内容正文:
专题3 石油化工的基础物质——烃
测试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第I卷 选择题(共42分)
一、选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.(24-25高二上·江苏盐城·期中)第24届冬奥会运用了大量新技术、新材料。下列说法不正确的是
A.“冰墩墩”的制作材料PVC(聚氯乙烯)属于有机高分子
B.颁奖礼服中的石墨烯发热内胆属于有机高分子材料
C.场馆的照明、运行均由光伏发电和风力发电提供,有利于实现“碳达峰”
D.冬奥会采用了先进的二氧化碳制冰技术,比传统制冷剂氟利昂更加环保
【答案】B
【解析】A.PVC通过CH2=CHCl加聚反应得到,属于有机高分子,A正确;B.石墨烯为碳单质,不属于有机高分子,B错误;C.场馆的照明、运行均由光伏发电和风力发电提供,以减少化石燃料的燃烧,减少CO2的排放,故有利于实现碳达峰,C正确;D.氟利昂会破坏臭氧层,导致臭氧层空洞的环境问题,采用二氧化碳制冰技术,比传统制冷剂氟利昂更加环保,D正确;故选B。
2.下列是四种烃的碳骨架,碳碳三键和碳碳双键性质类似,关于四种烃的说法正确的是
① ② ③ ④
A.四种烃都能发生氧化反应 B.②和④中碳原子杂化方式相同
C.只有④都能发生加聚反应 D.只有①和②能发生取代反应
【答案】A
【解析】①为环丁烷②为正丁烷③为2-丁炔,④为2-丁烯。A.四种烃都能燃烧发生氧化反应,故A正确;B.②所有碳原子的价层电子对数都为4,都是sp3杂化,④中碳碳双键的碳原子为sp2杂化,甲基碳原子为sp3杂化,故B错误;C.含有碳碳双键和碳碳双键都可以发生加聚反应,2-丁炔与2-丁烯都可以发生加聚反应,故C错误;D.四种物质都可以和卤素单质在光照条件下发生取代反应,故D错误;故选:A。
3.下列对烃的分类错误的是( )
A.乙烯、甲苯、环己烷都属于脂肪烃
B.、和同属于环烷烃,也属于饱和烃
C.乙烯、乙炔、1,3-丁二烯同属于不饱和烃
D.、和都属于芳香烃,但不都互为同系物
【答案】A
【解析】A项,乙烯、环己烷分子中不含有苯环,属于脂肪烃,甲苯分子中含有苯环,属于芳香烃,错误;B项,、和都为饱和的环烷烃,正确;C项,CH2==CH2、CH≡CH、CH2==CH—CH==CH2分子中都含有不饱和的碳原子,都属于不饱和烃,正确;D项,、和分子内都含苯环,属于芳香烃,但分子内含一个不饱和的碳碳双键,且通式和苯的同系物不同,与、不互为同系物,正确。
4.下列实验操作正确,且能达到相应实验目的的是
A.图1:除去甲烷中的乙烯
B.图2:观察甲烷氧化反应的现象
C.图3:证明石蜡分解产物中含有烯烃
D.图4:除去SO2中的C2H4
【答案】C
【解析】A.乙烯被酸性高锰酸钾氧化为二氧化碳气体,引入新杂质,故A错误;B.甲烷与氯气的混合物在光照条件下发生取代反应,不是氧化反应,且题目中的实验用强光直射,反应过于剧烈有可能会引发爆炸,故B错误;C.石蜡的主要成分是烷烃,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,在加热和石棉的催化下石蜡发生分解反应(裂化),分解产物中含有烯烃,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故可证明石蜡分解产物中含有烯烃,故C正确;D.二氧化硫具有较强的还原性,能与溴水发生氧化还原反应,不能用溴水除去二氧化硫中的乙烯,故D错误;故选C。
5.C3H8是一种常用燃料,下列关于这种燃料说法正确的是( )
A.常温常压下为液体
B.C3H8与Cl2在光照下可以发生反应:C3H8+Cl2C3H7Cl+HCl
C.分子中所有原子共平面,一氯代物有5种
D.1 mol这种燃料完全燃烧需4 mol氧气
【答案】B
【解析】C3H8碳原子数小于4,常温常压下为气体,故A错误;C3H8与Cl2在光照下可以发生取代反应,生成氯代烃,故B正确;丙烷可以看做是甲烷分子上的某个H被一个乙基取代而得到的物质,所以丙烷分子中所有原子不在一个平面上,C3H8的一氯代物有2种,故C错误;1 mol C3H8完全燃烧需5 mol氧气,故D错误。
6.欲制取纯净的CH2ClCH2Cl,下列制备方法最合理的是( )
A.CH3CH3与Cl2发生取代反应
B.CH2==CH2与HCl发生加成反应
C.CH2==CH2与Cl2发生加成反应
D.CH3CH2Cl与Cl2发生取代反应
【答案】C
【解析】A项,乙烷与Cl2取代可生成多种氯代烃,错误;B项,乙烯与HCl发生加成反应生成CH3CH2Cl,错误;C项,乙烯与Cl2发生加成反应,可生成CH2ClCH2Cl,正确;D项,CH3CH2Cl与Cl2发生取代反应,可生成多种氯代烃,错误。
7.烃A和烃B的结构如图所示,A、B与发生如下加成反应时所得相应产物(只考虑位置异构)理论上最多分别有
①A与以物质的量之比为发生加成反应
②B与以物质的量之比为发生加成反应
A.2种、3种 B.3种、4种 C.4种、5种 D.6种、6种
【答案】C
【解析】①烃A与以物质的量之比为发生加成时,所得产物(只考虑位置异构)理论上有、、、,最多有4种;②烃B与以物质的量之比为发生加成时,所得产物有、、、、,最多有5种,故选C。
8.工业上由乙苯生产苯乙烯的反应如下,有关说法正确的是( )
A.该反应的类型为取代反应
B.乙苯和苯乙烯都可以使溴的四氯化碳溶液褪色
C.乙苯分子一氯取代物有5种
D.比乙苯多一个碳原子的同系物R的同分异构体(包含R)共有4种
【答案】C
【解析】该反应为乙苯变为苯乙烯,类型为消去反应,A项错误;乙苯与溴不反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,苯乙烯与溴能发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,B项错误;乙苯分子中有5种不同环境的氢原子,则一氯取代物有5种,C项正确;比乙苯多一个碳原子的同系物R的同分异构体(包含R),当苯环上有一个侧链时,有、,当苯环上有2个侧链时,有—CH2—CH3和—CH3在苯环上连接邻、间、对三种,当苯环上有3个侧链时,有、、,共有8种同分异构体,D项错误。
9.丙烯与氢卤酸的加成反应过程主要分两步完成,如图所知:
其中,反应速率主要由第一步烯烃与结合生成碳正离子决定。下列说法不正确的是
A.反应物丙烯不存在顺反异构
B.上述条件下,丙烯生成中间产物a的反应活化能较低
C.上述反应,在适当条件下氢卤酸的酸性越强,反应速率越快
D.若使用进行上述反应,则主要产物为
【答案】D
【解析】A.如果每个双键碳原子连接了两个不同的原子或原子团,双键碳上的4个原子或原子团在空间就有两种不同的排列方式,就会产生顺反异构,由结构简式可知,丙烯分子中两个氢原子连在同一个碳碳双键碳原子上,所以丙烯不存在顺反异构,故A正确;B.反应的活化能越大,反应速率越慢,由2—氯丙烷为主要产物可知,生成中间产物a的反应速率大于中间产物b的反应速率, 则丙烯生成中间产物a的反应活化能较低,故B正确;C.由题意可知,丙烯与氯化氢的加成反应的反应速率主要由第一步烯烃与氢离子结合生成碳正离子决定,说明溶液的酸性越强,反应速率越快,所以丙烯与氢卤酸反应时,在适当条件下氢卤酸的酸性越强,反应速率越快,故C正确;D.氟原子是吸电子基,与氢离子反应生成的中间产物为,所以使用进行上述反应得到的主要产物为,故D错误;故选D。
10.对三联苯是一种有机合成中间体,工业上合成对三联苯的化学方程式为3 +2H2↑。下列说法正确的是( )
A.对三联苯不是苯的同系物
B.对三联苯分子中至少有14个原子共平面
C.对三联苯的一氯取代物有3种
D.对三联苯的分子式为C18H18
【答案】A
【解析】对三联苯()中含有3个苯环,与苯的结构不相似,所以一定不属于苯的同系物,A项正确;因为苯环是平面正六边形结构,与苯环直接相连的原子一定在同一平面内,则所有原子可能共面,若将苯环围绕连接苯环的碳碳键转动,则有部分原子会不在同一平面,但是无论怎样转动,至少共平面的原子数为16个,B项错误;对三联苯的结构对称,共有4种位置的H原子,则对三联苯的一氯取代物有4种,C项错误;对三联苯的分子式为C18H14,D项错误。
11.据《ChemCommun》报导,Marcelmayorl合成的桥连多环烃(分子式C12H16)拓展了人工合成自然产物的技术。下列有关该烃的说法正确的是( )
A.分子中含有4个五元环
B.一氯代物只有4种
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.所有碳原子处于同一平面
【答案】A
【解析】为便于描述,该有机物分子中的碳原子我们进行如下编号:。该有机物分子中,含有4个五元环,它们分别由下列5个数字对应的碳原子构成:(1、2、3、10、9),(3、4、11、9、10),(5、6、11、9、10),(6、7、8、9、11),A项正确;在该有机物分子中,共有5种氢原子,它们是1(或8)、2(或7)、3(或6)、4(或5)、10(或11),所以一氯代物只有5种,B项错误;该有机物分子中,不含有碳碳不饱和键等,不能使酸性KMnO4溶液褪色,C项错误;该有机物分子中,3、6、9、10、11及与它们相连的碳原子,不可能在同一平面内,D项错误。
12.下列关于芳香烃的叙述不正确的是( )
A.乙烷和甲苯中都含有甲基,甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸,而乙烷不能被其氧化,说明苯环对侧链产生了影响
B.苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物在100~110 ℃时才能生成二硝基苯,而甲苯在100 ℃时即可生成三硝基甲苯,说明甲基对苯环产生了影响
C.苯、甲苯等是重要的有机溶剂,萘(分子式C10H8,俗称卫生球)是一种重要的绿色杀虫剂
D.除去苯中混入的少量甲苯可加入适量的酸性KMnO4溶液,充分反应后再加入足量的NaOH溶液,然后分液即可
【答案】C
【解析】乙烷和甲苯中都含有甲基,受苯环的影响,甲苯中的甲基变得比较活泼,所以甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸,而乙烷不能被其氧化,说明苯环对侧链产生了影响,A项正确;苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物在100~110 ℃时才能生成二硝基苯,而甲苯受侧链甲基的影响,苯环上的氢原子变得比较活泼,在100 ℃时即可生成三硝基甲苯,从而说明甲基对苯环产生了影响,B项正确;苯、甲苯等是重要的有机溶剂,但萘是一种有毒的物质,不属于绿色杀虫剂,C项错误;除去苯中混入的少量甲苯可加入适量的酸性KMnO4溶液,甲苯被氧化成苯甲酸,充分反应后再加入足量的NaOH溶液,将苯甲酸转化成苯甲酸钠,然后通过分液操作分离即可,D项正确。
13.(24-25高二上·江苏徐州·期中)分析以下反应,下列推论不正确的是
①
②
产物物质的量分数依次为58%、4%、38%。
③
产物物质的量分数依次为6%、93%、1%。
A.甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化
B.甲基为吸电子基、硝基为推电子基,对苯环产生不同影响
C.甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代
D.硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代
【答案】B
【解析】A.根据反应需要的温度可知,甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化,故A正确;B.甲基为推电子基、硝基为吸电子基,对苯环产生不同影响,故B错误;C.甲苯发生硝化反应时,产物的量最少,以 和为主,说明甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代,故C正确;D.硝基苯发生硝化反应时,产物、的量很少,主要生成,说明硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代,故D正确;故答案为:B。
14.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是( )
①一定有乙烯 ②一定有甲烷 ③一定有丙烷 ④一定无乙烷 ⑤可能有乙烷 ⑥可能有丙炔(C3H4)
A.②③⑤ B.⑤⑥
C.②④⑥ D.①④
【答案】C
【解析】由图可知,两种气态烃的平均组成为C1.6H4,根据碳原子平均数可知,混合气体一定含有CH4,由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,不超过4。
第II卷 非选择题(共58分)
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)
15.(14分)(24-25高二上·江苏徐州·期中)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图如下所示。在分液漏斗中加入含有无水苯和液态溴的混合物,在烧瓶中加入少量溴化铁。
(1)在该实验中,圆底烧瓶a的容积最适合的是________(填入正确选项前的字母)。
A. B. C. D.
(2)向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开 ;圆底烧瓶a中有白色雾状物产生是因为生成了 气体;装置c中碳酸钠溶液的作用是 ;其发生反应的离子方程式是 。
(3)实验过程中,装置b中液体的颜色会逐渐变为 色;产生这一现象的原因是 。
(4)某兴趣小组设计了如图流程提纯制得的粗溴苯。
已知:液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。
a.操作I、II、III用到的主要玻璃仪器是 。
b.操作Ⅳ、V分别是 。
c.加入溶液的目的是除去有机层①中的 。
d.向分出的粗苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 。
e.若水层③中加入溶液后仍然显红色,说明溴化铁未被完全除尽。以简短的文字说明未被除去的溴化铁是否会影响溴苯提纯的纯度? 。
【答案】(1)B(1分)
(2) 弹簧夹K,并使分液漏斗上口的小孔和塞子上的凹槽正对(1分) HBr(1分) 吸收HBr气体,防止污染空气 (1分) 或(2分)
(3) 橙红(1分) 装置b中的CCl4吸收挥发出来的Br2和苯,Br2溶于CCl4中呈橙红色(1分)
(4) 分液漏斗(1分) 过滤、蒸馏(1分) Br2(1分) 除去有机物中残留的水(1分) 溴化铁沸点高于溴苯,蒸馏时不会被蒸出,因此不影响溴苯提纯的纯度(2分)
【解析】苯和溴单质的混合液置于分液漏斗中,实验开始前先打开弹簧夹K,然后使分液漏斗上口的小孔和塞子上的凹槽正对,向圆底烧瓶中滴入混合液,混合液接触催化剂溴化铁发生反应,生成溴苯和HBr,装置b中盛有四氯化碳可溶解挥发的苯和溴,溶液呈橙红色,装置c中碳酸钠溶液用于吸收HBr,防止污染空气;粗溴苯中含有溴苯、苯、Br2、FeBr3等。粗溴苯水洗后,液体分层,FeBr3易溶于水进入水层,溴易溶于有机物,和苯、溴苯一起进入有机层,分液得水层①和有机层①,操作I为分液,再加入NaOH溶液除去Br2,再次分液,操作Ⅱ也为分液,水层②中主要含有NaBr、NaBrO等,有机层②中含有苯、溴苯等。第二次水洗除去有机层②中可能含有的少量NaOH,分液后得水层③和有机层③。加入无水氯化钙吸水,操作Ⅳ为过滤,得有机层④,其中含有苯和溴苯,最后根据二者沸点不同,利用操作Ⅴ为蒸馏实现分离。水层①中加入KSCN溶液后显红色,只能说明水层①中含有铁离子,但不能说明溴化铁已完全被除尽,以此解答该题。(1)圆底烧瓶中的液体体积应介于容积的之间,由题中可知该圆底烧瓶中所加溶液体积为+=19,则圆底烧瓶的容积应介于之间,因此应选50mL圆底烧瓶,故B正确;
(2)向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开弹簧夹K,并使分液漏斗上口的小孔和塞子上的凹槽正对,便于混合液顺利流入圆底烧瓶中;苯与液溴反应生成HBr,在烧瓶中会形成酸雾;装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收HBr气体,防止污染空气;其发生反应的离子方程式是或;
(3)装置b中的CCl4吸收挥发出来的Br2和苯,Br2溶于CCl4中呈橙红色;
(4)a.根据分析可知,操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用到的主要玻璃仪器是分液漏斗;
b.根据分析可知,操作Ⅳ、操作Ⅴ分别是过滤、蒸馏;
c.根据分析可知,加入NaOH溶液的目的是除去有机层①中的单质溴;
d.加入无水氯化钙目的是除去有机物中残留的水;
e.溴化铁沸点高于溴苯,蒸馏时不会被蒸出,因此不影响溴苯提纯的纯度。
16.(15分)某烃的几种同分异构体如下:
回答下列问题:
(1)该烃的分子式为 ,上述同分异构体中,一氯代物只有一种的是 (填序号,下同)。
(2)属于炔烃的有 ,⑧在一定条件下最多能与发生加成反应,其反应的化学方程式为 。
(3)碳原子仅采用、杂化的烃有 。
(4)②分子中所有碳原子 (填“能”或“不能”)共平面,判断依据是 。
(5)⑦中键与键的数目之比为 。
(6)⑤在一定条件下能与发生加成反应,写出所有可能的产物的结构简式: 。
【答案】(1) (1分) ②(1分)
(2)⑦⑧(2分) 或(2分)
(3)⑦⑧(2分)
(4)不能(1分) 中心碳原子采用杂化,与4个碳原子形成四面体形,最多有3个碳原子共平面(合理即可) (2分)
(5) (2分)
(6)、(写结构简式也可) (2分)
【解析】先将球棍模型转化成键线式结构,然后回答相关问题,①、②、③;
(1)由题中所给的结构简式可知,该烃的分子式为,②分子中8个氢原子环境相同,一氯代物只有1种;答案为;②;
(2)
⑦⑧含碳碳三键,属于炔烃;碳碳三键能与的发生加成反应:+2H2或+2H2;
(3)碳原子仅采用、杂化的烃含碳碳三键,还含有形成4个单键的碳原子;符合条件的有⑦⑧;
(4)②的中心碳原子采用杂化,与4个碳原子形成四面体形,最多有3个碳原子共平面;答案为不能;中心碳原子采用杂化,与4个碳原子形成四面体形,最多有3个碳原子共平面;
(5)由⑦的结构简式可知,1个⑦中含有8个,3个和1个,故键与键的数目之比为;
(6)由于由两种元素构成,故与⑤反应可能生成两种物质,分别为、。
17.(14分)(1)写出下列各链烷烃的分子式。
①烷烃B的分子中含有200个氢原子:________。
②1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15 L水蒸气:________。
③0.01 mol烷烃E完全燃烧时,消耗标准状况下的氧气2.464 L:________。
(2)有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下密度为1.16 g·L-1,则此混合物组成中一定含有的烃的化学式是________。该烃和氯气在光照下反应生成的有机物共有________种,其中________(填写化学式)在常温下呈气态。
(3)燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。完全燃烧0.1 mol某烃后,将生成的气体先通过足量的浓硫酸,浓硫酸增重9.0 g,再将剩余气体通过澄清石灰水,生成沉淀40 g。写出该烃可能的结构简式:_________________________________。
【答案】(1)①C99H200(2分) ②C14H30(2分) ③C7H16(2分)
(2)CH4(2分) 4(2分) CH3Cl(2分)
(3)CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2(2分)
【解析】(1)①链烷烃的通式为CnH2n+2,烷烃B的分子中含有200个氢原子,则2n+2=200,解得n=99,故B的分子式为C99H200;②1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15 L水蒸气,根据氢原子守恒,分子中氢原子数目为=30,链烷烃的通式为CnH2n+2,则2n+2=30,解得n=14,故D的分子式为C14H30;③链烷烃燃烧的通式为CnH2n+2+O2 nCO2+(n+1)H2O,0.01 mol烷烃E完全燃烧时,消耗标准状况下的氧气2.464 L,则0.01 mol××22.4 L·mol-1=2.464 L,解得n=7,故E的分子式为C7H16。(2)有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下密度为1.16 g·L-1,该混合烃的平均摩尔质量为1.16 g·L-1×22.4 L·mol-1≈26 g·mol-1,即平均相对分子质量为26,相对分子质量小于26的烷烃是甲烷,其相对分子质量为16,其他烷烃相对分子质量都大于26,所以此混合物中一定有甲烷,化学式为CH4;该烃和氯气在光照下反应生成的有机物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷以及四氯化碳共4种,其中CH3Cl为气体。(3)将生成的气体先通过足量的浓硫酸,浓硫酸增重9.0 g,9.0 g为水的质量,则n(H2O)==0.5 mol,n(H)=1 mol,再将剩余气体通过澄清石灰水,生成沉淀40 g,生成的沉淀为碳酸钙,可知n(CO2)=n(CaCO3)==0.4 mol,可知1 mol烃含有4 mol C、10 mol H,则该烃分子式为C4H10,为丁烷,可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2。
18.(15分)有机物P(),常用于合成橡胶。
已知:①Diels-Alder反应:;
②、;
回答下列问题
(1)P是否存在顺反异构 (填“是”或“否”)。
(2)P发生1,4-加聚反应得到 (填结构简式),将该产物加入溴的四氯化碳中,现象是 。
(3)写出P与发生Diels-Alder反应的化学方程式 。
(4)P与酸性溶液反应生成的有机产物为 (填结构简式)。
(5)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式如图,下列它的说法错误的是_______。
A.在催化剂作用下,最多可以消耗 B.能使酸性溶液褪色
C.不能使溴的溶液褪色 D.M中的碳原子可能在同一平面
(6)丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为,写出合成丁苯橡胶的单体的结构简式: 。
(7)某烃与氢气发生反应后能生成,则该烃不可能是_______。
A.2-甲基-2-丁烯 B.3-甲基-1-丁烯 C.2-甲基-1-丁烯 D.2,3-二甲基-1-丁烯
【答案】(1)否(1分)
(2) (2分) 溴的四氯化碳溶液褪色(2分)
(3) (2分)
(4) (2分)
(5)CD(2分)
(6)和CH2=CH-CH=CH2(2分)
(7)D(2分)
【解析】有机物P()为,具有烯烃的加成反应和加聚反应的特性,但由于有2个双键,通常会发生1,4加成或1,2加成,加聚以1,4加聚为主,据此信息解答。(1)P的结构为,双键的一端为结构,处于对称结构,因此不存在顺反异构。
故答案为:否。
(2)P发生1,4-加聚反应时,2个双键同时断裂,其中2、3碳连接形成1个新的双键,其聚合物的结构简式为:;将该产物加入溴的四氯化碳溶液中,溴加成在聚合物的双键上,导致溴的四氯化碳溶液褪色。故答案为:;溴的四氯化碳溶液褪色。
(3)根据已知①的Diels-Alder反应机理信息,可以仿照格式写出P与发生Diels-Alder反应的化学方程式为:。故答案为:。
(4)根据已知②的反应机理,双键结构中的被氧化为、被氧化为羧基结构、被氧化为酮羰基结构,则P与酸性溶液反应式为:,得到的有机物为:。
故答案为:。
(5)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式为,存在着结构,具有烯的结构和性质,能加成反应和加聚反应,能使酸性溶液褪色,则关于它的说法中错误的是:A.在 中,含有,要完全加成需要,A正确;B.在 中存在着烯烃的结构,能使酸性溶液褪色,B正确;C.在 中存在着烯烃的结构,能与溴加成生成无色有机物而使溴的溶液褪色,C错误;D.在中含有多个sp3杂化的C原子,因此所有的碳原子不可能处于同一平面中,D错误;
故答案为:CD 。
(6)根据丁苯橡胶的其结构简式为可知,它是由一种单烯烃和一种二烯烃通过互相交替加成聚合形成的,其聚合物中的双键部分由二烯烃提供,所以丁苯橡胶中左边的4个碳原子属于二烯烃,右边2个碳原子由单烯烃提供,则合成丁苯橡胶的单体的结构简式分别为:和。故答案为:和。
(7)某烃与氢气发生反应后能生成:,则该烃不可能为:
A.2-甲基-2-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式相同,A不符合题意;B.3-甲基-1-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式相同,B不符合题意;C.2-甲基-1-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式相同,C不符合题意;D.2,3-二甲基-1-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式不相同,D符合题意;故答案为:D。
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专题3 石油化工的基础物质——烃
测试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第I卷 选择题(共42分)
一、选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.(24-25高二上·江苏盐城·期中)第24届冬奥会运用了大量新技术、新材料。下列说法不正确的是
A.“冰墩墩”的制作材料PVC(聚氯乙烯)属于有机高分子
B.颁奖礼服中的石墨烯发热内胆属于有机高分子材料
C.场馆的照明、运行均由光伏发电和风力发电提供,有利于实现“碳达峰”
D.冬奥会采用了先进的二氧化碳制冰技术,比传统制冷剂氟利昂更加环保
2.下列是四种烃的碳骨架,碳碳三键和碳碳双键性质类似,关于四种烃的说法正确的是
① ② ③ ④
A.四种烃都能发生氧化反应 B.②和④中碳原子杂化方式相同
C.只有④都能发生加聚反应 D.只有①和②能发生取代反应
3.下列对烃的分类错误的是( )
A.乙烯、甲苯、环己烷都属于脂肪烃
B.、和同属于环烷烃,也属于饱和烃
C.乙烯、乙炔、1,3-丁二烯同属于不饱和烃
D.、和都属于芳香烃,但不都互为同系物
4.下列实验操作正确,且能达到相应实验目的的是
A.图1:除去甲烷中的乙烯
B.图2:观察甲烷氧化反应的现象
C.图3:证明石蜡分解产物中含有烯烃
D.图4:除去SO2中的C2H4
5.C3H8是一种常用燃料,下列关于这种燃料说法正确的是( )
A.常温常压下为液体
B.C3H8与Cl2在光照下可以发生反应:C3H8+Cl2C3H7Cl+HCl
C.分子中所有原子共平面,一氯代物有5种
D.1 mol这种燃料完全燃烧需4 mol氧气
6.欲制取纯净的CH2ClCH2Cl,下列制备方法最合理的是( )
A.CH3CH3与Cl2发生取代反应
B.CH2==CH2与HCl发生加成反应
C.CH2==CH2与Cl2发生加成反应
D.CH3CH2Cl与Cl2发生取代反应
7.烃A和烃B的结构如图所示,A、B与发生如下加成反应时所得相应产物(只考虑位置异构)理论上最多分别有
①A与以物质的量之比为发生加成反应
②B与以物质的量之比为发生加成反应
A.2种、3种 B.3种、4种 C.4种、5种 D.6种、6种
8.工业上由乙苯生产苯乙烯的反应如下,有关说法正确的是( )
A.该反应的类型为取代反应
B.乙苯和苯乙烯都可以使溴的四氯化碳溶液褪色
C.乙苯分子一氯取代物有5种
D.比乙苯多一个碳原子的同系物R的同分异构体(包含R)共有4种
9.丙烯与氢卤酸的加成反应过程主要分两步完成,如图所知:
其中,反应速率主要由第一步烯烃与结合生成碳正离子决定。下列说法不正确的是
A.反应物丙烯不存在顺反异构
B.上述条件下,丙烯生成中间产物a的反应活化能较低
C.上述反应,在适当条件下氢卤酸的酸性越强,反应速率越快
D.若使用进行上述反应,则主要产物为
10.对三联苯是一种有机合成中间体,工业上合成对三联苯的化学方程式为3 +2H2↑。下列说法正确的是( )
A.对三联苯不是苯的同系物
B.对三联苯分子中至少有14个原子共平面
C.对三联苯的一氯取代物有3种
D.对三联苯的分子式为C18H18
11.据《ChemCommun》报导,Marcelmayorl合成的桥连多环烃(分子式C12H16)拓展了人工合成自然产物的技术。下列有关该烃的说法正确的是( )
A.分子中含有4个五元环
B.一氯代物只有4种
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.所有碳原子处于同一平面
12.下列关于芳香烃的叙述不正确的是( )
A.乙烷和甲苯中都含有甲基,甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸,而乙烷不能被其氧化,说明苯环对侧链产生了影响
B.苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物在100~110 ℃时才能生成二硝基苯,而甲苯在100 ℃时即可生成三硝基甲苯,说明甲基对苯环产生了影响
C.苯、甲苯等是重要的有机溶剂,萘(分子式C10H8,俗称卫生球)是一种重要的绿色杀虫剂
D.除去苯中混入的少量甲苯可加入适量的酸性KMnO4溶液,充分反应后再加入足量的NaOH溶液,然后分液即可
13.(24-25高二上·江苏徐州·期中)分析以下反应,下列推论不正确的是
①
②
产物物质的量分数依次为58%、4%、38%。
③
产物物质的量分数依次为6%、93%、1%。
A.甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化
B.甲基为吸电子基、硝基为推电子基,对苯环产生不同影响
C.甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代
D.硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代
14.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是( )
①一定有乙烯 ②一定有甲烷 ③一定有丙烷 ④一定无乙烷 ⑤可能有乙烷 ⑥可能有丙炔(C3H4)
A.②③⑤ B.⑤⑥
C.②④⑥ D.①④
第II卷 非选择题(共58分)
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)
15.(14分)(24-25高二上·江苏徐州·期中)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图如下所示。在分液漏斗中加入含有无水苯和液态溴的混合物,在烧瓶中加入少量溴化铁。
(1)在该实验中,圆底烧瓶a的容积最适合的是________(填入正确选项前的字母)。
A. B. C. D.
(2)向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开 ;圆底烧瓶a中有白色雾状物产生是因为生成了 气体;装置c中碳酸钠溶液的作用是 ;其发生反应的离子方程式是 。
(3)实验过程中,装置b中液体的颜色会逐渐变为 色;产生这一现象的原因是 。
(4)某兴趣小组设计了如图流程提纯制得的粗溴苯。
已知:液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。
a.操作I、II、III用到的主要玻璃仪器是 。
b.操作Ⅳ、V分别是 。
c.加入溶液的目的是除去有机层①中的 。
d.向分出的粗苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 。
e.若水层③中加入溶液后仍然显红色,说明溴化铁未被完全除尽。以简短的文字说明未被除去的溴化铁是否会影响溴苯提纯的纯度? 。
16.(15分)某烃的几种同分异构体如下:
回答下列问题:
(1)该烃的分子式为 ,上述同分异构体中,一氯代物只有一种的是 (填序号,下同)。
(2)属于炔烃的有 ,⑧在一定条件下最多能与发生加成反应,其反应的化学方程式为 。
(3)碳原子仅采用、杂化的烃有 。
(4)②分子中所有碳原子 (填“能”或“不能”)共平面,判断依据是 。
(5)⑦中键与键的数目之比为 。
(6)⑤在一定条件下能与发生加成反应,写出所有可能的产物的结构简式: 。
17.(14分)(1)写出下列各链烷烃的分子式。
①烷烃B的分子中含有200个氢原子:________。
②1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15 L水蒸气:________。
③0.01 mol烷烃E完全燃烧时,消耗标准状况下的氧气2.464 L:________。
(2)有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下密度为1.16 g·L-1,则此混合物组成中一定含有的烃的化学式是________。该烃和氯气在光照下反应生成的有机物共有________种,其中________(填写化学式)在常温下呈气态。
(3)燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。完全燃烧0.1 mol某烃后,将生成的气体先通过足量的浓硫酸,浓硫酸增重9.0 g,再将剩余气体通过澄清石灰水,生成沉淀40 g。写出该烃可能的结构简式:_________________________________。
18.(15分)有机物P(),常用于合成橡胶。
已知:①Diels-Alder反应:;
②、;
回答下列问题
(1)P是否存在顺反异构 (填“是”或“否”)。
(2)P发生1,4-加聚反应得到 (填结构简式),将该产物加入溴的四氯化碳中,现象是 。
(3)写出P与发生Diels-Alder反应的化学方程式 。
(4)P与酸性溶液反应生成的有机产物为 (填结构简式)。
(5)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式如图,下列它的说法错误的是_______。
A.在催化剂作用下,最多可以消耗 B.能使酸性溶液褪色
C.不能使溴的溶液褪色 D.M中的碳原子可能在同一平面
(6)丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为,写出合成丁苯橡胶的单体的结构简式: 。
(7)某烃与氢气发生反应后能生成,则该烃不可能是_______。
A.2-甲基-2-丁烯 B.3-甲基-1-丁烯 C.2-甲基-1-丁烯 D.2,3-二甲基-1-丁烯
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