内容正文:
《有机化学》(化工版 第三版)
第二章 不饱和烃——烯烃、二烯烃和炔烃
考试时间:60分钟 满分:100分
班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________
一、单选题(本题共15道小题,每题2分,共30分)
1. 分子中含有一个碳碳双键的链状不饱和烃称为单烯烃,烯烃比相同碳原子数的烷烃少两个氢原子,其通式为( )
A. CₙH₂ₙ(n≥2)
B. CₙH₂ₙ₊₂(n≥1)
C. CₙH₂ₙ₋₂(n≥2)
D. CₙH₂ₙ₊₁(n≥1)
2. 碳碳双键的键长比碳碳单键的键长短,实验测得碳碳双键的键长为( )
A. 0.154nm
B. 0.134nm
C. 0.120nm
D. 0.110nm
3. 并不是所有的烯烃都存在顺反异构体,分子产生顺反异构现象必须满足的条件是( )
A. 双键碳原子上连接两个相同的基团
B. 分子中只含有两个碳原子
C. 同一个双键碳原子上所连接的原子或基团互不相同
D. 双键位于碳链的端点位置上
4. 烯烃的顺反异构体中,顺式异构体与反式异构体的物理性质存在差异,下列比较正确的是( )
A. 顺式异构体的熔点比反式异构体高
B. 反式异构体的沸点比顺式异构体高
C. 顺反异构体的物理性质完全相同
D. 反式异构体的熔点比顺式异构体高
5. 支链烯烃系统命名时应从靠近双键一端开始给主链编号,则构造式 CH₂=CH—CH(CH₃)—CH₃ 的正确名称是( )
A. 3-甲基-1-丁烯
B. 2-甲基-1-丁烯
C. 3-甲基-2-丁烯
D. 2-甲基-2-丁烯
6. 烯烃的催化加氢反应中,工业上常用的催化剂有 Pt、Pd、Ni 等,实验室中常用活性较高的催化剂是( )
A. 铁粉
B. 雷氏镍
C. 二氧化锰
D. 活性炭
7. 烯烃与卤化氢气体或浓的氢卤酸发生加成反应时,卤化氢的活性顺序为( )
A. HCl>HBr>HI
B. HBr>HI>HCl
C. HI>HBr>HCl
D. HCl>HI>HBr
8. 丙烯是不对称烯烃,它与氯化氢发生加成反应时,按照马氏规则,主要产物是( )
A. 1-氯丙烷
B. 3-氯丙烷
C. 2,2-二氯丙烷
D. 2-氯丙烷
9. 分子中含有两个碳碳双键的不饱和烃叫做二烯烃,二烯烃比相应的单烯烃少两个氢原子,其通式为( )
A. CₙH₂ₙ₋₂(n≥3)
B. CₙH₂ₙ(n≥3)
C. CₙH₂ₙ₊₂(n≥3)
D. CₙH₂ₙ₋₄(n≥3)
10. 共轭二烯烃与1mol卤素加成时可发生1,2-加成和1,4-加成,一般在低温下或非极性溶剂中有利于生成( )
A. 1,4-加成产物
B. 1,2-加成产物
C. 环状化合物
D. 高分子聚合物
11. 相同碳原子数的各类烃的相对密度不同,烷烃、烯烃、炔烃的相对密度大小顺序为( )
A. 烷烃>烯烃>炔烃
B. 烯烃>炔烃>烷烃
C. 炔烃>烯烃>烷烃
D. 三者大小相同
12. 工业上除电石法外,还可利用甲烷在高温下裂解制取乙炔,该裂解反应的温度条件是( )
A. 500~700℃
B. 700~900℃
C. 1200~1300℃
D. 1500~1600℃
13. 乙炔在Cu₂Cl₂催化下、80~90℃时与HCN加成生成丙烯腈,丙烯腈是合成下列哪种产品的原料( )
A. 人造羊毛
B. 维纶
C. 顺丁橡胶
D. 保鲜膜
14. 乙炔在催化剂作用下能与羧酸发生加成反应生成羧酸乙烯酯,其中乙酸乙烯酯主要用作合成下列哪种纤维的原料( )
A. 人造羊毛
B. 维纶
C. 涤纶
D. 锦纶
15. 鉴别1-丁炔和2-丁炔时,可利用1-丁炔分子中含有炔氢原子,能与硝酸银的氨水溶液反应生成( )
A. 棕红色乙炔亚铜沉淀
B. 黑色乙炔银沉淀
C. 灰白色乙炔银沉淀
D. 白色乙炔亚铜沉淀
二、填空题(本题共5道小题,每题4分,共20分)
16. 乙烯分子是______型结构,两个碳原子和四个氢原子都在同一平面内,分子中的键角接近于______。
17. 常温下,C₂~C₄的烯烃为______,C₅~C₈的烯烃为______,C₁₉以上的烯烃为固体。
18. 根据分子中两个碳碳双键相对位置的不同,二烯烃可分为累积二烯烃、______二烯烃和______二烯烃三种类型。
19. 乙炔是最简单和最重要的炔烃,其分子是______型分子,C≡C键与C—H键之间的夹角为______。
20. 通常情况下,C₂~C₄的炔烃是______,C₁₈以上的炔烃是______,炔烃的相对密度都小于1。
三、判断题(本题共10道小题,每题2分,共20分)
21. 碳碳双键的键能(615kJ/mol)比两倍碳碳单键的键能(696kJ/mol)小,所以其中的π键较易断裂。( )
22. 乙烯和丙烯分子中的碳原子有多种排列方式,所以它们存在构造异构体。( )
23. 只要同一个双键碳原子上连接两个相同的原子或基团,该烯烃就会产生顺反异构现象。( )
24. 烯烃的相对密度都大于1,比水重。( )
25. 烯烃易溶于水,难溶于有机溶剂。( )
26. 在常温常压下,烯烃与氢气很难反应,但在催化剂存在下烯烃能与氢气反应生成烷烃。( )
27. 共轭二烯烃与卤化氢加成时,遵循马氏规则。( )
28. 炔烃没有顺反异构,因为三键碳原子上只能连接一个原子或基团。( )
29. 乙炔银和乙炔亚铜潮湿时极不稳定,干燥时反而比较稳定。( )
30. 乙炔在氧气中燃烧的火焰温度可达3000℃以上,工业上广泛用于切割和焊接金属。( )
四、问答题(本题共3道小题,每题10分,共30分)
31. 简述马氏规则的内容,并说明过氧化物效应(反马氏规则)的适用条件。
32. 烯烃被酸性高锰酸钾浓溶液氧化时,碳碳双键完全断裂,不同的烯烃结构得到不同的氧化产物。请说明氧化产物与原烯烃结构之间的关系及其应用。
33. 根据分子中两个碳碳双键相对位置的不同,二烯烃可分为哪三类?以1,3-丁二烯为例说明共轭二烯烃与卤素加成反应的特点。
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《有机化学》(化工版 第三版)
第二章 不饱和烃——烯烃、二烯烃和炔烃
考试时间:60分钟 满分:100分
班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________
一、单选题(本题共15道小题,每题2分,共30分)
1. 分子中含有一个碳碳双键的链状不饱和烃称为单烯烃,烯烃比相同碳原子数的烷烃少两个氢原子,其通式为( )
A. CₙH₂ₙ(n≥2)
B. CₙH₂ₙ₊₂(n≥1)
C. CₙH₂ₙ₋₂(n≥2)
D. CₙH₂ₙ₊₁(n≥1)
【答案】A
【解析】烯烃比相同碳原子数的烷烃少两个氢原子,故其通式为CₙH₂ₙ(n≥2),碳碳双键又叫烯键,是烯烃的官能团。
2. 碳碳双键的键长比碳碳单键的键长短,实验测得碳碳双键的键长为( )
A. 0.154nm
B. 0.134nm
C. 0.120nm
D. 0.110nm
【答案】B
【解析】实验测得碳碳双键的键长为0.134nm,比碳碳单键的键长0.154nm短,而其键能比两倍碳碳单键的键能小。
3. 并不是所有的烯烃都存在顺反异构体,分子产生顺反异构现象必须满足的条件是( )
A. 双键碳原子上连接两个相同的基团
B. 分子中只含有两个碳原子
C. 同一个双键碳原子上所连接的原子或基团互不相同
D. 双键位于碳链的端点位置上
【答案】C
【解析】只有当同一个双键碳原子上所连接的原子或基团互不相同,即两个双键碳原子上都没有连接两个相同的原子或基团时,才会产生顺反异构现象。
4. 烯烃的顺反异构体中,顺式异构体与反式异构体的物理性质存在差异,下列比较正确的是( )
A. 顺式异构体的熔点比反式异构体高
B. 反式异构体的沸点比顺式异构体高
C. 顺反异构体的物理性质完全相同
D. 反式异构体的熔点比顺式异构体高
【答案】D
【解析】在顺反异构体中,顺式异构体的沸点略高于反式异构体,而反式异构体的熔点比顺式异构体高。
5. 支链烯烃系统命名时应从靠近双键一端开始给主链编号,则构造式 CH₂=CH—CH(CH₃)—CH₃ 的正确名称是( )
A. 3-甲基-1-丁烯
B. 2-甲基-1-丁烯
C. 3-甲基-2-丁烯
D. 2-甲基-2-丁烯
【答案】A
【解析】主链含4个碳,双键在第1位碳上,甲基连在第3位碳上,按取代基位次、双键位次、母体名称的顺序命名为3-甲基-1-丁烯。
6. 烯烃的催化加氢反应中,工业上常用的催化剂有 Pt、Pd、Ni 等,实验室中常用活性较高的催化剂是( )
A. 铁粉
B. 雷氏镍
C. 二氧化锰
D. 活性炭
【答案】B
【解析】烯烃催化加氢工业上常用的催化剂有Pt、Pd、Ni等,实验常用活性较高的雷氏镍。催化加氢可提高汽油质量,还可使不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸。
7. 烯烃与卤化氢气体或浓的氢卤酸发生加成反应时,卤化氢的活性顺序为( )
A. HCl>HBr>HI
B. HBr>HI>HCl
C. HI>HBr>HCl
D. HCl>HI>HBr
【答案】C
【解析】烯烃加卤化氢生成一卤代烷,卤化氢的活性顺序为HI>HBr>HCl。氯乙烷能用作局部麻醉剂,被称为足球场上的化学大夫。
8. 丙烯是不对称烯烃,它与氯化氢发生加成反应时,按照马氏规则,主要产物是( )
A. 1-氯丙烷
B. 3-氯丙烷
C. 2,2-二氯丙烷
D. 2-氯丙烷
【答案】D
【解析】不对称烯烃与HX加成时,氢原子加到含氢较多的双键碳原子上,卤原子加到含氢较少的双键碳原子上,丙烯与HCl加成主要生成2-氯丙烷。
9. 分子中含有两个碳碳双键的不饱和烃叫做二烯烃,二烯烃比相应的单烯烃少两个氢原子,其通式为( )
A. CₙH₂ₙ₋₂(n≥3)
B. CₙH₂ₙ(n≥3)
C. CₙH₂ₙ₊₂(n≥3)
D. CₙH₂ₙ₋₄(n≥3)
【答案】A
【解析】二烯烃分子中含有两个碳碳双键,比相应的单烯烃少两个氢原子,故通式为CₙH₂ₙ₋₂(n≥3)。
10. 共轭二烯烃与1mol卤素加成时可发生1,2-加成和1,4-加成,一般在低温下或非极性溶剂中有利于生成( )
A. 1,4-加成产物
B. 1,2-加成产物
C. 环状化合物
D. 高分子聚合物
【答案】B
【解析】一般在低温下或非极性溶剂中有利于1,2-加成产物的形成;升高温度或在极性溶剂中则有利于1,4-加成产物的生成。
11. 相同碳原子数的各类烃的相对密度不同,烷烃、烯烃、炔烃的相对密度大小顺序为( )
A. 烷烃>烯烃>炔烃
B. 烯烃>炔烃>烷烃
C. 炔烃>烯烃>烷烃
D. 三者大小相同
【答案】C
【解析】炔烃的相对密度都小于1,比水轻,相同碳原子数的烃的相对密度为炔烃>烯烃>烷烃。
12. 工业上除电石法外,还可利用甲烷在高温下裂解制取乙炔,该裂解反应的温度条件是( )
A. 500~700℃
B. 700~900℃
C. 1200~1300℃
D. 1500~1600℃
【答案】D
【解析】电石法是将生石灰和焦炭在2200~2300℃生成电石再水解制乙炔,耗能较高;甲烷在1500~1600℃时发生裂解可制得乙炔。
13. 乙炔在Cu₂Cl₂催化下、80~90℃时与HCN加成生成丙烯腈,丙烯腈是合成下列哪种产品的原料( )
A. 人造羊毛
B. 维纶
C. 顺丁橡胶
D. 保鲜膜
【答案】A
【解析】乙炔在Cu₂Cl₂催化下与HCN加成生成丙烯腈,丙烯腈是合成人造羊毛的原料。
14. 乙炔在催化剂作用下能与羧酸发生加成反应生成羧酸乙烯酯,其中乙酸乙烯酯主要用作合成下列哪种纤维的原料( )
A. 人造羊毛
B. 维纶
C. 涤纶
D. 锦纶
【答案】B
【解析】乙炔与乙酸加成生成乙酸乙烯酯,乙酸乙烯酯主要用作合成纤维——维纶的原料。
15. 鉴别1-丁炔和2-丁炔时,可利用1-丁炔分子中含有炔氢原子,能与硝酸银的氨水溶液反应生成( )
A. 棕红色乙炔亚铜沉淀
B. 黑色乙炔银沉淀
C. 灰白色乙炔银沉淀
D. 白色乙炔亚铜沉淀
【答案】C
【解析】含炔氢原子的炔烃通入硝酸银的氨水溶液,生成灰白色的乙炔银沉淀;通入氯化亚铜的氨水溶液生成棕红色的乙炔亚铜沉淀,可用来鉴别末端炔烃。
二、填空题(本题共5道小题,每题4分,共20分)
16. 乙烯分子是______型结构,两个碳原子和四个氢原子都在同一平面内,分子中的键角接近于______。
【答案】平面;120°
【解析】由物理方法测得乙烯分子是平面型结构,两个碳原子和四个氢原子都在同一平面内,分子中的键角接近于120°。
17. 常温下,C₂~C₄的烯烃为______,C₅~C₈的烯烃为______,C₁₉以上的烯烃为固体。
【答案】气体;液体
【解析】常温下C₂~C₄的烯烃为气体,C₅~C₈的烯烃为液体,C₁₉以上的烯烃为固体;纯的烯烃都是无色的。
18. 根据分子中两个碳碳双键相对位置的不同,二烯烃可分为累积二烯烃、______二烯烃和______二烯烃三种类型。
【答案】共轭;孤立
【解析】两个双键连接在同一个碳原子上的是累积二烯烃,被一个单键隔开的是共轭二烯烃,被两个或两个以上单键隔开的是孤立二烯烃,共轭二烯烃最重要。
19. 乙炔是最简单和最重要的炔烃,其分子是______型分子,C≡C键与C—H键之间的夹角为______。
【答案】直线;180°
【解析】实验测得乙炔分子的2个碳原子和2个氢原子都在同一条直线上,是直线型分子,其C≡C键与C—H键之间的夹角为180°。
20. 通常情况下,C₂~C₄的炔烃是______,C₁₈以上的炔烃是______,炔烃的相对密度都小于1。
【答案】气体;固体
【解析】通常情况下C₂~C₄的炔烃是气体,C₅~C₁₆的炔烃是液体,C₁₈以上的炔烃是固体;炔烃难溶于水,易溶于有机溶剂。
三、判断题(本题共10道小题,每题2分,共20分)
21. 碳碳双键的键能(615kJ/mol)比两倍碳碳单键的键能(696kJ/mol)小,所以其中的π键较易断裂。( )
【答案】√
【解析】碳碳双键的键长比碳碳单键短,而键能615kJ/mol比两倍碳碳单键的键能696kJ/mol小,说明π键比σ键活泼,较易断裂。
22. 乙烯和丙烯分子中的碳原子有多种排列方式,所以它们存在构造异构体。( )
【答案】×
【解析】烯烃的碳链异构是由分子中碳原子排列方式不同引起的,乙烯和丙烯分子中的碳原子只有一种排列方式,所以没有构造异构体。
23. 只要同一个双键碳原子上连接两个相同的原子或基团,该烯烃就会产生顺反异构现象。( )
【答案】×
【解析】产生顺反异构要求同一个双键碳原子上所连接的原子或基团互不相同,只要有一个碳原子上连接两个相同的原子或基团,就没有顺反异构。
24. 烯烃的相对密度都大于1,比水重。( )
【答案】×
【解析】烯烃的相对密度都小于1,比水轻;常见烯烃的沸点随分子中碳原子数目的增加而升高。
25. 烯烃易溶于水,难溶于有机溶剂。( )
【答案】×
【解析】烯烃难溶于水,易溶于有机溶剂,这与烷烃的溶解性相似。
26. 在常温常压下,烯烃与氢气很难反应,但在催化剂存在下烯烃能与氢气反应生成烷烃。( )
【答案】√
【解析】在常温常压下烯烃与氢气很难反应,但在催化剂存在下能与氢气反应生成烷烃,故称为催化加氢,该反应可提高汽油质量。
27. 共轭二烯烃与卤化氢加成时,遵循马氏规则。( )
【答案】√
【解析】共轭二烯烃与卤化氢加成时,符合马氏规则;与1mol卤素加成时既可发生1,2-加成,也可发生1,4-加成。
28. 炔烃没有顺反异构,因为三键碳原子上只能连接一个原子或基团。( )
【答案】√
【解析】炔烃的构造异构主要表现为碳链构造异构和三键位置异构,因为三键碳原子上只能连接一个原子或基团,故炔烃没有顺反异构。
29. 乙炔银和乙炔亚铜潮湿时极不稳定,干燥时反而比较稳定。( )
【答案】×
【解析】炔银和炔亚铜潮湿时比较稳定,干燥时因撞击、振动或受热会发生爆炸,实验后要及时用酸处理销毁。
30. 乙炔在氧气中燃烧的火焰温度可达3000℃以上,工业上广泛用于切割和焊接金属。( )
【答案】√
【解析】乙炔在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,放出大量热,火焰温度可达3000℃以上,工业上广泛用于切割和焊接金属。
四、问答题(本题共3道小题,每题10分,共30分)
31. 简述马氏规则的内容,并说明过氧化物效应(反马氏规则)的适用条件。
【答案】马氏规则:1869年俄国化学家马尔科夫尼科夫根据大量实验事实总结,不对称烯烃与卤化氢(HX)加成时,氢原子加到含氢较多的双键碳原子上,卤原子加到含氢较少的双键碳原子上。例如丙烯与HBr加成,主要产物是2-溴丙烷。过氧化物效应:在过氧化物存在下,烯烃与HBr加成时,得到的产物是反马氏规则的,即氢原子加到含氢较少的双键碳原子上。但过氧化物的存在对不对称烯烃与HCl和HI的加成反应无影响,它们仍然遵循马氏规则。
【解析】本题依据烯烃加卤化氢的马氏规则及过氧化物效应的适用范围作答,注意过氧化物效应只对HBr有效。
32. 烯烃被酸性高锰酸钾浓溶液氧化时,碳碳双键完全断裂,不同的烯烃结构得到不同的氧化产物。请说明氧化产物与原烯烃结构之间的关系及其应用。
【答案】氧化产物与原烯烃结构的关系:具有R—CH=结构的烯烃,氧化后生成羧酸(RCOOH);具有R₂C=结构的烯烃,氧化后生成酮;具有CH₂=结构的烯烃,氧化后生成二氧化碳(CO₂)。应用:①根据氧化得到的产物可以推测原来烯烃的结构,例如某烯烃被强烈氧化后只生成一种产物乙酸,说明原烯烃中有两个CH₃CH=结构,可推知原烯烃为2-丁烯;②用适量冷的高锰酸钾稀溶液在碱性或中性介质中氧化烯烃,π键断裂生成邻二醇,高锰酸钾被还原为棕色的二氧化锰析出,可用来鉴定不饱和烃的存在。
【解析】本题依据烯烃被酸性高锰酸钾氧化的产物规律(羧酸/酮/二氧化碳)作答,并说明推测结构和鉴定不饱和烃两方面的应用。
33. 根据分子中两个碳碳双键相对位置的不同,二烯烃可分为哪三类?以1,3-丁二烯为例说明共轭二烯烃与卤素加成反应的特点。
【答案】分类:①累积二烯烃,分子中两个双键连接在同一个碳原子上,如丙二烯(CH₂=C=CH₂),累积双键不稳定,容易发生异构化,一般很活泼且不容易制备;②共轭二烯烃,分子中两个双键被一个单键隔开,如1,3-丁二烯(CH₂=CH—CH=CH₂),是二烯烃中最重要的一类;③孤立二烯烃,分子中两个双键被两个或两个以上单键隔开,如1,4-戊二烯,性质与单烯烃相似。共轭二烯烃与1mol卤素加成时,既可发生1,2-加成反应,也可发生1,4-加成反应,得到两种产物;一般在低温下或非极性溶剂中有利于1,2-加成产物的形成,升高温度或在极性溶剂中则有利于1,4-加成产物的生成。
【解析】本题依据二烯烃的三种分类及共轭二烯烃1,2-加成与1,4-加成的特点作答,注意加成方向受温度和溶剂极性影响。
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