专题2《有机物的结构与分类》测试题
一、单选题
1.甲、乙两种有机物的结构简式如图所示,下列有关叙述正确的是
甲: 乙:
A.乙能发生酯化反应 B.甲和乙互为同分异构体
C.甲和乙互为同系物 D.甲的分子式为C8H10O2
2.下列有机物分子中属于手性分子的是
A.甘氨酸(NH2CH2COOH) B.氯仿(CHCl3)
C.乳酸[CH3CH(OH)COOH] D.丙醛(CH3CH2CHO)
3.C2O3是一种无色无味的气体,结构式如图所示,可溶于水生成草酸:。下列说法正确的是
A.甲酸与草酸互为同系物
B.C2O3是非极性分子
C.熔点:草酸>三氧化二碳>干冰
D.CO2、C2O3和分子中碳原子的杂化方式均相同
4.下列有机物的官能团名称和分类错误的是
A.,碳碳三键,炔烃 B.,羟基,二元醇
C.,酯基,酯类 D.,羟基、醛基,单糖
5.下列说法错误的是
A.丁烷有两种同分异构体,它们的沸点不同,是因为分子间作用力不同
B.苯和四氯化碳均为非极性分子,难溶于水
C.乙烯分子中σ键与π键之比5:1
D.CCl2F2可作冰箱的制冷剂,是一种手性分子
6.核磁共振(NMR)氢谱图上有3个吸收峰的是
A.正丁烷 B.甲苯 C. D.
7.下列有机物的命名正确的是
A.3,3-二甲基丁烷 B.3,3- 二甲基-2-乙基戊烷
C.3-甲基丁烷 D.2,2-二甲基丙烷
8.下列有关说法正确的是
A.二氧化硅和干冰都属于共价晶体
B.和是具有相同质子数的不同核素
C.冰和氧化钠熔化时克服相同类型的化学键
D.和互为同分异构体
9.下列说法正确的是
A. 的一溴代物有5种
B.分子式是C5H10O2且属于羧酸的结构有5种
C.分子式是C4H8O且属于醛的结构有3种
D.C4H10的同分异构体有3种
10.图中表示氢原子,表示碳原子,表示氧原子,可用来表示乙醇(CH3CH2OH)分子的空间填充模型的是
A. B. C. D.
二、填空题
11.回答下列问题:
(1)的名称是:_______,若该有机物是由炔烃加成而来,则该炔烃可能的结构有_______种。
(2)氯乙烷的沸点(12℃)介于乙烷(-89℃)和乙醇(79℃)之间,其原因是_______。
12.请根据元素组成和碳骨架对下列有机物进行分类:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦
(1)属于链状化合物的是_______(填序号,下同)。
(2)属于环状化合物的是_______。
(3)属于脂环化合物的是_______。
(4)属于芳香族化合物的是_______。
13.以下是几种苯的同系物,回答下列问题:
①②③④⑤⑥⑦
(1)①②③之间的关系是___。
(2)按系统命名法命名,③⑥的名称分别为___、___。
(3)以上7种苯的同系物中苯环上的一氯代物只有一种的是__(填序号),④中苯环上的一氯代物有___种。
(4)④的同分异构体有多种,除⑤⑥⑦外,写出苯环上一氯代物有2种,且与④互为同分异构体的有机物的结构简式:___,按系统命名法命名为___。
14.自然界是各类物质相互依存、各种变化相互制约的复杂平衡体系,而水溶液中的离子平衡是其中一个重要方面。请根据所学知识,回答下列问题。
(1)常温下,在体积为20mL、浓度为0.1 mol·L-1的HA溶液中滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,反应后溶液中水电离的c(H+)表示为pH水=-lgc(H+)水。pH水与滴加NaOH溶液体积的关系如图所示。
①请写出HA的电离方程式:_______。
②B点溶液中,离子浓度由大到小的顺序为:_______。
③A点c(Na+) _______c(A-)(填“<”、“=”或“>”)
④y点的pH_______7(填“<”、“=”或“>”)。
(2)常温下,已知Ka(CH3COOH)=1.8×10-5 ,Ka(HCOOH)=1.8×10-4。
①CH3COOH和HCOOH互为_______(填“同分异构体”或“同系物”)。
②0.1 mol/L的CH3COOK溶液和0.1 mol/L HCOONa溶液相比,c (K+)-c (CH3COO-) _______c (Na+)-c (HCOO-) (填“<”、“=”或“>”)。
③向0.1 mol/L HCOOH溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,当溶液中c (HCOOH)∶c (HCOO-)=5∶9时,此时的溶液pH=_______。
三、计算题
15.某含碳、氢、氧三种元素的有机物,其C、H、O的质量比为6:1:8,该有机物的蒸汽的密度是相同条件下氢气密度的30倍,试通过计算确定该有机物的分子式______,并写出其同分异构体的结构简式_____。
16.某气态烷烃和乙烯等体积混合时,1体积混合气体完全燃烧消耗同温同压下4.75体积氧气。试回答:
(1)该烷烃的分子式为 ;
(2)该烷烃所有同分异构体的结构简式为 。
17.有机物A分子中含苯环,相对分子质量136,分子中碳、氢原子个数相等,其含碳质量分数为70.6%,其余为氧、氢。
(1)A的分子式是__________________。
(2)若A分子中能发生银镜反应,且有弱酸性,则A的同分异构体有_______种,请任写一种符合条件的A的结构简式:______________________。
四、有机推断题
18.化合物I是一种具有多种药理学活性的黄烷酮类药物。由化合物A制备I的合成路线如图:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为_______。
(2)由A生成C的化学方程式为_______。
(3)由C生成D的反应类型是_______,E的化学名称是 _______。
(4)I的结构简式为_______。
(5)芳香化合物X是C的同分异构体,同时满足如下条件的X有_______种,其中核磁共振氢谱峰面积比为3:2:2:1的X的一种结构简式是_______。
条件:a.苯环上只有三个取代基,且甲基不与苯环直接相连;b.能与FeCl3溶液发生显色反应;c.1molX可与4mol NaOH反应。
19.羰基庚酸是一种重要的化工中间体,下面合成它的流程图:
已知:
回答下列问题:
(1)反应①的试剂及条件是 _______ ;化合物完全燃烧需要消耗_______。
(2)所含的官能团的名称是 _______ ;
(3)下列说法中正确的是 _______;
与足量的反应生成
能被催化氧化成酮
在催化下最多只能与加成
能发生消去反应生成两种不同烯烃
(4)与新制的化学方程式为 _______。
参考答案
1.A
【解析】A.乙中含有羧基,能与羟基发生酯化反应,A正确;
B.甲中含有8个碳原子,乙中含有7个碳原子,不可能互为同分异构体,B错误;
C.甲属于酯类有机物,乙属于羧酸类有机物,所含官能团不同,故不属于同系物,C错误;
D.甲分子中含有8个碳原子、8个氢原子、2个氧原子,对应分子式为C8H10O2,D错误;
故答案选A。
2.C
【解析】连4个不同原子或原子团的C为手性碳原子,含有手性碳原子的分子为手性分子,甘氨酸(NH2CH2COOH)、氯仿(CHCl3)、丙醛(CH3CH2CHO)均不含有手性碳原子,不属于手性分子,乳酸[CH3CH(OH)COOH]中连接甲基、羟基、羧基的碳是手性碳原子,属于手性分子;
故选C。
3.C
【解析】A.结构相似、分子组成上相差1个或若干个原子团的化合物互为同系物,甲酸()与草酸()不符合要求,不互为同系物,A错误;
B.由题图可知正电中心和负电中心不重合,是极性分子,B错误;
C.草酸分子间能形成氢键,而不能,故草酸熔点比高,相对分子质量比小,因此熔点低于,熔点:草酸>三氧化二碳>干冰,C正确;
D.中碳原子的杂化方式为,中碳原子的杂化方式为,分子中碳原子的杂化方式为,杂化方式不完全相同,D错误。
故选C。
4.B
【解析】A.丙炔,官能团及分类均正确,不符题意;
B.对苯二酚,官能团名称正确,分类错误,该有机物应属于酚,描述错误,符合题意;
C.甲酸乙酯,官能团及分类均正确,不符题意;
D.葡萄糖,官能团及分类均正确,不符题意;
综上,本题选B。
5.D
【解析】A.丁烷有两种同分异构体:正丁烷和异丁烷,它们的相对分子质量相同,但由于异丁烷分子中含有的支链多,分子间作用力较小,导致物质的沸点较低,因此物质的沸点:正丁烷>异丁烷,A正确;
B.苯和四氯化碳均为非极性分子,水分子是极性分子,根据相似相溶原理可知:由非极性分子构成的溶质易溶于由非极性分子构成的溶剂中,而在由极性分子构成的溶剂中不容易溶解,因此苯和四氯化碳均难溶于水,B正确;
C.乙烯分子结构简式是CH2=CH2,分子中含有4个C-H键和1个碳碳双键,共价单键都是σ键,共价双键中1个是σ键,1个是π键,故该分子中含有5个σ键和1个π键,分子中σ键与π键数目比是5:1,C正确;
D.CCl2F2在常温下呈液态,气化时需吸收大量热,使周围环境温度降低,因此可作冰箱的制冷剂,由于C原子连接2个Cl原子,2个F原子,而不是连接4个不同的原子或原子团,故C原子不是手性碳原子,则CCl2F2不是一种手性分子,D错误;
故合理选项是D。
6.C
【解析】A.CH3CH2CH2CH3中有2种氢原子,核磁共振氢谱中有2个吸收峰,A错误;
B.中有4种氢原子,核磁共振氢谱中有4个吸收峰,B错误;
C.中有3种氢原子,核磁共振氢谱中有3个吸收峰,C正确;
D.中有2种氢原子,核磁共振氢谱中有2个吸收峰,D错误;
故选C。
7.D
【解析】A.主链编号起点错误,正确的名称应为2,2-二甲基丁烷,故A错误;
B.主链不是最长的,正确名称为3,3,4 -三甲基己烷,故B错误;
C.主链编号起点错误,正确的名称应为2-甲基丁烷,故C错误;
D.2,2-二甲基丙烷命名正确,故D正确;
故答案选D。
8.D
【解析】A.二氧化硅为共价晶体(原子晶体),晶体熔化时所克服的作用力为共价键,而干冰为分子晶体,晶体熔化时所克服的作用力为分子间作用力,属于分子晶体,选项A错误;
B.和是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,选项B错误;
C.冰熔化时克服范德华力和氢键,氧化钠熔化时克服离子键,选项C错误;
D.和具有相同的分子式和不同的结构式,互为同分异构体,选项D正确;
答案选D。
9.A
【解析】A.该有机物中含有5种氢,故一溴代物种类为5种,A正确;
B.C5H10O2属于羧酸的结构如下:CH3CH2CH2CH2COOH、HOOCCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2COOH、(CH3)3CCOOH,共4种,B错误;
C.C4H8O属于醛的结构如下:CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO,共2种,C错误;
D.C4H10同分异构体如下:CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2,共2种,D错误;
故答案选A。
10.C
【解析】乙醇的结构简式为CH3CH2OH,含有一个氧原子,氧原子与碳原子和氢原子相连,观察四个选项中的空间填充模型可知,C正确,故答案选C。
11.(1) 3,5-二甲基-3-乙基庚烷 2
(2)氯乙烷的相对分子质量大于乙烷,乙醇存在分子间氢键
【解析】(1)
的最长碳链有7个碳原子,根据烷烃命名规则,其名称是:3,5-二甲基-3-乙基庚烷;若该有机物是由炔烃加成而来,则碳碳叁键位置的碳原子至少连接两个氢原子,符合要求的位置只在乙基中,故该炔烃可能的结构有: ,同个碳原子上的两个乙基等效,共2种。
(2)
三者都是分子晶体,氯乙烷的相对分子质量大于乙烷,分子间作用力氯乙烷大于乙烷,沸点亦较高;乙醇存在分子间氢键,氯乙烷分子间没有氢键,乙醇的分子间作用力大于氯乙烷,沸点亦较高,故沸点:乙醇>氯乙烷>乙烷。
12.(1)④⑤
(2)①②③⑥⑦
(3)①③⑥
(4)②⑦
【解析】(1)
碳原子通过共价键形成链状结构的有机物属于链状化合物,上述有机物中属于链状化合物的有④⑤;
(2)
含有环状结构的有机物叫做环状化合物,上述有机物中属于环状化合物的有①②③⑥⑦;
(3)
含有环状结构但不含苯环的有机物叫做脂环化合物,上述有机物中属于脂环化合物的有①③⑥,编号为③的物质含有两个环,但都不是苯环;
(4)
含有一个或两个及两个以上苯环的化合物叫做芳香族化合物,上述有机物中属于芳香族化合物的有②⑦。
13. 互为同分异构体 1,4—二甲苯 1,2,3—三甲苯 ③⑤ 3 1—甲基—4—乙基苯
【解析】(1)①②③都是苯上2个氢原子被2个甲基替代的产物、分别为邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯,分子式相同而结构不同,它们的关系是:互为同分异构体;故答案为同分异构体;
(2)按系统命名法命名苯的同系物时,通常是以苯作母体,将苯环上最简单的取代基所在的位号定为最小,③的结构简式为,则③名称为1,4-二甲苯、同理,⑥即的名称分别为1,2,3-三甲苯;故答案为1,4-二甲苯;1,2,3-三甲苯;
(3)③即、⑤即苯环上的氢原子只有一种,则苯环上的一氯代物只有一种,答案是③⑤,④即中苯环上的氢原子有3种,则其苯环上的一氯代物有3种;故答案为③⑤;3;
(4)除⑤⑥⑦外的④的同分异构体,其苯环上一氯代物有2种,则其苯环上有2种氢原子,取代基为甲基、乙基且处于对位的结构满足条件,则有机物的结构简式:,按系统命名法命名为1-甲基-4-乙基苯;故答案为;1-甲基-4-乙基苯。
14.(1) HAH++A- c(Na+) >c(A-)>c(OH-)> c(H+) = >
(2) 同系物 > 4
【解析】(1)
①由图可知,HA为一元弱酸,HA的电离方程式:HA H++A-。
②当NaOH溶液体积为20mL时正好中和完,B点溶质为NaA,此时溶液中A-水解,则有c(OH-)>c(H+),离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
③A点pH=7,c(H+)= c(OH-)=10-7 mol/L,依据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),则c(Na+)=c(A-)。
④C点的溶质为NaA和NaOH,y点的pH>7。
(2)
①CH3COOH和HCOOH结构相似,组成上相差1个CH2,互为同系物。
②0.1 mol/L的CH3COOK溶液和0.1 mol/L HCOONa溶液相比,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5 <Ka(HCOOH)=1.8×10-4,c (CH3COO-)<c (HCOO-),且c (K+)= c (Na+),则c (K+)-c (CH3COO-)>c (Na+)-c (HCOO-)。
③甲酸的电离平衡常数表达式为:= 1.8×10-5,当溶液中c (HCOOH)∶c (HCOO-)=5∶9时,c(H+)=1.8×10-5×=10-4mol/L,pH=4。
15. C2H4O2 CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHO
【解析】该有机物的蒸汽的密度是相同条件下氢气密度的30倍,则该有机物的相对分子质量为2×30=60,其C、H、O的质量比为6:1:8,则分子中C、H、O的个数分别为=2、=4、=2,则分子式为C2H4O2,其同分异构体有CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHO。
16.(6分)(1)C4H10(2分)
(2)CH3-CH2-CH3(4分)
【解析】
17. C8H8O2 13
【解析】碳原子数是136×70.6%÷12=8,分子中碳、氢原子个数相等,所以氢原子数也是8,氧原子数是(136-8-12×8) ÷16=2;
(1)A的分子式是C8H8O2。
(2)若A分子中能发生银镜反应,则含有醛基,且有弱酸性,含有酚羟基,则A的同分异构体有13种,符合条件的A的结构简式:。
18.(1)羟基
(2)+CH3COOH+H2O
(3) 取代反应 苯甲醛
(4)
(5) 6 、
【解析】(1)由A的结构简式可知,其官能团的名称为羟基。
(2)由A和C的结构简式可知,B为乙酸,A与乙酸发生取代反应生成C和水,则由A生成C的化学方程式为+CH3COOH+H2O。
(3)对比C、D的结构简式可知,甲基取代了两个羟基中的氢原子,则由C生成D的反应类型是取代反应,E的化学名称是苯甲醛。
(4)H的分子为C15H10O4,由H的结构简式以及I的分子式可知,H中的碳碳双键与氢气发生加成反应,则I的结构简式为。
(5)芳香化合物X是C的同分异构体,同时满足如下条件:a.苯环上只有三个取代基,且甲基不与苯环直接相连;b.能与FeCl3溶液发生显色反应;c.1molX可与4mol NaOH反应。则X应含有2个酚羟基,另一个取代基为-OOCCH3,当酚羟基处于对位时,-OOCCH3有1种取代情况,当酚羟基处于间位时,-OOCCH3有3种取代情况,当酚羟基处于邻位时,-OOCCH3有2种取代情况,则X有6种,其中核磁共振氢谱峰面积比为3:2:2:1的X的一种结构简式是、。
19.(1) 的醇溶液、加热 10
(2)羰基、羧基
(3)
(4)+NaOH+2Cu(OH)2+Cu2O↓+3H2O
【解析】由合成流程图可知,为消去反应,为,为与水的加成反应,为消去反应,结合信息可知,发生氧化反应,且与新制反应,则为 ,发生氧化反应,为与发生的加成反应,为卤代烃的消去反应。
(1)
由上述分析可知反应为卤代烃的消去反应,则反应条件为NaOH的醇溶液、加热,根据C的结构简式可知分子式为C7H14O,1mol化合物C完全燃烧需要消耗O210mol;
(2)
根据的结构简式可知,所含的官能团的名称是羰基、羧基;
(3)
因中含有个羟基,则与足量的反应生成,故错误;
因中与相连的碳原子上没有,则不能被催化氧化成酮,故错误;
因中含,则在催化下最多只能与加成,故正确;
由的结构可知,与甲基上的或环状结构中亚甲基上的发生消去反应,即能发生消去反应生成两种不同烯烃,故正确;
故答案为:;
(4)
与新制的化学方程式为+NaOH+2Cu(OH)2+Cu2O↓+3H2O;
【点睛】本题考查有机物的合成,注意利用合成流程图中物质的结构及官能团的变化来分析发生的反应及物质的性质,同分异构体的书写为解答的难点,题目难度中等。