专题2《有机物的结构与分类》测试题
一、单选题
1.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.
2.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
3.姜黄素是从姜黄根茎中提取得到的一种黄色食用色素。下列关于姜黄素说法正确的是
A.分子式为C21H22O6 B.分子中存在手性碳原子
C.分子中存在4种含氧官能团 D.既能发生取代反应,又能发生加成反应
4.分子式为的芳香烃,其可能的结构有(不考虑立体异构)
A.3 B.4 C.5 D.6
5.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
6.某同学写出的下列烃的名称中,不正确的是
A.3-甲基-1-丁烯 B.2,3,3-三甲基丁烷
C.2-甲基-3-乙基戊烷 D.1,2,4-三甲苯
7.聚维酮碘的水溶液是一种常见的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如图(图中虚线表示氢键)下列说法不正确的是
A.聚维酮的单体是
B.聚维酮分子由(2m+n)个单体聚合而成
C.聚维酮碘是一种水溶性物质
D.聚维酮的单体能发生水解反应,也能发生加聚、消去、加成、取代反应
8.下列说法正确的是
A.铍原子最外层原子轨道的电子云图:
B.热稳定性:
C. ,该电子排布图违背了泡利原理
D. 该有机物的系统命名为:2—甲基—1—丙醇
9.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
10.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.
二、填空题
11.命名下列有机物:
(1) :____。
(2) :____。
(3) :____。
(4) :____。
12.按要求回答下列问题:
(1)中含有官能团的名称为___________;
(2)2-甲基-1-丁烯的结构简式___________;
(3)相对分子质量为72且一氯代物只有一种的烷烃的结构简式___________;
(4)的分子式为___________。
(5)分子式为C2H6O的有机物,有两种同分异构体,乙醇(CH3CH2OH)、甲醚(CH3OCH3),则通过下列方法,不可能将二者区别开来的是___________;
A.红外光谱 B.核磁共振氢谱 C.元素分析仪 D.与钠反应
(6)在物质鉴别时,常用溴水来鉴别烷烃和烯烃,请写出乙烯使溴水褪色的反应方程式: ___________
13.按要求写出下列物质的同分异构体。
(1)写出与互为同分异构体的链状烃的结构简式:___________。
(2)分子式与苯丙氨酸[]相同,且满足下列两个条件的有机物的结构简式有___________。
①苯环上有两个取代基;
②硝基()直接连在苯环上。
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.按要求回答问题
(1)某有机化合物的结构简式如下,,写出含氧官能团的名称___________;
(2)相对分子质量为84的烃,能使溴水褪色。
①若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内,则该烃的结构简式为___________;名称是___________。
②若该烃和溴化氢加成只能生成一种产物,则满足该要求的烃有___________种。
(3)如图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。
现准确称取1.8g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经燃烧后A管增重1.76g,B管增重0.36g,请回答:
①根据气流方向将装置进行连接,连接的顺序是___________(用小写字母表示)
②该有机物的最简式为___________。
③该有机物蒸汽密度相对于氢气为45,核磁共振氢谱显示只有一组峰,写出结构简式___________。
16.某芳香烃0.1 mol在足量氧气中完全燃烧后,将生成的产物依次通过浓硫酸和NaOH溶液,测得浓硫酸增重9.0g,NaOH溶液增重35.2g。
(1)该有机物的分子式(写出推算过程)_______。
(2)该有机物有_______种同分异构体,它们的结构简式分别为:
_______;
(3)其中一种同分异构体苯环上的一溴代物只有一种结构,其名称为_______。
还有一种同分异构体被酸性KMnO4溶液氧化后可以得到一种芳香酸,该芳香酸1mol能中和2molNaOH,且该有机物的一氯取代物有3种结构,则该烃有机物的结构简式是:_______。
17.有机物A由碳、氢、氧三种元素组成,经测定其相对分子质量为90,现取1.8g A在纯氧中完全燃烧,将产物依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重1.08 g,碱石灰增重2.64 g。回答下列问题:
(1)1.8g A中所含氢原子、碳原子的物质的量分别是________、________。
(2)通过计算确定该有机物的分子式___________。
四、有机推断题
18.用系统命名法命名或写出官能团名称和结构
(1)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷:_______。
(2)的名称为_______。
(3)的名称为_______。
(4)的名称为_______。
(5)具有三个官能团:_____、____和_____(填官能团的名称)
(6)羰基:_______,碳碳双键:_______,酯基:_______(填结构式)
19.某有机化合物A由C、H、O三种元素组成。在一定条件下,由A可以转化为有机化合物B、D和F,C又可以转化为B和A。它们的转化关系如图所示。已知D的蒸气密度是氢气的22倍,并可以发生银镜反应。
(1)写出A~F的结构简式和名称A_______B_______C_______D_______E_______F_______。
(2)写出实现①~⑧转化的化学方程式,并注明反应类型①_______②_______③_______④_______⑤_______⑥_______⑦_______⑧_______。
参考答案:
1.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。
2.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。
3.D
【解析】A.有机物分子中含有21个C原子、6个O原子,不饱和度为12,则分子中含H原子个数为21×2+2-12×2=20,分子式为C21H20O6,A不正确;
B.分子中不含有连接4个不同原子或原子团的碳原子,所以不存在手性碳原子,B不正确;
C.分子中存在羟基、醚键、羰基共3种含氧官能团,C不正确;
D.该分子中苯环既能发生取代反应,又能发生加成反应,碳碳双键和羰基都能发生加成反应,D正确;
故选D。
4.B
【解析】分子式为C8H10的芳香烃,其可能的结构可能是乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯,因此共有四种结构;
故合理选项是B。
5.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。
6.B
【解析】(1)烷烃命名原则:
①长——选最长碳链为主链;
②多——遇等长碳链时,支链最多为主链;
③近——离支链最近一端编号;
④小——支链编号之和最小;
⑤简——两取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号,如取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面;
(2)有机物的名称书写要规范;
(3)对于结构中含有苯环的,命名时可以依次编号命名,也可以根据其相对位置,用“邻”、“间”、“对”进行命名;
(4)含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,官能团的位次最小。
【解析】A.3-甲基-1-丁烯,选取的含双键的碳链为主链,并且碳碳双键的位次最小,符合烯烃的命名原则,故A正确;
B.2,3,3-三甲基丁烷,不符合支链编号之和最小,正确命名为2,2,3-三甲基丁烷,故B错误;
C.2-甲基-3-乙基戊烷,选取的主链碳原子最多,符合烷烃命名原则,故C正确;
D.1,2,4-三甲苯,符合命名规则,故D正确;
故选:B。
7.D
【解析】A.由聚维酮碘的分子结构知,聚维酮由加聚反应制得,其单体为,选项A正确;
B.由聚维酮碘的分子结构知,聚维酮分子中左侧链节由2个单体构成,因此,聚维酮分子由2m+n个单体聚合而成,选项B正确;
C.由题干信息“聚维酮碘的水溶液”知,聚维酮碘能溶于水,选项C正确;
D.由聚维酮碘的分子结构知,聚维酮由加聚反应制得,其单体为,该单体分子中含有碳碳双键、肽键,能发生水解反应,也能发生加聚反应、加成反应、取代反应,但不能发生消去反应,选项D不正确;
答案选D。
8.B
【解析】A.铍原子最外层为2s能级,s能级的电子云图为球形为 ,故A错误;
B.三种物质的阴离子是相同的,均为碳酸根,Ca2+、Sr2+、Ba2+为同主族元素的金属阳离子,从上到下,离子半径逐渐增大,阳离子的半径越大,结合碳酸根中的氧离子越容易,分解温度越高,则热稳定性为,故B正确;
C.由洪特规则可知,在2p轨道上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,则电子排布图违背了洪特规则,故C错误;
D.属于饱和一元醇,名称为2—丁醇,故D错误;
故选B。
9.B
【解析】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。
10.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。
11.(1)2-甲基丁烷
(2)2,2,4-三甲基戊烷
(3)3-甲基-1-戊烯
(4)2-丁醇
【解析】(1)
最长碳链上有4个碳,在2号碳上有甲基,故其名称为:2-甲基丁烷;
(2)
最长碳链上有5个碳,在2和4号碳上有甲基,故其名称为:2,2,4-三甲基戊烷;
(3)
最长碳链上有5个碳,在1号和2号碳之间有甲基,在3号碳上有甲基,故其名称为:3-甲基-1-戊烯;
(4)
最长碳链上有4个碳,在2号碳上有羟基,故其名称为:2-丁醇。
12. 羟基、酯基 C6H12 C CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br
【解析】(1)由结构简式 可知含有官能团的名称为羟基、酯基;故答案为:羟基、酯基;
(2)由系统命名法可知2-甲基-1-丁烯的结构简式为 ;故答案为: ;
(3)由烷烃的通式CnH2n+2可得相对分子质量为72的烷烃为C5H12,同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3,(CH3)2CHCH2CH3,,一氯代物只有一种的烷烃的结构简式为;故答案为:;
(4)的分子式为C6H12;故答案为:C6H12;
(5) A.红外光谱可以测定官能团的种类,乙醇和甲醚所含官能团不同,可以用此法区别,故A不合题意;
B.核磁共振氢谱可以测定氢原子的种类和个数,乙醇和甲醚所含氢原子种类不同,可以用此法区别,故B不合题意;
C.元素分析仪是分析元素的种类,乙醇和甲醚都是含有C、H、O三种元素,不能用元素分析仪区别,故C符合题意;
D.乙醇可以与钠反应,甲醚和钠不反应,可以用钠区别二者,故D不符合题意;
故答案为C;
(6) 乙烯使溴水褪色是因为发生加成反应,反应方程式为:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br;故答案为:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br。
13.(1)、
(2)、、、、、
【解析】(1)
符合要求的碳架结构只有,根据位置异构有,根据官能团异构有。
(2)
当苯环上连有1个硝基以后,余下的取代基只能是正丙基或异丙基,再考虑到苯环上的二元取代物本身有3种位置关系,符合条件的结构简式如下: 、 、、、、。
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.(1)羟基、羧基
(2) (CH3)2C=C(CH3)2 2,3-二甲基-2-丁烯 CH3CH2C = CCH2CH3、(CH3)2C= C(CH3)2
(3) g接f,e接h,I接 c或(d),d或(c)接a或(b) CHO2 HOOC-COOH
【解析】(1)
某结构简式如下,,官能团的名称为羟基、羧基;
(2)
相对分子质量为84的烃,C原子数目最大值为84÷12=7,能使溴水褪色说明含有不饱和键,若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内,则该烃的结构简式为:(CH3)2C=C(CH3)2,2,3-二甲基-2-丁烯;如该烃和溴化氢加成只能生成一种产物,含有碳碳双键,且关于碳碳双键对称,符合条件的结构简式有:CH3CH2C = CCH2CH3、(CH3)2C= C(CH3)2;
(3)
1.8 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经燃烧后A管增重1.76 g,吸收二氧化碳,二氧化碳的物质的量为0.04mol,B管增重0.36 g吸收水,水的物质的量为0.02mol。
①D中生成的氧气中含有水蒸气,应先通过C中的浓硫酸干燥,在F中电炉加热时用纯氧氧化管内样品,生成二氧化碳和水,如有一氧化碳生成,则F中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳,然后分别通入B(吸收水)、A( 吸收二氧化碳)中,根据产物的质量推断有机物的组成,则产生的氧气按从左到右流向,所选置的连接顺序应是:D→C→F→B→A,所选用的各导管口连接的顺序是g接f,e接h,I接c或(d),d或(c)接a或(b),故答案为;g接f,e接h,I接 c或(d),d或(c)接a或(b);
②A管质量增加1.76g为二氧化碳的质量,可得碳元素的质量:0.48g,B管质量增加0.36g是水的质量,可得氢元素的质量:0.04g,从而可推出含氧元素的质量为:1.8g- 0.48- 0.04= 1.28g,设最简式为CxHyOz,则X:Y:Z=1:1:2即最简式为CHO2,故答案为:CHO2。
③该有机物相对分子质量为90,分子式为C2H2O4核磁共振氢谱显示只有一组峰,结构简式:HOOC-COOH。
16. 浓硫酸增重 9g,所以 对应生成的H2O 的物质的量为:9/18 = 0.5 mol
所以 H 的物质的量为 0.5×2=1mol;NaOH溶液增重35.2g,所以对应生成CO2 物质的量为35.2÷ 44 = 0.8 mol,所以C的物质的量为:0.8mol;0.1 mol芳香烃含有0.8molC原子、1molH原子,所以该烃应为C8H10 4 、、、 对二甲苯
【解析】(1)浓硫酸增重 9g,所以 对应生成的H2O 的物质的量为:9/18 = 0.5 mol
所以 H 的物质的量为 0.5×2=1mol;NaOH溶液增重35.2g,所以对应生成CO2 物质的量为35.2÷ 44 = 0.8 mol,所以C的物质的量为:0.8mol;0.1 mol芳香烃含有0.8molC原子、1molH原子,所以该烃应为C8H10。
(2)芳香烃C8H10的结构有、、、,共4种;
(3)结构对称,苯环上的一溴代物只有一种,其名称为对二甲苯;1mol芳香酸能中和2molNaOH,说明含有2个羧基,原有机物是二甲苯,该有机物的一氯取代物有3种结构,说明有3种等效氢,则该有机物是。
17. 0.12mol 0.06mol C3H6O3
【解析】浓硫酸增重为水的质量,根据水的质量,确定水的物质的量,进一步确定氢原子的物质的量,同理得碳原子的物质的量,再根据有机物的质量和相对分子质量确定A的物质的量,进一步求得C、H、O的原子个数,最后确定有机物A的分子式。
【解析】(1)浓硫酸增重1.08g为水的质量,则n(H2O)==0.06mol,n(H)=2 n(H2O)=0.12mol;碱石灰增重2.64g为燃烧生成CO2的质量,n(CO2)==0.06mol,则n(C)= 0.06mol.故答案为:0.12mol,0.06mol
(2)因为m(A)=1.8g,M(A)=90g/mol,所以n(A)===0.02mol,所以N(C)==3,N(H)==6,则N(O)==3,所以该有机物的分子式为.故答案为:.
【点睛】本题考查有机物分子式的确定,题目难度一般。注意分析有机物分子式的确定方法。
18.(1)
(2)间二甲苯
(3)2-甲基-5-乙基辛烷
(4)2.2.3-三甲基丁烷
(5) 醛基 (酚)羟基 羧基
(6)
【解析】书写有机物的结构简式时,先写主链碳原子,然后给主链碳原子编号,再写取代基。
(1)
2,2,5-三甲基-3-乙基己烷,主链上有6个碳原子,可从左往右给主链碳原子编号,也可从右到左给主链碳原子编号,在第2个主链碳原子上连有2个-CH3、第5个主链碳原子上连有1个-CH3,在第3个主链碳原子上连有1个-CH2CH3,则结构简式为:。答案为:;
(2)
是苯环的间位上各连有1个甲基取代基,则名称为间二甲苯。答案为:间二甲苯;
(3)
的主链上有8个碳原子、从右往左编号,第2个主链碳原子上连有1个甲基,第5个主链碳原子上连有1个乙基,则名称为2-甲基-5-乙基辛烷。答案为:2-甲基-5-乙基辛烷;
(4)
的主链上有4个碳原子,在第2个主链碳原子上连有2个甲基,第3个主链碳原子上连有1个甲基,则名称为2.2.3-三甲基丁烷。答案为:2.2.3-三甲基丁烷;
(5)
具有三个官能团:醛基、 (酚)羟基和羧基。答案为:醛基;(酚)羟基;羧基;
(6)
羰基:,碳碳双键:,酯基:。答案为:;;。
【点睛】给烷烃命名时,选择含尽可能多取代基的最长碳链作主链,从靠近第一个取代基的一端开始编号。
19.(1) 乙醇 乙烯 溴乙烷 乙醛 乙酸 乙酸乙酯
(2) ,消去反应 ,加成反应 ,消去反应 ,取代反应 ,氧化反应 ,氧化反应 ,加成反应 ,取代反应
【解析】D的蒸气密度是氢气的22倍,则相对分子质量为44,并可以发生银镜反应,说明含有-CHO,则D为;D氧化到E,说明E为;D还原得A,说明A为 ;由A到B的反应条件可推知B为;B到C取代可推知C为;A和E酯化得F,则F为。
(1)
由上述分析可知出A~F的结构简式和名称分别是:
A的结构式和名称为:乙醇;B的结构式和名称为:乙烯;C的结构式和名称为:溴乙烷;D的结构式和名称为:乙醛;E的结构式和名称为:乙酸;F的结构式和名称为:乙酸乙酯。
(2)
反应①是乙醇脱水生成乙烯,反应方程式为:,是消去反应;反应②是乙烯与溴化氢加成生成溴乙烷,反应方程式为:,是加成反应;反应③是溴乙烷发生消去反应生成乙烯,反应方程式为:,是消去反应;反应④是溴乙烷碱性水解得乙醇,反应方程式为:,是取代反应;反应⑤是乙醇氧化生成乙醛,反应方程式为:,是氧化反应;反应⑥是乙醛氧化成乙酸,反应方程式为:,是氧化反应;反应⑦是乙醛发生还原反应生成乙醇,反应方程式为:,是加成反应;反应⑧是乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应方程式为:,是取代反应。