2024高中化学第二章烃和卤代烃2-2苯的同系物芳香烃的来源及应用课时作业含解析新人教版选修5VIP

PAGEPAGE10苯的同系物、芳香烃的来源及应用一、选择题(每小题5分，共60分)1．下列有关甲苯的试验事实中，能说明侧链对苯环性质有影响的是(A)A．甲苯通过硝化反应生成三硝基甲苯B．甲苯能使溴水褪色C．甲苯燃烧产生很浓的黑烟D．1mol甲苯与3mol氢气发生加成反应解析：A项中甲苯硝化反应生成三硝基甲苯，和苯的硝化反应不一样，所以A正确；B项中苯和甲苯均能萃取溴水中的溴，使水层褪色，与侧链对苯环的影响无关；C项中产生黑烟是苯分子中碳的含量高造成的；D项中无论是苯还是苯的同系物均能与H2发生加成反应并且比例均为1∶3。2．在分子中，同一平面内的碳原子最多应有(D)A．7个B．8个C．9个D．14个解析：苯分子是平面正六边形结构，分子中12个原子共平面。分析的结构时，受苯环书写形式的局限而认为至少1～8碳原子共平面，实质上由于4、7、8、11四个碳原子共直线，两个苯环所确定的平面可以绕该直线旋转，故至少有9个碳原子共面；若两平面重合，则全部的碳原子均在同一平面上，即最多有14个碳原子共面。3．某烃的结构简式为CH3—CH2—CHC(C2H5)—CCH，分子中含有四面体结构的碳原子(即饱和碳原子)数为a，在同始终线上的碳原子数最多为b，肯定在同一平面内的碳原子数为c，则a、b、c分别为(B)A．4、3、5B．4、3、6C．2、5、4D．4、6、4解析：碳碳双键的原子是共面的，碳碳三键的原子是在一条直线上，饱和碳呈四面体结构，所以该分子中含有四面体结构的C原子有4个，分别是甲基、亚甲基、乙基的C原子；在一条直线上的C原子有3个，分别是C—C—CCH；在一个平面上的C原子有6个，是CH2CHC(CH2)CC上的C原子，答案选B。4．柠檬烯是一种食用香料，其结构简式如图，有关柠檬烯的分析错误的是(B)A．在肯定条件下，1mol柠檬烯可与2molH2完全加成B．柠檬烯的一氯代物有7种C．在肯定条件下，柠檬烯可发生加成、取代、氧化、还原反应D．柠檬烯分子中全部碳原子不行能都在同一平面解析：本题考查有机物结构和性质，明确官能团与性质的关系是解本题的关键，难点是H原子种类推断、原子共面推断等学问点。1mol碳碳双键完全和氢气发生加成反应须要1mol氢气，该分子中含有2个碳碳双键，所以在肯定条件下，1mol柠檬烯可与2molH2完全加成，故A不符合题意；该分子中H原子种类为8，所以柠檬烯的一氯代物有8种，故B符合题意；该分子中含有碳碳双键、烷基，所以在肯定条件下，柠檬烯可发生加成、取代、氧化、还原反应，故C不符合题意；该分子中含有甲基C，和甲基C相连的全部C原子不行能都在同一平面，故D不符合题意；故选B。5．A～D是中学化学试验中运用温度计的装置示意图，其中所做试验与装置不相符的是(C)解析：须留意在银镜反应中，温度计的作用是为了保持水浴的温度，所以应当插在水浴中，而不是插到试管中。6．某烃不与溴水反应，但能使酸性高锰酸钾溶液褪色，在Fe存在下与Cl2反应，能生成两种一氯代物，则该烃是(C)解析：本题主要考查有机物的性质与结构。CH≡C—CH3能与溴水反应，故A错误；对二甲苯的苯环上只有1种类型的H原子，其苯环上的一氯代物有一种，故B错误；的苯环上只有2种类型的H原子，其苯环上的一氯代物有2种，故C正确；的苯环上有4种类型的H原子，其苯环上的一氯代物有4种，故D错误。7．聚苯乙烯塑料在生产、生活中有广泛应用，其单体苯乙烯可由乙苯和二氧化碳在肯定条件下发生如图反应制取：，下列有关苯乙烯的说法正确的是(D)A．分子中含有5个碳碳双键B．属于不含极性键的共价化合物C．分子式为C8H10D．通过加聚反应生成聚苯乙烯解析：本题考查有机物的结构与性质。A.苯乙烯分子中含有1个碳碳双键和1个苯环，故A错误；B.苯乙烯分子中的碳氢键为极性键，碳碳键为非极性键，属于既含极性键又含非极性键的共价化合物，故B错误；C.苯乙烯的分子式为C8H8，故C错误；D.苯乙烯分子中含有碳碳双键，通过加聚反应生成聚苯乙烯，故D正确。8．2024年夏季奥运会是在“足球王国”——巴西里约热内卢实行的，下图为酷似奥林匹克旗中的五环(如图)的有机物，科学家称其为奥林匹克烃，下列有关奥林匹克烃的说法正确的是(C)A．该烃的一氯代物只有一种B．该烃分子中只含非极性键C．该烃完全燃烧生成H2O的物质的量小于CO2的物质的量D．该烃属于烷烃解析：该烃为对称结构，所以可以沿对称轴取一半考虑，如图所示，对连有氢原子的碳原子进行编号：，则其一氯代物有七种，A错误；分子结构中含有碳碳非极性键和碳氢极性键，B错误；该有机物的分子式为C22H14，燃烧生成n(H2O)∶n(CO2)＝7∶22，生成H2O的物质的量小于CO2的物质的量，C正确；从结构上看，奥林匹克烃属于稠环芳香烃，属于芳香化合物，不属于烷烃，D错误。9．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(B)A．2种B．3种C．4种D．5种解析：该烃的分子式为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种侧链上与苯环干脆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。10．某有机物分子的结构简式如图所示：。下列相关叙述正确的是(B)A．该有机化合物含有3种官能团B．该有机物分子中最多有14个碳原子在同一平面内C．该有机物分子中最多有6个碳原子共线D．该有机物分子中最多有12个碳原子在同一平面内解析：与碳碳双键干脆相连的4个原子与碳碳双键的2个碳原子共面；与碳碳三键干脆相连的2个原子和碳碳三键中的2个碳原子共线；与苯环干脆相连的原子和苯环上的6个碳原子共面，则当碳碳双键和苯环所在平面重合时，除2个甲基碳原子外，剩余12个碳原子肯定共平面，由于单键可以旋转，通过单键的旋转可以使2个甲基中的碳原子也在该平面上，故该有机物分子中最多有14个碳原子共面，该有机物分子中最多有4个碳原子共线。11．某有机化合物的结构简式如图所示，关于该化合物的下列说法正确的是(C)A．该有机物属于烯烃B．该有机物属于醇C．该有机物属于芳香化合物D．该有机物有三种官能团解析：C.该化合物含有苯环，属于芳香化合物。A.不属于烯烃，还含有氧元素；B.羟基干脆与苯环相连属于酚；D.含有碳碳双键和羟基两种官能团，苯环不属于官能团。解析：二甲苯有3种同分异构体，邻二甲苯被臭氧氧化的产物是乙二醛和丁二酮或甲基乙二醛和乙二醛，其余2种同分异构体被臭氧氧化的产物为甲基乙二醛和乙二醛，所以共有3种产物。二、非选择题(共40分)13．(10分)芳香化合物A是一种基本化工原料，可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如图所示：回答下列问题：(1)A的化学名称是邻二甲苯(或1,2­二甲基苯)；E属于饱和烃(填“饱和烃”或“不饱和烃”)。注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。试验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。试验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂，再加入15mL冰醋酸(作为溶剂)和2mL甲苯，搅拌升温至70℃，同时缓慢加入12mL过氧化氢，在此温度下搅拌反应3小时。(1)装置a的名称是(球形)冷凝管，主要作用是冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率。(2)三颈瓶中发生反应的化学方程式为(3)经测定，反应温度上升时，甲苯的转化率渐渐增大，但温度过高时，苯甲醛的产量却有所削减，可能的缘由是H2O2在较高温度时分解速度加快，使实际参与反应的H2O2削减，影响产量。(4)反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温后，还应经过过滤、蒸馏(填操作名称)等操作，才能得到苯甲醛粗产品。(5)试验中加入过量过氧化氢且反应时间较长，会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸，若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分别出苯甲酸，正确的操作步骤是dacb(按步骤依次填字母)。a．对混合液进行分液b．过滤、洗涤、干燥c．水层中加入盐酸调整pH＝2d．加入适量碳酸氢钠溶液混合振荡解析：本题考查制备试验方案的设计。(1)仪器a是具有球形特征的冷凝管，名称为球形冷凝管，甲苯挥发会导致产率降低，冷凝回流，防止甲苯挥发导致产率降低；(2)三颈瓶中甲苯被过氧化氢氧化生成苯甲醛，同时还生成水，反应方程式为：(3)但温度过高时过氧化氢分解速度加快，实际参与反应的过氧化氢质量减小，苯甲醛的产量却有所削减；(4)反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温时，先过滤分别固体催化剂，再利用蒸馏的方法分别出苯甲醛；(5)先与碳酸氢钠反应之后为苯甲酸钠，再分液分别，水层中加入盐酸得到苯甲酸晶体，最终过滤分别得到苯甲酸，再洗涤、干燥得到苯甲酸，故正确的操作步骤是：dacb。15．(15分)某试验小组用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)，反应原理：试验步骤：①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40mL；②在三颈烧瓶中加入13g甲苯(易挥发)，按图所示装好药品和其他仪器；③向三颈烧瓶中加入混酸；④限制温度约为50～55℃，反应大约10min，三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现；⑤分别出一硝基甲苯，经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15g。相关物质的性质如下：有机物密度/(g·cm－3)沸点/℃溶解性甲苯0.866110.6不溶于水对硝基甲苯1.286237.7不溶于水，易溶于液态烃邻硝基甲苯1.162222不溶于水，易溶于液态烃(1)仪器A的名称是分液漏斗。(2)配制混酸的方法是量取10_mL浓硝酸倒入烧杯中，再量取30_mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并不断搅拌。(3)若试验后在三颈烧瓶中收集的产物较少，可能的缘由是混酸未冷却即加入三颈烧瓶(或水浴温度过高)，导致反应温度过高而产生大量副产物(或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率)。(4)本试验采纳水浴加热，水浴加热的优点是受热匀称，易于限制温度。(5)分别反应后产物的方案如下：混合液eq\o(→,\s\up15(操作1),\s\do15())eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有机混合物\o(→,\s\up15(操作2),\s\do15())\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(甲苯,邻、对硝基甲苯)),无机混合物))操作1的名称是分液，操作2中不须要用到下列仪器中的de(填序号)。a