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课时跟踪检测
1.科学家对探测器发回的数据进行了分析,发现土卫六的大气层中含有95%的氮气,剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是( )
A.碳氢化合物的通式为CnH2n+2
B.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物
C.有些烷烃在光照下不能与氯气发生取代反应
D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数
【解析】 选D。CnH2n+2是烷烃的通式,A项错误;燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物,分子内也可能含有氧元素,B项错误;烷烃都能在光照下与氯气发生取代反应,C项错误;因为碳原子的相对原子质量为偶数,烃分子中的氢原子数也一定为偶数,所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数,D项正确。
2.可以用来鉴别乙烷和乙烯的方法是( )
A.用足量的NaOH溶液
B.用溴的CCl4溶液
C.在光照条件下与Cl2反应
D.在Ni催化、加热条件下通入H2
【解析】 选B。A.乙烷和乙烯都不能与NaOH发生反应,因此不能用足量的NaOH溶液鉴别两者,错误;B.溴的CCl4溶液与乙烯发生反应使溶液褪色,而乙烷与溴的CCl4溶液不反应,因此可以鉴别两者,正确;C.在光照条件下两者都可以与Cl2反应,不能鉴别,错误;D.在Ni催化、加热条件下通入H2,乙烯可以发生加成反应,但是反应现象不明显,在实验室中不容易操作,不能用于物质的鉴别,错误。
3.下列不可能是丙烯(CH2===CHCH3)的加成产物的是( )
A.CH3CH2CH3
B.CH3CH2CHCl2
C.CH3CH2CH2OH
D.CH3CH2CH2Br
【解析】 选B。A.丙烯与氢气的加成产物是CH3CH2CH3;B.CH3CH2CHCl2不可能是丙烯的加成产物;C.CH3CH2CH2OH是丙烯与水的加成产物;D.CH3CH2CH2Br是丙烯与HBr的加成产物。
4.下列分子中的各原子均在同一平面上的是( )
A.C2H3Cl
B.CH3Cl
C.CH3CH2CH===CH2
D.CH3—CH2—CH3
【解析】 选A。乙烯分子是平面结构,2个碳原子和4个氢原子在同一平面上,C2H3Cl的分子结构与乙烯类似,所有原子均在同一平面上。CH4是正四面体结构,所以只要是含有—CH3结构的分子,其所有原子不可能在同一平面上。
5.下列反应中属于加成反应的是( )
A.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
B.将四氯化碳滴入碘水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使溴水褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
【解析】 选C。A项为乙烯的氧化反应;B项不是化学反应;D项是取代反应。
6.下列说法正确的是( )
A.乙烯通过聚合反应可得到高分子材料
B.聚丙烯的结构单元是-CH2-CH2-CH2-
C.碳纤维属于合成有机高分子化合物
D.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
【解析】 选A。乙烯含有碳碳双键,通过聚合反应即加聚反应可得到高分子材料聚乙烯,A正确;丙烯的结构简式为CH2===CHCH3,则聚丙烯的结构单元是CH2CHCH3,B错误;碳纤维不属于合成有机高分子化合物,而是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料,C错误;乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,聚乙烯中不存在碳碳双键,所以聚乙烯塑料的老化不是因为发生了加成反应,而是被氧化导致,D错误。
7.1体积某气态烃只能与1体积氯气发生加成反应,生成氯代烷。此氯代烷0.5 mol可与3 mol氯气发生完全取代反应,则该烃的结构简式为( )
A.CH3CH3
B.CH2===CH2
C.CH3CH===CH2
D.CH2===CHCH===CH2
【解析】 选C。1体积某气态烃只能与1体积Cl2发生加成反应,说明该烃分子中含有1个CC,排除A、D项;加成后的氯代烷0.5 mol可与3 mol Cl2发生取代反应,说明1个氯代烷分子中含6个氢原子,CH2===CH2分子中含4个氢原子,CH3CH===CH2分子中含6个氢原子。
8.常温下,下列物质既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,并且化学反应原理相同的是( )
A.乙烯 B.二氧化硫
C.氢气 D.乙烷
【解析】 选B。乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色分别是发生加成反应和氧化反应,反应原理不同。SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色都是SO2体现还原性,反应原理相同。H2、C2H6均不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。
9.将15 g CH4和C2H4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中,溴水的质量增加了7 g,则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.3∶2 D.2∶3
【解析】 选B。烷烃不能与溴水反应,乙烯可与Br2发生加成反应。因此,溴水的质量增加是因为吸收了乙烯,故乙烯的物质的量为=0.25 mol,则甲烷的物质的量为=0.5 mol,相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比,即CH4与C2H4的体积之比为2∶1。
10.从柑橘中可提炼得到结构为的有机物,下列关于它的说法不正确的是( )
A.分子式为C10H16
B.其一氯代物有8种
C.能与溴水发生加成反应
D.难溶于水,且密度比水大
【解析】 选D。根据题述有机物的结构知其分子式为C10H16,A正确;因分子中含有碳碳双键,故可与溴水发生加成反应,而其一氯代物的种类即为该物质中氢原子的种类,共有8种,B、C正确;结合烃类及有机物的性质可知该物质难溶于水,其密度比水的小,D错误。
11.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O),生成的气体直接通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须先除去杂质,再与溴水反应。请回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验 (填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是 。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是 ,它与溴水反应的化学方程式是 ,在验证过程中必须全部除去。为此,乙同学设计了如图所示的实验装置:
请回答:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ (填字母)。
A.品红溶液
B.NaOH溶液
C.溴水
D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 在实验室制备乙烯的过程中,由于浓硫酸具有强氧化性,可以将一部分乙醇氧化,本身被还原成SO2,SO2具有较强的还原性,可以将溴水还原,所以,要证明乙烯能与溴水反应,必须除去SO2。一般来说,除SO2用NaOH溶液,验证SO2有没有被彻底除去,在Ⅰ装置后必须加一个盛有品红溶液的洗气瓶,Ⅱ中盛放的是品红溶液。在确认完全除去SO2后,将气体通入盛有溴水的试管中,溴水褪色,则一定是乙烯与溴水反应的结果。但不能认为,乙烯与溴水发生的一定是加成反应,证明两者发生的不是取代反应,根据两种反应的特点,加成反应只有一种产物,而取代反应除了有机产物,还有HBr生成,可以设法证明反应后的溶液中无HBr,则可知两者发生的反应是加成反应而不是取代反应。
【答案】 (1)不能 AC
(2)SO2 SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr B A C
(3)如果发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸验证
12.乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请回答:
(1)乙烯的结构式是 。
(2)若将乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中,反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)可以用来除去乙烷中混有的乙烯的试剂是 。(填序号)
①水 ②氢气 ③溴水 ④酸性高锰酸钾溶液
(4)在一定条件下,乙烯能与水反应生成有机物A。A的结构简式是 ,其反应类型是 反应(填“取代”或“加成”)。
【解析】 (1)乙烯的结构式为CHHCHH。
(2)乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中,发生加成反应生成1,2二溴乙烷。(3)由(2)知用③生成的1,2二溴乙烷为液体,可与乙烷分离。而①②④分别会在乙烷中混有杂质乙醇、氢气和二氧化碳。(4)在一定条件下,乙烯能与水发生加成反应生成乙醇。
【答案】 (1)CHHCHH
(2)CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2Br
(3)③ (4)CH3CH2OH 加成
1.某气态的烷烃与烯烃的混合气体9 g,其密度为同状况下H2密度的11.2倍,将混合气体通过足量的溴水,溴水质量增加4.2 g,则原混合气体的组成为( )
A.甲烷、乙烯 B.乙烷、乙烯
C.甲烷、丙烯 D.甲烷、丁烯
【解析】 选C。已知Mr=11.2×2=22.4,则n(混)=≈0.4 mol,且28>Mr=22.4>16,所以混合气体中烷烃必为CH4,且n(CH4)==0.3 mol,则n(烯)=0.4 mol-0.3 mol=0.1 mol,M(烯)==42 g·mol-1,依据烯烃分子通式CnH2n,可知n=3,即烯烃为丙烯。
2.角鲨烯是一种高度不饱和烃类化合物,最初是从鲨鱼的肝脏中发现的,分子中含有多个双键,分子式为C30H50,具有生物氧化还原作用,从而增强机体的耐力与改善心脏功能,可用于癌症的防治,是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质。下列叙述中正确的是( )
①角鲨烯能使酸性KMnO4溶液褪色
②角鲨烯能与氢气发生加成反应
③角鲨烯只含碳、氢两种元素
④角鲨烯易被氧化
A.①②③ B.①③④
C.②③④ D.①②③④
【解析】 选D。①角鲨烯含双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,故正确;②角鲨烯含双键,能与氢气发生加成反应,故正确;③由分子式可知,角鲨烯只含碳、氢两种元素,故正确;④角鲨烯中含双键,易被氧化,故正确。
3.某烃A 0.2 mol在氧气中充分燃烧后,生成化合物B、C各1.2 mol。试回答:
(1)烃A的分子式为 。
(2)若取一定量的烃A完全燃烧后,生成B、C各3 mol,则有 g烃A参加了反应,燃烧时消耗标准状况下的氧气 L。
(3)若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下,能与氯气发生取代反应,其一氯代物只有一种,则烃A的结构简式为 。
(4)若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下,与H2加成,其加成产物经测定分子中含有4个甲基,烃A可能的结构简式为________________________________________________________________________。
【解析】 (1)烃A中n(A)∶n(C)∶n(H)=0.2 mol∶1.2 mol∶(1.2 mol×2)=1∶6∶12,则分子式为C6H12。(2)生成CO2、H2O各3 mol,则消耗A为0.5 mol,0.5 mol×84 g·mol-1=42 g,消耗O2体积4.5 mol×22.4 L·mol-1=100.8 L。(3)不能使溴水褪色,则不含碳碳双键,只能是环状结构,又因一氯代物只有一种,说明结构对称且不含侧链。(4)能使溴水褪色且加成产物有四个甲基,说明含有CC且有两个侧链,则主链只能有四个碳原子,侧链是两个甲基。
【答案】 (1)C6H12 (2)42 100.8
(3)CH2CH2CH2CH2CH2CH2
(4)CCH3CH3CH3CHCH2、CCH2CH3CHCH3CH3、
CCH3CH3CCH3CH3
4.玫瑰的香味物质中含有1,8萜二烯,1,8萜二烯的键线式为。
(1)1 mol 1,8萜二烯最多可以与 mol H2发生反应。
(2)写出1,8萜二烯与等物质的量的Br2发生加成反应所得产物的可能的结构: (用键线式表示)。
(3)有机物A是1,8萜二烯的同分异构体,分子中含有“R”结构,A可能的结构为 (用键线式表示)。
(4)写出R和Cl2发生1,4加成反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
【解析】 (1)1个1,8萜二烯分子中含有2个CC,1 mol 1,8萜二烯最多能与2 mol H2发生加成反应。(2)1,8萜二烯与等物质的量的Br2加成,其中的某一个双键发生加成。(3)1,8萜二烯的同分异构体分子中含有R,则R为—C4H9,—C4H9有4种结构。
(4)R为共轭二烯烃,与Cl2发生1,4加成反应的产物是ClRCl。
【答案】 (1)2
(2)BrBr、BrBr
(3)、、、
(4)R+Cl2―→ClRCl
1.(双选)下列关于由乙烯制备聚乙烯CH2—CH2的反应的描述,正确的是( )
A.该反应属于加聚反应
B.该反应的生成物和反应物的化学组成不同
C.乙烯是单体,-CH2—CH2-是链节,n是聚合度
D.该反应的产物仍能与溴水发生加成反应
【解析】 选AC。乙烯发生加成反应生成聚乙烯,即反应类型是加聚反应,故A正确;乙烯和聚乙烯中只含有C、H两种元素,所以该反应的生成物和反应物的化学组成相同,故B错误;聚乙烯的结构简式为CH2—CH2,则乙烯是单体,-CH2-CH2-是链节,n是聚合度,故C正确;聚乙烯中不含有碳碳双键,聚乙烯不能与溴水发生加成反应,故D错误。
2.(双选)科学家在-100 ℃的低温下合成了一种结构简式为的烃X,实验测得其分子中只有一种氢原子,根据分析,下列说法不正确的是( )
A.X的分子式为C5H6
B.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.1 mol X在一定条件下可与2 mol氢气发生反应
D.X的一氯代物只有2种
【解析】 选AD。据烃X的结构简式知其分子式为C5H4,A错误;分子中含两个碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,能与2 mol H2发生加成反应,B、C正确;分子中只有一种氢原子,一氯代物只有一种,D错误。
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