(化学)化学认识有机化合物的专项培优练习题附答案.doc
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- 化学 认识 有机化合物 专项 练习题 答案
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1、【化学】化学认识有机化合物的专项培优练习题附答案一、 认识有机化合物练习题(含详细答案解析)1下列各组物质属于同分异构体是_;属于同素异形体是_;属于同位素是_;属于同一种物质是_。(写序号)红磷与白磷 12C与14C 干冰与二氧化碳 CH4与CH3CH3 S2与S8 235U与238U 与 乙醇()与二甲醚() 和 氰酸铵(NH4CNO)与尿素CO(NH2)2【答案】 【解析】【分析】红磷和白磷互为同素异形体;和互为同位素;干冰就是,二者是同一种物质;甲烷和乙烷互为同系物;和互为同素异形体;和互为同位素;甲烷中的4个氢原子完全等效,二氯甲烷只有一种,因此二者为同一种物质;乙醇和二甲醚分子式均
2、为,互为同分异构体;二者的化学式均为,因此互为同分异构体;同分异构体的概念也可以推广到无机化学里,氰酸铵的化学式为,而尿素的分子式亦为,因此二者仍然可以看作互为同分异构体。【详解】根据分析,属于同分异构体的是;属于同素异形体的是;属于同位素的是;属于同种物质的是。【点睛】还有一种比较容易搞混的情况是、,三者都是氢气,因此属于同一种物质。2(一)甲烷和氯气在光照条件下发生卤代反应,其反应机理如下:反应: H=242.7kJmol-1反应: H=7.5kJmol-1反应: H=-112.9kJmol-1反应、反复循环,反应物浓度逐渐降低,自由基逐渐消失,反应停止。(1)在该反应条件下断裂1mol
3、CH3Cl中CCl键,需要吸收的能量为_。(2)反应与反应的反应过程,如下图所示:则该条件下,反应的速率_反应的速率(填“”、“”或“=”)。(3)根据以上的反应机理,我们可以推测甲烷和氯气在光照条件下反应,除生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4外,还会有乙烷等有机物,原因是_。(二)煤燃烧排放的SO2和NO2可形成严重的大气污染,某兴趣小组提出利用反应来处理。(4)在一定温度下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时NO2和SO2的体积之比为1:5,则该温度下平衡常数K为_。(5)若向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,v正随时间变化如下图。下列
4、结论正确的是_。Aa点颜色比b点深Bc点正反应速率等于逆反应速率C若升高温度,d点SO2的转化率将增大D反应的过程中,容器内气体压强保持不变E. 若外界条件不发生改变,d点NO2和NO的体积比将保持不变(6)若用一定浓度的NaClO2溶液(已调节其初始pH为5)充分吸收煤燃烧排放的烟气后,测得溶液中各物质的浓度如下表所示:其中 NaClO2溶液吸收SO2的主要离子反应方程式为_。(7)为消除NOx,科学家开发了一种能传导O2-的固态高温陶瓷电池,一极通氨气,另一极通NOx,生成无污染的常见气体和液体。写出该电池的正极反应式:_。【答案】355.6kJ 反应中存在CH3间的碰撞1.8 AE Cl
5、O2-+2SO2+2H2O=Cl-+2SO42-+4H+ 2NOx+4xe-=N2+2xO2- 【解析】【分析】(1)反应: H=242.7kJmol-1,反应:CH3+Cl2Cl+CH3ClH=-112.9kJmol-1,根据盖斯定律-可得;(2)活化能小的反应反应速率较快;(3)自由基之间的碰撞产生物质,CH3之间的碰撞可得到乙烷;(4)NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中,其物质的量之比也为1:2,令NO2与SO2分别为1mol、2mol,容器体积为VL,设平衡时消耗NO2为x mol列三段式有: NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)n起始: 1 2 0 0n转化:
6、x x x xn平衡: 1-x 2-x x x平衡时NO2和SO2的体积之比为1:5,故(1-x):(2-x)=1:5,解得x=0.75,据此计算;(5)向恒容密闭容器中通入SO2和NO2,若为恒温,v正随时间变化减小直到不变,绝热条件下,v正随时间变化先增大后减小最终不变,说明温度升高,故该反应为放热反应,d点为平衡状态,根据温度对化学平衡的影响和化学平衡状态特征分析;(6)根据图可知,吸收后溶液中氯元素以氯离子形式为主,硫元素以硫酸根离子为主,故反应为NaClO2在酸性条件下将二氧化硫氧化为硫酸根离子,自身被还原为氯离子,结合电荷守恒和质量守恒书写可得;(7)正极得到电子发生还原反应,元素
7、化合价降低,则为NOx放电生成氮气,据此书写。【详解】(1)反应: H=242.7kJmol-1,反应:CH3+Cl2Cl+CH3ClH=-112.9kJmol-1,根据盖斯定律-可得CH3ClCH3+Cl,H=355.6kJ/mol,故在该反应条件下断裂1mol CH3Cl中C-Cl键,需要吸收的能量为355.6kJ;(2)由图有反应的活化能为16.7kJ/mol,反应的活化能为8.3kJ/mol,反应的活化能较低,反应速率较快,反应的速率反应的速率;(3)因为反应中存在CH3间的碰撞,故生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4外,还会有乙烷等有机物;(4)NO2与SO2以体积比1
8、:2置于密闭容器中,其物质的量之比也为1:2,令NO2与SO2分别为1mol、2mol,容器体积为VL,设平衡时消耗NO2为x mol列三段式有: NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)n起始: 1 2 0 0n转化: x x x xn平衡: 1-x 2-x x x平衡时NO2和SO2的体积之比为1:5,故(1-x):(2-x)=1:5,解得x=0.75;则该温度下平衡常数K为=1.8;(5)向恒容密闭容器中通入SO2和NO2,若为恒温,v正随时间变化减小直到不变,绝热条件下,v正随时间变化先增大后减小,说明温度升高,故该反应为放热反应;Aa点正反应速率较b点慢,说明a点的NO2浓
9、度较b点大,颜色比b点深,故A正确;B正反应速率与逆反应速率相等,反应到达平衡,c点正反应速率正在变化,反应不是平衡状态,与逆反应速率不等,故B错误;C反应为放热反应,若升高温度,有利于逆反应方向,d点SO2的转化率将减小,故C错误;D该反应气体体积不变,反应的过程中,反应放热,气体受热膨胀,总体积不变,故容器内气体压强增大,故D错误;E若外界条件不发生改变,d点为平衡状态,各组分含量保持不变,故NO2和NO的体积比将保持不变,故E正确;故答案为AE;(6)用一定浓度的NaClO2溶液在酸性条件下充分吸收煤燃烧排放的烟气(SO2),根据图可知,吸收后溶液中氯元素以氯离子形式为主,硫元素以硫酸根
10、离子为主,故反应为NaClO2在酸性条件下将二氧化硫氧化为硫酸根离子,自身被还原为氯离子,NaClO2溶液吸收SO2的主要离子反应方程式为:ClO2-+2SO2+2H2O=Cl-+2SO42-+4H+;(7)一极通氨气,另一极通NOx,生成无污染的常见气体和液体,说明生成氮气和水,正极得到电子发生还原反应,元素化合价降低,则为NOx放电生成氮气,电极反应为:2NOx+4xe-=N2+2xO2-。【点睛】应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热
11、化学方程式,求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。3NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A7.8g苯所含碳碳双键数目为0.3NAB28g乙烯所含共用电子对数目为6NAC标准状况下,11.2L二氯甲烷所含分子数为0.5NAD现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g,其原子数为2NA【答案】B【解析】【分析】【详解】A苯不含碳碳双键,故A错误;B28g乙烯的物质的量为1 mol,乙烯分子含6对共用电子对,故B正确;C标准状况下二氯甲烷是液体,故C错误;D乙烯、丙烯、丁烯的最简式为CH2,乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g,其原子数为3NA,故D错误。4两种气态烃以任意比例混
12、合,在105时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是 ( )ACH4 C2H4BCH4 C3H4CC2H4 C3H4DC2H2 C3H6【答案】D【解析】【分析】设有机物的平均式为CxHy,燃烧通式为:CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,105时生成的水为气体,反应前后气体体积不变,则反应方程式中反应前后气体化学计量数之和相等相等,据此计算判断。【详解】设有机物的平均式为CxHy,则有CxHy+( x+)O2xCO2+H2O,105时生成的水为气体,有机物燃烧前后体积不变,则1+x+=x+,解答y=4,即混合气中平
13、均含有H原子数为4。ACH4、C2H4中H原子数都为4,平均值为4,故A符合;BCH4、C3H4中H原子数都为4,平均值为4,故B符合;CC2H4、C3H4中H原子数都为4,平均值为4,故C符合;DC2H2、C3H6中H原子数都为2、6,只有1:1混合才能使平均值为4,不符合以任意比例混合的要求,故D不符合;答案选D。5早在40年前,科学大师Heilbronner经过理论研究预测,应当有可能合成“莫比乌斯”形状的芳香族(大环)轮烯分子,这一预测被德国化学家合成证实。18-轮烯是一种大环轮烯,其结构简式如图所示。 有关它的说法正确的是A18- 轮烯分子中所有原子不可能处于同一平面B18- 轮烯的
14、分子式为:C18H12C1 mol18- 轮烯最多可与9 mol氢气发生加成反应生成环烷烃D18- 轮烯与乙烯互为同系物【答案】C【解析】【分析】【详解】A.18-轮烯分子具有乙烯的基本结构,其中所有原子可能处于同一平面,故A错误;B.18-轮烯的分子式为:C18H18,故B错误;C.1mol18-轮烯中有9 mol碳碳双键,最多可与9 mol氢气发生加成反应生成环烷烃,故C正确;D.18-轮烯与乙烯含有的碳碳双键的数目不一样,而且分子组成上不相差若干个“CH2”原子团,18-轮烯与乙烯不互为同系物,故D错误;答案选C。6下列烷烃中可能存在同分异构体的是A甲烷B乙烷C丙烷D丁烷【答案】D【解析
15、】【分析】【详解】A甲烷只有一种结构,无同分异构体,选项A不符合;B乙烷只有一种结构,无同分异构体,选项B不符合;C丙烷只有一种结构,无同分异构体,选项C不符合;D丁烷有正丁烷和异丁烷两种结构,存在同分异构体,选项D符合;答案选D。7下列说法中错误的是( )化学性质相似的有机物是同系物分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物互为同系物的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质相似。ABCD【答案】A【解析】【详解】同系物化学性质相似,但化学性质相似物质不一定是同系物,如乙烯与1,3-丁二烯,故错误;同系物在分子组成上析出相差一个或若干个C
16、H2原子团,但相差一个或若干个CH2原子团的有机物不一定是同系物,如乙酸与乙酸乙酯,故错误;同系物中碳、氢元素的质量分数不一定对应相同,如甲烷与乙烷烃中碳、氢元素的质量分数对应相同,不一定是同系物如乙炔与苯,故错误。故选A。8环丙叉环丙烷(A)的结构特殊,根据如下转化判断下列说法正确的是( )A反应、分别是加成反应和消去反应B有机物A 的二氯代物有 4 种(不考虑立体异构)C有机物 B 的所有原子都在一个平面内D有机物C 的同分异构体中,同时含有苯环和羟基的有 5 种【答案】B【解析】【分析】【详解】A反应中去掉了X原子,又引入了O原子,不属于消去反应,A错误;B由于A分子中的4个“-CH2”
17、完全等同,该分子中只有一种氢原子,所以其一氯代物只有一种,而其一氯代物中有4种氢原子,如图所示,所以环丙叉环丙烷的二氯代物有4种,B正确;C有机物B分子中的碳原子都是饱和碳原子,所以其所有原子不可能都在同一平面内,C错误;D有机物C的分子式为C7H8O,所以符合条件的C的同分异构体有苯甲醇、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚,共4种,D错误。答案选B。9如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。(1)题图中互为同分异构体的是:A与_;B与_;D与_。(填字母,下同)(2)题图中与甲烷互为同系物的是_,与乙烯互为同系物的是_。(3
18、)写出F、G、H的结构简式。F:_;G:_;H:_。【答案】C EFH G A、C B、E、F CH2=C(CH3)CH3 CH3CH2CCH 【解析】【分析】A的结构简式为CH3CH2CH2CH3,化学式为C4H10;B的结构简式为CH3CH=CHCH3,化学式为C4H8;C的结构简式为CH3CH(CH3)CH3,化学式为C4H10;D的结构简式为CH3CCCH3,分子式为C4H6;E的结构简式为CH3CH2CH=CH2,化学式为C4H8;F的结构简式为CH2=C(CH3)CH3,化学式为C4H8;G的结构简式为CH3CH2CCH,化学式为C4H6;H的结构简式为,化学式为C4H8。【详解】
19、(1)A与C、B与EFH、D与G的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故答案为:C;EFH;G;(2)只有A、C中碳原子和其他原子以共价单键结合,属于烷烃,属于甲烷同系物;B、E、F中只含有一个碳碳双键且为链状结构,属于乙烯的同系物,故答案为:A、C;B、E、F;(3)F的结构简式为CH2=C(CH3)CH3,G的结构简式为CH3CH2CCH,H的结构简式为,故答案为:CH2=C(CH3)CH3;CH3CH2CCH;。10芳香化合物A、B互为同分异构体,B的结构简式如图:,A经、两步反应得C、D和E。B经、两步反应得E、F和H。上述反应过程、产物性质及相互关系如图所示。(1)写出E的结构简式
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