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成系列物质题型专题专练

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 同系列

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有机化学基础选择题是高考必考题型,主要考查陌生有机物的结构和性质,难度中等,主要考查学生的宏观辨识和微观探析、证据推理和模型构建素养。 纵观近几年高考题中对陌生有机物的考查,主要集中在分子式、反应类型、反应条件、手性碳原子的数目、官能团的性质、原子共

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有机化学基础选择题是高考必考题型,主要考查陌生有机物的结构和性质,难度中等,主要考查学生的宏观辨识和微观探析、证据推理和模型构建素养。纵观近几年高考题中对陌生有机物的考查,主要集中在分子式、反应类型、反应条件、手性碳原子的数目、官能团的性质、原子共线共面问题、同系物、同分异构体数目的判断等知识点上,其中对成系列有机物进行问题设置是考查陌生有机物的一个角度,只有准确判断、熟悉结构、摸清规律,方能解答好此类题目。

1.常见烃

⑴烷烃:分子中的碳原子都以碳碳单键相连,其余的价键都与氢结合而成的化合物。

通式:CnH2n+2

示例:CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12……

主要性质:取代反应、燃烧。不能与强酸、强碱、强氧化剂等反应。

⑵烯烃:指含有碳碳双键不饱和烃

通式:CnH2n(n≥2)

示例:CH2=CH2、CH2=CH-CH3、CH2=CH-CH2-CH3、CH2=CH-CH2-CH2-CH3……主要性质:加成反应、加聚反应、燃烧、使酸性高锰酸钾溶液褪色等。

⑶炔烃:指含有碳碳三键不饱和烃

通式:CnH2n-2(n≥2)

示例:CH≡CH、CH≡C-CH3、CH≡C-CH2-CH3、CH≡C-CH2-CH2-CH3……

主要性质:加成反应、加聚反应、燃烧、使酸性高锰酸钾溶液褪色等。

⑷苯的同系物:指苯环上的氢原子被烷基取代后的产物

通式:CnH2n-6(n≥6)

示例:

成系列物质题型专题专练

主要性质:易发生取代反应,能加成,能燃烧,不能与强酸、强碱等反应。

〖导练1〗(2018全国Ⅲ)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是( )

A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应

B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯

D.在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯

【答案】C

2.硅烷:指硅与氢形成的一系列化合物的总称, 通式:SinH2n+2

示例:SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10……

主要性质:极易发生氧化反应。

硅烷对氧和空气极为敏感,一定浓度的硅烷在-180℃的温度下也会与氧发生爆炸反应。

SiH4+2O2==SiO2+2H2O

〖导练2〗某化学兴趣小组在课外实践探究中做了如下实验:将河沙(主要成分是SiO2)与镁粉按一定质量比(质量比约大于15:24)混合均匀,装入试管中加热大约一分钟后发生剧烈反应,生成一种白色固体化合物和一种硅化物,待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中,立即产生气泡并伴有爆炸声,产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。

⑴写出河沙的主要成分与镁粉在加热条件下反应的化学方程式,该反应是        (填“放热”或“吸热”)反应。

⑵生成的混合物放入稀硫酸中,产生的气体是      (填化学式)。

⑶写出产生“爆炸声”的化学方程式             

【答案】⑴SiO2+4Mg成系列物质题型专题专练2MgO+Mg2Si,放热;⑵SiH4;⑶SiH4+2O2==SiO2+2H2O

3.氮的氢化物

通式:NnHn+2(N≥2)

示例:NH3、N2H4、N3H5、N4H6……

〖导练3〗⑴已知NH3为一元碱,N2H4为二元碱,N2H4在水溶液中的一级电离、二级电离的方程式分别表示为                     。N2H4与过量硫酸反应生成酸式盐的化学式可表示为          

⑵氮的氢化物类似于烷烃可以形成直链也可以形成支链,N6H8的同分异构体有多种,其中一氯代物有三种的结构简式是                      

成系列物质题型专题专练

【答案】⑴N2H4+H2O 成系列物质题型专题专练N2H5+OH、N2H5+H2O成系列物质题型专题专练N2H62++OH,N2H6(HSO4)2

⑵NH2-NH-NH-NH-NH-NH2

成系列物质题型专题专练

4.磷的氢化物:

通式:PnHn+2(n≥2)

示例:PH3、P2H4、P3H5、P4H6……

主要性质:PH3易被氧化,发生自燃。

〖导练4〗《本草纲目》卷六阳火阴火条记载:“野外之鬼磷,其火色青,其状如炬,或聚或散,俗称鬼火,实乃诸血之磷光也。”下列对此现象的描述正确的是()

A.“鬼火”的实质是磷火,是一种自燃现象,在夜晚更容易发生

B.“其火色青”描述的是元素的焰色反应,其火焰的颜色呈青色

C.“诸血之磷光”是气溶胶的丁达尔现象,是自然现象不必害怕

D.人或动物死亡后,身体中的磷会转化为磷的氢化物,从地下挥发出来

【答案】D

5.硼烷:一般指BH3,也泛指一切硼和氢组成的化合物

通式:硼烷分子有四种类型:BnHn+4,BnHn+6,BnHn+8和BnHn+10

最简单的硼烷应该是BH3,但这一化合物不能单独稳定存在,因此硼烷中的第一个稳定成员是B2H6。化学中最重要的硼烷是乙硼烷B2H6,戊硼烷B5H9和癸硼烷B10H14

主要性质:B2H6有强还原性,可作还原剂,它跟LiH反应生成更强的还原剂LiBH4

〖导练5〗微量元素硼对植物生长及人体健康有十分重要的作用,也广泛应用于新型材料的制备。

⑴基态硼原子的价电子轨道表达式是      

⑵B的简单氢化物BH3不能游离存在,常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。

①B2H6分子结构如图,则b原子的杂化方式为       

②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是       ,写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子       (填化学式)。

⑶以硼酸(H3BO3)为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂。BH4键角       ,立体构型为       

【答案】


成系列物质题型专题专练

⑵①sp3杂化 ②NC2H6

⑶109°28′、正四面体形

6.联苯:

示例:

成系列物质题型专题专练、、、

通式:C6nH4n+2(n≥2)

〖导练6〗根据系列有机物联苯、联三苯、联四苯……的结构递变规律,请回答:

⑴该系列有机物中,其中含碳量最高的化合物碳含量百分率约为        

⑵若联苯中C-C能自由旋转,那么联苯的二氯取代物有    种。

⑶四联苯成系列物质题型专题专练的一氯代物有     种。

【答案】⑴94.7%  ⑵12  ⑶5

7.稠环芳香烃:由两个或两个以上的苯环以共用两个相邻碳原子的方式相互稠合构成的有机物。

成系列物质题型专题专练

〖导练7.1〗在沥青中存在一系列结构相似的稠环芳香烃。这一系列化合物中的前三个的结构简式,如图所示。

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⑴萘的分子式是   ,芘的分子式是     ,蒽并蒽的分子式是      

⑵上述一系列化合物中,相邻两化合物分子式之差为CnHm,则n值为       m值为        

⑶这一系列有机物的通式可用含x的代数式来表示(x为自然数1、2、3、4…),则该通式为:      

⑷随着x值的增大,这一系列化合物含碳的质量分数的极限数值为       

【答案】⑴C10H8C16H10C22H12

⑶C6x+4H2x+6(x≥1)

⑵62

⑷97.3%

〖导练7.2〗萘、蒽、菲均属于稠环芳香烃,它们均可从煤焦油中提取。其结构简式如下:

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⑴写出萘、蒽、菲的分子式:萘   ,蒽     ,菲     

⑵在萘、蒽、菲中,属于同分异构体的是            (写物质名称)。

⑶在萘、蒽、菲中,一氯代物同分异构体种数最多的是     (写物质名称),这个最多数字是    

【答案】⑴C10H8、C14H10、C14H10  ⑵蒽和菲   ⑶菲,5

8.旋烷

示例:

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分子式:C9H12、C12H16、C15H20、C18H24……

通式:C3n+6H4n+8(n≥1)

〖导练8〗旋烷是一类比较特殊的碳氢化合物,其张力较大。如下给出了几种旋烷的结构。下列说法不正确的是()

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A.旋烷①与三甲苯互为同分异构体

B.旋烷②的二氯代物与其十四氯代物种数相等

C.1mol 旋烷③完全燃烧时消耗20mol O2,生成5mol H2O

D.旋烷系列分子中含碳量为0.9

【答案】C

9.螺环化合物

两个单环共用一个碳原子的多环化合物称为螺环化合物,共用的碳原子称为螺原子。

如:

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〖导练9〗(2018全国Ⅰ)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2,2]戊烷(成系列物质题型专题专练)是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是()

A.与环戊烯互为同分异构体

B.二氯代物超过两种

C.所有碳原子均处同一平面

D.生成1mol C5H12至少需要2mol H2

【答案】C

10.轴烯:轴烯是由单环n-烷烃上每个碳原子上的两个氢被一个=CH2替换而成的一类化合物。

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三元轴烯、四元轴烯、五元轴烯、六元轴烯

分子式:C6H6、C8H8、C10H10,C12H12……

通式:C2nH2n(n≥3)

〖导练10.1〗(2016上海)轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯(  成系列物质题型专题专练)与苯( 成系列物质题型专题专练 )

A.均为芳香

B.互为同素异形体

C.互为同系物

D.互为同分异构体

【答案】D

〖导练10.2〗轴烯由单环烷烃每个碳原子上的两个氢原子被一个=CH2替换而成,部分轴烯的结构简式如表所示。下列说法错误的是(  )

成系列物质题型专题专练

A.轴烯的通式可表示为CnHn (n为大于等于6的整数)

B.轴烯可以使溴的四氯化碳溶液褪色

C.与足量H2完全反应,1mol 轴烯消耗H2的物质的量为n mol

D.n=6的轴烯分子的同分异构体中含有2个碳碳三键的结构有5种

【答案】C

11.富勒烯:

富勒烯是一种完全由碳组成的多面体空心笼状的一系列分子,形状呈球型、椭球型、柱型或管状富勒烯中含有五元环、六元环,偶尔含七元环。如有C20、C24、C28、C32、C50、C60、C70、C78、C80、C82、C84、C90、C94、……C240、C540等一系列碳笼状团簇富勒烯分子。

成系列物质题型专题专练

〖导练11〗几何学是解决物质结构问题的基础。C60是一系列碳原子簇合物(即富勒烯)的一个典型代表,它的应用十分广泛,涉及光学、信息学、药物学、催化、储氢、超导等。就其结构而言也很特殊。18世纪俄罗斯数学家莱昂哈德·欧拉通过理论论证,明确指出任何一个这样的多面体都必须恰好具有12个五边形方能闭合成多面体。试回答:

成系列物质题型专题专练

⑴由12个五边形构成的最小碳笼的化学式为    ,计算过程为            

⑵除碳原子能形成笼形球状分子外,实验中还发现了以金属原子部分取代碳原子的“金属—碳原子”团簇分子,即金属碳烯,若金属碳烯的价电子总数与碳原子团簇分子的价电子总数相等,你认为能代替碳原子的金属有      (填在周期表中的位置)。

⑶在最小的金属碳烯原子簇化合物中,金属与碳原子个数比为2:3,这种最小金属碳烯团簇分子的化学式为      (用M代金属)。

⑷计算机技术的发展带动了理论化学的发展。最近美国研究人员通过理论计算证明,可以用24个X原子和24个Y原子代替48个碳原子形成C12X24Y24新的团簇分子。若已知这种全非金属团簇分子与C60价电子总数相等,且X、Y、C元素位于同一周期,X的原子半径小于Y的原子半径,则在12个五边形中,每个五边形中有个X原子,有个Y原子,X是    元素,Y是   元素。

⑸目前,化学家已经找到十余种富勒烯家族成员,如C28、C32、C50、C60、C70……(富勒烯家族成员还在增加),它们的分子结构都是由正五边形和正六边形构成的封闭的凸多面体,则C80结构中五边形和六边形的个数分别是          

⑹下列物质不属于富勒烯家族的有      。(填序号)

A.C18  B.C44   C.C72  D.C83

⑺晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如下图所示)。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个硼原子。

请根据观察和计算确定:

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①该基本结构单元内,所含硼原子的个数为   ;所含B—B键的数目是      

②若将晶体硼结构单元的每个顶角削去,余下部分就和C60晶体的结构相同。据此确定,C60是由    个正六边形和    个正五边形构成。

【答案】

⑴C20、12×5/3=20 ⑵ⅣA或ⅣB的金属 ⑶M8C12 ⑷2、2、N、B⑸12、30⑹AD⑺①12、30 ②12、20

〖导练12〗科学家第一次让18个碳原子连成环,其合成过程如图。

成系列物质题型专题专练


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下列说法正确的是()

A.C18与金刚石结构相似

B.C24O6→C22O4过程碳元素被氧化

C.C18与石墨烯都是碳的同素异形体

D.1mol C20O2转化为C18过程中反应生成44.8L CO

【答案】C

(责任编辑:化学自习室)
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