
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第二章《烃》单元检测题2022---2023学年高二化学人教版(2019)选择性必修3
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这是一份第二章《烃》单元检测题2022---2023学年高二化学人教版(2019)选择性必修3,共19页。
第二章《烃》单元检测题
一、单选题
1.下列说法错误的是
A.表示质子数为6、中子数为8的核素
B.和互为同素异形体
C.和为同一物质
D.的同分异构体有3种,其沸点各不相同
2.已知(b)、(c)、(d)的分子式均为C6H6,下列说法正确的是
A.b的同分异构体只有c和d两种
B.b、c、d的二氯代物均只有三种
C.b、c、d均可与酸性高锰酸钾溶液反应
D.b、c、d中只有b的所有原子处于同一平面
3.苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构,可以作为证据的是
①苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③苯在一定条件下既能发生取代反应,又能发生加成反应
④经测定,邻二甲苯只有一种结构
⑤经测定,苯环上碳碳键的键长相等
A.①②④⑤ B.①②③⑤ C.①②③ D.①②
4.下列表示不正确的是
A.乙烯的结构式: B.甲酸甲酯的结构简式:
C.甲基丁烷的键线式: D.甲基的电子式:
5.已知1,3-丁二烯()可以发生1,2-加成或者1,4-加成,其1,4-加成反应的原理是分子中的两个双键同时断裂,1、4号碳原子各加上一个原子或原子团后,中间两个碳原子的未成对电子又配对形成双键。则1,3-己二烯与溴水反应的产物共有(不考虑顺反异构)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
6.下列说法中,正确的是
A.芳香烃的分子通式是CnH2n-6(n≥6)
B.苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物
C.在苯的同系物分子中存在大π键,每个碳原子均采取sp2杂化
D.苯和甲苯都能与卤素单质、浓硝酸等发生取代反应
7.有关有机化合物中碳原子的成键特点,下列说法错误的是
A.碳原子最外层有4个电子,每个碳原子形成4个价键
B.碳原子间只能形成碳链,不能形成碳环
C.在CH4分子中,四个碳氢共价键的长度和强度均相同
D.在正丁烷分子中,4个碳原子形成的碳链为锯齿形,不为直线形
8.下列反应中,不属于取代反应的是
A.苯的硝化反应
B.甲烷和氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢
C.乙烷在一定条件下生成溴乙烷
D.乙炔在一定条件下生成乙烯
9.下列说法正确的是
A.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
B.丙烯分子中所有的原子一定处于同一平面内
C.分子式为C4H8的烃一定能使酸性KMnO4溶液褪色
D.丁烯在一定条件下只能发生加成反应不能发生取代反应
10.烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示:
某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:
下列说法正确的是
A.异丁烷的二溴代物有两种
B.反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定
C.丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,1-溴丙烷含量更高
D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤
二、填空题
11.Ⅰ.世界卫生组织公布的最新致癌物清单中,中国咸鱼上榜,咸鱼在腌制及处理过程中易产生亚硝酸盐、多环芳烃等致癌物。多环芳烃是指具有两个或两个以上苯环的芳香烃,如萘、蒽、菲等。苯并芘的致癌性很强,常作为多环芳烃的代表,它占全部致癌性多环芳烃的1%~20%。二苯甲烷、联苯、萘、苯并芘都是严重的致癌物,结构简式如下。
下列说法正确的是___________(填序号,下同)。
A.甲苯属于多环芳烃
B.二苯甲烷和萘的一氯代物的数目相同
C.在一定条件下,苯并芘最多与发生加成反应
D.联苯属于苯的同系物
Ⅱ.相对分子质量均小于100的芳香烃、(均是合成二苯甲烷的原料),其中。
(1)下列关于、的说法正确的是___________。
A.能发生加成反应、取代反应,但不能发生氧化反应
B.的一溴代物只有3种
C.将、分别加入酸性溶液中产生的现象不同
D.标准状况下,完全燃烧消耗
(2)利用、合成二苯甲烷的方法如下
①写出由生成有机物C的化学方程式:___________。
②C→二苯甲烷发生反应的类型为___________。
③同系物具有相似的性质,写出与相似性质的两个化学方程式(提示:苯环上甲基所连碳原子的邻位和对位碳原子上的氢原子易被取代)
a.发生取代反应的化学方程式为___________。
b.发生加成反应的化学方程式为___________。
(3)是的同系物,取一定质量的该有机物完全燃烧,生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,经测定,前者质量增加、后者质量增加(假设均完全吸收),该有机物分子苯环上有3个取代基,且苯环上的一氯代物、二氯代物、三氯代物都只有一种。则的结构简式为___________。
12.下列是八种环状的烃类物质:
(1)互为同系物的有______和______(填名称)。互为同分异构体的有______和______、______和______(填名称,可以不填满,也可以再补充)。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有______种;金刚烷的一氯取代产物有______种。
(3) 用系统命名法给有机物命名______
13.请回答下列问题:
(1)烷烃A蒸气的密度是同温、同压下的43倍,其分子式为_______。
(2)烷烃E完全燃烧,消耗标准状况下的 ,其分子式为_______。
(3)用取代甲苯苯环上的一个氢原子,所得芳香烃产物有_______种。
(4)某有机物的结构为,其系统命名是_______。
(5)萘的结构简式为,其分子式为_______,它的二氯代物有_______种。
(6)立方烷的结构为,其分子式为_______,它的六氯代物有_______种。
14.以下是几种苯的同系物,回答下列问题:
①②③④⑤⑥⑦
(1)①②③之间的关系是___。
(2)按系统命名法命名,③⑥的名称分别为___、___。
(3)以上7种苯的同系物中苯环上的一氯代物只有一种的是__(填序号),④中苯环上的一氯代物有___种。
(4)④的同分异构体有多种,除⑤⑥⑦外,写出苯环上一氯代物有2种,且与④互为同分异构体的有机物的结构简式:___,按系统命名法命名为___。
三、计算题
15.(1)有两种气态烃组成的混和气体,对氢气的相对密度为13,取此混和气体4.48L(标准状况下)通入足量溴水中,溴水增重2.8g,则此混和气体的组成是______
A.CH4与C3H6 B.C2H4与C3H6 C.C2H4与CH4 D.CH4与C4H8
(2)0.2mol某烃A在氧气中充分燃烧后,生成物B、C 各1.2 mol。
① 烃A的分子式为_______
② 若烃A能使溴水褪色,在催化剂的作用下可与氢气加成,其产物分子中含有4个甲基,则所有符合条件的烃A的结构简式为___________
16.按要求填空:
(1)相对分子质量为72的烷烃的分子式为___________,结构有___________种,分别写出它们的结构简式___________。
(2)下列物质熔沸点由高到低的顺序是:①CH4;②C3H8;③CH3CH(CH3)2 ;④CH3CH2CH2CH3;___________(填序号)
(3)4 g甲烷在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出222.5 kJ热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式___________。
(4)已知:①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) ΔH1=—272.0 kJ·mol-1
②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2=—1675.7 kJ·mol-1
Al和FeO发生反应的热化学方程式是___________。
四、实验题
17.下列是实验室制取乙炔、洗气和性质实验所需的装置及试剂,按要求回答下列问题:
(1)制取乙炔气体所需的装置是___________ (填字母)。
(2)如果按照气体发生、洗气、性质实验装置的顺序从左到右连接起来,请写出接口连接的数字顺序:发生装置出口___________接___________,___________接___________或___________。(填数字) ___________
(3)装置C的作用是___________。
(4)如果要进行乙炔的可燃性实验,首先应该___________。
18.溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置及有关数据中如图:
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
按下列合成步骤回答问题:
(1)在装置a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在装置b中小心加入4.0mL液溴。向装置a中滴入几滴液溴,有白雾产生。继续滴加至液溴滴完。装置c的名称为__。
(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___。
③设计实验,验证苯与液溴发生取代反应:在c,d中增加装有___(填化学式)的洗气瓶;取d中溶液于小试管中___。
(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___(填字母代号)。
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___(填字母代号)。
A.25mL B.50mL C.250mL D.500mL
五、有机推断题
19.心环烯是一种多环芳香烃,具有碗状的空间结构,由一个环戊烷周围并五个苯环组成。一种合成心环烯的路线如图:
已知:R-BrR-MgBr
回答下列问题:
(1)化合物B中含氧官能团的名称为____。
(2)萘环上的碳原子的编号如(a)式,(b)式可称为2-硝基萘,则化合物C的名称是____。
(3)C→D的反应发生在两环之间,化学方程式为_____;该步骤还有一种副产物D′,其结构简式为_____。
(4)D→E的反应经历两步,反应类型分别是加成反应、_____。
(5)A的芳香族同分异构体有_____种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为6∶2∶1的是_____和____。
20.请按要求回答下列问题:
(1)系统命名为_______;已知手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,则上述物质中含有的手性碳原子个数为_______。
(2)A的化学式为,已知A只有一种化学环境的氢原子;则A的结构简式为_______。
(3)某烃的分子式为,其能使酸性高锰酸钾溶液褪色,写出该物质生成高分子化合物的反应方程式_______,此反应类型为_______。
(4)1,3-丁二烯与一定量溴水发生加成反应可能生成的产物有_______种(不考虑立体异构),请任写出其中一种的结构简式_______。
参考答案:
1.B
【解析】A.表示质子数为6、中子数为8的碳元素的一种核素,A项正确;
B.和的分子式相同但结构不同,二者互为同分异构体,B项错误;
C.甲烷分子是正四面体结构,碳原子位于正四面体中心,四个氢原子位于正四面体的四个顶点,同理和通过旋转可以完全重合,故两者为同一物质,C项正确;
D.的同分异构体有、(CH3)2CHCH2CH3、3种,它们的沸点不同,D项正确;
答案选B。
2.D
【解析】A.b是苯,其同分异构体还可以是链状不饱和烃,同分异构体有多种,不止d和p两种,A错误;
B.c分子中氢原子分为2类,根据定一移一可知c的二氯代物是6种,B错误;
C.b、d分子中不存在碳碳双键,不与酸性高锰酸钾溶液发生反应,C错误;
D.苯是平面形结构,所有原子共平面,d、c中均含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,D正确;
故答案为D。
3.A
【解析】①苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色说明苯分子中不含碳碳双键,能证明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构,故正确;
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色说明苯分子中不含碳碳双键,能证明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构,故正确;
③苯在一定条件下能与氢气发生加成反应说明苯分子具有碳碳双键的性质,不能证明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构,故错误;
④经测定,邻二甲苯只有一种结构说明苯分子中的碳碳键只有一种,能证明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构,故正确;
⑤经测定,苯环上碳碳键的键长相等说明苯分子中的碳碳键只有一种,能证明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构,故正确;
①②④⑤正确,故选A。
4.B
【解析】A.结构式是每一对共用电子对用一个短横来表示,乙烯分子中每个碳原子和每个氢原子形成一对共用电子对,碳原子和碳原子形成两对共用电子对,故A正确;
B.结构简式中需要体现出特殊结构和官能团,甲酸甲酯中要体现出酯基,其结构简式为HCOOCH3,故B错误;
C.键线式中每个端点为一个C原子,省略C—H键,故C正确;
D.甲基中碳原子和三个氢原子形成3对共用电子对,还剩一个成单电子,故D正确;
答案选B。
5.C
【解析】1,3-己二烯结构简式是CH2=CHCH=CHCH2-CH3,其与溴水反应,能按1:1发生加成反应时,可以发生1, 2-加成或者1, 4-加成;也可以发生1 :2发生完全加成反应。
【解析】1,3-己二烯CH2=CHCH=CHCH2-CH3与溴水反应,1分子物质与1分子Br2加成时,可以在1,2的位置上发生加成,也可以在3,4的位置上发生加成,还可以在在1,4的位置上发生加成,有3种产物;
1分子1,3-己二烯与2分子Br2加成时,可以在1,2,3,4的位置上发生加成反应,有1种产物,因此共有4种加成产物,故合理选项是C。
6.D
【解析】A.芳香烃是分子中含一个或多个苯环的烃类化合物,而苯的同系物指分子中仅含有一个苯环,苯环的侧链全部为烷基的烃类化合物,其分子通式为CnH2n-6(n≥7,且n为正整数),芳香烃的通式不是CnH2n-6,故A错误;
B.苯的同系物指分子中仅含有一个苯环,苯环的侧链全部为烷基的烃类化合物,故B错误;
C.在苯的同系物分子中苯环上存在大π键,苯环上的碳原子均采取sp2杂化,烷基上的碳原子采取sp3杂化,故C错误;
D.苯和甲苯都能与卤素单质、浓硝酸等发生取代反应,故D正确;
故选D。
7.B
【解析】A.碳的原子序数为6,碳原子最外层有4个电子,每个碳原子可形成4个价键,A正确;
B.碳原子间不但能形成碳链,还可以形成碳环,如环丁烷(),B错误;
C.在CH4分子中,形成4个碳氢键,四个碳氢键的键长与键能均相同,C正确;
D.饱和碳与周围四个原子形成四面体结构,因此正丁烷分子中,4个碳原子形成的碳链为锯齿形,不为直线形,D正确;
答案选B。
8.D
【解析】A.苯与浓硝酸在浓硫酸存在和加热条件下发生取代反应生成硝基苯和水,A不符合题意;
B.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,B不符合题意;
C.乙烷在一定条件下生成溴乙烷发生的是取代反应,C不符合题意;
D.乙炔在一定条件下与氢气发生加成反应生成乙烯,D符合题意;
故答案选D。
9.A
【解析】A.烷烃的特征反应是在光照条件下能与氯气发生取代反应生成氯代烃,故A正确;
B.丙烯的结构简式为CH2=CH—CH3,分子中与双键碳原子相连的4个原子及双键碳原子处于同一平面内,而其他的原子则不一定处于该平面内,分子中—CH3上的氢原子最多只有1个氢原子处于其他6个原子所在的平面内,故B错误;
C.分子式为C4H8的烃可以是烯烃,也可以是环烷烃,环烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色,故C错误;
D.丁烯分子中含有的碳碳双键能发生加成反应,含有的饱和碳原子一定条件下也可发生取代反应,则丁烯既可发生加成反应也可发生取代反应,故D错误;
故选A。
10.D
【解析】A.异丁烷的二溴代物有、、三种结构,A错误;
B.根据烷烃卤代反应的机理,可知形成的自由基越稳定,得到的自由基越多,形成相应卤代烃的量就越多,异丁烷形成的自由基比稳定,故B错误;
C.根据烷烃卤代反应的机理,丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-溴丙烷含量更高,故C错误;
D.根据烷烃卤代反应的机理,卤素单质分子在光照条件下化学键断裂形成·X是引发卤代反应的关键步骤,D正确;
故选D。
11. +Cl2+HCl 取代反应 +3Br2+3HBr +3H2
【解析】Ⅰ.根据题目信息可知,多环芳烃是指具有两个或两个以上苯环的芳香烃,而甲苯只有1个苯环,所以它不是多环芳烃,A项错误:①的一氯代物有4种,的一氯代物只有2种,B项错误;根据苯并芘的结构简式可知该有机物最多能与发生加成反应,C项正确;苯的同系物的分子式需满足通式,而的分子式为,不符合通式,所以联苯不是苯的同系物,D项错误;
故选C;
Ⅱ.(1)、的相对分子质量均小于100,因,故为,为。A项,在一定条件下能与发生加成反应,能与溴等发生取代反应,能在中燃烧,即能发生氧化反应,错误;B项,苯环上的一溴代物有3种,上的一溴代物有1种,所以的一溴代物总共有4种,错误。C项,不能使酸性溶液褪色,而上的受到苯环影响导致的活泼性增强而被酸性溶液氧化,使酸性溶液褪色,正确;D项,标准状况下,为液体,不能根据气体摩尔体积计算其物质的量错误;
故选C;
(2)①为,在光照下与l2发生取代反应生成()和,反应的方程式为:+Cl2+HCl;
②与①在催化剂作用下发生取代反应生成;
③根据题目信息,苯环上甲基所连碳原子的邻位和对位碳原子上的氢原子易被取代,推知甲苯在一定条件下能与、等发生取代反应;甲苯能与发生加成反应等;
a.与溴在铁做催化剂条件下发生取代反应的化学方程式为:+3Br2+3HBr;
b.与氢气在一定条件下发生加成反应的化学方程式为:
+3H2;
(3)苯的同系物的通式为,则,根据题意可知,生成的物质的量,生成的物质的量,则,解得,则该有机物的分子式为,的苯环上的一氯代物、二氯代物、三氯代物都只有一种,故其结构简式为。
12. 环己烷 环辛烷 苯 棱晶烷 环辛四烯 立方烷 1 2 2-甲基-2,4-己二烯
【解析】(1)同系物:结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,则环己烷(C6H12)与环辛烷(C8H16)均为环烷烃,分子组成上相差2个CH2,互为同系物;
同分异构体:分子式相同,结构不同的化合物,则苯与棱晶烷(分子式均为C6H6),环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体,故互为同系物的有环己烷和环辛烷;
互为同分异构体的有苯和棱晶烷、环辛四烯和立方烷;
(2)由正四面体烷的结构可知分子中有4个碳原子和4个氢原子,分子式为C4H4,正四面体烷完全对称,只有一种氢原子,一氯代物只有1种,一氯代物中氢原子也只有1种,所以故二氯代物只有1种;金刚烷分子中有两种氢原子,一种是次甲基氢,一种亚甲基氢,所以其一氯代物有2种;
(3)将有机物进行编号,主链上有6个碳原子,系统命名为2-甲基-2,4-己二烯。
【点睛】一氯代物就是等效氢的个数,二氯代物就是利用等效氢和排列组合来考虑:
①先确定一氯代物;
②再在一氯代物的基础上再连一个氯,利用排列组合进行分析,要仔细分析前面出现的,防止重复。
13.(1)
(2)
(3)6
(4)甲基庚烯
(5) 10
(6) 3
【解析】(1)
烷烃A在同温、同压下蒸气的密度是H2的43倍,则烷烃A的相对分子质量为86,设烷烃A的分子式为CnH2n+2,则,则n=6,故烷烃A的分子式为C6H14;
(2)
设烷烃E的分子式为CnH2n+2,则消耗氧气的物质的量为,0.1 mol 烷烃E完全燃烧,消耗标准状况下的O211.2L,则消耗氧气的物质的量为0.5mol,故,解得n=3,故烷烃E的分子式为C3H8;
(3)
丙基,若为正丙基,则取代甲苯苯环上一-个氢原子,有邻间对三种结构,若为异丙基,则取代甲苯苯环上的一个氢原子,有邻间对三种结构,故共有6种结构;
(4)
根据系统命名法可知,包含碳碳双键的最长的碳链含有7个碳,从离子双键近的一端开始编号,则该有机物的名称是5-甲基-2-庚烯;
(5)
根据萘的结构简式,可知其分子式为C10H8;禁环的碳原子编号为:,先定一个CI原子的位置在1号碳原子上,则另外一个Cl原子可以在2、3、4、5、6、7、8号碳原子上,再定一个Cl原子在2号碳原子上,则另外一个Cl原子可以在3、6、7号碳原子上,故萘的二氯取代产物有10种结构;
(6)
根据立方烷的结构简式可知,其分子式为:;其二氯代物有3种,即氯原子可以占据同一边上的两个顶点,同一平面对角线的两个顶点,立方体对角线的两个顶点,因分子式为C8H8,其二氯代物与六氯代物的种类一样,故其六氯代物有3种。
14. 互为同分异构体 1,4—二甲苯 1,2,3—三甲苯 ③⑤ 3 1—甲基—4—乙基苯
【解析】(1)①②③都是苯上2个氢原子被2个甲基替代的产物、分别为邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯,分子式相同而结构不同,它们的关系是:互为同分异构体;故答案为同分异构体;
(2)按系统命名法命名苯的同系物时,通常是以苯作母体,将苯环上最简单的取代基所在的位号定为最小,③的结构简式为,则③名称为1,4-二甲苯、同理,⑥即的名称分别为1,2,3-三甲苯;故答案为1,4-二甲苯;1,2,3-三甲苯;
(3)③即、⑤即苯环上的氢原子只有一种,则苯环上的一氯代物只有一种,答案是③⑤,④即中苯环上的氢原子有3种,则其苯环上的一氯代物有3种;故答案为③⑤;3;
(4)除⑤⑥⑦外的④的同分异构体,其苯环上一氯代物有2种,则其苯环上有2种氢原子,取代基为甲基、乙基且处于对位的结构满足条件,则有机物的结构简式:,按系统命名法命名为1-甲基-4-乙基苯;故答案为;1-甲基-4-乙基苯。
15. D C6H12 (CH3)2C=C(CH3)2、CH2=C(CH3)C(CH3)2、CH2=CHC(CH3)3
【解析】(1)两种气态烃组成的混和气体,对氢气的相对密度为13,则混合气体的平均相对分子质量是2×13=26,混合气体的平均摩尔质量为26g/mol,烯烃中摩尔质量最小为乙烯的28g/mol,而28g/mol>26g/mol,则烷烃的摩尔质量应小于26g/mol,小于26g/mol的只有甲烷,因此混合气体中一定含有甲烷,又根据溴水增重质量为烯烃的质量,可推算出烯烃的分子结构;
(2)①0.2mol烃完全燃烧生成的是CO2、H2O,生成CO2、H2O的物质的量均为1.2mol,则0.2mol该烃含有C、H的物质的量为1.2mol、2.4mol,据此分析作答;
②若烃A能使溴水褪色,则是烯烃,与氢气加成,其加成产物经测定分子中含有4个甲基,据此分析作答。
【解析】(1)两种气态烃组成的混和气体,对氢气的相对密度为13,则混合气体的平均相对分子质量是2×13=26,混合气体的平均摩尔质量为26g/mol,烯烃中摩尔质量最小为乙烯的28g/mol,而28g/mol>26g/mol,则烷烃的摩尔质量应小于26g/mol,小于26g/mol的只有甲烷,因此混合气体中一定含有甲烷。假设烯烃的化学式为CnH2n,一种气体4.48L标准状况下的混合气体的物质的量是n=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol,其质量为m(混合)=0.2mol×26g/mol=5.2g,其中含甲烷的质量为m(CH4)=5.2g-2.8g=2.4g,甲烷的物质的量为n(CH4)=2.4g÷16g/mol=0.15mol,溴水增重质量为烯烃的质量,烯烃的物质的量为0.2mol-0.15mol=0.05mol,所以烯烃的摩尔质量为M(烯烃)=2.8g÷0.05mol=56g/mol,12n+2n=56,解得n=4,所以烯烃分子式为C4H8,则这两种烃为CH4和C4H8,故答案为:D;
(2)①0.2mol烃完全燃烧生成的是CO2、H2O,生成CO2、H2O的物质的量均为1.2mol,则0.2mol该烃含有C、H的物质的量为1.2mol、2.4mol,那么该烃分子中有6个C原子,12个H原子,分子式为C6H12,故答案为:C6H12;
②若烃A能使溴水褪色,则是烯烃,与氢气加成,其加成产物经测定分子中含有4个甲基,烃A可能有的结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2、CH2=C(CH3)C(CH3)2、CH2=CHC(CH3)3,故答案为:(CH3)2C=C(CH3)2、CH2=C(CH3)C(CH3)2、CH2=CHC(CH3)3。
16. C5H12 3 CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4 ④>③>②>① CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+3H2O(l)△H=—890kJ/mol 3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH=-859.7 kJ/mol
【解析】(1)设烷烃的分子式为CnH2n+2,由烷烃的相对分子质量为72可得:14n+2=72,解得n=5,则烷烃的分子式为C5H12,戊烷的同分异构体有3种,结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4,故答案为:C5H12;3;CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4;
(2)烷烃的同系物中,碳原子个数越大,熔沸点越高,烷烃的同分异构体中,支链越多,沸点越低,则CH4、C3H8、CH3CH(CH3)2、CH3CH2CH2CH3的熔沸点由高到低的顺序是④>③>②>①,故答案为:④>③>②>①;
(3)4g甲烷的物质的量为=0.25mol,1mol甲烷在氧气中燃烧生成CO2和液态水放出热量为222.5kJ×4=890kJ,则反应的热化学方程为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+3H2O(l)△H=-890kJ/mol,故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+3H2O(l)△H=-890kJ/mol;
(4)由盖斯定律可知,②-①×3可得Al和FeO发生反应的热化学方程式3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s),则ΔH=-1 675.7 kJ/mol+3×272.0 kJ/mol=-859.7 kJ/mol,故答案为:3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH=-859.7 kJ/mol。
17.(1)ADF
(2)1接3,4接2或5
(3)除乙炔中的硫化氢
(4)验纯
【解析】(1)
电石与水反应制取乙炔,属于固液不加热制取气体,制取乙炔气体所需的装置是ADF;
(2)
电石与水反应制取的乙炔气体中含有杂质硫化氢,用硫酸铜溶液除去硫化氢,用溴水或酸性高锰酸钾验证乙炔的性质,发生装置出口1接3,4接2或5。
(3)
硫酸铜溶液和硫化氢反应生成硫化铜沉淀和硫酸,装置C的作用是除乙炔中的硫化氢;
(4)
乙炔是可燃性气体,为防止乙炔和氧气混合爆炸,进行乙炔的可燃性实验,首先应该检验乙炔的纯度。
18. 球形冷凝管 除去未反应的Br2 CCl4 往其中先加入足量的HNO3至溶液呈酸性,再加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则证明苯与液溴反生了取代反应 苯 C B
【解析】本实验考查苯与液溴发生取代反应+Br2+HBr,由于液溴易挥发,故需用装置c即球形冷凝管进行冷却回流,产生的HBr中还是混有少量的Br2,且由于Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,故需先用CCl4除去HBr中的Br2,再用烧杯d中的溶液和硝酸酸化的硝酸银反应生成AgBr沉淀来检验该反应为取代反应;这样制得的溴苯中含有溴,加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO洗到水中,分液后然后加干燥剂可得到苯和溴苯的混合物,再利用二者沸点的差异进行蒸馏来获得纯净的溴苯,根据实验中各试剂的体积来确定三颈瓶a的容积,据此分析解题。
【解析】(1)由实验装置图可知,装置c为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2) ②溴苯提纯的方法是:先水洗,把可溶物溶解在水中,然后过滤除去未反应的铁屑,再加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO洗到水中,然后加干燥剂,无水氯化钙能干燥溴苯,故答案为:除去未反应的Br2;
③苯与液溴发生取代反应生成的HBr被d中的NaOH溶液吸收生成NaBr,再由AgNO3检验其中的Br-,但由于液溴具有强挥发性,且Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,故需在通入d之前出去HBr中的Br2,可利用溴单质极易溶于CCl4,CCl4难挥发的性质,用CCl4来除去HBr中的Br2,然后取d中溶液少许于一小试管中加入稀硝酸酸化后加入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生产,说明苯与液溴反应生成了HBr,即说明该反应为取代反应,故答案为:CCl4;往其中先加入足量的HNO3至溶液呈酸性,再加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则证明苯与液溴反生了取代反应;
(3)利用沸点不同,苯的沸点小,被蒸馏出,溴苯留在母液中,所以采取蒸馏的方法分离溴苯与苯,故答案为:苯;C;
(4)操作过程中,在a中加入15mL无水苯,向a中加入10mL水,在b中小心加入4.0mL液态溴,所以a的容积最适合的是50mL,故答案为:B;
19.(1)羟基、醚键
(2)2,7-二甲基萘
(3) +(COCl)2+2HCl
(4)消去反应
(5) 13
【解析】根据B的结构简式可以知道其中含有的含氧官能团的名称,对比C和D的结构简式的区别可以知道反应方程式的书写,同时可以推理出另一种副产物,以此解题。
(1)
根据B的结构简式可知,化合物B中含氧官能团的名称为羟基和醚键;
(2)
根据题给信息可知,化合物C的名称是2,二甲基萘;
(3)
对比C和D的结构可知应该是两个苯环上相间的位置上的氢原子被取代,则C→D的反应方程式为+(COCl)2+2HCl,因反应发生在两环之间,还有一种副产物;
(4)
D和的反应经历加成反应成环后,含有两个羟基,结合E的结构可知,第二步是消去反应;
(5)
A在苯环外有两个碳,一个氯原子,即寻找苯环外有两个饱和碳的苯的同系物的一氯代物,可能的同分异构体的碳骨架和结构有(5种)、(3种)、(4种)、(2种),共14种,A的同分异构体共有13种;其中有3种氢且个数比为6∶2∶1的是和。
20.(1) 3,3,6-三甲基辛烷 1
(2)
(3) nCH3CH=CH2 加聚反应
(4) 3 BrCH2CHBrCH=CH2或BrCH2CH=CHCH2Br或BrCH2CHBrCHBrCH2Br
【解析】(1)
根据烷烃的系统命名法可知,系统命名为3,3,6-三甲基辛烷,已知手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,则上述物质中含有的手性碳原子个数为1个,如图所示: ,故答案为:3,3,6-三甲基辛烷;1;
(2)
A的化学式为,已知A只有一种化学环境的氢原子,即分子中的9个H均为等效,则A的结构简式为,故答案为: ;
(3)
某烃的分子式为,其能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明该化合物含有碳碳双键,则该物质的结构简式为:CH3CH=CH2,故该物质生成高分子化合物的反应方程式为:nCH3CH=CH2,此反应类型为加聚反应,故答案为:nCH3CH=CH2;加聚反应;
(4)
1,3-丁二烯与一定量溴水发生加成反应可能生成的产物有:BrCH2CHBrCH=CH2、BrCH2CH=CHCH2Br、BrCH2CHBrCHBrCH2Br共3种,故答案为:3;BrCH2CHBrCH=CH2或BrCH2CH=CHCH2Br或BrCH2CHBrCHBrCH2Br。
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