b,发生反应2C2H2+5O2===4CO2+2H2O和2C2H2+3O2===4CO+2H2O,燃烧后的产物是CO2和CO的混合气体,CO2的物质的量不足2amol,而当n(CO2)=2amol时,加入石灰水时发生反应的离子方程式为OH-+CO2===HCO
,但n(CO2)<2amol,一定有CO2与OH-反应生成CO
,B项错误;若a<
b,发生反应2C2H2+5O2===4CO2+2H2O,amol乙炔完全反应,乙炔中C元素的化合价由-1价升高到+4价,则燃烧过程中转移的电子的物质的量为10amol,C项正确;若a=
b,发生反应2C2H2+5O2===4CO2+2H2O和2C2H2+3O2===4CO+2H2O,燃烧后的产物既有CO2,又有CO,根据化学方程式计算可得n(CO2)∶n(CO)=1,D项正确。
15.下列说法全部正确的是( C )
①CH3—CH===CH2和CH2===CH2的最简式相同
②CH≡CH和C6H6含碳量相同
③苯乙烯和丁烯互为同系物
④正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低
⑤标准状况下,11.2L的己烷所含的分子数为0.5NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
⑥丙烯分子中所有原子一定都在同一平面上
A.①②③B.②④⑤⑥
C.①②④D.①②④⑥
解析:
CH3—CH===CH2和CH2===CH2的最简式都是CH2,二者的最简式相同,①正确;CH≡CH和C6H6的最简式都是CH,所以二者的含碳量相同,②正确;苯乙烯中含有苯环,丁烯为单烯烃,二者的结构不同,所以二者一定不属于同系物,③错误;正戊烷、异戊烷、新戊烷分子中含有的碳原子数目相等,含有的支链逐渐增多,则它们的沸点逐渐变低,④正确;标准状况下,己烷不是气体,题中条件无法计算11.2L己烷的物质的量,⑤错误;丙烯分子中有一个甲基,甲基具有甲烷的结构特点,因此所有原子不可能处于同一平面上,⑥错误,故选C。
16.下列各组有机物,不管它们以何种比例混合,只要总物质的量一定,则完全燃烧时消耗O2量为一恒量的是( A )
①C2H4和C3H6 ②C5H10和C6H6
③C3H6和C3H8O ④C2H2和C6H6
⑤C2H5OH和CH3OCH3
A.②③⑤B.①④
C.③⑤D.全部
解析:
根据题意可知,要求混合物中的各有机物耗氧量相等,根据反应方程式:
CxHyOz+(x+
-
)O2
xCO2+
H2O,即(x+
-
)的值相等。
①C2H4~3O2、C3H6~4.5O2;②C5H10~7.5O2,C6H6~7.5O2;③C3H6~4.5O2,C3H8O~4.5O2;④C2H2~2.5O2,C6H6~7.5O2;⑤C2H5OH~3O2,CH3OCH3~3O2;故②③⑤满足条件,A项正确。
17.某有机物的结构简式如图,关于该有机物的下列叙述不正确的是( A )
A.不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.能使溴水褪色
C.在加热和催化剂作用下,最多能与4molH2反应
D.一定条件下,能发生取代反应
解析:
含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,故A错误;含碳碳双键,与溴水发生加成反应从而使溴水褪色,故B正确;苯环、碳碳双键均与氢气发生加成反应,则在加热和催化剂作用下,最多能和4molH2反应,故C正确;苯环上的H、甲基上的H、—Cl均可发生取代反应,故D正确。
18.已知异丙苯的结构简式如图,下列说法错误的是( C )
A.异丙苯的分子式为C9H12
B.异丙苯的沸点比苯高
C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D.异丙苯和苯为同系物
解析:
根据键线式书写特点并结合异丙苯的结构简式可知,异丙苯的分子式为C9H12,A正确;因异丙苯的相对分子质量大于苯,则分子间作用力强于苯,故异丙苯的沸点比苯高,B正确;异丙苯可看作2个—CH3、1个—C6H5(苯基)取代甲烷分子中的三个氢原子,依据甲烷为正四面体结构可知,异丙苯中碳原子一定不能都处于同一平面,C错误;异丙苯是苯分子中一个氢原子被异丙基取代后的产物,因此异丙苯和苯互为同系物,D正确。
19.关于有机物的下列说法中,正确的是( C )
A.甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到
B.汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物
C.乙炔、苯、氯乙烯在一定条件下都能与氯气发生加成反应
D.乙醇、乙烷和乙酸都能与钠反应放出氢气
解析:
甲烷是从天然气中得到的,苯是石油催化重整得到的;植物油是多种高级脂肪酸的甘油酯,含有氧元素,不属于碳氢化合物;乙烷不与钠反应。
20.乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后,先将产物通过浓硫酸,浓硫酸增重2.04g,然后通过Na2O2固体,Na2O2固体增重2.24g,则原混合气体中乙烷和丙烷的物质的量之比为( D )
A.1∶1B.3∶5
C.2∶3D.3∶2
解析:
设混合气体中含C2H6xmol,C3H8ymol,则有3x+4y=
(氢原子守恒),2x+3y=
(碳原子守恒),两式相除得
=
,x/y=3∶2。
即V(C2H6)∶V(C3H8)=n(C2H6)∶n(C3H8)=3∶2。
第Ⅱ卷(共60分)
二、非选择题(共60分)
21.(10分)按要求填空:
(1)烷烃A在同温、同压下蒸气的密度是H2的43倍,其分子式为C6H14。
(2)0.1mol烷烃E完全燃烧,消耗标准状况下的O211.2L,其分子式为C3H8。
(3)用式量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子,所得芳香烃产物的数目为6。
(4)某有机物的结构表达式为
,其名称是5-甲基-2-庚烯。
(5)萘的结构简式为
,其分子式为C10H8,它的二氯代物有10种。
(6)立方烷
的分子式为C8H8,它的六氯代物有3种。
解析:
(1)烷烃A在同温、同压下蒸气的密度是H2的43倍,则烷烃A的相对分子质量为86,设烷烃A的分子式为CnH2n+2,则12n+2n+2=86,则n=6,故烷烃A的分子式为C6H14。
(2)设烷烃E的分子式为CnH2n+2,则1mol烷烃E消耗氧气的物质的量为(n+
)mol,0.1mol烷烃E完全燃烧,消耗标准状况下的O211.2L,则消耗氧气的物质的量为0.5mol,故
=
,解得n=3,故烷烃E的分子式为C3H8。
(3)设烷基的分子式为CnH2n+1,则其相对分子量为12n+2n+1=43,故n=3,即烷基为丙基,若为正丙基,则取代甲苯苯环上的一个氢原子,有邻、间、对3种结构;若为异丙基,则取代甲苯苯环上的一个氢原子,有邻、间、对3种结构;故共有6种结构。
(4)根据系统命名法可知,该有机物的名称是5-甲基-2-庚烯。
(5)萘的分子式为C10H8,其二氯代物一共有10种。
(6)立方烷的分子式为C8H8,其六氯代物的数目等于其二氯代物的数目,一共有3种。
(3)B中苯环上的二氯代物有6种同分异构体;CH3NH2的所有原子不是(填“是”或“不是”)在同一平面上。
解析:
苯与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯(A),A与一氯甲烷反应生成B,B在Fe/HCl条件下发生信息①的反
应生成CH3NH2,B中引入的甲基在硝基的间位,故B为NO2CH3,苯与溴发生反应生成溴苯(C),溴苯在浓硫酸条件下生成D,D与氢气发生加成反应生成BrSO3H,可知C与浓硫酸反应发生对位取代,故D为BrSO3H,苯经过反应得到E、E反应得到F,F水解得到HONO2,引入羟基与硝基,由转化可知,溴苯可以发生对位取代,故苯首先与溴发生取代反应生成溴苯,即E为溴苯,再发生硝化反应,生成对硝基溴苯。
然后发生水解反应,溴原子换为羟基。
(1)硝基苯的密度大于水,A转化为B是硝基苯与一氯甲
23.(10分)有4种无色液态物质:
己烯、己烷、苯和甲苯。
按要求填空:
(1)不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应,但在铁屑作用下能与液溴反应的是苯,反应的化学方程式为
(2)不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是己烷、苯。
(3)能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是己烯。
(4)不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是甲苯。
解析:
含有碳碳双键或碳碳叁键的物质,既能与溴水反应,又能与酸性KMnO4溶液反应;所有烷烃和苯既不能与溴水反应,又不能被酸性KMnO4溶液氧化;大部分苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化,但不与溴水反应。
24.(20分)硝基甲苯是一种重要的工业原料,某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)。
实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物(混酸);
②在三颈烧瓶里装15mL甲苯(密度为0.866g·cm-3);
③装好其他药品,并组装好仪器;
④向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度,大约反应10min至三颈烧瓶底有大量液体(淡黄色油状)出现;
⑥分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到一硝基甲苯共15g。
根据上述实验,回答下列问题:
(1)本实验的关键是控制温度在30℃左右,如果温度过高,则会产生二硝基甲苯、三硝基甲苯等副产品(填物质名称)。
(2)简述配制混酸的方法:
取一定量浓硝酸于烧杯中,沿烧杯壁缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)A仪器的名称是(球形)冷凝管,进水口是a。
(4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式:
(5)分离产品方案如下:
操作2的名称是蒸馏,经测定,产品2的核磁共振氢谱中有5组峰,它的名称为邻硝基甲苯。
(6)本实验中一硝基甲苯的产率为77.5%(结果保留三位有效数字)。
解析:
(1)因为甲苯可以和浓硝酸反应生成一硝基甲苯、二硝基甲苯或三硝基甲苯,温度升高,会产生更多的二硝基甲苯或三硝基甲苯等副产物。
(2)浓硫酸和浓硝酸混合时应将浓硫酸加入到浓硝酸中,具体过程为:
取一定量浓硝酸于烧杯中,沿烧杯壁缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)仪器A为(球形)冷凝管,从a口进水。
(4)甲苯和硝酸在浓硫酸、30℃下反应生成对硝基甲苯和水。
(5)分离互溶的有机混合物只能利用沸点不同分离,采用蒸馏的方法。
有机混合液中主要有甲苯、邻硝基甲苯、对硝基甲苯,其中邻硝基甲苯的核磁共振氢谱有5组峰。
(6)甲苯的质量为15mL×0.866g·cm-3≈13g,根据方程式分析理论产生的一硝基甲苯的质量为
×137g·mol-1≈19.36g,则一硝基甲苯的产率为
×100%≈77.5%。
25.(10分)某同学为探究苯和液溴的反应,设计了如下图所示实验装置进行。
回答下列问题:
(1)冷凝管的进水口是a(填“a”或“b”)。
(2)关闭K2,开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。
装置Ⅲ中小试管内苯的作用是防止倒吸和吸收挥发出的Br2、苯。
(3)该实验能否证明苯和液溴发生了取代反应?
能(填“能”或“不能”),理由是Ⅲ中有淡黄色沉淀生成,表明反应过程中生成了HBr。
(4)反应结束后,关闭K1和分液漏斗活塞,打开K2,此时装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中,这样操作的目的是溶解三颈瓶中的HBr并使未反应完的液溴液封。
(5)最后将三颈烧瓶内的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。
a.用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
b.用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;
c.用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
d.加入无水CaCl2粉末干燥;
e.蒸馏(填操作名称)。
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