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DSE 化学练习卷：有机化学（烷、烯、醇、酸、酯与聚合物）（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · DSE 化学 有机化学全卷
本卷集中训练有机化学：烷烃同系物、烯烃加成、醇的燃烧与氧化、羧酸酯化与产率、同分异构体、加成与缩合聚合、皂化、燃烧分析、鉴别测试及发酵计算，共 12 题分甲、乙、丙三部，总分 100 分，时限 75 分钟，附完整步骤与评分要点。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部（32 分）
烃类与官能团题，须写出计算步骤及化学式。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 某烷烃含碳的质量百分比为 83.3%。 (a) 以烷烃通式 CnH2n+2 列出计算，求该烷烃的分子式。 (b) 写出 C5H12 三个结构异构体的名称。 (c) 解释常温下 C5H12 为液体而 C20H42 为固体的原因。 |
答案： (a) 设分子式为 CnH2n+2，碳的质量分数＝12n/(14n+2)＝0.833，解得 12n＝11.662n＋1.666，n≈4.93，取整数 n＝5，故分子式为 C5H12。 (b) 戊烷、2-甲基丁烷（异戊烷）、2,2-二甲基丙烷（新戊烷）。 (c) C20H42 碳链长、电子数多，范德华力较强，熔点与沸点较高，故常温下为固体；C5H12 分子小，范德华力弱，为液体。 评分要点：列式 2 分、n 值 1 分、分子式 1 分、三个异构体名称共 2 分、范德华力与分子大小解释 2 分。 |
| 2 | 5.6 g 某烯烃的分子式为 C4H8，加入溴水中完全反应。 (a) 求该烯烃的摩尔数。 (b) 求所需溴（Br2）的质量。 (c) 解释溴水褪色的原因，并指出反应类型。 |
答案： (a) C4H8 的摩尔质量＝56 g/mol，摩尔数＝5.6/56＝0.10 mol。 (b) 每摩尔烯烃加成 1 摩尔 Br2，需 0.10 mol；Br2 摩尔质量 160 g/mol，质量＝0.10×160＝16 g。 (c) 溴与碳碳双键发生加成反应，生成无色的 1,2-二溴丁烷，故橙黄色褪去；反应类型为亲电加成。 评分要点：摩尔质量 1 分、摩尔数 2 分、1:1 计量关系 1 分、Br2 质量 2 分、褪色原因与反应类型 2 分。 |
| 3 | 23.0 g 乙醇在充足氧气中完全燃烧。 (a) 求乙醇的摩尔数。 (b) 求所需氧气的体积（常温常压，摩尔体积 24 dm3/mol）。 (c) 求生成二氧化碳的质量。 |
答案： (a) 乙醇摩尔质量 46 g/mol，摩尔数＝23.0/46＝0.50 mol。 (b) C2H5OH＋3O2→2CO2＋3H2O，需 1.5 mol O2，体积＝1.5×24＝36 dm3。 (c) 生成 1.0 mol CO2，质量＝1.0×44＝44 g。 评分要点：摩尔数 2 分、平衡方程式 2 分、O2 摩尔数与体积 2 分、CO2 质量 2 分。 |
| 4 | 0.50 mol 乙酸与过量乙醇在浓硫酸催化下加热酯化。 (a) 写出反应方程式并命名生成物。 (b) 求乙酸乙酯的理论产量。 (c) 实际只取得 35.2 g，求产率。 (d) 说明浓硫酸在此反应的两个作用。 |
答案： (a) CH3COOH＋C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5＋H2O（浓硫酸，加热），生成物为乙酸乙酯。 (b) 理论产量＝0.50×88＝44 g。 (c) 产率＝35.2/44×100%＝80%。 (d) 浓硫酸作催化剂加快反应，并吸收生成的水使平衡右移，提高产率。 评分要点：方程式与条件 2 分、命名 1 分、理论产量 2 分、产率 2 分、浓硫酸两个作用 2 分。 |
乙部（36 分）
异构体、聚合、皂化与燃烧分析题，须列式并解释。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 分子式为 C4H9Br 的化合物有多个结构异构体。 (a) 写出所有结构异构体的名称，并指出数目。 (b) 指出其中沸点最低的一个，并解释原因。 (c) 1-溴丁烷与氢氧化钠水溶液共热，写出反应类型及主要产物。 |
答案： (a) 共 4 个：1-溴丁烷、2-溴丁烷、1-溴-2-甲基丙烷、2-溴-2-甲基丙烷。 (b) 2-溴-2-甲基丙烷沸点最低：分子呈球形、分支最多，接触表面积最小，范德华力最弱。 (c) 亲核取代反应，主要产物为丁-1-醇（1-丁醇），另生成溴化钠。 评分要点：数目 1 分、四个名称共 4 分、最低沸点选择 1 分、分支与范德华力解释 2 分、反应类型与产物 1 分。 |
| 6 | 一个聚乙烯样本的相对分子质量为 56,000。 (a) 写出单体的名称、分子式及重复单位。 (b) 求该样本的平均聚合度。 (c) 比较加成聚合与缩合聚合，各举一例并指出副产物。 |
答案： (a) 单体为乙烯 C2H4；重复单位为 －CH2－CH2－。 (b) 聚合度＝56,000/28＝2,000。 (c) 加成聚合：单体含碳碳双键，聚合时无副产物，例如聚乙烯；缩合聚合：两个官能团反应放出小分子（水或 HCl），例如聚酯、尼龙。 评分要点：单体与重复单位 3 分、聚合度 2 分、两种聚合各 2 分共 4 分。 |
| 7 | 1.00 kg 某甘油三酯（相对分子质量 890）与氢氧化钠完全皂化。 (a) 求该甘油三酯的摩尔数。 (b) 求所需氢氧化钠的质量。 (c) 写出皂化反应的两类生成物及其用途。 |
答案： (a) 摩尔数＝1,000/890＝1.12 mol。 (b) 每摩尔甘油三酯需 3 摩尔 NaOH：1.12×3＝3.37 mol，质量＝3.37×40≈135 g（134.8 g）。 (c) 生成甘油与脂肪酸钠（肥皂）；脂肪酸钠用作清洁剂，甘油用于护肤品及制药。 评分要点：摩尔数 2 分、3:1 计量 2 分、NaOH 摩尔数 2 分、质量 2 分、两类产物及用途 1 分。 |
| 8 | 0.44 g 只含碳、氢、氧的有机物完全燃烧，得 0.88 g 二氧化碳及 0.36 g 水。该化合物的相对分子质量为 88。 (a) 求各元素的质量及摩尔比，写出实验式。 (b) 求分子式。 (c) 举出两个符合分子式而官能团不同的异构体。 |
答案： (a) 碳：0.88/44＝0.020 mol，质量 0.24 g；氢：0.36/18＝0.020 mol，质量 0.04 g；氧：0.44−0.24−0.04＝0.16 g。摩尔比 C:H:O＝0.020:0.040:0.010＝2:4:1，实验式 C2H4O。 (b) 实验式质量 44，88/44＝2，分子式 C4H8O2。 (c) 例如丁酸（羧酸）与乙酸乙酯（酯）；两者分子式同为 C4H8O2 而官能团不同。 评分要点：C 与 H 质量各 1 分、O 质量 1 分、摩尔比与实验式 2 分、分子式 2 分、两个异构体 2 分。 |
丙部（32 分）
反应类型、鉴别测试与合成路线题，须写方程式及观察。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 甲烷与氯气在紫外光照射下反应。 (a) 写出反应名称，并指出 CH4 变成 CH3Cl 过程中三个阶段的名称。 (b) 解释为何产物是混合物。 (c) 说明烯烃比烷烃活泼的原因。 |
答案： (a) 自由基取代反应；三个阶段为引发（Cl2 光解成两个氯自由基）、增长（自由基与甲烷反应生成 CH3· 及 HCl，再生成 CH3Cl）、终止（自由基结合）。 (b) 取代可依次生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，各产物皆留在混合物中，故为混合物。 (c) 烯烃的碳碳双键含较松散的 π 电子，电子云暴露于分子平面上下，易受亲电试剂攻击；烷烃只有 σ 键，须先断键，故较不活泼。 评分要点：反应名称 1 分、三个阶段共 3 分、混合物解释 2 分、π 电子与亲电攻击 2 分。 |
| 10 | 有四瓶未标签的液体：己烷、己-1-烯、乙醇、乙酸。实验室只有溴水、碳酸氢钠溶液及金属钠。 (a) 设计测试程序，写出每步的预期观察。 (b) 指出应最先做哪个测试，并解释原因。 (c) 写出乙醇与金属钠反应的方程式。 |
答案： (a) 先加碳酸氢钠：只有乙酸放出二氧化碳气泡。再加入溴水：己-1-烯使橙黄色褪去。最后加金属钠：乙醇放出可燃的氢气，己烷无反应。 (b) 应最先做碳酸氢钠测试，因为它只与羧酸反应，结果具专一性；若先加溴水，烯烃反应后被消耗，便无法再确认。 (c) 2C2H5OH＋2Na→2C2H5ONa＋H2↑。 评分要点：三步测试与观察共 4 分、最先测试的选择 1 分、专一性解释 2 分、方程式 1 分。 |
| 11 | 100 g 葡萄糖在酵母作用下发酵。 (a) 求葡萄糖的摩尔数。 (b) 求理论上可得乙醇的质量。 (c) 求同时放出二氧化碳的体积（常温常压，摩尔体积 24 dm3/mol）。 (d) 解释实际产量低于理论值的原因。 |
答案： (a) 葡萄糖摩尔质量 180 g/mol，摩尔数＝100/180≈0.556 mol。 (b) C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2，生成 1.11 mol 乙醇，质量≈51.1 g。 (c) 生成 1.11 mol CO2，体积≈26.7 dm3。 (d) 部分葡萄糖用于酵母生长与呼吸作用，反应亦未完全，加上部分乙醇挥发或进一步氧化成乙酸。 评分要点：摩尔数 2 分、计量关系 2 分、乙醇质量 1 分、CO2 体积 2 分、产量较低原因 1 分。 |
| 12 | 以乙烯为唯一有机原料，设计制备乙酸乙酯的三步合成路线，每步产率均为 80%。 (a) 写出三步反应所需的试剂及条件。 (b) 求由 1.0 mol 乙烯可得乙酸乙酯的摩尔数及质量。 (c) 提出一个可提高总产率的方法。 |
答案： (a) ①乙烯加水（浓硫酸催化、加热）生成乙醇；②乙醇氧化（酸化重铬酸钾或酸性高锰酸钾，加热）生成乙酸；③乙酸与乙醇在浓硫酸催化下酯化生成乙酸乙酯。 (b) 总产率＝0.8×0.8×0.8＝51.2%，可得乙酸乙酯 0.512 mol，质量≈45.1 g。 (c) 可用过量乙醇并在反应中移除生成的水（如分水器），使酯化平衡右移；亦可提高温度并使用更有效的催化剂。 评分要点：三步反应与试剂条件共 4 分、总产率计算 2 分、产量 1 分、提高产率方法 1 分。 |
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