人教版高中化学第三章第二节第2课时苯能力提升训练.docx
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人教版高中化学第三章第二节第2课时苯能力提升训练
第三章第二节第2课时苯能力提升训练
一、选择题
1.已知:
①
+HNO3
+H2OΔH<0;②硝基苯沸点210.9℃,蒸馏时选用空气冷凝管。
下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持仪器略去),正确的是( )
A.
分液B.
配制混酸
C.
水浴加热D.
蒸馏提纯
2.四联苯
的一氯代物有()
A.3种B.4种C.5种D.6种
3.下列关于苯的叙述正确的是( )
A.反应①常温下不能进行,需要加热
B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在下层
C.反应③为取代反应,产物是一种芳香烃
D.反应④能发生,从而证明苯中是单双键交替结构
4.对于
的分子结构,下列说法正确的是()
A.除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上
B.除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上
C.12个碳原子不可能都在同一平面上
D.所有原子有可能都在同一平面上
5.NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是()
A.1molCH4与足量的Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
B.1mol甲醇分子中含有的共价键数为4NA
C.1mol苯乙烯(
)中含有的碳碳双键数为4NA
D.标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
6.苯环结构中,不存在单双键交替结构,可以作为证据的事实是①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色;②苯中碳碳键的键长均相等;③苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷;④经实验测得邻二甲苯仅一种结构;⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应,但不因化学变化而使溴水褪色
A.②③④⑤B.①③④⑤C.①②④⑤D.①②③④
7.甲烷分子中的4个氢原子都被苯基取代,可得到分子结构为的有机物,对该有机物的下列叙述中正确的是( )。
A.分子式为C25H24
B.属于苯的同系物
C.所有碳原子有可能处于同一平面上
D.在一定条件下,能发生取代、加成反应
8.下列说法中正确的是()。
A.芳香烃的分子通式是CnH2n-6(n≥6,n∈N)
B.苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类物质
C.苯和甲苯都不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应
9.除去下列物质中少量杂质采用的方法与制取无水乙醇的方法相同的是( )
A.己烷(杂质为己烯)B.乙醇(杂质为乙酸)
C.硝基苯(杂质为苯)D.苯(杂质为甲苯)
10.实验室制浓硫酸、浓硝酸的混合物与苯反应制取硝基苯。
得到粗产品后,要选用如下几步操作对粗产品进行精制:
①蒸馏
②水洗
③用干燥剂进行干燥
④用10%的NaOH溶液洗涤。
正确的操作步骤是()
A.①②③④②B.②④②③①C.④②③①②D.③④①②③
11.下列关于苯的叙述正确的是()
A.苯的分子式为C6H6,它不能使酸性KMnO4溶液褪色,属于饱和烃
B.从苯的凯库勒式(
)看,苯分子中含有碳碳双键,应属于烯烃
C.在催化剂作用下,苯与液溴反应生成溴苯,发生了加成反应
D.苯分子为平面正六边形结构,6个碳原子之间的价键完全相同
12.已知下列化合物:
①硝基苯②环己烷③乙苯④溴苯⑤间二硝基苯。
其中能由苯通过一步反应直接制取的是
A.①②③B.①③⑤C.①②⑤D.全部
二、填空题
13.A~G是几种烃分子的球棍模型(如图),据此回答下列问题:
(1)等质量的上述烃燃烧耗氧量最高的是(填对应字母)__;
(2)属于同系物的是(填对应字母)___;
(3)所有原子都在同一平面上的是(填对应字母)___;
(4)一卤代物总类最多的是(填对应字母)___;
(5)实验室制D的化学方程式___;
(6)写出G合成烈性炸药(TNT)的化学方程式___。
14.已知:
,以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图:
(1)苯转化为A的化学方程式是______________________________________________。
(2)B的结构简式为_______________。
(3)有机物C的所有原子______(填“是”或“不是”)在同一平面上。
(4)D分子苯环上的一氯代物有_________种。
(5)在上述反应①②③④⑤中,属于取代反应的是_______________________。
15.对溴甲苯是合成农药溴螨酯的重要原料。
工业用液溴、甲苯与1-丙醇共热合成对溴甲苯和1-溴丙烷,其原子利用率很高。
实验室模拟的合成流程和相关数据如下:
已知:
甲苯与溴在有水存在时能反应。
物质
甲苯
1-丙醇
1-溴丙烷
对溴甲苯
邻溴甲苯
沸点℃
110.8
97.2
71
184.3
181.7
(1)液溴的颜色是_________,实验室存放液溴时应密闭保存,同时需要在试剂瓶中加________,以减少挥发。
(2)25℃恒温搅拌至溴的颜色完全褪去时完成甲苯的溴代反应。
搅拌的目的是__________。
加入水的作用是:
易于控制温度;____________________。
(3)加热搅拌操作中加入浓硫酸,搅拌,完成1-丙醇的取代反应,加入浓硫酸的作用是_________,加热微沸2小时的目的是_______________。
(4)操作Ⅰ的名称是___________,洗涤操作应在_________(填写仪器名称)中进行。
(5)经以上分离操作后,粗对溴甲苯中还含有的最主要杂质为________(填写名称),使用操作Ⅱ分离出1-溴丙烷的原理是______________________________________。
(6)分离出的水溶液中含HBr、H2SO4和Fe3+离子,将水溶液稀释定容至1000mL,取20.00mL,加入几滴甲基橙作指示剂,用一定浓度的NaOH溶液滴定,测定出HBr的物质的量明显低于理论值,原因是_____________________;有同学认为无需加入指示剂,也能完成滴定,提出这一观点的理由是_______________________________。
参考答案
1.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.硝基苯是不溶于水且比水密度大的油状液体,油层在下层,故A正确;
B.将浓硫酸与浓硝酸混合的操作与将浓硫酸与水混合的操作相似,为有利于浓硫酸稀释时放出的热量快速散失,避免液体飞溅,应将浓硫酸缓慢倒入浓硝酸中,并不断搅拌或振荡。
故B错误;
C.采用水浴加热,温度计插入热水中,便于观察和控制热水的温度,但该装置中的热水太少,没有漫过试管中被加热的液体,导致反应液受热不均匀,故C错误;
D.蒸馏装置中,温度计用于测量蒸气的温度,温度计的水银球不能插入液体中,应该与蒸馏烧瓶的支管口相平,故D错误;
答案选A。
2【答案】C
【解析】解:
判断有机物中氢原子的种类,有机物中氢原子有几种其一氯代物就有几种。
由题给四联苯的结构简式知,四联苯为高度对称结构,其氢原子有5种,故四联苯的一氯代物有5种,答案选C。
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.反应①常温下能进行,生成溴苯和HBr,不需要加热,A错误;
B.反应②不发生,但是苯和酸性高锰酸钾互不相溶,苯密度比水小,故有分层现象,紫色层是酸性高锰酸钾溶液,在下层,B正确;
C.反应③为苯的硝化反应,生成的硝基苯是一种芳香烃的衍生物,C错误;
D.反应④能发生,苯和氢气加成得到环己烷,但是并不能证明苯中是单双键交替结构,D错误;
答案选B。
4.B
【解析】按照结构特点,其空间结构可简单表示为下图所示
,由图形可以看到,直线l一定在平面N中,甲基上3个氢只有一个可能在这个平面内;—CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子,最多只有一个在双键决定的平面M中;平面M和平面N一定共用两个碳原子,可以通过旋转碳碳单键,使两平面重合,此时仍有—CHF2中的两个原子、—CH3中的两个氢原子不在这个平面内。
要使苯环外的碳原子共直线,必须使双键部分键角为180°,但烯烃中键角为120°,所以,苯环以外的碳不可能共直线。
综合上述,答案选B。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.CH4与Cl2的在光照下发生的取代反应产物是四种氯代甲烷的混合物,不是完全生成CH3Cl,所以生成CH3Cl的分子数小于NA,故A错误;
B.甲醇分子中含有3个碳氢键、1个碳氧键和1个氧氢键,所以1mol甲醇中含有5mol共价键,含有的共价键数目为5NA,故B错误;
C.苯环中不含碳碳双键,故苯乙烯中含一个碳碳双键,故1mol苯乙烯中含NA个碳碳双键,故C错误;
D.甲烷和乙烯分子中都含有4个H原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为
×4×NA=2NA,故D正确;
故选D。
6.【答案】C
【解析】①不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,分子内不存在C=C键,证明不存在C-C键和C=C键的简单交替结构;
②碳碳键的键长均相等,说明苯分子中的碳碳键是同一种键;
③一定条件下,一定条件下跟H2加成生成环己烷,不能说明苯分子碳碳键情况;
④邻二甲苯只有一种结构,说明不存在C-C键和C=C键的简单交替结构;
⑤溴水不褪色,说明没有碳碳双键,证明不存在碳碳单键双键交替情况。
综合以上可以知道,可以作为根据证明苯不存在C-C键和C=C键的简单交替结构的有:
①②④⑤。
所以C选项是正确的。
7.D
【解析】
【分析】
有机物具有苯环和甲烷的结构特点,苯环所有原子共平面,甲烷具有正四面体结构,据此回答问题。
【详解】
A.根据结构,分子式为C25H20,A错误;
B.有机物结构中含有4个苯环,与苯的结构不同,不属于苯的同系物,B错误;
C.中心甲烷碳原子的成键结构是正四面体结构,所有碳原子不可能处于同一平面上,C错误;
D.在一定条件下,苯环可以与卤族单质等能发生取代,与氢气发生加成反应,D正确。
答案为D。
8.D
【解析】
【分析】
芳香烃是分子中含有一个或多个苯环的烃类化合物,而苯的同系物仅指分子中含有一个苯环,苯环侧链全部为烷基的烃类化合物;苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应,但甲苯能使酸性高锰酸钾褪色,这是由于苯环与侧链之间的影响所致。
【详解】
A.苯的同系物的分子通式是CnH2n-6(n≥6,n∈N),芳香烃可能不止一个苯环,A错误;
B.苯的同系物是分子中仅含有一个苯环,侧链全部为烷基的烃类化合物,不是所有烃类物质,如乙烯基,B错误;
C.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,甲苯与高锰酸钾反应产生苯甲酸,C错误;
D.苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应,D正确。
答案为D。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
乙醇中含有少量水可加入生石灰再蒸馏制得无水乙醇,
A.己烷(杂质为己烯)方法是:
可以用溴水洗涤,故A不符合题意;
B.乙醇(杂质为乙酸)方法是:
加入氧化钙蒸馏,故B符合题意;
C.硝基苯(杂质为苯)为相互溶解的液体,除杂方法是:
蒸馏,故C不符合题意;
D.苯(杂质为甲苯)方法是:
可以用酸性高锰酸钾溶液氧化除去,故D不符合题意;
故答案为:
B。
10.B
【解析】
【详解】
要除去混和酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤,最后用无水CaCl2干燥、蒸馏得到纯硝基苯,故正确的操作步骤是②④②③①。
答案选B。
11.D
【解析】
【详解】
A.从苯的分子式C6H6看,其氢原子数未达饱和,应属不饱和烃,而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,是由于苯分子中的碳碳键是介于碳碳单链与碳碳双键之间的独特的键所致,故A错误;
B.苯的凯库勒式并未反映出苯的真实结构,只是由于习惯而沿用,不能由其来认定苯分子中含有碳碳双键,苯也不属于烯烃,故B错误;
C.在催化剂的作用下,苯与液溴反应生成了溴苯,发生的是取代反应而不是加成反应,故C错误;
D.苯分子为平面正六边形结构,苯分子中的碳碳键是介于碳碳单链与碳碳双键之间的独特的键,其分子中6个碳原子之间的价键完全相同,故D正确。
选D。
12.【答案】C
【解析】
试题分析:
苯可以发生取代反应、加成反应,①硝基苯可以由苯与硝酸在催化剂作用下制取,①正确;②环己烷由苯和氢气在催化剂作用加成反应制取,②正确;③乙苯不可以通过苯一步反应制得,③错误;④溴苯,苯和溴水在三价铁离子催化作用下,取代制得,④正确;⑤间二硝基苯,苯和硝酸取代只可以生成一硝基苯,⑤错误,答案选C。
13.AABE,FGCDFGCaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
+3HNO3
+3H2O
【解析】
【分析】
有结构模型可知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,根据物质的组成、结构和性质解答该题。
【详解】
有结构模型可知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;
(1)设烃的分子式为CxHy,耗氧量=x+
,根据其分子式知,x+
最大的是甲烷,所以等质量的上述烃耗氧量最多的是A;
(2)结构相似,分子组成相差若干CH2的有机物互为同系物,则甲烷、乙烷、丙烷互为同系物,苯和甲苯互为同系物,故答案为ABE和FG;
(3)乙烯和苯均为平面结构,乙炔是直线型结构,则所有原子都在同一平面上的是CDF;
(4)分子中有几种等效氢原子就有几种一氯代物,其中甲苯有4种等效氢,则一卤代物种类最多的是G;
(5)实验室利用碳化钙和饱和食盐水制乙炔,发生反应的化学方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑;
(6)甲苯和浓硝酸、浓硫酸的混合液混合加热制得烈性炸药(TNT),发生反应的化学方程式为
+3HNO3
+3H2O。
14.
是2①②③④
【解析】
【分析】
苯和浓硝酸发生取代反应生成A,A为
;由
结合信息逆推可知B为
;则A发生取代反应生成B;由
逆推可知D为
,则B和溴发生取代反应生成C,C为
,C发生取代反应生成D,据此分析解答。
【详解】
(1)苯和浓硝酸发生取代反应生成A,反应的化学方程式为
,故答案为:
;
(2)根据上述分析,B为
,故答案为:
;
(3)有机物C为
,苯环为平面结构,因此C的所有原子都在同一平面上,故答案为:
是;
(4)D为
,苯环上有2种环境的氢原子,其一氯代物有2种,故答案为:
2;
(5)根据上述分析,反应①为硝化反应,属于取代反应,反应②为取代反应,反应③为苯环上的溴代反应,属于取代反应,反应④为溴苯与浓硫酸发生的对位取代反应,反应⑤为苯环与氢气的加成反应,属于取代反应的是①②③④,故答案为:
①②③④。
15.深红棕色水使互不相溶的液体充分混合吸收反应生成的溴化氢气体催化剂提高氢溴酸和1-丙醇的利用(转化)率分液分液漏斗邻溴甲苯利用物质的沸点差异,用加热冷凝(蒸馏或分馏)的方法分离溴(溴化氢)挥发没有参加反应(溴与铁反应生成溴化铁)滴定终点时,有Fe(OH)3红褐色沉淀生成,可以指示滴定终点
【解析】
【分析】
甲苯与1-丙醇共热合成对溴甲苯和1-溴丙烷,加热搅拌操作中加入浓硫酸,搅拌,完成1-丙醇的取代反应,浓硫酸起到催化剂的作用,为提高氢溴酸和1-丙醇的利用(转化)率,加热微沸2小时,使之充分反应,然后用分液漏斗分离,粗对溴甲苯中还含有的最主要杂质为邻溴甲苯,可利用物质的沸点差异,用加热冷凝(蒸馏或分馏)的方法分离,以此解答该题。
【详解】
(1)液溴为深红棕色液体,易挥发,为减少挥发,可用水封的方法保存,
故答案为:
深红棕色;水;
(2)反应生成溴化氢,溴化氢易溶于水,水可起到吸收溴化氢的作用,为保证充分接触而反应,应不断搅拌,
故答案为:
使互不相溶的液体充分混合;吸收反应生成的溴化氢气体;
(3)浓硫酸起到催化剂的作用,为提高氢溴酸和1−丙醇的利用(转化)率,加热微沸2小时,使之充分反应,
故答案为:
催化剂;提高氢溴酸和1−丙醇的利用(转化)率;
(4)将水溶液与互不相溶的有机物分离,可用分液漏斗进行分液操作,得到分离的目的,
故答案为:
分液;分液漏斗;
(5)粗对溴甲苯中还含有的最主要杂质为邻溴甲苯,可利用物质的沸点差异,用加热冷凝(蒸馏或分馏)的方法分离,
故答案为:
邻溴甲苯;利用物质的沸点差异,用加热冷凝(蒸馏或分馏)的方法分离;
(6)测定出HBr的物质的量明显低于理论值,可能原因为溴(溴化氢)挥发没有参加反应(溴与铁反应生成溴化铁),滴定终点时,有Fe(OH)3红褐色沉淀生成,可以指示滴定终点,所以无需加入指示剂,也能完成滴定,
故答案为:
溴(溴化氢)挥发没有参加反应(溴与铁反应生成溴化铁);滴定终点时,有Fe(OH)3红褐色沉淀生成,可以指示滴定终点。
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