高中人教版 (2019)第三节 芳香烃随堂练习题
展开一、单选题
1.下列有机反应方程式书写错误的是
A.
B.
C.
D.+HO-SO3H(浓)+H2O
2.下列化学用语使用正确的是
A.亚硝酸(HNO2)和亚硝酸根()的电子数相等
B.硝基苯的结构简式:
C.CO2的电子式:
D.CH4分子的球棍模型:
3.在分子中,处于同一平面上的原子数最多可能是
A.14B.18C.20D.24
4.下列对有机物结构的叙述中正确的是
A.邻二氯苯不存在同分异构体说明苯分子中6个碳原子之间的键是完全一样的
B.硝基、羟基、氯原子、苯环都是官能团
C.乙烯和丙烯加成聚合最多可形成2种有机高分子化合物
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明甲基使苯环变得活泼
5.工业上合成乙苯的反应如下,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丙与足量氢气加成后的产物一氯代物有6种
C.该反应属于取代反应
D.甲、乙、丙均可通过石油分馏获取
6.下列说法中正确的是
A.丙烯分子所有原子均在同一平面上
B.向溴水中分别通入乙烯加入苯,都能观察到溴水褪色现象,但原因不同
C.C4H4只有和CHC—CH=CH2两种同分异构体
D.芳香烃 和 的一氯代物都只有2种
7.在实验室中,下列除去杂质的方法正确的是
A.苯中混有溴,加入KI溶液,振荡,用萃取出碘
B.丙烷中混有丙烯,通入氢气在一定条件下反应,使丙烯转化为丙烷
C.硝基苯中混有浓硝酸和浓硫酸,将其倒入到NaOH溶液中,搅拌,静置,分液
D.乙烯中混有,将其通入酸性溶液中洗气
8.化合物(a)与(b)的结构简式如图所示。下列叙述正确的是
A.(a)与(b)互为同分异构体B.(a)分子中所有碳原子均共面
C.(b)的一氯取代物共有3种D.(a)与(b)均有四种不同化学环境的氢原子
9.下列关于物质的制备、鉴别与除杂的说法正确的是
A.乙烷中混有少量乙烯:通入氢气在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷
B.氯气与甲烷按照比例2:1在光照条件下反应制备纯净的二氯甲烷
C.只用溴水就能将甲苯、己烯、四氯化碳,淀粉碘化钾溶液区分开来
D.苯与溴水混合后加入FeBr3,发生放热反应,制备密度大于水的溴苯
10.有机物(烃)“PX”的结构模型如下图,下列说法错误的是
A.“PX”的分子式为
B.“PX”不能与氢气发生加成反应
C.“PX”分子中,最多有14个原子共面
D.可用酸性溶液鉴别“PX”与苯
二、填空题
11.(Ⅰ)下表所示的是关于有机物A、B的信息,根据表中信息回答下列问题:
(1)A与溴的四氯化碳溶液反应的产物的名称为 。
(2)B具有的性质是 (填序号)。
①无色无味液体 ②有毒 ③不溶于水 ④密度比水大 ⑤能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色 ⑥任何条件下均不与氢气反应 ⑦与溴水混合后液体分层且上层呈橙红色
(Ⅱ)为了测定某有机物C的结构,做如下实验:
①将2.3 g该有机物完全燃烧,生成0.1 ml CO2和2.7 g水;
②用质谱仪测定其相对分子质量,得到如图1所示的质谱图;
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图2所示图谱,图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。试回答下列问题:
(1)有机物C的相对分子质量是 。
(2)有机物C的实验式是 。
(3)写出有机物C的结构简式: 。
12.填空。
I.请写出下列物质所含官能团的名称:
(1)
(2)
II.请写出下列物质所含官能团的结构简式:
(3)
(4)
III.请按照系统命名法为下列物质命名:
(5)
(6)
(7)
(8)
IV.请根据名称写出对应的结构简式
(9)3,4,4-三甲基-1-戊炔
(10)对苯二甲醛 。
13.有机化合物数量繁多,为更好地理解有机物质的结构、性质、合成反应,有机化学必须根据不同分子结构特征进行合理分类。根据下面所列举的化合物(①~⑧)的结构,回答问题
(1)根据碳骨架,以上有机物属于芳香烃的是 (填序号,下同),从官能团角度,属于酯类的是 。
(2)化合物③分子中至少有 个原子共面;与氢气完全加成后得到有机物M,则M的一氯取代有 种。
(3)化合物⑥中的官能团的名称 。
(4)化合物⑧是合成农药的一种中间体,其与足量NaOH溶液在热水浴中反应,最多消耗 ml NaOH。
(5)用化合物⑤可以制备一种烈性炸药,反应方程式 。
14.苯与氯气在不同条件下会发生不同类型的反应。在光照条件下,1苯能与发生加成反应;在催化剂的作用下,1苯能与发生取代反应。试写出这两个反应的化学方程式 。
15.分析下列烃分子,并按要求回答下列问题:
①CH3-CH2-CH2-CH2-CH3②③④⑤
(1)工业上可由②与水反应制乙醇的化学方程式为 。
(2)任写一种①的同分异构体的结构简式: 。
(3)①的二氯代物有 种。
(4)有机物D的结构简式为CH2=CH(CH2)5CH3,上述有机物中,与D互为同系物的是 (填结构简式);D分子中处于同一平面内的碳原子数最多为 。
(5)有机物⑤具有的结构或性质是 (填字母序号)。
a.是碳碳双键和碳碳单键交替的结构
b.有毒、不溶于水、密度比水小
c.能使酸性KMnO4溶液褪色
d.一定条件下能与氢气或氧气反应
16.A、B、C、D四种化合物,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如图所示:
(1)化合物A的分子式是 ;A分子中最多有 个原子共面。
(2)A、B、C、D四种化合物中互为同分异构体的是 。(填字母)
(3)化合物B的核磁共振氢谱中出现 组峰。
(4)化合物C的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是 (填选项字母)
a.质谱仪 b.红外光谱仪 c.元素分析仪 d.核磁共振仪
(5)已知C的一种同分异构体满足:①能够发生水解反应;②能够发生银镜反应;③能够使溶液显紫色;④苯环上的一氯代物有2种。请写出它的结构简式 。
(6)写出乙醛和新制悬浊液的反应: 。
17.填空。
(1)若分子式为的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为 。
(2)分子式为的某烃其一氯代物只有两种产物,写出符合要求的烃结构简式 。
(3)分子式为的烯烃中不存在顺反异构的物质有 种。
(4)1ml某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为11ml,其结构中含有3个的物质有 种。
(5)的同分异构体中具有“手性碳原子”的有 种,写出其中一种的名称 。
18.苯是一种重要的化工原料。
(1)下图是某些有机物的分子模型,其中表示苯的是 。
(2)若苯泄漏会造成严重的危险,下列说法有科学性错误的是 (填字母)。
A.若大量苯溶入水中、渗入土壤,会对周边农田、水源造成严重的污染
B.由于苯是一种易挥发、易燃的物质,周围地区如果有火星就可能引起爆炸
C.可以采取抽吸水渠中上层液体的办法,达到部分清除泄漏物的目的
D.由于苯有毒,所有工作人员在处理事故时,都要做相关防护措施
(3)小彭同学利用下图所示的实验来探究苯的性质。
图中所示实验①②③中,分别加入所给试剂并不断振荡、静置,均出现分层现象,其中下层颜色比上层浅的是 (填序号);实验② (填“能”或“不能”)证明苯分子中不存在单、双键交替的结构。
(4)在催化作用下,苯与液溴发生反应的化学方程式为 。
(5)苯在一定条件下可与氢气发生 (填反应类型)反应,反应产物的名称是 。
19.分析下列烃分子,完成填空。
①CH3-CH2-CH2-CH2-CH3②③④⑤ ⑥
(1)属于烷烃的有 ;互为同系物的有 (任写一组)。
(2)任写一种①的同分异构体的结构简式: 。
(3)写出②的结构简式: 。
(4)苯的硝化反应的化学方程式: 。
20.某废旧塑料可采用下列方法处理:将废塑料隔绝空气加强热,使其变成有用的物质,实验装置如下图。
加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表:
(1)试管A 中残余物有多种用途,如下列转化就可制取高聚物聚乙炔。
A 中残留物电石乙炔聚乙炔
写出反应③的化学方程式
(2)试管B 收集到的产品中,有能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质,其一氯代物有 种。
(3)经溴水充分吸收,剩余气体经干燥后的平均相对分子质量为 。
三、实验题
21.对硝基苯甲酸()常用于合成叶酸,可用在酸性条件下氧化对硝基甲苯()制得,反应原理为+K2Cr2O7+4H2SO4→+K2SO4+5H2O+Cr2(SO4)3。
所用实验装置图如下(略去夹持装置和部分仪器)。
操作步骤:
①向的三口烧瓶中依次加入对硝基甲苯,粉末及水,边振荡边滴入浓硫酸(过量),并用冷水冷却。
②加热回流。
③待反应物冷却后,搅拌下加入冰水,析出沉淀,抽滤。
④将③所得固体放入盛有硫酸中,沸水浴上加热,冷却后抽滤并洗涤。
⑤将④所得固体溶于溶液中,温热后抽滤,在滤液中加入活性炭,煮沸趁热抽滤。
⑥充分搅拌下将⑤所得滤液慢慢加入盛有硫酸溶液的烧杯中,经“一系列操作”得产品,称重为。
部分物质的物理常数:
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 ;仪器Y使用前须清洗干净并 。
(2)操作②中,仪器X下端有淡黄色晶体析出,该晶体成分及析出的原因是 。
(3)操作④的目的是除去产品中混有的盐,其中加入硫酸的目的是 。
(4)操作⑥将滤液和硫酸混合后,观察到的现象为 ;“一系列操作”为 。
(5)本实验中对硝基苯甲酸的产率为 (保留两位有效数字)。
22.如图所示为实验室制取少量硝基苯的装置。根据题意完成下列填空:
(1)写出制取硝基苯的化学方程式 。
(2)长玻璃导管的作用是 。
(3)用胶头滴管吸取少许上层反应液,滴到水中,当观察到油珠下沉时,表示硝基苯已生成,这样操作的理由是 。
(4)将除去混酸后的粗硝基苯先用 洗涤,再用 洗至不显酸性,最后用 洗至中性。(填字母)
a. 10%碳酸钠溶液 b. 0.1ml/L 盐酸 c. 水
23.芳香化合物在一定条件下可与卤代烃发生取代反应。某科研小组以 、ClC(CH3)3为反应物无水AlCl3为催化剂,制备(叔丁基苯)。反应原理如下:
+ClC(CH3)3 +HCl
已知:
I.实验室模拟制备无水AlCl3的实验装置如图所示:
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式: 。
(2)装置B中的试剂为 。
(3)加热顺序:应先点燃 (填A或D)处酒精灯。
II.实验室制取叔丁基苯的装置如图:
①将35mL苯和足量的无水AlCl3加入三颈烧瓶中;
②滴加氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]10mL;
③打开恒温做力搅拌器反应段时间;
④洗涤,将反应后的混合物依次用稀盐酸、Na2CO3溶液、H2O洗涤分离;
⑤在所得产物中加入少量无水MgSO4固体、静置,过滤,蒸馏;
⑥称量,得到叔丁基苯10.0g:
(4)图中弯管C的作用为 。
(5)用稀盐酸洗涤的目的是 。
(6)加无水MgSO4固体的作用是 。
(7)叔丁基苯的产率为 %(保留至小数点后1位)。
A
B
①能使溴的四氯化碳溶液褪色
②分子比例模型为
③能与水在一定条件下反应
①由C、H两种元素组成
②分子球棍模型为
产物
氢气
甲烷
乙烯
丙烯
苯
甲苯
碳
质量分数(%)
12
24
12
16
20
10
6
药品名称
颜色状态
分子量
熔点(℃)
沸点(℃)
水溶性
对硝基甲苯
淡黄色晶体
137
51.3
237.7
不溶
重铬酸钾
橘红色结晶性粉末
294
356.7
400
易溶
对硝基苯甲酸
黄白色晶体
167
242
359
微溶
相对分子质量
密度/gcm3
沸点/℃
溶解性
AlCl3
133.5
2.41
181
极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯
78
0.88
80.1
难溶于水
ClC(CH3)3
92.5
0.85
51.6
难溶于水,可溶于苯
134
0.87
169
难溶于水,易溶于苯
参考答案:
1.B
【详解】A.丙醇在浓硫酸和加热的条件下可以生成丙烯,方程式为:,A正确;
B.丙烯加聚可以生成聚丙烯方程式为:,B错误;
C.乙醛可以和HCN发生加成反应,反应的方程式为:,C正确;
D.苯在加热条件下可以发生取代反应,方程式为:+HO-SO3H(浓) +H2O ,D正确;
故选B。
2.A
【详解】A. 每个亚硝酸分子和每个亚硝酸根离子的电子数均为24个,A正确;
B. 硝基苯分子中,硝基的氮原子与碳原子成键,结构简式为:,B错误;
C. CO2的电子式为:,C错误;
D. CH4分子的比例模型为:,D错误;
答案选A。
3.C
【详解】在分子中,甲基中C原子处于苯中H原子的位置,甲基通过旋转碳碳单键会有1个H原子处在苯环平面内,苯环平面与碳碳双键形成的平面通过旋转碳碳单键可以处于同一平面,乙炔是直线型结构,所以最多有12个C原子(苯环上6个、甲基中2个、碳碳双键上2个、碳碳三键上2个)共面。在甲基上可能还有1个氢原子共平面,则两个甲基有2个氢原子可能共平面,苯环上4个氢原子共平面,双键上2个氢原子共平面,总计得到可能共平面的原子有20个。
答案选C。
4.A
【详解】A.邻二氯苯不存在同分异构体,说明苯分子中6个碳原子之间的键是完全相同,不存在碳碳单键和碳碳双键交替的想象,A正确;
B.苯环不是官能团,B错误;
C.乙烯和丙烯中都双键,发生加聚反应时,可以是乙烯和乙烯之间发生加聚反应,可以是丙烯和丙烯之间发生加聚反应,也可以是乙烯和丙烯之间发生加聚反应或,C错误;
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为苯环影响甲基,使甲基上的H变得活泼,D错误;
答案选A。
5.B
【详解】A.甲为苯,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.丙与足量氢气加成后的产物(),有6种不同的氢,因此其一氯代物有6种,故B正确;
C.该反应属于加成反应,故C错误;
D.乙烯是通过石油裂解获取,故D错误。
综上所述,答案为B。
6.B
【详解】A.丙烯结构简式为CH3-CH=CH2,甲基上至少有一个氢原子和其它原子不共面,故A错误;
B.乙烯因与Br2发生加成反应而使溴水褪色,苯使溴水褪色是因为发生了萃取,二者都能使溴水褪色,但原因不同,故B正确;
C.C4H4的同分异构体除了有和CHC—CH=CH2外,还可以是,故C错误;
D.中苯环上的4个H原子是等效的,两个甲基上的6个H原子是等效的,所以一氯代物有2种,中苯环上有2种等效氢,甲基上有1种等效氢,所以一氯代物有3种,分别为、、,故D错误;
故选B。
7.C
【详解】A.溴与KI反应生成碘,碘易溶于苯,引入新杂质,故A错误;
B.易引入新杂质氢气,不能除杂,故B错误;
C.酸与KOH反应后,与硝基苯分层,振荡,静置,分液可分离,故C正确;
D.乙烯能与酸性溶液发生氧化还原反应,会将原物质除去,故D错误;
故选:C。
8.A
【详解】A.(a)与(b)的分子式都为C7H8,结构不同,所以互为同分异构体,故A正确;
B.(a)分子中两个环共用的碳原子,与周围4个碳原子相连,构成四面体结构,所以碳原子不可能共面,故B错误;
C.(b)中含有4种氢原子,则(b)的一氯取代物共有4种,故C错误;
D.(a)与(b)分别含有三种、四种不同化学环境的氢原子,故D错误;
故选A。
9.C
【详解】A.乙烯的量未知,可能在除去乙烯的同时又引入杂质A项错误;
B.氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应,反应不可能控制在某一步,四种取代产物均有,B项错误;
C.四氯化碳、甲苯都不溶于水,但四氯化碳密度比水大,甲苯密度比水小,且都不与溴反应,加入溴水,色层位置不同,己烯与溴水发生加成反应,溴水褪色,生成油状液体,碘化钾与溴发生氧化还原反应生成碘,淀粉遇碘变蓝,可鉴别,C项正确;
D.苯与液溴混合后加入,发生取代反应,生成溴苯,而苯与溴水不发生化学反应,D项错误。
故答案为:C
10.B
【详解】A.由球棍模型可知有机物“PX”为,分子式为C8H10,A正确;
B.“PX”的结构简式为,含有苯环,在一定条件下能够与氢气发生加成反应生成,B错误;
C.与苯环直接相连的原子共平面,结合三点确定一个平面,两个甲基各有一个H原子可能共平面,最多有14个原子共面,C正确;
D.“PX”中苯环连接甲基,具有甲苯的性质,可被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色,苯不与高锰酸钾溶液反应,因此可用酸性溶液鉴别“PX”与苯,D正确;
答案选B。
11. 1,2-二溴乙烷 ②③⑦ 46 C2H6O CH3CH2OH
【详解】(Ⅰ)由信息知,A是乙烯,B是苯。
(1)乙烯存在碳碳双键,能与溴水发生加成反应,→二溴乙烷);正确答案:1,2-二溴乙烷。
(2)苯在常温下是一种无色、有芳香气味的透明液体,有毒,易挥发,比水密度小,难溶于水;苯的性质稳定,不能和高锰酸钾溶液、溴水发生反应,可以和氢气发生加成反应;溴易溶于有机溶剂,所以苯与溴水混合后发生萃取,液体分层且上层呈橙红色;正确答案;②③⑦。
(Ⅱ)(1)根据质荷比可以知道,有机物C的相对分子质量为46;正确答案:46。
(2) 2.3 g有机物燃烧生成0.1 ml CO2,2.7g水,则n(C)=n(CO2)=0.1ml,m(C)=0.1×12=1.2g,n(H2O)=2.7/18=0.15ml,n(H)=0.3ml,m(H)=0.3×1=0.3g;则,故有机物含有O元素,且m(O)=2.3-1.5=0.8g,故n(O)=0.8/16=0.05ml,,即该有机物最简式为C2H6O;正确答案是: C2H6O 。
(4)由核磁共振氢谱可以知道,该有机物分子中有3中化学环境不同的H原子,三种H原子数目之比为,有机物A的分子式为C2H6O ,故该有机物结构简式为CH3CH2OH;正确答案:CH3CH2OH。
点睛:质谱看最大数值即为相对分子质量,氢谱显示分子组成中有几种类型的氢原子,同一碳上相同,对称位置相同;红外光谱要告诉你官能团和原子间的连接方式。
12.(1)酮羰基
(2)羧基
(3)
(4)C-Br
(5)5-甲基-2-庚烯
(6)1,3-丁二醇
(7)3-羟基丙醛
(8)2-甲基苯酚
(9)
(10)
【详解】(1)中的官能团为酮羰基;
(2)中的官能团为-COOH,名称为羧基;
(3)中的官能团为碳碳双键;
(4)中的官能团为C-Br;
(5)烯烃命名时,要选含官能团的最长碳链为主链,主链上有7个碳原子,从离碳碳双键最近的一端给主链上的碳原子编号,故在2号和3号碳原子间有碳碳双键,在5号碳原子上有一个甲基,名称为:5-甲基-2-庚烯;
(6)该物质含有羟基,属于醇,羟基所连碳原子所在的最长碳链有4个碳原子,从靠近羟基的一端编号,故名称为1,3-丁二醇;
(7)的名称为3-羟基丙醛;
(8)为酚类,以连有羟基的碳原子为1号碳原子,故名称为2-甲基苯酚;
(9)3,4,4-三甲基-1-戊炔的主链含有5个碳原子且1、2号碳原子间为碳碳三键,3、4、4号碳原子上连有甲基,故结构简式为;
(10)对苯二甲醛的结构简式为。
13.(1) ②③⑤ ④⑧
(2) 12 6
(3)氨基、碳碳双键和醛基
(4)3
(5) +3HNO3 +3H2O
【详解】(1)芳香烃为含有苯环的碳氢化合物,故属于芳香烃的为②③⑤,属于酯的为④⑧。
(2)苯乙烯中苯环中至少12原子共面;苯乙烯和氢气加成后得到乙基环己烷,共有6种氢原子,即一氯代物有6种。
(3)化合物⑥中的官能团为氨基、碳碳双键和醛基。
(4) 含有1个酯基,且水解后又会产生1个酚羟基,另外该结构中的Cl原子可以和NaOH溶液发生取代反应,其与足量氢氧化钠溶液在热水浴中反应,最多消耗3ml NaOH。
(5)甲苯和浓硝酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯,故为 +3HNO3 +3H2O。
14.;
【详解】在光照条件下,1苯能与发生加成反应:;在催化剂的作用下,1苯能与发生取代反应:。
15.(1)CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
(2)CH3CH2CH(CH3)2或C(CH3)4,
(3)9
(4) CH2=CH2 8
(5)bcd
【详解】(1)由题干图示②的球棍模型可知,②为CH2=CH2,则工业上可由②与水反应制乙醇的化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,故答案为:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
(2)由题干信息可知,①的分子式为C5H12,则①的同分异构体的结构简式为:CH3CH2CH(CH3)2、C(CH3)4,故答案为:CH3CH2CH(CH3)2或C(CH3)4;
(3)由题干信息可知,①即CH3CH2CH2CH2CH3的一氯代物有3种,即CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3,在此基础上再取代一个氢即得二氯代物分别有:5种、3种和1种,故二氯代物有9种,故答案为:9;
(4)有机物D的结构简式为CH2=CH(CH2)5CH3,它属于烯烃,则上述有机物中,与D互为同系物的是B表示的CH2=CH2;根据D的结构简式可知,分子中存在乙烯的平面结构,另外所有的碳原子均以单键与两个或一个碳原子相连,即除了乙烯基之外还有一个正己基,结合甲烷的原子共平面和单键可以任意旋转可以判断,分子中所有碳原子均可能共平面,即处于同一平面内的碳原子数最多为8,故答案为:CH2=CH2;8;
(5)由题干信息可知,⑤为甲苯,据此分析解题:
a.甲苯分子中苯环上的6个碳碳键完全相同,分子中不存在碳碳双键和碳碳单键交替出现的结构,a错误;
b.甲苯分子有毒,分子结构对称,与水分子结构不相似,不溶于水,属于烃,密度比水小,b正确;
c.甲苯分子内不存在碳碳双键,但存在苯环对甲基的影响,能被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,故能使酸性KMnO4溶液褪色,c正确;
d.甲苯分子在一定条件下能与氢气发生加成反应,能够与氧气发生氧化反应,d正确;
故答案为:bcd。
16.(1) C8H8O3 17
(2)A和C
(3)5
(4)c
(5)
(6)CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOHCH3COONa + Cu2O↓ + 3H2O
【详解】(1)根据A的结构简式可知其分子式为C8H8O3,A分子中最多有17个原子共面;
(2)分子式相同而结构不同的化合物为同分异构体,A和C的分子式均为C8H8O3,但结
构不同,二者互为同分异构体;
(3)化合物B中有5种环境的氢原子,所以核磁共振氢谱中出现5组峰;
(4)同分异构体通过元素分析仪显示的信号(元素种类、元素的质量分数等)相同,在质谱仪上显示的信号如碎片的质荷比,在红外光谱仪上显示的信号如官能团类别,在核磁共振仪上显示的信号如吸收峰的数目和面积比等可能不同,故答案选c;
(5)C的同分异构满足:
①能够发生水解反应,说明含有酯基;
②能够发生银镜反应,说明含有—CHO结构;
③能够使FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,C中一共3个氧原子,则其酯基只能是—OCHO,此时才能既能水解又能发生银镜反应;
④苯环上的一氯代物有2种,则分子结构对称,符合条件的结构为 ;
(6)写出乙醛和新制悬浊液的反应:
CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOHCH3COONa + Cu2O↓ + 3H2O
17.(1)
(2)
(3)4
(4)3
(5) 2 3-甲基己烷或2,3-二甲基戊烷
【详解】(1)有机物中C2H2的空间构型为直线型,C4H6所有碳原子在一条直线上,该烃的结构简式为;
(2)C9H20为烷烃,一氯代物有2种,说明含有2种不同的氢原子,即结构简式为;
(3)C5H10的属于烯烃的同分异构体是CH2=CHCH2CH2CH3、CH3CH=CHCH2CH3、CH2=C(CH3)CH2CH3、(CH3)2C=CHCH2、(CH3)3CH=CH2,不存在顺反异构的是CH2=CHCH2CH2CH3、CH2=C(CH3)CH2CH3、(CH3)2C=CHCH2、(CH3)3CH=CH2,共有4种;
(4)烷烃的通式为CnH2n+2,根据元素守恒可知1ml烷烃燃烧消耗的氧气的物质的量为(n+)=11ml,解得n=7,所以该烷烃的化学式为C7H16;其结构中含有3个-CH3的结构简式分别为CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、(CH3CH2)2CHCH2CH3。
(5)根据手性碳原子的概念可知,要使C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”,其分子中必须有一个碳原子能够连接4个不同的原子或基团,则满足该条件的结构简式为:CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3,根据烷烃的命名原则可知,CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3的名称是:3-甲基己烷,(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3的名称为:2,3-二甲基戊烷,故答案为:2,3-甲基己烷或2,3-二甲基戊烷。
18. 丙 A ③ 能 +Br2 +HBr 加成 环己烷
【详解】(1)由比例模型可以看出甲分子有1个碳原子4个氢原子,则结构简式为CH4,故甲表示甲烷;
由比例模型可以看出乙分子中有2个碳原子和4个氢原子,则结构简式为CH2=CH2 ,故乙表示乙烯;
由比例模型可以看出丙分子中有6个碳原子和6个氢原子,则分子式为C6H6,故丙为苯分子结构;
由比例模型可以看出丁分子中有2个碳原子和6个氢原子,1个氧原子,则D的结构简式为CH3CH2OH,故丁表示乙醇;
答案选丙;
(2)A. 由于苯和水是互不相溶的,所以大量苯不会溶入水中,渗入土壤,对周边农田、水源造成严重的污染,故A错误;
B. 苯是一种易挥发、易燃的物质,容易引发爆炸事故,故B正确;
C. 苯的密度比水小,和水不溶,在水的上层,可以采取抽吸水渠中上层液体的办法,达到部分清除泄漏物的目的,故C正确;
D. 苯是一种有毒的无色液体,工作人员在处理事故时,要相关防护措施,故D正确;
答案选A;
(3)苯的密度小于水的密度,与水互不相溶,溴单质易溶于苯,所以③振荡、静置后下层颜色比上层浅,向苯中加入酸性高锰酸钾溶液,颜色不能褪去,所以实验②能证明苯分子中不存在单、双键交替的结构;
(4)在催化作用下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,反应的化学方程式是+Br2+HBr;
(5)苯在一定条件下可与氢气发生加成反应,反应产物的名称是环己烷。
19.(1) ①④⑥ ①④⑥(或③⑤)
(2)CH3-CH(CH3)-CH2-CH3或(CH3)4C
(3)CH2=CH2
(4)+HNO3+H2O
【详解】(1)①CH3-CH2-CH2-CH2-CH3分子中C原子之间以单键结合成链状,其余价电子全部与H原子结合,达到结合H原子的最大数目,属于烷烃;
④表示乙烷,乙烷属于烷烃;
⑥是甲烷的球棍模型,甲烷属于烷烃,
故已知物质中属于烷烃的有①④⑥;
在题目已知物质中,①是戊烷,④是乙烷,⑥是甲烷,它们结构相似,在分子组成上相差CH2的整数倍,三种物质互为同系物;
③表示苯,⑤表示甲苯,二者结构相似,在分子组成上相差1个CH2,两种物质互为同系物;
故上述物质中属于同系物的有①④⑥(或③⑤);
(2)①是CH3-CH2-CH2-CH2-CH3,其同分异构体结构简式为:CH3-CH(CH3)-CH2-CH3或(CH3)4C;
(3)②是乙烯的球棍模型,其结构简式为:CH2=CH2;
(4)苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应产生硝基苯和水,则苯与浓硝酸的取代反应也叫苯的硝化反应,则该反应的化学方程式为:+HNO3+H2O。
20. nCH≡CH 4 4.8
【详解】(1)反应③为乙炔加聚生成聚乙炔,对应方程式为:nCH≡CH ;
(2)产物中乙烯、丙烯、甲苯能使KMnO4褪色,但乙烯、丙烯常温下为气体,冷水无法将其冷凝,甲苯常温下为液态,可以被冷水冷凝,故B中收集到能使KMnO4褪色的产品为甲苯(产品中还有苯,但苯不能使KMnO4褪色),甲苯中有4种氢,故一氯代物有4种;
(3)修过溴水充分吸收后,剩余气体为H2、CH4,n(H2):n(CH4)=,则剩余气体的平均相对分子质量=(或),故此处填4.8。
21.(1) 球形冷凝管 检查是否漏液
(2)淡黄色晶体的成分为对硝基甲苯,因加热回流时,温度超过对硝基甲苯的沸点,其变成气体后遇到冷凝水而结晶
(3)抑制对硝基苯甲酸的电离,降低对硝基苯甲酸的溶解程度
(4) 析出黄白色沉淀 过滤、洗涤、干燥
(5)80%
【分析】用在酸性条件下氧化对硝基甲苯()制得,反应原理为+K2Cr2O7+4H2SO4→+K2SO4+5H2O+Cr2(SO4)3,让和K2Cr2O7、H2SO4混合溶液在三颈烧瓶中反应,加热回流0.5h,待反应物冷却后,搅拌下加入40mL冰水,析出沉淀,抽滤,再经过洗涤、干燥得到产物。
【详解】(1)仪器X用于冷凝回流,其名称为球形冷凝管;分液漏斗使用前须清洗干净并检查是否漏液。
(2)淡黄色晶体的成分为对硝基甲苯,因加热回流时,温度超过对硝基甲苯的沸点,其变成气体后遇到冷凝水而结晶。
(3)操作④的目的是除去产品中混有的盐,其中加入硫酸可以抑制对硝基苯甲酸的电离,降低对硝基苯甲酸的溶解程度。
(4)操作⑤滤液中含有对硝基苯甲酸钠,操作⑥将其酸化得到对硝基苯甲酸,故操作⑥将滤液和硫酸混合后,观察到的现象为析出黄白色沉淀。“一系列操作”是将得到的沉淀滤出,所以为过滤、洗涤、干燥。
(5)经计算加入0.015 ml,K2Cr2O7过量,按计算,理论上生成0.015 ml,即2. 505 g,实际产量为2.0 g,故产率为 ≈80%。
22.(1)+HNO3 +H2O
(2)冷凝回流
(3)硝基苯比水重、苯比水轻且都不溶于水,所以若油珠下沉,说明有硝基苯生成
(4) c a c
【分析】实验室用浓硝酸和苯在浓硫酸作用下制备硝基苯,结合装置、物质的性质和问题分析解答。
【详解】(1)实验室用浓硝酸和苯在浓硫酸作用下制备硝基苯,反应的化学方程式为+HNO3+H2O;
(2)苯和硝酸沸点较低,易挥发,可用长玻璃导管的作用是冷凝回流;
(3)苯比水轻,硝基苯的密度比水大,且不溶于水,当观察到油珠下沉,说明有硝基苯生成,故答案为:硝基苯比水重、苯比水轻且都不溶于水,所以若油珠下沉,说明有硝基苯生成;
(4)将除去混酸后的粗硝基苯仍然含有酸,因此先用水洗涤,再用10%碳酸钠溶液洗至不显酸性,最后在用水洗至中性,故答案为:c;a;c
23. MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 饱和食盐水 A 平衡气压,有利于液体滴下 除去AlCl3并防止其水解 干燥或除水 81.2
【分析】实验室制备无水AlCl3,需要干燥的氯气与铝在加热条件下反应,题中A用于制备氯气,用浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气,氯气中有氯化氢、水等杂质,先用饱和食盐水除氯化氢,再用浓硫酸干燥,用B、C装置分别除去HCl、水,用D装置制备氯化铝,氯化铝遇水极易潮解并产生白色烟雾,用E装置防止装置H中的水蒸气进入装置F中,装置F收集氯化铝,反应的尾气中有氯气,防止污染空气,需用氢氧化钠吸收,最后连接装置H进行尾气处理,据此解答。
【详解】I.(1)A中发生浓盐酸和二氧化锰的反应,生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)氯气中有氯化氢、水等杂质,先用饱和食盐水除氯化氢,再用浓硫酸干燥,因此B装置中所盛试剂是饱和食盐水,故答案为:饱和食盐水;
(3)由于装置中还含有空气,加热时氧气能氧化金属铝,则首先利用氯气排尽空气,所以加热顺序应先点燃A处酒精灯,故答案为:A;
II.(4)仪器C为恒压漏斗,所以图中弯管C的作用为平衡气压,有利于液体滴下,故答案为:平衡气压,有利于液体滴下;
(5)由于反应中需要氯化铝作催化剂,又因为氯化铝易水解,则用稀盐酸洗涤的目的是除去AlCl3并防止其水解,故答案为:除去AlCl3并防止其水解;
(6)MgSO4固体具有吸水作用,加入无水MgSO4固体可起到干燥的作用,故答案为:干燥或除水;
(7)根据方程式可知ClC(CH3)3~ ,产率为≈81.2%,故答案为:81.2;
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