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- 2021-08-23 发布
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第二章 第二节
一、选择题
1. 杭甬高速公路萧山路段一辆运送化学物品的槽罐车侧翻,罐内15 t苯泄入路边300 m长的水渠,造成严重危险。许多新闻媒体对此进行了连续报道,以下报道中有科学性错误的是( )
A. 由于大量苯溶入水中,渗入土壤,会对周边农田、水源造成严重的污染
B. 由于苯是一种易挥发、易燃的物质,周围地区如果有一个火星就可能引起爆炸
C. 可以采取抽吸水渠中上层液体的办法,达到部分清除泄漏物的目的
D. 处理事故时,由于事故发生地周围比较空旷,有人提出用点火焚烧的办法来清除泄漏物,但由于苯燃烧会产生大量的黑烟扩大污染,所以该办法未被采纳
解析:苯不溶于水且密度比水小,A错、C对;苯是一种易挥发、易燃的物质,且燃烧时产生大量的黑烟,故B、D对。
答案:A
2. 实验室用溴和苯在FeBr3催化下制取溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作提纯:(1)蒸馏;(2)水洗;(3)用干燥剂干燥;(4)用10%的NaOH溶液洗涤。正确的操作顺序是( )
A. (1)(2)(3)(4) B. (4)(2)(3)(1)
C. (4)(1)(2)(3) D. (2)(4)(2)(3)(1)
解析:粗溴苯的提纯过程为:先用蒸馏水洗去大部分溴,再用10%的NaOH溶液洗净溴,接着用蒸馏水洗去过量的NaOH溶液,最后用干燥剂进行干燥,再通过蒸馏得到纯净的溴苯。
答案:D
3. 化学上通常把原子数和电子数相等的分子或离子称为等电子体,人们发现等电子体间的结构和性质相似(即等电子原理),B3N3H6被称为无机苯,它与苯是等电子体,则下列说法中不正确的是( )
A. 无机苯是由极性键组成的非极性分子
B. 无机苯能发生加成反应和取代反应
C. 无机苯的二氯取代物有3种同分异构体
D. 无机苯不能使KMnO4酸性溶液褪色
解析:抓住关键句“无机苯与苯(C6H6)是等电子体,等电子体的结构和性质相似”。苯能发生加成反应和取代反应,但不能使KMnO4
酸性溶液褪色,无机苯也应具有这些性质;但无机苯是由极性键组成的多原子分子,其结构简式为,其二氯取代产物有4种(其中间位同分异构体有2种)。
答案:C
4. 下列有关同分异构体数目的叙述中,不正确的是( )
A. 甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种
B. 已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为,则A苯环上的二溴代物的同分异构体数目小于A苯环上的四溴代物的同分异构体的数目
C. 含有5个碳原子的饱和链烃,其一氯取代物有8种
D. 菲的结构简式为,它与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物
解析:对于选项B,若逐个书写异构体将非常繁琐,还易多写或漏写,分析题给结构的苯环上还剩下6个可被取代的氢原子,2个溴原子取代苯环上2个氢原子时,得到的二溴代物共有9种。若将环上的6个氢原子改为6个溴原子,则当其中任意2个溴原子被2个氢原子取代时,所得四溴代物(也可理解是二氢代物)的同分异构体也只可能是9种。此即所谓的“换元后等效”。
答案:B
5. 对于苯乙烯()的下列叙述:①能使酸性KMnO4溶液褪色;②可发生加聚反应;③可溶于水;④可溶于苯中;⑤能与浓硝酸发生取代反应;⑥所有的原子可能共平面,其中正确的是( )
A. 仅①②④⑤ B. 仅①②⑤⑥
C. 仅①②④⑤⑥ D. 全部正确
解析:物质的性质推测可根据其结构特征和物质的相似性来分析解答,苯乙烯分子中含有苯环和碳碳双键,其性质应与苯、乙烯有相似之处,从分子结构看,是两个平面结构的组合,而这两个平面有可能重合,故⑥的说法正确;苯环上可发生取代反应,故⑤的说法正确;碳碳双键可被酸性KMnO4溶液氧化,也可发生加聚反应,故①②说法正确;苯乙烯属于烃类,而烃类都难溶于水而易溶于有机溶剂,故③的说法不正确而④的说法正确。
答案:C
6. 下列区分苯和己烯的实验方法和判断中,不正确的是( )
A. 分别点燃,无黑烟生成的是苯
B. 分别加入溴水振荡,静置后分层,上层呈橙红色的为苯
C. 分别加入溴水振荡,静置后红棕色都消失的是己烯
D. 分别加入酸性KMnO4溶液振荡,静置后不分层,且紫色消失的是己烯
解析:苯与己烯的性质的区别是:苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴水因加成而褪色,但己烯可以。另外,苯加入到溴水中,会将溴从水中萃取出来,使水层褪色,而苯层(上层)则呈橙红色。苯与己烯在燃烧时都会产生黑烟。
答案:A
7. 某烃的分子式为C10H14,它不能使溴水褪色,但可使酸性KMnO4溶液褪色,分子结构中只含有一个烷基,符合条件的烃有( )
A. 2种 B. 3种
C. 4种 D. 5种
解析:该烃的分子式C10H14,符合分子通式CnH2n-6,它不能使溴水褪色,但可使酸性KMnO4溶液褪色,说明它是苯的同系物;因其分子中只含一个烷基,可推知此烷基为-C4H9,它具有以下4种结构:
①—CH2CH2CH2CH3,②—CH(CH3)CH2CH3,
③—CH2CH(CH3)2,④-C(CH3)3,由于第④种侧链上与苯环直接相连的那个碳原子上没有氢原子,不能发生侧链氧化,因此符合条件的烃只有3种。
答案:B
8. 下列关于芳香烃的叙述中不正确的是( )
A. 乙烷和甲苯中都含有甲基,甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸,而乙烷不能被其氧化,说明苯环对侧链产生了影响
B. 苯和浓硝酸、浓硫酸混合物在100~110 ℃才能生成二硝基苯,而甲苯在100 ℃时即可生成三硝基甲苯,说明甲基对苯环产生了影响
C. 苯、甲苯等是重要的有机溶剂,萘(俗称卫生球)是一种重要的绿色杀虫剂。
D. 除去苯中混入的少量甲苯可加入适量的酸性KMnO4溶液,充分反应后再加入足量的NaOH溶液,然后分液即可
解析:萘是有污染的,不属于绿色杀虫剂。
答案:C
9. 美国魏考克斯合成的一种有机分子,像一尊释迦牟尼佛,被称为释迦牟尼分子。有关该有机分子的说法正确的是( )
A. 该有机物属于苯的同系物
B. 1 mol该有机物完全燃烧需消耗25 mol O2
C. 1 mol该有机物最多可以与10 mol H2发生加成反应
D. 该有机物的一氯代物的同分异构体有12种
解析:该有机物不属于苯的同系物,A错;该有机物分子式为C22H12,消耗25 mol O2,B正确;1 mol该有机物最多与11 mol H2发生加成反应,C错;该有机物为对称结构,其一氯代物的同分异构体有6种,D错。
答案:B
10. 在实验室中,下列除去杂质的方法正确的是( )
A. 溴苯中混有溴,加入KI溶液,振荡,用汽油萃取溴
B. 硝基苯中混有浓硝酸和浓硫酸,将其倒入到NaOH溶液中,静置,分液
C. 乙烷中混有乙烯,通氢气在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷
D. 乙烯中混有SO2和CO2,将其先后通入NaOH和KMnO4溶液中洗气
解析:A项生成了新的杂质碘,A错;C项无法控制氢气的用量,C错;D项乙烯与KMnO4溶液反应,D错。
答案:B
11. [2013·宁夏银川期中]下列有机物分子中,所有原子一定处于同一平面的是( )
A. CH3-CH===CH2 B.
C. CH3-CH3 D.
解析:和与其直接相连的原子在同一平面内,C≡C和与其直接相连的原子在同一条直线上。
答案:B
12. 已知C-C可以绕键轴旋转,对于结构简式如图所示的烃,下列说法正确的是( )
A. 分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
B. 分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
C. 该烃的一氯取代物最多有4种
D. 该烃是苯的同系物
解析:由于两个苯环可以绕中间的C-C键轴旋转,所以分子中至少有9个碳原子处于同一平面上,B项正确。
答案:B
二、非选择题
13. (1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含三键且无支链链烃的结构简式__________________________________________。
(2)苯不能使溴水因反应而褪色,性质类似烷烃,但能与溴、浓硝酸等发生取代反应,写出苯的硝化反应的化学方程式__________________________________________。
(3)烷烃中脱去2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热,但1,3-环己二烯()脱去2 mol氢原子变成苯却放热,可推断苯比1,3-环己二烯________(填“稳定”或“不稳定”)。
(4)1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列事实(填入编号)________________ ________________。
a. 苯不能使溴水褪色
b. 苯能与H2发生加成反应
c. 溴苯没有同分异构体
d. 邻二溴苯只有一种
(5)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是________。
解析:(1)苯的分子式为C6H6,与同碳原子数烷烃相比少了8个H,故分子式为链烃时其分子中应含2个-C≡C-或一个-C≡C-和两个等。
(2)苯发生硝化反应是-NO2取代苯环上的一个H而生成和H2O。
(3)化学反应中放热越多生成物的状态越稳定,反之,吸热越多反应物的状态越稳定。
(4)苯分子不具有典型的烯烃的性质,是苯的凯库勒结构所不能解释的事实,若按照苯的凯库勒结构式,邻二溴苯的两个溴原子可以分别在双键或单键两端,而不是只有一种结构。
答案:(1)CH≡C-C≡C-CH2-CH3
(或CH≡C-CH===CH-CH===CH2)
(3)稳定 (4)ad (5)介于单键和双键之间的独特的键
14. 人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程。回答下列问题:
(1)已知分子式为C6H6的有机物有多种,其中的两种为:(Ⅰ) 和(Ⅱ)。
①这两种结构的区别表现在以下两方面:定性方面(即化学性质方面):Ⅱ能________(填字母),而Ⅰ不能。
a. 被高锰酸钾酸性溶液氧化
b. 与溴水发生加成反应
c. 与溴发生取代反应
d. 与氢气发生加成反应
定量方面(即消耗反应物的量的方面):1 mol C6H6与H2加成时:Ⅰ需________mol,而Ⅱ需________mol。
②今发现C6H6还可能有一种如右图所示的立体结构,该结构的二氯代物有________种。
(2)萘也是一种芳香烃,它的分子式是C10H8,请你判断它的结构简式可能是________(填字母)。
(3)萘的结构简式不能解释的事实是________(填字母)。
a. 萘不能使高锰酸钾酸性溶液褪色
b. 萘能与H2发生加成反应
c. 萘分子中所有原子在同一平面上
d. 一溴代萘(C10H7Br)只有两种同分异构体
(4)现代化学认为,萘分子中碳碳键是________。
解析:
本题考查的是有机物结构简式的书写及结构对性质的影响。(1)①由于Ⅱ中存在碳碳双键,故Ⅱ可被高锰酸钾酸性溶液氧化,也能与溴水发生加成反应,而苯中存在特殊的键不能发生上述反应,故应选ab;由于苯环上加氢后形成环己烷(C6H12),故需3 mol H2,而Ⅱ分子中有两个碳碳双键,故需2 mol H2。②根据对称性即可写出(如右图所示)。(2)根据分子式可推断其结构简式。(3)由于含有不饱和键,故不能解释萘不能使高锰酸钾酸性溶液褪色的事实。(4)萘中的碳碳键应与苯中的碳碳键相同。
答案:(1)①ab 3 2 ②3 (2)C (3)a
(4)介于单键与双键之间的独特的键
15. 蒽()与苯炔()反应生成化合物X(立体对称图形),如下图所示:
(1)蒽与X都属于________。
a. 环烃 b. 烃
c. 不饱和烃
(2)苯炔的分子式为________,苯炔不具有的性质是________。
a. 能溶于水 b. 能发生氧化反应
c. 能发生加成反应 d. 常温常压下为气体
(3)下列属于苯的同系物的是________(填字母)。
(4)下列物质中,能发生加成反应,也能发生取代反应,同时能使溴水因加成反应而褪色,还能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是________。
解析:(1)蒽和X都只含C、H两种元素,有环状结构,且含有不饱和碳原子,故a、b、c均正确。(2)由苯炔的结构简式,结合碳的四价结构,可确定其分子式为C6H4,不溶于水,常温常压下是气体的烃其碳原子数不超过4,因苯炔分子内含有键、-C≡C-键,可以发生氧化反应、加成反应。(3)苯的同系物分子中只有一个苯环,且侧链均为烷基,满足条件的只有D项。
(4)同时满足三个条件的只有D项。
答案:(1)abc (2)C6H4 ad (3)D (4)D
16. 已知:①RNH2+R′CH2ClRNHCH2R′+HCl(R和R′代表烃基)
②苯的同系物能被高锰酸钾氧化,如:
化合物C是制取消炎灵(祛炎痛)的中间产物,其合成路线如图所示:
请回答下列问题:
(1)B物质的结构简式是__________________________________________;
(2)写出反应①、②的化学方程式:
①__________________________________________;
②__________________________________________。
(3)反应①~⑤中,属于取代反应的是________(填反应序号)。
解析:根据题给信息及有机物的衍变关系可知,①反应的化学方程式为+Cl2
+HCl,为取代反应;④反应的生成物中的-COOH来自于中的-CH3的氧化,-NH2应来自于②反应引入的-NO2,故A为易被氧化,故应先将氧化为,再转化为,即B为;由信息①可知C为。
(3)①②⑤