内容正文:
第2周·周末作业 烃
一、选择题
1.有机化学中准确掌握有机物的名称与结构的对应关系十分关键。下列有机物的名称与结构对应错误的是 ( )
A.聚丙烯的结构简式:CH3—CH—CH2
B.3,3-二甲基戊烷的键线式:
C.2-乙基-1,3-丁二烯的键线式:
D.甲基环己烷的键线式:
2.下列有机物命名错误的是 ( )
A.2,4-二甲基己烷
B.3-异丙基戊烷
C.3-甲基-4-乙基己烷
D. 2,5-二甲基-3-乙基己烷
3.烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示:自由基中间产物越稳定,产物选择性越高,某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:
下列说法正确的是 ( )
A.异丁烷的二溴代物有两种
B.丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,1-溴丙烷含量更高
C.反应过程中异丁烷形成的自由基·比稳定
D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤
4.观察如下有机物的结构简式,下列说法不正确的是 ( )
A.该化合物所有原子可能位于同一平面内
B.该化合物中最多有6个碳原子位于同一直线上
C.该物质与Br2发生1∶1加成反应,可以得到4种不同产物(不考虑立体异构)
D.1 mol该物质最多可以与7 mol H2发生加成反应
5.丙烯可发生如下转化,下列说法正确的是 ( )
XY
(已知:)
A.X可能的结构只有两种
B.Y为六元环的结构简式为
C.丙烯分子中一定有7个原子共平面
D.Z可以发生消去反应生成丙炔
6.在HY沸石催化作用下,丙烯与萘反应可生成二异丙基萘M和N。下列说法正确的是 ( )
A.上述反应中,丙烯仅π键发生断裂
B.萘的二溴代物有13种
C.M中所有碳原子可能共平面
D.M、N互为同系物
7.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+
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酸性高锰酸钾溶液氧化
D.f处观察到的现象是安静地燃烧,火焰呈淡蓝色
8.萘()属于芳香烃,在有机合成、医药等领域有重要的用途,萘在一定条件下可发生如下转化:
下列说法正确的是 ( )
A.萘的分子式为C10H10,与苯互为同系物
B.苯和萘的结构相似,苯易被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化
C.萘与互为同分异构体
D.1 mol N最多可消耗6 mol H2
二、非选择题
9.(12分)有机物主要是由碳氢元素组成的化合物,在生活和生产中扮演着举足轻重的角色。以下是11种常见的有机物,请根据要求回答下列问题。
① ② ③ ④ ⑤
⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪
(1)以上属于芳香烃的是 (填序号)。
(2)某烃与氢气1∶1加成后得到①,该烃的结构简式可能有 种。
(3)②分子中最多有 个碳原子在同一直线上。
(4)③的系统命名为 。
(5)④属于 (填“醇类”或“酚类”),写出④中官能团的电子式 。
(6)属于同系物关系的为 ;属于同分异构体关系的为 。
(7)⑨的一氯代物有 种,其中一种一氯代物的核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积比为3∶4∶4∶2,写出该一氯代物的结构简式 。
10.(14分)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。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。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm-3)
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
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
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
实验步骤如下:
取20 mL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18 mL (15.84 g)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18 g。
回答下列问题:
(1)图中装置C的作用是 。
(2)制备硝基苯反应的化学方程式为 。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入到浓硫酸中? (填“能”或“不能”),说明理由: 。
(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)在洗涤操作中,第二次水洗的目的是 。
(6)本实验所得到的硝基苯的产率是 。
第2周·周末作业
1.选A 聚丙烯的结构简式为,A错误;最长碳链上有5个碳原子,在第三个碳原子上有两个甲基,则3,3-二甲基戊烷的键线式为,B正确;包含两个碳碳双键的碳链有4个碳,从双键一端开始编号,第二个碳上有一个乙基,且编号要使双键位置最小,C正确;甲基环己烷是环己烷中的1个氢原子被甲基取代,其键线式为,D正确。
2.选B 最长碳链为6个碳,第2、4个碳上各有一个甲基,系统命名为2,4-二甲基己烷,A正确;最长碳链为5个碳,第2个碳上有一个甲基,第3个碳上有一个乙基,系统命名为2-甲基-3-乙基戊烷,B错误;最长碳链为6个碳,第3个碳上有一个甲基,第4个碳上有一个乙基,系统命名为3-甲基-4-乙基己烷,C正确;最长碳链为6个碳,第2、5个碳上各有一个甲基,第3个碳上有一个乙基,系统命名为2,5-二甲基-3-乙基己烷,D正确。
3.选D 异丁烷的二溴代物有、、,共三种,故A错误;根据异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例可知,丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-溴丙烷含量更高,故B错误;反应过程中异丁烷形成的自由基比·稳定,故C错误;根据烷烃在光照条件下发生卤代反应的机理图可知,光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤,故D正确。
4.选B 根据该物质各官能团特点,可以写作如下结构:,根据碳碳三键上4个原子共线,苯环上12个原子共面,碳碳双键上有6个原子共面,所以该化合物所有原子可能位于同一平面内,A正确;根据其结构最多位于同一直线上的碳原子为5个,位置如图:,B错误;该物质与Br2发生1∶1加成反应时,可以加成的位置是碳碳三键以及碳碳双键的位置,与碳碳三键加成的产物为,与碳碳双键加成的产物分别是:
、、(考虑1,3-丁二烯结构的1,4⁃加成),一共有4种加成产物,C正确;碳碳三键消耗2 mol H2,苯环消耗3 mol H2,两个碳碳双键消耗2 mol H2,最多可以和7 mol H2发生加成反应,D正确。
5.选D 丙烯和氯气在光照下发生的取代反应是连续反应,不会停在某一步,因此X的结构简式有多种,A错误;Y为六元环的结构简式为,B错误;根据乙烯中6个原子共平面可知,丙烯分子中一定有6个原子共平面,因单键可以旋转,因此丙烯分子中最多有7个原子共平面,C错误;Z的结构简式为CH3CHClCH2Cl,在NaOH的醇溶液中加热,可以发生消去反应生成丙炔,D正确。
6.选A 因为丙烯碳碳双键中的π键不稳定,容易断裂,易发生加成反应,故该反应中,丙烯仅π键发生断裂,A正确;根据“定一移一法”确定萘的二溴代物数目,萘分子有两条对称轴,则一溴代物有两种(),当一个溴原子在a位置上时,另一个溴原子的位置有7种();当一个溴原子在b位置上时,另一个溴原子的位置有3种(),则萘的二溴代物有7+3=10种,B错误;因为萘分子中的10个碳原子共平面,单键可以旋转,异丙基中最多有2个碳原子与苯环共平面,则M分子中最多有14个碳原子共平面,不可能所有碳原子共平面,C错误;M、N的分子式均为C16H20,但分子中异丙基的位置不同,则M和N互为同分异构体,D错误。
7.选D b中饱和食盐水与电石发生反应:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+,为制备乙炔的反应原理,选项A正确;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中已经排除杂质的干扰,e中乙炔与高锰酸钾发生氧化还原反应,高锰酸钾溶液褪色可说明乙炔能被氧化,选项C正确;若乙炔过量,f处燃烧观察到的现象是发出明亮的火焰并伴有浓厚的黑烟,选项D不正确。
8.选D 萘的分子式为C10H8,苯的同系物是指与苯的结构相似,分子中含有1个苯环,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的芳香烃,由结构简式可知,萘与苯不可能互为同系物,故A错误;苯分子不是单双键交替结构,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故B错误;由结构简式可知,萘和联苯的分子式不同,不可能互为同分异构体,故C错误;由结构简式可知,N分子中含有的苯环、碳碳双键、羰基一定条件下均能与氢气发生加成反应,则1 mol N最多可消耗6 mol H2,故D正确。
9.解析:(1)已知烃是指仅含碳氢两种元素的化合物,而含有苯环的烃是芳香烃,据此可知属于芳香烃的是⑧11。(2)某烃与氢气1∶1加成后得到①,则该烃的结构简式可能有、2种。(3)已知乙炔是直线形分子,甲烷是正四面体形分子,故②分子中最多有3个碳原子在同一直线上即碳碳三键上的两个碳原子和与之直接相连的碳原子。(4)根据烯烃的系统命名法可知,③的系统命名为2-甲基-2-戊烯。(5)由题干④的结构简式可知,其中含有羟基但不直接与苯环相连,故其属于醇类,④中官能团即羟基的电子式为·︰H。(6)属于同系物关系的为⑧11;而分子式相同、结构不同的物质互为同分异构体,故属于同分异构体关系的为⑤⑦。(7)由⑨的结构简式可知,其一氯代物有5种,如图所示:,其中一种一氯代物的核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积比为3∶4∶4∶2,该一氯代物的结构简式为。
答案:(1)⑧11 (2)2 (3)3
(4)2-甲基-2-戊烯 (5)醇类 ·︰H
(6)⑧11 ⑤⑦ (7)5
10.解析:(1)由仪器结构特征可知,装置B为分液漏斗,装置C为冷凝管,苯与浓硝酸都可以挥发,装置C起冷凝回流的作用,以提高原料利用率。(2)制备硝基苯反应的化学方程式为+HO—NO2。(3)配制混合酸时,不能将浓硝酸加入到浓硫酸中。因为浓硝酸密度小于浓硫酸,且浓硝酸与浓硫酸混合时会放出大量的热,若将浓硝酸加入浓硫酸中,容易导致液体迸溅。(4)反应在50~60 ℃下进行,苯及浓硝酸的沸点均低于水的沸点,可以采用水浴加热,受热均匀,且便于控制温度。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)先用水洗除去浓硫酸、浓硝酸,再用5% NaOH溶液除去溶解的少量的酸,最后水洗除去未反应的NaOH及生成的钠盐。(6)苯完全反应生成硝基苯的理论产量为15.84 g×,故硝基苯的产率为×100%≈72%。
答案:(1)冷凝回流 (2)+HO—NO2 (3)不能 浓硝酸与浓硫酸混合时会放出大量的热,且浓硝酸的密度小于浓硫酸,若将浓硝酸加入浓硫酸中,容易导致液体迸溅 (4)水浴加热 粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2 (5)洗去残留的NaOH及生成的钠盐 (6)72%
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