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第二章 烃
第二节 烯烃 炔烃
综合训练
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净干燥的甲烷,依次通过的洗气瓶中盛放的试剂最好为( )
A.澄清石灰水、浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液、浓硫酸
C.溴水、浓硫酸 D.浓硫酸、酸性KMnO4溶液
解析 甲烷的化学性质稳定,不与溴水、酸性KMnO4溶液反应,而乙烯与二者均可反应,但酸性KMnO4溶液氧化乙烯时会产生杂质气体,故可用溴水来除去甲烷中的乙烯,为得到纯净干燥的甲烷可再通过盛有浓硫酸的洗气瓶来吸收气体中的水分。
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[误区警示]
(1)实验室利用溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液来鉴别烷烃和烯烃,用溴水除去气态烷烃中的气态烯烃(不用酸性高锰酸钾溶液,因为会引入新的杂质)。
(2)分子式为CnH2n的烃不一定是烯烃,也可能是环烷烃。
(3)加成反应是不饱和键的特征反应,但若烯烃中含有烷基等其他原子团时,一定条件下也可能发生取代反应。
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解析 由烯烃加氢得到的烷烃必须满足的条件是存在至少各有1个氢原子的两个相邻碳原子,由炔烃加氢得到的烷烃必须满足的条件是存在至少各有2个氢原子的两个相邻碳原子。A、D能由烯烃加氢得到而不能由炔烃加氢得到,C不能由烯烃加氢得到也不能由炔烃加氢得到。
2.下列烷烃既能由烯烃加氢得到也能由炔烃加氢得到的是( )
A.2甲基丙烷
B.2甲基丁烷
C.2,2二甲基丙烷
D.2,3二甲基丁烷
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3.一种形状像蝴蝶结的有机分子Bowtiediene,其形状和结构如图所示,下列有关该分子的说法中不正确的是( )
A.该有机物的分子式为C5H4
B.该分子中所有碳原子在同一平面内
C.1 mol该有机物最多可与2 mol Br2发生加成反应
D.与其互为同分异构体,且只含碳碳三键的链烃不止一种
解析 中间碳原子形成四条单键,为四面体形结构,故该分子中所有碳原子不可能在同一平面内,B错误。
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4.某烃与溴的四氯化碳溶液反应生成CHBr2CBr2CH2CH3,则与该烃不同类别的同分异构体是( )
A.CH≡C—CH2CH3
B.CH3C≡CH
C.CH3CH2CH===CH2
D.CH2===CH—CH===CH2
解析 由生成的产物的结构简式可知,生成该产物的烃为CH≡CCH2CH3,则与该烃不同类别的同分异构体不能是炔烃,可以是二烯烃,故选D。
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解析 150 ℃时完全燃烧1 mol CxHy,当y=4时,反应前后气体的体积不变,其压强也不变;当y>4时,反应后气体的体积增大,其压强将增大;当y<4时,反应后气体的体积减小,其压强也将减小。
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6.螺环烃是指分子中两个碳环共用一个碳原子的脂环烃, 是其中的一种。下列有关该化合物的说法正确的是( )
A.所有碳原子都处于同一平面
B.一氯取代物共有5种
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.与HBr以物质的量之比为1∶1加成生成一种产物
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7.以物质a为原料,制备物质d(金刚烷)的合成路线如图所示。
关于以上有机化合物的说法中不正确的是( )
A.b的分子式为C10H12
B.a最多有10个原子共平面
C.c与d互为同分异构体
D.d的一氯代物有2种
解析 a分子中最多有5个碳原子和4个氢原子在同一个平面内,B错误。
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解析 C项,c、d分子中的碳原子数均为10,但c分子的不饱和度为6,d分子的不饱和度为5,二者不互为同分异构体,错误。
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二、非选择题
11.在一定条件下,含有碳碳双键的某些有机化合物可被某些氧化剂氧化而生成含有醛基的化合物。例如,环丁烯( )在一定条件下可被氧化成丁二醛。现有某有机化合物A(C6H8),在一定条件下与足量氢气反应可生成饱和有机化合物B(C6H12)。若用某氧化剂来氧化有机化合物A时,生成丙二醛(OHC—CH2—CHO)。回答下列问题:
(1)B的结构简式为__________,A的结构简式为__________。
(2)写出满足下列条件的A的环状同分异构体的结构简式:_____、_______、______。
①所含碳环上的官能团与A相同且数目相等;
②所含碳环上的碳原子数比A少1。
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12.电石和水发生反应生成乙炔的化学方程式为CaC2+2H2O―→C2H2↑+Ca(OH)2,通过下列某些实验装置制取、净化、检验乙炔气体,并通过测定乙炔的物质的量计算电石的纯度。请回答下列问题。
注:X为150 g溴的CCl4溶液,其中Br2的质量分数为3.2%。
(1)若用上述仪器和导管组装实验装置,试从图中选用几种必要的装置,并把它们连成一套装置,则被选用装置的接口编号连接顺序是__________________________________。
C→I→J→G→H→F→E→D
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(2)若该实验产生的气体有难闻的臭鸡蛋气味,说明产生的气体中含有杂质________(填化学式),检验此杂质发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)假设用W g的电石与水反应后,溴的CCl4溶液中的Br2恰好完全反应,生成C2H2Br4,测得排入量筒内液体的体积为V mL(标准状况下),则该电石纯度的计算
式为____________________________。
H2S
H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4(合理即可)
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5.下列关于分子组成表示为CxHy的烷烃、烯烃、炔烃的说法,不正确的是( )
A.当x≤4时,均为气体(常温常压下)
B.y一定是偶数
C.分别燃烧该烃1 mol,耗氧eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(y,4))) mol
D.在密闭容器中完全燃烧,150 ℃时的压强一定比燃烧前的压强大
[方法技巧] 由烃的燃烧通式得出的四条规律
烃完全燃烧的通式:CxHy+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(y,4)))O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))xCO2+eq \f(y,2)H2O
解析 该有机物中含有同时连有4个碳原子的饱和碳原子,因此所有碳原子不可能处于同一平面,A错误;该有机物中含有如图
,D错误。
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8.法国化学家伊夫·肖万发现了烯烃中的碳碳双键会被拆散、重组,形成新分子,该过程被命名为烯烃复分解反应(该过程可发生在不同烯烃分子间,也可发生在同种烯烃分子间)。如
则有机物发生烯烃复分解反应时,不可能生成的产物是( )
解析 由题可知,有机物发生烯烃复分解反应时,碳碳双键被拆散形成的基团有CH2===、===CHCH2CH===和CH2===CHCH2CH===,碳碳双键重组可以形成,不可能重组形成CH2===CHCH3。
9.石油裂解是一个复杂的过程,其产物为混合物。如图所示为某一环烷烃的裂解过程,下列说法中不正确的是( )
A.M的化学式为H2,N的化学式为C5H8
B.可用溴水区别和
C.等质量的和完全燃烧时的耗氧量相同
D.分子式为C4H6的有机物可能是烯烃也可能是炔烃
解析 和的C原子数相同而H原子数不同,因此等质量的两种有机物完全燃烧时的耗氧量也不同,C错误。
10.轴烯是一类独特的环状烯烃,含n元环的轴烯可以表示为[n]轴烯,如图所示是三种简单的轴烯。下列有关说法错误的是( )
A.a分子中所有原子都在同一平面
B.b能使酸性KMnO4溶液褪色
C.c与()互为同分异构体
D.轴烯的通式可表示为C2nH2n(n≥3)
解析 由题意可知,若碳碳双键两端的碳原子上连有1个氢原子,则碳碳双键可被氧化生成醛基。
(1)A(C6H8)的不饱和度为3,B(C6H12)的不饱和度为1,A在与足量的氢气反应后不饱和度减少了2,说明A是一种环状二烯烃或环状炔烃;再根据A的氧化产物只有一种,且碳原子数减半(由6个碳原子变为3个碳原子),可知A的结构具有对称性,由此得出A的结构简式为,B的结构简式为。
eq \f((0.015+\f(V,22400))×64,W)×100%
解析 (3)溴的CCl4溶液中的Br2恰好完全反应生成C2H2Br4,则Br2的物质的量为eq \f(150 g×3.2%,160 g·mol-1)=0.03 mol,则消耗的乙炔的物质的量为0.015 mol,测得排入量筒内液体体积为V mL(标准状况下),则收集到的乙炔的体积为V mL,其物质的量为eq \f(V×10-3 L,22.4 L·mol-1)=eq \f(V,22400) mol,所以乙炔的总物质的量为0.015 mol+eq \f(V,22400) mol,由CaC2~C2H2可知,CaC2的物质的量为V,22400)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.015+))
mol,所以该电石纯度的计算式为V,22400)\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.015+eq \f())
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