第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》课后练习
一、单选题
1.下列反应中,属于加成反应的是
A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B.乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯
C.乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷 D.甲烷与氯气在光照条件下反应
2.31g由三种醇组成的混合物与足量的金属钠完全反应后,得到标准状况下氢气11.2L,下列判断中正确的是
A.一定有甲醇 B.一定有乙醇
C.一定有甘油 D.一定有乙二醇
3.分子式为C4H8Cl2,且不考虑立体异构,下列说法正确的是
A.分子中不含甲基的同分异构体共有2种
B.分子中含有一个甲基的同分异构体共有3种
C.分子中含有两个甲基的同分异构体共有4种
D.同分异构体共有5种
4.下列关于有机物的说法错误的是
A.摩尔质量为148g B.能使的溶液褪色
C.能发生酯化反应 D.苯环上的一氯代物有3种
5.n种炔烃与足量的氢气催化加成得到m种烷烃,且烷烃满足的条件:①主链含5个碳原子②两个支链:一个甲基、一个乙基。n、m的最大值分别为
A.2、2 B.2、4 C.4、2 D.4、5
6.下列物质中,互为同分异构体的一组是
A.甲烷和乙烷 B.乙烯和丙烯
C.正丁烷和异丁烷 D.一氯甲烷和二氯甲烷
7.由E(金属铁)制备的E(C5H5)2的结构如图甲所示,其中氢原子的类型完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构如图乙所示。核磁共振氢谱能够区分这两种结构。甲和乙的核磁共振氢谱中,分别有几种吸收峰
A.1种 1种 B.1种 2种
C.1种 3种 D.2种 3种
8.下列化学用语表示错误的是
A.甲烷的比例模型: B.聚氯乙烯的链节:
C.甲基的电子式: D.2-甲基-1,3-丁二烯的键线式:
9.下列关于青蒿素分子的说法中,不正确的是
A.青蒿素的分子式为
B.过氧基团(-O-O-)的存在可以通过红外光谱证实
C.对青蒿素进行结构改良得到了药效更佳的双氢青蒿素,该过程发生了氧化反应
D.通过晶体的X射线衍射实验可获得青蒿素晶体中分子的空间结构
10.苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是
A.是苯的同系物
B.分子中最多8个碳原子共平面
C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)
D.分子中含有4个碳碳双键
11.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示,下列说法中不正确的是
A.由红外光谱图可知,该有机物分子中至少有三种不同的化学键
B.由核磁共振氢谱图可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
C.仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D.若A的分子式为C3H8O,则其结构简式可能为
12.已知某有机物A的核磁共振氢谱如图所示,下列说法中不正确的是
A.若分子式为,则其结构简式可能为
B.分子中不同化学环境的氢原子个数之比为1:2:3
C.该分子中氢原子个数一定为6
D.若A的化学式为,则其为丙烯
二、填空题
13.已知分子式为的有机物有多种结构,下面给出其中的四种:
A.
B.
C.
D.
根据上述信息完成下列各题:
(1)根据所含官能团判断,A属于_______类有机化合物,B物质的官能团名称为_______。B、C、D中,与A互为官能团异构的是_______(填字母,下同),与A互为碳架异构的是_______,与A互为位置异构的是_______。
(2)写出与A互为位置异构(与B、C、D不重复)的有机物的结构简式:_______。
(3)与A互为碳架异构的同分异构体共有5种,除B、C、D中的一种外,其中两种的结构简式为、,写出另外两种同分异构体的结构简式:_______、_______。
14.在E()的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为_______种。
(a)含有一个苯环和三个甲基;
(b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
(c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为)的结构简式为_______。
15.染料木黄酮()中含氧官能团的名称为_______。
16.H是G()的同系物,其碳原子数比G少4个,则H可能的结构有_______种(不考虑立体异构),其中在链端的结构简式为_______。
17.塑料、合成橡胶和合成纤维都是聚合物,这些物质都是人工合成的,目前人们已经合成出6万种以上的聚合物。塑料制品是我们生活中接触最多的聚合物之一。请查阅资料或根据生活经验,指出日常生活中常见的塑料制品,并说明它们的使用对人类生活质量和生存环境的影响_________。
18.回答下列问题:
(1)某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2。该烷烃的名称是__。该烷烃可用不饱和烃与足量氢气反应得到。
(2)若不饱和烃为烯烃A,则烯烃的结构简式可能有__种。
(3)若不饱和烃为炔烃B,则炔烃的结构简式可能有__种。
(4)有一种烷烃C与上述烷烃是同分异构体,它却不能由任何烯烃催化加氢得到。则C的结构简式为__。
三、有机推断题
19.用于治疗高血压的药物Q的合成路线如下:
已知:芳香放化合物与卤代烃在催化下可发生如下可逆反应:
回答下列问题:
(1)A的名称是_______;A→B的化学方程式为_______。
(2)L中含氮官能团的名称为_______。
(3)乙二胺和三甲胺均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是_______。
(4)G分子中含两个甲基,G的结构简式是_______;F→G的反应类型是_______。
(5)的同分异构体中,满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①属于戊酸酯;
②与溶液作用显紫色。
其中核磁共振氢谱显示三组峰,且峰面积之比为1∶2∶9的结构简式为_______。(任写一种)
20.有机化合物的元素定量分析最早是由德国化学家李比希提出的,装置如下图,他用CuO作氧化剂,在750℃左右使有机物在氧气流中全部转化为CO2和H2O,用盛有NaOH固体和无水CaCl2的吸收管分别吸收CO2和H2O。
试回答下列问题:
(1)甲装置中盛放的是_______(填化学式)。
(2)将7.4g有机物A进行实验,测得生成和,则A的实验式(最简式)为___。
(3)已知A的最简式能否确定A的分子式(填“能”或“不能”)_______,原因是:_______。也可以通过_______法快速、精确测定其相对分子质量,进而确定分子式。
(4)①若A为醇,且A的核磁共振氢谱图中有两组峰,则A的结构简式为_______。
②若A的红外光谱如图所示,则其官能团的名称为_______。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【分析】加成反应是有机物发生化学反应生成唯一产物的反应类型,常见于具有不饱和键的有机物中,据此回答问题。
【详解】A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水,产物不唯一,属于氧化反应,选项A错误;
B.乙醇与乙酸发生取代反应制备乙酸乙酯,属于取代反应或酯化反应,选项B错误;
C.乙烯与溴反应生成1,2—二溴乙烷,产物唯一,发生加成反应,选项C正确;
D.甲烷与氯气反应生成一氯甲烷等卤代烃和氯化氢,产物不唯一,属于取代反应,选项D错误。
答案选C。
2.C
【详解】若相当于一元醇,甲醇、甘油、乙醇分子量分别为:32、30.67、 46,11.2L(标准状况)氢气物质的量为0.5mol,则一元醇的物质的量为1mol,混合醇若为一元醇平均相对分子质量为:= 31,则三种醇平均相对分子质量为31,则一定含有相对分子质量大于31的物质,即可能含有有甲醇、乙醇,一定含有相对分子质量小于31的物质,一定含有甘油,综上所述,故选C。
3.C
【详解】A.C4H8Cl2分子中不含甲基的同分异构体为,只有1种,A错误;
B.分子中含有一个甲基的同分异构体有、、、,共有4种,B错误;
C.分子中含有两个甲基的同分异构体有、、、,共有4种,C正确;
D.综合分析前三个选项可知,C4H8Cl2的同分异构体共有9种,D错误;
故选C。
4.A
【详解】A.分子式为C9H8O2,相对分子质量为:148,摩尔质量为148g/mol,A错误;
B.该物质侧链上含有双键,能使的溶液褪色,B正确;
C.该物质侧链上含有羧基,能发生酯化反应,C正确;
D.苯环上的一氯代物有邻、间、对3种,D正确;
答案选A。
5.A
【详解】炔烃分子中含有碳碳三键,与氢气发生加成反应后的产物烷烃分子中相邻的两个碳原子上要有两个H原子。而且烷烃满足的条件:①主链含5个碳原子②两个支链:一个甲基、一个乙基。则原来的炔烃可能是HC≡C-CH(CH2CH3)CH(CH3)2,HC≡C-C(CH3)(CH2CH3)2,加成产物是CH3CH2-CH(CH2CH3)CH(CH3)2,CH3CH2-C(CH3)(CH2CH3)2,所以n=2,m=2,故选项是A。
6.C
【分析】同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;
【详解】A.甲烷和乙烷分子式不同,A错误;
B.乙烯和丙烯分子式不同,B错误;
C.正丁烷和异丁烷是分子式相同、结构不同的化合物,互为同分异构体,C正确;
D.一氯甲烷和二氯甲烷分子式不同,D错误;
故选C。
7.C
【详解】图甲E(C5H5)2的结构中氢原子的类型完全相同、则只有1种氢原子,图乙E的结构为轴对称、则有3种氢原子,C符合;
答案选C。
8.B
【详解】A.甲烷分子中含有4个C-H键,为正四面体结构,其比例模型为,故A正确;
B.氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,则聚氯乙烯的链节为-CH2-CHCl-,单体为CH2=CHCl,故B错误;
C.甲基中含有3个碳氢键,碳原子的最外层为7个电子,甲基的电子式为,故C正确;
D.2-甲基-1,3-丁二烯中,甲基在2号C上,碳碳双键在1、3号C上,其键线式为:,故D正确;
故选B。
9.C
【详解】A.由青蒿素的结构式推知,其分子式是,A项正确;
B.有机特征官能团可通过红外光谱证实,B项正确;
C.青蒿素转化为双青蒿素中,发生还原反应,C项错误;
D.通过晶体的X射线衍射实验可获得衍射图,经过计算可以从衍射图中获得晶体有关信息,如了解键角、键长等,从而了解空间结构,D项正确;
故答案选C。
10.B
【详解】A.苯的同系物必须是只含有1个苯环,侧链为烷烃基的同类芳香烃,由结构简式可知,苯并降冰片烯的侧链不是烷烃基,不属于苯的同系物,故A错误;
B.由结构简式可知,苯并降冰片烯分子中苯环上的6个碳原子和连在苯环上的2个碳原子共平面,共有8个碳原子,故B正确;
C.由结构简式可知,苯并降冰片烯分子的结构上下对称,分子中含有5类氢原子,则一氯代物有5种,故C错误;
D.苯环不是单双键交替的结构,由结构简式可知,苯并降冰片烯分子中只含有1个碳碳双键,故D错误;
故选B。
11.D
【详解】A.由红外光谱图可知,有机物中至少有C—H、O—H、C—O 三种化学键,故A正确;
B.由核磁共振氢谱图可知,有机物分子的核磁共振氢谱有三组峰,则有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子,故B正确;
C.由核磁共振氢谱图可知,有机物分子的核磁共振氢谱三组峰的面积比为3:2:1,则有机物分子中三种不同化学环境的氢原子的个数比为3:2:1,但无法得分子中的氢原子总数,故C正确;
D.由核磁共振氢谱图可知,有机物分子的核磁共振氢谱三组峰的面积比为3:2:1,则有机物分子中三种不同化学环境的氢原子的个数比为3:2:1,中的不同化学环境的氢原子个数比为1∶1∶6,与图中峰的面积比不符,故D错误;
故选D。
12.C
【详解】分子式为,则其结构简式可能为,含3种H,且氢原子个数之比为1:2:3,故A正确;
B.由图可知,分子中不同化学环境的氢原子个数之比为1:2:3,故B正确;
C.无法确定该有机物中H原子个数,故C错误;
D.若A的化学式为,丙烯的结构简式为,含3种H,且氢原子个数之比为1:2:3,故D正确;
故选:C。
【点睛】本题考查核磁共振氢谱分析,把握H的种类为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项C为解答的易错点,题目难度不大。
13.(1) 醇 醚键 B D C
(2)
(3)
【详解】(1)A含羟基,属于醇类;B中所含官能团为醚键;羟基与醚键互为官能团异构,故与A互为官能团异构的为B;与A互为碳架异构的为D;与A互为位置异构的为C;
(2)A中主链上含3种不同化学环境的氢原子,与A互为位置异构(与B、C、D不重复)的有机物的结构简式为:;
(3)A的另外两种同分异构体的结构简式为:、。
14. 10 、
【详解】①由信息a知,E的同分异构体中含有一个苯环和三个甲基,由信息b、c及E中碳原子、氧原子数目可知E的同分异构体中还含有一个羧基和一个醛基。②写出碳链,组装官能团:先将苯环和三个甲基组装好,再用一个羧基和一个醛基取代苯环上的H原子。苯环上有三个相同的取代基的结构: 、、。剩余两个不同的取代基可以用“定一移一法”进行组装。如“定羧基移醛基”(“定醛基移羧基”的情况与下列情况一样):
③确定同分异构体的种类或结构简式:符合题意的同分异构体共有(种)。上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢且氢原子数量比为的结构简式为、;
故答案为:10; 、 。
15.(酚)羟基、羰基、醚键
【详解】分子中含氧官能团的名称为羟基、羰基、醚键;故答案为(酚)羟基、羰基、醚键。
16. 5 、
【详解】①审限定条件,确定官能团:H是G的同系物,其碳原子数比G少4个,即H中有4个碳原子,又因其与G具有相同的官能团,则H中应含有氨基和羧基。②根据不饱和度,确定其他官能团:观察G的结构及由①可知,H的不饱和度为1,H中含有1个氨基、1个羧基,其余为3个饱和碳原子。③写出碳链,组装官能团:用“定—移—法”可得,
④确定同分异构体的种类或结构简式:符合题意的同分异构体共有5种;其中在链端的有 、;
故答案为:5种; 、。
17.日常生活中常见的塑料制品有方便袋、保鲜膜、泡沫、橡胶轮胎等,它们的使用极大的提高了人类生活质量,同时也造成白色污染,产生了严重的环境问题,要增强环保意识,提倡一袋、一物多用,减少污染物的产生,加快合成可降解塑料,做到提高生活质量和保护环境两手抓,两方面齐头并进。
【详解】在日常生活中常见的塑料制品有方便袋、保鲜膜、泡沫、橡胶轮胎等等,方便袋可以为我们提拿东西、保存物质提供便利,保鲜膜可以使食物保鲜,防止食物氧化变质;地膜可以促进种子发芽,提高地温,加快植物生长,塑料大棚可以用于冬季果蔬种植,丰富我们的餐桌食物;泡沫可以用于易碎、生冷海鲜等物品的包装及运输,合成橡胶可用于制造车用轮胎、雨具的制造等,它们为我们生活带来的极大的便利,但这些合成物质难于在短时间内降解,会导致白色污染,造成严重的环境污染,我们要合理使用、一物多用,减少污染物的乱丢弃现象,合成可降解塑料,如聚乳酸塑料、聚乙二酸乙二酯塑料等,既能够满足人类需求,同时也保护了环境。
18.(1)2-甲基-3-乙基戊烷
(2)4
(3)1
(4)
【详解】(1)根据烷烃命名原则,该烃最长碳链为5个碳原子,命名为2-甲基-3-乙基戊烷;
(2)该烷烃若由烯烃加氢而成,则凡是相邻碳原子上有氢原子的位置均可插入双键,这样的位置有4种:,故烯烃有4种;
(3)该烷烃若由炔烃加氢而成,则凡是相邻碳原子上都有两个氢原子的位置均可插入三键,这样的位置有1种,,故炔烃有1种。
(4)烷烃C与CH3CH(CH3)CH(C2H5)2互为同分异构体,且不能由任何烯烃加氢而成,说明C与CH3CH(CH3)CH(C2H5)2含有相同的碳原子数,且C中相邻的碳原子上至少有一个碳原子上没有氢原子,故C的结构高度对称,结构简式为。
19.(1) 丙酸 CH3CH2COOH+Cl2CH3CHClCOOH+HCl
(2)氨基、酰胺基
(3)乙二胺分子间可形成氢键,而三甲胺分子不能
(4) 取代反应
(5) 64 或
【分析】由合成路线可知A为CH3CH2COOH,A→B为A和氯气发生的取代反应,结合M和D的反应产物,可知B为CH3CHClCOOH,B→D为酯化反应,则D为CH3CHClCOOCH2CH3;E为苯酚,由M和D的反应产物可以反推出M为,由第(4)问可以G分子中含两个甲基,则W为,则F为,F→G为取代反应,结合M的结构简式可知,G为,结合L的分子式以及M和D的结构简式可知L为,以此解题。
(1)
由分析可知A为CH3CH2COOH,名称为丙酸;A→B为A和氯气发生的取代反应,方程式为:CH3CH2COOH+Cl2CH3CHClCOOH+HCl;
(2)
由分析可知L为,则其中含氮官能团的名称为:氨基、酰胺基;
(3)
乙二胺中含有氨基,可以形成分子间氢键,增大了分子间作用力,沸点较高,故答案为:乙二胺分子间可形成氢键,而三甲胺分子不能;
(4)
由分析可知G为;F为,则F→G为F和氯气的取代反应;
(5)
与溶液作用显紫色,则其结构中含有酚羟基,其中核磁共振氢谱显示三组峰,则其结构应该是对称结构,属于戊酸酯,且等效氢的峰面积之比为1∶2∶9,则其结构为:或;
20.(1)CaCl2
(2)C4H10O
(3) 能 H原子已经饱和C原子的四价结构,最简式即为分子式 质谱法
(4) (CH3)3C-OH 醚键
【分析】用CuO作氧化剂,在750℃左右使有机物在氧气流中全部转化为CO2和H2O,通过测定生成的CO2、H2O的量确定实验式,用氯化钙吸收水蒸气,用氢氧化钠吸收二氧化碳,由于二氧化碳会吸收水蒸气,故先用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化碳,由于装置内有空气,会影响水蒸气、二氧化碳质量测定,实验开始时,要先通入氧气排尽装置内空气,据此解答。
(1)因为氢氧化钠能同时吸收CO2和H2O,从而无法确定生成水和CO2的质量,故先用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化碳,甲装置中盛放的是CaCl2。
(2)生成水物质的量为9g÷18g/mol=0.5mol,H原子物质的量为0.5mol×2=1.0mol,生成二氧化碳为17.6g÷44g/mol=0.4mol,碳原子物质的量为0.4mol,氧原子物质的量为=0.1mol,故有机物A中N(C):N(H):N(O)=0.4:1.0:0.1=4:10:1,A的实验式(最简式)为C4H10O;
(3)该有机物的最简式为C4H10O,H原子已经饱和C原子的四价结构,最简式即为分子式,也可以通过质谱法快速、精确测定其相对分子质量,进而确定分子式;
(4)①A的分子式为C4H10O,若A为醇,且A的核磁共振氢谱图中有两组峰,则A的结构简式为(CH3)3C-OH。②若A的红外光谱如图所示,含有对称的甲基乙基对称的-CH2-以及C-O-C,则其结构简式为CH3CH2OCH2CH3,官能团的名称为醚键。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页