高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二章 烃第二节 烯烃 炔烃第2课时练习题
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第二章第二节第2课时烯烃分层作业提高练习(2)2021_2022学年高中化学选择性必修3(人教版2019)
练习
一、单选题,共13小题
1.下列关于乙炔的结构和性质的叙述中,不同于乙烯的是
A.存在不饱和键 B.分子中既存在σ键又存在π键
C.分子中的所有原子都处在同一条直线上 D.能使酸性溶液褪色
2.某炔烃与氢气发生加成反应后得到,则该炔烃的结构有
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
3.既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水褪色的是
A.苯 B.聚乙烯 C.2-丁炔 D.甲烷
4.下列说法不正确的是
A.煤的气化和蛋白质的盐析均属于物理变化
B.目前石油的裂解已成为生产乙烯的主要方法
C.用燃烧的方法可以鉴别甲烷、乙烯和乙炔
D.石油的分馏和裂化均可以得到汽油
5.某气态烃1mol能与2molHCl加成,所得产物又能与6molCl2反应,最后得到一种只含C、Cl两种元素的化合物,则该气态烃可能是
A.丙烯 B.1,3-丁二烯 C.1-丁炔 D.丙炔
6.某气态烃1mol与2mol HCl发生加成反应,所得的加成产物1mol又能与8mol Cl2反应最后得到一种只含C、Cl两种元素的有机物,则该气态烃为
A.丙炔 B.1-丁炔
C.丙烯 D.1,3-戊二烯
7.下列叙述正确的是
A.C3H2Cl6有5种同分异构体
B.乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为COOH(苯甲酸)
C.棉花、羊毛、涤纶的成分均属于天然纤维
D. CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构中6个碳原子可能都在一条直线上
8.已知:3CH≡CH,则由丙炔合成的芳香烃的名称可能为
A.1,2,三甲苯 B.1,2,三甲苯 C.1,3,三甲苯 D.1,2,三甲苯
9.某有机物的结构如图所示,下列有关该有机物的说法不正确的是
A.能使溴水褪色 B.核磁共振氢谱显示有6组峰
C.能发生加聚反应 D.分子中最多有5个碳原子共线
10.下列分子式表示的物质,不具有同分异构体的是
A.C3H7Cl B.C3H6 C.CH2Cl2 D.C4H6
11.1体积某气态烃和2体积氯化氢发生加成反应后,最多还能和6体积氯气发生取代反应。由此可以断定原气态烃是(气体体积均在相同条件下测定)
A.丙烯 B.丙炔 C.丁炔 D.丁二烯
12.某烃的结构简式如图,分子中含有四面体结构的碳原子为a,在同一直线上的碳原子数最多为b,一定在同一平面内的碳原子数为c,则a、b、c为
A.2,5,4 B.4,3,5 C.4,3,6 D.4,6,4
13.已知:+,如果要合成所用的原始原料可以是
①2—甲基—1,3—丁二烯和2—丁炔②1,3—戊二烯和2—丁炔③2,3—二甲基—1,3—戊烯和乙炔④2,3—二甲基—1,3—丁二烯和丙炔
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
二、非选择题,共6小题
14.按要求回答下列问题:
(1)最简单的烃分子空间构型为____________________。
(2)衡量一个国家石油化工水平的标志是__________(填名称)的产量。
(3)2,4,6-三硝基甲苯(TNT)的结构简式为____________________。
(4)经催化加氢后生成异戊烷的炔烃结构简式为____________________。
(5)能用高锰酸钾溶液鉴别的是__________(填选项)
a.裂化汽油和直馏汽油 b.苯和甲苯
c.顺-2-丁烯和反-2-丁烯 d.乙醇和甘油
15.已知:
完成下列填空:
(1)分子式为C8H8的某烃,在臭氧作用下发生反应为:,则该烃的结构简式为______________________________________。
(2)若分子式为C8H8的某烃其一氯代物只有一种,写出1种其可能的结构简式_________。
分子式为C8H8的烃有很多,其中有一种苯乙烯,性质活泼,易被氧化,是合成橡胶和塑料的单体,用途广泛。苯乙烯可以通过下列途径制备(反应条件下所有物质均呈气态):
(3)上述流程中各物质,属于苯的同系物的是__________(填结构简式);能与溴水发生加成反应的是___________________(均填结构简式)
(4)反应①是强吸热可逆反应。要既快又多地获取苯乙烯,反应①适宜条件是__________;为了进一步提高反应物的转化率,有研究者用加入O2与H2反应的方法获取了更多的苯乙烯,试推测其中的原因___________(写出一条)。
16.按要求回答下列问题:
合成芳香炔化合物的方法之一是在催化条件下,含炔氢的分子与溴苯发生反应,如:
根据上式,请回答:
(1)甲的分子式是_______;丙能发生的反应是_______(选填字母)。
a.取代反应 b.加成反应 c.水解反应 d.消去反应
(2)以苯为原料生成乙的化学方程式是____________________。
(3)由丙制备的反应条件是_____________。
(4)符合下列条件的丙的同分异构体有____________种(不包括顺反异构)。
①分子中除苯环外不含其他环状结构;
②苯环上只有2个取代基,且其中一个是醛基。
17.已知1,3—丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)与溴水发生1: 1加成(物质的量之比)时,加成产物有如下2种:CH2=CH—CH=CH2+Br2CH2BrCHBr-CH=CH2 (称为1,2-加成);CH2=CH—CH=CH2+Br2CH2BrCH=CHCH2Br (称为1,4-加成)。
现有C4H4有多种同分异构体,它们分别具有以下特征,试写出相应同分异构体的结构简式:
(1)A为链状结构,可由两分子乙炔加成得到,A的结构简式为________________;
(2)B为平面结构,与Br2发生1:1(物质的量之比),加成方式有2种,但加成产物只有1种,B的结构简式为___________________________________________;
(3)C为正四面体结构,每个碳原子与另外3个碳通过单键相连,C的的结构简式为_______________。
18.
(1)相对分子质量为70的烯烃的分子式为________;若该烯烃与足量的H2加成后能生成含3个甲基的烷烃,则该烯烃的可能的结构简式为____________________。
(2)有机物A的结构简式为
①若A是单烯烃与氢气加成后的产物,则该单烯烃可能有________种结构;
②若A是炔烃与氢气加成后的产物,则此炔烃可能有________种结构。
③若A的一种同分异构体只能由一种烯烃加氢得到,且该烯烃是一个非常对称的分子构型,有顺、反两种结构。
a.写出A的该种同分异构体的结构简式:_________________。
b.写出这种烯烃的顺、反异构体的结构简式:____________。
19.C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl是常见的八种元素,根据元素及其化合物性质,回答下列问题:
(1)S在周期表中的位置为______;CO2的电子式是_______。
(2)比较O、Na元素常见离子的半径大小(用化学式表示,下同)____>____;__________比较S、Cl元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱: ____>____ 。_______________
(3)已知:
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
离子化合物
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2800
2050
714
191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是___________;制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是___________ 。
(4)碳与镁形成的1 mol化合物Q与水反应,生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烃, 该烃分子中碳氢质量比为9:1,烃的结构简式为______;Q的化学式为_______ 。
(5)熔融状态下,钠和FeCl2能组成可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:2Na+ FeCl2Fe + 2NaCl .放电时,电池的正极反应式为___________;充电时,_______(写物质名称)电极接电源的负极;该电池的电解质为_______。
参考答案:
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.乙烯中存在碳碳双键,乙炔中存在碳碳三键,都存在不饱和键,故A正确;
B.乙烯中存在碳碳双键,乙炔中存在碳碳三键,分子中都含有键和键,故B正确;
C.乙炔分子中的所有原子都处在同一条直线上,乙烯分子中的所有原子都处在同一平面上,不在同一条直线上,故C错误;
D.乙烯中存在碳碳双键,乙炔中存在碳碳三键,都能使酸性溶液褪色,故D正确;
故答案为C。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
将2-甲基戊烷中各C原子编号:,其中2号C原子上只含有1个H原子,无法形成碳碳三键,只有3、4号C原子间和4、5号C原子间可以形成碳碳三键,故符合题述条件的炔烃有2种,B项正确。
故答案选B。
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯能萃取溴水中的溴而使溴水褪色,A不符合;
B. 聚乙烯中的碳碳键为碳碳单键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又不能使溴水褪色,B不符合;
C. 2-丁炔含碳碳三键,既能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使之褪色,又能与溴水发生加成反应使溴水褪色,C符合;
D. 甲烷属于烷烃,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又不能使溴水褪色,D不符合;
答案选C。
4.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.煤的气化过程中有新物质生成,为化学变化,A错误;
B.从石油的裂解过程中获取乙烯已成为生产乙烯的主要途径,B正确;
C.三种气体含碳量不同,则点燃时火焰明亮程度及产生黑烟量的多少不同,可鉴别,C正确;
D.汽油所含分子中的碳原子数一般在C5~C11范围内,石油中含有C5-C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油,也可以通过裂化得到C5-C11的烃,D正确;
综上所述答案为A。
5.D
【解析】
【分析】
气态烃发生加成反应后所得产物又能与6molCl2发生取代反应,则1mol产物含6molH,产物在发生加成反应时增加了2molH、2molCl,因此1mol原气态烃含2mol碳碳双键或含1mol三键,含4molH。
【详解】
A.丙烯的分子式为:,不符合题意,A错误;
B.1,3-丁二烯的分子式为:,不符合题意,B错误;
C.1-丁炔的分子式为:,不符合题意,C错误;
D.丙炔分子式为:,符合题意,D正确;
答案为D。
6.B
【解析】
【分析】
气态烃发生加成反应后所得产物又能与8molCl2发生取代反应,则1mol产物8molH,产物在发生加成反应时增加了2molH、2molCl,因此1mol原气态烃含2mol碳碳双键或含1mol三键,含6molH。
【详解】
A.丙炔含有碳碳三键,分子式为: C3H4 ,不符合题意,A错误;
B.1-丁炔含有碳碳三键,分子式为: C4H6 ,符合题意,B正确;
C.丙烯只含有一个碳碳双键,的分子式为: C3H6 ,不符合题意,C错误;
D.1,3-戊二烯含有两个碳碳双键,分子式为: C5H8 ,不符合题意,D错误。
答案为B。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.C3H2Cl6与C3H6Cl2的同分异构体相同,由1个Cl定位移动另一个Cl可知,C3H6Cl2的同分异构体有4种,即C3H2Cl6有4种同分异构体,故A错误;
B.乙苯属于苯的同系物,可被酸性高锰酸钾溶液氧化为COOH(苯甲酸),故B正确;
C.涤纶不是天然的,是合成的,故C错误;
D.只有碳碳三键为直线结构,与三键C直接相连的C共直线,则CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构中4个碳原子在一条直线上,故D错误;
故选B。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意,产物中碳碳双键的位置上,原来是反应物中的碳碳三键的位置,则丙炔合成的芳香烃的结构简式为或,名称为1,2,三甲苯或1,3,5-三甲苯,故选B。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.该有机物含有碳碳三键,能与溴水发生加成反应,故能使溴水褪色,故A正确;
B.该有机物含有8种等效氢原子,故核磁共振氢谱显示有8组峰,故B错误;
C.该有机物含有碳碳三键,故能发生加聚反应,故C正确;
D.与相连的两个原子以及三键上的碳原子共4个原子共直线,同时苯环对角线上的4个原子共直线,故该有机物中共直线的碳原子最多有5个,如图所示,故D正确;
故选B。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.符合分子式为C3H7Cl的卤代烃有2种结构,分别为1—氯丙烷和2—氯丙烷,则C3H7Cl具有同分异构体,故A不符合题意;
B.符合分子式为C3H6的烃可能为丙烯和环丙烷,则C3H6具有同分异构体,故B不符合题意;
C.甲烷的空间构型是正四面体结构,则CH2Cl2不具有同分异构体,故C符合题意;
D.符合分子式为C4H6的烃可能为1—丁炔、2—丁炔、1,3—丁二烯、环丁烯、甲基环丙烯等,则C4H6具有同分异构体,故D不符合题意;
故选C。
11.B
【解析】
【分析】
【详解】
由1体积某气态烃和2体积氯化氢发生加成反应可知,气态烃的分子式为CnH2n—2,加成产物为CnH2nCl2,由1体积CnH2nCl2最多还能和6体积氯气发生取代反应可得:2n=6,解得n=3,则气态烃的分子式为C3H4,故选B。
12.C
【解析】
【分析】
【详解】
饱和碳原子是四面体结构,所以a=4;碳碳三键是直线型结构,与碳碳三键碳原子直接相连的原子共直线,所以位于同一直线上的碳原子有3个,b=3;碳碳双键是平面形结构,如下图所示:与双键碳原子直接相连的3个原子共平面,还有碳碳三键的碳也一定在同一平面上,此 6个碳原子一定在同一平面上,c=6,答案为:C。
13.D
【解析】
【分析】
【详解】
由可知,合成的物质中两个碳碳双键分别产生于反应物中的碳碳叁键和二烯烃中的两个碳碳双键,若右侧双键来自于碳碳三键,则炔烃为2−丁炔,二烯烃为2−甲基−1,3−丁二烯,①正确;若左侧双键来自于碳碳三键,则炔烃为丙炔,二烯烃为2,3−二甲基−1,3−丁二烯,④正确,答案为:D。
14. 正四面体 乙烯 ab
【解析】
【详解】
(1)最简单的烃为甲烷,其分子空间构型为正四面体。
(2)衡量一个国家石油化工水平的标志是乙烯的产量。
(3)2,4,6-三硝基甲苯可以看作是-NO2取代了甲苯苯环上2,4,6号碳原子上的H,其结构简式为。
(4)异戊烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH3,炔烃与氢气加成后得烷烃,则原来碳碳三键的两个碳原子上均至少有2个氢原子,所以形成(CH3)2CHCH2CH3的炔烃,其碳碳三键只能在末端两个碳原子上,则形成异戊烷的炔烃是。
(5)a、裂化汽油中含有烯烃,能使高锰酸钾溶液褪色,而直馏汽油为饱和烃类,不能使高锰酸钾褪色,故可用高锰酸钾鉴别裂化汽油和直馏汽油;b、苯不能被高锰酸钾氧化,甲苯可以被高锰酸钾氧化为苯甲酸,则可用高锰酸钾区分苯和甲苯;c、顺-2-丁烯和反-2-丁烯均使高锰酸钾褪色,故不能用高锰酸钾鉴别二者;d、乙醇和甘油均含有醇羟基,均能使高锰酸钾褪色,故不能用高锰酸钾鉴别。故选ab。
15. CH3—C≡C—CH=CH—C≡C—CH3 或 、CH2=CH2 适当的温度,低压,催化剂 ①催化剂具有选择性;②氢气和氧气反应导致生成物浓度降低,平衡右移;③氢气和氧气反应放出大量热为合成反应提供了能量,促使平衡右移
【解析】
【详解】
(1)由已知得不饱和烃与臭氧反应,双键断裂生成醛基,三键断裂生成羧基,由反应得C8H8的结构简式为CH3—C≡C—CH=CH—C≡C—CH3。
(2)C8H8的某烃其一氯代物只有一种,说明只有一种氢,结构应完全对称,则其结构简式为(或)。
(3)苯的同系物是指含有一个苯环,苯环上连接烷基,符合通式CnH2n-6(n>6),则流程中属于苯的同系物的是;能与溴水发生加成反应的含有不饱和的碳碳双键或碳碳三键,所以是CH2=CH2,。
(4)反应①是强吸热可逆反应,反应①可表示为⇌+H2∆H>0,要既快又多地获取苯乙烯,适宜的条件可加快反应速率、使平衡正向移动,可反应①适宜条件是:适当的温度,低压,催化剂;为了进一步提高反应物的转化率,有研究者用加入O2与H2反应的方法获取了更多的苯乙烯,试推测其中的原因:①催化剂具有选择性;②氢气和氧气反应导致生成物浓度降低,平衡右移;③氢气和氧气反应放出大量热为合成反应提供了能量,促使平衡右移。
16. C5H8O abd 浓硫酸、加热 24
【解析】
【详解】
(1)由结构简式可知甲分子式为C5H8O;丙中含醇羟基,丙能与HBr等发生取代反应,与醇羟基相连碳原子的邻碳上有H原子,丙能发生消去反应,丙中含碳碳三键,可与溴水等发生加成反应,丙中不含能发生水解反应的官能团,丙不能发生水解反应,答案选abd;
(2)乙的名称为溴苯,以苯为原料生成乙的化学方程式是;
(3)由丙制备,醇羟基发生消去反应转化为碳碳双键,则反应条件为浓硫酸、加热;
(4)符合下列条件的丙的同分异构体:①分子中除苯环外不含其他环状结构;②苯环上只有2个取代基,且其中一个是醛基,则另一个取代基为四个C的丁烯烃基,丁烯的同分异构体有CH2=CH-CH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2,分子中含H原子的种类依次为4、2、2,则形成的丁烯烃基共4+2+2=8种,苯环上两个取代基存在邻、间、对三种位置,则符合条件的同分异构体共有8×3=24种。
【点晴】
把握官能团与性质的关系为解答的关键,侧重炔烃烃、醇性质及同分异构体的考查,(4)为解答的难点,注意丁烯烃基同分异构体判断,注意等效氢原子的判断方法,首先同一个碳原子上的氢原子是等效的,其次同一个碳原子所连接的所有甲基上的氢原子是等效的,再就是具有对称性结构的(类似于平面镜成像中物体和像的关系)氢原子是等效的。
17. CH≡C—CH==CH2
【解析】
【详解】
(1)乙炔的结构简式为:HC≡CH,A为链状结构,可由两分子乙炔加成得到,则两分子乙炔加成时,断开碳碳叁键中一个键,另一个乙炔分子中的-H和-C≡CH加在断开的碳上,由此得出加成产物,故A的结构简式为CH≡C-CH=CH2。
(2)B为平面结构,与Br2发生1:1(物质的量之比)加成方式有2种,但加成产物只有1种,则分子中有两个碳碳双键,根据分子式为C4H4可知,B应为平面环状结构,且为对称结构,故B的结构简式为:。
(3)C为正四面体结构,每个碳原子与另外3个碳通过单键相连,则C中4个碳原子位于正四面体的顶点上,故结构简式为:。
18.(1) C5H10 、、
(2) 5 1 (CH3)3C-CH2-CH2-C(CH3)3 (顺式)、(反式)
【解析】
(1)
烯烃的分子式通式是CnH2n,14n=70,解得n=5,故该烯烃的分子式为C5H10;若该烯烃与足量H2加成后所得的产物(烷烃)中含有3个甲基,表明在烯烃分子中只含有一个支链。当主链为4个碳原子时,支链为1个-CH3,此时烯烃的碳骨架结构为,其双键可在①②③三个位置,有三种可能的结构,它们的结构简式分别是、、;
(2)
有机物A结构简式为,其碳骨架结构为。
①若A是单烯烃与氢气加成后的产物,其双键可能位置有①、②、③、④、⑤五个位置,则该单烯烃可能有5种不同结构;
②若A是炔烃与氢气加成后的产物,碳碳三键只能处于①一个位置,因此此炔烃可能有1种结构;
③若A的一种同分异构体只能由一种烯烃加氢得到,且该烯烃是一个非常对称的分子构型,有顺、反两种结构。
a.A的该种同分异构体的结构简式为(CH3)3C-CH2-CH2-C(CH3)3;
b.这种烯烃的顺、反异构体的结构简式分别是:(顺式)、(反式)。
19. )第三周期第VIA族 r(O2- )> r(Na+) HClO4> H2SO4 MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本 AlCl3是共价化合物,熔融态难导电 CH≡CCH3 Mg2C3 Fe2++2e- =Fe 钠 β-Al2O3固体
【解析】
【详解】
分析:本题考查元素周期表和元素周期律、离子化合物和共价化合物、烃结构简式的确定、可充电电池的工作原理。
(1)根据S的原子结构示意图确定S在周期表中的位置,CO2中只含共价键。
(2)根据“层多径大,序大径小”判断离子半径大小。根据元素的非金属性强弱判断最高价氧化物对应水化物酸性强弱。
(3)根据表中信息判断,MgO的熔点高,熔融时消耗更多能源。AlCl3属于共价化合物,熔融态难导电。
(4)根据碳氢质量比计算碳氢原子个数比,根据反应的物质的量和原子守恒确定Q的化学式和烃的结构简式。
(5)可充电电池放电时为原电池工作原理,充电时为电解池工作原理。放电时的负极充电时为阴极,放电时的正极充电时为阳极。
详解:(1)S的原子结构示意图为,S在周期表中位于第三周期第VIA族。CO2的电子式为。
(2)O2-、Na+具有Ne的电子层结构,O2-的核电荷数小于Na+,则离子半径:r(O2-)r(Na+)。S、Cl都处于第三周期,同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强,非金属性:SCl,S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4H2SO4。
(3)根据表中的信息,MgO和MgCl2都属于离子化合物,MgO的熔点高,MgO熔融时耗费更多能源,增加生产成本,所以工业制镁时电解MgCl2而不电解MgO。Al2O3属于离子化合物,熔融态时能导电,AlCl3属于共价化合物,熔融态难导电,工业制铝时电解Al2O3而不电解AlCl3。
(4)该烃分子中n(C):n(H)=:=3:4,碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应生成2molMg(OH)2和1mol烃,根据原子守恒,烃的分子式为C3H4,Q的化学式为Mg2C3。烃的不饱和度为2,烃的结构简式为CH3CCH。
(5)放电时的反应为2Na+FeCl2=2NaCl+Fe,放电时正极发生得电子的还原反应,电池的正极反应式为Fe2++2e-=Fe。放电时Na为负极,熔融FeCl2电极为正极;充电时Na为阴极,阴极与外加电源的负极相连,充电时熔融钠电极接电源的负极。根据装置图,该电池的电解质为β-Al2O3固体。
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