高一有機化合物單元質量評估練習題解析
一、選擇題(本題包括12小題,每小題4分,共48分)
1.享譽全球的2008年北京奧運會“祥云” 火炬的外殼主要采用高品質的鋁合金材料 制造,在其燃燒系統內裝有主要成分為丙 烷的環保型燃料。“祥云”火炬在零風速 下火焰高度達25 cm~30 cm,在強光和日 光情況下均可識別和拍攝。下列有關丙烷的敘述不正確的是( )
A.是直鏈烴,但分子中碳原子不在一條直線上
B.在光照條件下能夠與氯氣發生取代反應
C.丙烷比其同分異構體丁烷易汽化,耗氧量少
D.燃燒時主要是將化學能轉變為熱能和光能
【解析】選C。C3H8是直鏈烴,但其中的碳原子為飽和碳原子,與之相鄰的四個原子為四面體結構,故3個碳原子不在一條直線上,A正確;C3H8在光照時與Cl2發生取代反應,B正確;丙烷與丁烷互為同系物,C錯誤;C3H8燃燒時主要是將化學能轉化為熱能和光能,D正確。
2.與乙烯所含碳、氫元素的質量分數相同,但與乙烯既不是同系物又不是同分異構體的是( ) A.環丙烷(C3H6) B.乙烷 C.甲烷 D.丙烯(CH3CH==CH2)
【解析】選A。環丙烷分子式C3H6與乙烯(C2H4)均具有相
同的最簡式CH2,前者結構為 后者為CH2==CH2,
二者既不是同系物,又不是同分異構體,A正確;乙烷、甲烷屬于烷烴,與乙烯中C、H元素的質量分數不同,B、C錯誤;丙烯與乙烯互為同系物,D錯誤。
3.(2010?長春高一檢測)下列關于有機物的說法錯誤的是( )
A.CCl4可由CH4制得,可萃取碘水中的碘
B.等物質的量的乙醇和乙烯完全燃燒時所需氧氣的質量相等
C.乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用飽和Na2CO3溶液鑒別
D.苯不能使KMnO4溶液褪色,因此苯不能發生氧化反應
【解析】選D。A項,CH4與Cl2發生取代反應,可生成CCl4,CCl4與水不相溶且對碘的溶解度比水大得多,可以萃取碘水中的碘;B項,乙醇分子式為C2H6O,乙烯分子式為C2H4,等物質的量的C2H6O和C2H4完全燃燒時,消耗的O2量相同;C項,乙醇與Na2CO3溶液互溶,乙酸能使Na2CO3溶液生成CO2氣體,乙酸乙酯與Na2CO3溶液不相溶,可分層;D項,苯雖不能使KMnO4溶液褪色,但可以燃燒,能被氧化。
4.(2010?龍巖高一檢測)下列各組有機物不管它們以任何比例混合,只要混合物的物質的量一定,則在完全燃燒時消耗氧氣的量恒定不變的是( )
A.C3H6和C3H8 B.C4H6和C3H8 C.C5H12和C6H6 D.C3H6和C3H8O
【解析】選D。根據題目條件知每組中兩物質等物質的量時,消耗的O2也相等才符合題意,A項兩分子碳原子數相等;氫原子數不相等,故耗O2不相等;B項中,1 mol C4H6消耗
5.5 mol O2,1 mol C3H8消耗5 mol O2;C項中,
1 mol C5H12消耗8 mol O2,1 mol C6H6消耗7.5 mol O2;D項中,C3H8O可改寫為C3H6(H2O),故等物質的量的C3H6與C3H8O消耗O2量也相等,綜合分析知,D正確。
5.下列關于糖類的說法正確的是( )
A.所有糖類物質都有甜味,但不一定都溶于水
B.葡萄糖和果糖性質不同,但分子式相同,屬于同分異構體
C.淀粉和纖維素不是同分異構體,但屬于同系物
D.攝入人體的纖維素在酶的作用下能水解為葡萄糖
6.吸煙對人體危害極大,香煙燃燒產生大量污染物。下表為某品牌香煙煙霧中各物質的含量,香煙煙霧中( ) A.只有尼古丁有毒 B.有害物質的含量超過了40%
C.含有的烴類在常溫下均為氣態 D.有氣味的是C2H6、NOx、尼古丁
【解析】選B。由表中物質可知CO、NOx、尼古丁、甲醛、苯都有毒,苯是烴,常溫下為液態,C2H6為無色無味氣體,因此A、C、D選項都不正確,故只能選擇B。
7.(2010?哈爾濱高一檢測)欲制取較純凈的CH2ClCH2Cl(即1,2- 二氯乙烷),可采取的方法是( ) A.乙烯與Cl2加成 B.乙烯與HCl加成
C.乙烷與Cl2按1∶2的.體積比在光照條件下反應
D.乙烯先與HCl加成,再與等物質的量的Cl2在光照下反應
【解析】選A。B項,乙烯與HCl加成,生成一氯乙烷,C、D項,烷烴與Cl2的取代反應,是多步反應同時進行,難以控制反應按一步進行,得不到純凈物。
8.艾滋病病毒通過兩種方式傷害人腦,一種是殺死腦細胞,另一種是阻止新細胞的生成。問題的關鍵是gp120的蛋白質機理研究。下列推斷正確的是( )
A.該病毒在H2O2中仍能存活 B.艾滋病病毒在一定條件下水解的最終產物都是氨基酸
C.溫度越高,蛋白質活性越強 D.該病毒組成元素與纖維素相同
【解析】選B。H2O2具有強氧化性,會氧化該病毒而使其失去活性,A錯;蛋白質水解的最終產物是氨基酸,B正確;蛋白質活性有一定溫度范圍,C錯;纖維素屬糖類,只由C、H、O三種元素組成,該病毒屬于蛋白質,故除C、H、O外,一定還有N元素,D錯。
9.近幾年流行喝果醋,蘋果醋是一種由蘋果發酵而成的具有解毒、降脂、減肥和止瀉等明顯藥效的健康食品。蘋果酸(2- 羥基丁二酸)是這種飲料的主要酸性物質,蘋果酸的結構簡式為 。下列說法 不正確的是( )
A.蘋果酸在一定條件下能發生酯化反應
B.蘋果酸在一定條件下能發生催化氧化反應
C.1 mol蘋果酸能與3 mol的Na發生反應
D.1 mol蘋果酸與Na2CO3溶液反應最多消耗3 mol Na2CO3
【解析】選D。因分子中有—COOH和—OH,則能發生酯化反應,有—OH則能發生催化氧化生成酮,羧基與羥基均能與金屬鈉反應,1 mol蘋果酸能與3 mol Na反應。蘋果酸是二元酸,故不能消耗3 mol Na2CO3。
10.下列除去雜質(括號內物質為少量雜質)的方法中,正確的是( )
A.乙烷(乙烯):光照條件下通入Cl2,氣液分離
B.乙酸乙酯(乙酸):用飽和碳酸鈉溶液洗滌,分液、干燥、蒸餾
C.CO2(SO2):氣體通過盛氫氧化鈉溶液的洗氣瓶
D.乙醇(乙酸):加足量濃硫酸,蒸餾
【解析】選B。光照條件下通入Cl2,乙烷與Cl2發生取代反應,A錯誤,除乙酸乙酯中的乙酸用飽和碳酸鈉溶液洗滌,可反應掉乙酸,因乙酸乙酯不溶于水,可經分液、干燥、蒸餾分離出來,B正確,因為CO2、SO2都能被NaOH溶液反應掉,C錯誤,除乙醇中的乙酸若加足量的濃H2SO4蒸餾,并不能把乙酸全除盡,且能引入新的雜質,D錯誤,選B。
11.(2010?青島高一檢測)下列關于有機物的說法中,不正確的是( )
A.液化石油氣和天然氣的主要成分都是甲烷
B.苯、乙醇和乙酸都能發生取代反應
C.油脂在堿的催化作用下可發生水解,工業上利用該反應生產肥皂
D.用新制的Cu(OH)2懸濁液可檢驗尿液中的葡萄糖
【解析】選A。液化石油氣主要成分為碳原子數較少的烴
類物質,A錯誤;苯能發生取代反應生成 、
等乙醇能與乙酸發生酯化反應(屬取代反 應),B正確;工業上利用油脂的皂化反應來制取肥皂,C 正確;可用新制Cu(OH)2懸濁液來檢驗尿液中的葡萄糖,D正確。
12.分子式為C5H10O2的酯共有(不考慮立體異構)( )
A.7種B.8種C.9種D.10種
【解析】選C。為了不出現遺漏,寫的時候可以按如下分類來寫:甲酸丁酯4種(丁基4種異構)、乙酸丙酯2種(丙基2種異構)、丙酸乙酯1種、丁酸甲酯2種(丁酸的烴基為丙基,丙基2種異構)共9種。
有機物同分異構體的書寫技巧
(1)書寫同分異構體時,必須遵循“價鍵數守恒”原則,即在有機物分子中,碳原子價鍵數為4,氫原子價鍵數為1,氧原子價鍵數為2。
(2)熟練掌握碳原子數小于5的烷烴和碳原子數小于4的烷基的異構體數目,這對同分異構體的判斷與書寫十分重要。
即CH4、C2H6、C3H8、—CH3、—C2H5僅有1種結構;
C4H10、—C3H7有2種結構;—C4H9有4種結構;
C5H10有3種結構。
(3)熟練掌握不同官能團之間的類別異構情況。
①飽和一元羧酸、飽和一元酯:通式為CnH2nO2(n≥2)
②葡萄糖與果糖;蔗糖與麥芽糖
(4)苯的同系物或苯的衍生物的同分異構體的書寫,應首先根據苯環上取代基的個數來考慮苯環上的位置異構,再考慮苯環取代基的碳架異構和官能團異構。
(5)書寫同分異構體的步驟是:首先考慮官能團異構,然后在本官能團的類別中考慮碳架異構,最后考慮位置異構。同時應遵循對稱性、互補性、有序性,既可以做到不重復,又不遺漏。
二、非選擇題(本題包括4小題,共52分)
13.(12分)某含苯環的化合物A,其相對分子質量為104,碳的質量分數為92.3%。
(1)A的分子式為_____ ;
(2)A與溴的四氯化碳溶液反應的化學方程式為_____ ,反應類型是_____ ;
(3)一定條件下,A與氫氣反應,得到的化合物中碳的質量分數為85.7%,寫出此化合物的結構簡式_____ ;
(4)在一定條件下,由A聚合得到的高分子化合物的結構簡式為_____ 。
【解析】(1)m(C)=92.3%×104=96,則m(H)=8,此含量不可能含其他原子,則96÷12=8,所以分子式為C8H8;
(2)該分子中含苯環,且分子能與溴的四氯化碳溶液反應,所以A應為乙烯基苯,該反應為加成反應;
(3)加氫反應,若只加成碳碳雙鍵,則含H 9.43%,若苯環也加氫,則含H 14.3%,后者符合題意。
(4)按碳碳雙鍵的加聚反應寫即可。
14.(13分)已知化合物A中各元素的質量分數分別為
C:37. 5%,H:4.2%和O:58.3%。請填空:
(1)0.01 mol A在空氣中充分燃燒需要消耗氧氣1.01 L(標準狀況),則A的分子式是_____。
(2)實驗表明:A中不含—CHO。1 mol A與足量的碳酸氫鈉溶液反應可以放出3 mol二氧化碳。在濃硫酸催化下,A與乙酸可發生酯化反應。A分子中有4個位置相同的氫原子。則A的結構簡式是_____ 。
(3)A失去1分子水后形成化合物C,寫出C的一種可能的結構簡式_____ 。所含官能團名稱: _____。
【解析】(1)n(C)∶n(H)∶n(O)=(37.5/12)∶(4.2/1)∶(58.3/16)=
3.125∶4.2∶3.644=6∶8∶7。
n(O2)=1.01 L÷22.4 L?mol-1=0.045 mol,1 mol A完全燃燒消耗4.5 mol O2,設A的分子式為(C6H8O7)n,
(C6H8O7)n+4.5O2 6nCO2+4nH2O,n=1,則A的分子式為C6H8O7。(2)A+3NaHCO3 3CO2,A分子中含有3個
—COOH;又因為它與乙酸可發生酯化反應,說明A還含有醇羥基,又A分子中含7個氧原子,所以,A分子含1個醇羥基。A分子中含有8個氫,3個—COOH,1個醇羥基(—OH)共占4個氫,所以,還有4個氫與碳原子直接相連,即含2個
—CH2COOH,4個與碳直接相連的氫完全相同,即2個
—CH2COOH處于對稱位置;(3)A分子含醇羥基、羧基,脫水方式有:①消去羥基和氫生成碳碳雙鍵;②羧基和羥基脫去水生成酯;③兩個羧基脫水生成酸酐。
15.(15分)乙酸乙酯是無色具有水果香味的液體,沸點77.2 ℃,某同學制取它用冰醋酸14.3 mL,95%的乙醇 23 mL,還用到濃硫酸、飽和碳酸鈉以及極易與乙醇結合成六水合物的氯化鈣溶液。主要儀器如圖所示。
實驗步驟是:
①先向A中蒸餾燒瓶注入少量乙醇和濃硫酸后搖勻,再將剩下的所有乙醇和冰醋酸注入分液漏斗里待用。這時分液漏斗里兩種有機物的物質的量之比約為5∶7。
②加熱油浴保溫約135 ℃~145 ℃。
③將分液漏斗中的液體緩緩滴入蒸餾燒瓶里,調節加料速度使蒸出酯的速度與進料速度大體相等,直到加料完全。
④保持油浴溫度一段時間,至不再有液體流出后,停止加熱。
⑤取下B中的錐形瓶,將一定量飽和Na2CO3溶液分批、少量、多次地加到餾出液里,邊加邊搖蕩,至無氣泡產生為止。
⑥將⑤的液體混合物分液,棄去水層。
⑦將飽和CaCl2溶液(適量)加入到分液漏斗中,搖蕩一段時間后靜置,放出水層(廢液)。 ⑧分液漏斗里得到的是初步提純的乙酸乙酯粗品。
試回答:
(1)實驗中濃硫酸的主要作用是_____。
(2)用過量乙醇的主要目的是_____。
(3)用飽和Na2CO3溶液洗滌粗酯的目的是_____。如果用NaOH濃溶液代替Na2CO3溶液將引起的后果是_____。
(4)用飽和CaCl2溶液洗滌粗酯的目的是_____。
(5)為什么操作③要使加料與餾出的速度大致相等?
_______________________。
(6)在⑧所示的粗酯里還含有的雜質是_____。
【解析】在制取乙酸乙酯的實驗中濃H2SO4的作用是催化劑和吸水劑。通常加入的乙醇要過量,這樣既加快反應速率又有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動,同樣促進平衡正移且提高乙酸的轉化率。因乙酸和乙醇均易揮發,所以制取的乙酸乙酯中含有雜質乙酸和乙醇,因飽和Na2CO3溶液能與乙酸反應,溶解乙醇且降低乙酸乙酯的溶解度,因此可用飽和Na2CO3溶液來洗滌粗酯。因濃NaOH能使乙酸乙酯水解,故不能用濃NaOH代替飽和Na2CO3溶液。據信息知飽和CaCl2溶液是吸收粗酯中可能殘留的乙醇,這樣再分液后得到的粗酯中的雜質就只有水了。
答案:(1)催化劑和吸水劑 (2)促進平衡向生成乙酸乙酯的方向移動,有利于乙酸乙酯的生成 (3)除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇 致使乙酸乙酯水解 (4)除去乙酸乙酯中的乙醇
(5)讓產生的乙酸乙酯及時蒸餾出來,使蒸餾燒瓶內壓強一定,從而得到平穩的蒸氣氣流
(6)水
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