2024高中化學第二章烴和鹵代烴2-2苯的同系物芳香烴的來源及應用課時作業(yè)含解析新人教版選修5

PAGEPAGE10苯的同系物、芳香烴的來源及應用一、選擇題(每小題5分，共60分)1．下列有關甲苯的試驗事實中，能說明側鏈對苯環(huán)性質有影響的是(A)A．甲苯通過硝化反應生成三硝基甲苯B．甲苯能使溴水褪色C．甲苯燃燒產生很濃的黑煙D．1mol甲苯與3mol氫氣發(fā)生加成反應解析：A項中甲苯硝化反應生成三硝基甲苯，和苯的硝化反應不一樣，所以A正確；B項中苯和甲苯均能萃取溴水中的溴，使水層褪色，與側鏈對苯環(huán)的影響無關；C項中產生黑煙是苯分子中碳的含量高造成的；D項中無論是苯還是苯的同系物均能與H2發(fā)生加成反應并且比例均為1∶3。2．在分子中，同一平面內的碳原子最多應有(D)A．7個B．8個C．9個D．14個解析：苯分子是平面正六邊形結構，分子中12個原子共平面。分析的結構時，受苯環(huán)書寫形式的局限而認為至少1～8碳原子共平面，實質上由于4、7、8、11四個碳原子共直線，兩個苯環(huán)所確定的平面可以繞該直線旋轉，故至少有9個碳原子共面；若兩平面重合，則全部的碳原子均在同一平面上，即最多有14個碳原子共面。3．某烴的結構簡式為CH3—CH2—CHC(C2H5)—CCH，分子中含有四面體結構的碳原子(即飽和碳原子)數為a，在同始終線上的碳原子數最多為b，肯定在同一平面內的碳原子數為c，則a、b、c分別為(B)A．4、3、5B．4、3、6C．2、5、4D．4、6、4解析：碳碳雙鍵的原子是共面的，碳碳三鍵的原子是在一條直線上，飽和碳呈四面體結構，所以該分子中含有四面體結構的C原子有4個，分別是甲基、亞甲基、乙基的C原子；在一條直線上的C原子有3個，分別是C—C—CCH；在一個平面上的C原子有6個，是CH2CHC(CH2)CC上的C原子，答案選B。4．檸檬烯是一種食用香料，其結構簡式如圖，有關檸檬烯的分析錯誤的是(B)A．在肯定條件下，1mol檸檬烯可與2molH2完全加成B．檸檬烯的一氯代物有7種C．在肯定條件下，檸檬烯可發(fā)生加成、取代、氧化、還原反應D．檸檬烯分子中全部碳原子不行能都在同一平面解析：本題考查有機物結構和性質，明確官能團與性質的關系是解本題的關鍵，難點是H原子種類推斷、原子共面推斷等學問點。1mol碳碳雙鍵完全和氫氣發(fā)生加成反應須要1mol氫氣，該分子中含有2個碳碳雙鍵，所以在肯定條件下，1mol檸檬烯可與2molH2完全加成，故A不符合題意；該分子中H原子種類為8，所以檸檬烯的一氯代物有8種，故B符合題意；該分子中含有碳碳雙鍵、烷基，所以在肯定條件下，檸檬烯可發(fā)生加成、取代、氧化、還原反應，故C不符合題意；該分子中含有甲基C，和甲基C相連的全部C原子不行能都在同一平面，故D不符合題意；故選B。5．A～D是中學化學試驗中運用溫度計的裝置示意圖，其中所做試驗與裝置不相符的是(C)解析：須留意在銀鏡反應中，溫度計的作用是為了保持水浴的溫度，所以應當插在水浴中，而不是插到試管中。6．某烴不與溴水反應，但能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，在Fe存在下與Cl2反應，能生成兩種一氯代物，則該烴是(C)解析：本題主要考查有機物的性質與結構。CH≡C—CH3能與溴水反應，故A錯誤；對二甲苯的苯環(huán)上只有1種類型的H原子，其苯環(huán)上的一氯代物有一種，故B錯誤；的苯環(huán)上只有2種類型的H原子，其苯環(huán)上的一氯代物有2種，故C正確；的苯環(huán)上有4種類型的H原子，其苯環(huán)上的一氯代物有4種，故D錯誤。7．聚苯乙烯塑料在生產、生活中有廣泛應用，其單體苯乙烯可由乙苯和二氧化碳在肯定條件下發(fā)生如圖反應制?。?，下列有關苯乙烯的說法正確的是(D)A．分子中含有5個碳碳雙鍵B．屬于不含極性鍵的共價化合物C．分子式為C8H10D．通過加聚反應生成聚苯乙烯解析：本題考查有機物的結構與性質。A.苯乙烯分子中含有1個碳碳雙鍵和1個苯環(huán)，故A錯誤；B.苯乙烯分子中的碳氫鍵為極性鍵，碳碳鍵為非極性鍵，屬于既含極性鍵又含非極性鍵的共價化合物，故B錯誤；C.苯乙烯的分子式為C8H8，故C錯誤；D.苯乙烯分子中含有碳碳雙鍵，通過加聚反應生成聚苯乙烯，故D正確。8．2024年夏季奧運會是在“足球王國”——巴西里約熱內盧實行的，下圖為酷似奧林匹克旗中的五環(huán)(如圖)的有機物，科學家稱其為奧林匹克烴，下列有關奧林匹克烴的說法正確的是(C)A．該烴的一氯代物只有一種B．該烴分子中只含非極性鍵C．該烴完全燃燒生成H2O的物質的量小于CO2的物質的量D．該烴屬于烷烴解析：該烴為對稱結構，所以可以沿對稱軸取一半考慮，如圖所示，對連有氫原子的碳原子進行編號：，則其一氯代物有七種，A錯誤；分子結構中含有碳碳非極性鍵和碳氫極性鍵，B錯誤；該有機物的分子式為C22H14，燃燒生成n(H2O)∶n(CO2)＝7∶22，生成H2O的物質的量小于CO2的物質的量，C正確；從結構上看，奧林匹克烴屬于稠環(huán)芳香烴，屬于芳香化合物，不屬于烷烴，D錯誤。9．某烴的分子式為C10H14，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，分子結構中只含有一個烷基，符合條件的烴有(B)A．2種B．3種C．4種D．5種解析：該烴的分子式為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，說明它是苯的同系物；因其分子中只含一個烷基，可推知此烷基為—C4H9，它具有以下4種結構：①—CH2CH2CH2CH3，②—CH(CH3)CH2CH3，③—CH2CH(CH3)2，④—C(CH3)3，由于第④種側鏈上與苯環(huán)干脆相連的那個碳原子上沒有氫原子，不能發(fā)生側鏈氧化，因此符合條件的烴只有3種。10．某有機物分子的結構簡式如圖所示：。下列相關敘述正確的是(B)A．該有機化合物含有3種官能團B．該有機物分子中最多有14個碳原子在同一平面內C．該有機物分子中最多有6個碳原子共線D．該有機物分子中最多有12個碳原子在同一平面內解析：與碳碳雙鍵干脆相連的4個原子與碳碳雙鍵的2個碳原子共面；與碳碳三鍵干脆相連的2個原子和碳碳三鍵中的2個碳原子共線；與苯環(huán)干脆相連的原子和苯環(huán)上的6個碳原子共面，則當碳碳雙鍵和苯環(huán)所在平面重合時，除2個甲基碳原子外，剩余12個碳原子肯定共平面，由于單鍵可以旋轉，通過單鍵的旋轉可以使2個甲基中的碳原子也在該平面上，故該有機物分子中最多有14個碳原子共面，該有機物分子中最多有4個碳原子共線。11．某有機化合物的結構簡式如圖所示，關于該化合物的下列說法正確的是(C)A．該有機物屬于烯烴B．該有機物屬于醇C．該有機物屬于芳香化合物D．該有機物有三種官能團解析：C.該化合物含有苯環(huán)，屬于芳香化合物。A.不屬于烯烴，還含有氧元素；B.羥基干脆與苯環(huán)相連屬于酚；D.含有碳碳雙鍵和羥基兩種官能團，苯環(huán)不屬于官能團。解析：二甲苯有3種同分異構體，鄰二甲苯被臭氧氧化的產物是乙二醛和丁二酮或甲基乙二醛和乙二醛，其余2種同分異構體被臭氧氧化的產物為甲基乙二醛和乙二醛，所以共有3種產物。二、非選擇題(共40分)13．(10分)芳香化合物A是一種基本化工原料，可以從煤和石油中得到。A、B、C、D、E的轉化關系如圖所示：回答下列問題：(1)A的化學名稱是鄰二甲苯(或1,2-二甲基苯)；E屬于飽和烴(填“飽和烴”或“不飽和烴”)。注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。試驗室可用如圖裝置模擬制備苯甲醛。試驗時先在三頸瓶中加入0.5g固態(tài)難溶性催化劑，再加入15mL冰醋酸(作為溶劑)和2mL甲苯，攪拌升溫至70℃，同時緩慢加入12mL過氧化氫，在此溫度下攪拌反應3小時。(1)裝置a的名稱是(球形)冷凝管，主要作用是冷凝回流，防止甲苯的揮發(fā)而降低產品產率。(2)三頸瓶中發(fā)生反應的化學方程式為(3)經測定，反應溫度上升時，甲苯的轉化率漸漸增大，但溫度過高時，苯甲醛的產量卻有所削減，可能的緣由是H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參與反應的H2O2削減，影響產量。(4)反應完畢后，反應混合液經過自然冷卻至室溫后，還應經過過濾、蒸餾(填操作名稱)等操作，才能得到苯甲醛粗產品。(5)試驗中加入過量過氧化氫且反應時間較長，會使苯甲醛產品中產生較多的苯甲酸，若想從混有苯甲酸的苯甲醛中分別出苯甲酸，正確的操作步驟是dacb(按步驟依次填字母)。a．對混合液進行分液b．過濾、洗滌、干燥c．水層中加入鹽酸調整pH＝2d．加入適量碳酸氫鈉溶液混合振蕩解析：本題考查制備試驗方案的設計。(1)儀器a是具有球形特征的冷凝管，名稱為球形冷凝管，甲苯揮發(fā)會導致產率降低，冷凝回流，防止甲苯揮發(fā)導致產率降低；(2)三頸瓶中甲苯被過氧化氫氧化生成苯甲醛，同時還生成水，反應方程式為：(3)但溫度過高時過氧化氫分解速度加快，實際參與反應的過氧化氫質量減小，苯甲醛的產量卻有所削減；(4)反應完畢后，反應混合液經過自然冷卻至室溫時，先過濾分別固體催化劑，再利用蒸餾的方法分別出苯甲醛；(5)先與碳酸氫鈉反應之后為苯甲酸鈉，再分液分別，水層中加入鹽酸得到苯甲酸晶體，最終過濾分別得到苯甲酸，再洗滌、干燥得到苯甲酸，故正確的操作步驟是：dacb。15．(15分)某試驗小組用如圖所示裝置制備一硝基甲苯(包括對硝基甲苯和鄰硝基甲苯)，反應原理：試驗步驟：①濃硝酸與濃硫酸按體積比1∶3配制混合溶液(即混酸)共40mL；②在三頸燒瓶中加入13g甲苯(易揮發(fā))，按圖所示裝好藥品和其他儀器；③向三頸燒瓶中加入混酸；④限制溫度約為50～55℃，反應大約10min，三頸燒瓶底部有大量淡黃色油狀液體出現；⑤分別出一硝基甲苯，經提純最終得到對硝基甲苯和鄰硝基甲苯共15g。相關物質的性質如下：有機物密度/(g·cm－3)沸點/℃溶解性甲苯0.866110.6不溶于水對硝基甲苯1.286237.7不溶于水，易溶于液態(tài)烴鄰硝基甲苯1.162222不溶于水，易溶于液態(tài)烴(1)儀器A的名稱是分液漏斗。(2)配制混酸的方法是量取10_mL濃硝酸倒入燒杯中，再量取30_mL濃硫酸沿燒杯內壁緩緩注入燒杯并不斷攪拌。(3)若試驗后在三頸燒瓶中收集的產物較少，可能的緣由是混酸未冷卻即加入三頸燒瓶(或水浴溫度過高)，導致反應溫度過高而產生大量副產物(或冷凝效果不佳導致濃硝酸、甲苯等反應物揮發(fā)而降低一硝基甲苯的產率)。(4)本試驗采納水浴加熱，水浴加熱的優(yōu)點是受熱勻稱，易于限制溫度。(5)分別反應后產物的方案如下：混合液eq\o(→,\s\up15(操作1),\s\do15())eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有機混合物\o(→,\s\up15(操作2),\s\do15())\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(甲苯,鄰、對硝基甲苯)),無機混合物))操作1的名稱是分液，操作2中不須要用到下列儀器中的de(填序號)。a