第2章 烃和卤代烃【单元卷·考点卷】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练（沪科版2020选择性必修3）

第2章 烃和卤代烃 · 不饱和烃的制备及其性质 1．实验室用电石和水反应制备的乙炔气体中含有少量气体，为了净化和检验乙炔气体，并通过测定乙炔的体积计算电石的纯度，按下列要求填空注意：X溶液为含溴的溶液。 (1)试从图中选用几种必要的装置一次性完成所有实验，把它们连接成一套装置，这些被选用的装置的接口编号连接顺序是 。 (2)实验室能否用启普发生器制乙炔，其原因是 。 (3)为了得到比较平稳的乙炔气流，常可用 代替水，实验中除去气体杂质的离子方程式 (4)假设X溶液与乙炔完全反应生成，用的电石与水反应后，测得排入量筒内液体体积为标准状况。则此电石的纯度计算式为： 。 (5)乙炔是一种重要的有机化工原料，以乙炔为原料在不同的反应条件下可以生成环丁二烯、正四面体烷、乙烯基乙炔等化合物，完成下列各题： 正四面体烷的分子式为 ，其二氯取代产物有 种 关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是： A、能使酸性溶液褪色 B、摩尔乙烯基乙炔能与摩尔发生加成反应 C、乙烯基乙炔分子内含有两种官能团 D、等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同 写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式： 写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式举两例： 、 。 环辛四烯的分子式为，不饱和度为，属于芳香烃的同分异构体，含有个苯环，侧链不饱和度为，故含有个侧链为，属于芳香烃的同分异构体的结构简式； 与苯互为同系物，侧链为烷基，一氯代物只有两种，说明该有机物中只有种原子，与苯互为同系物且一氯代物有两种物质，必须考虑对称结构，考虑最简单的取代基情况，符合条件的物质的结构简式为或等。 2．丙烯腈(CH2=CHCN)是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体，可以由乙炔与HCN反应制得。原理如下CH≡CH+HCNCH2=CHCN Ⅰ．制备催化剂CuCl2 (1)通过查阅资料有两种方案可以制备 方案1：铜屑与H2O2在浓盐酸中反应，原理如图所示。 方案2：铜丝在氯气中燃烧 ①仪器a的名称 。 ②请写出方案1的反应原理 (用离子方程式表达)。 (2)用恒压滴液漏斗分批多次滴加H2O2，且H2O2过量，原因 。 (3)方案2燃烧后的固体溶于水，过滤后发现一些白色固体X，为检测X的成分，某同学将其溶于稀硫酸，白色固体变为红色，且溶液呈蓝色，推测X为 (填化学式)。 Ⅱ．合成丙烯腈 已知：①电石的主要成分是CaC2，还含有少量硫化钙 ②HCN易挥发，有毒，具有较强的还原性 (4)HCN的电子式为 。 (5)纯净的乙炔是无色、无臭的气体。但用电石制取的乙炔时常伴有有臭鸡蛋气味，这种物质是 (填化学式)。 (6)从下列选择装置D中可盛放的溶液_____(填序号)。 A．高锰酸钾溶液 B．NaOH溶液 C．饱和食盐水 D．盐酸溶液 (7)工业用200kg含CaC2质量分数80%的电石，生产得到丙烯腈53kg，计算产率 %(保留3位有效数字)。 3．以乙炔为原料合成聚苯乙烯{}的路线如图。请根据所学知识回答下列问题： (1)乙炔为 (填“极性”或“非极性”)分子。 (2)实验室制备乙炔并检验其性质的装置如图。 ①盛有饱和食盐水的仪器名称为 ；该实验开始前应先进行的操作为 。 ②B装置中的现象为 。 ③C装置中的现象为 ，发生的反应类型为 反应。 ④D装置中发生反应的化学方程式为 (反应中、，反应中乙炔表现出的性质为 。 (3)写出合成路线中反应③的化学方程式： 。 (4)合成路线中，符合原子经济性的反应为 (填标号)。 · 芳香烃的性质 4．二苯酮()是一种重要的有机合成原料，可用作香料定香剂、紫外线吸收剂。实验室制备过程和有关数据如下所示： 已知：苯的密度为0.879g·mL-1，四氯化碳的密度为1.594g·mL-1。 回答下列问题： (1)制备二苯酮粗产品的装置如上图所示(控温装置和夹持装置已略去)。 ①仪器X的名称为 ，进水口为 (填“a”或“b”)。 ②写出本制备装置的缺陷并说明原因： 。 (2)从节约实验试剂的原则考虑，“操作2”的萃取剂宜采用 。 (3)“操作4”中加入无水MgSO4的主要目的是 。 (4)水解制二苯酮的化学方程式为 。 (5)本实验中二苯酮的产率最接近于_______(填标号)。 A．50% B．60% C．70% D．80% 向中加入100mL水在冰水浴中反应生成粗二苯酮，化学方程式为：； 5．苯氧乙酸是制备除草剂(2，4-D)的原料。某小组设计方案制备苯氧乙酸(M=152g·mol-1)，制备原理： 实验步骤： 步骤1：如图1装置(部分夹持及加热装置省略)，在三颈瓶中加入3.8g氯乙酸(M=94.5g·mol-1)和5mL水，开动搅拌，慢慢滴加饱和溶液(约需8mL)，至溶液pH为7～8.然后加入2.5g苯酚(M=94g·mol-1)，再慢慢滴加35%的NaOH溶液至反应混合液pH为12。       步骤2：将反应物在沸水浴中加热约0.5h．反应过程中pH会下降，应补加NaOH溶液，保持pH为11～12，在沸水浴上再继续加热30min，使反应完全。 步骤3：反应完毕后将三口瓶移出水浴，趁热转入锥形瓶中，在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为2～3。 步骤4：在冰浴中冷却，析出固体，待结晶完全后，抽滤(如图2所示)，粗产物用冷水洗涤2～3次，在60～65℃干燥，产量约3.0g。 (1)图1仪器A名称是 ，进水口为 (填“a”或“b”)。 (2)步骤1中不能用NaOH溶液替代Na2CO3溶液的理由是 。 (3)本实验进行了多次调节pH，最终目的是 。 (4)相对酒精灯直接加热，步骤2用沸水浴加热的优点是 。步骤3“趁热”转移的目的是 。 (5)步骤4抽滤的优点是 ；抽滤操作部分步骤如下： ①过滤完成后，先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管，然后再关闭抽气泵。 ②将准备好的液体缓慢地倒入布氏漏斗中。 ③先润湿滤纸后开启抽气泵，抽气以帮助滤纸紧贴在漏斗的内壁，防止液体泄漏。 ④从漏斗中取出固体时，应小心地将漏斗从抽滤瓶上移除，并将漏斗管倒置，利用手的力量将固体和滤纸一同脱落到干净的表面上。 正确的先后操作顺序是 (填序号)。 (6)本实验产率最接近___________(填字母)。 A．46% B．58% C．75% D．81% 6．以甲醇为原料实现甲苯甲基化是制备二甲苯的重要方法，常用分子筛为催化剂，反应得到二甲苯三种异构体的混合物，其主要物质变化如图所示（体系中各物质均为气态，三个反应均为放热反应）。回答下列问题： (1)标准摩尔生成焓是指25℃和101kPa时由最稳定单质生成1mol化合物的焓变。体系中各物质的标准摩尔生成焓（表中各物质均为气态，单位：kJ·mol-1）如下表： 甲醇 甲苯 水 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 -201.17 50.00 -241.82 19.00 17.24 17.95 则反应I的 kJ·mol-1。二甲苯三种异构体中热稳定性最差的是 。 (2)已知反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3。则的平衡常数K= （用K1、K2、K3表示）。若起始时体系中只有1mol甲醇和1mol甲苯，平衡时邻、间、对二甲苯的含量分别为xmol、ymol、zmol，则反应I的平衡常数K1= （用含x、y、z的式子表示）。 (3)研究二甲苯三种异构体的平衡选择性（S=）与温度的关系图像如下。 ①随着温度升高，甲苯的平衡转化率 （选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是 。 ②随着温度升高，间二甲苯平衡选择性逐渐减小，从平衡移动角度分析原因 。 ③保持温度不变增大体系压强，间二甲苯平衡选择性将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (4)研究表明使用NiO可提高分子筛催化剂的性能。NiO具有NaCl型晶胞结构（如图所示），则NiO晶胞中与Ni2+距离相等且最近的Ni2+有 个。 · 卤代烃的性质 7．常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种，均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。    实验中可能用到的数据： 密度/() 沸点/ 溶解性 甲苯 0.866 110.6 不溶于水，易溶于硝基甲苯 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 实验步骤：①按体积比1∶3配制浓硫酸与浓硝酸混合物； ②在三颈瓶中加入甲苯，按图所示装好药品和其他仪器； ③向三颈瓶中加入混酸，并不断搅拌(磁力搅拌器已略去)； ④控制温度约为，反应大约，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现； ⑤分离出一硝基甲苯的总质量。 请回答下列问题： (1)反应中需不断搅拌，目的是 。 (2)使用仪器A前必须进行的操作是 。 (3)若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少，可能的原因是 。 (4)分离反应后产物的方案如下： ①操作1的名称为 。 ②操作2的名称为 ，操作时需要使用下列仪器中的 (填字母)。 a．冷凝管 b．酒精灯 c．温度计 d．分液漏斗 e．蒸发皿 (5)该实验中一硝基甲苯的产率为 (保留4位有效数字)。 8．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)，反应原理为： 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40 mL； ②在三颈烧瓶中加入13 g甲苯(易挥发)，按如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10 min，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15 g。 相关物质的性质如下： 有机物 熔点 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 (1)仪器A的名称是 。 (2)仪器B的作用是 ，进水口是 (填“a”或“b”)。 (3)为了使反应在50℃~60℃下进行，常用的加热方法是 。 (4)若实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少，可能的原因是 。 (5)写出甲苯与混酸反应生成邻硝基甲苯的化学方程式： 。 (6)分离反应后产物的方案如下： 操作1的名称是 ，操作2的名称是 。 操作2中不需要用到下列仪器中的 (填字母)。 a．冷凝管    b．酒精灯    c．温度计    d．分液漏斗    e．蒸发皿 (7)本实验中一硝基甲苯的产率为 (保留小数点后一位)。 甲苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下发生硝化反应生成邻硝基甲苯和水，化学方程式为； 9．对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料，E的实验室制取流程如下： 已知：D的分子式为，且分子中含甲基。 回答下列问题： (1)B的名称为 ；E中官能团的名称为 。 (2)催化剂a的化学式是 ；E的分子式为 。 (3)A转化为B的化学方程式是 。 (4)写出C→D反应的化学方程式： ；其反应类型为 。 (5)芳香族化合物M是D的同分异构体，且苯环上只有两个取代基，则M的结构有 种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为 。 (6)如图为以甲苯为原料经三步合成2，4，6-三氨基苯甲酸的路线： 已知：①(易被氧化)； ②； ③羧基为间位定位基。 反应①的试剂为 ；中间体Y的结构简式为 。 10．氯苯在染料、医药工业中用于制造苯酚、硝基氯苯等有机中间体。实验室中制备氯苯的装置如图所示(夹持和加热装置已略去)。请回答下列问题： (1)仪器c的名称为 。仪器b中支管的作用是 。 (2)仪器d内盛有苯、粉末，仪器a中生成的气体经过仪器e进入到仪器d中。 ①为防止干扰d中实验，仪器e是洗气瓶，瓶内盛装的试剂是 。 ②仪器d中的反应进行过程中，保持温度在40∼60℃，以减少副反应发生。仪器d的加热方式最好采用 加热。 (3)仪器c的作用是 ；d中发生反应的化学方程式是 。 (4)该方法制备的氯苯中含有很多杂质，工业生产中通过水洗、碱洗、再水洗的方式除杂，最后通过分液得到含氯苯的混合物，该混合物的成分及各成分的沸点如表所示： 有机物 苯 氯苯 邻二氯苯 间二氯苯 对二氯苯 沸点/℃ 80 132.2 180.4 172.0 173.4 ①碱洗前先进行水洗的目的是 。 ②提取该混合物中的氯苯时，采用蒸馏的方法，应收集 ℃左右的馏分。 (5)工业生产中使用1t苯可制得1.35t氯苯，则氯苯的产率为 %。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 烃和卤代烃 · 不饱和烃的制备及其性质 1．实验室用电石和水反应制备的乙炔气体中含有少量气体，为了净化和检验乙炔气体，并通过测定乙炔的体积计算电石的纯度，按下列要求填空注意：X溶液为含溴的溶液。 (1)试从图中选用几种必要的装置一次性完成所有实验，把它们连接成一套装置，这些被选用的装置的接口编号连接顺序是 。 (2)实验室能否用启普发生器制乙炔，其原因是 。 (3)为了得到比较平稳的乙炔气流，常可用 代替水，实验中除去气体杂质的离子方程式 (4)假设X溶液与乙炔完全反应生成，用的电石与水反应后，测得排入量筒内液体体积为标准状况。则此电石的纯度计算式为： 。 (5)乙炔是一种重要的有机化工原料，以乙炔为原料在不同的反应条件下可以生成环丁二烯、正四面体烷、乙烯基乙炔等化合物，完成下列各题： 正四面体烷的分子式为 ，其二氯取代产物有 种 关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是： A、能使酸性溶液褪色 B、摩尔乙烯基乙炔能与摩尔发生加成反应 C、乙烯基乙炔分子内含有两种官能团 D、等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同 写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式： 写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式举两例： 、 。 【答案】(1) (2)此反应大量放热，生成的氢氧化钙是糊状物，反应很剧烈，应选用分液漏斗，以便控制水的流速 (3) 饱和食盐水 (4) (5) 【解析】（1）实验室用电石和水反应制备乙炔，其中含有杂质，为了净化和检验乙炔气体，并通过测定气体体积计算电石纯度，则需要的装备依次为：气体制备装置、净化装置除硫化氢、检验装置、排水测体积的装置，则装置接口的连接顺序为； （2）此反应大量放热，生成的氢氧化钙是糊状物，反应很剧烈，应选用分液漏斗，以便控制水的流速，故实验室不能用启普发生器制取乙炔气体，应用分液漏斗和平底烧瓶； （3）碳化钙与水反应很剧烈，用饱和食盐水可以减缓反应，所以为了得到平稳的气流，用饱和食盐水代替水，用硫酸铜溶液可以吸收硫化氢，硫酸铜与硫化氢生成硫酸和硫化铜，其反应的离子方程式为：；故答案为：饱和食盐水；； （4）溴水与乙炔恰好完全反应生成，溴单质的物质的量为：，则消耗的乙炔为，测得排入量筒内液体体积为标况，则乙炔的体积为，其物质的量为，所以乙炔的总物质的量为，由可知为，所以电石的纯度为； （5）根据正四面体烷的每个顶点代表一个碳原子，碳可形成对共用电子对，每个碳原子上都连有一个氢原子，正四面体烷的分子式为；分子为正四面体对称结构，分子中只有种原子、每个原子上只有个原子，二氯代产物只有种； A．因乙烯基乙炔为，乙烯基乙炔分子中含有一个碳碳双键、一个碳碳三键，而碳碳双键、碳碳三键都能使酸性溶液褪色，故A正确； B．因乙烯基乙炔分子中碳碳双键、碳碳三键，碳碳双键能和发生加成反应，碳碳三键能和发生加成反应，所以乙烯基乙炔能与发生加成反应，故B正确； C．乙烯基乙炔分子中含有的官能团有：碳碳双键、碳碳三键，故C正确； D．因等质量的烃完全燃烧时耗氧量取决于，而乙烯基乙炔为最简式为，乙炔的最简式为，二者最简式相同，二者质量相同，消耗氧气相同，故D错误； 故选：； 环辛四烯的分子式为，不饱和度为，属于芳香烃的同分异构体，含有个苯环，侧链不饱和度为，故含有个侧链为，属于芳香烃的同分异构体的结构简式； 与苯互为同系物，侧链为烷基，一氯代物只有两种，说明该有机物中只有种原子，与苯互为同系物且一氯代物有两种物质，必须考虑对称结构，考虑最简单的取代基情况，符合条件的物质的结构简式为或等。 2．丙烯腈(CH2=CHCN)是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体，可以由乙炔与HCN反应制得。原理如下CH≡CH+HCNCH2=CHCN Ⅰ．制备催化剂CuCl2 (1)通过查阅资料有两种方案可以制备 方案1：铜屑与H2O2在浓盐酸中反应，原理如图所示。 方案2：铜丝在氯气中燃烧 ①仪器a的名称 。 ②请写出方案1的反应原理 (用离子方程式表达)。 (2)用恒压滴液漏斗分批多次滴加H2O2，且H2O2过量，原因 。 (3)方案2燃烧后的固体溶于水，过滤后发现一些白色固体X，为检测X的成分，某同学将其溶于稀硫酸，白色固体变为红色，且溶液呈蓝色，推测X为 (填化学式)。 Ⅱ．合成丙烯腈 已知：①电石的主要成分是CaC2，还含有少量硫化钙 ②HCN易挥发，有毒，具有较强的还原性 (4)HCN的电子式为 。 (5)纯净的乙炔是无色、无臭的气体。但用电石制取的乙炔时常伴有有臭鸡蛋气味，这种物质是 (填化学式)。 (6)从下列选择装置D中可盛放的溶液_____(填序号)。 A．高锰酸钾溶液 B．NaOH溶液 C．饱和食盐水 D．盐酸溶液 (7)工业用200kg含CaC2质量分数80%的电石，生产得到丙烯腈53kg，计算产率 %(保留3位有效数字)。 【答案】(1) 三颈烧瓶 Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O (2)H2O2不稳定易分解，让反应更充分，提高CuCl2的产量 (3)CuCl (4) (5)H2S (6)A (7)40.0 【解析】（1）①根据图中得到仪器a的名称三颈烧瓶； ②方案1的反应原理是铜屑与H2O2在浓盐酸中反应生成氯化铜和水，其离子方程式为：； （2）用恒压滴液漏斗分批多次滴加H2O2，且H2O2过量，原因是H2O2不稳定易分解，生成的铜离子对双氧水分解起催化作用，也为了让反应更充分，提高CuCl2的产量； （3）方案2燃烧后的固体溶于水，过滤后发现一些白色固体X，为检测X的成分，某同学将其溶于稀硫酸，白色固体变为红色，且溶液呈蓝色，说明该白色物质再酸性条件下反应生成Cu和铜离子，则根据氧化还原反应原理推测X为CuCl； （4） HCN中碳氮共用三对电子，碳氢共用一对电子，因此HCN的电子式：； （5）纯净的乙炔是无色、无臭的气体。但用电石制取的乙炔时常伴有有臭鸡蛋气味，这种物质是H2S气体； （6）HCN易挥发，D装置主要处理挥发出的HCN气体，HCN有毒，具有较强的还原性，因此利用高锰酸钾强氧化性将具有强还原性物质HCN发生氧化还原反应，因此装置D中可盛放的溶液为A； （7）工业用200 kg 含CaC2质量分数80%的电石，根据CaC2～CH2=CHCN关系式，理论上得到丙烯腈质量：，实际生产得到丙烯腈53g，则丙烯腈的产率：； 3．以乙炔为原料合成聚苯乙烯{}的路线如图。请根据所学知识回答下列问题： (1)乙炔为 (填“极性”或“非极性”)分子。 (2)实验室制备乙炔并检验其性质的装置如图。 ①盛有饱和食盐水的仪器名称为 ；该实验开始前应先进行的操作为 。 ②B装置中的现象为 。 ③C装置中的现象为 ，发生的反应类型为 反应。 ④D装置中发生反应的化学方程式为 (反应中、，反应中乙炔表现出的性质为 。 (3)写出合成路线中反应③的化学方程式： 。 (4)合成路线中，符合原子经济性的反应为 (填标号)。 【答案】(1)非极性 (2) 分液漏斗 检验装置的气密性 产生黑色沉淀 溶液褪色 加成反应 CHCH+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+2CO2+4H2O 还原性 (3)CH2=CHCl+ +HCl (4)①②④ 【分析】反应①中乙炔发生加成反应生成苯，反应②中乙炔和氯化氢发生加成反应生成氯乙烯，反应③中氯乙烯和苯发生取代反应生成苯乙烯，苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯； (2)实验室通过电石和饱和食盐水反应制备乙炔，生成的乙炔中混有H2S气体，装置B中CuSO4溶液可以除去H2S气体，C装置中乙炔和Br2发生加成反应而使Br2的CCl4溶液褪色，D装置中乙炔和硫酸酸化的酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化碳和MnSO4，以此解答。 【解析】（1）乙炔的结构简式为CHCH，为直线形分子，正负电中心重合，为非极性分子。 （2）①盛有饱和食盐水的仪器名称为分液漏斗，该实验开始前应先进行的操作为检验装置的气密性； ②电石和水反应生成的乙炔中混有H2S气体，B装置中H2S会和CuSO4溶液反应生成CuS黑色沉淀； ③C装置中乙炔和Br2发生加成反应而使Br2的CCl4溶液褪色； ④D装置中乙炔和硫酸酸化的酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化碳和MnSO4，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：CHCH+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+2CO2+4H2O，反应中乙炔表现出的性质为还原性。 （3） 反应③中氯乙烯和苯发生取代反应生成苯乙烯和氯化氢，化学方程式为：CH2=CHCl+ +HCl。 （4）原子经济性反应是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物，不产生副产物，反应①、②、④是加成反应，反应③是取代反应，则符合原子经济性的反应为①②④。 · 芳香烃的性质 4．二苯酮()是一种重要的有机合成原料，可用作香料定香剂、紫外线吸收剂。实验室制备过程和有关数据如下所示： 已知：苯的密度为0.879g·mL-1，四氯化碳的密度为1.594g·mL-1。 回答下列问题： (1)制备二苯酮粗产品的装置如上图所示(控温装置和夹持装置已略去)。 ①仪器X的名称为 ，进水口为 (填“a”或“b”)。 ②写出本制备装置的缺陷并说明原因： 。 (2)从节约实验试剂的原则考虑，“操作2”的萃取剂宜采用 。 (3)“操作4”中加入无水MgSO4的主要目的是 。 (4)水解制二苯酮的化学方程式为 。 (5)本实验中二苯酮的产率最接近于_______(填标号)。 A．50% B．60% C．70% D．80% 【答案】(1) 球形冷凝管 a 球形冷凝管与外界相通，水蒸气可能进入导致三氯化铝水解 (2)四氯化碳 (3)干燥除水 (4) (5)D 【解析】（1）①仪器X的名称为球形冷凝管，冷凝水应“下进上出”，进水口为a； ②球形冷凝管上端应连接干燥装置，敞开体系下空气中的水蒸气可能进入导致三氯化铝水解； （2）本实验中四氯化碳过量且在上一步中提前蒸出，从节约原则出发选用四氯化碳作萃取剂； （3）无水硫酸镁为常见的干燥剂，主要目的是除水； （4） 向中加入100mL水在冰水浴中反应生成粗二苯酮，化学方程式为：； （5）本实验中四氯化碳过量(实验步骤有蒸出四氯化碳)，以苯的量代入估算，苯的物质的量为，理论上产生二苯酮的物质的量为苯的二分之一，约为0.045mol，二苯酮的产率为，故选D。 5．苯氧乙酸是制备除草剂(2，4-D)的原料。某小组设计方案制备苯氧乙酸(M=152g·mol-1)，制备原理： 实验步骤： 步骤1：如图1装置(部分夹持及加热装置省略)，在三颈瓶中加入3.8g氯乙酸(M=94.5g·mol-1)和5mL水，开动搅拌，慢慢滴加饱和溶液(约需8mL)，至溶液pH为7～8.然后加入2.5g苯酚(M=94g·mol-1)，再慢慢滴加35%的NaOH溶液至反应混合液pH为12。       步骤2：将反应物在沸水浴中加热约0.5h．反应过程中pH会下降，应补加NaOH溶液，保持pH为11～12，在沸水浴上再继续加热30min，使反应完全。 步骤3：反应完毕后将三口瓶移出水浴，趁热转入锥形瓶中，在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为2～3。 步骤4：在冰浴中冷却，析出固体，待结晶完全后，抽滤(如图2所示)，粗产物用冷水洗涤2～3次，在60～65℃干燥，产量约3.0g。 (1)图1仪器A名称是 ，进水口为 (填“a”或“b”)。 (2)步骤1中不能用NaOH溶液替代Na2CO3溶液的理由是 。 (3)本实验进行了多次调节pH，最终目的是 。 (4)相对酒精灯直接加热，步骤2用沸水浴加热的优点是 。步骤3“趁热”转移的目的是 。 (5)步骤4抽滤的优点是 ；抽滤操作部分步骤如下： ①过滤完成后，先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管，然后再关闭抽气泵。 ②将准备好的液体缓慢地倒入布氏漏斗中。 ③先润湿滤纸后开启抽气泵，抽气以帮助滤纸紧贴在漏斗的内壁，防止液体泄漏。 ④从漏斗中取出固体时，应小心地将漏斗从抽滤瓶上移除，并将漏斗管倒置，利用手的力量将固体和滤纸一同脱落到干净的表面上。 正确的先后操作顺序是 (填序号)。 (6)本实验产率最接近___________(填字母)。 A．46% B．58% C．75% D．81% 【答案】(1) 球形冷凝管 b (2)减少副产物，避免碳氯键水解 (3)控制酸度，使反应完全并提高产品纯度和产率 (4) 便于控制温度、受热均匀 避免产品析出，减少产品损失 (5) 过滤快、固体较干燥、固液易分离等 ③②①④ (6)C 【解析】（1）仪器A的名称是球形冷凝管，冷凝水从下进上出，b是进水口。 （2）加入试剂缓慢，防止局部碱性过强，避免反应不充分、碳氯键水解、减少副产物等。如果用NaOH替代，碱性过强会导致碳氯键水解生成副产物； （3）步骤2调节pH，使反应完全，又不使碳氯键水解；步骤3调节pH使-COONa全部转化成-COOH，提高产品纯度和产率； （4）沸水浴使三颈瓶受热面积大、受热均匀、便于控制温度等。“趁热”转移，可以避免温度降低，析出产品，导致产品损失； （5）抽滤就是减压过滤，优点是：过滤速度快，便于固液分离，固体较干燥等。部分操作：先润湿滤纸，打开抽气泵，再转移固体和液体、抽滤、关闭抽气泵、转移固体，正确的先后操作顺序是③②①④； （6）经计算，由于，氯乙酸稍过量，以苯酚为计算依据。理论产量：，本实验的产率为。 6．以甲醇为原料实现甲苯甲基化是制备二甲苯的重要方法，常用分子筛为催化剂，反应得到二甲苯三种异构体的混合物，其主要物质变化如图所示（体系中各物质均为气态，三个反应均为放热反应）。回答下列问题： (1)标准摩尔生成焓是指25℃和101kPa时由最稳定单质生成1mol化合物的焓变。体系中各物质的标准摩尔生成焓（表中各物质均为气态，单位：kJ·mol-1）如下表： 甲醇 甲苯 水 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 -201.17 50.00 -241.82 19.00 17.24 17.95 则反应I的 kJ·mol-1。二甲苯三种异构体中热稳定性最差的是 。 (2)已知反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3。则的平衡常数K= （用K1、K2、K3表示）。若起始时体系中只有1mol甲醇和1mol甲苯，平衡时邻、间、对二甲苯的含量分别为xmol、ymol、zmol，则反应I的平衡常数K1= （用含x、y、z的式子表示）。 (3)研究二甲苯三种异构体的平衡选择性（S=）与温度的关系图像如下。 ①随着温度升高，甲苯的平衡转化率 （选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是 。 ②随着温度升高，间二甲苯平衡选择性逐渐减小，从平衡移动角度分析原因 。 ③保持温度不变增大体系压强，间二甲苯平衡选择性将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (4)研究表明使用NiO可提高分子筛催化剂的性能。NiO具有NaCl型晶胞结构（如图所示），则NiO晶胞中与Ni2+距离相等且最近的Ni2+有 个。 【答案】(1) -73.41 邻二甲苯 (2) (3) 减小 反应I、II、III均为放热反应，随着温度升高，反应I、II、III均逆向移动，甲苯的平衡转化率减小 间二甲苯转化为对二甲苯和邻二甲苯的反应均为吸热反应，随着温度升高，平衡正向移动，间二甲苯转化为对二甲苯和邻二甲苯，间二甲苯平衡选择性逐渐减小 不变 (4)12 【解析】（1） 反应I中甲醇和甲苯反应生成间二甲苯和水，化学方程式为：CH3OH++H2O，ΔH=生成物的生成焓-反应物的生成焓=-241.82kJ/mol+17.24kJ/mol-50.00 kJ/mol+201.17 kJ/mol=-73.41 kJ/mol，物质的生成焓越低越稳定，则二甲苯三种异构体中热稳定性最差的是邻二甲苯。 （2） 已知I.CH3OH++H2O、Ⅱ. CH3OH+  +H2O、Ⅲ. CH3OH+   +H2O，由盖斯定律可知，反应Ⅱ-反应Ⅲ可得(g)(g)，则该反应的平衡常数K= ，若起始时体系中只有1mol甲醇和1mol甲苯，平衡时邻、间、对二甲苯的含量分别为xmol、ymol、zmol，则平衡时甲醇的物质的量为(1-x-y-z)mol，甲苯的物质的量为(1-x-y-z)mol，水的物质的量为(x+y+z) mol，则反应I的平衡常数K1= 。 （3）①由（1）中表格数据可知，反应I、II、III均为放热反应，随着温度升高，反应I、II、III均逆向移动，甲苯的平衡转化率减小； ②由（1）中表格数据可知，(g)(g)的ΔH=+17.95 kJ/mol-17.24 kJ/mol=+0.71 kJ/mol，(g) (g)的ΔH=+19 kJ/mol-17.24 kJ/mol=+1.76 kJ/mol，这两个反应均为吸热反应，随着温度升高，平衡正向移动，间二甲苯转化为对二甲苯和邻二甲苯，间二甲苯平衡选择性逐渐减小； ③反应I、Ⅱ、Ⅲ均为气体体积不变的反应，保持温度不变增大体系压强，平衡不发生移动，间二甲苯平衡选择性将不变。 （4）由晶胞结构可知Ni2+位于体心和棱心，与体心的Ni2+距离最近的棱有12条，所以与Ni2+距离相等且最近的Ni2+有 12个。 · 卤代烃的性质 7．常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种，均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。    实验中可能用到的数据： 密度/() 沸点/ 溶解性 甲苯 0.866 110.6 不溶于水，易溶于硝基甲苯 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 实验步骤：①按体积比1∶3配制浓硫酸与浓硝酸混合物； ②在三颈瓶中加入甲苯，按图所示装好药品和其他仪器； ③向三颈瓶中加入混酸，并不断搅拌(磁力搅拌器已略去)； ④控制温度约为，反应大约，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现； ⑤分离出一硝基甲苯的总质量。 请回答下列问题： (1)反应中需不断搅拌，目的是 。 (2)使用仪器A前必须进行的操作是 。 (3)若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少，可能的原因是 。 (4)分离反应后产物的方案如下： ①操作1的名称为 。 ②操作2的名称为 ，操作时需要使用下列仪器中的 (填字母)。 a．冷凝管 b．酒精灯 c．温度计 d．分液漏斗 e．蒸发皿 (5)该实验中一硝基甲苯的产率为 (保留4位有效数字)。 【答案】(1)使反应充分进行，并防止温度过高有其他副产物生成 (2)检查是否漏液 (3)温度过高，导致HNO3大量挥发 (4) 分液 蒸馏 abc (5)54.07% 【解析】（1）反应中不断搅拌可以增大反应物的接触面积，有利于反应充分进行，并可以散发热量，防止反应温度过高导致其他副产物生成，故答案为：使反应充分进行，并防止温度过高有其他副产物生成； （2）由实验装置图可知，仪器A是分液漏斗，为防止滤液导致实验失败，使用分液漏斗前必须进行的操作是检查是否漏液，故答案为：检查是否漏液； （3）浓硝酸具有挥发性，实验后在三颈瓶中收集到的产物较少说明实验中，反应温度过高，导致浓硝酸大量挥发，故答案为：温度过高，导致HNO3大量挥发； （4）①由分析可知，操作1为用分液的方法分离得到无机混合物和有机混合物，故答案为：分液； ②由分析可知，操作2为用蒸馏的方法分离得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯，蒸馏时需要用到的仪器为酒精灯、温度计、冷凝管，不需要用到分液漏斗、蒸发皿，故答案为：蒸馏；abc； （5）由题意可知，实验时，18g甲苯制得14.49g一硝基苯，则一硝基甲苯的产率为×100%=54.07%，故答案为：54.07%。 8．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)，反应原理为： 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40 mL； ②在三颈烧瓶中加入13 g甲苯(易挥发)，按如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10 min，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15 g。 相关物质的性质如下： 有机物 熔点 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 (1)仪器A的名称是 。 (2)仪器B的作用是 ，进水口是 (填“a”或“b”)。 (3)为了使反应在50℃~60℃下进行，常用的加热方法是 。 (4)若实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少，可能的原因是 。 (5)写出甲苯与混酸反应生成邻硝基甲苯的化学方程式： 。 (6)分离反应后产物的方案如下： 操作1的名称是 ，操作2的名称是 。 操作2中不需要用到下列仪器中的 (填字母)。 a．冷凝管    b．酒精灯    c．温度计    d．分液漏斗    e．蒸发皿 (7)本实验中一硝基甲苯的产率为 (保留小数点后一位)。 【答案】(1)分液漏斗 (2) 冷凝回流 a (3)水浴加热 (4)混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高)，导致反应温度过高而产生大量副产物或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率 (5) (6) 分液 蒸馏 de (7)77.5% 【解析】（1）根据图示装置可知，A为分液漏斗； （2）仪器B冷凝管的作用是冷凝回流，进水口是a； （3）为了使反应在50℃~60℃下进行，常用的加热方法是水浴加热； （4）实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少，可能的原因为混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高)，导致反应温度过高而产生大量副产物或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率； （5） 甲苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下发生硝化反应生成邻硝基甲苯和水，化学方程式为； （6）有机混合物和无机混合物通常不能互溶，故操作1的名称为分液；由表中数据可知甲苯、邻、对硝基甲苯沸点相差较大，故操作2为蒸馏，需要用到冷凝管、酒精灯、温度计、不需要用到分液漏斗和蒸发皿，答案选de； （7）根据化学方程式可知，1mol甲苯可生成1mol一硝基甲苯，13g甲苯完全反应，理论上生成一硝基甲苯的质量为g=19.36g，实际生成一硝基甲苯的质量为15g，因此本实验中一硝基甲苯的产率为。 9．对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料，E的实验室制取流程如下： 已知：D的分子式为，且分子中含甲基。 回答下列问题： (1)B的名称为 ；E中官能团的名称为 。 (2)催化剂a的化学式是 ；E的分子式为 。 (3)A转化为B的化学方程式是 。 (4)写出C→D反应的化学方程式： ；其反应类型为 。 (5)芳香族化合物M是D的同分异构体，且苯环上只有两个取代基，则M的结构有 种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为 。 (6)如图为以甲苯为原料经三步合成2，4，6-三氨基苯甲酸的路线： 已知：①(易被氧化)； ②； ③羧基为间位定位基。 反应①的试剂为 ；中间体Y的结构简式为 。 【答案】(1) 乙苯 碳溴键、碳碳双键 (2) (3) (4) 取代反应 (5) 11 (6) 浓硝酸和浓硫酸 【分析】 苯与溴乙烷在氯化铝催化条件下发生取代反应生成乙苯，乙苯与溴单质发生反应结合E的结构可知，该反应为苯环上乙基对位碳上的氢的取代反应，则C为对溴乙苯()，C与溴单质在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D，D可能是或，又已知D中含有甲基，则D为，D发生消去反应生成E，据此解答。 【解析】（1） 根据以上分析B为乙苯，E为，所含官能团为碳溴键、碳碳双键； （2）B到C发生苯环上的取代反应，应在溴化铁(FeBr3)作催化剂条件下发生反应；根据E的结构简式，其分子式为； （3） 根据A和B的结构简式，则反应A→B的化学方程式； （4） C为对溴乙苯()，D为，C在光照条件下与Br2反应生成D，反应方程式为：，反应类型是取代反应； （5） D为，M是D的同分异构体，且苯环上只有两个取代基，M的结构可以为：、、(共3种位置)、(共3种位置)、(共3种位置)，共11种，其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为； （6） 甲苯和浓硝酸在浓硫酸催化作用下生成中间体X为 ，反应①的试剂为浓硝酸、浓硫酸；分析知，中间体Y的结构简式为。 10．氯苯在染料、医药工业中用于制造苯酚、硝基氯苯等有机中间体。实验室中制备氯苯的装置如图所示(夹持和加热装置已略去)。请回答下列问题： (1)仪器c的名称为 。仪器b中支管的作用是 。 (2)仪器d内盛有苯、粉末，仪器a中生成的气体经过仪器e进入到仪器d中。 ①为防止干扰d中实验，仪器e是洗气瓶，瓶内盛装的试剂是 。 ②仪器d中的反应进行过程中，保持温度在40∼60℃，以减少副反应发生。仪器d的加热方式最好采用 加热。 (3)仪器c的作用是 ；d中发生反应的化学方程式是 。 (4)该方法制备的氯苯中含有很多杂质，工业生产中通过水洗、碱洗、再水洗的方式除杂，最后通过分液得到含氯苯的混合物，该混合物的成分及各成分的沸点如表所示： 有机物 苯 氯苯 邻二氯苯 间二氯苯 对二氯苯 沸点/℃ 80 132.2 180.4 172.0 173.4 ①碱洗前先进行水洗的目的是 。 ②提取该混合物中的氯苯时，采用蒸馏的方法，应收集 ℃左右的馏分。 (5)工业生产中使用1t苯可制得1.35t氯苯，则氯苯的产率为 %。 【答案】(1) 球形冷凝管 平衡气压，确保滴液漏斗中液体可以顺利滴下 (2) 浓硫酸 水浴 (3) 冷凝、回流 +Cl2＋HCl (4) 减少后续碱洗操作时碱的用量，节约成本 132.2 (5)93.6 【分析】高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气，氯气先干燥，氯气、苯在氯化铁催化剂作用下发生取代反应，由于有副产物生成，因此要对产物进行一系列除杂，最终蒸馏得到纯净的产品。 【解析】（1）仪器c的名称是球形冷凝管； 仪器b中侧管的作用是：平衡气压，确保滴液漏斗中液体可以顺利滴下。 （2）①仪器e的名称是洗气瓶，图1中产生Cl2中混有HCl和水蒸气，HCl对氯苯的制备无影响，因此仪器e的目的是除去Cl2中水蒸气，即仪器e中盛放浓硫酸； ②仪器d中的反应进行过程中，保持温度在40℃～60℃，为了受热均匀便于控制温度，选择水浴加热； （3）仪器c的作用是冷凝、回流； d中发生取代反应，其反应方程式为： +Cl2＋HCl。 （4）①HCl、Cl2和氯化铁和碱要反应且用量较大，因此碱洗前先进行水洗的目的是减少后续碱洗操作时碱的用量，节约成本； ②根据表格中各物质的沸点，说明最后一步分离出纯净氯苯，氯苯的沸点为132.2℃，因此收集的是132.2℃的馏分。 （5） 根据～关系式，工业生产中使用1t苯可制得1.35t氯苯，则氯苯的产率为。 学科网（北京）股份有限公司 $$