《有机化学》(化工版 第三版) 材料化工与资源环境类 期末复习卷(一)四川省(原卷版+解析版)
2026-09-08
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内容正文:
《有机化学》(化工版 第三版)
期末复习卷(一)
时间:90分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 乙酸具有酸性,下列物质中,不能与乙酸反应的是( )
A. 氢氧化钠溶液
B. 碳酸钠溶液
C. 铜
D. 乙醇
2. 关于1―丁烯和丁烷,下列说法不正确的是( )
A. 常温常压下均为气体
B. 在一定条件下都能和氯气发生取代反应
C. 它们都能使溶液褪色
D. 1―丁烯在一定条件下加氢生成丁烷
3. 实验室常用无水醋酸钠与碱石灰加热制取甲烷,下列关于该实验操作或收集方法的说法正确的是( )
A. 反应结束后应先移出导管,再熄灭酒精灯
B. 药品应先加水溶解,再倒入试管加热
C. 甲烷密度比空气大,可用向上排空气法收集
D. 甲烷易溶于水,不能用排水法收集
4. 下列不属于乙酸用途的是( )
A. 杀菌消毒
B. 生产香料
C. 调味剂
D. 检验司机是否是“酒后驾车”
5. 下列说法正确的是( )
A. CHC只有一种结构,说明甲烷是以碳原子为中心的正四面体结构
B. 甲烷是造成“光化学烟雾”的气体
C. 标准状况下,11.2L CC中含有C—Cl键的数目为2
D. 在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度
6. 下列有机物仅用水就可鉴别的是( )
A. 甲苯、、己烷
B. 乙醇、苯、溴乙烷
C. 乙醚、苯酚、乙酸乙酯
D. 甲醇、乙醇、乙酸
7. 下列关于酯化反应机理的说法,正确的是( )
A. 醇与无机酸的酯化反应都遵循SN2机理,无碳正离子中间体生成
B. 叔醇与硝酸的酯化反应因空间位阻大,只能通过SN1机理进行
C. 浓硫酸催化下的酯化反应中,质子化的羟基是唯一的活性中间体
D. 醇与磷酸的酯化反应是分步进行的,先生成单酯,再生成双酯和三酯
8. 实验室制取乙烯通常采用的反应是( )
A. 乙醇分子内脱水
B. 乙醇分子间脱水
C. 氯乙烷分子内脱氯化氢
D. 乙炔催化加氢
9. 能鉴别苯和甲苯的试剂是( )
A. 溴水
B. 酸性高锰酸钾溶液
C. 水
D. 四氯化碳
10. 下列物质转化常通过取代反应实现的是( )
A.
B.
C.
D.
11. 某有机物的结构简式为,下列有关该物质的说法正确的是( )
A. 所有原子均处于同一平面
B. 属于乙醇的同系物
C. 可以发生取代反应
D. 使溴水和酸性高锰酸钾褪色原理相同
12. 化学科学在生活中发挥着重要作用。下列说法错误的是( )
选项
用途
物质
原因
A.
提供氧气
过氧化钠
与二氧化碳反应生成氧气
B.
泳池消毒剂
漂粉精
在空气中易生成强氧化性物质
C.
“球场”大夫
氯乙烷
易分解且吸收热量
D.
热袋
醋酸钠过饱和溶液
金属小圆片振动使其结晶放热
A. A
B. B
C. C
D. D
13. 互为同分异构体的烷烃不可能具有相同的( )
A. 分子式
B. 通式
C. 相对分子质量
D. 结构简式
14. 禁止用工业酒精配制饮料酒,是因为工业酒精中含有下列物质中的( )
A. 甲醇
B. 乙二醇
C. 丙三醇
D. 异戊醇
15. 下列物质既能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A. 甲烷
B. 苯
C. 甲苯
D. 苯乙烯
16. 1mol 乙炔与足量氢气发生加成反应,最多消耗氢气的物质的量是( )
A. 1mol
B. 2mol
C. 3mol
D. 4mol
17. 下列对相同质量的丙烯和乙烯的叙述,错误的是( )
A. 碳原子个数比为1∶1
B. 分子个数比为2∶3
C. 氢原子个数比为1∶1
D. 分子个数比为3∶2
18. 下列现象与乙醇的物理性质无关的是( )
A. 乙醇可用于擦拭电子设备去除油污
B. 乙醇加入水中可降低溶液的冰点
C. 乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
D. 乙醇在敞口容器中会逐渐减少
19. 有机化合物和在Cu催化下与反应,下列说法错误的是( )
A. 有机产物的官能团不同
B. 反应类型均为氧化反应
C. 有机产物互为同分异构体
D. 不能用银氨溶液鉴别两者的有机产物
20. 四氟乙烯加聚反应生成聚四氟乙烯的结构单元是( )
A. -CF2-CF2-
B. -CF2-CF3-
C. -CF3-CF3-
D. -CF2-H-
二、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 葡萄糖与新制 Cu (OH)2反应生成砖红色沉淀,体现了葡萄糖的氧化性。( )
22. 有机物的实验式、分子式一定不同。( )
23. 丙炔中碳原子的杂化方式有两种。( )
24. HC≡C—C分子中的所有碳原子不可能处于同一平面。( )
25. 蒽和菲的分子式相同,均为 ,互为同分异构体。( )
26. 酯化反应中,羧酸脱羟基、醇脱氢,产物一定为酯和水。( )
27. 用燃烧的方法可以鉴别丝绸和棉布。( )
28. 苯环上的取代基定位效应只由取代基的电子效应决定,与空间效应无关。( )
29. 苯与浓硝酸在浓硫酸催化下发生的反应属于加成反应。( )
30. 1 mol 甲醛与新制 Cu (OH)2反应最多生成 2 mol Cu2O。( )
三、填空题(本大题共5小题,每题2分,共10分)
31. 烯烃命名时,主链必须包含______,编号从______的一端开始。
32. 实验室用乙醇和浓硫酸共热制取乙烯,温度计的水银球要置于反应混合物的液面以______(填:上或下),目的是要控制温度在______℃左右,实验室制乙烯要在反应器中加入几片碎瓷片,目的是______;将乙烯通入高锰酸钾的酸性溶液中,可看到的现象是______。制乙烯的化学方程式是:______。
33. 系统命名法中,选主链的原则是选含碳原子数______的碳链,编号时从离______最近的一端开始。
34. 由苯合成 2,4,6 - 三硝基甲苯的步骤为:先______得到甲苯,再进行______反应,因甲基是______,且活化苯环,可逐步引入三个硝基,最终得到目标产物。
35. 芳香醇与______类物质互为同分异构体,它们的物理性质差异较大,原因是______不同。
四、问答题(本大题共5小题,每题6分,共30分)
36. 简述烷烃裂化的目的和意义。
37. 为什么醚的沸点比同分子量的醇低得多,但与同分子量的烷烃相比沸点又较高?请从分子间作用力角度分析。
38. 芳磺酸碱熔法制备酚时,为什么需要在高温下进行?温度过高会产生哪些不利影响?
39. 简述如何鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯。
40. 鉴别乙醇、乙醛和乙酸乙酯。
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《有机化学》(化工版 第三版)
期末复习卷(一)
时间:90分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 乙酸具有酸性,下列物质中,不能与乙酸反应的是( )
A. 氢氧化钠溶液
B. 碳酸钠溶液
C. 铜
D. 乙醇
【答案】C
【解析】乙酸具有酸的通性,能与氢氧化钠溶液发生中和反应,与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,A、B不符合题意;乙酸能与乙醇发生酯化反应,D不符合题意;铜在金属活动性顺序中排在氢之后,不能与乙酸反应,C符合题意。故选C。
2. 关于1―丁烯和丁烷,下列说法不正确的是( )
A. 常温常压下均为气体
B. 在一定条件下都能和氯气发生取代反应
C. 它们都能使溶液褪色
D. 1―丁烯在一定条件下加氢生成丁烷
【答案】C
【解析】1-丁烯含碳碳双键,能使酸性KMn溶液褪色;但丁烷是饱和烷烃,不能使酸性KMn溶液褪色,C错误。
3. 实验室常用无水醋酸钠与碱石灰加热制取甲烷,下列关于该实验操作或收集方法的说法正确的是( )
A. 反应结束后应先移出导管,再熄灭酒精灯
B. 药品应先加水溶解,再倒入试管加热
C. 甲烷密度比空气大,可用向上排空气法收集
D. 甲烷易溶于水,不能用排水法收集
【答案】A
【解析】反应结束应先移出导管再熄灭酒精灯,防止水倒吸;药品为固体混合物,甲烷难溶于水、密度比空气小。
4. 下列不属于乙酸用途的是( )
A. 杀菌消毒
B. 生产香料
C. 调味剂
D. 检验司机是否是“酒后驾车”
【答案】D
【解析】A.乙酸常用杀菌消毒,使蛋白质变性,故A不符合题意; B.生产香料乙酸乙酯等,故B不符合题意; C.生活中常作调味剂,故C不符合题意; D.检验司机是否是“酒后驾车”主要是检验乙醇,不属于乙酸用途,故D符合题意。 综上所述,答案为D。
5. 下列说法正确的是( )
A. CHC只有一种结构,说明甲烷是以碳原子为中心的正四面体结构
B. 甲烷是造成“光化学烟雾”的气体
C. 标准状况下,11.2L CC中含有C—Cl键的数目为2
D. 在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度
【答案】D
【解析】A项错误:CHCl3只有一种结构不能证明甲烷为正四面体结构,能证明该结论的是CH2Cl2只有一种结构(若为平面正方形,CH2Cl2会有邻、对两种结构)。B项错误:光化学烟雾主要由氮氧化物和碳氢化合物等在光照下反应引起,甲烷不是造成光化学烟雾的主要气体。C项错误:标准状况下CCl4为液态,不能按气体摩尔体积折算,11.2 L CCl4中含有的C—Cl键数目不是2NA。D项正确:甲烷是可燃性气体,点燃前必须检验纯度以防爆炸。故选D。
6. 下列有机物仅用水就可鉴别的是( )
A. 甲苯、、己烷
B. 乙醇、苯、溴乙烷
C. 乙醚、苯酚、乙酸乙酯
D. 甲醇、乙醇、乙酸
【答案】B
【解析】仅用水就可鉴别,则利用溶解性及密度分析混合后分层现象即可,以此来解答。 A.甲苯、己烷的密度均比水小,分层后均在上层,现象相同,不能鉴别,故A不选; B.乙醇与水混溶不分层,苯与水混合有机层在上层,溴乙烷与水混合有机层在下层,现象不同,可鉴别,故B选; C.乙醚、乙酸乙酯的密度均比水小,分层后均在上层,现象相同,不能鉴别,故C不选; D.甲醇、乙醇、乙酸均与水混溶,不分层,现象相同,不能鉴别,故D不选; 答案选B。
7. 下列关于酯化反应机理的说法,正确的是( )
A. 醇与无机酸的酯化反应都遵循SN2机理,无碳正离子中间体生成
B. 叔醇与硝酸的酯化反应因空间位阻大,只能通过SN1机理进行
C. 浓硫酸催化下的酯化反应中,质子化的羟基是唯一的活性中间体
D. 醇与磷酸的酯化反应是分步进行的,先生成单酯,再生成双酯和三酯
【答案】D
【解析】A项错误:醇与无机酸的酯化反应并不都遵循SN2机理,不同结构的醇和酸反应路径不同。B项错误:叔醇与硝酸酯化不能简单断言“只能”通过SN1机理进行,说法过于绝对。C项错误:浓硫酸催化下的酯化反应会形成多种质子化中间体,“唯一的活性中间体”表述错误。D项正确:磷酸为三元酸,具有三个可酯化的羟基,与醇反应可先生成磷酸单酯,继续酯化可生成磷酸双酯(二酯)和三酯。故选D。
8. 实验室制取乙烯通常采用的反应是( )
A. 乙醇分子内脱水
B. 乙醇分子间脱水
C. 氯乙烷分子内脱氯化氢
D. 乙炔催化加氢
【答案】A
【解析】选项 A:实验室中,乙醇在浓硫酸作催化剂、170℃条件下发生分子内脱水(消去反应),生成乙烯,这是制取乙烯的常用反应,符合要求。 选项 B:乙醇分子间脱水的反应条件为浓硫酸、140℃,产物是乙醚,并非乙烯,不符合。 选项 C:氯乙烷分子内脱氯化氢虽能生成乙烯,但氯乙烷的获取及反应操作不如乙醇简便,并非实验室制取乙烯的常规方法。 选项 D:乙炔催化加氢易进一步生成乙烷,产物难以控制单一,且不是实验室制取乙烯的常用方案。
9. 能鉴别苯和甲苯的试剂是( )
A. 溴水
B. 酸性高锰酸钾溶液
C. 水
D. 四氯化碳
【答案】B
【解析】甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化使溶液褪色,苯不能,可鉴别,B 正确;苯和甲苯都能萃取溴水中的溴,且都不溶于水、与四氯化碳互溶,A、C、D 不能鉴别。
10. 下列物质转化常通过取代反应实现的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,属于取代反应,A符合题意; B.乙醇氧化生成乙醛,属于氧化反应,B不符合题意; C.氯乙烯加聚生成聚氯乙烯,属于加聚反应,C不符合题意; D.乙烯与水加成生成乙醇,属于加成反应,D不符合题意; 故选A。
11. 某有机物的结构简式为,下列有关该物质的说法正确的是( )
A. 所有原子均处于同一平面
B. 属于乙醇的同系物
C. 可以发生取代反应
D. 使溴水和酸性高锰酸钾褪色原理相同
【答案】C
【解析】该有机物含有碳碳双键、羟基和羧基。A项错误:分子中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面;B项错误:乙醇同系物应为饱和一元醇,该有机物还含碳碳双键和羧基,不是乙醇的同系物;C项正确:羟基、羧基可发生酯化等取代反应;D项错误:溴水褪色主要是碳碳双键与溴发生加成反应,酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化反应,原理不同。故选C。
12. 化学科学在生活中发挥着重要作用。下列说法错误的是( )
选项
用途
物质
原因
A.
提供氧气
过氧化钠
与二氧化碳反应生成氧气
B.
泳池消毒剂
漂粉精
在空气中易生成强氧化性物质
C.
“球场”大夫
氯乙烷
易分解且吸收热量
D.
热袋
醋酸钠过饱和溶液
金属小圆片振动使其结晶放热
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】C
13. 互为同分异构体的烷烃不可能具有相同的( )
A. 分子式
B. 通式
C. 相对分子质量
D. 结构简式
【答案】D
【解析】根据具有相同的分子式,不同的结构的化合物互称为同分异构体,同分异构体的分子式相同、结构不同、物理性质不同,化学性质可能相似,也可能不同. A. 同分异构体分子式相同,故A正确; B. 同分异构体分子式相同,则具有相同的组成元素,相同的通式,故B正确; C. 同分异构体分子式相同,则一定具有相同的相对分子质量,故C正确; D. 同分异构体分子式相同,结构不同的化合物,结构式不同,故D错误; 故选D。
14. 禁止用工业酒精配制饮料酒,是因为工业酒精中含有下列物质中的( )
A. 甲醇
B. 乙二醇
C. 丙三醇
D. 异戊醇
【答案】A
【解析】工业酒精与食用酒精的核心区别在于,工业酒精中含有甲醇:甲醇有毒,饮用后会损害神经系统、导致失明甚至死亡,因此严禁用工业酒精配制饮料酒;而乙醇(选项 B)是食用酒精的主要成分,丙三醇(选项 C)、异戊醇(选项 D)均不是工业酒精中导致毒性的物质。
15. 下列物质既能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A. 甲烷
B. 苯
C. 甲苯
D. 苯乙烯
【答案】D
【解析】甲烷性质稳定,既不能使溴的四氯化碳溶液因加成褪色,也不能被酸性高锰酸钾氧化褪色;苯分子中不含真正的碳碳双键,常温下不能使溴的四氯化碳溶液褪色;甲苯虽可被酸性高锰酸钾氧化使后者褪色,但不能与溴的四氯化碳溶液发生加成褪色;苯乙烯含碳碳双键,既能与溴发生加成反应使其褪色,又能被酸性高锰酸钾氧化使其褪色。故选D。
16. 1mol 乙炔与足量氢气发生加成反应,最多消耗氢气的物质的量是( )
A. 1mol
B. 2mol
C. 3mol
D. 4mol
【答案】B
【解析】乙炔含 1 个碳碳三键,1mol 乙炔与 2mol 氢气发生加成反应生成乙烷,B 正确。
17. 下列对相同质量的丙烯和乙烯的叙述,错误的是( )
A. 碳原子个数比为1∶1
B. 分子个数比为2∶3
C. 氢原子个数比为1∶1
D. 分子个数比为3∶2
【答案】D
【解析】丙烯(C3)与乙烯(C2)的最简式均为CH2,质量相同时所含碳原子、氢原子个数均相同,A、C正确。设质量均为m g,则丙烯、乙烯的物质的量分别为m/42 mol和m/28 mol,二者分子数之比为(m/42):(m/28)=2:3,故B正确、D错误。选D。
18. 下列现象与乙醇的物理性质无关的是( )
A. 乙醇可用于擦拭电子设备去除油污
B. 乙醇加入水中可降低溶液的冰点
C. 乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
D. 乙醇在敞口容器中会逐渐减少
【答案】C
【解析】A项,乙醇溶解油污是物理变化,与其物理性质有关;B项,乙醇加入水中降低冰点,属于溶液的物理性质;C项,乙醇与浓硫酸共热生成乙烯,发生化学消去反应,与乙醇的物理性质无关;D项,乙醇敞口减少是挥发,属于物理性质。故选C。
19. 有机化合物和在Cu催化下与反应,下列说法错误的是( )
A. 有机产物的官能团不同
B. 反应类型均为氧化反应
C. 有机产物互为同分异构体
D. 不能用银氨溶液鉴别两者的有机产物
【答案】D
【解析】HOC与反应得到CCHO(丙醛),CCH(OH)C与反应得到C(2-丙酮) A.二者与反应后,丙醛中官能团有醛基,2-丙酮的官能团是羰基,故A正确; B.二者与的反应都属于醇的催化氧化反应,故B正确; C.二者反应后各自的产物丙醛和2-丙酮的分子式相同,但结构不同,属于同分异构体,故C正确; D.丙醇催化氧化得到丙醛,2-丙醇催化氧化得到2-丙酮,官能团不一样,可用银氨溶液来鉴别产物,故D错误; 故本题选D
20. 四氟乙烯加聚反应生成聚四氟乙烯的结构单元是( )
A. -CF2-CF2-
B. -CF2-CF3-
C. -CF3-CF3-
D. -CF2-H-
【答案】A
【解析】四氟乙烯的结构简式为CF2=CF2,加聚时碳碳双键打开,形成重复结构单元—CF2—CF2—,所以聚四氟乙烯的结构单元为-CF2-CF2-。故选A。
二、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 葡萄糖与新制 Cu (OH)2反应生成砖红色沉淀,体现了葡萄糖的氧化性。( )
【答案】错误
【解析】葡萄糖分子中含有醛基,能与新制Cu(OH)2在加热条件下反应生成砖红色Cu2O沉淀:CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 → CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓ + 2H2O。反应中葡萄糖被氧化,表现还原性而非氧化性,因此该说法错误。
22. 有机物的实验式、分子式一定不同。( )
【答案】错误
【解析】实验式又称最简式,是化学式中的一种。用元素符号表示化合物分子中各元素的原子个数比的最简关系式。有机物的实验式、分子式可能相同,例如甲烷的实验式、分子式均为,也可能不同,例如乙烯的实验式为,分子式为,因此该说法错误。
23. 丙炔中碳原子的杂化方式有两种。( )
【答案】错误
【解析】丙炔的结构简式为CH3C≡CH,其中甲基碳为sp3杂化,两个成三键的碳原子均为sp杂化,不存在sp2杂化碳原子,因此该说法错误。
24. HC≡C—C分子中的所有碳原子不可能处于同一平面。( )
【答案】错误
【解析】HC≡C—CH3为丙炔,三键碳原子为sp杂化,键角,甲基碳连接在sp杂化碳上,三个碳原子共线,共线必然共面,因此“不可能处于同一平面”错误。
25. 蒽和菲的分子式相同,均为 ,互为同分异构体。( )
【答案】正确
【解析】蒽和菲的分子式均为C14,但三个苯环的稠合方式不同,结构不同;分子式相同而结构不同,二者互为同分异构体,因此该说法正确。
26. 酯化反应中,羧酸脱羟基、醇脱氢,产物一定为酯和水。( )
【答案】正确
【解析】酯化反应中,羧酸脱去羧基中的羟基(—OH),醇脱去羟基上的氢,二者结合生成水,其余部分结合成酯。例如CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H2O,产物为酯和水,因此该说法正确。
27. 用燃烧的方法可以鉴别丝绸和棉布。( )
【答案】正确
【解析】丝绸主要成分是蛋白质,燃烧有烧焦羽毛的刺激性气味,而棉布燃烧气味很轻,故正确。
28. 苯环上的取代基定位效应只由取代基的电子效应决定,与空间效应无关。( )
【答案】错误
【解析】苯环上取代基的定位效应主要由电子效应(诱导效应、共轭效应)决定,但空间效应(位阻)也会影响取代位置比例,如大体积取代基会降低邻位产物比例。因此“只由电子效应决定,与空间效应无关”错误。
29. 苯与浓硝酸在浓硫酸催化下发生的反应属于加成反应。( )
【答案】错误
【解析】该反应是苯环上的 H 被硝基取代,属于取代反应(硝化反应)
30. 1 mol 甲醛与新制 Cu (OH)2反应最多生成 2 mol Cu2O。( )
【答案】正确
【解析】甲醛先被氧化为甲酸(甲酸盐),甲酸仍可继续被新制Cu(OH)2氧化为碳酸盐;总反应为HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2CO3 + 2Cu2O↓ + 6H2O,故1 mol甲醛最多生成2 mol Cu2O。原判“错误”不正确,应为“正确”。
三、填空题(本大题共5小题,每题2分,共10分)
31. 烯烃命名时,主链必须包含______,编号从______的一端开始。
【答案】① 碳碳双键 ② 离双键最近
【解析】烯烃命名需选含双键的最长碳链为主链,编号时确保双键位次最小,例如 CH3CH=CHCH2CH3命名为 2 - 戊烯。
32. 实验室用乙醇和浓硫酸共热制取乙烯,温度计的水银球要置于反应混合物的液面以______(填:上或下),目的是要控制温度在______℃左右,实验室制乙烯要在反应器中加入几片碎瓷片,目的是______;将乙烯通入高锰酸钾的酸性溶液中,可看到的现象是______。制乙烯的化学方程式是:______。
【答案】① 下 ② 170 ③ 防止暴沸 ④ 高锰酸钾溶液褪色 ⑤ ↑+ O
33. 系统命名法中,选主链的原则是选含碳原子数______的碳链,编号时从离______最近的一端开始。
【答案】① 最多 ② 取代基
【解析】系统命名需选最长碳链为主链,若有多个等长碳链,选取代基数目多的;编号从离取代基最近的一端开始,确保取代基位次最小。
34. 由苯合成 2,4,6 - 三硝基甲苯的步骤为:先______得到甲苯,再进行______反应,因甲基是______,且活化苯环,可逐步引入三个硝基,最终得到目标产物。
【答案】① 甲基化 ② 硝化 ③ 邻对位定位基
【解析】由苯合成2,4,6-三硝基甲苯时,先用CH3Cl/AlCl3等进行傅-克烷基化,即甲基化,得到甲苯;再用浓硝酸和浓硫酸进行硝化反应。甲基是邻对位定位基,并能活化苯环,因此硝基主要进入甲基的邻、对位,可逐步引入三个硝基,最终生成2,4,6-三硝基甲苯。
35. 芳香醇与______类物质互为同分异构体,它们的物理性质差异较大,原因是______不同。
【答案】① 酚 ② 分子结构(或羟基连接位置)
【解析】芳香醇中羟基连接在苯环侧链碳上,酚中羟基直接连接在苯环上;当碳原子数相同时,如苯甲醇C6H5CH2OH和甲基苯酚CH3C6H4OH,二者互为同分异构体。由于羟基连接位置不同,分子结构和分子间作用力不同,所以物理性质差异较大。
四、问答题(本大题共5小题,每题6分,共30分)
36. 简述烷烃裂化的目的和意义。
【答案】烷烃裂化的目的主要是将相对分子质量较大、沸点较高的烷烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃,从而提高轻质油(如汽油、煤油、柴油等)的产量 。其意义体现在:①在能源领域,满足工业生产和日常生活对轻质油燃料的大量需求,提高石油资源的利用效率,缓解能源供应压力;②在化工生产方面,裂化生成的烯烃(如乙烯、丙烯等)是重要的化工原料,可用于合成塑料、橡胶、纤维等众多有机化工产品,推动化工产业的发展;③从经济角度看,通过裂化提高石油产品的附加值,增加石油加工企业的经济效益,促进相关产业的经济增长 。
【解析】烷烃裂化是将相对分子质量较大、碳链较长的烷烃在加热或催化剂作用下断裂为相对分子质量较小、碳链较短的烷烃和烯烃。其目的和意义可从三方面理解:提高轻质油产量,满足燃料需求;获得乙烯、丙烯等重要化工原料;提高石油加工附加值,提升经济效益。
37. 为什么醚的沸点比同分子量的醇低得多,但与同分子量的烷烃相比沸点又较高?请从分子间作用力角度分析。
【答案】醚的沸点低于同分子量醇的原因:醇分子间可通过羟基形成强氢键,分子间作用力显著增强,需要更高温度才能克服这些作用力使分子沸腾;而醚分子中无羟基,分子间不能形成氢键,仅存在较弱的范德华力(色散力和dipole-dipole作用力),因此沸点较低。 醚的沸点高于同分子量烷烃的原因:醚分子中存在极性C-O键,分子具有一定偶极矩,分子间存在dipole-dipole相互作用;而烷烃分子是非极性的,分子间仅存在较弱的色散力。尽管两者都无氢键,但醚的极性作用力使分子间总作用力大于烷烃,因此沸点更高。
【解析】醇分子间可形成O—H···O氢键,分子间作用力较强,故同分子量时沸点较高;醚分子中没有羟基,不能形成分子间氢键,只存在较弱的范德华力和偶极-偶极作用,因此沸点低于同分子量醇。与同分子量烷烃相比,醚因C—O极性键而具有偶极矩,存在偶极-偶极作用,而烷烃只有色散力,故醚的分子间作用力更大,沸点较高。
38. 芳磺酸碱熔法制备酚时,为什么需要在高温下进行?温度过高会产生哪些不利影响?
【答案】芳磺酸碱熔法需在高温下进行,原因是:高温能提供足够的能量,削弱磺酸基(-SO3H)与芳环之间的化学键,使磺酸基更易被羟基(-OH)取代;同时,高温可加快反应速率,促进反应完全。 温度过高的不利影响包括:① 可能导致芳环发生破裂,生成小分子化合物,降低产物收率;② 使产物酚发生氧化、聚合等副反应,影响纯度;③ 增加能耗,且对设备的耐高温要求更高,提高生产成本。
【解析】芳磺酸碱熔法制酚时,高温有利于断裂C—S键,促进OH-对磺酸基的亲核取代,同时提高反应速率,使反应进行得更完全。但温度过高会加剧氧化、聚合或炭化等副反应,甚至导致有机物分解,降低酚的收率和纯度,并增加能耗和对设备耐高温的要求。
39. 简述如何鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯。
【答案】分别取少量三种液体于三支试管中,向各试管中加入适量碳酸钠溶液。产生气泡的是乙酸,因为乙酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体;互溶无明显现象的是乙醇,乙醇与碳酸钠溶液互溶;分层且上层为油状液体的是乙酸乙酯,乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液且密度比水小。
【解析】利用三种物质与碳酸钠溶液反应的不同现象进行鉴别。乙酸的酸性强于碳酸,所以能与碳酸钠反应产生气体;乙醇与水互溶,因此和碳酸钠溶液也互溶;乙酸乙酯不溶于水,所以会与碳酸钠溶液分层,且其密度小于水,故上层为油状液体。
40. 鉴别乙醇、乙醛和乙酸乙酯。
【答案】可取少量三种试剂,分别用新制Cu(OH)2悬浊液和溴水鉴别。①加入新制Cu(OH)2悬浊液:乙醇与水互溶,加热无砖红色沉淀;乙醛溶液与水互溶,加热产生砖红色沉淀Cu2O;乙酸乙酯不溶于水,出现分层。②另取试样滴入溴水:乙醇与溴水互溶,溴水不立即褪色;乙醛能使溴水褪色,因为乙醛被溴氧化为乙酸;乙酸乙酯通过萃取使溴水层橙色变浅,有机层呈橙红色。
【解析】乙醇为伯醇,不含醛基,不能还原新制Cu(OH)2;乙醛含醛基,加热时被Cu(OH)2氧化为乙酸,并生成砖红色Cu2O;乙酸乙酯为酯,难溶于水。滴加溴水时,乙醛使溴水褪色是氧化反应,不是加成反应;乙酸乙酯通过萃取使溴水层变浅;乙醇与溴水混溶但通常不使溴水立即褪色,由此可区分三种物质。
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