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【期中复习】2023-2024学年(人教版2019)高二化学下册期中专题训练 专题03 烃 训练.zip
展开01烃的组成、结构特点和通式
【例1-1】
下列说法不正确的是
A.烷烃分子中碳原子间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正丁烷分子中的4个碳原子在一条直线上
D.有机化合物中的三键含有一个σ键和两个π键
【答案】C
【解析】A项,烷烃分子中碳原子间均以单键结合成链状,碳原子剩余价键全部与氢原子结合,正确;B项,烷烃分子中碳原子间均以单键结合成链状,碳原子剩余价键全部与氢原子结合,烷烃的通式为CnH2n+2,则分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃,正确;C项,正丁烷分子中碳原子为饱和碳原子,空间构型为四面体形,所以分子中4个碳原子不在一条直线上C错误;D项,有机化合物中的三键含有一个头碰头的σ键和两个肩并肩的π键,正确。
【变式1-1】
下列关于乙烯的说法不正确的是
A.碳原子均采用sp2杂化,键角接近120°
B.分子中总共有5个σ键和1个π键
C.π键由2个碳原子的p轨道“头碰头”重叠而成
D.碳碳双键中的π键键能比σ键的小,易断裂,因此乙烯易发生加成反应
【答案】C
【解析】A项,碳原子均采用sp2杂化,价层电子对构型是平面三角形,键角接近120°,正确;B项,分子中总共有5个σ键(4个C-H,1个C-C键)和1个π键(C=C中有π键),正确;C项,π键由2个碳原子的p轨道“肩并肩”重叠而成,“头碰头”重叠而成的是σ键,错误;D项,碳碳双键中的π键键能比σ键的小,易断裂,因此乙烯易发生加成反应,正确。
02烃的命名
【例2-1】
下列烷烃的命名中不正确的是
A.2,3-二甲基丁烷B.2,2-二甲基丁烷
C.3-甲基-2-乙基戊烷D.2,2,3-三甲基戊烷
【答案】C
【解析】A.2,3-二甲基丁烷的结构简式为,A正确;
B.2,2-二甲基丁烷的结构简式为,B正确;
C.由有机物的命名规则可知,烷烃2号碳上不能连乙基,C错误;
D.2,2,3-三甲基戊烷的结构简式,D正确;
故选C。
【例2-2】
下列有机物的系统命名正确的是
A. 2-甲基-3-丙醇B. 1,4-二甲基丁烷
C. 2-二氯丙烷D.2-乙基—1—丁烯
【答案】D
【解析】A.为醇类物质,羟基为取代基,因此系统命名为2-甲基-1-丙醇,选项A错误;
B.为烷烃,主碳链为6个碳原子,没有支链,因此系统命名为己烷,选项B错误;
C.为卤代烃,含有碳氯键且碳链最长有3个碳,第2个碳上有2个氯原子,因此系统命名为2,2-二氯丙烷,选项C错误;
D.为烯烃,包含碳碳双键在内的最长主碳链有4碳原子,乙基在2号碳上,因此系统命名为2-乙基-1-丁烯,选项D正确;
答案选D。
【变式2-1】
(河南省顶尖名校联盟2022-2023学年高二下学期期中联考)下列有机物的命名正确的是
A.2-乙基戊烷B.2,3-二乙基-4-甲基己烷
C.2,2,3-三甲基丁烷D. (对二氯苯)
【答案】C
【解析】A.2-乙基戊烷的主链选错,正确命名为:3-甲基己烷,A不合题意;
B.2,3-二乙基-4-甲基己烷的主链选错,正确命名为:3,5-二甲基-4-乙基庚烷,B不合题意;
C.2,2,3-三甲基丁烷的命名正确,C符合题意;
D. 命名为邻二氯苯或者1,2-二氯苯,D不合题意;
故答案为:C。
【变式2-2】
(北京市第四中学2020-2021学年高二下学期期中)下列说法正确的是
A.2-甲基丙烷的一氯取代物有两种
B.和互为同系物
C.顺-2-丁烯与反-2-丁烯与氢气加成的产物不相同
D.的名称为2-甲基-3-乙基丁烷
【答案】A
【解析】A.2-甲基丙烷中有两种氢原子,故一氯代物有两种,A正确;
B.羟基和苯环直接相连的属于酚类,羟基和苯环侧链相连的属于芳香醇,属于酚类,属于芳香醇,不属于同系物,B错误;
C.因为加氢后双键变为单键,单键可以旋转,双键不能旋转,所以顺-2-丁烯和反-2-丁烯的加氢产物均为丁烷,C错误;
D.该烷烃最长碳链为5,主链为戊烷,有两个甲基,命名为2,3-二甲基戊烷,D错误;
答案选A。
03烃的物理性质的变化规律
【例3-1】
下列烷烃的沸点按由低到高的顺序排列正确的是
① ②③④
A.①②③④B.④③①②C.③④①②D.②①③④
【答案】D
【解析】一般,随着碳原子数的增多,烷烃的沸点逐渐升高。碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低。所以题给4种烷烃的沸点由低到高的顺序为②①③④,D项正确。
【例3-2】
(辽宁省沈阳市五校协作体2022-2023学年高二下学期期中)下列说法正确的是
A.密度:
B.熔点:正戊烷>2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>丙烷
C.等质量的物质燃烧耗量:乙烷>甲烷>乙烯>乙炔
D.等物质的量物质燃烧耗量:环己烷>苯>苯甲酸
【答案】A
【解析】A.氯代烃中,碳原子数越多密度越小,故密度:,故A正确;
B.烷烃中,碳原子个数越多其熔沸点越高,故熔点2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>正戊烷>丙烷,故B错误;
C.若烃为CxHy,同质量的物质燃烧耗O2量为,可以转化为CH,比较大小,越大消耗氧气越多,显然甲烷消耗氧气最多,大小顺序为甲烷>乙烷>乙烯>乙炔,故C错误;
D.若有机物为CxHy,同物质的量物质燃烧耗O2量为x+,苯甲酸可以转化为C6H6·CO2,消耗氧气为环己烷>苯=苯甲酸,故D错误;
故选A。
【变式3-1】
下列关于烷烃性质的叙述不正确的是
A.烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B.烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
C.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
D.烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
【答案】B
【解析】A项,烷烃的性质:烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态,正确;B项,烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也不能和溴水反应,故不会使其褪色,错误;C项,烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和,无论是碳碳键还是碳氢键都是单键,正确;D项,烷烃跟纯净的卤素单质在光照条件下能发生取代反应,正确。
【变式3-2】
下列有关链状烷烃的叙述中,正确的是
①在链状烷烃分子中,所有的化学键都是单键
②链状烷烃中除甲烷外,都能使酸性KMnO4溶液褪色
③通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而升高
④所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤丙烷分子中的所有碳原子在一条直线上
A.①③④B.①③⑤C.②③⑤D.①②④
【答案】A
【解析】①烷烃分子中,只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键,故①正确;②烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化,故②错误;③随碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点升高,故③正确;④烷烃的特征反应为取代反应,所有烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,故④正确;⑤丙烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,与碳原子相连的4个原子形成像甲烷一样的四面体结构,所以丙烷分子中的所有碳原子不可能在一条直线上,故⑤错误;综合以上所述,①③④正确;答案选A项。
04烃的化学性质
【例4-1】
关于丙烯性质的叙述,不正确的是
A.与乙烯互为同系物B.可合成高分子
C.能与氯气发生取代反应D.与HBr发生加成反应可能得到两种产物
【答案】B
【分析】A.根据同系物的概念判断;
B.结合乙烯发生加聚反应的判断分析产物结构;
C.丙烯中含有饱和碳原子和不饱和碳碳双键,根据物质分子结构判断;
D.丙烯是不对称烃,与化合物分子加成时,根据原子结合位置与反应产生的物质辨析。
【解析】A.丙烯与乙烯结构相似,在分子组成上相差1个CH2原子团,二者互为同系物,A正确;
B.丙烯发生加聚反应产生,每个丙烯分子打开碳碳双键,然后这些C原子连接在一起形成高分子化合物,故聚丙烯的结构简式为,B错误;
C.丙烯含有不饱和的碳碳双键能与氯气发生加成反应,由于含有饱和C原子,该C原子上含有H原子,因此在一定条件下也能发生取代反应,C正确;
D.由于该烯烃为不对称烯烃,因此与化合物分子HBr发生加成反应,产物可能是CH3CH2CH2Br,也可能反应产生CH3CHBrCH3,因此可得到两种产物,D正确;
故合理选项是B。
【点睛】烯烃是含有碳碳双键的不饱和烃,可以发生加成反应,若烯烃为对称烯烃,与单质、化合物发生加成反应产物只有一种,若为不对称烯烃,在与化合物分子发生加成反应时,有两种不同的加成方式,因此产物有同分异构体,在发生加聚反应是是断开不饱和双键的碳原子彼此连接形成高分子化合物,要注意其异同。
【例4-2】
(北京市西城区2022-2023学年高二下学期期中)下列有关甲苯的说法中,不正确的是
A.可以制造烈性炸药TNTB.可以与溴水发生取代反应
C.可以与氢气发生加成反应D.可以被高锰酸钾酸性溶液氧化
【答案】B
【解析】A.甲苯与浓硝酸在浓硫酸加热作用下反应生成2,4,6−三硝基甲苯即TNT,故A正确;
B.甲苯不与溴水发生取代反应,与溴蒸汽在光照条件下带甲基上的氢,与液溴在催化剂作用下取代甲苯邻位或对位上的氢,故B错误;
C.可以与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成 ,故C正确;
D.可以被高锰酸钾酸性溶液氧化变为苯甲酸,故D正确。
综上所述,答案为B。
【变式4-1】
下列物质中,能使KMnO4酸性溶液褪色的是
A.乙烷B.乙烯C.环己烷D.乙酸
【答案】B
【分析】高锰酸钾具有强氧化性,具有还原性的物质能被高锰酸钾氧化,从而使高锰酸钾褪色。
【解析】A.乙烷属于饱和烃,不能被酸性KMnO4溶液氧化而褪色,选项A错误;
B.乙烯含有碳碳双键,能够被酸性KMnO4溶液氧化,导致酸性高锰酸钾溶液褪色,选项B正确;
C.环己烷不能被酸性KMnO4溶液氧化而褪色,选项C错误;
D.乙酸不能被酸性KMnO4溶液氧化而褪色,选项D错误;
答案选B。
【变式4-2】
有8种物质:①甲烷②苯③聚乙烯④⑤2-丁炔⑥环乙烷⑦邻二甲苯⑧2-甲基-1,3-丁二烯。既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色的是
A.①②⑦⑧B.③⑥⑧C.④⑤⑧D.④⑤⑦⑧
【答案】C
【分析】具有碳碳双键、三键、-CHO等有机物既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色。
【解析】①②③⑥性质比较稳定,和酸性高锰酸钾溶液、溴水都不反应,所以不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色;④⑤⑧中含有碳碳不饱和键,所以能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,能和溴发生加成反应而使溴水褪色;⑦邻二甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,和溴水不反应,故选:C。
【变式4-3】
(陕西省西安市大联考2022-2023高二下学期期中)一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g,混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍.该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时,试剂瓶的质量增加了8.4g,该混合气体可能是
A.乙烷和乙烯B.乙烷和丙烯C.甲烷和乙烯D.甲烷和丙烯
【答案】C
【解析】混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍,则有机物的平均摩尔质量25g/ml,烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28,故混合气体中一定有甲烷。混合气体的总的物质的量为=0.4ml.该混合气通过Br2水时,Br2水增重8.4g为烯烃的质量,所以甲烷的质量为1.6g,物质的量为甲烷的物质的量为=0.1ml,故烯烃的物质的量为0.4ml﹣0.1ml=0.3ml,所以M(烯烃)==28g/ml,令烯烃的组成为CnH2n,则14n=28,所以n=2,故为乙烯,所以混合物为甲烷、乙烯,
故选C。
05反应类型、分子共面的判断
【例5-1】
下列反应不属于取代反应的是
A.CH2=CH2 + H2OCH3CH2OH
B.+Br2+HBr
C.2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5 + H2O
D.+HNO3+H2O
【答案】A
【解析】A.CH2=CH2 + H2OCH3CH2OH反应类型为加成反应,A符合题意;
B.+Br2+HBr反应类型为取代反应,B与题意不符;
C.2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5 + H2O反应类型为取代反应,C与题意不符;
D.+HNO3+H2O反应类型为取代反应,D与题意不符;
答案为A。
【例5-2】
对于的分子结构,下列说法正确的是
A.除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上
B.除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上
C.12个碳原子不可能都在同一平面上
D.所有原子有可能都在同一平面上
【答案】B
【解析】按照结构特点,其空间结构可简单表示为下图所示,由图形可以看到,直线l一定在平面N中,甲基上3个氢只有一个可能在这个平面内;—CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子,最多只有一个在双键决定的平面M中;平面M和平面N一定共用两个碳原子,可以通过旋转碳碳单键,使两平面重合,此时仍有—CHF2中的两个原子、—CH3中的两个氢原子不在这个平面内。要使苯环外的碳原子共直线,必须使双键部分键角为180°,但烯烃中键角为120°,所以,苯环以外的碳不可能共直线。综合上述,答案选B。
【变式5-1】
下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是
A.光照甲烷与氯气的混合物;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色;苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
C.苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中水浴加热;乙烯与水蒸气在一定条件下反应生成乙醇
D.在苯中滴入溴水,溴水褪色;乙烯使溴水褪色
【答案】C
【解析】A、甲烷和氯气混合光照发生的是甲烷中的氢原子被氯原子所代替生成氯代物,所以属于取代反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,是高锰酸钾和乙烯发生了氧化反应的结果,选项A错误;B、乙烯中的双键断裂,每个碳原子上结合一个溴原子生成1,2-二溴乙烷,所以属于加成反应;苯和氢气在一定条件下反应生成环己烷也是加成反应,选项B错误;C、在浓硫酸和加热条件下,苯环上的氢原子被硝基取代生成硝基苯,所以属于取代反应;乙烯与水蒸气在一定条件下,乙烯中的双键断裂,一个碳原子上结合一个氢原子,另一个碳原子上结合羟基,生成乙醇,该反应属于加成反应,选项C正确;D、苯能萃取溴水中的溴而使水层无色,不是加成反应是萃取;乙烯使溴水褪色属于加成反应,选项D错误。答案选C。
【变式5-2】
北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”“雪容融”成为新宠,其制作原料包含如苯乙烯()氯乙烯(CH2=CH-Cl)等,下列有关说法错误的是
A.氯乙烯能使溴水褪色
B.氯乙烯与互为同系物
C.1 ml苯乙烯最多可消耗4 ml H2
D.苯乙烯能发生加成、氧化、加聚反应
【答案】B
【解析】A项,分子中碳碳双键能和溴发生加成反应而使溴水褪色,正确;B项,二者结构不相似,所以二者不是同系物,错误;C项,苯环和氢气以1∶3发生加成反应,碳碳双键和氢气以1∶1发生加成反应,1 ml苯乙烯最多消耗4 ml氢气,正确;D.苯乙烯具有苯和烯烃的性质,苯环和碳碳双键能发生加成反应,碳碳双键能发生加聚反应和氧化反应,正确。
06烃的同分异构体的判断
【例6-1】
(河南省郑州市第一中学2022-2023学年高二下学期期中)分子式为的烯烃的二氯代物中,只含一个甲基的结构有(不考虑立体异构)
A.9种B.10种C.11种D.12种
【答案】B
【解析】丁烯有三种碳骨架结构:C=C-C-C、C-C= C-C、;根据定一移一法确定只含一个甲基的结构有二氯代物有: 、、 ,共十种,故B正确;
故选:B。
【例6-2】
(安徽省合肥市第一中学2022-2023学年高二下学期期中)下列有机物中,一氯代物有2种的是
①
②
③
④
A.全部B.①③C.②④D.②③
【答案】D
【解析】根据等效氢原子原则进行判断,①分子中有3种等效氢原子,其一氯代物有3种;②为对称结构,分子中有2种等效氢原子,其一氯代物有2种;③为对称结构,分子中有2种等效氢原子,其一氯代物有2种;④分子中有4种等效氢原子,其一氯代物有4种;所以一氯代物有2种的是②③,故答案为D。
【变式6-1】
(河南省顶尖名校联盟2022-2023学年高二下学期期中联考)进行一溴取代反应后,只能生成四种沸点不同的有机产物的烷烃是
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】进行一溴取代反应后,只能生成四种沸点不同的有机产物,说明该有机物的一溴代物有4种。
【解析】A.中含有5种不同环境的氢原子,进行一溴取代后能生成5种不同沸点的有机物,故A不符合题意;
B.中含有4种不同环境的氢原子,进行一溴取代后能生成4种不同沸点的有机物,故B符合题意;
C.中含有2种不同环境的氢原子,进行一溴取代后能生成2种不同沸点的有机物,故C不符合题意;
D.中含有3种不同环境的氢原子,进行一溴取代后能生成3种不同沸点的有机物,故D不符合题意;
答案选B。
【变式6-2】
(陕西省西安市大联考2022-2023学年高二下学期期中)已知化合物A(C4Si4H8)与立方烷(C8H8)的分子结构相似,如下图:
则C4Si4H8的二氯代物的同分异构体数目为:
A.6B.5C.4D.3
【答案】C
【解析】化合物A中含有两种不同环境的H原子,分别为与碳原子和硅原子连接,所以其二氯代物的同分异构体分别为: 或 或 或 共4种。答案选C。
07有关烃的化学实验
【例7-1】
实验小组探究甲烷与氯气的取代反应,装置、现象如下:
下列说法不正确的是( )
A.饱和食盐水可以减少氯气的溶解
B.油状液滴的主要成分是一氯甲烷
C.产生白雾以及试管内液面上升证明有氯化氢生成
D.为了探究反应条件,可用黑色纸套套住装满甲烷和氯气的试管,一段时间后进行观察
【答案】B
【分析】甲烷与氯气在光照条件下可发生取代反应,依次生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳及氯化氢小分子,其中一氯甲烷为气体,其他三种有机物为难溶于水的油状液体,据此分析作答。
【解析】A. 氯气溶于水形成盐酸与次氯酸,饱和食盐水中含大量的氯离子,可以减少氯气与水的反应,同时降低其在水中的溶解度,故A项正确;
B. 出现的油状液滴为二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,一氯甲烷再常温下为气体,故B项错误;
C. 氯化氢易溶于水,在试管口形成白雾,氯气与甲烷反应生成氯化氢后试管内气体的压强减小,液面上升,故C项正确;
D. 为了探究反应条件,可采用对照实验,用黑色纸套套住装满甲烷和氯气的试管,一段时间后进行观察,故D项正确;
答案选B。
【例7-2】
下列实验操作或对实验事实的描述正确的有
① 与 NaOH 的水溶液共热,反应后生成的醇能被氧化为醛
②除去苯中的己烯:向溶液中加入浓溴水,分液
③鉴别己烯和甲苯:向己烯和甲苯中分别滴入酸性KMnO4溶液,振荡观察是否褪色
④除去乙烷中少量乙烯:通入氢气在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷
⑤用浓溴水可将C2H5OH、AgNO3溶液、C2H5Br,苯区分开
⑥检验CH2BrCOOH中的溴元素,取样加入足量的NaOH醇溶液并加热,冷却后加稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液,观察沉淀颜色
⑦CH3Cl、 、 中加入 NaOH 的醇溶液共热,然后加入稀硝酸呈酸性,再滴入 AgNO3溶液,均有沉淀生成
A.①⑤B.①②④C.①③⑥D.②⑤⑦
【答案】A
【解析】①(CH3)3CCH2Cl与NaOH的水溶液共热,反应后生成的醇为(CH3)3CCH2OH,该醇与—OH相连碳原子上连有2个H原子,该醇能被氧化为醛(CH3)3CCHO,①正确;
②加入足量浓溴水与己烯发生加成反应所得生成物溶于苯中,苯中有新杂质,②错误;
③己烯属于烯烃,甲苯属于苯的同系物、与苯环相连的侧链为—CH3,己烯和甲苯都能被酸性KMnO4溶液氧化,都能使酸性KMnO4溶液褪色,不能用酸性KMnO4溶液鉴别己烯和甲苯,③错误;
④通入氢气能与乙烯在一定条件下发生加成反应生成乙烷,但H2的量难以控制,所得乙烷中可能混有H2,④错误;
⑤C2H5OH与浓溴水互溶、不分层,AgNO3溶液与浓溴水反应产生淡黄色沉淀,C2H5Br与浓溴水混合后、振荡、静置分层、下层呈橙红色,苯与浓溴水混合后、振荡、静置分层、上层呈橙红色,现象不同,可以鉴别,⑤正确;
⑥CH2BrCOOH在NaOH醇溶液中加热不能发生消去反应产生Br-,冷却后加稀硝酸将NaOH中和,加入AgNO3溶液不会产生沉淀,不能检验溴元素,⑥错误;
⑦CH3Cl中只有1个碳原子,(CH3)3CCH2Cl中与Cl相连碳原子的邻碳上没有H原子, 中与Br相连碳原子的邻碳上没有H原子,三种物质在NaOH的醇溶液中共热都不能发生消去反应,加入稀硝酸呈酸性,再滴入AgNO3溶液都没有沉淀生成,⑦错误;
正确的为①⑤,答案选A。
【变式7-1】
(辽宁省沈阳市五校协作体2022-2023学年高二下学期期中)下列实验装置能达到相应实验目的的是
A.图1用油酸甘油酯萃取碘水中的碘
B.图2观察甲烷取代反应的现象
C.图3证明石蜡分解产物中含有烯烃等不饱和烃
D.图4对粗硝基苯(沸点为210.9℃)蒸馏提纯
【答案】C
【解析】A.油酸甘油酯中含有碳碳双键,油酸甘油酯能与碘发生加成反应,不能用油酸甘油酯萃取碘水中的碘,故不选A;
B.甲烷与氯气在强光直射条件下发生爆炸,故不选B;
C.图3中高锰酸钾褪色,证明石蜡分解产物中含有烯烃等不饱和烃,故选C;
D.蒸馏时温度计测定馏分的温度,图示温度计水银球未在支管口处,且锥形瓶不能密封,故不选D;
选C。
【变式7-2】
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表:
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL过量的无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白雾产生,a中发生的反应是 。继续滴加至液溴滴完。装置c的作用是 ;水流方向是 (填“下进上出”或“上进下出”);装置d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10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2,写出除Br2的离子方程式:____Br2+____=____+____BrO+____。
③用 操作获得粗溴苯,向其中加入少量无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 。
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中必须的是 (填入正确选项前的字母)。
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
【答案】(1)+Br2+HBr 冷凝回流溴和苯,减小原料挥发损失 下进上出 吸收溴化氢和挥发的溴单质
(2)3Br2+6OH-=+3H2O+5Br- 分液 干燥
(3)苯 A
【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;
【解析】(1)铁和溴反应生成三溴化铁,三溴化铁与苯作用,生成溴苯,同时有溴化氢生成,a中发生的化学方程式为:2Fe+3Br2=2FeBr3,+Br2+HBr,苯和液溴易挥发,使用冷凝管的目的是冷凝回流,减小原料挥发损失,且为提高冷凝效果,冷却水的流向是下进高出;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:+Br2+HBr;冷凝回流溴和苯,减小原料挥发损失;下进上出;吸收溴化氢和挥发的溴单质;
(2)②NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2,生成溴酸钠和水,离子方程式为3Br2+6OH-=+3H2O+5Br-,故答案为:3Br2+6OH-=+3H2O+5Br-;
③经过水洗分液分离后得到的粗溴苯,因溴苯微溶于水,故粗溴苯中仍有少量水分,加入的氯化钙有吸水性,所以氯化钙的作用是干燥,故答案为:分液;干燥;
(3)溴苯能溶于苯中,所以经以上分离操作后,溴苯中的主要杂质是苯,二者互溶应该采用蒸馏方法分离,故答案为:苯;A。
08陌生烃类物质的结构与性质
【例8-1】
下列有关螺辛烷的说法正确的是
A.分子式为B.一氯代物有4种
C.分子中所有碳原子共面D.与互为同分异构体
【答案】B
【解析】A.由结构简式可知,螺辛烷的分子式为,故A错误;
B.由螺辛烷的结构简式可知其中含有4种类型的氢,所以一氯代物有4种结构,故B正确;
C.螺辛烷属于环烷烃,分子中所有的8个碳原子均为sp3杂化,所以分子中所有碳原子不可能共平面,故C错误;
D.的分子式为C8H16,两者分子式不同,所以不是同分异构体,故D错误;
故选B。
【例8-2】
(陕西省西安市大联考2022-2023高二下学期期中)甲和乙的结构式如图所示,下列关于上述两种物质的说法正确的是
A.乙的系统命名为:2-甲基丙烷 B.两者碳氢键(C-H)数目不同
C.两者分子式不同D.两者物理性质、化学性质完全相同
【答案】A
【解析】A.根据有机物的系统命名法,乙物质的最长碳链有3个碳,其2号碳上有1个甲基,则该有机物的系统命名为2-甲基丙烷,A正确;
B.根据甲、乙结构,1个有机物甲中有10个C-H键,1个有机物乙中有10个C-H键,二者数目相同,B错误
C.有机物甲的分子式为C4H10,有机物乙的分子式为C4H10,二者分子式相同,C错误;
D.二者结构不同,二者的物理性质不同,D错误;
故答案选A。
【变式8-1】
甲基环戊烷()常用作溶剂及色谱分析标准物质,也可用于有机合成。下列有关该有机化合物的说法错误的是
A.分子式为C6H12
B.光照下可以与Cl2发生取代反应
C.易溶于水及苯
D.不能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】A项,甲基环戊烷的分子式为C6H12,正确;B项,光照下可以与Cl2发生取代反应,正确;C项,烷烃均难溶于水,错误;D项,不能使酸性KMnO4溶液褪色,正确。
【变式8-2】
异丙苯()是一种重要的化工原料,下列关于异丙苯的说法不正确的是
A.异丙苯是苯的同系物
B.在一定条件下能与氢气发生加成反应
C.可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯
D.在光照条件下,异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代产物有2种
【答案】D
【解析】A项,同系物是指结构相似在组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,故异丙苯是苯的同系物,正确;B项,已知异丙苯中含有苯环,故在一定条件下能与氢气发生加成反应,正确;C项,已知苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而异丙苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯,正确;D项,根据等效氢原理可知,在光照条件下,异丙苯与Cl2发生取代反应时只能取代取代基上的H,则生成的一氯代产物有2种,还有二氯代物、三氯代物、四氯代物等等,错误。
【变式8-3】
已知(a)、(b)、(c)的分子式均为,下列有关叙述正确的是
A.a、b、c与1,3-丁二烯互为同系物
B.a、b、c分子中的5个碳原子一定都处于同一个平面
C.a、b、c都能使溴的溶液褪色,且褪色原理相同
D.在一定条件下,不饱和碳上的氢原子也可以被取代,则a、b、c的一氯代物都只有三种(不考虑立体异构)
【答案】C
【解析】A.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH₂”原子团的有机化合物; 1,3-丁二烯分子式为C4H6,与a、b、c不是同系物,A错误;B.由甲烷的正四面体结构可知a分子中的5个碳原子一定不处于同一个平面,B错误;C.a、b、c分子中都有碳碳双键,故都能与溴发生加成反应,所以都能使溴的CCl4溶液褪色,C正确;D.在一定条件下,不饱和碳上的氢原子也可以被取代,则a、b、c的一氯代物分别是4、3、3种(不考虑立体异构),D错误;故选C。
题型1 烃的组成、结构特点和通式
题型5 反应类型、分子共面的判断
题型2 烃的命名
题型6 烃的同分异构体的判断
题型3 烃的物理性质的变化规律
题型7 有关烃的化学实验
题型4 烃的化学性质
题型8 陌生烃类物质的结构与性质
现象
ⅰ.光照后,产生白雾,混合气体颜色变浅
ⅱ.试管内液面上升至试管的2/3;试管壁和液面上出现少量油状液滴
苯
液溴
溴苯
密度
0.88
3.10
1.50
沸点
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
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