mol H2,A项正确。M中含有碳碳双键,因此能使酸性高锰酸钾溶液、溴的CCl4溶液褪色,B项正确,C项错误。M分子中带“*”的碳原子为饱和碳原子,如图:,该分子中所有的碳原子不可能共面,D项正确。
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