2023年高考真题变式分类汇编:烷烃

2023年高考真题变式分类汇编:烷烃
一、选择题
1.(2021·广东)昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是(  )
A.属于烷烃 B.可发生水解反应
C.可发生加聚反应 D.具有一定的挥发性
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;水解反应;烷烃
【解析】【解答】A.该有机物中含有氧元素,属于烃的含氧衍生物,A符合题意;
B.该有机物结构中含有酯基,可发生水解反应,B不符合题意;
C.该有机物结构中含有C=C,可发生加聚反应,C不符合题意;
D.该有机物可用于诱捕害虫,说明具有一定的挥发性,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.烷烃是指只含C、H两种元素的有机物;
B.可发生水解反应的官能团有卤素原子、酯基、肽键;
C.可发生加聚反应的官能团有碳碳双键;
D.可用于诱捕害虫,说明该物质具有挥发性;
2.(2021·全国甲)下列叙述正确的是(  )
A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应
B.用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别乙酸和乙醇
C.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体
【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;乙醇的化学性质;乙酸的化学性质;烷烃
【解析】【解答】A.甲醇为一元饱和醇,不能发生加成反应,A错误;
B.乙酸可与饱和碳酸氢钠反应,产生气泡,乙醇不能发生反应,与饱和碳酸钠互溶,两者现象不同,可用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别两者,B正确;
C.含相同碳原子数的烷烃,其支链越多,沸点越低,所以烷烃的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多少,C错误;
D.戊二烯分子结构中含2个不饱和度,其分子式为C5H8,环戊烷分子结构中含1个不饱和度,其分子式为C5H10,两者分子式不同,不能互为同分异构体,D错误;
故答案为:B
【分析】A.甲醇为饱和醇,不能加成;
B.乙酸的酸性强于碳酸;
C.相同碳原子数的烷烃,其支链越多,沸点越低;
D.同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物;
3.(2022·柯桥模拟)下列说法正确的是(  )
A.煤的气化和液化是物理变化,煤的干馏涉及化学变化
B.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
C.肥皂的主要成分是硬脂酸钠,其去污的主要原理是水解呈碱性
D.通常可以通过控制溶液的pH分离不同的氨基酸
【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;烷烃
【解析】【解答】A.煤的气化和液化都有新物质的生成,属于化学变化,煤的干馏涉及化学变化,A不符合题意;
B.烷烃碳原子数目越多沸点越高,碳原子数相同时支链越多其沸点越低,故烷烃的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多少,B不符合题意;
C.肥皂的主要成分是硬脂酸钠,其去污的主要原理是乳化作用,而不是因为水解呈碱性,C不符合题意;
D.氨基酸同时含有氨基和羧基,调节溶液的pH可改变内盐的溶解度,可以通过控制溶液的pH分离氨基酸,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.有新物质生成的变化属于化学变化;
B.烷烃碳原子数目越多沸点越高,碳原子数相同时支链越多其沸点越低;
C.肥皂的去污原理是乳化作用。
4.(2022·辽阳模拟)有机化合物M、N的结构分别如图所示。下列有关说法错误的是(  )
(M)(N)
A.M、N都属于烃,且互为同分异构体
B.M、N中碳原子的杂化方式相同
C.能用溴的四氯化碳溶液区分M和N
D.N的二氯代物有3种不同结构
【答案】B
【知识点】烯烃;烷烃
【解析】【解答】A.M、N的元素组成都是只有C、H两种元素,因此它们都属于烃,二者分子式都是C8H8,二者分子式相同,但结构不同,因此它们互为同分异构体,A不符合题意;
B.M分子中C原子形成3个σ共价键,C原子杂化类型是sp2杂化,而N分子中C原子形成4个σ共价键,C原子杂化类型是sp3杂化,故M、N中碳原子的杂化方式不相同,B符合题意;
C.M分子中含有不饱和的碳碳双键,能够与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,而后者分子中无不饱和键,因此不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故可以用溴的四氯化碳溶液区分M和N,C不符合题意;
D.N分子的二氯代物中两个Cl原子的位置:可以在相邻位置、面对角线位置和体对角线位置三种情况,因此其二氯代物有3种不同结构,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.M和N均只含碳氢元素,属于烃;
B.M中C原子为sp2杂化,N中C原子为sp3杂化;
C.M能使溴的四氯化碳褪色,N不能使溴的四氯化碳褪色;
D.N的二氯代物有3种。
5.(2021·三明模拟)芯片制造过程需用到光刻胶。某光刻胶可由降冰片烯( )与马来酸酐( )共聚而成。下列说法错误的是(  )
A.降冰片烯难溶于水
B. 与 互为同分异构体
C.马来酸酐能发生加成反应和氧化反应
D.该光刻胶的结构简式可能为
【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;结构简式;烷烃
【解析】【解答】A.降冰片烯属于烃,烃难溶于水,A不符合题意;
B. 与 结构完全相同,为同种物质,B符合题意;
C.马来酸酐( )含碳碳双键,能发生加成反应和氧化反应,C不符合题意;
D.降冰片烯( )与马来酸酐( )均含碳碳双键,二者按1:1共聚可得 ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 降冰片烯含有碳氢元素,是烃均难溶于水
B.通过对结构简式的观察确定是同一种物质
C. 马来酸酐( ) 含有双键和酯基,可以发生加成和氧化反应
D.共聚主要是双键进行加聚形成
6.(2021·永州模拟)下列说法错误的是(  )
A.一定条件下,乙酸和乙醇都能与CuO反应
B.丙烷和丁烷都没有同分异构体
C.油脂和蛋白质都能发生水解反应
D.乙烯和丙烯可通过石油裂解的方法大量获得
【答案】B
【知识点】石油的裂化和裂解;乙醇的化学性质;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构;烷烃
【解析】【解答】A.一定条件下,乙酸与CuO反应生成醋酸铜和水,乙醇与CuO反应生成乙醛、铜、水,故A不符合题意;
B.丙烷只有一种结构,丁烷有正丁烷、异丁烷两种结构,故B符合题意;
C.油脂能水解为高级脂肪酸和甘油,蛋白质能水解为氨基酸,故C不符合题意;
D.石油裂解可生成乙烯和丙烯等烯烃,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 A.氧化铜为碱性氧化物,能够与乙酸反应,加热条件下能够与乙醇发生氧化还原反应;
B.丁烷存在正丁烷和异丁烷;
C.油脂水解生成甘油和高级脂肪酸(或盐),蛋白质水解最终生成氨基酸;
D.石油裂解可生成乙烯、丙烯等。
7.(2021·唐山模拟)下列实验设计能达到实验目的的是(  )
A.①用于测量氯水的
B.②可以探究正戊烷( )催化裂化
C.③可用于探究温度对 平衡移动的影响
D.④用 溶液制备 晶体
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;试纸的使用;蒸发和结晶、重结晶;烷烃
【解析】【解答】A. 氯水有漂白性,不能用pH试纸于测量氯水的 ,故A不符合题意;
B. C5H12裂解为分子较小的烷烃和烯烃,常温下均为气体,不能冷凝收集,故B不符合题意;
C. ③只有温度不同,且只有二氧化氮为红棕色,可用于探究温度对 平衡移动的影响,故C符合题意;
D. 加热促进水解,且生成盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备AlCl3晶体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.测量氯水的pH采用的是pH计
B.碳原子个数小于4时均为气体,不易用冷凝收集
C.通过控制温度的变化验证温度对其影响
D.要制备氯化铝晶体加热时不断的通入氯化氢气体
8.(2020·漳州模拟)下列关于有机物的说法正确的是(  )
A.将淀粉水解并检验其产物,加液顺序为:淀粉溶液→稀硫酸→新制的 悬浊液
B. 能发生酯化、加聚、水解等反应
C. 是重要有机化工产 的单体
D.二环[1,1,0]丁烷( )的分子式为 ,其二氯代物有3种(不考虑立体异构)
【答案】C
【知识点】烯烃;食物中淀粉、蛋白质、葡萄糖的检验;烷烃
【解析】【解答】A.检验淀粉的水解产物关键在于检验产物葡萄糖中所含的醛基,可用新制的 悬浊液作为检验试剂。该实验需要在碱性条件下进行,需要用NaOH溶液先中和稀硫酸,A不符合题意;
B. 不含能水解的有机官能团,因此不能发生水解反应,B不符合题意;
C. 的单体,可根据主链上的单双键互换法分析,单体为 ,C符合题意;
D. 的二氯代物,根据定一议二的方法,然后排除重复,有4种(不考虑立体异构),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、检验葡萄糖要在碱性条件下
B、不能发生水解反应
D、两个取代基的同分异构体,可采用定一移一的方法。
9.(2023高一下·巴楚期末)下列关系正确的是(  )
A.含氢量:苯>乙烯>甲烷
B.密度:H 2O >溴苯 >苯
C.沸点:戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷
D.等质量的下列物质燃烧耗O 2量:乙炔>乙烯>乙烷
【答案】C
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;烷烃
【解析】【解答】A.氢原子所占比值越多,含氢量大 :苯<乙烯<甲烷,A不符合题意;
B.溴苯密度比水大,苯的密度比水小,密度:溴苯>H2O>苯,B不符合题意;
C.支链越多,熔沸点越低,沸点:戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷,C符合题意;
D.含氢量越大,消耗氧气越多,耗氧量:乙烷>乙烯>乙炔,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.氢原子所占比值越多,含氢量大;
B.溴苯密度比水大,苯的密度比水小;
C.支链越多,熔沸点越低;
D.含氢量越大,消耗氧气越多。
10.(2023高二下·巴楚期末)有机物(结构如图)中最多有多少个C原子在同一个平面内(  )
A.12 B.11 C.10 D.9
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;烯烃;乙炔炔烃;苯的结构与性质;烷烃
【解析】【解答】从左至右分析,碳碳三键两个碳原子共平面,碳原子和苯环链接,共平面,苯环上所有碳原子共平面,苯环右侧连接的碳原子形成碳碳双键,和苯环共平面,碳碳双键右侧连接乙基,乙基可和碳碳双键共平面;
故答案为:A。
【分析】共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面,苯环以及苯环所连接到第一个原子会和苯环共平面,碳碳双键两边直接连接的原子共平面,碳碳三键两边直接连接的原子共平面。
11.(2022高二下·金华期末)下列说法错误的是(  )
A.烷烃在较高温度下会发生分解
B.乙烯与苯使溴水褪色的原因相同
C.许多糖果有芳香气味是因为含有酯
D.氟氯烃泄漏会导致臭氧层空洞
【答案】B
【知识点】乙烯的化学性质;卤代烃简介;烷烃
【解析】【解答】A.酯类化合物具有芳香气味,水果中含大量的酯类物质,则许多水果有芳香气味,是因为含有酯类化合物,A不符合题意;
B.苯不含碳碳双键,所以苯和溴水不发生加成反应,苯是非极性分子,溴是非极性分子,根据相似相溶原理知,溴易溶于苯而使溴水褪色;乙烯含有碳碳双键,能和溴发生加成反应而使溴水褪色,所以两种物质使溴水褪色的原因不同,B符合题意;
C.通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或酸性高锰 酸钾等强氧化剂都不发生反应,烷烃在较高温度下会发生分解,C不符合题意;
D.氟氯烃或氮氧化物可导致臭氧层空洞,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.依据烷烃的性质判断;
B.根据相似相溶原理分析;
C.酯类化合物具有芳香气味;
D.氟氯烃或氮氧化物可导致臭氧层空洞。
12.(2022高二下·莲湖期末)下列反应中,生成的有机物只有一种的是(  )
A.与等物质的量的Br2发生加成反应
B.丙烷和氯气在光照条件下生成一氯取代物的反应
C.2-丙醇在铜或银催化的条件下与O2加热
D.甲苯在催化剂作用下与Cl2发生苯环上的取代反应
【答案】C
【知识点】烯烃;苯的同系物及其性质;烷烃
【解析】【解答】A.与等物质的量的Br2发生加成反应可以生成3-甲基-3,4-二溴-1丁烯和2-甲基-3,4-二溴-1-丁烯,选项A不符合;
B.丙烷和氯气在光照条件下生成一氯取代物的反应可以生成1-氯丙烷和2-丙烷,选项B不符合;
C.2-丙醇在铜或银催化的条件下与O2加热发生氧化反应生成丙酮,只有一种有机产物,选项C符合;
D.甲苯在催化剂作用下与Cl2发生苯环上的取代反应可以生成邻氯甲苯、间氯甲苯和对氯甲苯,选项D不符合;
故答案为:C。
【分析】A.有1,2加成和1,4加成判断;
B.利用等效氢分析;
C.2-丙醇在铜或银催化的条件下与O2加热发生氧化反应生成丙酮;
D.考虑位置异构。
13.(2022高二下·资阳期末)下列说法错误的是(  )
A.正丁烷的沸点比异丁烷的高
B.可用溶液鉴别苯、己烯和苯酚
C.银镜反应可用于检验醛基和工业上制镜
D.水果运输时可用浸泡过溶液的硅土保鲜
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;有机物的鉴别;银镜反应;烷烃
【解析】【解答】A.碳原子相同的烷烃,支链越多,熔沸点越低,不符题意;
B.FeCl3溶液只与苯酚有显色反应,与另两种有机物均无反应,所以无法实现三种有机物的鉴别,符合题意;
C.银镜反应是含醛基有机物与银氨溶液之间特有的氧化反应,实验现象明显,用于检验醛基的存在,另制镜工业曾使用葡萄糖与银氨溶液反应生成单质银,镀在玻璃表面生产玻璃镜,不符题意;
D.成熟水果会释放一定量乙烯气体,乙烯气体又能加速水果成熟及腐烂,KMnO4能与乙烯反应,将其氧化成CO2,不符题意;
故答案为:B。
【分析】A、支链越多,沸点越高;
B、氯化铁溶液可以与酚发生显色反应;
C、银镜反应可以检验醛基,生成银单质;
D、酸性高锰酸钾溶液可以和乙烯反应,乙烯可以催熟水果。
14.(2022高一下·林州期末)关于分子式为C2H6的烃A与分子式为C5H12的烃B,下列说法错误的是(  )
A.A与B一定互为同系物
B.A与B完全燃烧的产物相同
C.A与B分子中含有的-CH3个数一定相同
D.二者的化学性质相似
【答案】C
【知识点】烷烃
【解析】【解答】A. C2H6为乙烷,C5H12为戊烷,二者结构相似,组成上差3个CH2,互为同系物,故A不符合题意;
B. 二者含有的元素相同,都是C、H,则A与B完全燃烧的产物相同,都是二氧化碳和水,故B不符合题意;
C. 乙烷含有2个甲基,戊烷有三种同分异构体,分别为正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3,异戊烷、新戊烷,则A与B分子中含有的-CH3个数不一定相同,故C符合题意;
D. 同系物结构相似,化学性质相似,乙烷与戊烷互为同系物,二者结构相似,所以它们的化学性质也相似,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.烃的燃烧产物均为水和二氧化碳;
D.同系物化学性质相似。
15.(2022高一下·太原期末)具有以下碳骨架的烃,不属于烷烃的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】烷烃
【解析】【解答】A.该物质是正丁烷,属于链状烷烃,A不符合;
B.该物质是甲基环丙烷,属于环状烷烃,B不符合;
C.该物质是1-丁炔,属于炔烃,不是烷烃,C符合;
D.该物质是异丁烷,属于链状烷烃,D不符合;
故答案为:C。
【分析】烷烃分子中的碳原子都以碳碳单键相连,其余的价键都与氢结合。
16.(2022高一下·阎良期末)下列叙述正确的是(  )
A.苯在常温下为无色、有特殊气味的气体
B.分子式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
C.1 mol正丁烷和异丁烷分子中共价键数目不同
D.甲烷的二氯代物只有一种,可以证明甲烷是正四面体结构
【答案】D
【知识点】苯酚的性质及用途;烷烃
【解析】【解答】A.苯在常温下为无色、有特殊气味的液体,A不符合题意;
B.分子式为CnH2n+2的烃一定是烷烃,B不符合题意;
C.1 mol正丁烷和异丁烷分子中共价键数目相同,均为13NA,C不符合题意;
D.甲烷的二氯代物只有一种,可以证明甲烷是正四面体结构,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、苯为无色有特殊香味的液体;
B、 分子式为CnH2n+2的烃 属于饱和烃,即烷烃;
C、烷烃的共价键数目=氢原子个数+碳原子个数-1;
D、甲烷的二氯代物只有一种,振敏甲烷所有键长相等。
17.(2022高一下·成都期末)下列说法错误的是(  )
A.新戊烷的沸点比正戊烷的沸点高
B.羟基的电子式:
C.2,3-二甲基丁烷的键线式:
D.丙烯分子中共平面的原子最多有7个
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;烷烃
【解析】【解答】A.新戊烷和正戊烷互为同分异构体,新戊烷的支链多,沸点更低,故A符合题意;
B.羟基中O原子上有一个未成对电子,电子式为,故B不符合题意;
C.2,3-二甲基丁烷的主链上有4个碳原子,在2号和3号碳原子上各有一个甲基,其键线式为,故C不符合题意;
D.丙烯中1号和2号碳原子均为sp2杂化,为平面三角形结构,3号碳原子为sp3杂化,为四面体结构,故丙烯中最多有7个原子共平面,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、烷烃的支链越多,沸点越低;
B、羟基的电子式要注意,氧原子有一个未成对电子;
C、 2,3-二甲基丁烷即丁烷,其中第二个第三个碳上各有一个甲基;
D、共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面。
18.(2022高一下·烟台期末)下列说法正确的个数是 (  )
①乙醇和甘油具有相同的官能团,互为同系物
②高级脂肪酸乙酯是生物柴油中的一种成分,属于油脂
③烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明烷烃不能发生氧化反应
④有机物A的键线式结构为,其一氯代物有9种
⑤硫酸铜可使蛋白质变性,可用于游泳池的杀菌消毒
⑥聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】同系物;油脂的性质、组成与结构;烷烃
【解析】【解答】①同系物的结构相似,官能团的种类和数目均相同,相差一个或若干个CH2原子团,乙醇有一个羟基,甘油有三个羟基,二者不互为同系物,故不符合题意;
②油脂是高级脂肪酸甘油脂,可以看成是三分子的高级脂肪酸与一分子的甘油酯化生成的,故高级脂肪酸乙酯不属于油脂,故不符合题意;
③烷烃能燃烧,燃烧也属于氧化反应,故不符合题意;
④有9种等效氢,故其一氯代物有9种,故符合题意;
⑤硫酸铜为重金属盐,可使蛋白质变性,可用于游泳池的杀菌消毒,故符合题意;
⑥聚乙烯不含有碳碳双键,不能发生加成反应,塑料的老化是因为发生了氧化反应,故不符合题意;
综上所述正确的个数有2个,故B符合题意;
故答案为:B。
【分析】①结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
②油脂是高级脂肪酸甘油脂;
③烷烃的燃烧属于氧化反应;
④有机物中含有几种不同环境的氢原子就有几种一氯代物;
⑤重金属盐可使蛋白质变性;
⑥聚乙烯不含碳碳双键。
二、多选题
19.(2018高一下·钦州港期末)下列关于有机物的叙述中,错误的是(  )
A.烷烃的同系物的分子式可用通式CnH2n+2表示
B.互为同系物的有机物也互为同分异构体
C.两个同系物之间的相对分子质量差为14或14的整数倍
D.同分异构体间具有相似的化学性质
【答案】B,D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物;烷烃
【解析】【解答】A、烷烃是饱和烃,同系物的分子式可用通式CnH2n+2表示,不符合题意;
B、互为同系物的有机物的分子式不可能相同,所以不可能是同分异构体,符合题意;
C、同系物分子组成相差1个或若干个CH2,所以相对分子质量差为14或14的整数倍,不符合题意;
D、同分异构体可分为碳链异构、官能团位置异构、官能团异构等,碳链异构、官能团位置异构可能具有相似的化学性质,官能团异构可能具有完全不同的化学性质,符合题意,
故答案为:BD。
【分析】同分异构体是分子式相同结构不同的物质;同系物要求结构相似,分子式相差n个CH2。同系物的化学性质相似,同分异构体由于种类繁多,化学性质不一定相似。
三、非选择题
20.(2022·秦皇岛模拟)我国科学家最近利用PVP开发"自愈”的钙钛矿太阳能电池。乙炔法(RePPe 法)制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的工艺流程如图(部分产物和条件省略):
请回答下列问题:
(1)D中官能团的名称是    ;C的名称是   。
(2)实验室用电石(含CaS等杂质)与饱和食盐水制备A,常将气体通入足量胆矾溶液中除去H2S,提纯A的离子方程式为   。
(3)E→F 的反应类型是   。
(4)写出F制备PVP的化学方程式:    。
(5)C的同分异构体中,1 mol有机物与足量钠反应生成1 mol H2的稳定结构有    种,(不包括立体异构和 C本身,同一碳原子上连接2个羟基不稳定)。其中,核磁共振氢谱上有3组峰的结构简式为   。
(6)以苯乙炔、 甲醛和乙酸为原料用不超过三步的反应设计合成某香料成分()。   
【答案】(1)酯基;1,4-丁二醇
(2)H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
(3)加成反应
(4)
(5)5;
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;烷烃
【解析】【解答】
(1)D为,官能团为酯基;根据分析可知,C的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,名称是1,4-丁二醇;
(2)实验室用电石(含CaS等杂质)与饱和食盐水制备乙炔,乙炔气体中含硫化氢,通入硫酸铜溶液,硫化氢与硫酸铜反应生成硫化铜沉淀和硫酸,反应的离子方程式为:Cu2++H2S=CuS+2H+;
(3)观察知,断裂氢氮键,与乙炔发生加成反应,实现碳碳三键变为碳碳双键,E→F 的反应类型是为加成反应;
(4)根据分析可知在一定条件下生成PVP,PVP为,反应的方程式为:n;
(5)依题意,同分异构体中含2个羟基,2个羟基不能连在同一碳原子上。除C本身,同分异构体有5种,分别为:、、、、;核磁共振氢谱上有3组峰的结构简式为;
(6)由逆推法可知是有由乙酸和在浓硫酸的作用下酯化,是由在Ni作催化剂的条件下和氢气加成,根据合成中A变B,由苯乙炔和甲醛在硅胶和乙炔亚铜的作用下生成,所以合成路线为:;
【分析】乙炔和甲醛在硅胶和乙炔亚铜的作用下生成B(HOCH2CCCH2OH), B在Ni作催化剂的条件下与氢气加成生成C,根据C的分子式可知C为HOCH2CH2CH2CH2OH,C在铜200℃催化下生成D(),D和NH3在一定压强下生成E( ),E和乙炔在碱125℃作用下生成F(),F在一定条件下生成PVP,PVP为。
21.(2021·海东模拟)丙烯是三大合成材料的基本原料,主要用于生产聚丙烯、丙烯 、异丙醇、丙酮和环氧丙烷等,丙烷脱氢作为一条增产丙烯的非化石燃料路线具有极其重要的现实意义。丙婉烷脱氢技术主要为直接催化脱氢和CO2氧化脱氢。
(1)丙烷直接催化脱氢生成丙烯和氢气的反应中,产物的物质的量之比n(C3H6):n(H2)=   。
(2)丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应为吸热反应,反应中往往伴随副反应的发生(副反应中不生成丙烯和氢气),丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别的为1×10
4P和1×10 5Pa)。
①1×105 Pa时,图中表示丙烷和丙烯体积分数变化的曲线分别为   。
②提高丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应平衡转化率的方法有   、   。
③1×105 Pa,500℃时,该反应的平衡常数Kp=    ( 用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)Pa。
(3)CO2氧化脱氢法,相关的主要反应如下:
I.C2H8(g)
+CO2(g) C3H6(g)+CO(g)+ H2O(g)
II.C3H8(g)+3CO2(g) 6CO(g)+4H2(g)
CO2和C3H8按物质的量之比1:1投料,在1023 K和保持总压恒定的条件下,研究一定时间内催化剂X对CO2氧化C3H8制C3H6的影响,所得实验数据如下表:
催化剂 C3H8的转化率/% CO2的转化率/% C3H6的转化率/%
催化剂X 19.0 38.6 3.3
结合具体反应分析,一定时间内在催化剂X的作用下,CO2氧化C3H8的主要产物是   , 判断的依据是   。
【答案】(1)1:1
(2)II;III;减压;升温;2800
(3)CO(或CO和H2);C3H6的产率远低于C3H8的转化率,说明催化剂X有利于提高反应II的速率
【知识点】化学平衡常数;化学平衡移动原理;烷烃
【解析】【解答】(l)丙烷直接催化脱氢生成丙烯和氢气的反应为C3H8(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g),因此产物的物质的量之比n(C3H6):n(H2)= 1:1;
(2)①升高温度,平衡正向移动,丙烷的体积分数减小,丙烯的体积分数增大,则I、III为丙烯的体积分数变化曲线,Ⅱ、IV为丙烷的体积分数变化曲线,1×105Pa与1×104Pa相比,压强增大,平衡逆向移动,从而得出表示丙烷体积分数的变化曲线为Ⅱ,表示丙烯体积分数的变化曲线为Ⅲ;
②丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应正向是气体体积增大的吸热反应,改变外界条件时,化学平衡将向着减弱这种该变量的方向移动,因此升高温度、降低压强均能能使平衡正向移动,从而提高丙烷转化率,故答案为:减压;升温;
③l×105Pa、500℃时,丙烷、丙烯、氢气的体积分数分别为70%、14%、14%,由此可计算该反应的平衡常数Kp= =2800Pa;
(3)①由题中信息及表中数据可知,尽管CO2和C3H8按物质的量之比1:1投料,但是C3H6的产率远小于C3H8的转化率,CO2的转化率高于C3H8的,说明在催化剂X的作用下,除了发生反应I,还发生了反应Ⅱ,而且反应物主要发生了反应Ⅱ,这也说明催化剂X有利于提高反应Ⅱ的速率,因此CO2氧化C3H8的主要产物是CO,同时还有H2生成,故答案为:CO(或CO和H2);C3H6的产率远低于C3H8的转化率,说明催化剂X有利于提高反应II的速率。
【分析】丙烷直接催化脱氢制丙烯的化学方程式为C3H8(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g),该反应正向为气体体积增大的吸热反应,增大压强会使平衡逆向移动,丙烯的体积分数将减小,丙烷的体积分数将增大,升高温度会使平衡正向移动,丙烯的体积分数将增大,丙烷的体积分数将减小,然后结合化学平衡相关知识解答。
22.(2022高一下·陈仓期末)将11.2L(标准状况)乙烯和乙烷的混合气体通入足量的溴水中,充分反应后,溴水的质量增加了5.6g。请通过计算分析:
(1)求原混合气体中乙烯与乙烷的物质的量之比   ;
(2)该混合气体完全燃烧,生成二氧化碳和水的质量各是多少   ?
【答案】(1)2:3
(2)m(CO2)=44g,m(H2O)=23.4g
【知识点】烯烃;烃类的燃烧;烷烃
【解析】【解答】(1)混合气体物质的量为=0.5mol,乙烯与溴水发生加成反应CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br,溴水增加的质量则为乙烯的质量,即乙烯物质的量为=0.2mol,则乙烷的物质的量为(0.5-0.2)mol=0.3mol,原混合气体乙烯与乙烷的物质的量之比为0.2∶0.3=2∶3;故答案为2∶3;
(2)根据(1)分析以及原子守恒,混合气体燃烧后产生CO2的物质的量为(0.2×2+0.3×2)=1mol,即二氧化碳的质量为44g,同理产生水的质量为=23.4g;故答案为m(CO2)=44g,m(H2O)=23.4g。
【分析】(1)乙烷与溴水不反应,乙烯与溴水发生加成反应,溴水增加的质量为乙烯的质量;
(2)根据原子守恒计算。
23.(2022高一下·鄠邑期末)回答下列问题
(1)乙烷是甲烷的同系物。乙烷的电子式为   ,完全燃烧11.2L(标况)的乙烷,生成二氧化碳   mol,消耗氧气体积在标况下   L。
(2)将33.6L(标准状况)乙烯和乙烷的混和气体通入足量的溴水中,充分反应后,溴水的质量增加了8.4g。则原气体混合物中乙烯和乙烷的物质的量比为   。
【答案】(1);1;39.2
(2)1∶4
【知识点】烯烃;烃类的燃烧;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;烷烃
【解析】【解答】(1)乙烷结构简式为CH3CH3,C和H共用1对电子对,C和C共用1对电子对,其电子式为,11.2L(标况)的乙烷物质的量为,燃烧反应方程式为2CH3CH3+7O2→4CO2+6H2O,由C原子守恒可知生成0.5mol×2=1mol二氧化碳,消耗氧气0.5mol=1.75mol,在标况下体积为V=nVm=1.75mol×22.4L/mol=39.2L;
(2)33.6L混合气体的物质的量为,乙烯含有双键,能与溴水发生加成反应,乙烯和乙烷的混合气体通入足量溴水中,充分反应后,溴水的质量增加了8.4g,即为乙烯的质量,所以乙烯的物质的量为,则乙烷的物质的量为:1.5mol-0.3mol=1.2mol,乙烯与乙烷的物质的量之比为0.3mol:1.2mol=1:4。
【分析】(1)乙烷的电子式为,乙烷燃烧的化学方程式为2CH3CH3+7O2→4CO2+6H2O;
(2)乙烯能与溴水发生加成反应,乙烷不与溴水反应,溴水增加的质量即为乙烯的质量。
24.(2021高一下·钦州期末)依据A~E几种烃分子的示意图或结构填空。
(1)E的分子式是   。
(2)属于同一物质的是   (填序号),与C互为同系物的是   (填序号)。
(3)等物质的量的上述烃完全燃烧时消耗最多的是   (填序号,下同);等质量的上述烃完全燃烧时消耗最多的是   。
(4)与B互为同系物分子量相差14的物质F共平面的原子最多有   个。
(5)写出物质D与液溴在催化发生反应的化学方程式   。
(6)C的某种同系物的分子式为,其一氯代物只有一种,该烃的结构简式为   。
【答案】(1)
(2)C和E;A
(3)D;A
(4)7
(5)+Br2+HBr
(6)
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;烷烃
【解析】【解答】根据上述球棍模型可知,A为甲烷,B为乙烯,C为丙烷的分子式,D为苯,E为丙烷的结构模型,结合有机物的结构与性质分析作答。
(1)根据物质的球棍模型可知,烃E表示的是丙烷,分子式是C3H8;故答案为:C3H8
(2)属于同一物质的是C与E,上述物质C是丙烷,与其互为同系物的是甲烷,故答案为:C、E;A
(3)等物质的量时,物质分子中含有的C、H原子数越多,消耗O2就越多。A的分子式是CH4,B的分子式是C2H4,C的分子式是C3H8,D的分子式为C6H6,E的分子式是C3H8。假设各种物质的物质的量都是1mol,1mol CH4完全燃烧消耗O2的物质的量是2mol,1mol乙烯完全燃烧消耗O2的物质的量是3mol;1mol丙烷完全燃烧消耗O2的物质的量是5mol;1mol苯完全燃烧消耗O2的物质的量是7.5mol。可见等物质的量的上述烃,完全燃烧消耗O2的物质的量最多的是苯,序号是D;
当烃等质量时,氢的含量越多耗氧量越多,根据A分子式可知CH4、B的分子式是C2H4,可化简CH2,C的分子式是C3H8,可化简,D的分子式为C6H6,可化简CH,由于CH4中H元素含量最多,所以等质量时完全燃烧时消耗O2最多的是CH4,其序号是A,故答案为D;A;
(4) 与B互为同系物分子量相差14的物质为丙烯,结构简式为,丙烯最多有7个原子共平面,故答案为:7
(5) D与液溴在催化发生反应的化学方程式:+Br2+HBr
(6) C的某种同系物的分子式为,其一氯代物只有一种,说明12个H原子是等效的,该烃的结构简式为:
【分析】解决烃的燃烧有关物质的量、体积变化问题,可以利用烃的燃烧通式解决,不论是烷烃、烯烃、炔烃还是苯及苯的同系物,它们组成均可用CxHy来表示,这样当它在氧气或空气中完全燃烧时,其方程式可表示如下:CxHy+(x+y/4)O2=CO2+y/2H2O,
1.烃燃烧时物质的量的变化
烃完全燃烧前后,各物质的总物质的量变化值与上述燃烧方程式中的化学计量数变化值一致,即 n=(x+y/2)-[1+(x+y/4)]=y/4-1,燃烧前后物质的量变化值仅与烃分子中的氢原子数有关,而与碳原子数无关。当y>4时,物质的量增加;当y=4时,物质的量不变;当y<4时,物质的量减少。
2.气态烃燃烧的体积变化
考虑燃烧时的体积变化,必须确定烃以及所生成的水的聚集状态。因此,当气态烃在通常压强下燃烧时,就有了两种不同温度状况下的体积变化:
(1)在T<100℃时,水是液态, V=x-[1+(x+y/4)]=-(y/4+1)说明,任何烃在以下燃烧时,其体积都是减小的;
(2) 在时T<100℃时,水是气态, V=(x+y/2)-[1+(x+y/4)]=y/4-1
当y>4时, V>0,体积增大;
当y=4时, V=0,即体积不变;
当y<4时, V<0,即体积减小。
3.烃燃烧时耗氧量:在比较各类烃燃烧时消耗氧气的量时,常采用两种量的单位来分别进行比较:
(1) 物质的量相同的烃,燃烧时等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量的多少决定于(x+y/4)的数值,其值越大,耗氧越多,反之越少,本题五种物质中耗氧量最多的是苯,所以答案选择D;
(2)质量相同的烃完全燃烧时,将CxHy变形为CHy/x,即耗氧量的多少决定于烃分子中氢元素的百分含量,氢元素的质量分数越大耗氧越多,反之耗氧越少,CH4中氢元素质量分数最高,等质量情况下耗氧最多。
25.(2021高一下·沈阳期末)根据所学知识回答下列问题:
(1)现有A、B、C、D四种有机物的球棍模型如下图,仔细观察并回答下面问题:
①A、B、C、D四种有机物中有两种互为同分异构体,写出它们的名称   (习惯命名)
②上述四种烃各为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是   (填字母)。
(2)乙烯可大量用来生产环氧乙烷,生产工艺主要有两种:
[工艺一]
[工艺二]
原子利用率是被利用的原子数比上总原子数,原子利用率决定了化学生产中反应的使用程度。根据绿色化学的原则,在实际生产中,采用   工艺更环保,更经济。
(3)下表为一些烷烃的化学式,找到它们的规律,推测第六项的化学式为   
1 2 3 4 5 6
CH4 C2H6 C5H12 C8H18 C17H36 …
(4)某含氮有机物的组成是含碳32%、氢6.7%、氧43%,它的相对分子质量是氢气的37.5倍;这种有机物是蛋白质水解的产物,既能与酸又能与碱反应,还可与醇发生酯化。则该有机物的结构简式为   
(5)蛋白质在醋酸铅溶液的作用下会发生   导致溶解度下降并失去生理活性。
【答案】(1)正戊烷、异戊烷;A
(2)二
(3)C26H54
(4)H2N-CH2-COOH
(5)变性
【知识点】有机物的结构和性质;烷烃
【解析】【解答】(1)①同分异构体分子式相同,但结构不同。在上述四种物质中,A表示C3H8,名称为丙烷;B 表示C4H10,名称为丁烷;C表示C5H12,名称为正戊烷,D表示C5H12,名称为异戊烷,可知其中的选项C、D表示的物质分子式相同,结构不同,因此二者互为同分异构体,它们的名称分别是正戊烷、异戊烷;
②有机物燃烧时,4 g H完全燃烧产生H2O消耗1 mol O2;12 C完全燃烧产生CO2气体消耗1 mol O2,可见等质量的有机物中H元素含量越高,物质燃烧消耗O2越多。在上述四种烷烃中,烷烃分子中C原子数越少,其中的含氢量就最高,故上述四种烃各为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是C3H8,合理选项是A;
(2)在上述两种工艺中,工艺一中除产生环氧乙烷,还有副产物CaCl2及H2O产生,原子利用率未达到100%;而工艺二中反应物原子全部转化为环氧乙烷,没有副产物产生,原子利用率达到100%,故工艺二符合绿色化学的原则;
(3)由表格中数据可知:奇数项的C原子个数为前一奇数项中烷烃的C、H原子个数之和,偶数项中C原子个数为其前一个偶数项中C、H原子个数之和,所以第六项中C原子个数是第四项中C原子、H原子个数之和为26,由烷烃通式可知第六项分子式为C26H54;
(4)某含氮有机物组成中含碳32%,氢6.7%,氧43%,则氮的质量分数为(1-32%-6.7% -43%)=18.3%,则n(C):n(H):n(O):n(N)= 2:5:2:1,故该有机物的最简式为C2H5O2N,最简式的式量是75,而该有机物的相对分子质量M=37.5×2=75,故该有机物分子式为C2H5O2N。该有机物是蛋白质水解的产物,既能与酸又能与碱反应,还可与醇发生酯化,说明该有机物是氨基酸,其中含有-NH2和-COOH,故该有机物结构简式为H2NCH2COOH;
(5)醋酸铅是重金属盐,遇蛋白质,会使蛋白质分子结构发生改变发生变性,由于失去其生理活性功能而导致中毒。
【分析】根据球棍模型可知,A为丙烷,B为丁烷,C为正戊烷,D为异戊烷。
(1)①分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
②等质量的有机物中H元素含量越高,燃烧消耗O2越多;
(2)绿色化学的原则是原子利用率100%;
(3)结合烷烃通式推断分子式;
(4)蛋白质水解生成氨基酸;
(5)重金属盐会使蛋白质变性。
26.(2020高一下·信阳期末)下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
(1)参考上图分析,我们可得出有机物种类繁多的原因,其中正确的是   (填编号)
A.有机物分子里碳原子间的连接方式可以是链状,也可以是环状
B.碳原子间通过共用电子对形成共价键时,可以以单键、双键或叁键结合
C.有机物中普遍存在同分异构现象
D.有机物里的碳元素有多种同位素
(2)图中属于烷烃的是   (填编号),其中沸点较高的是   (填编号)
(3)上图中与B 互为同分异构体的是   (填编号)
(4)烃F在一定条件下能发生加聚反应,该反应的化学方程式是   。
【答案】(1)A、B、C
(2)A、C;A
(3)E、F、H
(4)
【知识点】同分异构现象和同分异构体;聚合反应;烷烃
【解析】【解答】(1)有机物种类繁多的原因:有机物分子里碳原子间的连接方式可以是链状,也可以是环状,碳原子间通过共用电子对形成共价键时,可以以单键、双键或叁键结合,有机物中普遍存在同分异构现象,A、B、C满足题意,故答案为:A、B、C;(2)碳原子之间以单键结合成链状的烃称为烷烃,符合条件的有:A、C,原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,所以A的沸点比C高,故答案为:A、C;A;(3B、E、F、H的分子式相同,均为C4H8,结构不同,互为同分异构体,故答案为:E、F、H;(4)F为CH2=C(CH3)2,其发生加聚反应的化学方程式为: ,故答案为: 。
【分析】由图可知,A为CH3CH2CH2CH3、B为CH3CH=CHCH3、C为CH(CH3)3、D为CH3C≡CHCH3、E为CH3CH2CH=CH2、F为CH2=C(CH3)2、G为CH≡CCH2CH3、H为 ,据此解答。
27.(2020高一下·南阳期末) 是几种烃的分子球棍模型,据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是   (填对应字母);
(2) 分子的空间构型是   ;
(3)写出 与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式   ,反应类型为   。
(4)写出 与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式   ,反应类型为   。现有上面 、 、 三种有机化合物:(以下均用结构简式作答)
(5)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去 的量最多的是   。
(6)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳最多的是   ,生成水最多的是    。
【答案】(1)D
(2)正四面体
(3);加成反应
(4) +HNO3 +H2O;取代反应
(5)
(6);
【知识点】判断简单分子或离子的构型;乙烯的化学性质;苯的结构与性质;球棍模型与比例模型;烷烃
【解析】【解答】(1)最简式中H原子个数越少,含碳量越高,常温下含碳量最高的气态烃是D,故答案为:D;
(2)A分子是甲烷,其空间构型是正四面体,故答案为:正四面体;
(3)C与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2Br CH2Br,反应类型为加成反应,故答案为:CH2=CH2+Br2→CH2Br CH2Br;加成反应;
(4)F与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式为 ,反应类型为取代反应,故答案为: ;取代反应;
(5)同状况、同体积时物质的量相同,由燃烧通式中x+ 可知三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是CH3CH3,故答案为:CH3CH3;
(6)等质量的以上三种物质燃烧时,最简式中H原子越少,生成二氧化碳越多,H原子越多生成水越多,则生成二氧化碳最多的是CH2=CH2,生成水最多的是CH4,故答案为:CH2=CH2;CH4。
【分析】由A~G是几种烃的分子球棍模型可知,A为甲烷、B为乙烷、C为乙烯、D为乙炔、E为丙烷、F为苯、G为甲苯,以此来解答。
28.(2020高二下·威宁期末)如图,A~E是几种常见烃的分子球棍模型。
根据上述模型,用模型的对应字母填写下列空白:
(1)能够发生加成反应的气态烃是   。
(2)一氯代物的同分异构体最多的是   。
(3)所有原子均在同一平面上的是   。
(4)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是   。
【答案】(1)C
(2)E
(3)C
(4)CE
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;球棍模型与比例模型;烷烃
【解析】【解答】(1)能够发生加成的烃为:乙烯和甲苯,其中气态的烃为乙烯,故答案为:C;
(2) 甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、甲苯中分别含有1种、1种、1种、2种、4种环境的氢原子,因此一卤代物种类最多的是甲苯,共有4种一氯代物,故答案为:E;
(3)所有原子均在同一平面上的是乙烯,故答案为:C;
(4)乙烯和甲苯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:CE。
【分析】根据分子的球棍模型可知:A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为丙烷,E为甲苯,根据物质的结构和性质分析解答。
29.(2020高一下·白城期末)某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。
根据图回答下列问题。
(1)写出A、B、C、D的结构简式:
A   ,B   ,
C   ,D   。
(2)写出②、④两步反应的化学方程式,并注明反应类型:②   ,反应类型   ;
④   ,反应类型   。
【答案】(1)CH2=CH2;CH3CH3;CH3CH2Cl;CH3CH2OH
(2)CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl;加成反应;CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl;取代反应
【知识点】有机物的推断;乙烯的化学性质;结构简式;烷烃
【解析】【解答】(1)由上述分析可知,A、B、C、D分别为CH2=CH2、CH3CH3、CH3CH2Cl、CH3CH2OH,故答案为CH2═CH2;CH3CH3;CH3CH2Cl;CH3CH2OH;(2)反应②为乙烯与HCl发生的加成反应,反应的化学方程式为CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl;
反应④为乙烷与氯气的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl;
故答案为CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl;加成反应;CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl;取代反应。
【分析】烃A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,还是一种植物生长调节剂,故A为CH2=CH2,CH2=CH2与氢气发生加成反应生成B,B为CH3CH3,乙烯与HCl发生加成反应生成C,C为CH3CH2Cl,乙烯与水发生加成反应生成D,D为CH3CH2OH,据此分析解答。
30.(2020高一下·大庆期末)石蜡油(17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的分解实验装置如图所示(部分仪器已省略)。在试管①中加入石蜡油和氧化铝;试管②放在冷水中,试管③中加入溴的四氯化碳溶液。
实验现象:试管①中加热一段时间后,可以看到试管内液体沸腾;试管②中有少量液体凝结,闻到汽油的气味,往液体中滴加几滴高锰酸钾酸性溶液颜色褪去。根据实验现象回答下列问题:
(1)试管①中氧化铝的作用是   、   
(2)装置A的作用是   
(3)已知:试管①中发生的主要反应有:C17H36 C8H18+C9H18;C8H18 C4H10+C4H8。丁烷可进一步分解,除得到甲烷和乙烷外,还可以得到另两种有机物,它们的结构简式为   和   ,这两种有机物混合后在一定条件下可聚合成高分子化合物,其可能结构为   (答案可能不止一个,下同)
A. B.
C. D.
(4)试管②中的少量液体的组成是   (填序号)
①甲烷 ②乙烯 ③液态烷烃 ④液态烯烃
【答案】(1)催化剂;防暴沸
(2)防止试管③中液体倒吸回试管②中
(3)CH2=CH-CH3;CH2=CH2;AC
(4)③④
【知识点】烯烃;石油的裂化和裂解;烷烃
【解析】【解答】(1)试管①中氧化铝即可防止液体混合加热引起暴沸现象,又是石蜡油发生分解反应的催化剂;
(2) CH2=CH-CH3和CH2=CH2能与溴水发生加成反应,使气压降低,发生倒吸,装置A的作用是防止试管③中液体倒吸回试管②中;
(3) 丁烷的两种裂解方式为:C4H10→CH4+CH2=CHCH3,C4H10→C2H6+CH2=CH2,如果是乙烯和丙烯之间发生加聚反应,由于碳原子之间的连接顺序可以有 和 两种结构简式,分别为A、C结构;
(4) 石蜡在催化剂氧化铝存在下,加热可以裂化为短链的气态饱和烃和不饱和烃,还有液态的饱和烃和不饱和烃,故答案为:③和④。
【分析】高碳烷烃在催化剂作用下分解生成低碳的烷烃和烯烃,其中烯烃能和溴水发生加成反应,5~10左右碳原子的烷烃常温下为液态,结合装置的特点和有机物的性质分析解题。
31.(2020高一下·大庆期末)有机物种类繁多,请以你对有机物的认识填空:
(1)下列几组物质中,互为同位素的是   ,互为同素异形体的是   ,互为同系物的是   ,互为同分异构体的是   。
①O2和O3;②35Cl和37Cl;③CH3CH3和CH3CH2CH3;④ 和 ;⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3;⑥ 和 ;⑦ 和CH3(CH2)3CH3;
(2)下列各烷烃的沸点由高到低的顺序为___(用字母表示)
A.正戊烷 B.异戊烷 C.CH3(CH2)2CH3
D.新戊烷 E.C3H8
(3)聚乙烯可用于制造食品包装袋,由乙烯制备聚乙烯的化学方程式为   。
(4)丙烯中处于同一平面的原子最多有   个,丙烯使溴水褪色,其化学方程式为   ,该反应的类型是   。
(5)1mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为11mol,其化学式为   ,其结构中含有3个-CH3的结构简式分别为:   。
【答案】(1)②;①;③;⑤⑦
(2)A;B;C;D;E
(3)nCH2=CH2
(4)7;CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br;加成反应
(5)C7H16;CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、(CH3CH2)2CHCH2CH3
【知识点】同分异构现象和同分异构体;烯烃;同系物;同位素及其应用;烷烃
【解析】【解答】(1)同种元素的不同核素互为同位素,所以35Cl和37Cl互为同位素,选②;
同种元素的不同单质互为同素异形体,所以O2和O3互为同素异形体,选①;
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,CH3CH3和CH3CH2CH3结构相似,分子组成相差一个CH2二者互为同系物,选③;
分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体,CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3分子式均为C4H10,结构不同互为同分异构体; 和CH3(CH2)3CH3分子式均为C5H12,结构不同互为同分异构体,所以选⑤⑦;(2)随着相对分子质量的增大,分子间的范德华引力增大,所以烷烃的沸点随着相对分子质量的增加而升高,对于含碳数相同的烷烃而言,支链越多,沸点越低;则五种物质的沸点由高到低的顺序为ABDCE;(3)乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,化学方程式为nCH2=CH2 ;(4)丙烯的结构简式为CH3CH=CH2,乙烯为平面结构,丙烯即乙烯中一个氢原子被甲基代替,则甲基上的碳原子可共面,根据甲烷的空间结构可知甲基上最多还有1个氢原子可共面,所以最多7个原子共面;丙烯含有碳碳双键可以和溴发生加成反应使溴水褪色,化学方程式为CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br;(5)烷烃的通式为CnH2n+2,根据元素守恒可知1mol烷烃燃烧消耗的氧气的物质的量为(n+ )=11mol,解得n=7,所以该烷烃的化学式为C7H16;其结构中含有3个-CH3的结构简式分别为CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、(CH3CH2)2CHCH2CH3。
【分析】对于含碳数相同的烷烃而言,支链越多,沸点越低;判断有机物分子中所有原子是否共面时,通常根据甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构模型进行,找出与其结构相似的有机物片段,然后分析有多少原子可能共面或共线,最多有多少原子共面或共线,要求要熟悉这些基本模型的结构特点。
32.(2019高二上·九江期末)(现有下列5种有机物:①CH3CH3 ②CH3CH=CH2 ③CH3COOC2H5④CH3CH(CH3)C(CH3)2CH3⑤CH2=CHCH(CH3)CH3请回答:
(1)属于烷烃的是   (填序号,下同)与②互为同系物的是    ;
(2)用系统命名法命名,④名称为   ;
⑤名称为   ;
【答案】(1)①④;⑤
(2)2,2,3-三甲基丁烷;3-甲基-1-丁烯
【知识点】有机化合物的命名;同系物;烷烃
【解析】【解答】(1)CH3CH3和CH3CH(CH3)C(CH3)2CH3均满足烷烃的通式CnH2n+2,即①④为烷烃;CH3CH=CH2、CH2=CHCH(CH3)CH3都只含有一个碳碳双键,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,②和⑤互为同系物;(2)CH3CH(CH3)C(CH3)2CH3的主链有4个碳原子,其名称为2,2,3-三甲基丁烷;CH2=CHCH(CH3)CH3主链有4个碳原子的烯烃,名称为3-甲基-1-丁烯。
【分析】(1)找出符合烷烃通式的有机物(CnH2n+2)即可,找出于②结构相似,且分子式相差n个CH2的有机物
(2)定主链,再定支链,写出支链代数和最小的结构式即可
2023年高考真题变式分类汇编:烷烃
一、选择题
1.(2021·广东)昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是(  )
A.属于烷烃 B.可发生水解反应
C.可发生加聚反应 D.具有一定的挥发性
2.(2021·全国甲)下列叙述正确的是(  )
A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应
B.用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别乙酸和乙醇
C.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体
3.(2022·柯桥模拟)下列说法正确的是(  )
A.煤的气化和液化是物理变化,煤的干馏涉及化学变化
B.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
C.肥皂的主要成分是硬脂酸钠,其去污的主要原理是水解呈碱性
D.通常可以通过控制溶液的pH分离不同的氨基酸
4.(2022·辽阳模拟)有机化合物M、N的结构分别如图所示。下列有关说法错误的是(  )
(M)(N)
A.M、N都属于烃,且互为同分异构体
B.M、N中碳原子的杂化方式相同
C.能用溴的四氯化碳溶液区分M和N
D.N的二氯代物有3种不同结构
5.(2021·三明模拟)芯片制造过程需用到光刻胶。某光刻胶可由降冰片烯( )与马来酸酐( )共聚而成。下列说法错误的是(  )
A.降冰片烯难溶于水
B. 与 互为同分异构体
C.马来酸酐能发生加成反应和氧化反应
D.该光刻胶的结构简式可能为
6.(2021·永州模拟)下列说法错误的是(  )
A.一定条件下,乙酸和乙醇都能与CuO反应
B.丙烷和丁烷都没有同分异构体
C.油脂和蛋白质都能发生水解反应
D.乙烯和丙烯可通过石油裂解的方法大量获得
7.(2021·唐山模拟)下列实验设计能达到实验目的的是(  )
A.①用于测量氯水的
B.②可以探究正戊烷( )催化裂化
C.③可用于探究温度对 平衡移动的影响
D.④用 溶液制备 晶体
8.(2020·漳州模拟)下列关于有机物的说法正确的是(  )
A.将淀粉水解并检验其产物,加液顺序为:淀粉溶液→稀硫酸→新制的 悬浊液
B. 能发生酯化、加聚、水解等反应
C. 是重要有机化工产 的单体
D.二环[1,1,0]丁烷( )的分子式为 ,其二氯代物有3种(不考虑立体异构)
9.(2023高一下·巴楚期末)下列关系正确的是(  )
A.含氢量:苯>乙烯>甲烷
B.密度:H 2O >溴苯 >苯
C.沸点:戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷
D.等质量的下列物质燃烧耗O 2量:乙炔>乙烯>乙烷
10.(2023高二下·巴楚期末)有机物(结构如图)中最多有多少个C原子在同一个平面内(  )
A.12 B.11 C.10 D.9
11.(2022高二下·金华期末)下列说法错误的是(  )
A.烷烃在较高温度下会发生分解
B.乙烯与苯使溴水褪色的原因相同
C.许多糖果有芳香气味是因为含有酯
D.氟氯烃泄漏会导致臭氧层空洞
12.(2022高二下·莲湖期末)下列反应中,生成的有机物只有一种的是(  )
A.与等物质的量的Br2发生加成反应
B.丙烷和氯气在光照条件下生成一氯取代物的反应
C.2-丙醇在铜或银催化的条件下与O2加热
D.甲苯在催化剂作用下与Cl2发生苯环上的取代反应
13.(2022高二下·资阳期末)下列说法错误的是(  )
A.正丁烷的沸点比异丁烷的高
B.可用溶液鉴别苯、己烯和苯酚
C.银镜反应可用于检验醛基和工业上制镜
D.水果运输时可用浸泡过溶液的硅土保鲜
14.(2022高一下·林州期末)关于分子式为C2H6的烃A与分子式为C5H12的烃B,下列说法错误的是(  )
A.A与B一定互为同系物
B.A与B完全燃烧的产物相同
C.A与B分子中含有的-CH3个数一定相同
D.二者的化学性质相似
15.(2022高一下·太原期末)具有以下碳骨架的烃,不属于烷烃的是(  )
A. B.
C. D.
16.(2022高一下·阎良期末)下列叙述正确的是(  )
A.苯在常温下为无色、有特殊气味的气体
B.分子式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
C.1 mol正丁烷和异丁烷分子中共价键数目不同
D.甲烷的二氯代物只有一种,可以证明甲烷是正四面体结构
17.(2022高一下·成都期末)下列说法错误的是(  )
A.新戊烷的沸点比正戊烷的沸点高
B.羟基的电子式:
C.2,3-二甲基丁烷的键线式:
D.丙烯分子中共平面的原子最多有7个
18.(2022高一下·烟台期末)下列说法正确的个数是 (  )
①乙醇和甘油具有相同的官能团,互为同系物
②高级脂肪酸乙酯是生物柴油中的一种成分,属于油脂
③烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明烷烃不能发生氧化反应
④有机物A的键线式结构为,其一氯代物有9种
⑤硫酸铜可使蛋白质变性,可用于游泳池的杀菌消毒
⑥聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
19.(2018高一下·钦州港期末)下列关于有机物的叙述中,错误的是(  )
A.烷烃的同系物的分子式可用通式CnH2n+2表示
B.互为同系物的有机物也互为同分异构体
C.两个同系物之间的相对分子质量差为14或14的整数倍
D.同分异构体间具有相似的化学性质
三、非选择题
20.(2022·秦皇岛模拟)我国科学家最近利用PVP开发"自愈”的钙钛矿太阳能电池。乙炔法(RePPe 法)制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的工艺流程如图(部分产物和条件省略):
请回答下列问题:
(1)D中官能团的名称是    ;C的名称是   。
(2)实验室用电石(含CaS等杂质)与饱和食盐水制备A,常将气体通入足量胆矾溶液中除去H2S,提纯A的离子方程式为   。
(3)E→F 的反应类型是   。
(4)写出F制备PVP的化学方程式:    。
(5)C的同分异构体中,1 mol有机物与足量钠反应生成1 mol H2的稳定结构有    种,(不包括立体异构和 C本身,同一碳原子上连接2个羟基不稳定)。其中,核磁共振氢谱上有3组峰的结构简式为   。
(6)以苯乙炔、 甲醛和乙酸为原料用不超过三步的反应设计合成某香料成分()。   
21.(2021·海东模拟)丙烯是三大合成材料的基本原料,主要用于生产聚丙烯、丙烯 、异丙醇、丙酮和环氧丙烷等,丙烷脱氢作为一条增产丙烯的非化石燃料路线具有极其重要的现实意义。丙婉烷脱氢技术主要为直接催化脱氢和CO2氧化脱氢。
(1)丙烷直接催化脱氢生成丙烯和氢气的反应中,产物的物质的量之比n(C3H6):n(H2)=   。
(2)丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应为吸热反应,反应中往往伴随副反应的发生(副反应中不生成丙烯和氢气),丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别的为1×10
4P和1×10 5Pa)。
①1×105 Pa时,图中表示丙烷和丙烯体积分数变化的曲线分别为   。
②提高丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应平衡转化率的方法有   、   。
③1×105 Pa,500℃时,该反应的平衡常数Kp=    ( 用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)Pa。
(3)CO2氧化脱氢法,相关的主要反应如下:
I.C2H8(g)
+CO2(g) C3H6(g)+CO(g)+ H2O(g)
II.C3H8(g)+3CO2(g) 6CO(g)+4H2(g)
CO2和C3H8按物质的量之比1:1投料,在1023 K和保持总压恒定的条件下,研究一定时间内催化剂X对CO2氧化C3H8制C3H6的影响,所得实验数据如下表:
催化剂 C3H8的转化率/% CO2的转化率/% C3H6的转化率/%
催化剂X 19.0 38.6 3.3
结合具体反应分析,一定时间内在催化剂X的作用下,CO2氧化C3H8的主要产物是   , 判断的依据是   。
22.(2022高一下·陈仓期末)将11.2L(标准状况)乙烯和乙烷的混合气体通入足量的溴水中,充分反应后,溴水的质量增加了5.6g。请通过计算分析:
(1)求原混合气体中乙烯与乙烷的物质的量之比   ;
(2)该混合气体完全燃烧,生成二氧化碳和水的质量各是多少   ?
23.(2022高一下·鄠邑期末)回答下列问题
(1)乙烷是甲烷的同系物。乙烷的电子式为   ,完全燃烧11.2L(标况)的乙烷,生成二氧化碳   mol,消耗氧气体积在标况下   L。
(2)将33.6L(标准状况)乙烯和乙烷的混和气体通入足量的溴水中,充分反应后,溴水的质量增加了8.4g。则原气体混合物中乙烯和乙烷的物质的量比为   。
24.(2021高一下·钦州期末)依据A~E几种烃分子的示意图或结构填空。
(1)E的分子式是   。
(2)属于同一物质的是   (填序号),与C互为同系物的是   (填序号)。
(3)等物质的量的上述烃完全燃烧时消耗最多的是   (填序号,下同);等质量的上述烃完全燃烧时消耗最多的是   。
(4)与B互为同系物分子量相差14的物质F共平面的原子最多有   个。
(5)写出物质D与液溴在催化发生反应的化学方程式   。
(6)C的某种同系物的分子式为,其一氯代物只有一种,该烃的结构简式为   。
25.(2021高一下·沈阳期末)根据所学知识回答下列问题:
(1)现有A、B、C、D四种有机物的球棍模型如下图,仔细观察并回答下面问题:
①A、B、C、D四种有机物中有两种互为同分异构体,写出它们的名称   (习惯命名)
②上述四种烃各为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是   (填字母)。
(2)乙烯可大量用来生产环氧乙烷,生产工艺主要有两种:
[工艺一]
[工艺二]
原子利用率是被利用的原子数比上总原子数,原子利用率决定了化学生产中反应的使用程度。根据绿色化学的原则,在实际生产中,采用   工艺更环保,更经济。
(3)下表为一些烷烃的化学式,找到它们的规律,推测第六项的化学式为   
1 2 3 4 5 6
CH4 C2H6 C5H12 C8H18 C17H36 …
(4)某含氮有机物的组成是含碳32%、氢6.7%、氧43%,它的相对分子质量是氢气的37.5倍;这种有机物是蛋白质水解的产物,既能与酸又能与碱反应,还可与醇发生酯化。则该有机物的结构简式为   
(5)蛋白质在醋酸铅溶液的作用下会发生   导致溶解度下降并失去生理活性。
26.(2020高一下·信阳期末)下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
(1)参考上图分析,我们可得出有机物种类繁多的原因,其中正确的是   (填编号)
A.有机物分子里碳原子间的连接方式可以是链状,也可以是环状
B.碳原子间通过共用电子对形成共价键时,可以以单键、双键或叁键结合
C.有机物中普遍存在同分异构现象
D.有机物里的碳元素有多种同位素
(2)图中属于烷烃的是   (填编号),其中沸点较高的是   (填编号)
(3)上图中与B 互为同分异构体的是   (填编号)
(4)烃F在一定条件下能发生加聚反应,该反应的化学方程式是   。
27.(2020高一下·南阳期末) 是几种烃的分子球棍模型,据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是   (填对应字母);
(2) 分子的空间构型是   ;
(3)写出 与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式   ,反应类型为   。
(4)写出 与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式   ,反应类型为   。现有上面 、 、 三种有机化合物:(以下均用结构简式作答)
(5)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去 的量最多的是   。
(6)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳最多的是   ,生成水最多的是    。
28.(2020高二下·威宁期末)如图,A~E是几种常见烃的分子球棍模型。
根据上述模型,用模型的对应字母填写下列空白:
(1)能够发生加成反应的气态烃是   。
(2)一氯代物的同分异构体最多的是   。
(3)所有原子均在同一平面上的是   。
(4)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是   。
29.(2020高一下·白城期末)某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。
根据图回答下列问题。
(1)写出A、B、C、D的结构简式:
A   ,B   ,
C   ,D   。
(2)写出②、④两步反应的化学方程式,并注明反应类型:②   ,反应类型   ;
④   ,反应类型   。
30.(2020高一下·大庆期末)石蜡油(17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的分解实验装置如图所示(部分仪器已省略)。在试管①中加入石蜡油和氧化铝;试管②放在冷水中,试管③中加入溴的四氯化碳溶液。
实验现象:试管①中加热一段时间后,可以看到试管内液体沸腾;试管②中有少量液体凝结,闻到汽油的气味,往液体中滴加几滴高锰酸钾酸性溶液颜色褪去。根据实验现象回答下列问题:
(1)试管①中氧化铝的作用是   、   
(2)装置A的作用是   
(3)已知:试管①中发生的主要反应有:C17H36 C8H18+C9H18;C8H18 C4H10+C4H8。丁烷可进一步分解,除得到甲烷和乙烷外,还可以得到另两种有机物,它们的结构简式为   和   ,这两种有机物混合后在一定条件下可聚合成高分子化合物,其可能结构为   (答案可能不止一个,下同)
A. B.
C. D.
(4)试管②中的少量液体的组成是   (填序号)
①甲烷 ②乙烯 ③液态烷烃 ④液态烯烃
31.(2020高一下·大庆期末)有机物种类繁多,请以你对有机物的认识填空:
(1)下列几组物质中,互为同位素的是   ,互为同素异形体的是   ,互为同系物的是   ,互为同分异构体的是   。
①O2和O3;②35Cl和37Cl;③CH3CH3和CH3CH2CH3;④ 和 ;⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3;⑥ 和 ;⑦ 和CH3(CH2)3CH3;
(2)下列各烷烃的沸点由高到低的顺序为___(用字母表示)
A.正戊烷 B.异戊烷 C.CH3(CH2)2CH3
D.新戊烷 E.C3H8
(3)聚乙烯可用于制造食品包装袋,由乙烯制备聚乙烯的化学方程式为   。
(4)丙烯中处于同一平面的原子最多有   个,丙烯使溴水褪色,其化学方程式为   ,该反应的类型是   。
(5)1mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为11mol,其化学式为   ,其结构中含有3个-CH3的结构简式分别为:   。
32.(2019高二上·九江期末)(现有下列5种有机物:①CH3CH3 ②CH3CH=CH2 ③CH3COOC2H5④CH3CH(CH3)C(CH3)2CH3⑤CH2=CHCH(CH3)CH3请回答:
(1)属于烷烃的是   (填序号,下同)与②互为同系物的是    ;
(2)用系统命名法命名,④名称为   ;
⑤名称为   ;
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;水解反应;烷烃
【解析】【解答】A.该有机物中含有氧元素,属于烃的含氧衍生物,A符合题意;
B.该有机物结构中含有酯基,可发生水解反应,B不符合题意;
C.该有机物结构中含有C=C,可发生加聚反应,C不符合题意;
D.该有机物可用于诱捕害虫,说明具有一定的挥发性,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.烷烃是指只含C、H两种元素的有机物;
B.可发生水解反应的官能团有卤素原子、酯基、肽键;
C.可发生加聚反应的官能团有碳碳双键;
D.可用于诱捕害虫,说明该物质具有挥发性;
2.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;乙醇的化学性质;乙酸的化学性质;烷烃
【解析】【解答】A.甲醇为一元饱和醇,不能发生加成反应,A错误;
B.乙酸可与饱和碳酸氢钠反应,产生气泡,乙醇不能发生反应,与饱和碳酸钠互溶,两者现象不同,可用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别两者,B正确;
C.含相同碳原子数的烷烃,其支链越多,沸点越低,所以烷烃的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多少,C错误;
D.戊二烯分子结构中含2个不饱和度,其分子式为C5H8,环戊烷分子结构中含1个不饱和度,其分子式为C5H10,两者分子式不同,不能互为同分异构体,D错误;
故答案为:B
【分析】A.甲醇为饱和醇,不能加成;
B.乙酸的酸性强于碳酸;
C.相同碳原子数的烷烃,其支链越多,沸点越低;
D.同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物;
3.【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;烷烃
【解析】【解答】A.煤的气化和液化都有新物质的生成,属于化学变化,煤的干馏涉及化学变化,A不符合题意;
B.烷烃碳原子数目越多沸点越高,碳原子数相同时支链越多其沸点越低,故烷烃的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多少,B不符合题意;
C.肥皂的主要成分是硬脂酸钠,其去污的主要原理是乳化作用,而不是因为水解呈碱性,C不符合题意;
D.氨基酸同时含有氨基和羧基,调节溶液的pH可改变内盐的溶解度,可以通过控制溶液的pH分离氨基酸,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.有新物质生成的变化属于化学变化;
B.烷烃碳原子数目越多沸点越高,碳原子数相同时支链越多其沸点越低;
C.肥皂的去污原理是乳化作用。
4.【答案】B
【知识点】烯烃;烷烃
【解析】【解答】A.M、N的元素组成都是只有C、H两种元素,因此它们都属于烃,二者分子式都是C8H8,二者分子式相同,但结构不同,因此它们互为同分异构体,A不符合题意;
B.M分子中C原子形成3个σ共价键,C原子杂化类型是sp2杂化,而N分子中C原子形成4个σ共价键,C原子杂化类型是sp3杂化,故M、N中碳原子的杂化方式不相同,B符合题意;
C.M分子中含有不饱和的碳碳双键,能够与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,而后者分子中无不饱和键,因此不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故可以用溴的四氯化碳溶液区分M和N,C不符合题意;
D.N分子的二氯代物中两个Cl原子的位置:可以在相邻位置、面对角线位置和体对角线位置三种情况,因此其二氯代物有3种不同结构,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.M和N均只含碳氢元素,属于烃;
B.M中C原子为sp2杂化,N中C原子为sp3杂化;
C.M能使溴的四氯化碳褪色,N不能使溴的四氯化碳褪色;
D.N的二氯代物有3种。
5.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;结构简式;烷烃
【解析】【解答】A.降冰片烯属于烃,烃难溶于水,A不符合题意;
B. 与 结构完全相同,为同种物质,B符合题意;
C.马来酸酐( )含碳碳双键,能发生加成反应和氧化反应,C不符合题意;
D.降冰片烯( )与马来酸酐( )均含碳碳双键,二者按1:1共聚可得 ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 降冰片烯含有碳氢元素,是烃均难溶于水
B.通过对结构简式的观察确定是同一种物质
C. 马来酸酐( ) 含有双键和酯基,可以发生加成和氧化反应
D.共聚主要是双键进行加聚形成
6.【答案】B
【知识点】石油的裂化和裂解;乙醇的化学性质;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构;烷烃
【解析】【解答】A.一定条件下,乙酸与CuO反应生成醋酸铜和水,乙醇与CuO反应生成乙醛、铜、水,故A不符合题意;
B.丙烷只有一种结构,丁烷有正丁烷、异丁烷两种结构,故B符合题意;
C.油脂能水解为高级脂肪酸和甘油,蛋白质能水解为氨基酸,故C不符合题意;
D.石油裂解可生成乙烯和丙烯等烯烃,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 A.氧化铜为碱性氧化物,能够与乙酸反应,加热条件下能够与乙醇发生氧化还原反应;
B.丁烷存在正丁烷和异丁烷;
C.油脂水解生成甘油和高级脂肪酸(或盐),蛋白质水解最终生成氨基酸;
D.石油裂解可生成乙烯、丙烯等。
7.【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;试纸的使用;蒸发和结晶、重结晶;烷烃
【解析】【解答】A. 氯水有漂白性,不能用pH试纸于测量氯水的 ,故A不符合题意;
B. C5H12裂解为分子较小的烷烃和烯烃,常温下均为气体,不能冷凝收集,故B不符合题意;
C. ③只有温度不同,且只有二氧化氮为红棕色,可用于探究温度对 平衡移动的影响,故C符合题意;
D. 加热促进水解,且生成盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备AlCl3晶体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.测量氯水的pH采用的是pH计
B.碳原子个数小于4时均为气体,不易用冷凝收集
C.通过控制温度的变化验证温度对其影响
D.要制备氯化铝晶体加热时不断的通入氯化氢气体
8.【答案】C
【知识点】烯烃;食物中淀粉、蛋白质、葡萄糖的检验;烷烃
【解析】【解答】A.检验淀粉的水解产物关键在于检验产物葡萄糖中所含的醛基,可用新制的 悬浊液作为检验试剂。该实验需要在碱性条件下进行,需要用NaOH溶液先中和稀硫酸,A不符合题意;
B. 不含能水解的有机官能团,因此不能发生水解反应,B不符合题意;
C. 的单体,可根据主链上的单双键互换法分析,单体为 ,C符合题意;
D. 的二氯代物,根据定一议二的方法,然后排除重复,有4种(不考虑立体异构),D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、检验葡萄糖要在碱性条件下
B、不能发生水解反应
D、两个取代基的同分异构体,可采用定一移一的方法。
9.【答案】C
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;烷烃
【解析】【解答】A.氢原子所占比值越多,含氢量大 :苯<乙烯<甲烷,A不符合题意;
B.溴苯密度比水大,苯的密度比水小,密度:溴苯>H2O>苯,B不符合题意;
C.支链越多,熔沸点越低,沸点:戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷,C符合题意;
D.含氢量越大,消耗氧气越多,耗氧量:乙烷>乙烯>乙炔,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.氢原子所占比值越多,含氢量大;
B.溴苯密度比水大,苯的密度比水小;
C.支链越多,熔沸点越低;
D.含氢量越大,消耗氧气越多。
10.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;烯烃;乙炔炔烃;苯的结构与性质;烷烃
【解析】【解答】从左至右分析,碳碳三键两个碳原子共平面,碳原子和苯环链接,共平面,苯环上所有碳原子共平面,苯环右侧连接的碳原子形成碳碳双键,和苯环共平面,碳碳双键右侧连接乙基,乙基可和碳碳双键共平面;
故答案为:A。
【分析】共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面,苯环以及苯环所连接到第一个原子会和苯环共平面,碳碳双键两边直接连接的原子共平面,碳碳三键两边直接连接的原子共平面。
11.【答案】B
【知识点】乙烯的化学性质;卤代烃简介;烷烃
【解析】【解答】A.酯类化合物具有芳香气味,水果中含大量的酯类物质,则许多水果有芳香气味,是因为含有酯类化合物,A不符合题意;
B.苯不含碳碳双键,所以苯和溴水不发生加成反应,苯是非极性分子,溴是非极性分子,根据相似相溶原理知,溴易溶于苯而使溴水褪色;乙烯含有碳碳双键,能和溴发生加成反应而使溴水褪色,所以两种物质使溴水褪色的原因不同,B符合题意;
C.通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或酸性高锰 酸钾等强氧化剂都不发生反应,烷烃在较高温度下会发生分解,C不符合题意;
D.氟氯烃或氮氧化物可导致臭氧层空洞,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.依据烷烃的性质判断;
B.根据相似相溶原理分析;
C.酯类化合物具有芳香气味;
D.氟氯烃或氮氧化物可导致臭氧层空洞。
12.【答案】C
【知识点】烯烃;苯的同系物及其性质;烷烃
【解析】【解答】A.与等物质的量的Br2发生加成反应可以生成3-甲基-3,4-二溴-1丁烯和2-甲基-3,4-二溴-1-丁烯,选项A不符合;
B.丙烷和氯气在光照条件下生成一氯取代物的反应可以生成1-氯丙烷和2-丙烷,选项B不符合;
C.2-丙醇在铜或银催化的条件下与O2加热发生氧化反应生成丙酮,只有一种有机产物,选项C符合;
D.甲苯在催化剂作用下与Cl2发生苯环上的取代反应可以生成邻氯甲苯、间氯甲苯和对氯甲苯,选项D不符合;
故答案为:C。
【分析】A.有1,2加成和1,4加成判断;
B.利用等效氢分析;
C.2-丙醇在铜或银催化的条件下与O2加热发生氧化反应生成丙酮;
D.考虑位置异构。
13.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;有机物的鉴别;银镜反应;烷烃
【解析】【解答】A.碳原子相同的烷烃,支链越多,熔沸点越低,不符题意;
B.FeCl3溶液只与苯酚有显色反应,与另两种有机物均无反应,所以无法实现三种有机物的鉴别,符合题意;
C.银镜反应是含醛基有机物与银氨溶液之间特有的氧化反应,实验现象明显,用于检验醛基的存在,另制镜工业曾使用葡萄糖与银氨溶液反应生成单质银,镀在玻璃表面生产玻璃镜,不符题意;
D.成熟水果会释放一定量乙烯气体,乙烯气体又能加速水果成熟及腐烂,KMnO4能与乙烯反应,将其氧化成CO2,不符题意;
故答案为:B。
【分析】A、支链越多,沸点越高;
B、氯化铁溶液可以与酚发生显色反应;
C、银镜反应可以检验醛基,生成银单质;
D、酸性高锰酸钾溶液可以和乙烯反应,乙烯可以催熟水果。
14.【答案】C
【知识点】烷烃
【解析】【解答】A. C2H6为乙烷,C5H12为戊烷,二者结构相似,组成上差3个CH2,互为同系物,故A不符合题意;
B. 二者含有的元素相同,都是C、H,则A与B完全燃烧的产物相同,都是二氧化碳和水,故B不符合题意;
C. 乙烷含有2个甲基,戊烷有三种同分异构体,分别为正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3,异戊烷、新戊烷,则A与B分子中含有的-CH3个数不一定相同,故C符合题意;
D. 同系物结构相似,化学性质相似,乙烷与戊烷互为同系物,二者结构相似,所以它们的化学性质也相似,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
B.烃的燃烧产物均为水和二氧化碳;
D.同系物化学性质相似。
15.【答案】C
【知识点】烷烃
【解析】【解答】A.该物质是正丁烷,属于链状烷烃,A不符合;
B.该物质是甲基环丙烷,属于环状烷烃,B不符合;
C.该物质是1-丁炔,属于炔烃,不是烷烃,C符合;
D.该物质是异丁烷,属于链状烷烃,D不符合;
故答案为:C。
【分析】烷烃分子中的碳原子都以碳碳单键相连,其余的价键都与氢结合。
16.【答案】D
【知识点】苯酚的性质及用途;烷烃
【解析】【解答】A.苯在常温下为无色、有特殊气味的液体,A不符合题意;
B.分子式为CnH2n+2的烃一定是烷烃,B不符合题意;
C.1 mol正丁烷和异丁烷分子中共价键数目相同,均为13NA,C不符合题意;
D.甲烷的二氯代物只有一种,可以证明甲烷是正四面体结构,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、苯为无色有特殊香味的液体;
B、 分子式为CnH2n+2的烃 属于饱和烃,即烷烃;
C、烷烃的共价键数目=氢原子个数+碳原子个数-1;
D、甲烷的二氯代物只有一种,振敏甲烷所有键长相等。
17.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;烷烃
【解析】【解答】A.新戊烷和正戊烷互为同分异构体,新戊烷的支链多,沸点更低,故A符合题意;
B.羟基中O原子上有一个未成对电子,电子式为,故B不符合题意;
C.2,3-二甲基丁烷的主链上有4个碳原子,在2号和3号碳原子上各有一个甲基,其键线式为,故C不符合题意;
D.丙烯中1号和2号碳原子均为sp2杂化,为平面三角形结构,3号碳原子为sp3杂化,为四面体结构,故丙烯中最多有7个原子共平面,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、烷烃的支链越多,沸点越低;
B、羟基的电子式要注意,氧原子有一个未成对电子;
C、 2,3-二甲基丁烷即丁烷,其中第二个第三个碳上各有一个甲基;
D、共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面。
18.【答案】B
【知识点】同系物;油脂的性质、组成与结构;烷烃
【解析】【解答】①同系物的结构相似,官能团的种类和数目均相同,相差一个或若干个CH2原子团,乙醇有一个羟基,甘油有三个羟基,二者不互为同系物,故不符合题意;
②油脂是高级脂肪酸甘油脂,可以看成是三分子的高级脂肪酸与一分子的甘油酯化生成的,故高级脂肪酸乙酯不属于油脂,故不符合题意;
③烷烃能燃烧,燃烧也属于氧化反应,故不符合题意;
④有9种等效氢,故其一氯代物有9种,故符合题意;
⑤硫酸铜为重金属盐,可使蛋白质变性,可用于游泳池的杀菌消毒,故符合题意;
⑥聚乙烯不含有碳碳双键,不能发生加成反应,塑料的老化是因为发生了氧化反应,故不符合题意;
综上所述正确的个数有2个,故B符合题意;
故答案为:B。
【分析】①结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物;
②油脂是高级脂肪酸甘油脂;
③烷烃的燃烧属于氧化反应;
④有机物中含有几种不同环境的氢原子就有几种一氯代物;
⑤重金属盐可使蛋白质变性;
⑥聚乙烯不含碳碳双键。
19.【答案】B,D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物;烷烃
【解析】【解答】A、烷烃是饱和烃,同系物的分子式可用通式CnH2n+2表示,不符合题意;
B、互为同系物的有机物的分子式不可能相同,所以不可能是同分异构体,符合题意;
C、同系物分子组成相差1个或若干个CH2,所以相对分子质量差为14或14的整数倍,不符合题意;
D、同分异构体可分为碳链异构、官能团位置异构、官能团异构等,碳链异构、官能团位置异构可能具有相似的化学性质,官能团异构可能具有完全不同的化学性质,符合题意,
故答案为:BD。
【分析】同分异构体是分子式相同结构不同的物质;同系物要求结构相似,分子式相差n个CH2。同系物的化学性质相似,同分异构体由于种类繁多,化学性质不一定相似。
20.【答案】(1)酯基;1,4-丁二醇
(2)H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
(3)加成反应
(4)
(5)5;
(6)
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;烷烃
【解析】【解答】
(1)D为,官能团为酯基;根据分析可知,C的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,名称是1,4-丁二醇;
(2)实验室用电石(含CaS等杂质)与饱和食盐水制备乙炔,乙炔气体中含硫化氢,通入硫酸铜溶液,硫化氢与硫酸铜反应生成硫化铜沉淀和硫酸,反应的离子方程式为:Cu2++H2S=CuS+2H+;
(3)观察知,断裂氢氮键,与乙炔发生加成反应,实现碳碳三键变为碳碳双键,E→F 的反应类型是为加成反应;
(4)根据分析可知在一定条件下生成PVP,PVP为,反应的方程式为:n;
(5)依题意,同分异构体中含2个羟基,2个羟基不能连在同一碳原子上。除C本身,同分异构体有5种,分别为:、、、、;核磁共振氢谱上有3组峰的结构简式为;
(6)由逆推法可知是有由乙酸和在浓硫酸的作用下酯化,是由在Ni作催化剂的条件下和氢气加成,根据合成中A变B,由苯乙炔和甲醛在硅胶和乙炔亚铜的作用下生成,所以合成路线为:;
【分析】乙炔和甲醛在硅胶和乙炔亚铜的作用下生成B(HOCH2CCCH2OH), B在Ni作催化剂的条件下与氢气加成生成C,根据C的分子式可知C为HOCH2CH2CH2CH2OH,C在铜200℃催化下生成D(),D和NH3在一定压强下生成E( ),E和乙炔在碱125℃作用下生成F(),F在一定条件下生成PVP,PVP为。
21.【答案】(1)1:1
(2)II;III;减压;升温;2800
(3)CO(或CO和H2);C3H6的产率远低于C3H8的转化率,说明催化剂X有利于提高反应II的速率
【知识点】化学平衡常数;化学平衡移动原理;烷烃
【解析】【解答】(l)丙烷直接催化脱氢生成丙烯和氢气的反应为C3H8(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g),因此产物的物质的量之比n(C3H6):n(H2)= 1:1;
(2)①升高温度,平衡正向移动,丙烷的体积分数减小,丙烯的体积分数增大,则I、III为丙烯的体积分数变化曲线,Ⅱ、IV为丙烷的体积分数变化曲线,1×105Pa与1×104Pa相比,压强增大,平衡逆向移动,从而得出表示丙烷体积分数的变化曲线为Ⅱ,表示丙烯体积分数的变化曲线为Ⅲ;
②丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应正向是气体体积增大的吸热反应,改变外界条件时,化学平衡将向着减弱这种该变量的方向移动,因此升高温度、降低压强均能能使平衡正向移动,从而提高丙烷转化率,故答案为:减压;升温;
③l×105Pa、500℃时,丙烷、丙烯、氢气的体积分数分别为70%、14%、14%,由此可计算该反应的平衡常数Kp= =2800Pa;
(3)①由题中信息及表中数据可知,尽管CO2和C3H8按物质的量之比1:1投料,但是C3H6的产率远小于C3H8的转化率,CO2的转化率高于C3H8的,说明在催化剂X的作用下,除了发生反应I,还发生了反应Ⅱ,而且反应物主要发生了反应Ⅱ,这也说明催化剂X有利于提高反应Ⅱ的速率,因此CO2氧化C3H8的主要产物是CO,同时还有H2生成,故答案为:CO(或CO和H2);C3H6的产率远低于C3H8的转化率,说明催化剂X有利于提高反应II的速率。
【分析】丙烷直接催化脱氢制丙烯的化学方程式为C3H8(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g),该反应正向为气体体积增大的吸热反应,增大压强会使平衡逆向移动,丙烯的体积分数将减小,丙烷的体积分数将增大,升高温度会使平衡正向移动,丙烯的体积分数将增大,丙烷的体积分数将减小,然后结合化学平衡相关知识解答。
22.【答案】(1)2:3
(2)m(CO2)=44g,m(H2O)=23.4g
【知识点】烯烃;烃类的燃烧;烷烃
【解析】【解答】(1)混合气体物质的量为=0.5mol,乙烯与溴水发生加成反应CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br,溴水增加的质量则为乙烯的质量,即乙烯物质的量为=0.2mol,则乙烷的物质的量为(0.5-0.2)mol=0.3mol,原混合气体乙烯与乙烷的物质的量之比为0.2∶0.3=2∶3;故答案为2∶3;
(2)根据(1)分析以及原子守恒,混合气体燃烧后产生CO2的物质的量为(0.2×2+0.3×2)=1mol,即二氧化碳的质量为44g,同理产生水的质量为=23.4g;故答案为m(CO2)=44g,m(H2O)=23.4g。
【分析】(1)乙烷与溴水不反应,乙烯与溴水发生加成反应,溴水增加的质量为乙烯的质量;
(2)根据原子守恒计算。
23.【答案】(1);1;39.2
(2)1∶4
【知识点】烯烃;烃类的燃烧;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;烷烃
【解析】【解答】(1)乙烷结构简式为CH3CH3,C和H共用1对电子对,C和C共用1对电子对,其电子式为,11.2L(标况)的乙烷物质的量为,燃烧反应方程式为2CH3CH3+7O2→4CO2+6H2O,由C原子守恒可知生成0.5mol×2=1mol二氧化碳,消耗氧气0.5mol=1.75mol,在标况下体积为V=nVm=1.75mol×22.4L/mol=39.2L;
(2)33.6L混合气体的物质的量为,乙烯含有双键,能与溴水发生加成反应,乙烯和乙烷的混合气体通入足量溴水中,充分反应后,溴水的质量增加了8.4g,即为乙烯的质量,所以乙烯的物质的量为,则乙烷的物质的量为:1.5mol-0.3mol=1.2mol,乙烯与乙烷的物质的量之比为0.3mol:1.2mol=1:4。
【分析】(1)乙烷的电子式为,乙烷燃烧的化学方程式为2CH3CH3+7O2→4CO2+6H2O;
(2)乙烯能与溴水发生加成反应,乙烷不与溴水反应,溴水增加的质量即为乙烯的质量。
24.【答案】(1)
(2)C和E;A
(3)D;A
(4)7
(5)+Br2+HBr
(6)
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;烷烃
【解析】【解答】根据上述球棍模型可知,A为甲烷,B为乙烯,C为丙烷的分子式,D为苯,E为丙烷的结构模型,结合有机物的结构与性质分析作答。
(1)根据物质的球棍模型可知,烃E表示的是丙烷,分子式是C3H8;故答案为:C3H8
(2)属于同一物质的是C与E,上述物质C是丙烷,与其互为同系物的是甲烷,故答案为:C、E;A
(3)等物质的量时,物质分子中含有的C、H原子数越多,消耗O2就越多。A的分子式是CH4,B的分子式是C2H4,C的分子式是C3H8,D的分子式为C6H6,E的分子式是C3H8。假设各种物质的物质的量都是1mol,1mol CH4完全燃烧消耗O2的物质的量是2mol,1mol乙烯完全燃烧消耗O2的物质的量是3mol;1mol丙烷完全燃烧消耗O2的物质的量是5mol;1mol苯完全燃烧消耗O2的物质的量是7.5mol。可见等物质的量的上述烃,完全燃烧消耗O2的物质的量最多的是苯,序号是D;
当烃等质量时,氢的含量越多耗氧量越多,根据A分子式可知CH4、B的分子式是C2H4,可化简CH2,C的分子式是C3H8,可化简,D的分子式为C6H6,可化简CH,由于CH4中H元素含量最多,所以等质量时完全燃烧时消耗O2最多的是CH4,其序号是A,故答案为D;A;
(4) 与B互为同系物分子量相差14的物质为丙烯,结构简式为,丙烯最多有7个原子共平面,故答案为:7
(5) D与液溴在催化发生反应的化学方程式:+Br2+HBr
(6) C的某种同系物的分子式为,其一氯代物只有一种,说明12个H原子是等效的,该烃的结构简式为:
【分析】解决烃的燃烧有关物质的量、体积变化问题,可以利用烃的燃烧通式解决,不论是烷烃、烯烃、炔烃还是苯及苯的同系物,它们组成均可用CxHy来表示,这样当它在氧气或空气中完全燃烧时,其方程式可表示如下:CxHy+(x+y/4)O2=CO2+y/2H2O,
1.烃燃烧时物质的量的变化
烃完全燃烧前后,各物质的总物质的量变化值与上述燃烧方程式中的化学计量数变化值一致,即 n=(x+y/2)-[1+(x+y/4)]=y/4-1,燃烧前后物质的量变化值仅与烃分子中的氢原子数有关,而与碳原子数无关。当y>4时,物质的量增加;当y=4时,物质的量不变;当y<4时,物质的量减少。
2.气态烃燃烧的体积变化
考虑燃烧时的体积变化,必须确定烃以及所生成的水的聚集状态。因此,当气态烃在通常压强下燃烧时,就有了两种不同温度状况下的体积变化:
(1)在T<100℃时,水是液态, V=x-[1+(x+y/4)]=-(y/4+1)说明,任何烃在以下燃烧时,其体积都是减小的;
(2) 在时T<100℃时,水是气态, V=(x+y/2)-[1+(x+y/4)]=y/4-1
当y>4时, V>0,体积增大;
当y=4时, V=0,即体积不变;
当y<4时, V<0,即体积减小。
3.烃燃烧时耗氧量:在比较各类烃燃烧时消耗氧气的量时,常采用两种量的单位来分别进行比较:
(1) 物质的量相同的烃,燃烧时等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量的多少决定于(x+y/4)的数值,其值越大,耗氧越多,反之越少,本题五种物质中耗氧量最多的是苯,所以答案选择D;
(2)质量相同的烃完全燃烧时,将CxHy变形为CHy/x,即耗氧量的多少决定于烃分子中氢元素的百分含量,氢元素的质量分数越大耗氧越多,反之耗氧越少,CH4中氢元素质量分数最高,等质量情况下耗氧最多。
25.【答案】(1)正戊烷、异戊烷;A
(2)二
(3)C26H54
(4)H2N-CH2-COOH
(5)变性
【知识点】有机物的结构和性质;烷烃
【解析】【解答】(1)①同分异构体分子式相同,但结构不同。在上述四种物质中,A表示C3H8,名称为丙烷;B 表示C4H10,名称为丁烷;C表示C5H12,名称为正戊烷,D表示C5H12,名称为异戊烷,可知其中的选项C、D表示的物质分子式相同,结构不同,因此二者互为同分异构体,它们的名称分别是正戊烷、异戊烷;
②有机物燃烧时,4 g H完全燃烧产生H2O消耗1 mol O2;12 C完全燃烧产生CO2气体消耗1 mol O2,可见等质量的有机物中H元素含量越高,物质燃烧消耗O2越多。在上述四种烷烃中,烷烃分子中C原子数越少,其中的含氢量就最高,故上述四种烃各为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是C3H8,合理选项是A;
(2)在上述两种工艺中,工艺一中除产生环氧乙烷,还有副产物CaCl2及H2O产生,原子利用率未达到100%;而工艺二中反应物原子全部转化为环氧乙烷,没有副产物产生,原子利用率达到100%,故工艺二符合绿色化学的原则;
(3)由表格中数据可知:奇数项的C原子个数为前一奇数项中烷烃的C、H原子个数之和,偶数项中C原子个数为其前一个偶数项中C、H原子个数之和,所以第六项中C原子个数是第四项中C原子、H原子个数之和为26,由烷烃通式可知第六项分子式为C26H54;
(4)某含氮有机物组成中含碳32%,氢6.7%,氧43%,则氮的质量分数为(1-32%-6.7% -43%)=18.3%,则n(C):n(H):n(O):n(N)= 2:5:2:1,故该有机物的最简式为C2H5O2N,最简式的式量是75,而该有机物的相对分子质量M=37.5×2=75,故该有机物分子式为C2H5O2N。该有机物是蛋白质水解的产物,既能与酸又能与碱反应,还可与醇发生酯化,说明该有机物是氨基酸,其中含有-NH2和-COOH,故该有机物结构简式为H2NCH2COOH;
(5)醋酸铅是重金属盐,遇蛋白质,会使蛋白质分子结构发生改变发生变性,由于失去其生理活性功能而导致中毒。
【分析】根据球棍模型可知,A为丙烷,B为丁烷,C为正戊烷,D为异戊烷。
(1)①分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
②等质量的有机物中H元素含量越高,燃烧消耗O2越多;
(2)绿色化学的原则是原子利用率100%;
(3)结合烷烃通式推断分子式;
(4)蛋白质水解生成氨基酸;
(5)重金属盐会使蛋白质变性。
26.【答案】(1)A、B、C
(2)A、C;A
(3)E、F、H
(4)
【知识点】同分异构现象和同分异构体;聚合反应;烷烃
【解析】【解答】(1)有机物种类繁多的原因:有机物分子里碳原子间的连接方式可以是链状,也可以是环状,碳原子间通过共用电子对形成共价键时,可以以单键、双键或叁键结合,有机物中普遍存在同分异构现象,A、B、C满足题意,故答案为:A、B、C;(2)碳原子之间以单键结合成链状的烃称为烷烃,符合条件的有:A、C,原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,所以A的沸点比C高,故答案为:A、C;A;(3B、E、F、H的分子式相同,均为C4H8,结构不同,互为同分异构体,故答案为:E、F、H;(4)F为CH2=C(CH3)2,其发生加聚反应的化学方程式为: ,故答案为: 。
【分析】由图可知,A为CH3CH2CH2CH3、B为CH3CH=CHCH3、C为CH(CH3)3、D为CH3C≡CHCH3、E为CH3CH2CH=CH2、F为CH2=C(CH3)2、G为CH≡CCH2CH3、H为 ,据此解答。
27.【答案】(1)D
(2)正四面体
(3);加成反应
(4) +HNO3 +H2O;取代反应
(5)
(6);
【知识点】判断简单分子或离子的构型;乙烯的化学性质;苯的结构与性质;球棍模型与比例模型;烷烃
【解析】【解答】(1)最简式中H原子个数越少,含碳量越高,常温下含碳量最高的气态烃是D,故答案为:D;
(2)A分子是甲烷,其空间构型是正四面体,故答案为:正四面体;
(3)C与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2Br CH2Br,反应类型为加成反应,故答案为:CH2=CH2+Br2→CH2Br CH2Br;加成反应;
(4)F与浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式为 ,反应类型为取代反应,故答案为: ;取代反应;
(5)同状况、同体积时物质的量相同,由燃烧通式中x+ 可知三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是CH3CH3,故答案为:CH3CH3;
(6)等质量的以上三种物质燃烧时,最简式中H原子越少,生成二氧化碳越多,H原子越多生成水越多,则生成二氧化碳最多的是CH2=CH2,生成水最多的是CH4,故答案为:CH2=CH2;CH4。
【分析】由A~G是几种烃的分子球棍模型可知,A为甲烷、B为乙烷、C为乙烯、D为乙炔、E为丙烷、F为苯、G为甲苯,以此来解答。
28.【答案】(1)C
(2)E
(3)C
(4)CE
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;球棍模型与比例模型;烷烃
【解析】【解答】(1)能够发生加成的烃为:乙烯和甲苯,其中气态的烃为乙烯,故答案为:C;
(2) 甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、甲苯中分别含有1种、1种、1种、2种、4种环境的氢原子,因此一卤代物种类最多的是甲苯,共有4种一氯代物,故答案为:E;
(3)所有原子均在同一平面上的是乙烯,故答案为:C;
(4)乙烯和甲苯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:CE。
【分析】根据分子的球棍模型可知:A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为丙烷,E为甲苯,根据物质的结构和性质分析解答。
29.【答案】(1)CH2=CH2;CH3CH3;CH3CH2Cl;CH3CH2OH
(2)CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl;加成反应;CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl;取代反应
【知识点】有机物的推断;乙烯的化学性质;结构简式;烷烃
【解析】【解答】(1)由上述分析可知,A、B、C、D分别为CH2=CH2、CH3CH3、CH3CH2Cl、CH3CH2OH,故答案为CH2═CH2;CH3CH3;CH3CH2Cl;CH3CH2OH;(2)反应②为乙烯与HCl发生的加成反应,反应的化学方程式为CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl;
反应④为乙烷与氯气的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl;
故答案为CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl;加成反应;CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl;取代反应。
【分析】烃A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,还是一种植物生长调节剂,故A为CH2=CH2,CH2=CH2与氢气发生加成反应生成B,B为CH3CH3,乙烯与HCl发生加成反应生成C,C为CH3CH2Cl,乙烯与水发生加成反应生成D,D为CH3CH2OH,据此分析解答。
30.【答案】(1)催化剂;防暴沸
(2)防止试管③中液体倒吸回试管②中
(3)CH2=CH-CH3;CH2=CH2;AC
(4)③④
【知识点】烯烃;石油的裂化和裂解;烷烃
【解析】【解答】(1)试管①中氧化铝即可防止液体混合加热引起暴沸现象,又是石蜡油发生分解反应的催化剂;
(2) CH2=CH-CH3和CH2=CH2能与溴水发生加成反应,使气压降低,发生倒吸,装置A的作用是防止试管③中液体倒吸回试管②中;
(3) 丁烷的两种裂解方式为:C4H10→CH4+CH2=CHCH3,C4H10→C2H6+CH2=CH2,如果是乙烯和丙烯之间发生加聚反应,由于碳原子之间的连接顺序可以有 和 两种结构简式,分别为A、C结构;
(4) 石蜡在催化剂氧化铝存在下,加热可以裂化为短链的气态饱和烃和不饱和烃,还有液态的饱和烃和不饱和烃,故答案为:③和④。
【分析】高碳烷烃在催化剂作用下分解生成低碳的烷烃和烯烃,其中烯烃能和溴水发生加成反应,5~10左右碳原子的烷烃常温下为液态,结合装置的特点和有机物的性质分析解题。
31.【答案】(1)②;①;③;⑤⑦
(2)A;B;C;D;E
(3)nCH2=CH2
(4)7;CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br;加成反应
(5)C7H16;CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、(CH3CH2)2CHCH2CH3
【知识点】同分异构现象和同分异构体;烯烃;同系物;同位素及其应用;烷烃
【解析】【解答】(1)同种元素的不同核素互为同位素,所以35Cl和37Cl互为同位素,选②;
同种元素的不同单质互为同素异形体,所以O2和O3互为同素异形体,选①;
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,CH3CH3和CH3CH2CH3结构相似,分子组成相差一个CH2二者互为同系物,选③;
分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体,CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3分子式均为C4H10,结构不同互为同分异构体; 和CH3(CH2)3CH3分子式均为C5H12,结构不同互为同分异构体,所以选⑤⑦;(2)随着相对分子质量的增大,分子间的范德华引力增大,所以烷烃的沸点随着相对分子质量的增加而升高,对于含碳数相同的烷烃而言,支链越多,沸点越低;则五种物质的沸点由高到低的顺序为ABDCE;(3)乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,化学方程式为nCH2=CH2 ;(4)丙烯的结构简式为CH3CH=CH2,乙烯为平面结构,丙烯即乙烯中一个氢原子被甲基代替,则甲基上的碳原子可共面,根据甲烷的空间结构可知甲基上最多还有1个氢原子可共面,所以最多7个原子共面;丙烯含有碳碳双键可以和溴发生加成反应使溴水褪色,化学方程式为CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br;(5)烷烃的通式为CnH2n+2,根据元素守恒可知1mol烷烃燃烧消耗的氧气的物质的量为(n+ )=11mol,解得n=7,所以该烷烃的化学式为C7H16;其结构中含有3个-CH3的结构简式分别为CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、(CH3CH2)2CHCH2CH3。
【分析】对于含碳数相同的烷烃而言,支链越多,沸点越低;判断有机物分子中所有原子是否共面时,通常根据甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构模型进行,找出与其结构相似的有机物片段,然后分析有多少原子可能共面或共线,最多有多少原子共面或共线,要求要熟悉这些基本模型的结构特点。
32.【答案】(1)①④;⑤
(2)2,2,3-三甲基丁烷;3-甲基-1-丁烯
【知识点】有机化合物的命名;同系物;烷烃
【解析】【解答】(1)CH3CH3和CH3CH(CH3)C(CH3)2CH3均满足烷烃的通式CnH2n+2,即①④为烷烃;CH3CH=CH2、CH2=CHCH(CH3)CH3都只含有一个碳碳双键,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,②和⑤互为同系物;(2)CH3CH(CH3)C(CH3)2CH3的主链有4个碳原子,其名称为2,2,3-三甲基丁烷;CH2=CHCH(CH3)CH3主链有4个碳原子的烯烃,名称为3-甲基-1-丁烯。
【分析】(1)找出符合烷烃通式的有机物(CnH2n+2)即可,找出于②结构相似,且分子式相差n个CH2的有机物
(2)定主链,再定支链,写出支链代数和最小的结构式即可

延伸阅读:

标签:

上一篇:2023年高考真题变式分类汇编:同分异构现象和同分异构体2

下一篇:人教版小学数学六年级下册《比例》选择题专项练习(含答案)