内容正文:
专题02 烃
内容概览
考向1 烷烃
考向2 烯烃 炔烃
考向3 芳香烃
考向1 烷烃
1.(22-23高二下·青海西宁·期末)下列有关链状烷烃的叙述正确的是
A.在链状烷烃分子中可能含有不饱和键
B.链状烷烃中除甲烷外,都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而降低
D.所有的链状气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
2.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)1 mol某烃在氧气中充分燃烧,需要消耗氧气179.2 L(标准状况下),它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物,该烃的结构简式是
A. B.CH3CH2CH2CH2CH3
C. D.CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
3.(22-23高二下·陕西渭南·期末)下列说法正确的是
A.油脂是高分子化合物,水解可生成甘油和高级脂肪酸
B.葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应,不属于胶体
C.和不一定互为同系物
D.煤的干馏和石油的分馏均属于化学变化
4.(22-23高二下·陕西西安·期末)下列说法不正确的是
A.CH3—CH=CH2和CH2=CH2的最简式相同 B.用分液的方法分离水和四氯化碳
C.乙二醇和丙三醇互为同系物 D.用酒精清洗沾到皮肤上的苯酚
5.(21-22高二下·陕西延安·期末)下列关于烷烃性质的叙述不正确的是
A.烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B.烷烃都能使溴水、酸性溶液褪色
C.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
D.烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
6.(21-22高二下·陕西延安·期末)下列各对物质中,一定互为同系物的是
A.C2H6、C4H10 B.CH4O、C2H6O C.C2H4、C3H6 D.C6H6、C8H8
7.(22-23高二下·山西运城·期末)下列化学用语表示正确的是
A.的VSEPR模型: B.葡萄糖的结构简式:
C.乙酸乙酯的实验式: D.的名称为2,4,4-三甲基戊烷
8.(22-23高二下·山西朔州·期末)以叔丁醇合成特戊酸的反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.H+为该反应的中间产物 B.该反应的原子利用率为100%
C.特戊酸的系统命名为2,2-甲基丙酸 D.叔丁醇和特戊酸均可发生取代反应、消去反应、氧化反应
考向2 烯烃 炔烃
9.(22-23高二下·山西大同·期末)下列有机物的命名正确的是
A.2-乙基丙烷
B. 3,4,4-三甲基己烷
C. 2-甲基-4-戊炔
D.2-甲基-1,4-戊二烯
10.(22-23高二下·山西太原·期末)由于发生化学反应而使溴水褪色的一组物质是
①甲苯 ②聚乙烯 ③四氯化碳 ④2-丁炔 ⑤
A.①④ B.②④⑤ C.④⑤ D.①③④⑤
11.(22-23高二下·山西朔州·期末)下列化学用语或图示表达正确的是
A.甲烷的空间填充模型: B.2-丁烯的键线式:
C.乙炔的电子式: D.反-2-丁烯的结构简式:
12.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.证明乙炔可使溴水褪色 B.检验1-氯丁烷中的氯元素
C.验证碳酸酸性强于苯酚 D.实验室制备乙烯
13.(23-24高二下·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
14.(23-24高二下·宁夏银川·期末)β-月桂烯的结构简式为,下列关于β-月桂烯的说法不正确的是
A.分子式为C10H16
B.在一定条件可发生氧化、取代、加聚反应
C.与其互为同分异构体的有机物可命名为4-甲基-6-乙基-2,4,6-庚三烯
D.与等物质的量的溴发生加成反应的产物理论上有4种(不考虑立体异构)
考向3 芳香烃
15.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列叙述错误的是
①用核磁共振氢谱不能区分HCOOCH3和CH3COOH
②室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷
③C2H6和C5H12一定互为同系物
④用饱和食盐水替代水跟电石反应,可以减缓乙炔的产生速率
⑤甲苯与氯气在光照下反应可以生成2-氯甲苯
⑥苯酚分子中最多有13个原子共面
⑦将4mL乙醇和12mL3mol·L-1硫酸混合液加热至170℃可制得乙烯
⑧能与新制Cu(OH)2悬浊液反应的有机物一定含有醛基
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
16.(23-24高二下·陕西安康·期末)下列实验装置不能达到实验目的的是
A.利用图1装置制备溴苯并验证此反应为取代反应
B.利用图2装置制备并收集乙炔
C.利用图3装置观察甲烷发生取代反应的现象
D.利用图4装置对粗硝基苯(沸点为210.9℃)蒸馏提纯
17.(22-23高二下·青海西宁·期末)下列命名错误的是
A.2,2,3,3-四甲基戊烷 B.2,4-二甲基-4-乙基庚烷
C.2-乙基-2-辛烯 D.间甲基苯乙烯
18.(21-22高二下·青海海东·期末)某有机物M的结构简式如图所示,下列有关M的说法正确的是
A.属于烃类化合物 B.最多可与反应
C.分子中共含有3种不同的官能团 D.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
19.(23-24高二下·陕西西安·期末)下列图示(夹持装置已略去)与对应叙述相符合的是
A.溴苯的制备
B.浓硫酸和乙醇的混合
C.的收集
D.丙酮和乙酸混合液的分离
A.A B.B C.C D.D
20.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)N-乙基吲哚具有良好的储氢性能,其储氢析氢过程如下图所示。有关N-乙基吲哚的说法正确的是
A.分子式为 B.1个N-乙基吲哚分子中存在6个碳碳双键
C.属于芳香烃 D.1mol N-乙基吲哚最多能储6mol
1.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)有七种物质:①甲烷、②甲苯、③聚乙烯、④聚异戊二烯、⑤丁炔、⑥环己烷、⑦己烯,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水因反应而褪色的是
A.③④⑤ B.④⑤⑦ C.④⑤ D.③④⑤⑦
2.(23-24高二下·陕西渭南·期末)已知下面信息:
产物物质的量分数 58% 4% 38%
产物物质的量分数 6% 93% 1%
下列说法错误的是
A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化
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.的一氯代物有3种
3.(22-23高二下·山西太原·期末)某有机物是临床广泛应用的抗抑郁药物,其结构简式如图所示,下列关于该有机物的说法正确的是
A.分子中所有碳原子一定共面 B.与乙醇互为同系物
C.能发生取代反应和氧化反应 D.分子中含有羟基和碳碳双键两种官能团
4.(22-23高二下·山西运城·期末)药物“达芦那韦”可用于治疗HIV感染,合成“达芦那韦”的部分路线如图所示,下列说法不正确的是
A.A分子中所有原子可能在同一平面
B.B的同分异构体有7种(含B且不考虑立体异构)
C.C的分子式为
D.反应②为还原反应
5.(22-23高二下·山西朔州·期末)硝基苯是一种重要有机合成中间体,其制备、纯化流程如图。已知:制备反应在温度稍高时会生成间二硝基苯。
下列说法错误的是
A.制备硝基苯所需玻璃仪器只有酒精灯、烧杯、试管、导管
B.配制混酸时,应将浓硫酸缓慢注入到浓硝酸中,边加边搅拌
C.Na2CO3溶液可以用NaOH溶液代替
D.由②、③分别获取相应物质时不能采用相同的操作方法
6.(23-24高二下·青海西宁·期末)布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图,下列有关说法错误的是
A.布洛芬的分子式为C13H18O2
B.布洛芬与苯乙酸是同系物
C.1mol 布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应
D.布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有4种
7.(21-22高二下·青海海东·期末)下, 32mL由乙烷、乙炔和丙烯组成的混合气体与过量的O2混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到,气体总体积缩小了56mL,原混合气体中乙炔的体积分数为
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)下列关于有机物的结构或性质描述中正确的个数是
(1)向澄清的苯酚钠溶液中通入,溶液变浑浊,说明酸性:苯酚>碳酸
(2)乙炔()分子中所有原子在同一条直线上
(3)沸点:正丁醇>正丙醇>乙醇
(4)乙烯分子中的碳原子采取杂化
(5)分子式为的芳香烃,若苯环上的一溴代物只有一种(不考虑立体异构),该烃命名为对二甲苯
(6)只含有一种等效氢的,可命名为2,2-二甲基丙烷
(7)2,3-二甲基-2-丁烯分子中所有碳原子位于同一平面上
(8)进行一溴取代反应后,能生成五种沸点不同的有机产物
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
9.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)下列说法不正确的是
A.分子式为的苯的同系物共有3种结构
B.有6个碳原子处于同一直线上
C.的同分异构体中属于烯烃的有5种(不考虑立体异构)
D.立方烷()经氯气取代后可得到六氯立方烷,其可能的结构有3种
10.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)某科学研究小组制备硝基苯的实验装置如图所示,相关数据见下表。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
不溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
42
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
10.4
338
1.84
易溶于水
已知该实验中存在的主要副反应是:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
实验步骤如下:
取20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸,将混合酸小心加入B中。取17.7mL(约15.60g)苯加入A中。在室温下,向苯中逐滴加入混合酸,边滴加边搅拌,混合均匀加热,使其在50-60℃下发生反应,直至反应结束。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。在分出的产物中加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,过滤,对滤液进行蒸馏纯化,收集205~210℃的馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)图中装置C的作用是 。
(2)制备硝基苯的化学方程式为 。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入浓硫酸中? (填“能”或“不能”)。
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是 。反应结束并冷却至室温后A中液体为粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是 。
(5)要想得到纯硝基苯,应将温度控制在接近 ℃。
(6)本实验所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是 (保留两位有效数字)。
11.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)门捷列夫把用石油作燃料比喻为“就像用钞票给厨房的炉灶生火”。原油经过炼油厂的加工,制备某些化工产品。
(1)石油分馏可得到直馏汽油,重油裂化可以得到裂化汽油,区分直馏汽油和裂化汽油的化学方法是 。(说明所需试剂、可能出现的现象、结论)
(2)下图是以石油为原料制备某些化工产品的部分流程。请回答:
①写出反应②的化学方程式 。
②B分子式为C3H5Cl,且分子中无甲基,则B的结构简式为 。
③反应④化学方程式为 。
④丙烯二聚体CH2=CHCH2CH(CH3)2是合成“人工肺”(ECMO)设备膜丝的重要原料,下列关于丙烯二聚体说法正确的是 。
A.加聚产物能使溴水褪色 B.与互为同分异构体
C.与氢气完全加成的产物的一氯代物有5种 D.完全燃烧时耗氧量与等质量的丙烯不同
(3)乙炔是最简单的炔烃,由乙炔可以制取苯。由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃。已知分子式为C6H6的结构有多种,其中的两种结构简式为:
Ⅰ. Ⅱ.
这两种结构的区别表现在:
i.定性方面(即化学性质方面):Ⅱ能 (填字母),而Ⅰ不能。
A.被酸性高锰酸钾溶液氧化 B.与溴水发生加成反应
C.与溴发生取代反应 D.与氢气发生加成反应
ii.定量方面(即消耗反应物的量的方面),1mol C6H6与足量H2加成时,结构Ⅰ与结构Ⅱ消耗氢气的物质的量之比为 。
12.(22-23高二下·宁夏吴忠·期末)Ⅰ、某有机化合物的结构简式如下所示:
(1)该物质苯环上的一氯代物有 种。
(2)1mol该物质和溴水混合,消耗的物质的量为 mol。
(3)1mol该物质和加成最多需 mol。
(4)下列说法不正确的是_____(填选项字母)。
A.此物质可发生加成、取代、氧化等反应
B.该物质难溶于水
C.该物质能使酸性溶液褪色,且发生的是加成反应
D.该物质能使溴水褪色
Ⅱ、
(5)某烃的含氧衍生物的分子式为,其中属于醛的同分异构体有 种;写出一种属于酮的同分异构体的结构简式: 。
(6)苯的同系物中,侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子的能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
(R、表示烷基或氢原子)
某苯的同系物的分子式为,已知该苯的同系物不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是 。
13.(21-22高二下·宁夏石嘴山·期末)1,2-二溴乙烷在农业、医药上有多种用途,也可用作汽油抗震液中铅的消除剂。用30mL浓硫酸、15mL95%乙醇和12.00g液溴制备1,2-二溴乙烷的原理和装置如下(加热及夹持装置略)。
第一步用乙醇制乙烯:(加热时,浓硫酸可使乙醇炭化);
第二步将乙烯通入液溴: (反应放热)。
回答下列问题:
(1)装置A用于制备乙烯,仪器a的名称为 。
(2)装置B是安全瓶,可监测实验进行时D中是否发生堵塞,若发生堵塞,装置B的玻璃管中可能出现的现象是 。
(3)装置C中盛装的是NaOH溶液,装置C作用是 。如果没有装置C装置D中还可能发生反应的化学方程式为 ;装置C与D之间可增加一个盛装品红溶液的试剂瓶,目的是 。
(4)装置D中试管和烧杯内水的作用分别是 、 。
(5)反应结束后,将粗产物依次用10%的氢氧化钠溶液和水洗涤,选用以下实验仪器 (填编号)经 (填实验操作名称)分离。再加入无水氧化钙干燥,静置一段时间后经过 (填实验操作名称)分离氯化钙,最终选用以下实验仪器 (填编号)经 (填实验操作名称)得到产品。
14.(21-22高二下·青海西宁·期末)某烃A是重要的基本化工原料,已知:将9.2g该有机物在足量O2中充分燃烧后产生的气体分别通入浓硫酸和澄清石灰水中,其中浓硫酸增重7.2g,澄清石灰水增重30.8g,回答下列问题:
(1)写出烃A的结构简式:
(2)写出烃A与Cl2在光照条件下反应的化学方程式(第一步即可):
(3)写出烃A与Cl2在催化剂条件下反应的化学方程式(第一步即可):
(4)烃B比烃A多一个碳原子,其二者互为同系物,请写出B可能的结构
15.(23-24高二下·陕西渭南·期末)如图是某小组设计的用干燥氯气和甲苯合成一氯化苄(,其中表示苯基)并分离产物的实验装置。甲苯及各种氯化苄的物理性质如下表所示。
物理性质
熔点/℃
沸点/℃
密度()
甲苯
110
0.86
一氯化苄()
179
1.10
二氯化苄()
205
1.26
三氯化苄()
221
1.37
回答下列问题:
(1)使用恒压滴液漏斗的优点是 ,C中盛放的试剂是 ,F的作用是 。
(2)两处冷凝水的进水口分别为: 。(填图中标号)
(3)写出制备一氯化苄的化学方程式: 。在反应过程中,由于温度控制不当,部分产物从处被蒸出进入烧杯中。取烧杯中的吸收液于试管中,滴入新制氢氧化铜悬浊液并加热,观察到有砖红色沉淀生成,说明吸收液中有 (填物质名称)生成。
(4)反应结束后,撤去E,F及尾气吸收装置,塞上玻璃塞。保持关闭,打开,加热三颈烧瓶,分馏出产物,应选择的温度范围是: 。
(5)下列有关说法正确的是
A.一氯化苄、二氯化苄、三氯化苄是同系物
B.甲苯既能使高锰酸钾褪色,也能使溴水褪色,且褪色原理相同
C.一氯化苄中所有碳原子一定在同一平面上
(6)由于某同学操作时不慎将含铁的沸石加入三颈烧瓶,在分馏时得到了异常馏分X。用质谱法测得X的相对分子质量与二氯化苄相同,核磁共振氢谱显示X中有三种不同化学环境的氢。X的结构简式是 (任写一种)。
16.(22-23高二下·陕西渭南·期末)溴苯是一种化工原料,纯净溴苯是一种无色液体,某校学生用如图所示装置进行实验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应后的产物。请回答下列问题:
(1)装置中冷凝管除导气外,还有 的作用,冷凝水从 (填“a”或“b”)口进入。四个实验装置中能起到防倒吸的有 (填序号)。
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1和滴液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。写出装置Ⅱ中发生的主要有机反应的化学方程式 ,反应类型为 ,装置Ⅲ中能说明苯与液溴发生的是此反应类型的现象是 。Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(3)反应结束后,要让装置I中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是 。
(4)三颈烧瓶内反应后液体呈棕黄色,依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。
①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
②用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;
③用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
④加入无水CaCl2粉末干燥;
⑤通过过滤、 (填操作名称),可得到无色、较纯净的溴苯。
(5)下列关于苯和溴苯的说法正确的是 (填字母)。
A.苯是一种密度比水大、不溶于水、有特殊气味的无色液体
B.仅用水即可鉴别苯和溴苯
C.溴苯中溴原子是官能团
17.(22-23高二下·陕西安康·期末)溴苯是一种化工原料,实验室制备溴苯的装备示意图如下。
请回答下列问题:
(1)实验开始时,关闭,开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为 ,Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(2)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是 。
(3)待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时关闭,打开,可以看到的现象是 。四个实验装置中能起到防倒吸的装置有 。
(4)三颈烧瓶中的溴苯经过下列步骤分离、提纯:
①向三颈烧瓶中加入水,然后过滤除去未反应的铁屑。
②滤液依次用水、的溶液、水洗涤。溶液洗涤的作用是 ,第二次水洗的目的是 。
③向分出的粗溴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 。
18.(22-23高二下·山西·期末)实验室中制备氯苯的装置如图所示(其中夹持仪器已略去),其原理是苯与氯气在催化剂作用下生成氯苯,同时会有少量苯发生副反应生成二氯苯。苯及其生成物沸点如表所示:
有机物
苯
氯苯
邻二氯苯
间二氯苯
对二氯苯
沸点/℃
80.0
132.2
180.4
172.0
173.4
请回答下列问题:
(1)仪器a中盛有晶体,仪器b中盛有浓盐酸。打开仪器b中活塞,a中产生氯气。仪器b名称是 。
(2)仪器c中装有浓硫酸,仪器d中盛有苯、粉末,仪器a中生成的氯气经过仪器c进入仪器d中,d中主要反应的化学方程式为 。
(3)f处应接仪器名称和盛装试剂最好为下列的___________。
A.洗气瓶,浓硫酸 B.烧杯,溶液
C.U形管,无水 D.U形管,碱石灰
(4)该方法制备的氯苯中含有很多杂质。可通过如下流程提纯氯苯:
氯苯混合物纯净氯苯
①水洗并分液可除去、部分和 (填化学式);
②最后一步分离出纯净氯苯的方法是 (填操作名称)。
(5)加入15.6g苯经充分反应后制得16.2g氯苯,则该实验中氯苯的产率为 。
19.(22-23高二下·山西运城·期末)对氨基苯磺酸是制备药物的重要中间体,可用苯胺()、浓硫酸为原料合成。实验流程、装置示意图如下。
相关数据如下表:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯胺
93
184
微溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
对氨基苯磺酸
173
288
——
微溶于冷水,溶于热水,不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
回答下列问题:
(1)仪器A的名称 。
(2)写出该反应的化学方程式 。
(3)步骤1中加热方式是 (填“水浴”、“油浴”或“直接加热”)。步骤1加入浓硫酸时,为防止温度过高致苯胺被氧化,可采取的措施有 。
(4)下列有关说法正确的是________
A.反应产物中可能有邻氨基苯磺酸
B.冷凝管进出水方向是b进a出
C.如果加热后发现忘加沸石,应立刻补加
D.步骤2将混合液倒入盛有冷水烧杯中,用玻璃棒摩擦器壁可促使晶体析出
(5)对氨基苯磺酸粗产品因含杂质而显色,可用重结晶法进行提纯。从下列选项中选择合理操作并排序:
(___________)→(___________)→(___________)→(___________)→过滤→洗涤→干燥。
a.沸水溶解 b.过滤 c.趁热过滤 d.蒸发结晶 e.冷却结晶 f.加入活性炭
(6)对氨基苯磺酸与对二甲氨基苯甲醛在一定条件下可以发生显色反应。利用这一原理,用分光光度法可以测定对氨基苯磺酸的含量,吸光度与对氨基苯磺酸浓度关系如图所示。
取1.00 g对氨基苯磺酸样品,配成1 L溶液,取样加入显色剂,测得吸光度为0.52。则样品中对氨基苯磺酸的质量分数是 。
20.(23-24高二下·陕西西安·期末)一硝基甲苯是一种重要的工业原料,某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯,实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物(混酸);
②在仪器B中加入15 mL甲苯(密度为0.866 g∙cm−3,相对分子质量为92);
③装好其他试剂,并组装好仪器;
④向仪器B中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度,反应大约10 min,至仪器B底部有大量液体(淡黄色油状)出现;
⑥分离出一硝基甲苯(相对分子质量为137),经提纯最终得到一硝基甲苯12.5 g。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 ,作用是 。
(2)写出甲苯与混酸反应生成2,4,6−三硝基甲苯的化学方程式: 。
(3)分离产品方案如图:
操作1的名称是 。
(4)经测定产品2中一硝基甲苯的核磁共振氢谱中有3组峰,则该一硝基甲苯的结构简式为 。
(5)本实验中一硝基甲苯的产率为 (结果保留三位有效数字)。
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专题02 烃
内容概览
考向1 烷烃
考向2 烯烃 炔烃
考向3 芳香烃
考向1 烷烃
1.(22-23高二下·青海西宁·期末)下列有关链状烷烃的叙述正确的是
A.在链状烷烃分子中可能含有不饱和键
B.链状烷烃中除甲烷外,都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而降低
D.所有的链状气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
【答案】D
【详解】A.烷烃分子中,只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键,不可能含有不饱和键,A错误;
B.烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化,B错误;
C.通常链状烷烃的熔、沸点随碳原子数的增加而升高,C错误;
D.烷烃的特征反应为取代反应,气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,D正确;
故选D。
2.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)1 mol某烃在氧气中充分燃烧,需要消耗氧气179.2 L(标准状况下),它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物,该烃的结构简式是
A. B.CH3CH2CH2CH2CH3
C. D.CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
【答案】B
【详解】由烷烃的通式为CnH2n+2可得:CnH2n+2—O2,1mol烷烃在氧气中充分燃烧消耗标准状况下179.2 L氧气,则由关系式可得:=,解得n=5,CH3CH2CH2CH2CH3、在光照的条件下与氯气反应生成一氯代物的数目分别为3、4,则烷烃的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3,故选B。
3.(22-23高二下·陕西渭南·期末)下列说法正确的是
A.油脂是高分子化合物,水解可生成甘油和高级脂肪酸
B.葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应,不属于胶体
C.和不一定互为同系物
D.煤的干馏和石油的分馏均属于化学变化
【答案】B
【详解】A.高分子的相对分子质量一般在10000以上,油脂属于小分子化合物,A错误;
B.葡萄糖注射液属于溶液,不属于胶体,不能产生丁达尔效应, B正确;
C.C3H8和C5H12满足烷烃的通式,均属于烷烃,分子组成相差2个CH2,二者互为同系物, C错误;
D.石油的分馏属于物理变化,D错误;
答案选B。
4.(22-23高二下·陕西西安·期末)下列说法不正确的是
A.CH3—CH=CH2和CH2=CH2的最简式相同 B.用分液的方法分离水和四氯化碳
C.乙二醇和丙三醇互为同系物 D.用酒精清洗沾到皮肤上的苯酚
【答案】C
【详解】A.CH3—CH=CH2和CH2=CH2最简式都为CH2,故A正确;
B.水和四氯化碳不互溶,可利用分液方法进行分离,故B正确;
C.乙二醇含有2个羟基,丙三醇含有3个羟基,官能团数目不同,结构不相似,不是同系物,故C错误;
D.苯酚易溶于酒精,所以可以用酒精清洗沾到皮肤上的苯酚,故D正确;
答案选C。
5.(21-22高二下·陕西延安·期末)下列关于烷烃性质的叙述不正确的是
A.烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B.烷烃都能使溴水、酸性溶液褪色
C.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
D.烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
【答案】B
【详解】A.烷烃的性质:烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态,A正确;
B.烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也不能和溴水反应,故不会使其褪色,B错误;
C.烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和,无论是碳碳键还是碳氢键都是单键,C正确;
D.烷烃跟纯净的卤素单质在光照条件下能发生取代反应,D正确;
故选B。
6.(21-22高二下·陕西延安·期末)下列各对物质中,一定互为同系物的是
A.C2H6、C4H10 B.CH4O、C2H6O C.C2H4、C3H6 D.C6H6、C8H8
【答案】A
【详解】A.C2H6、C4H10均是烷烃,结构相似,互为同系物,A正确;
B.CH4O为甲醇,C2H6O可能为乙醇,此时为同系物,但是也可能是甲醚,就不是同系物,B错误;
C.C2H4为乙烯,但是C3H6可能为丙烯,此时为同系物,但是也可能为环丙烷,就不是同系物,C错误;
D.C6H6为苯,但是C8H8为苯乙烯时两者不是同系物,D错误;
故选A。
7.(22-23高二下·山西运城·期末)下列化学用语表示正确的是
A.的VSEPR模型: B.葡萄糖的结构简式:
C.乙酸乙酯的实验式: D.的名称为2,4,4-三甲基戊烷
【答案】C
【详解】A.SO3中S原子的价层电子对数为3,采用sp2杂化,VSEPR模型为平面三角形,A错误;
B.葡萄糖的结构简式CH2OH(CHOH)4CHO,C6H12O6是葡萄糖的分子式,B错误;
C.乙酸乙酯的分子式为C4H8O2,实验式为C2H4O,C正确;
D.该物质主链上有5个C,选择离支链最近的一端开始编号,距离支链距离相同时,要求支链的编号之和最小,故该物质的名称为2,2,4-三甲基戊烷,D错误;
故答案选C。
8.(22-23高二下·山西朔州·期末)以叔丁醇合成特戊酸的反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.H+为该反应的中间产物 B.该反应的原子利用率为100%
C.特戊酸的系统命名为2,2-甲基丙酸 D.叔丁醇和特戊酸均可发生取代反应、消去反应、氧化反应
【答案】B
【详解】A.是该反应的催化剂,A错误;
B.该反应的总反应方程式为 ,原子利用率为,B正确;
C.特戊酸的系统命名为2,2-二甲基丙酸,C错误;
D.特戊酸不能发生消去反应,D错误;
故选B。
考向2 烯烃 炔烃
9.(22-23高二下·山西大同·期末)下列有机物的命名正确的是
A.2-乙基丙烷
B. 3,4,4-三甲基己烷
C. 2-甲基-4-戊炔
D.2-甲基-1,4-戊二烯
【答案】D
【详解】A.属于链状烷烃,题给名称主链选错,其名称为2-甲基丁烷,A项错误;
B.为链状烷烃,题给名称没有使取代基位置最小,其名称为3,3,4-三甲基己烷,B项错误;
C.属于炔烃,题给名称没有使碳碳三键位置最小,其名称为4-甲基-1-戊炔,C项错误;
D.为二烯烃,其名称为2-甲基-1,4-戊二烯,D项正确;
答案选D。
10.(22-23高二下·山西太原·期末)由于发生化学反应而使溴水褪色的一组物质是
①甲苯 ②聚乙烯 ③四氯化碳 ④2-丁炔 ⑤
A.①④ B.②④⑤ C.④⑤ D.①③④⑤
【答案】C
【详解】①甲苯不与溴水反应,但能从溴水中萃取出溴单质,从而使溴水褪色;
②聚乙烯不含不饱和双键和三键,不与溴水反应,不能使溴水反应褪色;
③四氯化碳不与溴水反应,但能从溴水中萃取出溴单质,从而使溴水褪色;
④2-丁炔含碳碳三键,能与溴单质发生加成反应,从而能使溴水反应褪色;
⑤含碳碳双键,能与溴单质发生加成反应,从而能使溴水反应褪色;
故④⑤符合题意;
故选:C。
11.(22-23高二下·山西朔州·期末)下列化学用语或图示表达正确的是
A.甲烷的空间填充模型: B.2-丁烯的键线式:
C.乙炔的电子式: D.反-2-丁烯的结构简式:
【答案】B
【详解】A.该模型为甲烷的球棍模型,故A错误;
B.2-丁烯的键线式:,且为反-2-丁烯的键线式,故B正确;
C.乙炔的电子式: ,故C错误;
D.该结构简式为顺-2-丁烯,故D错误;
故选:B。
12.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.证明乙炔可使溴水褪色 B.检验1-氯丁烷中的氯元素
C.验证碳酸酸性强于苯酚 D.实验室制备乙烯
【答案】D
【详解】A.电石中含有硫化物的杂质,与水反应生成H2S,H2S也能使溴水褪色,因此不能确定是乙炔使溴水褪色,A不能达到实验目的;
B.1-氯丁烷是非电解质,没有氯离子,直接加硝酸酸化的硝酸银无法检验1-氯丁烷中氯元素,B不能达到实验目的;
C.CH3COOH与Na2CO3反应生成CO2,乙酸易挥发,所得CO2中混有CH3COOH (g),CH3COOH (g)能与苯酚钠溶液反应生成苯酚,观察到苯酚钠溶液变浑浊,不能证明CO2与苯酚钠一定发生了反应,不能比较碳酸和苯酚酸性的强弱,C不能达到实验目的;
D.乙醇在浓硫酸催化作用下170°C生成乙烯,D能达到实验目的;
故选D。
13.(23-24高二下·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。
14.(23-24高二下·宁夏银川·期末)β-月桂烯的结构简式为,下列关于β-月桂烯的说法不正确的是
A.分子式为C10H16
B.在一定条件可发生氧化、取代、加聚反应
C.与其互为同分异构体的有机物可命名为4-甲基-6-乙基-2,4,6-庚三烯
D.与等物质的量的溴发生加成反应的产物理论上有4种(不考虑立体异构)
【答案】C
【详解】A.由结构简式可知其分子式为,故A正确;
B.该结构中存在碳碳双键,碳碳双键易被氧化,能发生加成和加聚反应,同时饱和碳原子上的氢可发生取代反应,故B正确;
C.根据烯烃的命名原则,该同分异构体的名称为:4-甲基-2-乙基-1,3,5-庚三烯,故C错误;
D.该分子中存在三种碳碳双键,可以分别于溴单质发生加成反应,有3种反应产物,且1、3位置的碳碳双键可以发生1,4-加成反应有1种产物,共3+1=4种,故D正确;
故选:C。
考向3 芳香烃
15.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列叙述错误的是
①用核磁共振氢谱不能区分HCOOCH3和CH3COOH
②室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷
③C2H6和C5H12一定互为同系物
④用饱和食盐水替代水跟电石反应,可以减缓乙炔的产生速率
⑤甲苯与氯气在光照下反应可以生成2-氯甲苯
⑥苯酚分子中最多有13个原子共面
⑦将4mL乙醇和12mL3mol·L-1硫酸混合液加热至170℃可制得乙烯
⑧能与新制Cu(OH)2悬浊液反应的有机物一定含有醛基
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】B
【详解】①HCOOCH3和CH3COOH核磁共振氢谱的化学位移不同,能用核磁共振氢谱区分HCOOCH3和CH3COOH,故①错误;
②室温下,丙三醇易溶于水、苯酚微溶于水、1-氯丁烷难溶于水,室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷,故②正确;
③C2H6和C5H12都是烷烃,碳原子数不同,一定互为同系物,故③正确;
④水与电石反应较快,饱和食盐水可减缓反应速率,则有效控制产生乙炔的速率,故④正确;
⑤甲苯与氯气在光照下反应,氯原子取代甲基上的氢原子,故⑤错误;
⑥苯酚可以看作苯环上的1个氢原子被羟基代替,氧原子代替氢原子的位置,单键可以旋转,羟基上的H原子可能不在苯环决定的平面上,所以分子中的12个原子一定共平面,最多有13个原子共平面,故⑥正确;
⑦乙醇和浓硫酸混合液加热至170℃发生消去反应生成乙烯,将4mL乙醇和12mL3mol·L-1硫酸混合液加热至170℃无法制取乙烯,故⑦错误;
⑧能与新制Cu(OH)2悬浊液反应的有机物不一定含有醛基,如乙酸和氢氧化铜发生中和反应,故⑧错误;
错误的是①⑤⑦⑧,选B。
16.(23-24高二下·陕西安康·期末)下列实验装置不能达到实验目的的是
A.利用图1装置制备溴苯并验证此反应为取代反应
B.利用图2装置制备并收集乙炔
C.利用图3装置观察甲烷发生取代反应的现象
D.利用图4装置对粗硝基苯(沸点为210.9℃)蒸馏提纯
【答案】A
【详解】A.利用图1装置制备溴苯,烧瓶中溢出的气体中含有溴蒸汽,溴、溴化氢都能与硝酸银反应生成沉淀,溴蒸汽干扰HBr的检验,此装置不能验证改反应为取代反应,故A错误;
B.电石和水反应生成氢氧化钙和乙炔,乙炔难溶于水,用排水法收集乙炔,利用图2装置制备并收集乙炔,故B正确;
C.试管内气体颜色变浅、试管内液面上述、试管壁有油状液体生成、饱和食盐水变浑浊,证明甲烷和氯气发生取代反应,故C正确;
D苯和硝基苯沸点不同,利用图4装置对粗硝基苯(沸点为210.9℃)蒸馏提纯,故D正确;
选A。
17.(22-23高二下·青海西宁·期末)下列命名错误的是
A.2,2,3,3-四甲基戊烷 B.2,4-二甲基-4-乙基庚烷
C.2-乙基-2-辛烯 D.间甲基苯乙烯
【答案】C
【详解】A.2,2,3,3-四甲基戊烷,主链上5个碳原子,2号C和3号C上分别各连两个甲基,结构简式为:(CH3)3C-C(CH3)2-CH2-CH3,命名正确,A不符合题意;
B.2,4-二甲基-4-乙基庚烷,主链上有7个碳原子,2号C上连一个甲基,4号C上连一个甲基和乙基,结构简式为: (CH3)2 CH-CH2- (CH3)C(C2 H5) –(CH2 )2 -CH3,命名正确,B不符合题意;
C.主链选错,正确命名为3-甲基-3-壬烯,命名错误,C符合题意;
D.间甲基苯乙烯即苯环上处于间位的两个氢原子分别被甲基和乙烯基取代,命名正确,D不符合题意;
故选C。
18.(21-22高二下·青海海东·期末)某有机物M的结构简式如图所示,下列有关M的说法正确的是
A.属于烃类化合物 B.最多可与反应
C.分子中共含有3种不同的官能团 D.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【详解】A.烃类化合物是只由碳和氢两种元素组成的化合物,M中含有O元素,是烃的含氧衍生物,选项A错误;
B.M中含有两个苯环、1个碳碳双键和1个羰基,最多可与反应,选项B正确;
C.分子中共含有碳碳双键、羰基、酚羟基和醚键共4种不同的官能团,选项C错误;
D.M中含有碳碳双键及酚羟基,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项D错误;
答案选B。
19.(23-24高二下·陕西西安·期末)下列图示(夹持装置已略去)与对应叙述相符合的是
A.溴苯的制备
B.浓硫酸和乙醇的混合
C.的收集
D.丙酮和乙酸混合液的分离
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.制备溴苯不能用溴水,应该用液溴,在溴化铁的催化作用下与苯反应制得,A错误;
B.配制乙醇和浓硫酸的混合液时,应先向烧杯中加入乙醇,再将浓硫酸缓慢加入乙醇中,边加边搅拌,B正确;
C.C2H4的相对分子质量为28,其密度与空气接近,不用排空法收集,C错误;
D.丙酮与乙酸互溶,不能用分液的方法分离,D错误;
故选B。
20.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)N-乙基吲哚具有良好的储氢性能,其储氢析氢过程如下图所示。有关N-乙基吲哚的说法正确的是
A.分子式为 B.1个N-乙基吲哚分子中存在6个碳碳双键
C.属于芳香烃 D.1mol N-乙基吲哚最多能储6mol
【答案】D
【详解】A.根据结构简式可判断其分子式为,A错误;
B.苯环中不存在碳碳双键,B错误;
C.该物质的构成元素为碳、氢、氮不属于烃类,C错误;
D.由题意知该物质储氢过程即是和氢气加成的过程,乙基吲哚最多能与6mol 加成,所以1mol N-乙基吲哚最多能储6mol ,D正确;
故选D。
1.(23-24高二下·陕西宝鸡·期末)有七种物质:①甲烷、②甲苯、③聚乙烯、④聚异戊二烯、⑤丁炔、⑥环己烷、⑦己烯,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水因反应而褪色的是
A.③④⑤ B.④⑤⑦ C.④⑤ D.③④⑤⑦
【答案】B
【详解】①甲烷为饱和烃,不能与酸性高锰酸钾溶液和溴水反应,故①错误;
②甲苯不能与溴水反应,故②错误;
③聚乙烯不含不饱和键,不能与酸性高锰酸钾溶液和溴水反应,故③错误;
④聚异戊二烯含有碳碳双键,可既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色,故④正确;
⑤丁炔含有不饱和键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色,故⑤正确;
⑥环己烷不含不饱和键,不能与酸性高锰酸钾溶液和溴水反应,故⑥错误;
⑦己烯含有碳碳双键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色,故⑦正确;
故选:B。
2.(23-24高二下·陕西渭南·期末)已知下面信息:
产物物质的量分数 58% 4% 38%
产物物质的量分数 6% 93% 1%
下列说法错误的是
A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化
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.的一氯代物有3种
【答案】D
【详解】A.甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,但苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B.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,B正确;
C.甲苯发生硝化反应时,产物的量最少,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,C正确;
D.的氢原子有5种,一氯代物有5种,D错误;
故选D。
3.(22-23高二下·山西太原·期末)某有机物是临床广泛应用的抗抑郁药物,其结构简式如图所示,下列关于该有机物的说法正确的是
A.分子中所有碳原子一定共面 B.与乙醇互为同系物
C.能发生取代反应和氧化反应 D.分子中含有羟基和碳碳双键两种官能团
【答案】C
【详解】A.苯环中的碳原子及与苯环直接相连的碳原子共平面,根据单键可旋转特性,所有碳原子可能共平面,故A错误;
B.乙醇的分子式:C2H6O,该物质分子式:C9H12O,含苯环,结构不相似,组成上也不是相差CH2整数倍,二者不互为同系物,故B错误;
C.该有机物分子中含羟基,可发生酯化反应,也可被氧化,故C正确;
D.苯环中不含碳碳双键官能团,故D错误;
答案选C。
4.(22-23高二下·山西运城·期末)药物“达芦那韦”可用于治疗HIV感染,合成“达芦那韦”的部分路线如图所示,下列说法不正确的是
A.A分子中所有原子可能在同一平面
B.B的同分异构体有7种(含B且不考虑立体异构)
C.C的分子式为
D.反应②为还原反应
【答案】B
【详解】A.A中苯环和醛基均为平面构型,所有原子可能在同一平面,A正确;
B.若该物质主链上不含N原子,可能的结构为 、 (只画碳骨架,数字代表氨基的位置);若主链上含N原子,可能的结构为: 、 、 (数字代表N原子插入的位置),综上B的同分异构体有8种,B错误;
C.C的分子式为,C正确;
D.反应②中N原子上加氢,为还原反应,D正确;
故选B。
5.(22-23高二下·山西朔州·期末)硝基苯是一种重要有机合成中间体,其制备、纯化流程如图。已知:制备反应在温度稍高时会生成间二硝基苯。
下列说法错误的是
A.制备硝基苯所需玻璃仪器只有酒精灯、烧杯、试管、导管
B.配制混酸时,应将浓硫酸缓慢注入到浓硝酸中,边加边搅拌
C.Na2CO3溶液可以用NaOH溶液代替
D.由②、③分别获取相应物质时不能采用相同的操作方法
【答案】A
【详解】A.制备硝基苯时的温度为50~60℃,需要用水浴加热,则所需玻璃仪器还有温度计,A错误;
B.配制混酸时,应将密度大的浓硫酸缓慢加入到密度小的浓硝酸中,边加边搅拌,使产生的热量迅速散失,B正确;
C.碳酸钠溶液的作用是除去NO2,可以用氢氧化钠溶液代替,2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2+ H2O,C正确;
D.②中由反应后的混合物得到粗产品采用分液;③中粗产品2经过干燥后,采用蒸馏得到硝基苯,D正确;
故选:A。
6.(23-24高二下·青海西宁·期末)布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图,下列有关说法错误的是
A.布洛芬的分子式为C13H18O2
B.布洛芬与苯乙酸是同系物
C.1mol 布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应
D.布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有4种
【答案】D
【详解】A. 根据布洛芬的结构简式可知其分子式为C13H18O2,A正确;
B. 苯乙酸分子中含苯环和羧基,其分子式为C8H8O2,与布洛芬结构相似,且在分子组成上相差5个“CH2”,属于同系物,B正确;
C. 1mol 布洛芬含 1mol 苯环,最多能与3mol 氢气发生加成反应,C正确;
D. 布洛芬分子中,苯环上有2种等效氢原子,因此其一氯代物有2种,D错误;
答案为:D。
7.(21-22高二下·青海海东·期末)下, 32mL由乙烷、乙炔和丙烯组成的混合气体与过量的O2混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到,气体总体积缩小了56mL,原混合气体中乙炔的体积分数为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由乙烷、乙炔和丙烯燃烧的方程式可知,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,
,, ,则C2H6和C3H6反应后体积缩小的量是相同的,故可将两者看成是一种物质即可,设C2H6和C3H6一共为xmL,C2H2为ymL,则有 x+y=32 ① 2.5x+1.5y=56 ② 解①②得y=24mL,混合烃中乙炔的体积分数为×100%=75%,故答案为:D。
8.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)下列关于有机物的结构或性质描述中正确的个数是
(1)向澄清的苯酚钠溶液中通入,溶液变浑浊,说明酸性:苯酚>碳酸
(2)乙炔()分子中所有原子在同一条直线上
(3)沸点:正丁醇>正丙醇>乙醇
(4)乙烯分子中的碳原子采取杂化
(5)分子式为的芳香烃,若苯环上的一溴代物只有一种(不考虑立体异构),该烃命名为对二甲苯
(6)只含有一种等效氢的,可命名为2,2-二甲基丙烷
(7)2,3-二甲基-2-丁烯分子中所有碳原子位于同一平面上
(8)进行一溴取代反应后,能生成五种沸点不同的有机产物
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
【答案】C
【详解】(1)向澄清的苯酚钠溶液中通入CO2,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,根据强酸制弱酸的原理,酸性:碳酸>苯酚,错误;
(2)乙炔分子中H-C≡C-H的键角是180°,所有原子在同一条直线上,正确;
(3)相对分子质量越大,一般范德华力越大,沸点越高,相对分子质量:正丁醇>正丙醇>乙醇,所以沸点:正丁醇>正丙醇>乙醇,正确;
(4)乙烯分子中的碳原子均是双键,因此采取sp2杂化,键角是120°,正确;
(5)分子式为C8H10的芳香烃,不饱和度为4,说明只含有一个苯环,苯环上的一溴代物只有一种,即苯环上只有一种等效氢,结构完全对称,是对二甲苯 ,正确;
(6)只含有一种等效氢的,分子结构具有较强对称性,是新戊烷,系统命名法为2,2-二甲基丙烷,正确;
(7)2,3-二甲基-2-丁烯分子结构简式为,与碳碳双键直连的原子与之共平面,因此所有碳原子位于同一平面上,正确;
(8)(CH3)2CHCH2CH2CH3含有5种氢,因此一溴取代反应后,能生成五种沸点不同的有机产物,正确;
共有7个正确,故答案选C。
9.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)下列说法不正确的是
A.分子式为的苯的同系物共有3种结构
B.有6个碳原子处于同一直线上
C.的同分异构体中属于烯烃的有5种(不考虑立体异构)
D.立方烷()经氯气取代后可得到六氯立方烷,其可能的结构有3种
【答案】A
【详解】A.该物质为苯的同系物,则其结构含苯环,若取代基为乙基,结构有1种,若取代基为2个甲基,在苯环上共邻、间、对3种结构,故分子式C8H10的苯的同系物共4种结构,A错误;
B.中共有6个碳原子处于同一直线上,如图,B正确;
C.C5H10的同分异构体中属于烯烃的有5种(不考虑立体异构):、、、、,C正确;
D.立方烷的分子式为C8H8,立方烷的六氯取代和二氯取代个数相同,立方烷的二氯立方烷共3种结构,D正确;
故选A。
10.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)某科学研究小组制备硝基苯的实验装置如图所示,相关数据见下表。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
不溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
42
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
10.4
338
1.84
易溶于水
已知该实验中存在的主要副反应是:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
实验步骤如下:
取20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸,将混合酸小心加入B中。取17.7mL(约15.60g)苯加入A中。在室温下,向苯中逐滴加入混合酸,边滴加边搅拌,混合均匀加热,使其在50-60℃下发生反应,直至反应结束。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。在分出的产物中加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,过滤,对滤液进行蒸馏纯化,收集205~210℃的馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)图中装置C的作用是 。
(2)制备硝基苯的化学方程式为 。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入浓硫酸中? (填“能”或“不能”)。
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是 。反应结束并冷却至室温后A中液体为粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是 。
(5)要想得到纯硝基苯,应将温度控制在接近 ℃。
(6)本实验所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)冷凝回流 (2)+HNO3(浓) +H2O (3)不能
(4)水浴加热 粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2 (5)210.9 (6)73%
【详解】(1)为防止浓硝酸、苯及生成的硝基苯挥发,实验过程中需进行冷凝回流,则图中装置C的作用是:冷凝回流;
(2)苯与混合酸在50~60℃下进行反应,可制备硝基苯,化学方程式为+HNO3(浓) +H2O;
(3)浓硫酸与浓硝酸混合时会放出大量的热,若将浓硝酸加入浓硫酸中,由于浓硝酸的密度小于浓硫酸,会造成液体溅出。所以配制混合酸时,不能将浓硝酸加入浓硫酸中;
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是:水浴加热;反应过程中,有部分硝酸发生分解,生成的NO2溶于混合液中,则反应结束并冷却至室温后A中液体为粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是:粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2;
(5)硝基苯的沸点为210.9℃,故要得到纯硝基苯,应将温度控制在接近210.9℃;
(6)本实验中,理论上,15.60g苯完全转化为硝基苯的质量为,所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是。
11.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)门捷列夫把用石油作燃料比喻为“就像用钞票给厨房的炉灶生火”。原油经过炼油厂的加工,制备某些化工产品。
(1)石油分馏可得到直馏汽油,重油裂化可以得到裂化汽油,区分直馏汽油和裂化汽油的化学方法是 。(说明所需试剂、可能出现的现象、结论)
(2)下图是以石油为原料制备某些化工产品的部分流程。请回答:
①写出反应②的化学方程式 。
②B分子式为C3H5Cl,且分子中无甲基,则B的结构简式为 。
③反应④化学方程式为 。
④丙烯二聚体CH2=CHCH2CH(CH3)2是合成“人工肺”(ECMO)设备膜丝的重要原料,下列关于丙烯二聚体说法正确的是 。
A.加聚产物能使溴水褪色 B.与互为同分异构体
C.与氢气完全加成的产物的一氯代物有5种 D.完全燃烧时耗氧量与等质量的丙烯不同
(3)乙炔是最简单的炔烃,由乙炔可以制取苯。由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃。已知分子式为C6H6的结构有多种,其中的两种结构简式为:
Ⅰ. Ⅱ.
这两种结构的区别表现在:
i.定性方面(即化学性质方面):Ⅱ能 (填字母),而Ⅰ不能。
A.被酸性高锰酸钾溶液氧化 B.与溴水发生加成反应
C.与溴发生取代反应 D.与氢气发生加成反应
ii.定量方面(即消耗反应物的量的方面),1mol C6H6与足量H2加成时,结构Ⅰ与结构Ⅱ消耗氢气的物质的量之比为 。
【答案】(1)加入溴水或酸性高锰酸钾,褪色的是裂化汽油
(2) nCH2=CHClCH2-CHCl CH2=CH-CH2Cl CH2=CH-CH2Cl+Br2→CH2BrCHBrCH2Cl C
(3) AB 3:2
【详解】(1)直馏汽油主要成分为烷烃等,裂化汽油含烯烃,可通过溴水或酸性高锰酸钾区分直馏汽油和裂化汽油,褪色的是裂化汽油,故答案为:加入溴水或酸性高锰酸钾,褪色的是裂化汽油;
(2)①反应②为氯乙烯的加聚反应,反应的化学方程式为nCH2=CHClCH2-CHCl;
②B分子式为C3H5Cl,且分子中无甲基,则B的结构简式为CH2=CH-CH2Cl;
③反应④中3-氯-1-丙烯与溴水发生加成反应,其反应的化学方程式是CH2=CH-CH2Cl+Br2→CH2BrCHBrCH2Cl;
④ A.丙烯二聚体发生加聚反应,加聚产物中不含有碳碳双键,不能使溴水褪色,A不正确;B.丙烯二聚体CH2=CHCH2CH(CH3)2的不饱和度为1,的不饱和度为2,二者不互为同分异构体,B不正确;C.丙烯二聚体CH2=CHCH2CH(CH3)2与氢气完全加成的产物为CH3CH2CH2CH(CH3)2,分子中含有5种氢原子,则一氯代物有5种,C正确;D.CH2=CHCH2CH(CH3)2与丙烯的最简式相同,完全燃烧时耗氧量与等质量的丙烯相同,D不正确;故选C。
(3)Ⅰ碳碳之间的键是介于C-C单键与C=C双键之间的一种特殊键,不能被被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能与溴水发生加成反应,Ⅱ含有碳碳双键,能被被酸性高锰酸钾溶液氧化,能与溴水发生加成反应;结构都能与溴发生取代反应,都能与氢气发生加成反应;Ⅰ结构为苯,1mol能与3mol氢气发生加成反应,Ⅱ结构中分子中含有2个C=C双键,所以1mol能与2mol氢气发生加成反应,结构Ⅰ与结构Ⅱ消耗氢气的物质的量之比为3:2,故答案为:AB;3:2。
12.(22-23高二下·宁夏吴忠·期末)Ⅰ、某有机化合物的结构简式如下所示:
(1)该物质苯环上的一氯代物有 种。
(2)1mol该物质和溴水混合,消耗的物质的量为 mol。
(3)1mol该物质和加成最多需 mol。
(4)下列说法不正确的是_____(填选项字母)。
A.此物质可发生加成、取代、氧化等反应
B.该物质难溶于水
C.该物质能使酸性溶液褪色,且发生的是加成反应
D.该物质能使溴水褪色
Ⅱ、
(5)某烃的含氧衍生物的分子式为,其中属于醛的同分异构体有 种;写出一种属于酮的同分异构体的结构简式: 。
(6)苯的同系物中,侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子的能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
(R、表示烷基或氢原子)
某苯的同系物的分子式为,已知该苯的同系物不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是 。
【答案】(1)4 (2)2 (3)5 (4)C
(5) 4 、、(任写一种) (6)
【详解】(1)该物质苯环上有4种等效氢,则其一氯代物有4种。
(2)分子中含2个碳碳双键,则1mol该物质和溴水混合,消耗2mol。
(3)分子中含2个碳碳双键和1个苯环,则1mol该物质最多能和5mol加成。
(4)A.分子中含有碳碳双键,能发生加成反应,苯环上含有甲基,能发生取代、氧化反应,A正确;
B.该有机物属于烃,难溶于水,B正确;
C.分子中含有碳碳双键,能使酸性溶液褪色,且发生的是氧化反应,C错误;
D.分子中含有碳碳双键,能和溴发生加成反应从而使溴水褪色,D正确;
故选C。
(5)分子式为的醛可写成,丁基有4种同分异构体,则属于醛的同分异构体也有4种;分子式为属于酮的同分异构体有、和共3种。
(6)分子式为苯的同系物不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,则分子中与苯环直接相连的碳原子上没有H原子,连的是3个甲基,其结构简式为。
13.(21-22高二下·宁夏石嘴山·期末)1,2-二溴乙烷在农业、医药上有多种用途,也可用作汽油抗震液中铅的消除剂。用30mL浓硫酸、15mL95%乙醇和12.00g液溴制备1,2-二溴乙烷的原理和装置如下(加热及夹持装置略)。
第一步用乙醇制乙烯:(加热时,浓硫酸可使乙醇炭化);
第二步将乙烯通入液溴: (反应放热)。
回答下列问题:
(1)装置A用于制备乙烯,仪器a的名称为 。
(2)装置B是安全瓶,可监测实验进行时D中是否发生堵塞,若发生堵塞,装置B的玻璃管中可能出现的现象是 。
(3)装置C中盛装的是NaOH溶液,装置C作用是 。如果没有装置C装置D中还可能发生反应的化学方程式为 ;装置C与D之间可增加一个盛装品红溶液的试剂瓶,目的是 。
(4)装置D中试管和烧杯内水的作用分别是 、 。
(5)反应结束后,将粗产物依次用10%的氢氧化钠溶液和水洗涤,选用以下实验仪器 (填编号)经 (填实验操作名称)分离。再加入无水氧化钙干燥,静置一段时间后经过 (填实验操作名称)分离氯化钙,最终选用以下实验仪器 (填编号)经 (填实验操作名称)得到产品。
【答案】(1)蒸馏烧瓶 (2)玻璃管中的液面上升
(3) 吸收碳化后与浓硫酸反应生成的二氧化硫 验证二氧化硫是否被除尽
(4) 液封 降温 (5) ⑥ 分液 过滤 ③ 蒸馏
【详解】(1)由图可知,仪器a为蒸馏烧瓶;
(2)装置B用于吸收挥发的乙醇,同时做安全瓶,监测实验进行时D中是否发生堵塞,若发生堵塞,压强增大,装置B的玻璃管中可能出现的现象是:玻璃管中的液面上升;
(3)装置C中盛装的是NaOH溶液,用来吸收碳化后与浓硫酸反应生成的二氧化硫,若没有装置C,二氧化硫会进入装置D,发生反应;装置C与D之间可增加一个盛装品红溶液的试剂瓶,目的是检验二氧化硫是否除尽;
(4)装置D中发生的反应为,该反应为放热反应,应使用冷水降温,溴易挥发,因此装置D中试管和烧杯内水的作用分别是液封和降温;
(5)反应结束后,将粗产物依次用10%的氢氧化钠溶液和水洗涤,洗涤后还要进行分液,分液需要用到的仪器为分液漏斗,故选⑥;分液后加入无水氯化钙干燥,静置一段时间后过滤,除去氯化钙,最终经蒸馏得到产品,蒸馏需要的仪器为③。
14.(21-22高二下·青海西宁·期末)某烃A是重要的基本化工原料,已知:将9.2g该有机物在足量O2中充分燃烧后产生的气体分别通入浓硫酸和澄清石灰水中,其中浓硫酸增重7.2g,澄清石灰水增重30.8g,回答下列问题:
(1)写出烃A的结构简式:
(2)写出烃A与Cl2在光照条件下反应的化学方程式(第一步即可):
(3)写出烃A与Cl2在催化剂条件下反应的化学方程式(第一步即可):
(4)烃B比烃A多一个碳原子,其二者互为同系物,请写出B可能的结构
【答案】(1) (2)+Cl2 +HCl (3)+Cl2+HCl (4)、、、
【详解】(1)由分析可知A为甲苯,烃A的结构简式:;
(2)甲苯和氯气在光照条件下发生取代反应,方程式为:+Cl2 +HCl;
(3)甲苯和氯气在催化剂条件下发生反应,苯环上的氢原子被氯原子取代,方程式为:+Cl2+HCl;
(4)烃B比甲苯多一个碳原子,其二者互为同系物,则B可能的结构简式为:、、、。
15.(23-24高二下·陕西渭南·期末)如图是某小组设计的用干燥氯气和甲苯合成一氯化苄(,其中表示苯基)并分离产物的实验装置。甲苯及各种氯化苄的物理性质如下表所示。
物理性质
熔点/℃
沸点/℃
密度()
甲苯
110
0.86
一氯化苄()
179
1.10
二氯化苄()
205
1.26
三氯化苄()
221
1.37
回答下列问题:
(1)使用恒压滴液漏斗的优点是 ,C中盛放的试剂是 ,F的作用是 。
(2)两处冷凝水的进水口分别为: 。(填图中标号)
(3)写出制备一氯化苄的化学方程式: 。在反应过程中,由于温度控制不当,部分产物从处被蒸出进入烧杯中。取烧杯中的吸收液于试管中,滴入新制氢氧化铜悬浊液并加热,观察到有砖红色沉淀生成,说明吸收液中有 (填物质名称)生成。
(4)反应结束后,撤去E,F及尾气吸收装置,塞上玻璃塞。保持关闭,打开,加热三颈烧瓶,分馏出产物,应选择的温度范围是: 。
(5)下列有关说法正确的是
A.一氯化苄、二氯化苄、三氯化苄是同系物
B.甲苯既能使高锰酸钾褪色,也能使溴水褪色,且褪色原理相同
C.一氯化苄中所有碳原子一定在同一平面上
(6)由于某同学操作时不慎将含铁的沸石加入三颈烧瓶,在分馏时得到了异常馏分X。用质谱法测得X的相对分子质量与二氯化苄相同,核磁共振氢谱显示X中有三种不同化学环境的氢。X的结构简式是 (任写一种)。
【答案】(1) 平衡气压,使液体顺利流下 浓硫酸 防止外界的水蒸气进入装置
(2)x2、y2 (3) +Cl2+HCl 苯甲醛 (4)179~205℃ (5)C
(6)或(间位也可)
【详解】(1)使用恒压滴液漏斗的优点是能够平衡气压,使液体顺利流下,装置C为干燥装置,盛放的试剂为具有吸水性的浓硫酸,CaCl2为干燥剂,故F也是干燥装置,作用是防止氢氧化钠溶液中的水进入D装置;
(2)冷凝管E作用为冷凝回流作用,水流下(x2)进上(x1)出;另一冷凝管起冷凝作用,水流下(y2)进上(y2)出;
(3)氯气和甲苯反应取代反应生成一氯化苄的化学方程式为:+Cl2 +HCl;取烧杯中的少量吸收液于试管中,滴入新制氢氧化铜悬浊液并加热,观察到有砖红色沉淀生成。则有醛基存在,则可推断产物中有二氯化苄(C6H5CHCl2),二氯化苄发生水解反应生成苯甲醛;
(4)由表可知分馏出一氯化苄,应选择的温度范围是179~205℃;
(5)A. 一氯化苄、二氯化苄、三氯化苄中氯原子个数不相同,分子式没有相差若干个CH2,故不属于同系物,A项错误;
B.甲苯能使高锰酸钾褪色,是因为甲苯能被高锰酸钾氧化,能使溴水褪色,是因为能够萃取溴水中的溴,褪色原理不相同,B项错误;
C.一氯化苄中所有碳原子都在苯环的结构中,苯环是平面结构,故所有的碳原子一定在同一平面上,C项正确;
综上所述,答案选C。
(6)X与二氯化苄为同分异构体,核磁共振氢谱显示X中有3种不同化学环境的氢。已知苯环上存在甲基或氯甲基,后续取代苯环的基团主要引入其邻位或对位,则X结构简式为或(间位也可)。
16.(22-23高二下·陕西渭南·期末)溴苯是一种化工原料,纯净溴苯是一种无色液体,某校学生用如图所示装置进行实验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应后的产物。请回答下列问题:
(1)装置中冷凝管除导气外,还有 的作用,冷凝水从 (填“a”或“b”)口进入。四个实验装置中能起到防倒吸的有 (填序号)。
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1和滴液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。写出装置Ⅱ中发生的主要有机反应的化学方程式 ,反应类型为 ,装置Ⅲ中能说明苯与液溴发生的是此反应类型的现象是 。Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(3)反应结束后,要让装置I中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是 。
(4)三颈烧瓶内反应后液体呈棕黄色,依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。
①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
②用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;
③用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
④加入无水CaCl2粉末干燥;
⑤通过过滤、 (填操作名称),可得到无色、较纯净的溴苯。
(5)下列关于苯和溴苯的说法正确的是 (填字母)。
A.苯是一种密度比水大、不溶于水、有特殊气味的无色液体
B.仅用水即可鉴别苯和溴苯
C.溴苯中溴原子是官能团
【答案】(1) 冷凝回流 a
(2) Ⅲ、Ⅳ
取代反应 从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银溶液反应生成浅黄色溴化银沉淀,说明苯与液溴发生的是取代反应 Ⅲ中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验
(3)因装置Ⅱ中含有的溴化氢气体能污染空气,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气
(4)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作 (5)BC
【详解】(1)①装置Ⅱ中冷凝管除导气外,还有冷凝回流的作用;
②冷凝管采用逆向通水,即从a进水,冷凝效果好;
③装置Ⅲ中生成的HBr不溶于苯,装置Ⅳ中有球形干燥管均能起到防倒吸的作用,所以四个实验装置中能起到防倒吸的装置有Ⅲ、Ⅳ;
(2)①装置Ⅱ中苯和液溴在催化作用下可生成溴苯,同时生成HBr,化学方程式为;
②根据方程式可知该反应为取代反应;
③从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银溶液反应生成浅黄色溴化银沉淀,说明苯与液溴发生的是取代反应;
④Ⅲ中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验,
(3)因装置Ⅱ中含有的溴化氢气体能污染空气,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;
(4)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作,获得纯净的溴苯;
(5)A.苯是一种密度比水小、不溶于水、有特殊气味的无色液体, A错误;
B.苯和溴苯均不溶于水,前者密度小于水后者密度大于水,仅用水即可鉴别苯和溴苯, B正确;
C.溴苯中溴原子是官能团,C正确;
故BC。
17.(22-23高二下·陕西安康·期末)溴苯是一种化工原料,实验室制备溴苯的装备示意图如下。
请回答下列问题:
(1)实验开始时,关闭,开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为 ,Ⅲ中小试管内苯的作用是 。
(2)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是 。
(3)待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时关闭,打开,可以看到的现象是 。四个实验装置中能起到防倒吸的装置有 。
(4)三颈烧瓶中的溴苯经过下列步骤分离、提纯:
①向三颈烧瓶中加入水,然后过滤除去未反应的铁屑。
②滤液依次用水、的溶液、水洗涤。溶液洗涤的作用是 ,第二次水洗的目的是 。
③向分出的粗溴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 。
【答案】(1) +Br2 +HBr、2Fe+3Br2=2FeBr3 除去HBr中混有的溴蒸气和苯蒸气
(2)Ⅲ中出现大量白雾,硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成
(3)烧杯中的水沿导管进入三颈烧瓶中,瓶中液体出现分层 Ⅲ、Ⅳ
(4)将多余的溴反应掉 洗去过量的碱及生成的盐 干燥
【详解】(1)三颈烧瓶中苯和液溴在铁催化作用下反应生成溴苯和HBr,反应方程式为:+Br2 +HBr、2Fe+3Br2=2FeBr3;由以上分析可知Ⅲ中小试管内苯的作用是除去HBr中混有的溴蒸气和苯蒸气;
(2)苯与液溴发生了取代反应则生成HBr,HBr与硝酸银溶液反应生成溴化银沉淀,在Ⅲ中可观察到出现大量白雾,硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成;
(3)待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时关闭,打开,HBr进入盛水的烧杯中,因其易溶于水,会引起倒吸,烧杯中的水沿导管进入三颈烧瓶中,瓶中液体出现分层;由图可知装置Ⅲ将气体先通过盛苯的小试管,及装置Ⅳ中气体经球形干燥管再进入氢氧化钠溶液中,避免HBr直接溶于水溶液引起倒吸;
(4)溶液洗涤的作用是将多余的溴反应掉;第二次水洗的目的是洗去过量的碱及生成的盐;向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,可以吸收粗溴苯中的水,从而干燥粗溴苯。
18.(22-23高二下·山西·期末)实验室中制备氯苯的装置如图所示(其中夹持仪器已略去),其原理是苯与氯气在催化剂作用下生成氯苯,同时会有少量苯发生副反应生成二氯苯。苯及其生成物沸点如表所示:
有机物
苯
氯苯
邻二氯苯
间二氯苯
对二氯苯
沸点/℃
80.0
132.2
180.4
172.0
173.4
请回答下列问题:
(1)仪器a中盛有晶体,仪器b中盛有浓盐酸。打开仪器b中活塞,a中产生氯气。仪器b名称是 。
(2)仪器c中装有浓硫酸,仪器d中盛有苯、粉末,仪器a中生成的氯气经过仪器c进入仪器d中,d中主要反应的化学方程式为 。
(3)f处应接仪器名称和盛装试剂最好为下列的___________。
A.洗气瓶,浓硫酸 B.烧杯,溶液
C.U形管,无水 D.U形管,碱石灰
(4)该方法制备的氯苯中含有很多杂质。可通过如下流程提纯氯苯:
氯苯混合物纯净氯苯
①水洗并分液可除去、部分和 (填化学式);
②最后一步分离出纯净氯苯的方法是 (填操作名称)。
(5)加入15.6g苯经充分反应后制得16.2g氯苯,则该实验中氯苯的产率为 。
【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2) (3)D
(4) 蒸馏 (5)72%
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器b为恒压滴液漏斗,其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)由分析可知,仪器d中发生的主要反应为苯在氯化铁作用下与通入的氯气发生取代反应生成氯苯和氯化氢,反应的化学方程式为: 。
(3)由分析可知,f处最好接盛有碱石灰的U形管,用于吸收未反应的氯气和反应生成的氯化氢,防止污染空气,同时防止外界空气中水蒸气进入d装置;
故选D。
(4)由提纯氯苯的流程可知,水洗并分液的目的是除去氯苯中混有的氯化氢、部分氯气和氯化铁,碱洗并分液的目的是完全除去氯苯中氯气得到粗氯苯,由表格数据可知,苯、氯苯、二氯苯存在沸点差异,可以用蒸馏的方法除去氯苯中混有的苯和二氯苯,得到纯净的氯苯。
(5)设:理论上15.6g苯经充分反应后制得氯苯的质量为x。
解得x=22.5g;该实验中氯苯的产率为:。
19.(22-23高二下·山西运城·期末)对氨基苯磺酸是制备药物的重要中间体,可用苯胺()、浓硫酸为原料合成。实验流程、装置示意图如下。
相关数据如下表:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯胺
93
184
微溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
对氨基苯磺酸
173
288
——
微溶于冷水,溶于热水,不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
回答下列问题:
(1)仪器A的名称 。
(2)写出该反应的化学方程式 。
(3)步骤1中加热方式是 (填“水浴”、“油浴”或“直接加热”)。步骤1加入浓硫酸时,为防止温度过高致苯胺被氧化,可采取的措施有 。
(4)下列有关说法正确的是________
A.反应产物中可能有邻氨基苯磺酸
B.冷凝管进出水方向是b进a出
C.如果加热后发现忘加沸石,应立刻补加
D.步骤2将混合液倒入盛有冷水烧杯中,用玻璃棒摩擦器壁可促使晶体析出
(5)对氨基苯磺酸粗产品因含杂质而显色,可用重结晶法进行提纯。从下列选项中选择合理操作并排序:
(___________)→(___________)→(___________)→(___________)→过滤→洗涤→干燥。
a.沸水溶解 b.过滤 c.趁热过滤 d.蒸发结晶 e.冷却结晶 f.加入活性炭
(6)对氨基苯磺酸与对二甲氨基苯甲醛在一定条件下可以发生显色反应。利用这一原理,用分光光度法可以测定对氨基苯磺酸的含量,吸光度与对氨基苯磺酸浓度关系如图所示。
取1.00 g对氨基苯磺酸样品,配成1 L溶液,取样加入显色剂,测得吸光度为0.52。则样品中对氨基苯磺酸的质量分数是 。
【答案】(1)三颈烧瓶 (2) +H2SO4+H2O
(3)油浴 三颈烧瓶放在冷水中;缓慢滴入浓硫酸(只需答出一点即可。其他合理答案也可)
(4)AD (5)afce (6)89.96%
【详解】(1)仪器A的名称为三颈烧瓶;
(2)根据题中所给条件,可知苯胺和浓硫酸反应的
化学方程式为: +H2SO4+H2O;
(3)该反应需要加热至170-180℃,故不能利用水浴加热,用油浴加热比较均匀;加入浓硫酸时,为防止温度过高致苯胺被氧化,可采取的措施有,将三颈烧瓶放在冷水中以降低温度,或缓慢滴入浓硫酸,或加入锌粉;
(4)A.反应产物中可能有邻氨基苯磺酸,故A正确;
B.冷凝管进出水方向应该是下进上出,所以是c进b出,故B错误;
C.如果加热后才发现没加沸石,应立即停止加热,待液体冷却后再补加,故C错误;
D.步骤2将混合液倒入盛有冷水烧杯中,用玻璃棒摩擦器壁可促使晶体析出,故D正确;
故选AD;
(5)重结晶的一般步骤:①选择适宜的溶剂,②固体物质的溶解,将粗产物用所选溶剂加热溶解制成饱和或近饱和溶液,③杂质的除去,加活性炭脱色,过滤,④晶体的析出,冷却滤液,使溶液析出晶体,⑤晶体的收集和洗涤,干燥。因此对氨基苯磺酸粗产品的提纯步骤应该是:首先是沸水溶解,加入活性炭脱色,趁热过滤再冷却结晶,所以步骤是:afce;
(6)从吸光度与对氨基苯磺酸浓度关系图可知,浓度曲线关系为:y=0.1x,其中y是吸光度,x是浓度,根据测得的对氨基苯磺酸样品溶液吸光度为0.52,可得溶液浓度=,则样品中对氨基苯磺酸的质量分数为:。
20.(23-24高二下·陕西西安·期末)一硝基甲苯是一种重要的工业原料,某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯,实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物(混酸);
②在仪器B中加入15 mL甲苯(密度为0.866 g∙cm−3,相对分子质量为92);
③装好其他试剂,并组装好仪器;
④向仪器B中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度,反应大约10 min,至仪器B底部有大量液体(淡黄色油状)出现;
⑥分离出一硝基甲苯(相对分子质量为137),经提纯最终得到一硝基甲苯12.5 g。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 ,作用是 。
(2)写出甲苯与混酸反应生成2,4,6−三硝基甲苯的化学方程式: 。
(3)分离产品方案如图:
操作1的名称是 。
(4)经测定产品2中一硝基甲苯的核磁共振氢谱中有3组峰,则该一硝基甲苯的结构简式为 。
(5)本实验中一硝基甲苯的产率为 (结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) 球形冷凝管 冷凝回流
(2) + 3HNO3+ 3H2O (3)分液 (4) (5)64.6%
【详解】(1)根据图中信息得到仪器A的名称是球形冷凝管,作用是冷凝回流,有利于提高原料利用率;故答案为:球形冷凝管;冷凝回流;
(2)甲苯与混酸反应生成2,4,6−三硝基甲苯,其化学方程式为 + 3HNO3+ 3H2O,故答案为: + 3HNO3+ 3H2O;
(3)混合液经过操作1分为有机混合物和无机混合物,说明操作1是分液,故答案为:分液;
(4)邻硝基甲苯核磁共振氢谱中有5组峰,间硝基甲苯核磁共振氢谱中有5组峰,对硝基甲苯核磁共振氢谱中有3组峰,则经测定产品2的核磁共振氢谱中有3组峰,则产品2的结构简式为,故答案为:;
(5)15mL 甲苯(密度为0.866 g∙cm−3,相对分子质量为92),则甲苯物质的量为,由反应方程式可知,理论上得到一硝基甲苯质量为,则本实验中一硝基甲苯的产率为,故答案为64.6%。
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