- 烃和卤代烃
- 共11988题
标准状况下，密度为0.717g/L的某气态烃0.56L，在足量氧气中充分燃烧，反应后的气体先通过无水氯化钙，氯化钙增重0.9g；再通过氢氧化钠溶液，溶液增重1.1g．通过计算判断此气态烃的分子式，并画出其分子空间结构的示意图．
正确答案
解法1：
设该烃中C、H元素的质量分别为x、y g．
根据题意和题中数据：
CO2 ～ C H2O ～ 2H
44g 12g 18g 2g
1.1g x 0.9g y
44∶1.1=12∶x 18∶0.9=2∶y
x=0.3（g） y=0.1（g）
烃中C、H元素原子个数比
该烃实验式为CH4，式量为16．
该烃相对分子质量=0.717×22.4=16
该烃分子式为CH4，其分子空间结构示意图见下一解法的解题过程．
解法2：
设该烃为CmHn．此烃1mol完全燃烧生成CO2和H2O分别为xg和yg．
0.56∶22.4=1.1∶x 0.56∶22.4=0.9∶y
x=44（g） y=36（g）
该烃分子式为CH4．其分子空间结构示意图为
解法3：
该烃摩尔质量=0.717×22.4=16（g／mol），只能是有机物中相对分子质量最小的CH4．
本题是在已知有机物完全燃烧时，涉及的有关物质量关系，判断其分子组成的典型定量计算题．其解法有三种．
第一种解法是通过该烃燃烧生成的CO2和H2O的量，即本题中燃烧生成气体经过NaOH溶液和无水氯化钙后，两者增重的量，计算出烃中的C、H元素的质量比，进而求得实验式．再根据题中该气态烃在标准状况下的密度，求得其相对分子质量．最后由实验式和相对分子质量．判断它的分子组成．然而本题所给数据，求得实验式为CH4．依据烃的分子组成中，C原子个数为n时，H原子的最多个数不大于（2n+2）个的规律，即可确定此实验式就是所求的分子式．
第二种解法是通过烃的燃烧通式：
计算该烃1mol完全燃烧时，生成CO2和H2O物质的量，从而求得烃分子中C、H元素原子个数，求得其分子式
第三种解法是由本题特点决定的解法特例．即通过该烃在标准状况下的气体密度、计算相对分子质量为16．而相对分子质量为16的烃，是相对分子质量最小的甲烷，其分子式为CH4．
如上各解法均可求得该烃为甲烷，就可画出表示甲烷分子空间结构的正四面体分子构型．
(15分)环丙烷可作为全身麻醉剂，环己烷是重要的有机溶剂。下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式、键线式和某些有机化合物的反应式(其中Pt、Ni是催化剂)。
请完成下列问题：
(1)环烷烃与______________是同分异构体。
（2）从反应①—③可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是______________(填名称)。判断依据为____________________________________________________________________。
（3）环烷烃还可以与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与HBr在一定条件下反应，其化学方程式为______________________(不需注明反应条件)。
（4）写出鉴别环丙烷和丙烯的一种方法。所用试剂是______________；现象与结论是___________________________________________________________________________。
正确答案
（1）烯烃（2）环丙烷环丙烷开环加氢需要的反应温度最低
（3）
（4）溴水（或溴的四氯化碳溶液，或高锰酸钾酸性溶液）
现象：溴水（或溴的四氯化碳溶液，或高锰酸钾酸性溶液）褪色
结论：烯烃能与溴发生加成反应，而环烷烃不能（或烯烃能被高锰酸钾酸性溶液氧化，而环烷烃不能）
（1）烯烃与环烷烃通式都是CnH2n，具有相同碳原子数的烯烃与环烷烃同分异构，如环丙烷与丙烯的分子式都是C3H6，二者同分异构。
（2）反应①—③都是在催化剂、加热条件下进行的反应，但加热温度不一样，温度越高，反应越难进行，温度越低，反应越易进行。
（3）环丁烷与HBr反应时，环丁烷中1个碳碳键断开，溴化氢中氢溴键断开，氢原子和溴原子分别与断键碳原子相连接，得到溴丁烷。
（4）环烷烃与烷烃性质相似，不能使溴水（或溴的四氯化碳溶液）、高锰酸钾酸性溶液褪色，而烯烃能，因此可用溴水（或溴的四氯化碳溶液）或高锰酸钾酸性溶液将环丙烷和丙烯区分开来。
Ⅰ 在①CH2=CH2 ②C6H6 ③CH3CH2OH ④CH3COOH ⑤聚乙烯五种物质中：
（1）能使Br2的CCl4溶液褪色的是________；
（2）属于高分子化合物的是________；
（3）能与Na2CO3溶液反应的是________；
（4）能发生酯化反应的是________；
（5）既能发生取代反应又能发生加成反应的是________。
Ⅱ A、B是相对分子质量不相等的两种烃，无论二者以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧后所产生的CO2的质量就不变，试写出两组符合上述情况的烃的结构简式：
（1）第一组 和 。
（2）第一组 和 。
（3）A、B应满足的条件是_______________________________________。
正确答案
Ⅰ （1）① （2）⑤ （3）④ （4）③④ （5）② （每空各1分）
Ⅱ（1） CH2=CH—CH3和CH2=CH2 （其他烯烃的组合均可以）
（2）HC≡CH 和 
（3）A、B烃中碳的质量分数相等或者两者的最简式相同。
试题分析：Ⅰ 在①CH2=CH2 ②C6H6 ③CH3CH2OH ④CH3COOH ⑤聚乙烯五种物质中：乙烯含有碳碳双键，能使Br2的CCl4溶液褪色；聚乙烯是高分子化合物；乙酸能和碳酸钠溶液反应，方出CO2，乙醇含有-OH，乙酸含有-COOH，都能发生酯化反应，苯即能发生加成，又能发生取代反应。Ⅱ A、B是相对分子质量不相等的两种烃，无论二者以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧后所产生的CO2的质量就不变，那么它们的含碳质量分数相同，因此二者最简式相同，符合上述要求的，烯烃和环烷烃，乙炔、苯、苯乙烯等。
CO、CH4均为常见的可燃性气体。
（1）等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比是________。
（2）120 ℃、101 kPa下，a mL由CO、CH4组成的混合气体在b mL O2中完全燃烧后，恢复到原温度和压强。
①若混合气体与O2恰好完全反应，产生b mL CO2，则混合气体中CH4的体积分数为____________（保留2位小数）。
②若燃烧后气体体积缩小了a/4 mL，则a与b关系的数学表示式是_____________。
正确答案
(1)1∶4
(2)①0.33 ②b≥
(1)
n(CO)=n(CH4)时，转移电子数之比为1∶4
(2)①设V(CH4)="x" mL，则
CH4+2O2→CO2+2H2O
x 2x x
2CO + O2
a-x 
由题意：
V(CO2)=x+(a-x)=b
解得：x=
②100 ℃以上，CH4燃烧前后气体体积不变，则
2CO + O2
2 mL 1 mL 2 mL 1 mL
CH4 + 2O2→CO2+2H2O
（10分）请完成下列两小题
（1）下面列出了几组物质，请选择合适物质的序号填在空格上。
同位素 ；同系物 ；同分异构体 。
① 金刚石和石墨 ②CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3
③
⑦D与T ⑧甲酸乙酯和乙酸甲酯
（2）中国的酒文化渊源流长，古代人们便懂得利用粮食、果实等酿制美酒，请写出①葡萄糖转化为乙醇的化学方程式：___________________。
②乙醇催化氧化的化学方程式：______________________________。
正确答案
（共10分，每空2分)（1） ③⑦ ④⑥ ②⑧
（2）①C6H12O62CH3CH2OH＋2CO2↑
②2C2H5OH+O2
（1）质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，所以答案是③⑦；结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的同一类有机物的，互称为同系物，因此答案是④⑥；分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，所以答案选②⑧。
（2）葡萄糖在催化剂的作用下分解即生成乙醇，同时还生成CO2。乙醇含有羟基，发生催化氧化生成乙醛。
小题1:给出下列四种化合物的化学名称
A：
A的名称： B的名称：
C：
C的名称： D的名称：
小题2:写出下列每步反应的主要产物（A、B、C）的结构式
正确答案
小题1:A：2－(对-异丁基苯基)丙酸或：布洛芬 B：2,4-戊二酮 或：乙酰丙酮
C：α-甲基丁二酰亚胺 D：丙酮缩乙二醇（各1分）
小题2:A：
小题1:有机化合物命名前，首先要对有机化合物进行分类，以便确定母体的名称：
A属于羧酸，因此母体的名称为丙酸，2号碳上存在支链。由于苯基上还有支链—异丁基（或2－甲基丙基），所以A命名为2－（4－异丁基苯基）丙酸。当然也可以用它的俗名——布洛芬来进行命名。
B属于二羰基化合物，可以命名为2，4－戊二酮，也可以看成是丙酮的衍生物，即乙酰丙酮。
C属于丁二酰亚胺类，羰基α位上有支链甲基，因此命名为α-甲基丁二酰亚胺。
D该物质是丙酮与乙二醇发生反应后生成的缩酮，它常用于羰基的保护。该类物质的命名方式为，酮类物质名称＋“缩”＋醇名，因此可命名为丙酮缩乙二醇。
小题2:该反应重点需要考虑的是反应能够进行的动力是什么？如果考虑活性亚甲基的性质，反应在进行到B处后就没有机会继续进行下去的可能。而作为一个不稳定的大环（七元环）化合物，有形成稳定的五元、六元环的趋势。因此第一步为C2H5O-作为亲核试剂进攻羰基，发生加成反应，生成
人们对烷烃分子空间结构的研究发现，某一系列烷烃分子中只有一种一卤代物。如
这一系列烷烃具有一定的规律性。当一种分子的氢原子全部被甲基取代后，它的一卤代物异构体的数目不变。试回答：
(1)这一系列烷烃的化学式的通式是 _____________。
(2)这一系列烷烃中第6种烷烃的化学式是_________。
(3)上述一系列烷烃中，其中含碳量最高的烷烃中碳元素的质量分数是________。
正确答案
(1)
(2)C485H972
(3)85.7%
丁基橡胶可用于制造汽车内胎，合成丁基橡胶的一种单体A的分子式为C4H8，A氢化后得到2-甲基丙烷。完成下列填空：
(1)A可以聚合，写出A的两种聚合方式（以反应方程式表示）。 _____________________。
(2)A与某烷发生烷基化反应生成分子式为C8H18的物质B，B的一卤代物只有4种，且碳链不对称。写出B的结构简式。____________________。
(3)写出将A通入下列两种溶液后出现的现象。
A通入溴水：__________________。 A通入溴的四氯化碳溶液：______________________。
(4)烯烃和NBS作用，烯烃中与双键碳相邻碳原子上的一个氢原子被溴原子取代。分子式为C4H8的烃和
NBS作用，得到的一溴代烯烃有________种。
正确答案
(1)
(2)
(3)红棕色褪去且溶液分层；红棕色褪去
(4)3
请根据官能团的不同对下列有机物进行分类。
(1)芳香烃：______；(2)卤代烃：______；
(3)醇：______；(4)酚：________；(5)醛：________；
(6)酮：____________；(7)羧酸：____________；
(8)酯：______________。
正确答案
(1)⑨ (2)③⑥ (3)① (4)⑤ (5)⑦⑧ (6)② (7)⑧⑩ (8)④
(1)从结构分析，芳香烃必须含有苯环，从元素组成看，芳香烃只含有碳、氢两种元素。符合这两个条件的上述有机化合物只有⑨。
(2)从元素组成来看，卤代烃含有碳、氢、卤素(F、Cl、I)等元素，但不含其他原子。符合该条件的上述有机化合物有③⑥。
(3)、(4)醇、酚中都含有羟基，而且元素组成为碳、氢、氧。醇中羟基连接在非苯环碳原子上，如上述有机化合物①；而酚就像上述有机化合物⑤，羟基是直接连接在苯环碳原子上。
(5)、(6)醛、酮中都含有羰基，但醛中的羰基碳原子连有氢原子，而酮中羰基(也叫酮基)碳原子连接的是两个碳原子。因此上述有机化合物⑦⑧为醛，②为酮。
(7)羧酸含有羧基，元素组成只有碳、氢、氧，⑧、⑩就是羧酸。
(8)酯含有酯基，元素组成只有碳、氢、氧，上述有机化合物④就是一种酯。
在下列化合物
(1)属于环状化合物的有________，
(2)属于脂环化合物的有________，
(3)属于芳香化合物的有________，
(4)属于脂肪烃的有________。
正确答案
(1)③⑤⑦⑧⑨ (2)⑤⑦ (3)③⑧⑨ (4)①②④⑥
有机化合物可分为链状化合物和环状化合物，据此可知①②④⑥为链状化合物，③⑤⑦⑧⑨属于环状化合物；环状化合物包括脂环化合物(分子中没有苯环)和芳香化合物(分子中有苯环)，故⑤⑦为脂环化合物，③⑧⑨为芳香化合物。将链状烃称为脂肪烃，包括①②④⑥。
（6分）写出下列有关的化学方程式。
⑴4g CH4在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出222.5kJ热量。写出CH4燃烧的热化学方程式 。
⑵乙醇催化氧化成乙醛的化学方程式 。
⑶苯与溴发生取代反应的化学方程式 。
正确答案
⑴CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= －889.0kJ/mol
⑵
⑶
（1）根据题意可知，1mol甲烷完全燃烧放出的热量是222.5kJ×16÷4＝889.0kJ，所以热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= －889.0kJ/mol。
（2）乙醇在铜作催化剂并加热的条件下发生催化氧化生成乙醛，方程式为
（3）在铁作催化剂的条件下，苯和液溴发生取代反应，生成溴苯，方程式为
(8分) 某烃分子式为C6H14，根据下列信息写出该烃的结构简式．
(1)若该烃不可能由炔烃与氢气加成得到，则该烃是__________________．
(2)若该烃只能由一种烯烃与氢气加成得到，则该烃是________________．
(3)若该烃可由两种烃炔与氢气加成得到，则该烃是__________________．
(4)若该烃可由三种烯烃与氢气加成得到，则该烃可能是______________．
正确答案
（1）(CH3)2CHCH(CH3)2（2）(CH3)3CCH2CH3（3）(CH3)2CHCH2CH2CH3
(4)CH3CH2CH2CH2CH2CH3或CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
（1）若炔烃加氢得到烷烃，则相应的烷烃可以通过分别去掉相邻碳原子上的2个氢原子，再得到炔烃。既然该烷烃不可能由炔烃与氢气加成得到，所以该烷烃的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2。
（2）若烯烃加氢得到烷烃，则相应的烷烃可以通过分别去掉相邻碳原子上的1个氢原子，再得到烯烃。由于该烃只能由一种烯烃与氢气加成得到，说明该烷烃分子中只存在2个相邻碳原子上含有氢原子，所以结构简式为(CH3)3CCH2CH3。
（3）和（4）可依据以上分析得到其结构简式。
正确答案
（1）CH4、C3H6
（2）CH4：75% C3H6：25%
（1）
n（H2O）="0." 225 mol，n（CO2）="0." 15 mol
平均组成为C1.5H4.5，一定有CH4。0.1 mol烃中含碳1.8 g，含氢0.45 g，该烃相对分子质量为22.5 。设烯烃分子式为CnH2n，
（2）
φ（CH4）=75%，φ（C3H6）=25%。
请写出C4H9Cl的同分异构体（每个2分，共10分）
（1） （2）
（3） （4）
（5）
正确答案
CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、CH2ClCH(CH3)2、(CH3)3CCl
考查同分异构体的书写。C4H9Cl可以看作是丁烷中的1个氯原子被氯原子所代替的产物。丁烷有正丁烷和异丁烷两种，若是正丁烷被取代，正丁烷中的氢原子分为2类，所以一氯代物有2种。如果是异丁烷被取代，异丁烷中的氢原子也分为2类，所以一氯代物也有2种。因此共有4种同分异构体，结构简式分别为CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、CH2ClCH(CH3)2、(CH3)3CCl。
(1)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型氢。则分子式为 ，分子中所有碳原子是否全部在一平面上 （填是、否）。
(2)在有机物分子中碳原子所连的4个原子或原子团均不相同时，该碳原子叫手性碳原子。右边有机物具有光学活性，试用*C标出手性碳原子。若要消除其光学活性，可选用下列哪些化学反应 （填字母）a还原、b氧化、c消去、d酯化、e水解。
（3）某有机物的结构简式见右，等物质的量的该物质，消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为 ；消耗H2、Cu（OH）2、Br2（水）的物质的量之比为 。
正确答案
（12分）(1)C6H12 是 (2) 
（3）3: 2: 1 ；4：3：2
试题分析：（1）由于84÷14＝6，即该烃是烯烃或环烷烃，所以分子式是C6H12。又因为红外光谱表明分子中含有双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型氢，这说明该烃是烯烃，且分子中的氢原子完全是相同的，所以其结构简式是(CH3)2C＝C(CH3)2。由于碳碳双键是平面型结构，则分子中的所有碳原子在同一个平面上。
（2）在有机物分子中碳原子所连的4个原子或原子团均不相同时，该碳原子叫手性碳原子，据此可知，该有机物分子中的手性碳原子只有1个，如图所示
（3）羟基均能和钠反应，则1mol该有机物需要消耗3mol金属钠。酚羟基、羧基能和氢氧化钠溶液反应，则1mol该有机物需要消耗2mol氢氧化钠。只有羧基能和碳酸氢钠反应，则1mol该有机物需要消耗1mol碳酸氢钠，所以消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比3: 2: 1；苯环和醛基均和氢气发生加成反应，则1mol该有机物需要消耗4mol氢气。1mol醛基需要2mol氢氧化铜，由于醛基被氧化生成羧基，所以包括原来的羧基又需要1mol氢氧化铜，共计是3mol氢氧化铜。酚羟基的邻位有1个氢原子可以发生取代反应，另外单质溴还能氧化醛基，所以共计是2mol，则消耗H2、Cu（OH）2、Br2（水）的物质的量之比为4: 3: 2。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，综合性强，在注重对学生基础知识巩固与训练的同时，侧重对学生能力的培养与解题方法的指导和训练。该类试题能较全面地考查学生的有机化学基础知识和逻辑思维能力、创造思维能力，提高学生的应试能力和答题效率，也有利于培养学生的自学能力和知识的迁移能力。该题的关键是记住常见官能团的结构、性质以及官能团之间的相互转化，然后结合题意灵活运用即可。
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