鲁科版 (2019)选择性必修3第3节 烃第3课时免费习题

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1．乙苯的结构简式为，它的侧链具有烷烃的性质。下列关于它的性质的叙述中不正确的是( )
A．在光照条件下，它可以与氯气发生取代反应
B．它能和溴水发生加成反应而使溴水褪色
C．它的分子式为C8H10
D．在一定条件下，它可以与H2发生加成反应
2．甲苯的苯环上有5个氢原子，其中若有两个氢原子分别被羟基(—OH)和氯原子(—Cl)取代，则可形成的有机化合物同分异构体有( )
A．9种 B．10种
C．12种 D．15种
3．在分子中，能在同一平面上的碳原子至少有( )
A．7个 B．8个
C．9个 D．14个
4．下列实验装置图及实验用品均正确的是(部分夹持仪器未画出)( )
5．已知异丙苯的结构简式如图，下列说法错误的是( )
A．异丙苯的分子式为C9H12
B．异丙苯的沸点比苯的高
C．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D．异丙苯和苯互为同系物
6．某液态烃不与溴水反应，但能使酸性KMnO4溶液褪色。将0.5 ml该烃完全燃烧生成的CO2通入含5 ml NaOH的溶液中，所得碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1∶3。则该烃是( )
A．1-丁烯 B．甲苯
C．1，3-二甲苯 D．2-甲基-3-乙基-2-戊烯
7．关于的说法正确的是( )
A．分子中有3种杂化轨道类型的碳原子
B．分子中共平面的原子数目最多为14
C．分子中的苯环由单双键交替组成
D．与Cl2发生取代反应生成两种产物
8．下列物质中，既能因发生化学反应而使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A．①②③④ B．②③④
C．②④ D．②
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
9．已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转。对于结构简式为如图所示的烃，下列说法中正确的是( )
A．分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
B．分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
C．分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
D．该烃属于芳香烃
10．分子式为C9H12的苯的同系物，已知苯环上只有一个取代基，下列说法中正确的是( )
A．该有机化合物能发生加成反应，但不能发生取代反应
B．该有机化合物能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．该有机化合物分子中的所有原子不可能在同一平面上
D．该有机化合物的一溴代物最多有5种
11．只用一种试剂就能将甲苯、己烯、四氯化碳、碘化钾溶液区分开，该试剂是( )
A．酸性高锰酸钾溶液 B．溴化钾溶液
C．溴水 D．硝酸银溶液
12．十九大报告提出将我国建设成为制造强国，2020年我国“PX”产能将达到3 496万吨/年。有机化合物(烃)“PX”的球棍模型如图所示，下列说法错误的是( )
A．“PX”的分子式为C8H10
B．“PX”的二氯代物共有6种(不考虑立体异构)
C．“PX”分子中最多有12个原子共平面
D．“PX”与浓硝酸、浓硫酸混合物在加热条件下生成的一硝基取代物只有1种
13．异丙烯苯和异丙苯是重要的化工原料，二者存在如下转化关系：，下列说法中正确的是( )
A．异丙烯苯与苯互为同系物
B．异丙烯苯不能发生取代反应
C．异丙苯的一溴代物有5种
D．0.5 ml异丙苯完全燃烧消耗氧气5 ml
三、非选择题
14．有四种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯。
(1)不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是________。
(2)不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用下能与液溴反应的是________，生成物的名称是________，反应的化学方程式为____________________________，此反应属于________反应。
(3)能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是________。
(4)不能与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是________。
15．某含苯环的化合物A，其相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3%，回答下列问题：
(1)A的分子式为________。
(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为____________________，反应类型是________________________________________。
(3)已知：。请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式：__________________________________________________________。
(4)一定条件下，A与氢气反应，得到的化合物中碳的质量分数为85.7%，写出此化合物的结构简式：________________________________。
(5)在一定条件下，由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为________________________________。
16．人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程。
(1)已知分子式为C6H6的物质有多种结构，其中两种如下：
①这两种结构的区别表现在定性方面(即化学性质方面)：Ⅱ能________，而Ⅰ不能；
a．被酸性高锰酸钾溶液氧化
b．与溴水发生加成反应
c．与溴发生取代反应
d．与氢气发生加成反应
②C6H6还可能有另一种立体结构(如图所示)，该结构的二氯代物有________种。
(2)萘也是一种芳香烃，它的分子式是C10H8，请你判断它的结构简式可能是________。
(3)根据第(2)小题中判断得到的萘的结构简式，它不能解释萘的下列事实中的________。
A．萘不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．萘能与H2发生加成反应
C．萘分子中所有原子在同一平面内
D．一溴代萘(C10H7Br)只有两种同分异构体
17．已知：①RNH2＋R′CH2Cleq \(――→,\s\up7(一定条件))RNHCH2R′＋HCl(R和R′代表烃基)；
②苯的同系物能被酸性高锰酸钾氧化，如
化合物C是制取消炎灵(祛炎痛)的中间产物，其合成路线如图所示：
请回答下列问题：
(1)B物质的结构简式是________________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①__________________________________________________；
②_____________________________________________________。
(3)反应①～⑤中，属于取代反应的是________(填序号)。
18．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：
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液溴。向a中滴入几滴溴，有白雾产生，这是因为生成了________气体，继续滴加至液溴滴完。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向分离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，粗溴苯中还含有的主要杂质为________，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
(4)在该实验中，a的容积最适合的是______(填字母)。
A．25 mL B．50 mL
C．250 mL D．500 mL
第3课时 苯及其同系物答案
1、【B】乙苯是苯的同系物，不能与溴水发生加成反应。
2、【B】二取代物的书写可以采用“定一移一”法：先在苯环上确定氯原子(—Cl)的位置，再讨论羟基(—OH)的几种可能位置。可形成的有机化合物的同分异构体有，共10种。
3、【C】苯环是平面正六边形结构，分子中12个原子共平面，且处在对角线位置的碳原子、氢原子共直线。分析如下左图的结构时，受苯环书写形式的局限而认为至少1～8号碳原子共平面，实质上应该是4、7、8、11四个碳原子共直线，两个苯环所确定的平面可以绕该直线旋转，若两个平面如下右图所示，至少有9个碳原子共平面。若两个平面重合，则所有的碳原子均在同一平面上，最多有14个碳原子共平面。
4、【A】苯和液溴的反应需在铁做催化剂的条件下发生，且为放热反应，使用长导管起到冷凝回流作用，部分挥发出的溴蒸气可用CCl4吸收，生成的HBr可用右侧装置吸收，A项正确；收集乙酸乙酯的试管中，为了防止倒吸，导管不能伸入饱和Na2CO3溶液液面下，B项错误；石油分馏实验中温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处，且冷凝水方向应为下进上出，C项错误；制备硝基苯的实验中需控制温度在50～60 ℃，而图示温度为90 ℃，D项错误。
5、【C】A项，由异丙苯的结构简式可知其分子式为C9H12，正确；B项，异丙苯的相对分子质量比苯的大，故其沸点比苯的高，正确；C项，由于异丙基与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，而饱和碳原子形成四面体形，故饱和碳原子和与其相连的三个碳原子一定不在同一平面上，错误；D项，异丙苯与苯分子结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，正确。
6、【C】由该液态烃不与溴水反应可排除A、D项；由题意和原子守恒可得：n(NaHCO3)＝3n(Na2CO3)，2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝5 ml，解得n(Na2CO3)＝1 ml，n(NaHCO3)＝3 ml。根据碳原子守恒可推知0.5 ml 该烃中含4 ml碳原子，即1个该烃分子中含8个碳原子，应为1，3-二甲苯。
7、【A】该分子中甲基上的碳原子采取sp3杂化、苯环上的碳原子采取sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采取sp杂化，A项正确；该分子中有17个原子，共面原子数最多时，分子中甲基上的两个氢原子不在该平面内，B项错误；苯环中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的化学键，C项错误；该有机物分子中有6种不同化学环境的氢原子，与Cl2发生取代反应生成的一氯代物就有6种，D项错误。
8、【D】①是烷烃，与溴水和酸性高锰酸钾溶液均不反应；③是苯，与溴水和酸性高锰酸钾溶液均不反应；④是苯的同系物，与溴水不反应，但能使酸性高锰酸钾溶液褪色；②中有碳碳双键，既能因发生化学反应而使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
9、【CD】根据结构简式以分子中左边的苯环为中心分析，该苯环上的6个碳原子、直接连在这个苯环上的2个甲基中的碳原子以及另一个苯环中的3个碳原子(对位上的)，至少有11个碳原子处于同一平面上。
10、【BC】分子式为C9H12的苯的同系物，苯环上只有一个取代基，可能的结构有 ，既可以发生加成反应，又可以发生取代反应，A项错误；与苯环相连的碳原子上均有氢原子，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项正确；由于该分子中含有饱和碳原子，所有原子不可能在同一平面上，C项正确；若该有机化合物的结构简式为，则其一溴代物有6种，若该有机化合物的结构简式为，则其一溴代物有5种，D项错误。
11、【C】A选项，酸性KMnO4溶液有强氧化性，能氧化甲苯、己烯而褪色，不能区分。B选项，溴化钾溶液加入题述四种液体中，由于甲苯、己烯的密度都比水的小，混合后分层，有机层在上层，都无化学反应发生，不能区分；由于CCl4的密度比水的密度大，混合后分层，有机层在下层；与KI溶液混合后不分层。D选项，AgNO3溶液与溴化钾溶液作用类似，但KI溶液中会出现黄色沉淀。C选项，甲苯与溴水混合后分层，溴被萃取到甲苯中处于上层，呈橙红色，下层为水层，接近无色；己烯使溴水褪色，可见上下分层，但都无色；CCl4萃取Br2，上层为水层，无色，下层为Br2的CCl4溶液，呈橙红色；溴水与KI溶液混合后不分层，但发生反应，置换出I2可使溶液颜色加深，四种溶液的现象各不相同，可以区分。
12、【BC】根据有机化合物中碳、氢原子的成键特点及“PX”的球棍模型可知，其分子式为C8H10，A项正确；“PX”的结构简式为，其二氯代物中：①2个Cl原子在同一个甲基上有1种结构；②1个Cl原子在甲基上，另一个Cl原子在苯环上有2种结构，在另一甲基上有1种结构；③2个Cl原子都在苯环上有3种结构，故“PX”的二氯代物共有1＋2＋1＋3＝7种，B项错误；“PX”分子中含有1个苯环和2个甲基，苯环是平面结构，与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内，每个甲基上还有1个H原子可能处于该平面内，故共平面的原子最多为10＋2＋2＝14个，C项错误；“PX”分子中，苯环上只有1种氢原子，与浓硝酸、浓硫酸混合物在加热条件下发生苯环上的取代反应，得到的一硝基取代物只有1种，D项正确。
13、【C】异丙烯苯和苯的结构不相似且分子式不相差CH2的整数倍，故二者不互为同系物，A项错误；异丙烯苯可与浓硝酸在浓硫酸催化下发生取代反应引入硝基，B项错误；异丙苯分子中有5种不同化学环境的氢原子，其一溴代物有5种，C项正确；异丙苯的分子式为C9H12，0.5 ml异丙苯完全燃烧消耗氧气6 ml，D项错误。
14、【(1)苯、己烷 (2)苯 溴苯 ＋Br2eq \(――→,\s\up7(Fe))＋HBr 取代 (3)己烯 (4)甲苯 】
解析：己烯、己烷、苯、甲苯四种物质中，既能和溴水反应，又能和酸性KMnO4溶液反应的只有己烯；均不能反应的为己烷和苯；不能与溴水反应但能被酸性KMnO4溶液氧化的是甲苯；苯在铁屑的作用下能与液溴发生取代反应生成溴苯。
15、【(1)C8H8
】
解析：A分子中含碳原子数N(C)＝eq \f(104×92.3%,12)≈8，由104－8×12＝8可以判断剩余部分为氢原子，即N(H)＝8，故A的分子式为C8H8。因分子中含有苯环，A可表示为C6H5C2H3，即A为。
16、【(1)①ab ②3 (2)C (3)A 】
解析：(1)①Ⅱ中存在碳碳双键，可被酸性KMnO4溶液氧化，也能与溴水发生加成反应，而苯不能发生上述反应，故应选ab。②固定一个氯原子的位置，移动另一个氯原子，另一个氯原子有3种位置，即。(2)分析各选项的结构简式，写出其分子式，再与萘的分子式对照可知选C。(3)结合苯的性质可得出结论，萘的结构简式不能解释萘不能使酸性KMnO4溶液褪色。
17、【(1)
(3)①②⑤ 】
解析：根据题给信息及有机化合物的衍变关系可知，①反应的化学方程式为＋Cl2eq \(――→,\s\up7(hν))＋HCl，为取代反应；④反应的生成物中的—COOH来自中—CH3的氧化，—NH2应来自②反应引入的—NO2，故A为易被氧化，故应先将再在一定条件下转化为由信息①可知C为
18、【(1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)②除去HBr和未反应的Br2 ③干燥 (3)苯 C (4)B 】
解析：(1)铁屑做催化剂，a中发生的反应为＋Br2eq \(――→,\s\up7(Fe))＋HBr，HBr气体遇水蒸气会产生白雾；装置d的作用是进行尾气处理，吸收HBr和挥发出的溴蒸气。(2)②未反应的Br2易溶于溴苯中，成为杂质，Br2在水中的溶解度较小，但能与NaOH溶液反应，反应生成的HBr极易溶于水，溴苯表面会附着有氢溴酸，故NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2；③分出的粗溴苯中混有水分，加入少量氯化钙可以除去水分。(3)苯与溴苯互溶，上述分离操作中没有除去苯，所以经过上述操作后，溴苯中的主要杂质是苯；根据苯与溴苯的沸点有较大差异，选用蒸馏的方法可以将二者分离。(4)反应过程中a容器中加入了15 mL无水苯和少量铁屑、4 mL液溴，分离提纯时又加入了10 mL水，则a容器中液体的总体积约为29 mL，考虑到反应时液体可能会沸腾，液体体积不能超过容器容积的eq \f(2,3)，故选择50 mL容器为宜。
苯
溴
溴苯
密度/(g·cm－3)
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解性
微溶
微溶
微溶