内容正文:
章末过关检测(二)
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.中国科学院大连化学物理研究所开发出了一种高效稳定的氮掺杂碳负载的Ru单原子催化剂(Ru1/NC)用于高温丙烷脱氢制丙烯反应。下列说法正确的是( )
A.丙烯可以发生加聚反应
B.丙烷可以使酸性KMnO4溶液褪色
C.丙烷分子中所有原子一定共面
D.丙烷脱氢产生丙烯的反应是加成反应
解析:选A。丙烯分子中含有碳碳双键,能发生加聚反应生成聚丙烯,A项正确;丙烷属于烷烃,不可以使酸性KMnO4溶液褪色,B项错误;丙烷属于烷烃,根据甲烷的空间四面体结构可知,丙烷分子中所有原子不可能在同一平面,C项错误;丙烷脱氢产生丙烯的反应不符合加成反应的特点,不属于加成反应,D项错误。
2.下列反应是通过有机化合物中π键的断裂发生的是( )
①丁烷与氯气反应
②丙烯与HCl反应
③丙炔与氢气反应
④苯与液溴反应
A.①③ B.③④
C.②③ D.②④
解析:选C。①丁烷与氯气发生取代反应,断裂σ键;②丙烯与HCl发生加成反应,断裂π键;③丙炔与氢气发生加成反应,断裂π键;④苯与液溴发生取代反应,断裂σ键。
3.下列有机化合物的命名正确的是( )
A. 3,3二甲基丁烷
B. 3甲基1丁炔
C. 间二甲苯
D. 3甲基2丁烯
解析:选B。选项A中有机化合物的命名为2,2二甲基丁烷;选项C中有机化合物的命名为邻二甲苯;选项D中有机化合物的命名为2甲基2丁烯。
4.下列各组物质既能用溴水鉴别,也能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的是( )
A.苯和甲苯 B.己烷和己烯
C.己烯和己炔 D.己烯和甲苯
解析:选B。苯、甲苯均不与溴水反应,不能用溴水鉴别,故A不符合题意;己烯分子中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,而己烷均不反应,可鉴别,故B符合题意;己烯和己炔分子中分别含有碳碳双键、碳碳三键,均可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应、与溴水发生加成反应,现象相同,不能鉴别,故C不符合题意;己烯和甲苯均可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,现象相同,不能鉴别,故D不符合题意。
5.物质X、Y、Z是三种常见的烃,其模型或结构如下。下列有关说法正确的是( )
A.物质X的名称为2甲基丁烷
B.物质Y的一氯代物有7种
C.物质X和Y互为同分异构体
D.物质Z的分子式为C7H14
解析:选D。物质X属于烷烃,主链有三个碳原子,所以名称应为2甲基丙烷,A错误;Y分子中有6种处于不同化学环境的H原子,一氯代物有6种,B错误;物质X的分子式为C4H10,物质Y的分子式为C7H16,物质X和Y互为同系物,C错误;由Z的结构简式可知,物质Z的分子式为C7H14,D正确。
6.某有机化合物的结构如下图所示,下列说法错误的是( )
A.该有机化合物与乙苯不互为同系物
B.分子中共直线的碳原子最多有4个
C.分子中共平面的原子最多有19个
D.分子中所有碳原子可能在同一平面上
解析:选C。题给有机化合物苯环上所连烃基中含有不饱和键,而乙苯中的乙基是饱和烃基,二者结构不相似,不互为同系物,A正确;根据可知,分子中共直线的碳原子最多有4个,B正确;由苯和碳碳双键是平面结构、碳碳三键是直线形结构、饱和碳原子是四面体结构可知,该分子中所有碳原子可能在同一平面上,共平面的原子最多有21个,C错误,D正确。
7.有机化合物甲的键线式为,有机化合物乙与其自身2倍物质的量的H2发生加成反应可得到有机化合物甲,已知不稳定。下列有关说法正确的是( )
A.有机化合物甲的名称为3,4,4三甲基戊烷
B.有机化合物乙的结构可能有2种
C.有机化合物甲的一氯取代物只有4种
D.有机化合物乙的分子式为C8H18
解析:选B。根据甲的键线式,主链有5个碳原子,从右端编号,名称为2,2,3三甲基戊烷,故A错误;有机化合物乙与其自身2倍物质的量的H2发生加成反应可得到有机化合物甲,说明乙分子中有一个碳碳三键或两个碳碳双键,乙的结构可能为或,故B正确;甲分子中有5种处于不同化学环境的氢原子:,一氯取代物有5种,故C错误;根据B项分析可知,有机化合物乙的分子式为C8H14,故D错误。
8.类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误的结论,因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下表有关推论正确的是( )
选项
已知事实
推论
A
苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
苯的同系物也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B
乙烯分子中所有原子在同一平面上
丙烯分子中所有原子在同一平面上
C
乙烯在空气中燃烧产生黑烟
苯在空气中燃烧产生的烟更浓
D
烷烃的含碳量随分子中碳原子数的增大而增大
炔烃的含碳量随分子中碳原子数的增大而增大
解析:选C。苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误;丙烯分子中有饱和碳原子,所有原子不可能共面,B错误;苯的含碳量更高,在空气中燃烧产生的烟更浓,C正确;单炔烃的含碳量随分子中碳原子数的增大而减小,D错误。
9.我国科学家研究发现,团簇催化剂有助于烯烃与H2O2反应。
下列有关说法正确的是( )
A.烯烃R的名称是2,3二乙基2丁烯
B.烯烃R没有顺反异构体
C.产物1、2的一氯代物均为2种
D.反应(1)既是氧化反应,又是加成反应
解析:选D。烯烃R的名称是3,4二甲基3己烯,A项错误。烯烃R中碳碳双键上碳原子有相同的取代基且同一个碳原子连接两个不同的取代基,有顺反异构体,B项错误。产物1和2的一氯代物均有3种,C项错误。从化合价角度分析,H2O2是氧化剂,反应(1)是氧化反应;从断裂化学键角度分析,反应(1)是加成反应,D项正确。
10.利用传统方式制备乙炔的过程中,存在一些难以解决的问题,如反应速率过大、放热过多不易控制,生成的糊状物难以实现固液分离导致乙炔气流不平稳,甚至发生堵塞问题。为解决上述问题,某化学小组设计了一套乙炔制备、净化和收集实验的一体化实验装置,如下图所示。下列说法错误的是( )
A.固体反应物电石应放置在A装置中的乙处位置
B.装置B中盛装NaClO溶液可吸收混在乙炔气体中的杂质气体H2S、PH3
C.传统方式制备乙炔的过程主要反应为CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+CH≡CH↑
D.7 mm玻璃珠的作用是形成空隙,促进固液分离,防止堵塞
解析:选A。将电石放置于甲处时,产生的糊状物质由于重力作用沿着玻璃珠空隙流下,而电石则因固体无流动性而留在玻璃珠上方,由此实现固体与糊状物质的及时分离,并保持糊状物有足够的时间处于流动状态,不会因滞留导致堵塞,而放置于乙处则无法实现,A错误。
11.叠氮炔环加成是经典的点击化学反应,示例如下图所示:
下列说法错误的是( )
A.化合物甲的分子式为C2H5N3
B.化合物乙分子中所有原子不可能共平面
C.化合物乙和化合物丙均可使溴水褪色
D.化合物丙属于不饱和烃
解析:选D。由化合物甲的结构简式可知,其分子式为C2H5N3,故A正确;化合物乙为丙炔,分子中存在一个甲基,所有原子不可能共平面,故B正确;化合物乙分子中存在碳碳三键,能使溴水褪色,化合物丙分子中存在碳碳双键,能使溴水褪色,故C正确;化合物丙中含N原子,不属于烃类,故D错误。
12.已知苯乙烯在一定条件下能发生如下反应,下列说法正确的是( )
A.反应①是苯乙烯与H2发生取代反应
B.反应②是取代反应,且产物分子中所有碳原子一定共平面
C.反应③是加成反应,条件是光照
D.反应④是加聚反应,苯乙烯是该高分子的单体
解析:选D。反应①是苯乙烯与H2发生加成反应生成乙苯,A错误;反应②是苯乙烯被氧化生成苯甲酸,反应类型属于氧化反应,反应产物苯甲酸分子中所有碳原子一定共平面,B错误;反应③是苯乙烯与Br2发生的加成反应,反应条件是Br2的四氯化碳溶液或水溶液,而不是光照,C错误;反应④为苯乙烯在一定条件下发生加聚反应生成聚苯乙烯,苯乙烯是该高分子的单体,D正确。
13.实际生产中,常用双环戊二烯解聚成环戊二烯,下列说法正确的是( )
A.环戊二烯与1,3丁二烯互为同系物
B.二聚过程发生取代反应
C.双环戊二烯能使酸性KMnO4溶液褪色
D.利用溴水可以检验双环戊二烯解聚是否完全
解析:选C。环戊二烯为环状化合物,1,3丁二烯为链状化合物,二者结构不相似,不互为同系物,A错误;根据化学方程式可知,二聚过程发生的是加成反应,B错误;双环戊二烯分子中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;双环戊二烯解聚后生成环戊二烯,二者均含有碳碳双键,均可与Br2发生加成反应而使溴水褪色,因此不能用溴水检验双环戊二烯解聚是否完全,D错误。
14.在一定条件下,“烯烃复分解反应”的具体过程如下:
其中,R1~R8为氢原子或烃基。下列化合物中,经过“烯烃复分解反应”可以生成的是( )
A. B.
C. D.
解析:选A。由题给信息可知,烯烃在合适催化剂作用下可断裂碳碳双键,两端基团重新组合为新的烯烃。中两个碳碳双键断裂后,生成物中新形成的环为六元环,且新环中所形成的碳碳双键位置符合要求,可以生成,故A符合题意;中两个碳碳双键断裂后,合成的是五元环,故B不符合题意;中两个碳碳双键断裂后,合成了六元环,但是碳碳双键位于N原子的邻位,故C不符合题意;中两个碳碳双键断裂后,得到的是五元环,故D不符合题意。
15.查阅资料得知MnO2+NaBr+H2SO4Na2SO4+MnSO4+Br2↑+H2O(未配平)。某兴趣小组的同学利用如下图所示的装置探究苯与液溴的反应类型。下列说法正确的是( )
A.实验装置的连接顺序为c→a→d→b
B.装置d中仪器G的名称为直形冷凝管,作用是冷凝回流溴蒸气和苯
C.装置c中发生反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1
D.反应后装置d中混合液经碱洗、分液后,上层液体蒸馏得到溴苯
解析:选C。装置a中四氯化碳可以溶解溴蒸气,装置b中硝酸银溶液的作用是检验溴化氢,从而确定反应类型,装置c是制取溴单质的反应装置,装置d是制取溴苯的反应装置,实验装置的连接顺序为c→d→a→b,A错误;装置d中仪器G的名称为球形冷凝管,B错误;装置c中发生的反应为MnO2+2NaBr+2H2SO4Na2SO4+MnSO4+Br2↑+2H2O,还原剂溴化钠与氧化剂二氧化锰的物质的量之比为2∶1,C正确;反应后的液体先用水洗除去溴化铁,再用碱洗除去溴单质,然后分液除去水层,溴苯的密度大于水的,下层为有机层,将下层液体蒸馏后可得到溴苯,D错误。
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16.(14分)C是一种合成树脂,用于制备塑料和合成纤维,D是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。根据以下化学反应框图填空:
(1)写出A的电子式:________________。
(2)碳化钙与水反应制取A的化学方程式为________________________________________________________________________________;
B→C的化学方程式为_____________________________________________,
反应类型为________________。
(3)D还可以用石蜡油制取,石蜡油(17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的分解实验装置如下图所示(部分仪器已省略)。在试管Ⅰ中加入石蜡油和氧化铝(催化石蜡分解);试管Ⅱ放在冷水中,试管Ⅲ中加入溴水。
实验现象:
试管 Ⅰ 中加热一段时间后,可以看到试管内液体沸腾;
试管Ⅱ中有少量液体凝结,闻到汽油的气味,往液体中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液颜色褪去。
根据实验现象回答下列问题:
①装置a的作用是_________________________________________________。
②试管Ⅰ中发生的主要反应有C17H36C8H18+C9H18;C8H18C4H10+C4H8。丁烷可进一步裂解,除得到甲烷和乙烷外,还可以得到另外两种有机化合物,它们的结构简式为________________和________________,这两种有机化合物混合后在一定条件下发生加聚反应生成的高聚物可能结构为________(填字母)。
③写出试管Ⅲ中发生反应的一个化学方程式:________________________________________________________________________________。
解析:碳化钙与水反应生成的气体A为乙炔,乙炔与氯化氢发生加成反应生成的B为氯乙烯,氯乙烯发生加聚反应生成的C为聚氯乙烯;D是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实,则D为乙烯;苯和液溴在催化剂条件下发生取代反应生成的E为溴苯。
(3)①石蜡油裂解气中的烯烃与溴水发生加成反应,造成装置内气压降低,会发生倒吸,故装置a的作用是防止试管Ⅲ中的液体倒吸进入试管Ⅱ中。
②根据题给信息知丁烷可进一步裂解,除得到甲烷和乙烷外,还可以得到丙烯和乙烯,结构简式分别为CH3CH===CH2、CH2===CH2;根据加聚反应的特点判断乙烯和丙烯在一定条件下发生加聚反应生成的高聚物的结构为、
,选AC。
③试管Ⅲ中,裂解气中的乙烯、丙烯等短链不饱和烃与溴水发生加成反应,化学方程式为CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br、CH3CH===CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br。
答案:(1)HC⋮⋮CH (2)CaC2 +2H2O―→C2H2↑+Ca(OH)2 nH2C===CHCl
加聚反应 (3)①防止试管Ⅲ中的液体倒吸进入试管Ⅱ中
②CH3CH===CH2 CH2===CH2 AC
③CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
(或CH3CH===CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br)
17.(13分)有机化合物A是一种重要的化工原料,在一定条件下可以发生如下转化:
(1)下列关于有机化合物A的说法正确的是________(填字母)。
a.属于芳香烃
b.属于苯的同系物
c.苯环上连有烷基
d.最多有16个原子共平面
(2)有机化合物B中官能团名称为________________________________________________________________________。
写出A→B反应的化学方程式:__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应A→B中,Br2/CCl4褪色;反应A→C中,KMnO4/H+褪色。两个反应中的褪色原理_________________________________________________________
(填“相同”或“不同”)。理由是________________________________________
_____________________________________________________________________
(从有机反应类型的角度进行解释)。
(4)写出A→D反应的化学方程式:____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)已知E与A互为同系物,且E的分子量比A大28,则E的结构可能有_____________________________________________________________________
种(不考虑立体异构)。
解析:结合A的分子式及C的结构简式可知,A的结构简式为,A被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,A和Br2发生加成反应生成的B为,A发生加聚反应生成的D为。
(1)苯乙烯属于芳香烃,a正确;苯乙烯不属于苯的同系物,b错误;苯环上连接的是不饱和碳链,不是烷基,c错误;苯环和碳碳双键均是平面形结构,当苯环与碳碳双键在同一个平面时,最多有16个原子共平面,d正确。
(2)有机化合物B的结构简式为,所含官能团名称为碳溴键或溴原子;A→B发生加成反应,化学方程式为+Br2―→。
(3)反应A→B为碳碳双键和溴发生加成反应;反应A→C为苯环上侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,属于氧化反应,故二者褪色原理不同。
(4)A→D为苯乙烯的加聚反应,化学方程式为
。
(5)已知E与A互为同系物,且E的分子量比A大28,即E分子比A分子多两个CH2原子团,则E的分子式为C10H12,含有一个苯环和一个碳碳双键:当苯环上为一个侧链时,①—CH2CH2CH2CH3,插入双键有3种结构,②—CH(CH3)CH2CH3,插入双键有3种结构,③—CH2CH(CH3)CH3,插入双键有2种结构;当苯环上为两个侧链时,
①—CH3、—CH2CH2CH3,插入双键有2种结构,每种结构有邻、间、对三种位置关系,共6种,②—CH3、—CH(CH3)CH3,插入双键有1种结构,有邻、间、对三种位置关系,③—CH2CH3、
—CH===CH2,在苯环上有3种位置关系;当苯环上有三个侧链时,为—CH3、—CH3、—CH===CH2,根据“定二移一”可得6种结构,故E的结构可能有26种。
答案:(1)ad (2)碳溴键(或溴原子)
(3)不同 反应A→B为碳碳双键和溴发生加成反应;反应A→C为苯环上侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,属于氧化反应
(4)
(5)26
18.(14分)实验室常用苯的直接溴代制取溴苯。
Ⅱ.实验装置(加热和夹持装置省略)
Ⅲ.实验步骤
步骤一:向图1所示装置仪器A中加入7.0 mL(6.24 g)无水苯和0.2 g铁屑、磁力搅拌子,滴液漏斗中加入4.5 mL(13.92 g)液溴。先向仪器A中滴入少许液溴,反应片刻,开始启动搅拌器,继续缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态。加完液溴后,将烧瓶置于60~70 ℃水浴中反应10分钟,至不再有溴化氢气体逸出为止。
步骤二:反应物冷却后,用4 mL水、2 mL 10% 氢氧化钠溶液、10 mL水分别洗涤1~2次。粗产品用无水氯化钙干燥后,利用图2所示装置进行蒸馏,收集某温度范围内的馏分,得到质量为6.30 g的溴苯。
回答下列问题:
(1)仪器B的作用是___________________________________________。
(2)使用液溴时要注意安全。下列给出的试剂中,处理沾到皮肤上的少量液溴能够用到的有________(填字母)。
a.NaOH溶液 b.酒精 c.NaHCO3溶液
(3)实验过程中,要缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态,若滴加速度过快,溴苯产率会降低。除因反应物和生成物挥发导致溴苯产率降低外,还可能的原因是________________________________________________________________________。
(4)提纯过程中,应先用水洗,再用NaOH溶液进行洗涤。若水洗时未洗涤干净就开始利用NaOH溶液进行洗涤,则造成的后果是________________________________________________________________________________________。
(5)洗涤过程中下列仪器不需要用到的是______________(填仪器名称)。
(6)本实验中溴苯的产率为__________%(保留3位有效数字);利用图2所示装置进行蒸馏的过程中,温度计读数在73~85 ℃、145~160 ℃、205~228 ℃三个温度范围内上升缓慢,则收集溴苯对应的温度范围是________。
解析:(1)仪器B是球形冷凝管,作用是冷凝回流易挥发的苯和溴蒸气,提高原料利用率。
(2)NaOH溶液虽然能吸收液溴,但对皮肤有强烈的腐蚀性,不能用于处理皮肤表面的液溴,a不符合题意;酒精能溶解液溴,可用于处理皮肤表面的液溴,b符合题意;NaHCO3溶液具有弱碱性,能吸收液溴,且对皮肤不会造成伤害,c符合题意。
(3)实验过程中,要缓慢滴入液溴,使溶液呈微沸状态,若滴加速度过快,则溶液温度升高过快,会导致副反应的发生,从而使溴苯产率降低。
(4)若水洗时未洗涤干净就开始利用NaOH溶液进行洗涤,则造成的后果是FeBr3与NaOH反应生成Fe(OH)3,不利于后续产物的分离。
(5)洗涤过程中需对混合物进行分液,需要用到分液漏斗、烧杯等,不需要用到坩埚、球形冷凝管。
(6)本实验中,苯的物质的量为=0.08 mol,液溴的物质的量为=0.087 mol,液溴过量,应使用苯的量进行计算。理论上生成溴苯的质量为0.08 mol×157 g/mol=12.56 g,溴苯的产率为×100%≈50.2%;利用题图2所示装置进行蒸馏的过程中,温度计读数在73~85 ℃时主要收集苯,145~160 ℃时主要收集溴苯,205~228 ℃时主要收集二溴苯,则收集溴苯对应的温度范围是145~160 ℃。
答案:(1)冷凝回流易挥发的苯和溴蒸气,提高原料利用率 (2)bc (3)副产物二溴苯增多 (4)FeBr3与NaOH反应生成Fe(OH)3,不利于后续产物的分离 (5)坩埚、球形冷凝管 (6)50.2 145~160 ℃
19.(14分)尼美舒利是一种非甾体抗炎药,它的一种合成路线如下:
已知:(氨基易氧化);+RSO2Cl。回答下列问题:
(1)A的化学名称为____________。
(2)B的结构简式为____________。
(3)由C生成D的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)E中的官能团有__________、__________(填官能团名称)。
(5)苯环上原有的取代基对新导入取代基有影响,当苯环上有甲基时另外的基团只能连在邻位或对位上,有硝基、羧基时另外的基团只能连在间位上。以甲苯为原料可经三步合成2,4,6三氨基苯甲酸,合成路线如下:
中间体N的结构简式为______________________________________;
反应③的试剂和条件为_________________________________________________。
(6)E的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构);其中核磁共振氢谱为6组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶2∶2∶1的结构简式为________________________________________________________________________。
①含有两个苯环且两个苯环直接相连;②苯环上有两个取代基,其中一个是—OH,且两个取代基不在同一苯环上。
解析:根据流程图可知,F和硝酸发生取代反应生成尼美舒利,根据尼美舒利的结构简式可确定,F的结构简式为,由E―→F的反应条件可知,E的结构简式为,结合D―→E的反应条件可知,D的结构简式为,由反应条件知,A―→B发生苯环上氢原子的取代反应,B―→C发生硝化反应,C与苯酚钠反应生成D,则C的结构简式为,B的结构简式为,A的结构简式为。
(5)以甲苯为原料可经三步合成2,4,6三氨基苯甲酸,甲苯先和浓硝酸发生取代反应生成 (M),被氧化成 (N),再被还原生成2,4,6三氨基苯甲酸
。
(6)E的结构简式为,E的同分异构体中能同时满足下列条件:①含有两个苯环且两个苯环直接相连,②苯环上有两个取代基,其中一个是—OH,且两个取代基不在同一苯环上,则另一个取代基为氨基。如果—OH位于苯基的邻位,氨基有3种结构;如果—OH位于苯基的间位,氨基有3种结构;如果—OH位于苯基的对位,氨基有3种结构;所以符合条件E的同分异构体有9种;其中核磁共振氢谱为6组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶2∶2∶1的结构简式为
。
答案:(1)苯
(2)
(3)
(4)醚键 氨基
(5) H2,雷尼镍
(6)9
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