鲁科版高中化学选择性必修3第1章有机化合物的结构与性质烃单元素养评价一达标练含答案

单元素养评价(一)(第1章)

(90分钟　100分)

一、选择题:本题共10小题,每小题2分, 共20分,每小题只有一个选项符合题意。

1.下列物质分类正确的是 (　　)

A.:醛类

B.:醇类

C.:烃类

D.:羧酸类

【解析】选D。A项对应的有机物为甲酸形成的酯类物质;B项对应的有机物中羟基直接与苯环相连,属于酚类;C项对应的有机物中含有醚键,属于醚类;D项对应的有机物中含有羧基,属于羧酸类。

2.用括号中的试剂除去下列各物质中的少量杂质,其中正确的是 (　　)

A.苯中的甲苯(溴水)

B.硝基苯中的硝酸(水)

C.甲烷中的乙烯(酸性KMnO4溶液)

D.溴苯中的溴(水)

【解析】选B。A项,苯和甲苯均不能与溴水反应,且密度均比水小,溴水不能除去苯中的甲苯;B项,硝酸易溶于水而硝基苯难溶于水,通过先加蒸馏水后分液操作可除去硝基苯中的硝酸;C项,酸性KMnO4溶液能除去乙烯,但同时会产生二氧化碳;D项,溴易溶于溴苯而不易溶于水。

3.下列说法中错误的是 (　　)

A.无论乙烯的加成,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有的碳碳双键有关

B.使用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液,都可以鉴别乙烯和乙烷

C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同

D.乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼

【解析】选C。乙烯和甲烷的碳、氢元素的含量不相等,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧生成的水的质量不相同。

4.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KMnO4溶液褪色

B.将苯滴入溴水中,振荡、静置后水层接近无色

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

【解析】选B。A项乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,是发生了氧化反应,属于化学变化;B项溴易溶于苯,从而使水层接近无色,是发生了萃取,属于物理变化;C项乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了加成反应,属于化学变化;D项甲烷和氯气混合,在光照条件下发生了取代反应,黄绿色消失,属于化学变化。

5.工业上将苯的蒸气通过赤热的铁合成一种可作传热载体的化合物,该化合物分子中苯环上的一氯代物有3种,1 mol该化合物催化加氢时最多消耗6 mol氢气,判断这种化合物可能是　              (　　)

A.

B.

C.

D.

【解析】选B。虽然的苯环上的一氯代物有3种,但是催化加氢时最多消耗3 mol氢气,故这种化合物不可能是A;的苯环上的一氯代物有3种,1 mol该化合物催化加氢时最多消耗6 mol氢气,故这种化合物可能是B;的环上的一氯代物有2种,1 mol该化合物催化加氢时最多消耗5 mol氢气,故这种化合物不可能是C;的苯环上的一氯代物只有1种,1 mol该化合物催化加氢时最多消耗6 mol氢气,故这种化合物不可能是D。

【方法规律】利用对称性分析同分异构体关系如果某有机物分子有对称性(轴对称、中心对称等),对称位置上的取代产物相同。如,其一取代物共有三种。

6.瑞典科学家发现,某些高温油炸食品中含有一定量的CH2CH—CO—NH2(丙烯酰胺)。食品中过量的丙烯酰胺可能引起食品安全问题。关于丙烯酰胺有下列叙述:①能使酸性KMnO4溶液褪色;②能发生加聚反应生成高分子化合物;③只有4种同分异构体;④能与氢气发生加成反应。其中正确的是              (　　)

A.①②③　　B.②③④　C.①③④　　D.①②④

【解析】选D。丙烯酰胺分子中含有碳碳双键,因而具有与乙烯相似的化学性质,即能使酸性KMnO4溶液褪色,能发生加聚反应生成高分子化合物,能与氢气发生加成反应,①②④是正确的。至于丙烯酰胺的同分异构体,下面书写其中的几种:H2N—CHCH—CHO、CH≡C—CH2—O—NH2、CH≡C—O—CH2—NH2、CH3—C≡C—O—NH2、等,不止4种。

7.已知异丙烯苯在一定条件下可以制取异丙苯:

下列说法错误的是 (　　)

A.该反应属于加成反应

B.异丙苯的一氯代物共有6种

C.可用溴水鉴别异丙烯苯和异丙苯

D.异丙苯是苯的同系物

【解析】选B。A项,异丙烯苯中支链上的碳碳双键与H2发生加成反应得到异丙苯,A正确;B项,异丙苯中只有5种H原子,一氯代物有5种,B错误;异丙烯苯中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应使溴水褪色,而异丙苯不可以与溴水反应,可以鉴别,C正确;D项,异丙苯中只有1个苯环,取代基为异丙基,与苯互为同系物,D正确。

8.某烯烃的结构简式为,有甲、乙、丙、丁四位同学分别将其命名为2-甲基-4-乙基-4-戊烯、2-异丁基-1-丁烯、3-异丁基-3-丁烯、4-甲基-2-乙基-1-戊烯。下列对四位同学的命名判断正确的是              (　　)

A.甲的命名主链选择是错误的

B.乙的命名对主链碳原子的编号是正确的

C.丙的命名主链选择是正确的

D.丁的命名是正确的

【解析】选D。的命名为4-甲基-2-乙基-1-戊烯。

9.石油裂解是一个复杂的过程,其产物为混合物。例如:

下列说法中不正确的是 (　　)

A.M的分子式为H2,N的分子式为C5H8

B.可用溴水区别和

C.等质量的和完全燃烧时耗氧量相同

D.C4H6可以是烯烃也可以是炔烃

【解析】选C。和分子式不相同,最简式不相同,故等质量的两种物质完全燃烧时耗氧量不同。

10.符合分子式“C6H6”的多种可能结构如图所示,下列说法正确的是 (　　)

A.1～5对应的结构中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4个

B.1～5对应的结构中一氯取代物只有1种的有3个

C.1～5对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个

D.1～5对应的结构均能与氢气在一定条件下发生加成反应

【解析】选C。2、3、5对应的结构中都含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,1、4不可以,故A错误;1、4对应的结构中的一氯取代物有1种,2对应的结构中的一氯取代物有3种,3、5对应的结构中的一氯取代物有2种,故B错误;只有1对应的结构中所有原子均可能处于同一平面,其他都含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,故C正确;1中含有苯环,2、3、5含有碳碳双键,均能与氢气在一定条件下发生加成反应,而4不能与氢气发生加成反应,故D错误。

二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。

11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述不正确的是 (　　)

A.标准状况下,1 L庚烷完全燃烧所生成的气态产物的分子数为NA

B.1 mol甲基(—CH3)所含的电子数为9NA

C.0.5 mol 1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)中含有的碳碳双键数为NA

D.1 mol C所含的电子总数为8NA

【解析】选A。A项,气体摩尔体积的适用对象是气体,液体和固体不适用,标准状况下,庚烷是液体,故A错误;B项,每个甲基中含有9个电子,1 mol甲基中含有9 mol电子,即9NA个电子,故B正确;C项,每个1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)分子中含有的碳碳双键数为2,0.5 mol 1,3-丁二烯中含有1 mol碳碳双键,即碳碳双键数为NA,故C正确;D项,每个C中所含电子数为8,1 mol C中含有8 mol电子,即8NA个电子,故D正确。

12.有机物分子中的原子(团)之间会相互影响,导致相同的原子(团)表现出不同的性质。下列现象不能证明上述观点的是              (　　)

A.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,甲基环己烷不能使酸性KMnO4溶液褪色

B.乙烯能与溴水发生加成反应,而乙烷不能与溴水发生加成反应

C.苯与浓硝酸反应生成硝基苯,而甲苯与浓硝酸反应生成三硝基甲苯

D.钠与水反应比钠与乙醇反应剧烈

【解析】选B。A项,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯环对甲基的影响,使甲基变得活泼,容易被酸性高锰酸钾溶液氧化,而甲基环己烷不能,故能证明上述观点;B项,乙烯能使溴水褪色,是因为乙烯含有碳碳双键,而乙烷中没有,不是原子或原子团的相互影响,故不能证明上述观点;C项,甲苯的影响使苯环上两个邻位和对位上的氢原子变得活泼,容易被取代,故能证明上述观点;D项,乙基对羟基的影响使羟基上的氢原子变得不活泼,故能证明上述观点。

13.工业上可由乙苯生产苯乙烯:+H2↑,下列说法正确的是　 (　　)

A.乙苯和苯乙烯均能和H2发生加成反应

B.乙苯的同分异构体共有三种

C.可用Br2/CCl4鉴别乙苯和苯乙烯

D.乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数最多为7

【解析】选A、C。苯环和碳碳双键均能与H2加成,A正确;乙苯的分子式为C8H10,乙苯含苯环的同分异构体二甲苯有邻、间、对三种,C8H10还可以写成含有双键、三键的不饱和烃,所以乙苯的同分异构体多于三种,B错误;苯乙烯中含有碳碳双键,能使溴的CCl4溶液褪色,而乙苯不能,所以可用Br2/CCl4鉴别乙苯和苯乙烯,C正确;两者最多均有8个C原子共面,D错误。

14.a、b表示两种化合物,其结构简式分别如图所示。下列有关说法正确的是 (　　)

A.a、b与苯是同分异构体

B.a、b中6个碳原子均处于同一平面

C.a的二氯代物有5种

D.b能使溴水、KMnO4溶液褪色,且褪色原理相同

【解析】选C。a、b的分子式均为C6H8,而苯的分子式为C6H6,故a、b是同分异构体,但二者与苯不是同分异构体,A项错误;a中6个碳原子共平面,但b中存在次甲基,与次甲基连接的三个碳原子与次甲基中的碳原子形成三角锥形,这四个碳原子不可能在同一个平面上,故B项错误;2个Cl原子取代同一个甲基上的2个氢原子时,只有1种二氯代物,2个Cl原子分别取代两个甲基上的1个氢原子时,只有1种二氯代物,1个Cl原子取代甲基上的氢原子,另外1个Cl原子取代四元环上的氢原子时,有2种二氯代物(、),两个Cl原子分别取代四元环上的两个氢原子时,只有1种二氯代物,故a的二氯代物共有5种,C项正确;b中含碳碳双键,与Br2发生加成反应,遇KMnO4溶液发生氧化反应,二者褪色原理不同,D项错误。

15.我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2转化过程示意图如下:

下列说法不正确的是 (　　)

A.反应①的产物中含有水

B.反应②中只有碳碳键形成

C.汽油主要是C5～C11的烃的衍生物的混合物

D.图中a的名称是2-甲基丁烷

【解析】选B、C。反应①是CO2与H2反应生成了CO,根据元素守恒可推断有H2O生成,A项正确;反应②是CO与H2反应生成(CH2)n,(CH2)n中还含有碳氢键,B项错误;由示意图可知,汽油的主要成分是C5～C11的烃类混合物,C项错误;根据a的球棍模型,可得其结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3,系统名称为2-甲基丁烷,D项正确。

三、非选择题:本题共5小题,共60分。

16.(12分)A～G是几种烃的分子球棍模型,据此回答下列问题:

(1)常温下含碳量最高的气态烃是________(填对应字母)。 

(2)一定条件下能够与H2发生反应的烃有________(填数字)种。 

(3)一氯代物种类最多的是________(填对应字母)。 

(4)能使KMnO4(H+)溶液褪色的是________(填对应字母)。 

(5)写出F与液溴发生反应的化学方程式 _________。 

(6)G与浓硝酸、浓硫酸的混合液30 ℃反应的化学方程式为_________, 

该反应属于________。 

【解析】根据给出的球棍模型可知这七种物质分别是A:甲烷、B:乙烷、C:乙烯、D:乙炔、E:丙烷、F:苯、G:甲苯。

(1)含碳量最高的烃中碳、氢原子个数比最大,因此是乙炔和苯,又因为是气态烃,则为乙炔。

(2)能与H2加成的烃是不饱和烃,有乙烯、乙炔、苯和甲苯。

(3)一氯代物种类最多,则分子中氢原子的类型最多。甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯的一氯代物都只有一种,丙烷的一氯代物有2种,甲苯的一氯代物有4种。

(4)烯烃、炔烃及甲苯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

(5)苯在催化剂存在下,与液溴发生溴代反应,生成溴苯。

(6)甲苯在浓硫酸作催化剂时,与浓硝酸发生硝化反应,生成2,4,6-三硝基甲苯。

答案: (1)D　(2)4　(3)G　(4)C、D、G

(5)+Br2+HBr

(6)+3HO—NO2+3H2O

取代反应

17.(12分)已知:①R—NO2R—NH2,②R—Br(或R—Cl)R—OH,③苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。用苯作原料制备一系列化合物的转化关系如图所示:

(1)A转化为B的化学方程式是__________________。 

(2)图中“苯→①→②”省略了反应条件,请写出①、②物质的结构简式:①____________________、②________________________。 

(3)B在苯环上的二氯代物有__________________种同分异构体。 

(4)有机物分子中的所有原子________________ (填“在”或“不在”)同一平面上。

【解析】通过观察题目所给条件可知:苯环上引入硝基后,再发生取代反应,取代基加在硝基的间位;苯环上如果先引入溴(或氯)原子,再发生取代反应,取代基加在溴(或氯)的对位。因此可以判断由苯→①→②的转化关系中,应该是先由苯和液溴(或氯气)发生取代反应,然后对位发生硝化反应引入硝基,最后水解生成酚羟基。

答案:(1)+CH3Cl+HCl

(2)(或)

(或)

(3)6　(4)不在

18.(12分)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4.0 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。该反应为______(填“吸热”或“放热”)反应,冷却水流向是__________(填“上进下出”或“下进上出”),继续滴加至液溴滴完。其中仪器c的名称是______,其作用是______________________。装置d的作用是__________________________;烧瓶中发生的有机反应的方程式为_________________。 

(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。洗涤、分离有机和无机试剂,需要用到的仪器是______________。第一次水洗除去大部分的HBr;用NaOH溶液洗涤的作用是____________;第二次水洗的目的是________________;每一次洗涤,有机层从____________(填“下口放出”或“上口倒出”),棕黄色的溴苯经过提纯后恢复为无色。 

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,粗溴苯中还含有的主要杂质是苯,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.蒸馏　　B.渗析　　C.分液　　D.萃取

【解析】(1)苯与液溴在Fe催化剂条件下发生取代反应,即反应方程式为+Br2+HBr,HBr气体遇到水蒸气会产生白雾,即白雾是HBr;苯与液溴发生反应是放热反应;为了增加冷却效果,即冷却水流向是下进上出;仪器c为球形冷凝管,冷凝管的作用是冷凝挥发出来的苯和液溴,并使它们流回到三颈烧瓶中,提高反应的转化率,减少原料挥发损失;苯与液溴反应生成HBr,苯的卤代反应是放热反应,液溴易挥发,因此尾气中有HBr及挥发出的Br2,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染大气,所以装置d的作用是吸收HBr和Br2,同时用倒扣的漏斗防止倒吸;发生的反应方程式为+Br2+HBr;

(2)②分离有机和无机试剂,采用的方法是分液,需要用到的仪器是分液漏斗;纯净的溴苯为无色,实验中制备的溴苯,因溶解Br2而显褐色,因此洗涤时加入NaOH的目的是把未反应的Br2转化成NaBr和NaBrO,以及除去少量的HBr;第二次水洗的目的是除去过量的NaOH;溴苯的密度大于水,因此每一次洗涤,有机层从下口放出;

③无水氯化钙为干燥剂,加入氯化钙的目的是吸收水分,干燥溴苯;

(3)苯是良好的有机溶剂,溴苯和苯互溶,根据其沸点的不同,进一步提纯,需要采用蒸馏的方法进行,故A正确。

答案:(1)HBr　放热　下进上出　球形冷凝管　冷凝回流溴和苯,减少原料挥发损失　吸收HBr和Br2,防止污染环境,同时可以防止倒吸

+Br2+HBr

(2)②分液漏斗　除去Br2和少量的HBr　除去NaOH　下口放出　③吸收水分　(3)A

19.(12分)已知无水醋酸钠和碱石灰共热时生成CH4的过程可简单表示如下:

CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3

在这个反应中CH3COONa转化为CH4可看作是CH3COONa脱去羧基的结果,故称其为脱羧反应。据此回答下列问题:

(1)1834年德国科学家米希尔里希通过蒸馏安息香酸()和石灰的混合物得到一种液体,命名为苯。写出苯甲酸钠()与NaOH、生石灰共热生成苯的化学方程式:__。  

(2)由来制取需要的试剂是________,下列物质属于苯的同系物且能被该试剂氧化的是________。  

a. b.

c. d.

(3)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含三键且无支链的链烃的结构简式:______________。苯不能使溴水褪色,性质类似于烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程式:________________。  

(4)烷烃中脱去2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热。但1,3-环己二烯()脱去2 mol氢原子变成苯却要放热,可推断苯比1,3-环己二烯________(填“稳定”或“不稳定”)。  

(5)写出满足下列条件的物质的同分异构体:__________________________。  

①分子式为C8H10　②有2个支链　③苯环上一氯代物只有一种结构

【解析】(1)脱羧反应原理如下:R—COONa+NaO—HR—H+Na2CO3,结果是羧酸盐变成比它少1个碳原子的烃,所以苯甲酸钠和NaOH、生石灰共热时生成苯和Na2CO3。(2)制取可用酸性KMnO4溶液氧化。苯的同系物中只含一个苯环且侧链为烷烃基;苯的同系物若被酸性KMnO4溶液氧化,则必须满足与苯环相连的碳原子上含有氢原子。

(3)与苯互为同分异构体,含有三键且无支链的链烃为CH≡C—C≡CCH2CH3或CH3—C≡C—C≡C—CH3、CH≡C—CH2CH2—C≡CH等(答案不唯一,只写一种即可);苯环上的氢易被取代,如被溴或硝基取代。

(4)由生成需要放热,可知的能量高,不稳定。

(5)符合C8H10的苯的同系物,若该结构有2个支链,则该物质只能为二甲苯,又因其苯环上一氯代物只有一种结构,则该二甲苯为对二甲苯。

答案:(1)+NaOH+Na2CO3

(2)酸性KMnO4溶液　d

(3)CH≡C—C≡CCH2CH3(合理即可)　+HNO3+H2O(合理即可)

(4)稳定　(5)

20.(12分)氯丁橡胶M是理想的电线电缆材料,工业上可由有机化工原料A或E制得,其合成路线如图所示。

已知:①H2CCH—C≡CH由E二聚得到。

②RCHCH2+HCl

③RCH2Cl+NaOHRCH2OH+NaCl

完成下列填空:

(1)A的名称是________,反应③的反应类型是__。 

(2)写出反应②的化学反应方程式_______。 

(3)为研究物质的芳香性,将E三聚、四聚成环状化合物,写出它们的结构简式_______。 

鉴别这两个环状化合物的试剂为__________。 

(4)以下是由A制备工程塑料PB的原料之一1,4-丁二醇(BDO)的合成路线:

AC4H6Cl2BDO

写出上述由A制备BDO的化学反应方程式。

【解析】题干中的各物质之间的反应流程如下:

根据烃的不饱和度可以推测该烃分子中含有两个碳碳双键,或者是一个三键,根据C的结构可知,A中只能是有两个碳碳双键。根据反应物和产物的特点可知,③反应为二烯烃的加聚反应。该反应过程中减少了一个氯原子同时引入了一个碳碳双键,因此,过程为卤代烃的消去反应。根据反应中的“已知”可以判断乙炔的“二聚”实际上是两分子乙炔之间的加成反应,由此推测“三聚”成环应该形成苯,“四聚”成环形成,两者的区别在于,后者分子中有,而前者没有。反应过程中A先发生1,4加成生成,然后经过水解、加成反应可以得到BDO。

答案:(1)1,3-丁二烯　加聚反应

(2)

(3)、　溴水(或高锰酸钾溶液,合理即给分)

(4)+Cl2、

+2NaOH+2NaCl、

+H2