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课时3 三键疾风:炔烃的结构和性质
1.(24高三·山东青岛·期中)下列有关乙炔性质的叙述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是( )
A.能燃烧生成CO2和H2O
B.能与溴水发生加成反应
C.能与酸性溶液发生氧化反应
D.能与HCl反应生成氯乙烯
【答案】D
【详解】A.乙烯、乙烷、乙炔完全燃烧都生成CO2和H2O,故A不符合题意;
B.乙烯、乙炔都能够和溴水发生加成反应,故B不符合题意;
C.乙烯、乙炔都被酸性的高锰酸钾氧化,使高锰酸钾溶液褪色,故C不符合题意;
D.乙烯能与HCl反应生成氯乙烷,乙炔能与HCl反应生成氯乙烯,乙烷不能与HCl反应,所以乙炔性质既不同于乙烯又不同于乙烷,故D符合题意;
答案选D。
2.(24高二下·河南驻马店·期中)下列关于丙炔()的说法错误的是( )
A.丙炔分子中有6个键和2个键 B.丙炔分子中碳原子采取和杂化
C.丙炔分子中存在非极性键和极性键 D.丙炔分子中最多有5个原子在同一平面上
【答案】B
【详解】A.单键为键,1个三键中含1个键和2个键,故丙炔分子中有6个键和2个键,A正确;
B.形成4个单键的碳原子采取杂化,形成三键的碳原子采取杂化,故丙炔分子中碳原子采取和杂化,B错误;
C.丙炔分子中存在C—C非极性键和C—H极性键,C正确;
D.,如图中结构所示,丙炔分子中最多有5个原子在同一平面上,D正确;
故选B。
3.(24高一下·安徽马鞍山·阶段检测)0.5mol某气态烃,恰好与1molHCl加成,生成物分子中的氢又可被恰好取代,则此气态烃可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】烃0.5mol能与1molHCl加成,说明烃中含有1个C≡C键或2个C=C键,加成后产物分子上的氢原子又可被3molCl2完全取代,说明0.5mol氯代烃中含有3molH原子,由于HCl加成引入1molH原子,则0.5mol烃中含有2molH原子,即1mol烃含有含有4molH,并含有1个C≡C键或2个C=C键,选项中符合要求的只有CH≡CCH3;
故选C。
4.(24高二下·天津河东·期末)若是某单烯烃与氢气加成后的产物,则烯烃可能有种结构;若是炔烃与氢气加成的产物,则此炔烃可能有种结构( )
A.4种;1种 B.4种;2种 C.5种;1种 D.5种;2种
【答案】C
【详解】
若是单烯烃与氢气加成后的产物,则烯烃根据双键的位置不同可能有共5种,若是炔烃与氢气加成的产物,则此炔烃只有1种结构,;
故选C。
5.(24高二上·上海·期末)某不饱和烃与H2加成后的产物为,则该烃的结构简式不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】某不饱和烃与H2加成后的产物为,说明该烃的结构中含有碳碳双键或者碳碳三键,选项A、B、C均符合要求,选项D中连接碳碳三键的碳原子周围形成五个共价键,不符合碳原子形成四个共价键的原则,D错误;
故选D。
6.(25·江苏无锡·开学考试)某烃与溴的四氯化碳溶液反应生成,则与该烃不同类别的同分异构体是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由卤代烃的结构简式可知生成该物质的烃为CH≡CCH2CH3,则与该烃不同类别的同分异构体不再是炔烃,而应该是二烯烃,故答案选D。
7.下列关于1,3-丁二烯和1-丁炔的说法错误的是( )
A.等物质的量的1,3-丁二烯与液溴反应产物一定是
B.1,3-丁二烯发生1,4-加成聚合产物为
C.1-丁炔的结构简式为
D.1-丁炔与1,3-丁二烯互为同分异构体
【答案】A
【详解】A.1,3-丁二烯与液溴反应产物也可以为,A错误;
B.1,3-丁二烯发生1,4-加成聚合时1和3号碳碳双键断裂,中间连接生成新的碳碳双键,产物为,B正确;
C.1-丁炔是碳碳三键位于1号碳,有四个碳原子,结构简式为,C正确;
D.1-丁炔与1,3-丁二烯分子式相同,结构不同,两者互为同分异构体,D正确;
故选A。
8.(24·四川眉山·期中)下列关于的说法正确的是( )
A.分子中含有极性共价键和非极性共价键 B.所有碳原子均在一条直线上
C.碳碳三键键能是碳碳单键键能的三倍 D.分子中只有非极性共价键
【答案】A
【详解】A.碳原子与碳原子的共价键为非极性键,碳原子与氢原子形成的共价键为极性键,故A正确;
B.分子含有亚甲基,有类似甲烷的结构,不可能所有碳原子在同一条直线上,故B错误;
C.碳碳三键含有1个σ键和2个π键,由于碳原子之间σ键键能大于π键键能,故碳碳三键的键能小于碳碳单键的3倍,故C错误;
D.碳原子与碳原子的共价键为非极性键,碳原子与氢原子形成的共价键为极性键,故D错误;
故答案选A。
9.(24·江苏连云港·期中)将乙炔通入银氨溶液,产生白色沉淀:HC≡CH+2[Ag(NH3)2] +→AgC≡CAg↓+ +2NH3。通过该实验可以区分乙炔和乙烯。已知乙炔银遇酸可放出乙炔。则下列分析或推测正确的是( )
A.乙炔与银氨溶液的反应属于氧化还原反应
B.乙炔中 C﹣H 键的活性比乙烯中 C﹣H 键的活性强
C.2﹣丁炔与银氨溶液能发生类似反应
D.乙炔通入 AgNO3 溶液中也能发生类似反应
【答案】B
【详解】A.乙炔与银氨溶液反应过程中没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,A错误;
B.乙炔能与银氨溶液反应生成乙炔银,乙烯不与银氨溶液反应,说明乙炔中C-H键的活性比乙烯中C-H键的活性强,B正确;
C.碳碳三键的碳上都有氢原子才能与银氨溶液发生该反应,2-丁炔碳碳三键的碳上没有氢原子,不能与银氨溶液发生类似反应,C错误;
D.乙炔通入硝酸银中不反应,不具有上述反应的特点,D错误;
故答案选B。
10.(24·云南文山·月考)两分子乙炔在一定条件下可生成乙烯基乙炔(HC≡C-CH=CH2),下列关于乙烯基乙炔的说法错误的是( )
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.能发生加聚反应生成高分子化合物
C.分子中所有碳原子都在一条直线上
D.没有顺反异构现象
【答案】C
【详解】A、乙烯基乙炔为HC≡C-CH=CH2,分子中含有一个碳碳双键、一个碳碳三键,都能使酸性KMnO4溶液褪色,所以A选项是正确的;
B、乙烯基乙炔为HC≡C-CH=CH2,分子中含有一个碳碳双键、一个碳碳三键,能发生加聚反应生成高分子化合物,所以B选项是正确的;
C、乙烯是平面结构,乙炔是直线型分子,乙烯基乙炔分子中的所有原子一定都共平面,但不是所有碳原子都在一条直线上,故C错误;
D.乙烯基乙炔为HC≡C-CH=CH2,其中C=C连接相同的H原子,不具有顺反异构,所以D选项是正确的。
所以本题答案选C。
【点睛】本题主要考查了有机化合物的结构与性质,掌握乙烯和乙炔的分子结构是解题的关键,乙烯是平面结构,乙炔是直线型分子,乙烯基乙炔分子中的所有原子一定都共平面,但不是所有碳原子都在一条直线上。
11.(24·北京东城·期末)如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。下列说法不正确的是( )
A.制备乙炔的反应原理是CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
B.c的作用是除去影响后续实验的杂质
C.e中的现象说明乙炔能被高锰酸钾酸性溶液氧化
D.f处观察到的现象是安静燃烧,火焰呈淡蓝色
【答案】D
【详解】A.b中饱和食盐水与电石发生CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑,为制备乙炔的反应原理,选项A正确;
B.c中硫酸铜除去杂质硫化氢,防止硫化氢对后续实验的影响,选项B正确;
C.c中已经排除杂质的干扰,e中乙炔与高锰酸钾发生氧化反应,高锰酸钾溶液褪色可说明乙炔能被氧化,选项C正确;
D. f处若乙炔过量,燃烧观察到的现象是安静燃烧,产生蓝色火焰并伴有浓厚的黑烟,选项D不正确。
答案选D。
【点睛】本题考查物质的制备及性质实验的设计,把握实验装置的作用、反应原理为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,由制备和研究乙炔性质的实验装置图可知,b中饱和食盐水与电石发生CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑,c中硫酸铜除去杂质硫化氢,d中溴水与乙炔发生加成反应,e中乙炔与高锰酸钾发生氧化反应,最后点燃尾气。
12.(24·陕西渭南·期末)烯烃和炔烃是常见的有机物类型,有四种物质的键线式如下:
① ② ③④
有关说法正确的是( )
A.③和④互为同系物 B.②和③是同分异构体
C.②与等物质的量的Br2反应可得两种卤代烃 D.④的名称为2-甲基丁炔
【答案】C
【详解】A.③和④分子式相同,结构不同,是同分异构体,A错误;
B.②和③分子式不同,不是同分异构体,B错误;
C.②与等物质的量的Br2反应有1,2-加成、1,4-加成两种情况,可得两种卤代烃,C正确;
D.④的名称为3-甲基-1-丁炔,D错误;
故选C。
13.(24·宁夏·月考)负离子C8H-的结构简式为HC≡C-C≡C-C≡C-C≡C-。关于该粒子的推断正确的是( )
A.一个负离子含有33个电子
B.该离子能与溴水、酸性高锰酸钾依次发生氧化、加成反应
C.在一定条件下,1molC8H-与8molH2完全反应生成辛烷
D.在酸性溶液中,该负离子与H+反应生成1,3,5,7-辛四炔
【答案】D
【详解】A.HC≡C-C≡C-C≡C-C≡C-中电子数=6×8+1+1=50,故A错误;
B.碳碳三键能和溴发生加成反应,能被酸性高锰酸钾氧化而发生氧化反应,故B错误;
C.在一定条件下,1 mol C8H-与8 mol H2完全反应生成,故C错误;
D.酸性条件下,HC≡C-C≡C-C≡C-C≡C-与H+反应生成HC≡C-C≡C-C≡C-C≡CH,其名称是1,3,5,7-辛四炔,故D正确;
故选:D。
14.(24·黑龙江齐齐哈尔·月考)下列能说明分子式为的某烃是,而不是的事实是( )
A.燃烧有浓烟
B.能使酸性溶液褪色
C.能与溴发生物质的量之比为的加成反应
D.与足量溴水反应,生成物中只有2个碳原子上有溴原子
【答案】D
【详解】A.分子式为的烃含碳量较高,燃烧时有浓烟,与分子结构无关,无法证明,A错误;
B.含有碳碳三键或碳碳双键的有机化合物均能使酸性溶液褪色,无法证明,B错误;
C.和均能与足量的溴按物质的量1:2发生加成反应,无法证明,C错误;
D.与足量溴水反应,生成物只有2个碳原子上有溴原子,而与足量溴水反应,生成物中4个碳原子上均有溴原子,可证明,D正确;
故选D。
15.(24·湖北黄冈·月考)烃分子中若含有双键、三键或环,其碳原子所结合的氢原子则少于同碳原子数对应链状烷烃所含的氢原子数,即具有一定的不饱和度(用W表示)。下表列出几种烃的不饱和度:
有机物
乙烯
乙炔
环己烷
苯
W
1
2
1
4
据此下列说法不正确的是( )
A.1mol W=3的不饱和链烃再结合6mol H即达到饱和
B.的不饱和度与、的不饱和度相同
C.的不饱和度为1
D.的W等于6
【答案】D
【详解】A.由表中数据可知,W=3的不饱和链烃含1个双键、1个三键或含3个双键,双键与氢气以1:1加成,三键与氢气以1:2加成,则1molW=3的不饱和链烃再结合6molH即达到饱和,故A正确;
B.C4H8、C3H6、C2H4可能均为单烯烃,不饱和度相同,故B正确;
C.CH3CH2CH=CH2与环丁烷的不饱和度相同,均为1,故C正确;
D.碳碳三键的不饱和度为2、苯环的不饱和度为4、环结构的不饱和度为1,则W等于4+2+1=7,故D错误;
故选:D。
16.(24·辽宁·月考)1mol某链状烃最多和2molHCl发生加成反应,生成1mol氯代烃,该氯代烃可以和8mol氯气发生完全取代反应,生成只含有碳、氯两种元素的氯代烃,则该链状烃可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】1mol某链烃最多能与2molHCl发生加成反应,生成1mol二氯代烷,则该有机物含有2个碳碳双键或一个碳碳三键;1mol该氯代烃最多能与8mol的Cl2发生取代反应,生成只含碳、氯的氯代烷,则该氯代烷中含有8个H原子,原有机物分子中含有6个H原子,综上分析可知符合题意要求,故答案为:C。
17.(25·四川南充·开学考试)A、B、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中A与Y同主族,X与Z同主族,X、B与A均可形成10电子化合物;B与Z的最外层电子数之比为,常见化合物与水反应生成X的单质,所得溶液可使酚酞溶液变红,下列说法正确的是( )
A.中只存在极性共价键
B.的半径小于的
C.X与Z形成的化合物在标况下均是气体
D.A、B两元素形成的化合物可能使酸性溶液褪色
【答案】D
【分析】A、B、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,常见化合物与水反应生成X的单质,所得溶液可使酚酞溶液变红,则X为O 元素、Y为Na元素;X与Z同主族,则Z为S元素;A与Y同主族且X与A可形成10电子化合物,则A为H元素;B与Z的最外层电子数之比为2:3,B与A可形成10电子化合物,则B为C元素。
【详解】A.过氧化钠是含有离子键、非极性键的离子化合物,故A错误;
B.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以氧离子的离子半径大于钠离子,故B错误;
C.标准状况下,三氧化硫为固态,故C错误;
D.由碳元素和氢元素形成的烯烃和炔烃能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,故D正确;
18.(24·山东临沂·期中)表中列出了部分炔腈类化合物,有关说法正确的是( )
名称
氰基乙炔
氰基丁二炔
?
氰基辛四炔
氰基癸五炔
化学式
A.表中的名称为氰基庚三炔 B.中所有原子均共线
C.以上5种物质互为同系物 D.可由乙炔和含氮化合物加聚制得
【答案】B
【详解】A.依据HC3N为氰基乙炔,HC5N为氰基丁二炔,HC9N为氰基辛四炔,可知HC7N含有三个碳碳三键,名称为氰基己三炔,故A错误;
B.HC9N的结构简式为HC≡C-C≡C-C≡C-C≡C-C≡N,结合H-C≡C-H是直线型分子的结构可知HC9N中所有原子在同一条直线上,故B正确;
C.5种物质的分子组成不相差n个CH2,其中含有的碳碳三键数目也不相同,结构不相似,故它们不互为同系物,故C错误;
D.由乙炔和含氮化合物先加成生成氰基乙烯,后加聚反应产物中碳原子个数为偶数,不能制备HC11N,故D错误;
故选:B。
19.(24·河北保定·月考)含有两个碳原子的烃除乙烷、乙烯外,还有乙炔。乙炔的分子结构如下图所示。
回答下列问题:
(1)乙炔的分子式是 ,结构式是 ,分子空间结构是 。
(2)乙炔分子中含有 ,能发生加成反应。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①将乙炔通入足量的溴的四氯化碳溶液中
②乙炔与等物质的量的氯化氢发生加成反应
(4)下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法中正确的是 。
①它们既不是同系物,也不是同分异构体
②乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔是不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色
④它们都能燃烧,乙炔燃烧火焰最明亮,有浓烟
⑤它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】 C2H2 HCCH 直线形结构 碳碳三键 CH≡CH+2Br2―→CHBr2CHBr2 CH≡CH+HClCH2==CHCl ①②③④
【详解】(1)乙炔的分子式是C2H2,结构式是HC≡CH,分子空间结构是直线形结构。答案为:C2H2;HC≡CH;直线形结构;
(2)乙炔分子中含有碳碳三键,能发生加成反应。答案为:碳碳三键;
(3)①乙炔和足量的Br2按1:2反应,化学方程式为:CH≡CH+2Br2→CHBr2CHBr2。答案为:CH≡CH+2Br2→CHBr2CHBr2
②乙炔和氯化氢1:1发生加成反应的化学方程式:CH≡CH+HClCH2=CHCl。答案为:CH≡CH+HClCH2=CHCl;
(4)①同系物要求结构相似,组成上相差若干个CH2,同分异构体要求分子式相同,结构不同。所以乙烷、乙烯、乙炔既不是同系物,也不是同分异构体,①正确;
②烷烃是饱和烃,烯烃和炔烃是不饱和烃,②正确;
③烷烃不能与溴水反应,烯烃和炔烃中的不饱和键能与溴水发生加成反应,使溴水褪色,③正确;
④它们都能燃烧,且由于乙炔含碳量最高,所以火焰最明亮,并有浓烟,④正确;
⑤甲烷不能被高锰酸钾溶液氧化,乙烯和乙炔可以,⑤错误。
所以正确答案为:①②③④。答案为:①②③④。
【点睛】同系物属于同一类物质,烷、烯、炔属不同类物质,不是同系物;乙炔的加成反应要注意反应物的量,如:乙炔与Br2按1:1反应生成1,2-二溴乙烷,按1:2反应生成1,1,2,2-四溴乙烷。
20.(24·山东泰安·期中)实验室用以下改进装置快速制备乙炔气体。
回答下列问题:
(1)电石(CaC2)的主要成分的电子式为 ,与饱和食盐水发生反应的化学方程式为 。
(2)若要使反应停止,应 (“向上”或“向下”)移动A管。
(3)制备的乙炔气体中往往混有少量的H2S,为除去该杂质气体,应使混合气体通过盛有足量 (填试剂名称)的洗气瓶。
(4)足量的乙炔通入含少量Br2的CCl4溶液中,观察到的现象是 ,此反应的有机产物 (填“能”或“不能”)发生加聚反应。
(5)聚氯乙烯是生产中常用的有机高分子材料,试写出由乙炔制备聚氯乙烯的化学方程式: ; 。
【答案】(1)
(2)向下
(3)氢氧化钠溶液
(4) 溴水褪色 能
(5)
【分析】CaC2与饱和食盐水发生反应生成乙炔,生成气体通过氢氧化钠溶液除去硫化氢气体杂质,乙炔能和溴发生加成反应,和氯化氢生成氯乙烯,氯乙烯能发生加聚反应得到高聚物;
【详解】(1)
CaC2为离子化合物,其电子式为,CaC2与饱和食盐水发生反应生成氢氧化钙和乙炔,化学方程式为;
(2)若要使反应停止,应向下移动A管,使得电石和饱和食盐水脱离接触,反应停止。
(3)乙炔不和氢氧化钠反应,硫化氢能和氢氧化钠溶液反应,故应使混合气体通过盛有足量氢氧化钠溶液的洗气瓶。
(4)乙炔含有碳碳叁键,能和少量溴水加成,使得溴水褪色;由于溴水少量,故反应后生成物质会含有碳碳双键,故此反应的有机产物能发生加聚反应。
(5)
乙炔和HCl加成生成氯乙烯,氯乙烯在一定条件下加聚生成聚氯乙烯,反应为:、。
21.(25·山西·期末)丙烯腈为无色透明微溶于水的液体,是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体,可以由乙炔与反应制得:,实验装置如图(夹持仪器已省略)。下列说法错误的是( )
A.可用饱和食盐水代替水降低反应速率
B.装置B中溶液的作用是作干燥剂
C.乙炔反应后,装置C中的试剂瓶会出现分层现象
D.装置D中可用酸性高锰酸钾溶液吸收尾气
【答案】B
【分析】装置A用电石和饱和食盐水制取乙炔,装置B除去硫化氢杂质气体,装置C发生反应:,装置D尾气处理装置;
【详解】A.制取乙炔时,为了减缓反应速率,可用食盐水代替水以降低水的浓度,A项正确;
B.制取乙炔气体中含有硫化氢,则硫酸铜溶液的作用是除去杂质硫化氢等,不是作干燥剂,B项错误;
C.反应后生成的丙烯氰为无色透明微溶于水的液体,装置C中会出现分层现象,C项正确;
D.D中溶液除去尾气中乙炔、,而乙炔含有碳碳三键,具有较强的还原性,二者都可以被高锰酸钾溶液氧化,可以用酸性高锰酸钾溶液进行尾气处理,D项正确;
答案选B。
22.(24·河北沧州·月考)某不饱和烃与发生加成反应后,所得产物的结构如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.不饱和烃可能为3,5-二甲基-1,3-庚二烯
B.的系统命名为2,4-二甲基戊烷
C.若不饱和烃中含有结构单元,则的结构有2种
D.的一氯代物有4种
【答案】A
【详解】A.1mol某不饱和烃X与2mol氢气发生加成反应生成Y,说明X分子中含有2个碳碳双键或1个碳碳三键,含有2个碳碳双键的X可能为3,5-二甲基-1,3-庚二烯,故A正确;
B.由结构简式可知,烷烃分子中最长碳链含有7个碳原子,侧链为2个甲基,名称为3,5—二甲基庚烷,故B错误;
C.由结构简式可知,若不饱和烃X中含有碳碳三键,X的结构只有1种,名称为3,5—二甲基—1—庚炔,故C错误;
D.由结构简式可知,Y分子中含有5类氢原子,则一氯代物有5种,故D错误;
故选A。
23.(24·河北邯郸·)根据相关信息,回答下列问题
(1)烯烃A是2-丁烯的一种同分异构体,它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷,则A的结构简式为 ;A分子中能够共平面的碳原子个数为 。
(2)已知:,如果要合成,所用的原始原料可以是 (填序号)。
①1,3-戊二烯和2-丁炔 ②2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔
③2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 ④2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔
(3)烯烃通过臭氧氧化并经锌和水处理得到醛或酮,例如:
某烃Q通过臭氧氧化并经锌和水处理后只得到和各。
①观察题中给出的化学方程式可知:烃分子中每有一个双键,则产物中会有 个羰基(),产物与烃Q分子中原子个数相等的元素有 。
②Q分子中有 个双键,Q的分子式是 。
③已知可以简写为,其中线表示化学键,线的端点、折点或交点表示碳原子,碳原子剩余的化合价用氢原子补足,这样的表示方法叫键线式。写出Q的两种结构: (填键线式)。
【答案】(1) 4
(2)②④
(3) 2 C、H 2 C8H12 、、(任意2种)
【详解】(1)烯烃A是2-丁烯的一种同分异构体,它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷,说明烯烃A中含有支链,则该同分异构体为,A分子中含有乙烯的平面结构,根据结构简式可知能够共平面的碳原子个数为4,故答案为:;4;
(2)根据所给信息“”分析合成的材料,有如图所示两种断键方式恢复炔烃与二烯烃:,即、,若为前者,合成材料为丙炔和2,3-二甲基-l,3-丁二烯,若为后者,合成材料为2-丁炔和2-甲基-l,3-丁二烯,故答案为:②④;
(3)①根据反应可知反应物中有1个碳碳双键产物中会生成2个羰基;反应过程中C、H个数不变,即产物与烃Q分子中原子个数相等的元素有C、H,故答案为:2;C、H;
②根据反应原理,1mol烃A通过臭氧氧化并经锌和水处理后得到1mol和1mol可知A分子中含有2个碳碳双键,由产物结构可知,Q分子中碳原子数目为8,分子中含有2个碳碳双键、1个环,故Q的分子式为C8H12,故答案为:2;C8H12;
③根据反应可知烃Q的结构可能为、、,故答案为:、、。
24.(24·广东佛山·期末)丙烯腈是合成纤维、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
Ⅰ.制备催化剂
(1)通过查阅资料有两种方案可以制备
方案1:铜屑与在浓盐酸中反应
方案2:铜丝在氯气中燃烧
方案1的实验装置如图所示
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,且过量,原因是 。
(3)某小组研究方案2燃烧后的固体产物,将固体产物溶于水,过滤后滤渣全为白色固体。
提出假设 过滤后的白色固体不可能是,因为 ,白色固体应为 。
设计方案并完成实验 取少量白色固体于盛有稀硫酸的试管中振荡,白色固体溶解,静置溶液呈蓝色,同时又有红色固体生成。写出实验中反应的离子方程式 。
实验结论 假设成立。
Ⅱ.合成丙烯腈
已知:①电石的主要成分是,还含有少量硫化钙
②HCN易挥发,有毒,具有较强的还原性。
(4)A装置中发生的化学反应方程式是 。
(5)装置D中可盛放的溶液是_________。
A.高锰酸钾溶液 B.蒸馏水 C.饱和食盐水 D.盐酸溶液
【答案】(1) 三颈烧瓶 Cu + H2O2 + 2H+ + 4Cl-= [CuCl4]2-+ 2H2O/Cu + H2O2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
(2)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) CuCl2溶于水且为有色物质(蓝色) CuCl 2CuCl = Cu2+ + Cu + 2 Cl-
(4)CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2
(5)A
【分析】丙烯腈(CH2=CHCN)是通过CH≡CH+HCNCH2=CHCN得到,制备催化剂CuCl2常用铜屑与H2O2在浓盐酸中反应得到或铜丝在氯气中燃烧得到;制备乙炔时常用电石与饱和食盐水反应得到,由于含有硫化氢杂质,用硫酸铜溶液处理,将乙炔通入到氯化铜和HCN溶液中水浴加热反应生成丙烯腈,由于HCN有毒,因此尾气用高锰酸钾溶液处理。
【详解】(1)①仪器a的名称为三颈烧瓶;
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:Cu + H2O2 + 2H+ + 4Cl-= [CuCl4]2-+ 2H2O或Cu + H2O2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O;
(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)过滤后的白色固体不可能是,因为CuCl2溶于水且为有色物质(蓝色),取少量白色固体于盛有稀硫酸的试管中振荡,白色固体溶解,静置溶液呈蓝色,同时又有红色固体生成说明该白色物质在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;实验中反应的离子方程式为2CuCl=Cu2++Cu +2Cl-;
(4)A装置中碳化钙和水反应生成乙炔,发生的化学反应方程式是CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2;
(5)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,因此利用高锰酸钾的强氧化性将HCN氧化为无毒物质,因此装置D中可盛放的溶液为A。
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课时3 三键疾风:炔烃的结构和性质
1.(24高三·山东青岛·期中)下列有关乙炔性质的叙述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是( )
A.能燃烧生成CO2和H2O
B.能与溴水发生加成反应
C.能与酸性溶液发生氧化反应
D.能与HCl反应生成氯乙烯
2.(24高二下·河南驻马店·期中)下列关于丙炔()的说法错误的是( )
A.丙炔分子中有6个键和2个键 B.丙炔分子中碳原子采取和杂化
C.丙炔分子中存在非极性键和极性键 D.丙炔分子中最多有5个原子在同一平面上
3.(24高一下·安徽马鞍山·阶段检测)0.5mol某气态烃,恰好与1molHCl加成,生成物分子中的氢又可被恰好取代,则此气态烃可能是( )
A. B.
C. D.
4.(24高二下·天津河东·期末)若是某单烯烃与氢气加成后的产物,则烯烃可能有种结构;若是炔烃与氢气加成的产物,则此炔烃可能有种结构( )
A.4种;1种 B.4种;2种 C.5种;1种 D.5种;2种
5.(24高二上·上海·期末)某不饱和烃与H2加成后的产物为,则该烃的结构简式不可能是( )
A. B. C. D.
6.(25·江苏无锡·开学考试)某烃与溴的四氯化碳溶液反应生成,则与该烃不同类别的同分异构体是( )
A. B.
C. D.
7.下列关于1,3-丁二烯和1-丁炔的说法错误的是( )
A.等物质的量的1,3-丁二烯与液溴反应产物一定是
B.1,3-丁二烯发生1,4-加成聚合产物为
C.1-丁炔的结构简式为
D.1-丁炔与1,3-丁二烯互为同分异构体
8.(24·四川眉山·期中)下列关于的说法正确的是( )
A.分子中含有极性共价键和非极性共价键 B.所有碳原子均在一条直线上
C.碳碳三键键能是碳碳单键键能的三倍 D.分子中只有非极性共价键
9.(24·江苏连云港·期中)将乙炔通入银氨溶液,产生白色沉淀:HC≡CH+2[Ag(NH3)2] +→AgC≡CAg↓+ +2NH3。通过该实验可以区分乙炔和乙烯。已知乙炔银遇酸可放出乙炔。则下列分析或推测正确的是( )
A.乙炔与银氨溶液的反应属于氧化还原反应
B.乙炔中 C﹣H 键的活性比乙烯中 C﹣H 键的活性强
C.2﹣丁炔与银氨溶液能发生类似反应
D.乙炔通入 AgNO3 溶液中也能发生类似反应
10.(24·云南文山·月考)两分子乙炔在一定条件下可生成乙烯基乙炔(HC≡C-CH=CH2),下列关于乙烯基乙炔的说法错误的是( )
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.能发生加聚反应生成高分子化合物
C.分子中所有碳原子都在一条直线上
D.没有顺反异构现象
11.(24·北京东城·期末)如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。下列说法不正确的是( )
A.制备乙炔的反应原理是CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
B.c的作用是除去影响后续实验的杂质
C.e中的现象说明乙炔能被高锰酸钾酸性溶液氧化
D.f处观察到的现象是安静燃烧,火焰呈淡蓝色
12.(24·陕西渭南·期末)烯烃和炔烃是常见的有机物类型,有四种物质的键线式如下:
① ② ③④
有关说法正确的是( )
A.③和④互为同系物 B.②和③是同分异构体
C.②与等物质的量的Br2反应可得两种卤代烃 D.④的名称为2-甲基丁炔
13.(24·宁夏·月考)负离子C8H-的结构简式为HC≡C-C≡C-C≡C-C≡C-。关于该粒子的推断正确的是( )
A.一个负离子含有33个电子
B.该离子能与溴水、酸性高锰酸钾依次发生氧化、加成反应
C.在一定条件下,1molC8H-与8molH2完全反应生成辛烷
D.在酸性溶液中,该负离子与H+反应生成1,3,5,7-辛四炔
14.(24·黑龙江齐齐哈尔·月考)下列能说明分子式为的某烃是,而不是的事实是( )
A.燃烧有浓烟
B.能使酸性溶液褪色
C.能与溴发生物质的量之比为的加成反应
D.与足量溴水反应,生成物中只有2个碳原子上有溴原子
15.(24·湖北黄冈·月考)烃分子中若含有双键、三键或环,其碳原子所结合的氢原子则少于同碳原子数对应链状烷烃所含的氢原子数,即具有一定的不饱和度(用W表示)。下表列出几种烃的不饱和度:
有机物
乙烯
乙炔
环己烷
苯
W
1
2
1
4
据此下列说法不正确的是( )
A.1mol W=3的不饱和链烃再结合6mol H即达到饱和
B.的不饱和度与、的不饱和度相同
C.的不饱和度为1
D.的W等于6
16.(24·辽宁·月考)1mol某链状烃最多和2molHCl发生加成反应,生成1mol氯代烃,该氯代烃可以和8mol氯气发生完全取代反应,生成只含有碳、氯两种元素的氯代烃,则该链状烃可能是( )
A. B.
C. D.
17.(25·四川南充·开学考试)A、B、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中A与Y同主族,X与Z同主族,X、B与A均可形成10电子化合物;B与Z的最外层电子数之比为,常见化合物与水反应生成X的单质,所得溶液可使酚酞溶液变红,下列说法正确的是( )
A.中只存在极性共价键
B.的半径小于的
C.X与Z形成的化合物在标况下均是气体
D.A、B两元素形成的化合物可能使酸性溶液褪色
18.(24·山东临沂·期中)表中列出了部分炔腈类化合物,有关说法正确的是( )
名称
氰基乙炔
氰基丁二炔
?
氰基辛四炔
氰基癸五炔
化学式
A.表中的名称为氰基庚三炔 B.中所有原子均共线
C.以上5种物质互为同系物 D.可由乙炔和含氮化合物加聚制得
19.(24·河北保定·月考)含有两个碳原子的烃除乙烷、乙烯外,还有乙炔。乙炔的分子结构如下图所示。
回答下列问题:
(1)乙炔的分子式是 ,结构式是 ,分子空间结构是 。
(2)乙炔分子中含有 ,能发生加成反应。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①将乙炔通入足量的溴的四氯化碳溶液中
②乙炔与等物质的量的氯化氢发生加成反应
(4)下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法中正确的是 。
①它们既不是同系物,也不是同分异构体
②乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔是不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色
④它们都能燃烧,乙炔燃烧火焰最明亮,有浓烟
⑤它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
20.(24·山东泰安·期中)实验室用以下改进装置快速制备乙炔气体。
回答下列问题:
(1)电石(CaC2)的主要成分的电子式为 ,与饱和食盐水发生反应的化学方程式为 。
(2)若要使反应停止,应 (“向上”或“向下”)移动A管。
(3)制备的乙炔气体中往往混有少量的H2S,为除去该杂质气体,应使混合气体通过盛有足量 (填试剂名称)的洗气瓶。
(4)足量的乙炔通入含少量Br2的CCl4溶液中,观察到的现象是 ,此反应的有机产物 (填“能”或“不能”)发生加聚反应。
(5)聚氯乙烯是生产中常用的有机高分子材料,试写出由乙炔制备聚氯乙烯的化学方程式: ; 。
21.(25·山西·期末)丙烯腈为无色透明微溶于水的液体,是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体,可以由乙炔与反应制得:,实验装置如图(夹持仪器已省略)。下列说法错误的是( )
A.可用饱和食盐水代替水降低反应速率
B.装置B中溶液的作用是作干燥剂
C.乙炔反应后,装置C中的试剂瓶会出现分层现象
D.装置D中可用酸性高锰酸钾溶液吸收尾气
22.(24·河北沧州·月考)某不饱和烃与发生加成反应后,所得产物的结构如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.不饱和烃可能为3,5-二甲基-1,3-庚二烯
B.的系统命名为2,4-二甲基戊烷
C.若不饱和烃中含有结构单元,则的结构有2种
D.的一氯代物有4种
23.(24·河北邯郸·)根据相关信息,回答下列问题
(1)烯烃A是2-丁烯的一种同分异构体,它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷,则A的结构简式为 ;A分子中能够共平面的碳原子个数为 。
(2)已知:,如果要合成,所用的原始原料可以是 (填序号)。
①1,3-戊二烯和2-丁炔 ②2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔
③2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 ④2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔
(3)烯烃通过臭氧氧化并经锌和水处理得到醛或酮,例如:
某烃Q通过臭氧氧化并经锌和水处理后只得到和各。
①观察题中给出的化学方程式可知:烃分子中每有一个双键,则产物中会有 个羰基(),产物与烃Q分子中原子个数相等的元素有 。
②Q分子中有 个双键,Q的分子式是 。
③已知可以简写为,其中线表示化学键,线的端点、折点或交点表示碳原子,碳原子剩余的化合价用氢原子补足,这样的表示方法叫键线式。写出Q的两种结构: (填键线式)。
24.(24·广东佛山·期末)丙烯腈是合成纤维、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
Ⅰ.制备催化剂
(1)通过查阅资料有两种方案可以制备
方案1:铜屑与在浓盐酸中反应
方案2:铜丝在氯气中燃烧
方案1的实验装置如图所示
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,且过量,原因是 。
(3)某小组研究方案2燃烧后的固体产物,将固体产物溶于水,过滤后滤渣全为白色固体。
提出假设 过滤后的白色固体不可能是,因为 ,白色固体应为 。
设计方案并完成实验 取少量白色固体于盛有稀硫酸的试管中振荡,白色固体溶解,静置溶液呈蓝色,同时又有红色固体生成。写出实验中反应的离子方程式 。
实验结论 假设成立。
Ⅱ.合成丙烯腈
已知:①电石的主要成分是,还含有少量硫化钙
②HCN易挥发,有毒,具有较强的还原性。
(4)A装置中发生的化学反应方程式是 。
(5)装置D中可盛放的溶液是_________。
A.高锰酸钾溶液 B.蒸馏水 C.饱和食盐水 D.盐酸溶液
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