第一章有机化合物的结构特点与研究方法同步练习(含解析)高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3

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名称 第一章有机化合物的结构特点与研究方法同步练习(含解析)高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-08 21:00:31

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第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》同步练习
一、单选题
1.下列化学用语表达不正确的是
①丙烷的球棍模型;②丙烯的结构简式为CH3CHCH2;③的化学式为C8H12;④与C8H8一定表示同一种物质
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
2.将6.8g的X完全燃烧生成3.6g的H2O和8.96L(标准状况)的CO2,X的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为3∶2∶2∶1,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于X的下列叙述错误的是
A.X的相对分子质量为136
B.X的分子式为C8H8O2
C.符合题中X分子结构特征的有机物有1种
D.与X属于同类化合物的同分异构体有4种
3.下列说法中正确的是( )
A.和互为同素异形体
B.和互为同分异构体
C.乙醇的同分异构体是
D.和是同一种物质
4.下列说法正确的是
A.CH4和C9H20互为同系物 B.H35Cl和H37Cl互为同素异形体
C.32S2和33S8互为同位素 D.和互为同分异构体
5.下列化学用语正确的是
A.具有8个中子的氧原子:O
B.NH4Cl的电子式
C.乙醇的实验式:C2H6O
D.CO2分子的填充模型:
6.下列说法不正确的是
A.和互为同位素
B.C60、碳纳米管、石墨互为同素异形体
C.分子式为C2H6和C5H12互为同系物
D.CH2Cl2有和两种同分异构体
7.下列有关分子结构与性质的叙述中,不正确的是
A.是手性分子
B.碘易溶于四氯化碳,可以用“相似相溶”规律解释
C.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构都是正四面体形,键角为109o28'
D.F3C—的极性大于Cl3C—的极性,三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性
8.称为同分异构体的物质不可能
A.具有相同的相对分子质量 B.具有相同的熔、沸点和密度
C.具有相同的分子式 D.具有相同的组成元素
9.下列说法正确的是
A.与互为同位素
B.异丁烷和2—甲基丙烷互为同分异构体
C.乙醇和二甲醚互为同分异构体,可用金属钠鉴别
D.的一氯代物只有2种(不考虑立体异构)
10.离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂,其中的离子结构如图所示(已知:分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,如苯分子中的大π键可表示为)。下列有关的说法正确的是
A.该离子中碳原子杂化类型均为
B.该离子中存在类似苯中的大π键()
C.该离子可与结合形成有18个σ键的离子化合物
D.该离子中有1个手性碳原子
11.关于有机反应类型,下列判断不正确的是
A.CH2=CH—CH=CH2+Br2(加成反应)
B.RCHO+H2RCH2OH(还原反应)
C.CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O(消去反应)
D.C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑(水解反应)
二、填空题
12.化合物F是合成吲哚—2—酮类药物的一种中间体,其合成路线如图:
已知:I.
II.
III.Ar—X+
Ar为芳基;X=Cl,Br;Z或Z′=COR,CONHR,COOR等。
E中含氧官能团的名称为_____。
13.某烃A,相对分子质量为140,其中碳的质量分数为0.857。A分子中有两个碳原子不与氢直接相连。A在一定条件下氧化只生成G,G能使石蕊试液变红。
已知:试写出:
(1)A的分子式:___________________。
(2)化合物A和G的结构简式:A_________________,G___________________
(3)与G同类的同分异构体(含G)可能有_______________种。
14.根据要求填空:
(1)中官能团的名称是___________。
(2)中含氧官能团的名称是___________。
(3)BrCH2CH2NH2中含有的官能团名称是___________。
(4)中所含官能团的名称是___________。
(5)遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的的同分异构体有___________种。
15.有机物的表示方法多种多样,下面是常用的有机物的表示方法:
① ② ③C2H6 ④⑤ ⑥ ⑦
(1)上述表示方法中属于结构简式的为_______(填序号,下同);
(2)写出⑦中的官能团名称_______、_______
(3)②的分子式为_______
16.化合物M是止吐药阿扎司琼的合成中间体,化合物M的合成路线如图:
(5)B的同分异构体中,符合下列条件的物质共有_______种,其中核磁共振氢谱图中有5组峰的结构简式为_______。
①能与碳酸氢钠溶液反应;②遇FeCl3溶液显紫色
17.已知某烃A的式量为70,回答下列问题:
(1)A的分子式为_______。
(2)若A为直链烃,则A的结构简式为_______(写出所有种类)。
(3)若A是链烃,且支链只有甲基的可能结构有_______种。
(4)若A不能使溴水褪色,且一氯代物只有一种,则A的结构简式为_______。
(5)若烃B的相对分子质量比烃A小6,且分子中所有碳原子都在同一条直线上,则B的结构简式为_______。
三、有机推断题
18.有机物的表示方法多种多样,下面是常用的有机物的表示方法:
① ②③CH4  ④HOH ⑤
⑥⑦
⑧⑨⑩
(1)上述表示方法中属于结构简式的为 _________;属于结构式的为 _______________;
属于键线式的为 ________________;属于比例模型的为 _______________;
属于球棍模型的为 __________________;
(2)写出⑨的分子式: ________________;
(3)②的分子式为 ________________,最简式为 ______________________。
19.某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量的甘蔗渣,对甘蔗渣进行综合利用不仅可以提高经济效益,而且还能防止环境污染,生产流程如图:
已知石油裂解已成为生产H的主要方法,E的溶液能发生银镜反应,G是具有香味的液体,试填空:
(1)A的名称:_______;G的名称:_______。
(2)B的官能团:_______;H的结构简式:_______。
(3)写出H发生加聚反应的方程式:_______。
(4)D→E的化学方程式:_______。
(5)B→D的化学方程式:_______。
(6)F→G的化学方程式:_______。
(7)写出G的一种与CH3COOH互为同系物的同分异构体的结构简式:_______。
参考答案:
1.B
【详解】①丙烷为含有3个碳原子的烷烃,丙烷的球棍模型为,故①正确;
②丙烯的官能团为碳碳双键,结构简式中需要标出官能团,丙烯的结构简式为CH3CH=CH2,故②错误;
③根据结构简式,每个节点为碳原子,每个碳原子可形成4条共价键,不足键用氢原子补齐,则分子式为C8H12,故③正确;
④饱和结构中8个C最多可以结合18个H,C8H8比饱和结构少10个H,则分子中可能有5个碳碳双键,或2个碳碳三键和一个碳碳双键,或2个碳碳三键和一个饱和碳形成的环,或4个碳碳双键和一个饱和碳形成的环,或者一个苯环和侧链上一个碳碳双键等结构,则与C8H8不一定表示同一种物质,故④错误;
所以不正确的是②④,答案选B。
2.D
【详解】A.根据质荷比图得到X的相对分子质量为136,故A正确;
B.根据X的相对分子质量为136,6.8g的X(物质的量为0.05mol)完全燃烧生成3.6g的H2O(物质的量为0.2mol)和8.96L(标准状况)的CO2(物质的量为0.4mol),根据碳、氢原子 守恒得到分子式C8H8Ox,再根据相对分子质量得到X的分子式为C8H8O2,故B正确;
C.根据红外光谱只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,含有碳氧双键、C H、C O C,核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为3∶2∶2∶1,则X的结构简式为,则符合题中X分子结构特征的有机物有1种,故C正确;
D.与X属于同类化合物的同分异构体含酯基和一个甲基,有邻、间、对三种即 ,还有、共5种,故D错误。
综上所述,答案为D。
3.D
【详解】A.和为同种元素形成的同种单质,不是同素异形体,故A错误;
B.由甲烷的正四面体结构可知,甲烷分子中4个H原子完全相同,则和的组成、结构相同,为同种物质,故B错误;
C.乙醇分子中含1个O原子,而分子中含2个O原子,分子式不同,不是同分异构体,故C错误;
D.和的组成、结构相同,为同种物质,故D正确。
故答案:D。
4.A
【详解】A.CH4和C9H20均为链状的烷烃,二者一定互为同系物,A正确;
B.同素异形体是同一元素的不同单质,H35Cl和H37Cl是同一物质,B错误;
C.32S2和33S8是同一元素的不同单质,二者互为同素异形体,C错误;
D.和是同一物质,D错误;
答案选A。
5.C
【详解】A.氧原子有8个质子,则具有8个中子的氧原子为,A错误;
B.NH4Cl的电子式为,B错误;
C.乙醇的实验式是C2H6O,C正确;
D.CO2分子是直线型分子,其填充模型应为直线型,D错误;
故答案为:C。
6.D
【详解】A.和是氢元素的两种核素,它们是同位素关系,故A说法正确;
B. C60、碳纳米管、石墨属于碳元素组成的不同单质,则它们互为同素异形体,故B说法正确;
C.分子式为C2H6和C5H12的烃都符合烷烃的通式,则它们互为同系物,故C说法正确;
D.CH2Cl2是甲烷分子的二氯取代物,而甲烷分子是正四面体结构,则CH2Cl2分子只有一种结构,故D说法不正确;
本题答案D。
7.C
【详解】A.分子中碳原子链接四个不同的部分,为手性碳原子,该分子为手性分子,A正确,不符合题意;
B.碘是非极性分子,四氯化碳也为非极性分子,根据“相似相溶”规律分析,碘易溶于四氯化碳, B正确,不符合题意;
C.中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构不一定都是正四面体形,可能为三角锥形、一般的四面体, C错误,符合题意;
D.F3C—的极性大于Cl3C—的极性,使羧基电离出氢离子的能力不同,所以三氟乙酸(F3CCOOH)的酸性大于三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性,D正确,不符合题意;
故选C。
8.B
【分析】
【详解】A.同分异构体是指具有相同的分子式且空间结构不同的一类物质,所以其具有相同的相对分子质量 ,而具有相同的相对分子质量的物质不一定为同分异构体,如NO和C2H6,故A错误;
B.由于同分异构体是不同的物质,所以他们不可能具有相同的熔、沸点和密度,故B错误;
C.同分异构体是指具有相同的分子式且空间结构不同的一类物质,故C正确;
D.因为具有相同的结构式,所以具有相同的组成元素,故D正确;
故选B。
9.C
【详解】A.与是N元素的不同同位素组成的单质分子,不是同位素,故A错误;
B.异丁烷和2—甲基丙烷是同一种物质,故B错误;
C.乙醇和二甲醚的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,乙醇与钠反应放出氢气,二甲醚和钠不反应,可用金属钠鉴别乙醇和二甲醚,故C正确;
D.的等效氢有3种,一氯代物有3种,故D错误;
选C。
10.B
【详解】A.该离子中环上的碳原子杂化类型为 sp2,故A错误;
B.该离子中环上的碳原子和氮原子均为sp2杂化,形成平面结构,每个碳原子和氮原子均有一个未参与杂化的p轨道,碳原子未参与杂化的p轨道上有一个电子,氮原子未参与杂化的p轨道上有两个电子,它们形成大π键,由于该离子带一个单位正电荷,所以失去了一个电子,则形成大π键的有6个电子,表示为,故B正确;
C.从结构图可以看出,该离子中有19个σ键,则可与 Cl 结合形成有19个σ键的离子化合物,故C错误;
D.手性碳原子是连接4个不同原子或原子团的碳原子,该离子中没有手性碳原子,故D错误;
故选B。
11.D
【详解】A.CH2=CH—CH=CH2+Br2是1,3-丁二烯与单质溴发生的1,4-加成反应,A正确;
B.RCHO+H2RCH2OH 是醛基和氢气的加成反应,也是还原反应,B正确;
C.CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 是乙醇的消去反应,C正确;
D.C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑是葡萄糖的分解反应,葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,D错误;
故选D。
12.羰基、酰胺基
【详解】根据已知信息可推出E的结构为,其结构中含氧官能团为羰基、酰胺基。
13. C10H20 4
【分析】根据烃的相对分子质量和碳元素的含量分析其分子式,在根据结构要求书写其结构。
【详解】(1) 烃A中N(C)=140×0.857/12=10,N(H)=140×0.143/1=20,故A的分子式为C10H20
(2) A分子中有两个碳原子不与氢原子直接相连,说明有两个的结构,A在一定条件下氧化只生成G,G能使石蕊试液变红,则G含有羧基,说明A分子中有—CH=CH—,且为对称结构,则A的结构简式为,则G为
(3)的同分异构体中属于羧酸类,即为C4H9COOH,C4H9—有4种结构:C—C—C—C—、、、,则与G同类的同分异构体(含G)可能有4种。
考点:有机推断
14. 羟基 (酚)羟基、酯基 溴原子、氨基 羰基、羧基 3
【详解】(1)中官能团为羟基;
(2)中含氧官能团是(酚)羟基、酯基;
(3)中官能团为溴原子和氨基;
(4)中官能团为羰基和羧基;
(5)遇FeCl3溶液显紫色,则含酚-OH,如果苯环上有两个取代基,另一取代基为- CH=CH2,
则符合条件的的同分异构体为邻、间、对乙烯基苯酚3种。
15.(1)①③
(2) 羟基(或醛基) 醛基(或羟基)
(3)C6H12
【解析】(1)
结构式在表示分子式时采用了分子数量和化学键配合,结构简式可以省略部分化学键直接用化学符号和阿拉伯数字表示分子式的组成;上述表示方法中属于结构简式的为①③;
(2)
由图可知,⑦中的官能团名称为羟基、醛基;
(3)
由键线式可知,②的分子式为C6H12。
16. 13
【详解】(5)B含有8个C原子,3个O原子,不饱和度为5,其同分异构体满足:
①能与碳酸氢钠溶液反应,说明含有羧基;②遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基;若苯环上有两个支链,则可以是:—OH、—CH2COOH,此时有邻、间、对3种同分异构体;若苯环上有三个支链,可以是:—OH、—CH3、—COOH,定二移一讨论可知有10种同分异构体,所以共有3+10=13种同分异构体;其中核磁共振氢谱图中有5组峰的结构简式为;
17.(1)
(2)、
(3)3
(4)
(5)
【解析】(1)
烃A的相对分子质量为70,则该烃可能为烯烃或环烷烃,分子式应为C5H10,故答案为:C5H10;
(2)
若A为直链烃,则A为烯烃,可能的结构简式为、;
(3)
若A是链烃,且支链只有甲基的可能结构有:2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯,共3种;
(4)
若A不能使溴水褪色,则属于环烷烃,且一氯代物只有一种,则A的结构简式为;
(5)
若烃B的相对分子质量比烃A小6,且分子中所有碳原子都在同一条直线上,则B的结构简式为。
18. ①③④⑦ ⑩ ②⑥⑨ ⑤ ⑧ C11H18O2 C6H12 CH2
【详解】分析:(1)结构简式是指把分子中各原子连接方式表示出来的式子;结构式是表示用元素符号和短线表示分子中原子的排列和结合方式的式子;只用键线来表示碳架,两根单键之间或一根双键和一根单键之间的夹角为120 ,一根单键和一根三键之间的夹角为180 ,而分子中的碳氢键、碳原子及与碳原子相连的氢原子均省略,而其它杂原子及与杂原子相连的氢原子须保留,每个端点和拐角处都代表一个碳;用这种方式表示的结构式为键线式;比例模型就是原子紧密连起的,只能反映原子大小,大致的排列方式;球棍模型是一种表示分子空间结构的模型,球表示原子,棍表示之间的化学键。
(2)根据键线式书写分子式。
(3)根据键线式书写分子式和最简式。
详解:(1)属于结构简式的有: ①③④⑦;属于结构式的有: ⑩;属于键线式的有:②⑥⑨;属于比例模型的有: ⑤;属于球棍模型的有: ⑧;正确答案:①③④⑦; ⑩;②⑥⑨;⑤;⑧。
(2)的分子式为C11H18O2 ;正确答案: C11H18O2。
(3)的分子式为: C6H12 ,最简式为: CH2;正确答案: C6H12;CH2。
19.(1) 纤维素 乙酸乙酯
(2) 羟基 醛基 CH2=CH2
(3)nCH2=CH2
(4)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(5)C6H12O62C2H5OH +2CO2↑
(6)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
(7)CH3CH2CH2COOH、
【分析】甘蔗渣处理之后得到纤维素,纤维素水解的最终产物为葡萄糖,所以A是纤维素,B是葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下反应生成乙醇,则D是乙醇,D发生催化氧化生成E为CH3CHO,E进一步发生氧化反应生成F为CH3COOH,F与D发生酯化反应生成G为CH3COOCH2CH3,H和水加成得乙醇,则H为CH2=CH2,据此解答。
(1)
由上述分析可以知道,A的名称为:纤维素,G为CH3COOCH2CH3,名称为:乙酸乙酯,
因此,本题正确答案是:纤维素;乙酸乙酯;
(2)
由上述分析可以知道,B是葡萄糖,B的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,H为CH2=CH2,其中的官能团是:羟基 醛基,因此,本题正确答案是:羟基 醛基;CH2=CH2;
(3)
乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,反应的方程式为nCH2=CH2,
因此,本题正确答案是:nCH2=CH2;
(4)
乙醇催化氧化得到乙醛,则D→E的化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
(5)
葡萄糖发酵生成乙醇,方程式为:C6H12O62C2H5OH +2CO2↑;
(6)
F→G的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;
(7)
G的同分异构体中与CH3COOH互为同系物的是含有4个碳原子的羧酸:C3H7—COOH,其中丙基C3H7—有两种:CH3CH2CH2—和(CH3)2CH—,
因此,本题正确答案是:CH3CH2CH2COOH、 。