第一章第二节有机化合物的结构与性质
高中化学鲁科版(2019)选择性必修3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有机物中,含有两种官能团的是
A.乙二醇 B.1,2-二溴乙烷
C.二氯甲烷 D.乳酸
2.一种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.属于脂肪烃
B.分子中所有碳原子不可能共平面
C.苯环上的一氯代物有6种(不考虑立体异构)
D.分子中含有两种官能团
3.有机物种类繁多的原因是
A.碳元素在地壳中的含量大,且属于非金属
B.碳原子间能以共价键结合,形成多种链状和环状结构
C.碳元素所形成的化合物性质稳定,且共价键键能大
D.碳原子中质子数和中子数相等
4.下列含有两种官能团的物质是
A.CH3CH2NO2 B.CH2=CHCH2Br
C.CH2Cl2 D.
5.下列选项属于官能团种类异构的是
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 B.CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3
C.CH3CH2OH和CH3OCH2CH3 D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3
6.下列物质的类别与所含官能团都正确的是
A.酚类 -OH
B.CH3-O-CH3醚类
C.醛类 -CHO
D.羧酸类 -CHO
7.1828年,德国化学家维勒在制备无机盐氰酸铵时得到了尿素,尿素是第一种人工合成的有机物。下列关于尿素的叙述错误的是
A.尿素是一种氮肥 B.尿素是人体新陈代谢的一种产物
C.尿素的含氮量为23.3% D.尿素与氰酸铵(NH4CNO)互为同分异构体
8.下列原子或原子团中,不属于官能团的是
A.-X B.-OH C. D.
9.下列说法不正确的是
A.和互为同位素 B.金刚石和石墨互为同素异形体
C.和互为同系物 D.和互为同分异构体
10.某有机化合物的结构简式如图:
此有机化合物属于
①炔烃 ②多官能团有机化合物 ③芳香烃 ④烃的衍生物 ⑤高分子 ⑥芳香族化合物
A.①②③④⑥ B.②④⑥ C.②④⑤⑥ D.①③⑤
11.苯及其同系物与氢气发生的加成反应称为氢化。甲苯完全氢化后,再发生氯代反应,其一氯代物的同分异构体数目有
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
12.下列说法中正确的是
A.互为手性异构体的分子互为镜像,且分子组成相同,性质也相同
B.由酸性 FCH2COOH>CH3COOH,可知酸性 ClCH2COOH>CH3COOH
C.由 AgCl 和 AgBr 都能溶于氨水中,而 AgI 不能溶解在氨水中,可知 AgI 在水中的溶解度最大
D.除 HF 外,其他卤化氢沸点随着相对分子质量的增大而升高,是因为氢键的键能逐渐增大所致
13.下列各组物质,属于官能团异构的是
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 B.CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3
C.CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2OCH2CH3 D.CH3CH2CH2COOH和CH3CH(CH3)COOH
14.同分异构体现象在有机化学中是非常普遍的,下列有机物互为同分异构体的是
①CH2=CHCH3 ② ③CH3CH2CH3 ④HC≡CCH3
A.①与② B.③与④ C.②与③ D.①与④
15.下列关于化合物的叙述正确的是
A.该分子是手性分子 B.分子中既有极性键又有非极性键
C.1分子中有7个键和3个键 D.该分子在水中的溶解度小于2-丁烯
二、多选题
三、填空题
16.实验装置与注意事项
①蒸馏烧瓶里盛液体的用量不超___________,不少于___________;
②加入沸石或碎瓷片,防止___________;
③温度计水银球应与蒸馏烧瓶的___________;
④冷凝水应___________进入,___________流出;
⑤实验开始时,先通冷凝水水,后加热;
实验结束时,先停止加热,后停止通冷凝水;
17.草药莪术根茎中有一种色素,用它制成的试纸可以检验溶液的酸碱性。该色素的结构简式为:
(1)该色素分子中的不饱和键为____,极性键为_____。
(2)请预测方框中的结构片段可能具有的性质_____。
(3)查阅资料发现,该色素分子中的-OH可与NaOH溶液反应,但乙醇分子中的-OH不与NaOH溶液反应,请解释原因_____。
18.具有下列分子组成的物质,哪些具有同分异构体_______ (不考虑立体异构)?分别写出这些有机化合物的结构简式。
(1) _______
(2) _______
(3) _______
(4) _______
19.下列各组中的两种有机化合物,可能是相同的物质、同系物或同分异构体等,请判断它们之间的关系,并说明理由。
(1)2-甲基丁烷和丁烷________;
(2)新戊烷和2,2-二甲基丙烷________;
(3)乙醚和丁醇________;
(4)1-己烯和环己烷________。
四、有机推断题
20.同分异构现象在有机化学中普遍存在,中学阶段常见的同分异构体有三类。①官能团异构(类别异构):是指由于官能团的不同而引起的同分异构现象。②官能团位置异构:是指由于官能团取代的位置不同而引起的同分异构现象。③碳链异构:是指由于碳原子的排列顺序不同而引起的同分异构现象。已知分子式为的有机物有很多同分异构体,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、C、D中,与A互为官能团异构的是______(填字母,下同),互为碳链异构的是______,互为官能团位置异构的是______。
(2)写出与A互为官能团位置异构(但与B、C或D不重复)的有机物的结构简式:______。
(3)与A互为碳链异构的同分异构体共有5种,除B、C或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:______、______。
参考答案:
1.D
【详解】A.含有羟基一种官能团,故A不符合题意;
B.含有碳溴键一种官能团,故B不符合题意;
C.含有碳氯键一种官能团,故C不符合题意;
D.含有羟基、羧基2种官能团,故D符合题意;
故选D。
2.D
【详解】A.分子中含有氧元素,属于烃的衍生物,不属于烃,A错误;
B.苯环上所有原子共平面、乙烯分子中所有原子共平面、甲烷最多有3个碳原子共平面,单键可以旋转,所以该分子中所有碳原子可能共平面,B错误;
C.该分子不存在对称结构,苯环上存在7种不同化学环境的氢,其苯环上的一氯代物有7种(不考虑立体异构),C错误;
D.分子中含有碳碳双键、酚羟基两种官能团,D正确;
故选D。
3.B
【详解】有机物分子中碳原子间能以共价键结合形成4个共价键,而且可以形成链状或环状等结构,是导致有机物种类繁多的原因,综上所述故B正确。
4.B
【详解】A.只含有硝基一种官能团,A错误;
B.CH2=CHCH2Br分子中含有碳碳双键和碳溴键两种官能团,B正确;
C.CH2Cl2中只含有碳氯键一种官能团,C错误;
D.只有碳溴键一种官能团,苯环不是官能团,D错误;
故选B。
5.D
【详解】A.属于碳链异构,A错误;
B.属于碳链异构和官能团位置异构,B错误;
C.不是同分异构体,C错误;
D.属于官能团种类异构,D正确;
故选D。
6.B
【详解】A.羟基没有与苯环直接相连,此有机化合物属于醇,A错误;
B.氧原子与两个碳原子相连,此有机化合物属于醚,官能团是醚键,B正确;
C.所含官能团为(R为烃基),该有机化合物属于酯,C错误;
D.该物质属于羧酸,官能团是羧基(一COOH),D错误;
故选B。
7.C
【详解】A.尿素分子的化学式是CO(NH2)2,物质组成中含有N元素,因此尿素是一种氮肥,A正确;
B.在人体新陈代谢产生的汗液和尿液中含有尿素,因此尿素是人体新陈代谢的一种产物,B正确;
C.尿素分子的化学式是CO(NH2)2,其中N元素的含量为,不是23.3%,C错误;
D.尿素的化学式是CO(NH2)2,氰酸铵的化学式是NH4CNO,二者分子式都是CON2H4,二者的分子式相同,但分子结构不同,因此二者互为同分异构体,D正确;
故合理选项是C。
8.D
【详解】A.-X是卤代烃的官能团,名称为卤原子或碳卤键,A不符合题意;
B.-OH是醇或酚的官能团,名称为羟基,B不符合题意;
C.是硝基化合物的官能团,名称为硝基,C不符合题意;
D.是甲基,仅表示烃基原子团,不表示官能团,D符合题意;
故选D。
9.C
【详解】A.同位素是指质子数相同,中子数不同的同一种元素形成的不同原子,则和互为同位素,A正确;
B.同素异形体是指同一种元素形成的不同单质,金刚石和石墨均为碳单质,互为同素异形体,B正确;
C.结构相似,在分子组成上相差若干个CH2的有机物互为同系物,为乙烯,而可以为丙烯或环丙烷,则和不一定互为同系物,C错误;
D.分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体,则和互为同分异构体,D正确;
故选C。
10.B
【详解】由题给的结构简式可知,有机物中不存在碳碳双键,含有O元素,不是炔烃,而是烃的含氧衍生物,所以①错误;含酯基、羟基、羧基,属于多官能团有机化合物,所以②正确;含苯环,但还含O元素,则不属于芳香烃,则③错误;含C、H、O三种元素,为烃的含氧衍生物,则④正确;该有机物不是高分子化合物,则错误;含有苯环,属于芳香族化合物,则⑥正确;所以正确的是②④⑥,故选:B。
11.C
【详解】苯及其同系物与氢气发生的加成反应称为氢化。甲苯完全氢化后,得到,发生氯代反应,由于有5种不同环境的氢,因此其一氯代物的同分异构体数目有5种,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
12.B
【详解】A.互为手性异构体的分子其结构不同,性质也不同,A错误;
B.F原子的存在使得酸性增强,故同族元素的Cl也有类似的作用,B正确;
C.AgCl和AgBr都能溶于氨水中,是因为NH3分子与溶解后的Ag+生成络离子[Ag(NH3)2]+,AgI不能溶解是因为其生成的Ag+浓度太小,C错误;
D.在卤素氢化物中,只有HF能形成氢键,D错误;
故答案选B。
13.C
【详解】A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2都属于烷烃,是由于碳链结构不同引起的异构体,A不符合题意;
B.CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3都属于烯烃,是由于碳链结构不同引起的异构体,B不符合题意;
C.CH3CH2CH2CH2OH含羟基,属于醇类;而CH3CH2OCH2CH3含醚键,属于醚类,二者是由于官能团不同引起的异构,属于官能团异构,C符合题意;
D.CH3CH2CH2COOH和(CH3)2CHCOOH都属于饱和一元羧酸,是由于碳链结构不同引起的异构体,D不符合题意;
故合理选项是C。
14.A
【详解】分子式相同,而结构不同的化合物互为同分异构体,所以根据有机物结构简式可知①和②满足分子式相同二结构不同,互为同分异构体,故A正确;
答案选A。
15.B
【详解】A.手性碳必须是一个碳原子连四个不能的原子或原子团,该分子中无这样的碳原子,A错误;
B.分子的碳碳双键是非极性键,其它键都是极性键,B正确;
C.一个单键为一个σ ,一个双键中含有一个σ 键和一个π 键,故一共有9个σ键和3个π 键,C错误;
D.醛基是亲水基,能在水中形成氢键,溶解度比2-丁烯大,D错误;
故选B。
16. 暴沸 支管口平齐 下口 上口
【详解】①根据实验仪器的使用规范可知,蒸馏烧瓶里盛液体的用量不超,不少于,故答案为:;;
②向蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸,故答案为:暴沸;
③蒸馏装置中温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口齐平,故答案为:支管口平齐;
④为了提高冷凝效果,采用冷热逆流的方法进行冷凝,故冷凝水应下口进入,上口流出,故答案为:下口;上口。
17.(1) C=C键和C=O键 O-H、O-C键
(2)加成反应、加聚反应、氧化反应
(3)该色素分子中-OH上的氧原子与苯环直接相连,使O-H之间的极性增强,有利于氢原子解离
【详解】(1)该色素分子中的不饱和键为C=C键和C=O键,含有的极性键为O-H、O-C键,故答案为:C=C键和C=O键;O-H、O-C键;
(2)方框中的结构片段为碳碳双键官能团,可能具有的性质为:加成反应、加聚反应、氧化反应;
(3)该色素分子中-OH上的氧原子与苯环直接相连,使O-H之间的极性增强,有利于氢原子解离,故M分子中的-OH能与NaOH溶液反应,而乙醇不能,故答案为:该色素分子中-OH上的氧原子与苯环直接相连,使O-H之间的极性增强,有利于氢原子解离。
18.(1)有同分异构体,分别为CH2=CH-CH3、△
(2)有同分异构体,其结构简式分别为CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3
(3)无同分异构体
(4)有同分异构体,分别为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CHOHCH2CH3、CH3CCH3OHCH3、CH3CHCH3CH2OH、CH3OCH2CH2CH3、CH3CH2OCH2CH3、CH3OCH(CH3)CH3
【详解】(1)分子式为C3H6的有机物可能为丙烯:CH2=CH-CH3,也可能为环丙烷:△,
故答案为:有同分异构体,分别为CH2=CH-CH3、△;
(2)C4H10为丁烷,丁烷存在正丁烷和异丁烷两种结构,结构简式分别为:CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3,故答案为:有同分异构体,其结构简式分别为CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3;
(3)分子式为CH2O的有机物为甲醛,不存在同分异构体,甲醛的结构简式为HCHO,故答案为:无同分异构体;
(4)分子式为C4H10O,是醇类有机化合物的同分异构体有4种:CH3CH2CH2CH2OH、CH3CHOHCH2CH3、CH3CCH3OHCH3、CH3CHCH3CH2OH,属于醚类的有3种:CH3OCH2CH2CH3、CH3CH2OCH2CH3、CH3OCH(CH3)CH3,故答案为:有同分异构体,分别为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CHOHCH2CH3、CH3CCH3OHCH3、CH3CHCH3CH2OH、CH3OCH2CH2CH3、CH3CH2OCH2CH3、CH3OCH(CH3)CH3。
19.(1)同系物
(2)同分异构体
(3)同分异构体
(4)同分异构体
【详解】(1)2-甲基丁烷和丁烷都属于烷烃,且结构相似,在分子组成上相差一个CH2原子团,所以2-甲基丁烷和丁烷属于同系物,故答案为同系物;
(2)新戊烷和2,2-二甲基丙烷的分子式都为C5H12,其分子式相同但结构不同,所以属于同分异构体,故答案为同分异构体;
(3)乙醚和丁醇分子式都为C4H10O,其分子式相同但结构不同,所以属于同分异构体,故答案为同分异构体;
(4)1-己烯和环已烷的分子式为C6H12,其分子式相同但结构不同,所以属于同分异构体,故答案为同分异构体。
20. 醇 B D C
【详解】(1)A中含有羟基,所以属于醇类;根据同分异构体的定义,B、C、D都是A的同分异构体,B与A官能团不同,因而与A互为官能团异构的是B;D与A碳链不同,因而与A互为碳链异构的是D;C与A羟基位置不同,因而与A互为官能团位置异构的是C;故答案为:醇;B;D;C;
(2)碳链中有三种碳原子,羟基位于端点即为A,位于第二个碳上即为C,当羟基位于中间的碳原子上时,即满足要求,结构简式为,故答案为:;
(3)与A互为碳链异构,可由羟基分别取代和中的一个氢原子而得,共有如下5种:
(即D)、、、和,故答案为:;。