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- 2021-07-08 发布
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高中化学选修5 第二章 第一节:脂肪烃单元测试
一、单选题(共10题;共20分)
1.下列说法不正确的是( )
A. 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡胶、酚醛树脂等高分子材料,均可通过加聚反应制得。 B. 通过煤的干馏、煤的气化和煤的液化等化学变化,可获得更加洁净的燃料,减少煤直接燃烧所造成的污染,实现煤的综合利用。
C. 在炽热碎瓷片的作用下,石蜡油会分解产生烯烃,将分解产物通入酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液,可使溶液褪色。 D. 水泥属于硅酸盐材料,是一种应用广泛的建筑材料,以石灰石、黏土为主要原料,经研磨、混合后煅烧,再加入适量的石膏制得。
2.已知丙烷的二氯代物有四种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体的数目为( )
A. 两种 B. 三种 C. 四种 D. 五种
3.下列叙述中,不正确的是( )
A. 天然气是以甲烷为主的高效清洁燃料
B. 煤的干馏可得到煤焦油,通过煤焦油的分馏可获得各种芳香烃
C. 石油中含有烷烃和环烷烃,因此由石油不可能获得芳香烃
D. 通过石油的催化裂化及裂解可以得到轻质油和气态烯烃
4.某烯烃与氢气加成后得到的饱和烃是
,
该烯烃可能有的结构数目是( )
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
5.乙烷、乙烯、乙炔共同具有的性质是( )
A. 都难溶于水,且密度比水小 B. 能够使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
C. 分子中各原子都处在同一平面内 D. 都能发生聚合反应生成高分子化合物
6.既能使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色的是( )
11
A. 苯 B. 乙烯 C. 乙醇 D. 氯化铁
7.分子式为C11H16的单取代芳香烃,其可能的结构有( )种
A. 9 B. 8 C. 7 D. 6
8.下列有机物不属于分子内所有原子均在同一平面上的是( )
A. 苯 B. 乙烯 C. 乙炔 D. 乙烷
9.下列有机物存在顺反异构现象的是( )
A. HC≡CH B. CH2=CH2 C. CH3CH=CHCH3 D. CH3CH=CH2
10.某烯烃与氢气加成后得到2,2﹣二甲基丁烷,则该烯烃的名称是( )
A. 3,3﹣二甲基﹣1﹣丁烯 B. 2,2﹣二甲基﹣2﹣丁烯
C. 2,2﹣二甲基﹣1﹣丁烯 D. 2,2﹣二甲基﹣3﹣丁烯
二、填空题(共2题;共11分)
11.某同学把1体积的CH4和4体积的C12组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中,放在光亮处,片刻后发现试管中的现象为: ①气体的颜色________
②试管中的液面________,
③试管中有________和________出现,
④水槽中还观察到________.
此反应中产物一共有________种,其中物质的量最多的是________.
写出上述反应的有关化学反应方程式:________.
12.乙烯的分子式为________,电子式为________.乙烯与溴水的反应是________反应.
三、实验探究题(共2题;共12分)
13.下图中的实验装置可以用于实验室制取乙炔.请填空:
11
(1)图中A管的作用是________,制取乙炔的化学反应方程式为________.
(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中,发生________反泣,可以观察到________.现象,若通入溴水中,发生________反应.
(3)乙炔燃烧时的现象为________,为了安全,点燃乙炔前应先________.
14.如图是一套实验室制取乙烯并验证乙烯具有还原性的实验装置.请回答:
(1)实验步骤:①________; ②在各装置中注入相应的试剂(如图所示);
③点燃酒精灯加热;实验时,烧瓶中液体混合物逐渐变黑.
(2)写出实验室制取乙烯的化学方程式:________
(3)写出乙醇催化氧化的化学方程式:________
(4)能够证明生成乙烯的现象是________;若无甲装置,是否也能检验生成产物为乙烯,简述其理由:________.
四、综合题(共2题;共12分)
15.卤代烃在生产生活中具有广泛的应用,回答下列问题:
(1)多氯代甲烷常作为有机溶剂,其中分子结构为正四面体的是________。工业上分离这些多氯代甲烷的方法是________。
(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂,写出其所有同分异构体的结构简式________(不考虑立体异构)。
(3)聚氯乙烯是生活中常见的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下:
反应①的化学方程式是________,
反应类型为________,反应②的反应类型为________。
11
16.丙烯是重要的有机化工原料,主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。
(1)以丁烯和乙烯为原料制备丙烯的方法被称为“烯烃歧化法",主要反应为C4H8(g)+C2H4(g) 2C3H6(g)
已知相关燃烧热数据:
C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-1411kJ·mol-1
C3H6(g)+ O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H2=-2049kJ·mol-1
C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) △H3=-2539kJ·mol-1
①乙烯的电子式为________。
②相同质量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃烧,放出的热量由多到少的顺序依次为________(填写化学式)。
③ 上述“烯烃歧化法”的反应的热化学方程式为________。
(2)“丁烯裂解法”是另一种重要的丙烯生产法,生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。
反应如下:主反应:3C4H84C3H6;副反应:C4H82C2H4
测得上述两反应的平衡体系中,各组分的质量分数(w%)随温度(T)和压强(p)变化的趋势分别如图1和图2所示:
①平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比[ ]是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一,从产物的纯度考虑,该数值越高越好,从图1和图2中表现的趋势来看,下列反应条件最适宜的是________(填字母序号)
A. 300℃ 0.1MPa B. 700℃ 0.1MPa
C.300℃ 0.5MPa D.700℃ 0.5MPa
②有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素,认为450℃的反应温度比300℃或700℃更合适,从反应原理角度分析其理由可能是________。
③图2中,随压强增大,平衡体系中丙烯的质量分数呈上升趋势,从平衡角度解释其原因是________。
11
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】A. 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等可以通过加聚反应制得,聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡胶、酚醛树脂等是通过缩聚反应制得,故A符合题意;
B. 煤中含有C、H、O、N、S等多种元素,直接燃烧会造成大气污染,通过煤的干馏、煤的气化和煤的液化等化学变化,可获得更加洁净的燃料,实现煤的综合利用,减少煤直接燃烧所造成的污染,故B正确,B不符合题意;
C. 在炽热碎瓷片的作用下,石蜡油分解产生烯烃,烯烃能使酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液褪色,故C正确,C不符合题意;
D. 水泥属于硅酸盐材料,工业上以石灰石、黏土为主要原料,经研磨、混合后煅烧,加入适量石膏制得水泥,其主要成分有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等,故D正确,D不符合题意;
故正确答案为:A。【分析】A考查加聚反应和缩聚反应机理。B、考查煤的利用。C、烯烃的性质可以被高锰酸钾氧化。D、考查常见硅酸盐材料的制取。
2.【答案】C
【解析】【解答】一个丙烷分子中含有8个氢原子,其二氯代物中含有六个氢原子,则其六氯代物的结构中,可将氯原子视为氢原子,氢原子视为氯原子,其同分异构体的个数与二氯代物同分异构体的个数相同,为四种。
故答案为:C
【分析】本题是对卤代烃同分异构体的考查, 解答此题中,应采用等效替换的方式进行分析作答。
3.【答案】C
【解析】【解答】石油的催化重整可得到芳香烃。
故答案为:C【分析】本题是对煤、石油、天然气的考查,属于识记性基础知识的考查。注意石油的催化重整,可以得到芳香烃。
4.【答案】B
【解析】【解答】要求烯烃的结构,即在烷烃的结构中放入碳碳双键,放入碳碳双键后,应注意双键碳原子上必须减少一个氢原子,同时碳原子周围化学键不能超过四个。由结构的对称性可知,该烯烃的可能结构由两种。
11
故答案为:B
【分析】由烷烃确定烯烃的结构时,应注意不能改变碳链结构,放入双键后,双键碳原子上应分别减少一个氢原子。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.乙烷、乙烯、乙炔均为气体,密度比水小,难溶于水;
B.乙烯、乙炔能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烷不能;
C.烷烃为四面体结构,所有原子不可能共平面,乙烯为平面型分子,所有原子共平面,乙炔为直线型分子,所有原子共平面;
D.乙烷中为单键,无法发生聚合反应;
故答案为:A
【分析】A.气态烃的密度比水小,且难溶于水;
B.具有碳碳双键、碳碳三键结构的能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色;
C.根据甲烷、乙烯、乙炔的结构确定共平面原子;
D.具有碳碳双键、碳碳三键结构的有机物能发生聚合反应;
6.【答案】B
【解析】【解答】苯不能使溴水褪色,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色.乙烯中含有碳碳双键,能和溴水发生加成反应,也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,B正确.乙醇不能使溴水褪色.氧化铁不能使酸性高锰酸钾溶液褪色.
故答案为:B
【分析】根据各种有机化合物的化学性质进行判断,注意含有不饱和键的有机物与溴水能发生加成反应,能被酸性高锰酸钾氧化.
7.【答案】B
【解析】【解答】分子式为C11H16的单取代芳香烃,除苯基-C6H5外,还有戊基-C5H11 , 戊基有8种结构(按碳架)如下: ,故分子式为C11H16的单取代芳香烃,其可能的结构有8种,B正确。故B符合题意
故答案为:B
11
【分析】去掉苯基-,还有戊基-C5H11 , 所以本题可看成求戊烷C5H12的一苯基取代物有几种,即C5H12的等效氢有几种
8.【答案】D
【解析】【解答】A. 苯环上6个C与6个H共平面,不符合题意;
B. 乙烯分子结构中2个C与4个H共平面,不符合题意;
C. 乙炔分子结构中4个原子在一直线上,肯定共平面,不符合题意;
D. 乙烷分子中有2个碳原子与6个氢原子,其中最多有4个原子共平面,符合题意。
故答案为:D
【分析】根据苯、乙烯、乙炔和乙烷的分子结构判断所有原子的共平面问题即可.
9.【答案】C
【解析】【解答】A. HC≡CH分子中4个原子在一直线上,不存在顺反异构现象,A不符合题意;
B. CH2=CH2分子中碳原子上都是氢原子,不存在顺反异构现象,B不符合题意;
C. CH3CH=CHCH3分子中双键两端碳上连两个不同的原子或基团(氢、甲基),存在顺反异构现象,C符合题意;
D. CH3CH=CH2分子中右端碳上边两个氢原子(相同原子或基团),不存在顺反异构现象,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】顺反异构是指双键两端碳上连两个不同的原子或基团,据此进行判断即可.
10.【答案】A
【解析】【解答】解:2,2﹣二甲基丁烷的碳链结构为 ,2,2﹣二甲基丁烷相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键,从而得到烯烃;根据2,2﹣二甲基丁烷的碳链结构,可知相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键只有一种情况,所以该烯烃的碳链结构为 ,该烯烃的名称为3,3﹣二甲基﹣1﹣丁烯,故选A. 【分析】根据烯的加成原理,双键中的一个键断开,结合H原子,生成2,2﹣二甲基丁烷,采取倒推法相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键,即得到烯烃.
二、填空题
11.【答案】变浅;上升;酸雾;油状液滴;有白色晶体析出;5;HCl;CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl
11
【解析】【解答】解:CH4和Cl2光照发生反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl,生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,①生成的产物均无色,所以试管中气体颜色会变浅;②因生成的HCl易溶于水,反应后,试管内气体压强减小,水位在试管内上升;③因生成的HCl易溶于水,反应后,试管内上方有酸雾,由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体,使试管壁上有油状液滴;④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大,导致氯化钠固体析出,此反应中产物一共有5种,由CH4和氯气发生取代反应的化学方程式可以知道,每生成1mol卤代烃,可生成1molHCl,由于CH4和Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成,其中物质的量最多的是HCl,故答案为:变浅;上升;酸雾;油状液滴;有白色晶体析出;5;HCl;CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl.【分析】氯气在光照条件下发生了取代反应,生成的物质有:CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl;①生成的产物均无色;②反应生成了氯化氢,氯化氢易溶于水;③生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体油状液滴;④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大,导致氯化钠固体析出;CH4与Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成.
12.【答案】C2H4;;加成
【解析】【解答】解:烯的分子式为C2H4 , 分子中碳原子与碳原子通过两对共用电子对相连接,碳原子与氢原子通过一对共用电子对相连接,所以电子式为 ;
乙烯中含有碳碳双键,乙烯和溴水发生加成反应生成1、2﹣二溴乙烷,故答案为:C2H4; ;加成.
【分析】根据乙烯分子式为C2H4 , 分子中碳原子与碳原子通过两对共用电子对相连接,碳原子与氢原子通过一对共用电子对相连接,然后根据电子式的书写方法来写,乙烯中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应.
三、实验探究题
13.【答案】(1)调节水面的高度来控制反应的发生和停止;CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
(2)氧化;紫色的高锰酸钾褪色;加成
(3)火焰明亮并伴有浓烈的黑烟;纯度
【解析】【解答】解:(1)图示装置可通过调节A管的高度,控制反应的发生和停止:将A管提高,右管中水面上升,与电石接触发生反应;将A管降低,右管中水面下降,水与电石脱离接触,反应停止,则制取乙炔的化学反应方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑;故答案为:调节水面的高度来控制反应的发生和停止;CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑;(2
11
)乙炔含碳碳三键,具有还原性,能被酸性的高锰酸钾氧化,酸性的高锰酸钾被还原,溶液褪色;乙炔含碳碳三键,若通入溴水中,与溴发生加成反应,使溴水褪色;故答案为:氧化;紫色的高锰酸钾褪色;加成;(3)乙炔中含碳的质量分数较大,燃烧时火焰明亮并伴有浓烈的黑烟;乙炔点燃前必须检验其纯度;故答案为:火焰明亮并伴有浓烈的黑烟;乙炔点燃前必须检验其纯度. 【分析】(1)通过A管的移动可以控制反应的发生和停止;碳化钙与水反应生成氢氧化钙和乙炔;(2)乙炔含碳碳三键,具有还原性,能被酸性的高锰酸钾氧化,能与溴发生加成反应;(3)乙炔含碳量高,燃烧时火焰明亮,伴有浓黑烟;可燃气体在燃烧之前一定先验纯.
14.【答案】(1)组装仪器,检验装置的气密性
(2)CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(4)高锰酸钾溶液褪色;乙醇、二氧化硫也能够使高锰酸钾褪色,装置甲的作用除去挥发出来的乙醇和生成的杂质二氧化硫,如果没有甲,不能检验生成物为乙烯
【解析】【解答】解:(1)解要制取乙烯并验证乙烯具有还原性,首先应组装仪器,检验装置的气密性;故答案为:组装仪器,检验装置的气密性;(2)乙醇在浓硫酸做催化剂、脱水剂条件下,反应生成乙烯,化学方程式为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;故答案为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;(3)乙醇催化氧化生成乙醛:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O; 故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;(4)乙烯具有还原性,能够被酸性的高锰酸钾氧化,所以会看到高锰酸钾溶液褪色;乙醇也具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,使高锰酸钾褪色,装置甲的作用吸收挥发出来的乙醇和生成的杂质二氧化硫,防止对乙烯性质检验的干扰,如果没有甲装置,不能确定是否有乙烯生成;故答案为:高锰酸钾溶液褪色;乙醇、二氧化硫也能够使高锰酸钾褪色,装置甲的作用除去挥发出来的乙醇和生成的杂质二氧化硫,如果没有甲,不能检验生成物为乙烯.
【分析】(1)依据实验目的:制取乙烯并验证乙烯具有还原性,首先应组装仪器,然后检验仪器的气密性,装药品,制备乙烯,性质验证;(2)乙醇在浓硫酸做催化剂、脱水剂条件下,反应生成乙烯;(3)乙醇催化氧化生成乙醛;(4)乙烯具有还原性,能够被酸性的高锰酸钾氧化;乙醇、二氧化硫也具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化.
四、综合题
11
15.【答案】(1)四氯化碳;分馏
(2)
(3)H2C=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl;加成反应;消去反应
【解析】【解答】(1)甲烷是正四面体结构,若分子中的四个H原子全部被Cl原子取代得到CCl4 , 是由极性键构成的非极性分子。由于这些多氯代甲烷沸点不同,因此可采取分馏的方法分离。
(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂,其所有同分异构体的结构简式是。
(3)乙烯与氯气发生加成反应得到1,2-二氯乙烷;反应①的化学方程式是H2C=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl。1,2-二氯乙烷在480℃~530℃条件下发生消去反应得到氯乙烯CH2=CHCl,氯乙烯发生加聚反应得到聚氯乙烯。
故答案为:(1)四氯化碳;分馏;(2);(3)H2C=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl;加成反应;消去反应;
【分析】(1)正四面体结构,则其化学键相同;多种有机物的分离,常用分馏;
(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)同分异构体的书写,根据卤代烃同分异构体的书写规则进行书写即可;
(3)乙烯中的碳碳双键不稳定,易发生加成反应;卤代烃形成烯烃的过程,发生消去反应;
16.【答案】(1);C2H4>C3H6>C4H8;C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g)△H=+148kJ·mol-1
(2)C;450℃比300℃的反应速率快;比700℃的副反应程度小;丁烯转化成丙烯的转化率高;该温度下催化剂的选择性最高;该温度是催化剂的活性温度;压强增大,生成乙烯的副反应平衡逆向移边,丁烯浓度增大,导致主反应的平衡正向移动,丙烯含量增大。
【解析】【解答】解:(1)①乙烯分子中含有碳碳双键,电子式为 。
故答案为: ;
②根据方程式,相同质量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃烧,假设质量均为1g,放出的热量分别为 =50.39kJ, =48.78kJ, =45.33kJ,放出的热量由多到少的顺序为C2H4>C3H6>C4H8。
故答案为:C2H4>C3H6>C4H8;
11
③ i.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-1411kJ·mol-1 , ii.C3H6(g)+ O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H2=-2049kJ·mol-1 , iii.C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)△H3=-2539kJ·mol-1 , 根据盖斯定律,将i+iii-ii×2得:C2H8(g)+C2H4(g) 2C3H6(g) △H=(-1411)+(-2539)-(-2049)×2=+148kJ·mol-1。
故答案为:C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g)△H=+148kJ·mol-1;
(2)①根据图像1,在温度为300℃是丙烯的含量很高,乙烯的含量很小,即 比值较大;根据图像2,压强在0.5MPa时丙烯的含量很高,乙烯的含量很小,即 比值较大;因此最适宜的条件为:300℃,0.5MPa。
故答案为:C;
②450℃的反应温度比300℃或700℃更合适的可能的原因有:450℃比300℃的反应速率快;比700℃的副反应程度小;丁烯转化成丙烯的转化率高;该温度下催化剂的选择性最高。
故答案为:450℃比300℃的反应速率快;比700℃的副反应程度小;丁烯转化成丙烯的转化率高;该温度下催化剂的选择性最高;该温度是催化剂的活性温度等;
③根据主反应:3C4H84C3H6;副反应:C4H82C2H4可知,压强增大,生成乙烯的副反应平衡逆向移边,导致丁烯浓度增大,使得主反应的平衡正向移动,丙烯含量增大。
故答案为:压强增大,生成乙烯的副反应平衡逆向移边,丁烯浓度增大,导致主反应的平衡正向移动,丙烯含量增大。
【分析】(1)①乙烯分子中含有碳碳双键;②根据方程式,相同质量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃烧,得出放出的热量;③根据盖斯定律,可写出热化学方程式;(2)①根据图像1和根据图像2可得知,在温度为300℃是丙烯的含量很高,乙烯的含量很小,压强在0.5MPa时丙烯的含量很高,乙烯的含量很小;③根据主反应:3C4H8 4C3H6;副反应:C4H8 2C2H4可得出答案。
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