第二章 烃 测试题
一、选择题
1.阿霉素是一种抗肿瘤药物。阿霉酮是生产阿霉素的中间体,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.阿霉酮的分子式为C21H19O9
B.阿霉酮分子中含有羰基、羟基、羧基等含氧官能团
C.阿霉酮分子中所有的碳原子都在同一个平面
D.阿霉酮与Na2CO3溶液反应无CO2气体产生
2.下列关于乙炔的结构和性质的叙述中,不同于乙烯的是
A.存在不饱和键 B.都属于链烃
C.分子中所有原子都在同一条直线上 D.能使酸性KMnO4溶液褪色
3.下列物质中,属于顺式结构的是
A. B. C. D.
4.下列有机物命名正确的是
A.2,2,3-三甲基丁烷
B.2-乙基戊烷
C.2-甲基-1-丁炔
D.2,2-甲基-1-丁烯
5.下列说法不正确的是
A.HCOOCH3和CH3OCHO是同一种物质
B.沸点:2-甲基丁烷 > 2,2-二甲基丙烷
C.和互为同系物
D.萘()的二氨基取代物有10种
6.下列说法不正确的是
A.HO-CHO和硬脂酸C17H35COOH互为同系物 B.金刚石和石墨互为同素异形体
C.和互为同分异构体 D.和互为同位素
7.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线如图所示,有关说法正确的是
A.过程①发生了取代反应
B.该合成路线原子利用率为 100%
C.利用相同的原料和原理,也能合成邻二甲苯
D.M 的结构简式为
8.下列物质的分离或提纯,选用蒸馏法的是
A.除去石灰水中悬浮的碳酸钙颗粒
B.除去氯化钠晶体中混有的碘单质
C.分离苯和硝基苯的混合物
D.分离水和苯的混合物
9.已知:烯烃与酸性溶液反应时,其生成物的情况如表所示。则反应物为被酸性溶液氧化后得到的产物为
烯烃被氧化的部分
氧化产物
A.、
B.、HOOCCOOH
C.、
D.、、
10.下列实验装置能达到相应实验目的的是
A.图1证明乙炔可使溴水褪色
B.图2观察甲烷取代反应的现象
C.图3证明石蜡分解产物中含有烯烃
D.图4除去中的
11.“拟人化分子——纳米稻草人”的合成被称为史上最奇葩创意研究,拟人化分子a,b的结构如图所示。下列说法正确的是
A.a、b互为同分异构体
B.b不能发生取代反应
C.1mol a最多可与14molH2发生加成反应
D.a、b完全燃烧时的现象与甲烷完全燃烧时的完全相同
12.下列物质中属于苯的同系物的是
A. B.
C. D.
13.下列说法正确的是
A.与含有相同的官能团,互为同系物
B.属于醛类,官能团为 CHO
C.的名称为: 2 乙基 1 丁烯
D.乙醚与乙醇互为同分异构体
14.下列说法正确的是
A.的一溴代物和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
B.等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等
C.按系统命名法,化合物的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
D.和互为同系物
15.具有美白功效的某化妆品主要成分Z的合成如下图所示,下列分析错误的是
A.X最多与发生加成反应
B.Z中所有碳原子可能共面
C.X和Y反应生成Z为加成反应
D.Z中苯环上一氯代物有5种
二、填空题
16.写出下列反应的化学反应方程式,注明反应条件,并判断其反应类型。
(1)由乙烯制取1,2二溴乙烷:___________,属于___________反应;
(2)由苯制取硝基苯:___________,属于___________反应;
17.①②③三种有机物的结构简式如图,请回答下列问题:
(1)②的分子式为_______;三者的关系是_______。
(2)上述三种物质中,_______(填序号,下同)的一氯代物有6种;能使溴的四氯化碳溶液褪色的有_______。
(3)有机物①最多能有_______个碳原子共面。
(4)写出满足下列条件②的同分异构体的结构简式:_______。
(i)含有苯环(ii)核磁共振氢谱图中有两组峰,峰面积之比为3:1
18.现有五种有机物,请回答下列问题:
(1)A物质中含有的官能团名称为_______、_______C物质中含有的官能团结构式为_______
(2)B的分子式为_______
(3)B和F互为_______
19.目前人类在自然界发现和人工合成的有机物已经超过1亿种。研究有机物的结构有利于认识和理解有机物种类繁多的原因。
(1)甲烷是最简单的有机物,甲烷和氯气在光照条件下可发生如下反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
①该反应的过程可以看成:Cl2断裂Cl-Cl键,得到两个Cl原子,CH4断裂1个C-H键,得到1个H原子和1个CH3原子团。则生成CH3Cl和HCl的过程可以描述为:H原子与1个Cl原子形成H-Cl键,生成HCl;_______,生成CH3Cl。
②CH3Cl的电子式为_______。
③该反应生成的CH3Cl与Cl2可继续反应,生成的后续产物也可与Cl2继续反应。则在Cl2足量的条件下,CH3Cl最终将转化为CCl4。
④使1molCH4与Cl2反应,待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比为:n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=3∶2∶1∶4,则消耗的Cl2的物质的量为_______。
(2)只含有碳、氢两种元素的有机物属于烃类。下列是一些烃的结构式:
①已知:“C-C、C=C、C≡C”分别表示碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。烃分子中碳原子能形成_______个键(双键可看成2个键,三键可看成3个键)。
②有机物甲、乙中碳原子间的成键方式如下图所示,碳原子未达到最大键数的,都与氢原子成键。请补充完整甲、乙的结构式。
甲:_______; 乙:C-C=C-C _______。
③烃分子中碳碳原子间均是形成单键,且分子为链状,这样的烃称为链状烷烃。(a)、(b)、(c)、(d)均是链状烷烃。请根据链状烷烃的结构特点,推理6个碳原子的链状烷烃的分子式:_______。含n个碳原子的链状烷烃,其氢原子数为_______(用含n的代数式表示)。
④常温下,10mL某气态链状烷烃,在50mLO2(足量)中充分燃烧,得到液态水,以及体积为35mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃可能是_______(填结构简式)。
20.研究有机物的结构和性质对生产生活意义深远。回答下列问题:
(1)的系统命名是_______。
(2)已知常温下和的电离平衡常数分别为、,_______ (填“>”、“=”或“<”),理由是_______。
(3)Z是合成药物帕罗西汀的重要中间体。由X合成Z的路线如图:
Z的分子式为_______;X中含氧官能团的名称为_______;下列说法错误的是_______(填标号)。
A.X属于芳香烃
B.Y、Z均含有2个手性碳原子
C.X→Y过程中,X中碳碳双键的键发生断裂
D.X分子中所有原子可能共平面
(4)某物质只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示,分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。下列物质中,与该物质互为同系物的是(填序号)_______;下列有机物互为同分异构体的是(填序号)_______。
A. B.
C. D.
三、元素或物质推断题
21.从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液体,B仅由碳氢两种元素组成,碳元素与氢元素的质量比为12∶1,B的相对分子质量为78。回答下列问题:
(1)A的电子式____,B的结构简式____。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式____,该反应的类型是_____。
(3)在碘水中加入B振荡静置后的现象_____。
(4)B与浓硫酸与浓硝酸在50~60℃反应的化学反应方程式_______。
(5)等质量的A、B完全燃烧时消耗氧气的物质的量_____(填“A>B”、“A22.松节油是生产高级香料的重要原料,是绿色可再生资源。
(1)月桂烯是松节油中的常见组分,月桂烯的结构简式为, 一分子该物质与一分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有____种;
(2)下列物质也是松节油中的常见组分。这些物质中,与月桂烯互为同分异构体的是____(选填序号)。
有机物C是无色油状液体,具有铃兰香气。它的一种合成路线如下所示:
已知:①1 mol D与适量的碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳22.4 L(标准状况);
②C能够使溴的四氯化碳溶液褪色。经测定,C分子中含有三个甲基,其中两个甲基为取代基;C分子中有一个碳原子连接着四个不同的原子或原子团。
(3)写出反应类型:应①_________ ;反应②_________ ;
(4)C分子中含氧官能团的名称是___________。
(5)写出结构简式:A_________;C__________ ;
(6)B在氢氧化钠存在条件下水解的化学方程式是_____________。
四、实验题
23.实验室利用氯气和苯反应制少量氯苯,实验装置如图所示。请回答下列问题:
(1)试管B中装有少量铁屑和苯,将导管伸入试管B底部,打开A,缓缓通入经过净化的氯气,先看到苯呈黄色,片刻后C、D导管口有白雾。试管B中发生的有机反应的化学方程式为___________;试管B中长直导管的作用是___________。
(2)试管C中溶液中的现象为___________;试管D中溶液中的现象为___________。试管C,D中的导管均没有插入液面下的原因是___________。
(3)将导管伸入试管B底部的目的是___________。
(4)反应完成后,将试管B中的液体倒入装有一定量水的烧杯中,可以得到橙黄色不溶于水的油状液体沉于烧杯底部,通过___________操作,可以得到粗氯苯。用NaOH溶液洗涤粗氯苯可除去其中溶解的氯气,反应的离子方程式为___________。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.由结构简式知,阿霉酮分子式为C21H18O9,故A错误;
B.阿霉酮分子中含有羰基、羟基、醚键等含氧官能团,故B错误;
C.阿霉酮分子中含多个饱和碳原子,所有的碳原子不都在同一个平面上,故C错误;
D.阿霉酮分子内不含羧基、不能与Na2CO3溶液反应生成CO2气体,故D正确;
答案选D。
2.C
解析:乙炔中存在碳碳三键,乙烯中存在碳碳双键,均为不饱和键,均可以发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色;二者均为链烃;不同于乙烯的是,乙炔分子中所有原子都在同一条直线上,而乙烯分子中H-C-H夹角为120°,不是所有原子都在同一条直线上;
答案选C。
3.C
【分析】顺反异构是指化合物分子中由于具有自由旋转的限制因素,使各个基团在空间的排列方式不同而出现的非对映异构现象。含有碳碳双键的有机物分子中,两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧称为顺式结构。
解析:A. 分子中的两个不饱和碳原子都连有两个相同的原子,不存在顺反异构,故A不选;
B. 分子中有一个碳原子连了两个氢原子,不存在顺反异构,故B不选;
C. 两个氢原子或氯原子排列在双键的同一侧,是顺式结构,故C选;
D. 中有一个碳原子连了两个甲基,不存在顺反异构,故D不选;
故选C。
4.A
解析:A.2,2,3-三甲基丁烷,符合烷烃系统命名方法和原则,故A正确;
B.2-乙基戊烷,主链选错,正确名称为3-甲基己烷,故B错误;
C.2-甲基-1-丁炔,2位上碳原子不能再接甲基,碳原子最多形成四个化学键,故C错误;
D.2,2-甲基-1-丁烯,2号碳原子上不能接两个甲基,碳原子最多形成四个化学键,故D错误;
故选A。
5.C
解析:A.HCOOCH3和CH3OCHO均为甲酸甲酯,表示同一种物质,故A正确;
B.同分异构体分子中,烃含有的支链越多,分子间的作用力越小,熔沸点越小,则沸点:2-甲基丁烷 > 2,2-二甲基丙烷,故B正确;
C.前者官能团是酚羟基,后者官能团是醇羟基,两者结构不同,不是同系物,故C错误;
D.由结构对称可知,萘中含2种位置的H,则其一氯代物有2种、,二氯代物有、共10种,故D正确;
故选:C。
6.C
解析:A. 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的化合物互为同系物,故互为同系物的有机物必须官能团的种类和个数相同。HO-CHO和硬脂酸C17H35COOH均属于脂肪酸,结构相似,在分子组成上相差17个“CH2”原子团互为同系物,故A说法正确;
B. 同种元素的不同单质之间互为同素异形体,金刚石和石墨为碳元素的不同单质,二者互为同素异形体,故B说法正确;
C.甲烷为正四面体结构, 和都是二氯甲烷,为同一种物质,故C说法错误;
D. 具有相同质子数、不同中子数的原子之间互为同位素,和为H元素的不同原子,二者互为同位素,故D说法正确;
故选:C。
7.D
解析:A.根据M模型,推出M的结构简式为,推测出异戊二烯发生1,4-加成,丙烯醛中碳碳双键变为碳碳单键,反应①属于加成反应,故A错误;
B.根据流程可以判断出产物为对二甲苯和H2O,原子利用率小于100%;故B错误;
C.异戊二烯与丙烯醛还可以生成,过程②,得到间二甲苯,不能获得邻二甲苯,故C错误;
D.由球棍模型可以推出M的结构简式为,故D正确;
答案为D。
8.C
解析:A.由于碳酸钙难溶于水,所以可以用过滤的方法除去石灰水中的碳酸钙的颗粒,选项A不符合;
B.由于单质碘在加热的时候会升华,而氯化钠的沸点比较高,所以可以用升华的方法除去混在氯化钠晶体中的碘单质,选项B不符合;
C.由于苯和硝基苯互溶,且沸点相差较大,所以可以采用蒸馏的方法分离苯和硝基苯的混合物,选项C符合;
D.由于苯和水互不相容,所以可以采用分液的方法分离,其中上层液体是苯,下层液体是水,选项D不符合;
答案选C。
9.A
解析:根据烃基被氧化的部分得到对应的产物可知,第一个双键左侧被氧化为酮,右侧双键被氧化为酸,第二个双键左侧被氧化为酸,右侧双键被氧化为酮,即产物为、,故答案选A。
10.C
解析:A.电石与饱和食盐水反应生成乙炔,会有还原性杂质气体H2S和PH3生成,杂质气体也可以使溴水褪色,A错误;
B.甲烷与氯气的混合物在光照条件下发生取代反应,甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代,可观察到的现象有:气体颜色逐渐变浅、试管内液面.上升,试管内壁有油状液滴,但题目中的实验用强光直射,反应过于剧烈有可能会引发爆炸,观察不到前面所描述的现象,B错误;
C.石蜡的主要成分是烷烃,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,在加热和碎瓷片的催化下石蜡发生分解反应(裂化),分解产物中含有烯烃,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.二氧化硫具有较强的还原性,能与溴水发生氧化还原反应,不能用溴水除去二氧化硫中的乙烯,D错误;
故选C。
11.C
解析:A.a和b分子式不同,a比b少3个碳原子,则a、b不互为同分异构体,故A错误;
B.b分子中有饱和碳原子,可以和氯气在光照下发生取代反应,故B错误;
C.a分子中有两个苯环、四个碳碳三键,1个苯环和3个H2发生加成反应,1个碳碳三键能和2个H2发生加成反应,所以1mol a最多可与14molH2发生加成反应,故C正确;
D.a、b分子中含苯环、碳碳三键,碳的质量分数比甲烷高很多,碳的质量分数越大,燃烧时火焰就越明亮,烟也越浓,甲烷燃烧没有烟,火焰呈蓝色或淡蓝色,故D错误;
故选C。
12.D
【分析】结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物互相称为同系物,依此进行判断。
解析:A.苯乙烯含有碳碳双键,与苯的结构不相似,故不属于苯的同系物,选项A错误;
B.含有2个苯环,与苯的结构不相似,二者不属于同系物,选项B错误;
C.萘与苯的结构不相似,故不属于苯的同系物,选项C错误;
D.分子含有1个苯环,与苯分子相差2个CH2原子团,二者满足同系物条件,选项D正确;
故选D。
13.C
解析:A.属于醇,含醇羟基,属于酚,含酚羟基,两者物质类别不固体,不互为同系物,故A错误;
B.属于酯类,官能团为 COO R,故B错误;
C.主链为含碳碳双键的最长碳链,其名称为: 2 乙基 1 丁烯,故C正确;
D.乙醚是CH3CH2OCH2CH3,乙醇是CH3CH2OH,两者分子式不相同,不互为同分异构体,故D错误。
综上所述,答案为C。
14.A
解析:A.甲苯中溴原子可取代的位置分别为甲基上的氢原子,以及苯环上甲基的邻位、间位和对位上的氢原子,有4种一溴代物;2-甲基丁烷溴原子可分别取代1号碳、2号碳、3号碳、4号碳上的氢原子,2号碳上的甲基与1号碳上的甲基等效,所以一溴代物也有4种,A正确;
B.苯的化学式为C6H6,苯甲酸的化学式为C7H6O2,n摩尔苯和n摩尔苯甲酸消耗的氧气的量均为7.5n摩尔,B错误;
C.该化合物在命名时主链选错,主链应选择包含碳原子数最多的碳链作为主链,正确的命名为2,3,4,4-四甲基己烷,C错误;
D.前者羟基与苯环直接相连,属于酚类化合物,后者羟基未与苯环直接相连,属于醇类化合物,酚与醇不是同系物,D错误;
故选A。
15.B
解析:A.X中苯环和碳碳双键能与氢气发生加成反应,1molX最多能与4molH2发生加成反应,A正确;
B.Z中含有饱和碳原子且有3个碳原子与之相连,Z中所有碳原子不可能共面,B错误;
C.根据图示可知,X与Y发生加成反应生成Z,C正确;
D.Z苯环上有5种不同化学环境的氢原子,Z苯环上的一氯代物有5种,D正确;
故答案选B。
二、填空题
16.(1) 加成
(2) +HO-NO2(浓) +H2O 取代
解析: (1)溴与乙烯反应生成1,2二溴乙烷,化学方程式:,属于加成反应;
(2)浓硫酸、50°C 60°C下,苯与浓硝酸反应生成硝基苯和水,化学方程式:+HO-NO2(浓) +H2O,属于取代反应。
17.(1) C9H12 同分异构体
(2) ③ ②③
(3)8
(4)
解析:(1)由②的键线式可知,分子式为C9H12;三者的分子式相同,但结构不同,互为同分异构体;
(2)①②③中分别有5、2、6 种氢原子,故③的一氯代物有6种;②③含碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色;
(3)苯环上12原子共平面,有机物①中苯环与-CH(CH3)2相连,中碳原子一定在苯环所在平面,其所连两个甲基,最多只有 1 个碳原子在该平面,故最多能有 8 个碳原子共面;
(4)②的分子式为C9H12,根据(ⅰ)含有苯环,(ⅱ)核磁共振氢谱图中有两组峰,峰面积之比为3:1,则含有两种类型氢原子,个数比为3:1,个数分别为9、3,故结构简式为。
18.(1) 羟基 碳碳双键
(2)C9H12O
(3)同系物
解析:(1)由A的结构简式,可确定其含有-OH、-CH=CH2,则含有的官能团名称为羟基、碳碳双键,C物质中含有的官能团为OHC-,结构式为。答案为:羟基;碳碳双键;
(2)B分子中含有9个C原子、1个O原子,不饱和度为4,含H原子数为9×2+2-4×2=12,则分子式为C9H12O。答案为:C9H12O。
(3)B和F都属于酚,二者在组成上相差3个“CH2”,则二者互为同系物。答案为:同系物。
19.(1) CH3原子团中的C原子与1个Cl原子形成C-Cl键 2.6mol
(2) 4 C6H14 2n+2 CH3CH3
解析:(1)①CH4与Cl2发生反应,断裂CH4分子上的一个C-H键,同时Cl2断裂Cl-Cl键,产生CH3与1个Cl原子结合形成C-Cl键,形成CH3Cl,下来的H原子与另1个Cl结合形成HCl,故答案为:CH3原子团中的C原子与1个Cl原子形成C-Cl键;
②在CH3Cl中C原子与3个H原子及1个Cl原子结合,使分子中各原子都达到稳定结构,所以CH3Cl的电子式为:;
④在光照条件下,1molCH4与Cl2能发生取代反应,得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=3∶2∶1∶4,由碳原子守恒可知:n(CH3Cl)+n(CH2Cl2)+n(CHCl3)+n(CCl4)=1mol,所以n(CH3Cl)=0.3mol,n(CH2Cl2)=0.2mol,n(CHCl3)=0.1mol,n(CCl4)=0.4mol,该四种取代物中取代的n(H)=n(Cl)=0.3mol×1+0.2mol×2+0.1mol×3+0.4mol×4=2.6mol,根据取代反应的特点可知,取代1molH原子,消耗1molCl2,则消耗的n(Cl2)=n(H)=2.6mol;
(2)①由于C原子价电子数目是4,所以烃分子中碳原子能形成4个键;
②根据C原子价电子数目是4,将不足4个的用H原子补齐,可得相应物质的结构式,其中甲是,乙是;
③烃分子中含有6个碳原子的链状烷烃结构简式是CH3CH2CH2CH2CH2CH3,也可写为CH3(CH2) 4CH3,所以含有6个C原子的烷烃分子式为C6H14;根据分子中H原子数目与C原子数目关系可知:若是含n个碳原子的链状烷烃,其氢原子数为2n+2;
④完全燃烧,则混合气体是CO2、O2,设烃为CxHy,由反应方程式CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(l),可得,所以10×(1+)=25,解得y=6,即1分子烃中H的原子个数是6,氧气有剩余,所以10×(x+)<50,由于y=6,解得x<3.5,所以气态烃为乙烷(CH3CH3),故答案为:CH3CH3。
20.(1)2,3,3-三甲基戊烷
(2) < 氯的电负性大于碳,碳的电负性大于氢,导致CICH2COOH羧基中羟基的极性更大,更易电离出氢离子,酸性更强,所以Ka1
(4) C AB
解析:(1),主链上有5个碳原子,从靠近支链的一端给主链编号,即从右侧给主链编号,2号碳上有1个甲基,3号碳上有2个甲基,则该烷烃的系统命名为2,3,3-三甲基戊烷;
(2)氯的电负性大于碳,碳的电负性大于氢,导致CICH2COOH羧基中羟基的极性更大,更易电离出氢离子,酸性更强,所以Ka1
A.芳香经只含有碳、氢两种元素,X中除含有碳、氢元素外,还含有氧、氟元素,则X不属于芳香经,选项A错误;
B.Y、Z均含有2个手性碳原子,如图示中“*”标注的碳原子: ,选项B正确;
C.碳碳双键中的键比键能量低,更容易断裂,则X→Y过程中,X中碳碳双键的键发生断裂发生加成反应,选项C正确;
D.X分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子与其相连的4个原子形成四面体结构,则X分子中所有原子不可能共平面,选项D错误;
答案选AD;
(4)已知C原子在有机物中需形成4个共价键,O需形成2个共价键,H能形成1个共价键,结合题干有机物球棍模型二者,该有机物的结构简式为CH2=C(CH3)COOH;该有机物的化学式为:C4H6O2,分子式相同而结构不同的物质才互为同分异构体;
A.的分子式为C4H6O2,结构与题干物质不相同,则互为同分异构体;
B.的分子式为C4H6O2,结构与题干物质不相同,则互为同分异构体;
C.的分子式为C5H8O2,分子式不同,则不互为同分异构体,分子结构相似,分子组成上相差1个CH2,为同系物;
D.的分子式为C4H8O2,分子式不同,则不互为同分异构体,分子组成上相差2个H,不互为同系物;
综上,互为同系物的为C;互为同分异构体的为 AB。
三、元素或物质推断题
21. CH2===CH—CH3+Br2→CH2Br—CHBr—CH3 加成反应 溶液分层,下层为无色,上层为紫红色 +HNO3+H2O A>B
解析:分析:A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平,则A为CH2=CH2,B是一种比水轻的油状液态烃,B仅由碳氢两种元素组成,因碳元素与氢元素的质量比为12:1,求得碳氢元素的个数比为1:1,即化学式CxHx,B的相对分子质量为78.得12x+1x=78,x=6,故B的分子式为C6H6,所以B为苯,然后根据两种有机物的结构和性质解答。
详解:A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平,则A为CH2=CH2,B是一种比水轻的油状液态烃,B仅由碳氢两种元素组成,因碳元素与氢元素的质量比为12:1,求得碳氢元素的个数比为1:1,即化学式CxHx,B的相对分子质量为78.得12x+1x=78,x=6,故B的分子式为C6H6,所以B为苯,(1)A为乙烯,其电子式为,B为苯,结构简式为;(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式CH2===CH—CH3+Br2→CH2Br—CHBr—CH3,该反应的类型是加成反应;(3)在碘水中加入B振荡静置后苯萃取出碘且有机层在上层,则现象为溶液分层,下层为无色,上层为紫红色;(4)B与浓硫酸与浓硝酸在50~60℃反应生成硝基苯和水,反应的化学反应方程式为+HNO3+H2O;(5)乙烯中H元素质量分数比苯中H元素质量分数大,故相同质量的乙烯、苯燃烧,乙烯消耗的氧气更多,即等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量A>B。
22.①③ 加成反应 取代反应 羟基 或 +H2O+CH3COOH
【分析】(1)根据加成位置确定加成产物的种类;
(2)分子式相同结构不同的有机物属于同分异构体;
月桂烯和氯化氢发生加成反应生成A,A和醋酸钠发生取代反应生成B,B水解生成C和D,1 mol D与适量的碳酸氢钠溶液反应生成标准状况下二氧化碳22.4 L,说明D中含有一个羧基,结合D的分子式知,D的结构简式为:CH3COOH,C能够使溴的四氯化碳溶液褪色,说明C中含有不饱和键,经测定,C分子中含有三个甲基,其中两个甲基为取代基,C分子中有一个碳原子连接着四个不同的原子或原子团,则C的结构简式为:,C和D发生酯化反应生成B,则B的结构简式为:,A和醋酸钠发生取代反应生成B,则A的结构简式为:,根据物质的结构和性质解答。
解析:由以上分析可知:A为:,B为:,C为:,D为CH3COOH 。
(1)月桂烯的结构简式为,一分子该物质与一分子溴发生加成反应时,如果分别和三个碳碳双键加成,则有三种结构;如果和两个碳碳双键发生1,4-加成,两个碳碳双键断裂,在中间形成一个新的碳碳双键,所以能形成4种产物;
(2)月桂烯中含有三个碳碳双键,一个环状相当于一个碳碳双键,所以剩余部分还有两个碳碳双键,所以符合条件的物质序号是①③;
(3)月桂烯和HCl发生加成反应生成A:,A和醋酸钠发生取代反应生成B:,所以反应类型:①是加成反应,②是取代反应;
(4)C的结构简式为:,根据物质结构简式可知其含氧官能团是羟基;
(5)通过以上分析知,A、C的结构简式分别为:、;
(6)B是,含有酯基,在碱性条件下水解生成乙酸和C:,所以B→C反应的方程式为:+H2O+CH3COOH。
四、实验题
23. +Cl2+HCl 冷凝回流反应物和导气 溶液先变红后褪色 生成白色沉淀 防止液体倒吸 使氯气和苯充分接触,使反应顺利进行 分液 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【分析】氯气与苯在Fe或FeCl3的催化作用下发生取代反应生成氯苯,同时生成HCl,HCl可以使石蕊变红,但未反应的氯气溶于水后生成HClO,又会将溶液漂白,之后通入硝酸银溶液中生成的HCl以及未反应的氯气都可以使其产生白色沉淀,最后用NaOH溶液吸收尾气。
解析:(1)苯与氯气在铁作催化剂的条件下发生了取代反应生成氯苯和氯化氢,化学方程式为+Cl2+HCl;苯和氯气都是易挥发的物质,试管B中的长直导管起导气及冷凝和回流茶与氯气的作用,减少反应物的损失;
(2)苯与氯气发生取代反应生成氯苯和氯化氢,产生的氯化氢气体能使试管C中的石蕊溶液变红,氯气溶于水产生的HClO能使变红的石蕊溶液褪色;进入试管D中的氯化氢和氯气会产生氯化银白色沉淀;
(3)将导管伸入试管B底部可以使氯气和苯充分接触,使反应顺利进行;
(4)生成的氯苯不溶于水,液体分层,月上层为水层,下层为含有氯苯的有机层,所以通过分液操作,可以得到粗氯。可以用NaOH溶液除去氯苯中含有的少量的氯气,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。