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高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第3节 烃第3课时同步测试题
展开知识点1苯的结构与化学性质
1.下列事实中能充分说明苯分子的平面正六边形结构中,不含有一般的碳碳双键和碳碳单键的是( )
A.苯的一元取代物只有一种结构
B.苯的邻位二元取代物只有一种结构
C.苯的间位二元取代物无同分异构体
D.苯的对位二元取代物无同分异构体
2.下列关于苯的叙述正确的是( )
A.反应①为取代反应,有机产物的密度比水小
B.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并伴有浓烟
C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃
D.反应④中1ml苯最多与3mlH2发生加成反应,因为苯分子中含有三个碳碳双键
3.某同学分别用下列装置a和b制备溴苯,下列说法错误的是( )
A.两烧瓶中均出现红棕色气体,说明反应放热
B.a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀,说明烧瓶中发生取代反应
C.反应后的混合液中加入氢氧化钠后会有红褐色沉淀生成
D.b装置中的倒置漏斗起防倒吸作用,漏斗内形成白烟
4.苯的结构简式可用来表示,下列关于苯的叙述正确的是( )
A.苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料
B.苯分子中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃
C.苯分子中6个碳碳键完全相同
D.苯可以与溴水反应而使溴水褪色
知识点2苯的同系物的结构命名与性质
5.下列物质属于芳香烃,但不是苯的同系物的是( )
A.②③④⑤⑥ B.①②⑤⑥
C.③④D.②⑤
6.苯有多种同系物,其中一种结构简式为,则它的名称为( )
A.2,4二甲基3乙基苯
B.1,3二甲基2乙基苯
C.1,5二甲基6乙基苯
D.2乙基1,3二甲基苯
7.有机物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不同。以下事实中,不能说明此观点的是( )
A.苯与溴水不反应,而苯酚可以
B.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲烷不能
C.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而乙烷不能
D.苯的硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯
8.已知异丙苯的结构如图,下列说法不正确的是( )
A.异丙苯的沸点比苯的沸点高
B.工业上可用苯与丙烯通过取代反应制得
C.异丙苯中最多有8个碳原子处于同一平面
D.与浓硝酸和浓硫酸共热可生成三硝基异丙苯
9.工业上可由乙苯生产苯乙烯,反应原理如下:
下列说法正确的是( )
A.酸性高锰酸钾溶液和溴水都可以用来鉴别乙苯和苯乙烯
B.乙苯、苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应、氧化反应
C.乙苯的一氯取代产物共有5种
D.乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数最多均为7
知识点3芳香族化合物及其同分异构体
10.“重整碳九”是指含有9个碳原子的芳香烃,分子式为C9H12的芳香烃中,含有两个侧链的同分异构体有( )
A.1种B.2种
C.3种D.4种
11.烷基取代苯()可被酸性高锰酸钾溶液氧化为 (苯甲酸),但若烷基R中直接与苯环相连接的碳原子上没有C—H键,则不容易被氧化得到苯甲酸,据此判断,分子式为C11H16的一烷基取代苯,可以被氧化为苯甲酸的同分异构体共有( )
A.6种B.7种
C.8种D.9种
12.某烃的结构简式如图,下列说法不正确的是( )
A.该烃的核磁共振氢谱图上有3组吸收峰
B.1ml该烃完全燃烧消耗17.5mlO2
C.该烃分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
D.该烃是苯的同系物
13.(双选)已知:
下列关于Ⅰ、Ⅱ两种有机物的叙述中错误的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ均能使酸性KMnO4溶液褪色
B.Ⅰ、Ⅱ的一氯代物均只有4种(不考虑立体异构)
C.Ⅱ的分子不存在顺反异构现象
D.Ⅰ、Ⅱ均可以用来萃取溴水中的溴
学科关键能力提升练进阶训练第二层
1.要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,正确的实验方法是( )
A.加入浓硫酸与浓硝酸后加热
B.先加足量溴水,然后再加入酸性高锰酸钾溶液
C.点燃这种液体,然后观察火焰的颜色
D.先加足量的酸性高锰酸钾溶液,然后再加入溴水
2.以下关于苯乙烯()说法错误的是( )
A.能使溴水及酸性高锰酸钾溶液褪色
B.C原子存在sp、sp2两种杂化方式
C.能发生加聚反应,生成聚苯乙烯
D.1ml苯乙烯与H2加成,最多消耗4mlH2
3.已知:苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化。下列有关有机物分子结构的分析中错误的是( )
A.若烷烃(CnH2n+2)的分子中同时含有—CH3、,则n≥8
B.若烯烃(CnH2n)中所有的碳原子一定共平面,则n≤10
C.若苯的同系物(CnH2n-6)不能与酸性高锰酸钾溶液反应,则n≥10
D.若苯的同系物分子式为C8H10,其结构共有4种
4.已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转,关于结构简式为如图所示的烃,下列说法中正确的是( )
A.分子中处于同一直线上的碳原子最多有6个
B.1ml该烃发生硝化反应,最多消耗6mlHNO3
C.该烃的一氯代物共有8种
D.分子中至少有12个碳原子处于同一平面上
5.(双选)美国马丁·卡普拉斯等三位科学家因在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献,获得了诺贝尔化学奖。他们模拟出了1,6二苯基1,3,5己三烯的分子模型,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.该有机化合物属于芳香烃,官能团为碳碳双键
B.该有机化合物的分子式为C18H18
C.1ml该有机化合物在常温下最多能与6mlBr2发生加成反应
D.该有机化合物可以发生氧化反应、取代反应、加成反应
6.在探索苯分子结构的过程中,人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图所示),下列说法正确的是( )
A.五种物质均能与氢气发生加成反应
B.b、c、e的一氯代物均有三种
C.五种物质中,只有a分子的所有原子位于同一平面
D.a、b、c、e能使溴的四氯化碳溶液褪色
7.实验室制备硝基苯的反应装置如图所示(在50~60℃下发生反应,加热、控温装置已略去)。下列有关说法错误的是( )
A.球形冷凝管的作用是冷凝回流反应物
B.配制混合酸时,应将浓硫酸沿器壁慢慢倒入浓硝酸中,并不断搅拌
C.反应结束后,液体分层,下层为淡黄色油状液体
D.提纯硝基苯的操作依次为洗涤、过滤、干燥、蒸馏
8.已知:下列说法正确的是( )
A.M能发生加聚反应、取代反应和氧化反应
B.M的一氯代物有2种(不考虑立体异构)
C.N分子中所有碳原子在同一平面上
D.等物质的量的M、N完全燃烧,消耗O2的体积比(相同状况下)为4∶5
9.下列试剂可将甲苯、溴苯、水和NaOH溶液鉴别开的是( )
A.盐酸B.溴的四氯化碳溶液
C.溴水D.硝酸钠溶液
10.一种生产聚苯乙烯的流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.乙苯分子中所有原子一定在同一平面上
B.乙烯和聚苯乙烯都能与H2发生加成反应
C.鉴别乙苯和苯乙烯可用酸性KMnO4溶液
D.乙苯和氢气加成后的产物的一氯代物有5种
11.苯系化合物为无色透明油状液体,具有强烈的芳香气味,易挥发为蒸气,易燃,有毒,生活中的苯系化合物主要来源于各种胶、油漆、涂料和防水材料的溶剂或稀释剂。目前苯系化合物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质,且对人体的各个组织器官损害严重。下列有关说法正确的是( )
A.甲苯与溴水在Fe催化条件下可生成
B.乙苯和氯气在光照条件下生成的产物有11种
C.邻二甲苯和溴蒸气在光照下的取代产物可能为
D.丙基苯()可使酸性高锰酸钾溶液褪色
12.某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯),反应原理:
实验步骤:
①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40mL;
②在三颈烧瓶中加入13g甲苯(易挥发),按图所示装好药品和其他仪器:
③向三颈烧瓶中加入混酸;
④控制温度约为50~55℃,反应大约10min,三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。
相关物质的性质如表:
(1)仪器A的名称是________。
(2)水浴加热的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)配制混酸的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)分离反应后产物的方案如下:
eq \(――→,\s\up7(操作1))eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有机混合物\(――→,\s\up7(操作2))\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(甲苯,邻、对硝基甲苯)),无机混合物))
操作1的名称是________,操作2中不需要用到下列仪器中的________(填序号)。
a.冷凝管b.酒精灯
c.温度计d.分液漏斗
e.蒸发皿
(5)本实验中邻、对硝基甲苯的产率为________(结果保留至小数点后一位)。
13.芳香化合物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的转化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是________;E属于________(填“饱和烃”或“不饱和烃”)。
(2)A→B的反应类型是________,在该反应的副产物中,与B互为同分异构体的副产物的结构简式为________________。
(3)A→C的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)A与酸性KMnO4溶液反应可得到D,写出D的结构简式:________________。
14.端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应。如反应2R—C≡C—Heq \(――→,\s\up7(催化剂))R—C≡C—C≡C—R+H2。如图是利用该原理制备化合物E的一种合成路线,已知A是最简单的芳香烃。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为________________。
(2)对物质D进行分析,下列说法正确的是________(填序号)。
a.该物质可与H2加成,且D与H2的最大加成比例为1∶5
b.D分子中所有原子共面,有六个原子共线
c.D在一定条件下与Br2反应时,1mlD最多消耗2mlBr2
d.D与溴水和酸性高锰酸钾溶液作用原理相同
(3)反应④的化学方程式为________________________________________,该反应的反应类型为________。
(4)F是C的同分异构体,且满足下列条件,则F的结构简式为________________________________________________________________________。
a.F属于芳香化合物;
b.分子中只有两种不同化学环境的氢原子,且数目之比为1∶1。
15.溴苯是一种化工原料,实验室制取溴苯的装置有多种,其中的两种装置如下。回答下列问题。
Ⅰ.实验室常用的制取溴苯的装置如图1所示。向A中加入15mL无水苯和少量铁粉,再加入4mL液溴。
(1)A中生成溴苯的化学方程式为________________________________。
(2)C的作用为____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.另一种制取溴苯的装置如图2所示。
(3)实验开始时,关闭K1,开启K2和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液至装置乙中,反应开始。过一会儿,在装置丙中可能观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将三颈烧瓶内反应后所得的液体依次进行下列实验操作可得到较纯净的溴苯(已知:苯的沸点为80.1℃,溴苯的沸点为154.2℃)。
①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;②用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;③用蒸馏水洗涤,振荡,分液;④加入无水CaCl2粉末干燥后过滤;⑤________(填操作名称)。
(5)反应结束后要使甲中的水倒吸入乙中,这样操作的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)若实验时,实验室无液溴,但有溴水,该如何操作才能使实验成功:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
16.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,1ml苯并芘最多与10mlH2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A、B(均是合成二苯甲烷的原料),其中M(A)
A.A能发生加成反应、取代反应,但不能发生氧化反应
B.B的一溴代物只有3种
C.将A、B分别加入酸性KMnO4溶液中产生的现象不同
D.标准状况下,2.24LB完全燃烧消耗0.9mlO2
(2)利用A、B合成二苯甲烷的方法如下:
eq \x(B)eq \(――→,\s\up7(Cl2),\s\d5(光照))eq \x(C)eq \(――→,\s\up7(A),\s\d5(催化剂))二苯甲烷
①写出由B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,写出体现B与A性质相似的两个化学方程式(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.B发生取代反应的化学方程式为________________________。
b.B发生加成反应的化学方程式为________________________。
(3)X是B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10.8g、后者质量增加39.6g(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X的结构简式为________________。
第3课时 苯、苯的同系物及其性质
教材必备知识基础练
1.答案:B
解析:无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键,苯的一元取代物都无同分异构体,所以不能说明苯不是单双键交替结构,A错误;若苯的结构中存在单双键交替结构,苯的邻位二元取代物有两种(即取代在碳碳双键两端的碳原子上和取代在碳碳单键两端的碳原子上两种情况),但实际上苯的邻位二元取代物无同分异构体,所以能说明苯不是单双键交替结构,B正确;无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键,苯的间位二元取代物都无同分异构体,所以不能说明苯不是单双键交替结构,C错误;无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键,苯的对位二元取代物都无同分异构体,所以不能说明苯不是单双键交替结构,D错误。
2.答案:B
解析:反应①苯与Br2发生取代反应生成溴苯,溴苯的密度大于水,A项错误;燃烧是氧化反应,所以反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并伴有浓烟,B项正确;反应③为苯的硝化反应,属于取代反应,有机产物硝基苯是烃的衍生物,C项错误;苯分子中不含碳碳双键和碳碳单键,所含碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键,D项错误。
3.答案:B
解析:制备溴苯的过程中有热量产生,溶液温度升高,导致沸点较低的液溴挥发,成为红棕色的溴蒸气,A正确;a装置中的溴蒸气挥发进入锥形瓶被硝酸银溶液吸收,也会产生淡黄色的溴化银沉淀,故a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀,不能说明苯和液溴发生了取代反应,B错误;反应后的混合液中加入氢氧化钠后,NaOH与溴化铁反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,C正确;HBr气体极易溶于水,用倒置的漏斗可防止倒吸,用浓氨水吸收HBr,挥发的NH3和HBr反应生成固体NH4Br,有白烟生成,D正确。
4.答案:C
解析:苯主要是以煤和石油为原料而获得的一种重要化工原料,苯分子中6个碳碳键完全相同,苯分子中不含有碳碳双键,所以苯不属于烯烃,苯不能与溴水反应,但苯能将溴从溴水中萃取出来而使溴水褪色。
5.答案:D
解析:①是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,分子中含有1个苯环,侧链是甲基,分子组成比苯多1个CH2原子团,是苯的同系物,不符合题意;②是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,侧链是乙烯基,含有碳碳双键,不是苯的同系物,符合题意;③分子中含有N、O元素,不属于芳香烃,更不是苯的同系物,不符合题意;④分子中含有O元素,不属于芳香烃,不是苯的同系物,不符合题意;⑤是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,分子中含有2个苯环,不是苯的同系物,符合题意;⑥是含有苯环结构的碳氢化合物,属于芳香烃,分子中含有1个苯环,侧链是异丙基,分子组成比苯多3个CH2原子团,是苯的同系物,不符合题意。故选D。
6.答案:B
解析:以苯为母体,将苯环上最简单的取代基(甲基)所连的碳原子编号为“1”,然后顺时针或逆时针编号,尽量使取代基位次和最小,B正确。
7.答案:C
解析:苯与溴水不反应,而苯酚可以,说明酚羟基使苯环上的氢更活泼,A不符合题意;甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲烷不能,说明苯环影响甲基,则甲苯中甲基易被氧化,可说明原子(团)之间相互影响导致化学性质不同,B不符合题意;乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而乙烷不能,是因官能团不同导致化学性质不同,C符合题意;苯发生硝化反应一般生成硝基苯,而甲苯发生硝化反应生成三硝基甲苯,则甲基影响苯环,使苯环上的H更活泼,可说明原子(团)之间相互影响导致化学性质不同,D不符合题意。
8.答案:B
解析:异丙苯含有的碳原子数目多于苯,相对分子质量大于苯,则异丙苯的沸点比苯的沸点高,A正确;工业上可用苯与丙烯通过加成反应制得异丙苯,B错误;异丙苯中苯环及与苯环相连的碳原子一定共平面,碳碳单键具有旋转性,可使一个甲基在苯环确定的平面上,则最多有8个碳原子处于同一平面,C正确;异丙苯与浓硝酸和浓硫酸共热发生取代反应可生成2,4,6三硝基异丙苯,D正确。
9.答案:C
解析:苯乙烯能与溴发生加成反应而使溴水褪色,乙苯不与溴水反应,可鉴别,但酸性高锰酸钾溶液与苯乙烯和乙苯都能反应而褪色,不能鉴别,A错误;乙苯不含碳碳双键,不能发生加聚反应,B错误;乙苯苯环上的一氯代物有邻、间、对位三种,乙基上两个碳原子上的氢原子被取代的一氯代物有两种,共5种一氯代物,C正确;苯环和碳碳双键都为平面形结构,与苯环直接相连的原子在同一个平面上,碳碳单键可以旋转,则乙苯最多有8个碳原子共平面,苯乙烯中8个碳原子共平面,D错误。
10.答案:C
解析:分子式为C9H12的芳香烃,除了1个苯环,若含有2个侧链,则为乙基、甲基,有邻、间、对3种结构,故符合条件的同分异构体有3种,合理选项为C。
11.答案:B
解析:由题意可知,分子式为C11H16的一烷基取代苯的苯环上只有一个侧链,即苯环上有一个戊基。戊基共有8种结构,即分子式为C11H16的一烷基取代苯有8种同分异构体,其中不能被氧化为苯甲酸,答案选B。
12.答案:D
解析:由结构简式可知,该分子为对称结构,分子中含有3种氢原子,则核磁共振氢谱图上有3组吸收峰,A正确;由结构简式可知,该烃的分子式为C14H14,由CxHy~eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y,4)))O2可知,1mlC14H14完全燃烧消耗O2的物质的量为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(14+\f(14,4)))ml=17.5ml,B正确;苯环上的碳原子及与苯环直接相连的碳原子共平面,由于单键可以旋转,则以左侧苯环为参考,右侧苯环与左侧苯环相连的碳原子、该碳原子的对位碳原子和右侧苯环上的甲基碳原子与左侧苯环一定在同一平面上,所以分子中至少有10个碳原子共面,C正确;苯的同系物是含有1个苯环、侧链为烷烃基的芳香烃,由结构简式可知,该烃分子中含有2个苯环,所以该烃一定不是苯的同系物,D错误。
13.答案:CD
解析:Ⅰ分子中苯环上的甲基可被KMnO4氧化、Ⅱ分子中含有碳碳双键,两者均能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确。1个Cl原子可以取代中甲基及甲基在苯环上的邻、间、对位的H原子,共4种;关于碳碳双键对称,苯环关于支链对称,Cl原子可取代碳碳双键上及支链在苯环上的邻、间、对位的H原子,共4种,B正确。Ⅱ分子中存在碳碳双键,且每个双键碳原子均分别连接苯基和氢原子,故其存在顺反异构现象,C错误。可以用来萃取溴水中的溴,含有碳碳双键,可与溴水中的溴发生加成反应,不可以用来萃取溴水中的溴,D错误。
学科关键能力提升练
1.答案:B
解析:加入浓硫酸与浓硝酸后加热,发生甲苯的硝化反应,但甲苯少量,不一定能观察到明显现象,难以证明甲苯是否存在,A项错误;先加足量溴水,己烯与溴水发生加成反应生成卤代烃,然后再加入酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾溶液褪色,证明混有甲苯,B项正确;二者均可燃烧,点燃这种液体,然后观察火焰的颜色,无法确定甲苯是否存在,C项错误;己烯和甲苯均能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,再加入溴水无法确定甲苯是否存在,D项错误。
2.答案:B
解析:苯乙烯分子中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应而使溴水褪色,能被高锰酸钾氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;苯乙烯中苯环上C原子为sp2杂化,碳碳双键上的C原子也是sp2杂化,B错误;苯乙烯分子中含有碳碳双键,能发生加聚反应,生成聚苯乙烯,C正确;1ml苯乙烯与H2加成,苯环需要消耗3mlH2,碳碳双键需要消耗1mlH2,故最多消耗4mlH2,D正确。
3.答案:B
解析:若烷烃(CnH2n+2)的分子中同时含有—CH3、—CH2—、,则分子中—CH2—、最少各含一个,剩余为甲基,设甲基的个数为x,由烷烃通式可知:2(x+3)+2=2+1+3x,解得x=5,所以至少有8个C原子,则n≥8,A正确;乙烯是平面结构,其中4个H原子被4个甲基取代后,6个C原子共面,若烯烃(CnH2n)中所有的碳原子一定共平面,C原子最多有6个,则n≤6,B错误;若苯的同系物(CnH2n-6)不能与酸性高锰酸钾溶液反应,说明与苯环直接连接的C原子上没有H原子,符合要求的C原子数最少的有机物的结构为则n≥10,C正确;苯的同系物分子式为C8H10,可能为二甲苯或乙苯,二甲苯有邻、间、对三种结构,乙苯只有一种结构,共有4种,D正确。
4.答案:D
解析:两个相连的苯环中,处于对位的碳原子共线,如图,再加上碳碳三键的左端碳原子(7号),最多有7个碳原子共直线,A错误;苯环上能被硝基取代的位置是苯环上甲基的邻位和对位,故最多消耗4mlHNO3,B错误;该烃没有对称性,其中苯环上的氢有6种,三个甲基上的氢有3种,还有碳碳三键的端点上的1种氢,所以共有10种氢,其一氯代物为10种,C错误;据A项分析,已有7个碳原子共线,这条线必在左侧苯环确定的平面内,则该平面内还有左侧苯环上其余的4个碳原子和与左侧苯环上的碳相连的甲基上的碳原子,由于单键可以旋转,右侧苯环上其余的碳原子和另一个甲基碳原子可能不在这个平面内,故至少有12个碳原子一定共平面,D正确。
5.答案:AD
解析:该物质分子中含有2个苯环,且只含C、H两种元素,属于芳香烃,官能团为碳碳双键,故A正确;由结构简式可知该有机化合物的分子式为C18H16,故B错误;其结构中只有碳碳双键可以与Br2发生加成反应,1ml该有机化合物在常温下最多能与3mlBr2发生加成反应,故C错误;苯环上的H原子可发生取代反应,碳碳双键可发生氧化、加成反应,故D正确。
6.答案:C
解析:d不能与氢气发生加成反应,A项错误;b的一氯代物有3种,c、e的一氯代物均有2种,B项错误;依据甲烷结构可知,含有甲基、亚甲基结构的分子中所有原子不可能共平面,苯环所有原子共平面,因此只有a分子的所有原子位于同一平面,C项正确;b、c、e分子中均含碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,而a不能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项错误。
7.答案:D
解析:A项,由于有机物易挥发,所以球形冷凝管的作用是冷凝回流反应物,提高原料利用率,正确;B项,浓硫酸溶于水时放出大量的热,且浓硫酸的密度大于浓硝酸的密度,因此配制混合酸时,应将浓硫酸沿器壁慢慢倒入浓硝酸中,并不断搅拌,正确;C项,硝基苯的密度大于水的,且二者不互溶,故反应结束后,液体分层,下层为淡黄色油状液体,正确;D项,硝基苯不溶于水,提纯硝基苯的操作依次为洗涤、分液、干燥、蒸馏,错误。
8.答案:B
解析:M分子中不存在碳碳不饱和键,不能发生加聚反应,A项错误;M的结构对称,分子中有2种处于不同化学环境的氢原子,根据定一移一法可知其一氯代物有2种(不考虑立体异构),B项正确;N分子中的碳原子均是饱和碳原子,不可能在同一平面上,C项错误;M、N的分子式分别是C10H8、C10H18,所以等物质的量的M、N完全燃烧,消耗O2的体积比(相同状况下)为24∶29,D项错误。
9.答案:C
解析:甲苯能萃取溴水中的溴单质,溶液分层,上层甲苯为橙红色,下层水为无色;溴苯能萃取溴水中的溴单质,溶液分层,下层溴苯为橙红色,上层水为无色;溴水与水混合无明显现象;溴水与NaOH溶液反应生成无色物质,溴水褪色。
10.答案:B
解析:A项,乙苯分子中含有饱和碳原子,故所有原子不可能在同一个平面上,错误;B项,乙烯中的碳碳双键、聚苯乙烯中的苯环均能与氢气发生加成反应,正确;C项,乙苯和苯乙烯均能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应而使酸性KMnO4溶液褪色,故无法鉴别,错误;D项,乙苯与氢气加成后的产物为乙基上有2种不同化学环境的氢原子,六元环上有4种不同化学环境的氢原子,共有6种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物有6种,错误。
11.答案:D
解析:甲苯与液溴在Fe催化条件下才能发生取代反应,与溴水不发生化学反应,A错误;光照下乙基上H被取代,则乙苯和氯气在光照条件下生成的氯代物有11种(一氯代物有2种、二氯代物有3种、三氯代物有3种、四氯代物有2种、五氯代物有1种),同时还有HCl生成,所以产物共有12种,B错误;光照条件下甲基上的氢原子会被溴原子取代,不会取代苯环上的氢原子,C错误;丙基苯中与苯环相连的C原子上有氢原子,可以被高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。
12.答案:(1)分液漏斗
(2)受热均匀,易于控制温度
(3)量取10mL浓硝酸倒入烧杯中,再量取30mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并不断搅拌
(4)分液 de
(5)77.5%
解析:(1)根据图示,仪器A是分液漏斗。
(2)反应需要控制温度在50~55℃,采用水浴加热可以使装置受热均匀,而且易于控制温度。
(3)浓硫酸的密度大于浓硝酸,浓硝酸中有水,浓硫酸溶于水会放热,所以配制混酸的方法是量取10mL浓硝酸倒入烧杯中,再量取30mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并不断搅拌。
(4)因为经过操作1分离得到的是无机混合物和有机混合物两种液体,而该实验中有机物和无机物是不相溶的,故操作1是分液;分离沸点相差较大的互溶的液体有机物,可以采用蒸馏的方法,所以操作2为蒸馏,蒸馏用到的仪器主要有酒精灯、温度计、冷凝管,不需要用到分液漏斗、蒸发皿,故选d、e。
(5)根据可知,1ml甲苯完全反应可以得到1ml对硝基甲苯或1ml邻硝基甲苯,则92g甲苯参与反应可以得到137g对硝基甲苯或137g邻硝基甲苯,因此13g甲苯反应生成的邻、对硝基苯的理论质量为eq \f(13×137,92)g≈19.36g,所以邻、对硝基苯的产率为eq \f(15g,19.36g)×100%≈77.5%。
13.答案:(1)邻二甲苯(或1,2二甲基苯) 饱和烃
(2)取代反应
(3)(或)+HBr↑
(4)
解析:(1)芳香族化合物A(C8H10)与溴单质在光照条件下发生取代反应生成B(),则A是化学名称是邻二甲苯或1,2二甲基苯;E是邻二甲基环己烷,属于饱和烃。
(2)A在光照条件下发生取代反应,可生成多种副产物,Br原子取代甲基上的H原子,其中与B互为同分异构体的结构简式为
(3)A→C发生苯环上的取代反应,化学方程式为 (或)+HBr↑。
(4)A与酸性KMnO4溶液发生氧化反应可得到D,由D的分子式可知,D为邻苯二甲酸,其结构简式为。
14.答案:(1)
(2)ab
(3) 取代反应
(4)
解析:A是最简单的芳香烃,则A是,A与CH3CH2Cl在AlCl3作催化剂、加热条件下发生取代反应生成B(),B与Cl2在光照条件下发生取代反应生成C(),C与NaNH2、H2O发生反应生成D(),D发生已知信息中的取代反应生成E()。
(2)D是,含有苯环及碳碳三键,可与H2加成,且D与H2的最大加成比例为1∶5,a正确;苯分子是平面形分子,乙炔分子是直线形分子,苯环中与碳碳三键相连的碳原子取代乙炔分子中H原子的位置,在乙炔基所在直线上,苯环中该碳原子的对位碳原子及其上氢原子也在此直线上,所以D分子中六个原子共直线,所有原子共面,b正确;D在一定条件下与Br2反应时,碳碳三键可以与Br2发生加成反应,苯环可以与Br2发生取代反应,则1mlD最多消耗Br2的物质的量大于2ml,c错误;D与溴水中的溴发生加成反应,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,故与二者的作用原理不相同,d错误。
(4)C是,F是C的同分异构体,满足条件:F属于芳香化合物,说明含有苯环;分子中只有两种不同化学环境的氢原子,且数目之比为1∶1,说明分子结构对称,则符合题意的同分异构体为
15.答案:Ⅰ.(1)
(2)吸收尾气,防止污染环境
Ⅱ.(3)小试管中有气泡,液体变棕黄色,有白雾出现,广口瓶内溶液中有淡黄色沉淀生成
(4)蒸馏
(5)溶解乙中存在的大量溴化氢气体并吸收部分溴蒸气,以免其逸出污染空气
(6)先用苯萃取溴水中的溴,分液后,取苯层做实验即可
解析:Ⅰ.(1)A中苯与溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,该反应的化学方程式为。Ⅱ.(4)将三颈烧瓶内反应后所得液体经①②③④操作后可得到苯和溴苯的混合物,二者沸点相差较大,再进行蒸馏即可得到较纯净的溴苯。
16.答案:Ⅰ.C Ⅱ.(1)C
(2)①
②取代反应
③a.CH3+3Br2eq \(――→,\s\up7(Fe))BrBrCH3Br+3HBr(其他合理答案也可)
b.CH3+3H2eq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3
(3)
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;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,1ml该有机物最多能与10mlH2发生加成反应,C项正确;苯的同系物的分子式需满足通式CnH2n-6,而的分子式为C12H10,不符合通式CnH2n-6,所以联苯不是苯的同系物,D项错误。
Ⅱ.(1)A、B的相对分子质量均小于100,因M(A)
②与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Br2、HNO3等发生取代反应;甲苯能与H2发生加成反应等。
(3)苯的同系物的通式为CnH2n-6,则CnH2n-6+eq \f(3,2)(n-1)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2+(n-3)H2O,根据题意可知,生成H2O的物质的量n(H2O)=0.6ml,生成CO2的物质的量n(CO2)=0.9ml,则eq \f(0.6,n-3)=eq \f(0.9,n),解得n=9,则该有机物的分子式为C9H12,C9H12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
有机化合物
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水
对硝基甲苯
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
邻硝基甲苯
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
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