专题2 有机物的结构与分类 课后练习 （含解析） 高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修3

专题2《有机物的结构与分类》课后练习
一、单选题
1．有机物X的组成为CnH2nOm，其蒸气相对氢气的密度为51，X中氧元素的质量分数为31.37%，则X的能在NaOH溶液中发生化学反应的同分异构体(不考虑立体异构)有
A．9种 B．13种 C．4种 D．17种
2．下列分子式表示的物质一定是纯净物的是
A．C4H10 B．C3H6 C．C2H6 D．C2H4Cl2
3．下列说法正确的是
A．C70和单层纳米碳管互为同素异形体 B．35Cl和37Cl是两种不同的元素
C．乙烯和互为同系物 D．淀粉和纤维素互为同分异构体
4．下列说法正确的是
A．化合物所含官能团为羧基
B．的名称为2，2，4-三甲基-4-戊烯
C．化合物是苯的同系物
D．分子式为C7H16的烃，分子中有4个甲基的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
5．下列化学用语正确的是
A．草酸的分子式：H2C2O4 B．异丁烷的结构简式：
C．四氯化碳的电子式 D．聚丙烯的结构简式：
6．下列说法中不正确的是
A．金刚石与C60互为同素异形体 B．16O与18O核外电子排布不同
C．麦芽糖与蔗糖互为同分异构体 D．CH3CH3与CH(CH3)3互为同系物
7．某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5℃，其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A．该分子中含有极性共价键
B．该物质中含有大π键
C．该分子中有1个手性C原子
D．该分子中C原子的杂化方式有2种
8．2020年12月4日，国家航天局公布的嫦娥五号探测器在月球表面进行国旗展示的照片(图a)，与“嫦娥三号”和“嫦娥四号”是在壳体上使用喷绘式的国旗不同，旗杆式的国旗在我国探月工程中是首次使用，是一面真正的旗帜。这面五星红旗是以芳纶纤维(聚苯二甲酰苯二胺)为原料制得。下面说法不正确的是
A．聚对苯二甲酰对苯一胺可以用表示
B．聚对苯二甲酰对苯二胺可以由对苯二甲酸与对苯二胺缩聚反应制得
C．聚对苯二甲酰对苯二胺中存在酰胺键和氢键
D．一定条件下，1 mol对苯二甲酸最多可与5 mol H2发生加成反应
9．下列物质的类别与所含官能团都正确的是
A．烃 B． 羧酸
C． 胺 D． 醚
10．下列有机物的命名错误的是
A．3，3-二甲基-1-丁炔：
B．3-乙基-1一丁烯：
C．1，2-二甲苯：
D．2，2，4-三甲基戊烷：
11．根据官能团类型的不同，下列7种有机物可分为
、、、、、CH3OCH3、HC≡CCH3
A．4类 B．5类 C．6类 D．7类
12．下列有关化学用语使用表示不正确的是
A．氮原子的核外电子轨道表示式：
B．次氯酸的电子式：
C． 的名称为3-甲基戊烷
D．2-甲基丁烷的键线式：
13．某烷烃的相对分子质量为72，其结构中含有1个和3个，则该烃的一氯代物有
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
二、填空题
14．回答下列问题：
(1)某含碳、氢、氧三种元素的有机物甲，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则甲的实验式(最简式)是______。
(2)①如图是该有机物甲的质谱图，则其相对分子质量为______，分子式为______。
②确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基。
③确定甲的结构简式可能为CH3CH2CH2CH2OH、______、______、______。
15．回答下列问题：
(1)①写出胆矾的化学式_______；②写出名称为_______。
(2)写出工业上用焦炭还原石英砂制得粗硅的化学方程式_______。
(3)某兴趣小组同学用化学沉淀法去除粗盐中的、和，加入试剂的顺序为_______溶液_______盐酸。
16．根据要求填再下列空白。
(1)甲基的电子式为___。
(2)物质A为含有一个双键的烯烃，加氢后得产物B的键线式为。
①物质B的系统命名为___。
②烯烃A可能的结构有___种(不考虑顺反异构)。
(3)已知物质C()和物质D()
①物质C中含氧官能团的名称为___。
②写出物质D的分子式___。
③物质E是D的同分异构体，且与C互为同系物，同时满足前述条件的物质E有___种。(不考虑立体异构)。写出其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6：2：1的物质的结构简式为___。
(4)卤代烃在氢氧化钠存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应，其实质是带负电的原子团(例如OH-等阴离子)取代卤代烃中的卤原子。例如：CH3CH2CH2Br+OH-(或NaOH)→CH3CH2CH2-OH+Br-(或NaBr)。
写出下列反应的化学方程式：
①溴乙烷跟NaHS反应___。
②碘甲烷跟CH3COONa反应___。
17．有下列各组物质：①C和C②石墨和金刚石；③正戊烷和异戊烷；④乙烷和新戊烷；⑤和；⑥CH3－CH2－CH2－CH3和CH3－CH(CH3)CH3。用序号填空：
(1)______组两者互为同位素。
(2)______组两者互为同素异形体。
(3)______组两者属于同系物。
(4)______组两者互为同分异构体。
(5)______组两者是同一物质。
18．回答下列问题：
(1)的系统命名法为：_______
(2)与正己烷互为同分异构体且核磁共振氢谱只有2组峰的烃的结构简式：_______
19．（1）有下列几组物质，请将序号填入下列空格内：
A、CH2=CH-COOH和油酸（C17H33COOH） B、12C60和石墨 C、 和 D、35Cl和37Cl E、乙醇和乙二醇
①互为同位素的是______________；②互为同系物的是_________________；
③互为同素异形体的是__________；④互为同分异构体的是_____________；
⑤既不是同系物，又不是同分异体，也不是同素异形体，但可看成是同一类物质的是______
（2）请写出下列反应的化学方程式：
①丙氨酸缩聚形成多肽：____________________________________________________________
②淀粉水解：______________________________________________________________________
③丙醛与新制的氢氧化铜悬浊液反应：________________________________________________
（3）已知涤纶树脂的结构简式如下图所示，请写出合成涤纶树脂所需要单体的结构简式：
________________和_________________
20．I．请按要求填空：
（1）键线式表示的分子式 ____________， 名称是_______
（2）中含有的官能团的名称为____________
（3）写出2-甲基-2-丁烯的结构简式 ：_____________。
II．A～G是几种烃分子的球棍模型（如图），据此回答下列问题：
（4）常温下含氢质量分数最高的气态烃是_________（填字母）。
（5）写出E失去一个氢原子后所得烃基的结构简式：______________。
（6）一卤代物种类最多的是________（填字母）。
（7）写出实验室制取D的化学方程式：_________________。
（8）由C可制得溴乙烷，溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热反应中生成的气体可以用如图所示装置检验，现象是________，水的作用是 ___________。
参考答案：
1．B
【分析】有机物A的蒸气相对氢气的密度为51，则A的相对分子质量为51×2=102，含氧的质量分数为31.37%，则分子中，分子中碳、氢元素的原子量之和为102-16×2=70，利用余商法，所以分子式为C5H10O2，结合能与NaOH溶液发生反应分析判断X的结构种类。
【详解】分子式为C5H10O2的有机物能与NaOH溶液发生反应，则X可能是饱和一元酯或羧酸。
若X为饱和羧酸，其同分异构体等于丁基的种类，共有4种；
若X为酯，可能为甲酸和丁醇形成的酯，丁醇有4种，可形成4种酯；可能为乙酸和丙醇形成的酯，丙醇有2种，可形成2种酯；可能为丙酸和乙醇形成的酯，丙酸有1种，可形成1种酯；可能为丁酸和甲醇形成的酯，丁酸有2种，可形成2种酯，属于酯类的共有9种；
因此能与NaOH溶液发生反应的X有4种羧酸，9种酯，共13种，故B正确；
答案选B。
2．C
【详解】A．分子式为C4H10的烷烃可能为正丁烷或异丁烷，则分子式为C4H10的烷烃表示的物质不一定是纯净物，故A错误；
B．分子式为C3H6的烃可能为环丙烷或丙烯，则分子式为C3H6的烃表示的物质不一定是纯净物，故B错误；
C．分子式为C2H6的烷烃为乙烷，不存在同分异构体，则分子式为C2H6的烷烃表示的物质一定是纯净物，故C正确；
D．分子式为C2H4Cl2的氯代烃可能为1，1—二氯乙烷或1，2—二氯乙烷，则分子式为C2H4Cl2的氯代烃表示的物质不一定是纯净物，故D错误；
故选C。
3．A
【详解】A．C70和单层纳米碳管都是由碳元素组成的单质，它们互为同素异形体，故A正确；
B．35Cl和37Cl都是由氯元素构成的原子，它们是两种不同的核素，故B错误；
C．乙烯是的单体，它们不是同系物，故C错误；
D．淀粉和纤维素都是多糖，属于高分子化合物，不是同分异构体，故D错误；
故答案：A。
4．D
【详解】A．化合物所含官能团为酯基，故A错误；
B．的名称为2，4，4-三甲基-1-戊烯，故B错误；
C．化合物含有奈环，不是苯的同系物，故C错误；
D．分子式为C7H16的烃，分子中有4个甲基的同分异构体有 、、 、，共 4种(不考虑立体异构)，故D正确；
选D。
5．A
【详解】A．草酸的结构简式为，因此草酸的分子式为H2C2O4，故A项正确；
B．异丁烷的结构简式为，故B项错误；
C．四氯化碳的电子式为，故C项错误；
D．聚丙烯的结构简式为，故D项错误；
综上所述，正确的是A项。
6．B
【详解】A．金刚石与C60均由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，A说法正确；
B．16O与18O核外电子均为8个，电子排布相同，B说法错误；
C．麦芽糖与蔗糖均为二糖，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C说法正确；
D．CH3CH3与CH(CH3)3结构相似，均只含有C-C单键，组成上相差1个CH2结构，互为同系物，D说法正确；
答案为B。
7．C
【详解】A．由结构简式可知，有机物分子中含有碳氢、碳氧极性共价键，故A正确；
B．由结构简式可知，有机物分子含有苯环，苯环中含有大π键，故B正确；
C．由结构简式可知，有机物分子与羟基相连的2个碳原子都是连有4个不同原子或原子团的手性碳原子，故C错误；
D．由结构简式可知，有机物分子中的单键碳原子为sp3杂化、苯环碳原子为sp2杂化，碳原子的杂化方式共有2种，故D正确；
故选C。
8．D
【详解】A．从图b分析，聚对苯二甲酰对苯一胺可以用表示，A正确；
B．聚对苯二甲酰对苯二胺中含有酰胺键，所以由对苯二甲酸与对苯二胺缩聚反应制得，B正确；
C．聚对苯二甲酰对苯二胺中存在酰胺键，图中虚线表示氢键，C正确；
D．一定条件下，1 mol对苯二甲酸中苯环能和氢气发生加成反应，羧基不能和氢气加成，所以1 mol对苯二甲酸最多可与3 mol H2发生加成反应，D错误；
故选D。
9．D
【详解】A．该物质属于卤代烃，官能团为—Cl，A错误；
B．该物质的官能团为-COOH，B错误；
C．该物质属于酰胺，官能团为，C错误；
D．该物质属于醚类物质，官能团为醚键或醚基，D正确；
故答案为：D。
10．B
【详解】A．选含碳碳三键的最长碳链为主链，官能团碳原子位次最小，故甲基为3位取代，命名正确，A正确；
B．选含双键的最长碳链为主链，共5个碳原子，官能团碳原子位次最小，甲基为3位取代，命名为3-甲基-1-戊烯，B错误；
C．两个甲基的取代位次之和最小，为1、2位取代，命名正确，C正确；
D．最长碳链为5个碳原子，取代位次之和最小，故为2、2、4位取代，命名正确，D正确；
故选B。
11．B
【详解】属于醇、属于酚、属于醇、属于酚、属于酯、CH3OCH3属于醚、HC≡CCH3属于炔，共有5类，故选B。
12．B
【详解】A．氮原子为7号元素，核外有7个电子，根据洪特规则、泡利原理，能量最低原理，轨道表示式：，故A正确；
B．HClO的中心O原子分别与H原子和Cl原子形成共价键，其电子式为 ，故B错误；
C．该分子中最长链上有5个碳原子、甲基位于3号碳原子上，其名称为3-甲基戊烷，故C正确；
D．2-甲基丁烷的结构简式为：(CH3)2CHCH2-CH3，省略氢原子且端点和折点表示C原子，得出键线式为： ，故D正确；
故选：B。
13．A
【详解】烷烃的通式为，，，该烷烃为。有三种同分异构体：、、，符合题目要求的烷烃为，其一氯代物有4种；
答案选A。
14．(1)C4H10O
(2) 74 C4H10O CH3CH2CH(OH)CH3 (CH3)3COH (CH3)2CHCH2OH
【详解】（1）碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，氧元素质量分数是1-64.86%-13.51%=21.63%，则该物质中碳、氢、氧原子个数之比= ：：= =4：10：1，所以其实验式为：C4H10O。
（2）根据质谱图中最右边的那个峰就是该物质的相对分子质量，根据质谱图可知，该有机物的相对分子质量为74，结合甲的实验式C4H10O可知，甲的分子式为C4H10O；甲中一定含有羟基，确定甲的结构简式可能为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)3COH、(CH3)2CHCH2OH。
15．(1) 丙烷
(2)
(3) 溶液 溶液
【解析】(1)
胆矾为五水硫酸铜，其化学式为：；中的碳全为饱和碳，是烷烃，含3个碳原子，则为丙烷。
(2)
碳和二氧化硅高温条件下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为：。
(3)
除去粗盐中的钙离子用过量的碳酸钠溶液，除去镁离子用过量的氢氧化钠溶液，除去硫酸根离子用过量的氯化钡溶液，而过量的氯化钡溶液可用碳酸钠除去，过量的碳酸钠和氢氧化钠可用盐酸除去，因此除去硫酸根离子要放在除去钙离子前面，即氯化钡溶液要放在碳酸钠溶液前面加，因此加入试剂的顺序为：溶液溶液溶液盐酸。
16． 2-甲基-4-乙基己烷 5 羧基 C4H9NO2 5 CH3CH2Br+NaHS→CH3CH2HS+NaBr CH3I+CH3COONa→CH3COOCH3+NaI
【详解】(1)甲基是由1个C和3个H组成的电中性原子团，其电子式为；
(2)①如图，该有机物主链6个C，使甲基的位置较小，命名为2-甲基-4-乙基己烷；
②烯烃A可能有如下几种情况：、、、、，共5种；
(3)①物质C()中含氧官能团的名称为羧基；
②由结构简式可知物质D()的分子式为C4H9NO2；
③D的同分异构体E与C互为同系物，则E含羧基和氨基，可能的结构有：先写C链有C-C-C-COOH和，C-C-C-COOH中氨基有3种连接方式，中氨基有2种连接方式，共5种；核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6:2:1的物质的结构简式为；
(4)由实质“带负电的原子团(例如OH-等阴离子)取代卤代烃中的卤原子”可知：
①溴乙烷跟NaHS反应的化学方程式为CH3CH2Br+NaHS→CH3CH2HS+NaBr；
②碘甲烷(CH3I)跟CH3COONa反应的化学方程式为CH3I+CH3COONa→CH3COOCH3+NaI。
17． ① ② ④ ③⑥ ⑤
【详解】(1)质子数相同中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，则C和C互为同位素，答案选①。
(2)由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，则石墨和金刚石互为同素异形体，答案选②。
(3)结构相似，分子组成形成若干个“CH2”原子团的有机物互为同系物，乙烷和新戊烷属于同系物，答案选④。
(4)分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体，则正戊烷和异戊烷、CH3－CH2－CH2－CH3和CH3－CH(CH3)CH3互为同分异构体，答案选③⑥。
(5)结构和性质完全相同的是同一种物质，则和是同一物质，答案选⑤。
18．(1)2，二甲基丁烷
(2)或
【解析】(1)
最长碳链4个碳，第2个碳上有2个甲基的烷烃，系统命名法为：2，二甲基丁烷；
(2)
与正己烷互为同分异构体且核磁共振氢谱只有2组峰的烃高度对称，其结构简式为：或。
19． D A B C E 略 略 略 HOOC-C6H4-COOH HOCH2CH2OH
【详解】（1）.①.35Cl和37Cl质子数都为17，中子数不同，是氯元素的不同原子，互为同位素，故答案为D；
②.CH2=CH-COOH和油酸（C17H33COOH）结构相似、通式相同，分子式相差15个CH2原子团，互为同系物，故答案为A；
③.12C60和石墨是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故答案为B；
④. 和分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故答案为C；
⑤乙醇和乙二醇的官能团相同都是羟基，但二者中羟基个数分别是1个和2个，所以二者不是同系物、也不是同分异构体，更不是同素异形体，二者都是醇类物质，所以为同一类物质，故答案为E。
（2）.①.丙氨酸含有羧基和氨基，可发生缩聚反应，反应的方程式为n NH2CH（CH3）COOH NH2-[-CH（CH3）CO-]n-OH+（n-1）H2O，故答案为n NH2CH（CH3）COOH NH2-[-CH（CH3）CO-]n-OH+（n-1）H2O；
②. 淀粉在酸性环境下水解的最终产物是葡萄糖，化学方程式为：（C6H10O5）n +n H2O
n C6H12O6，故答案为（C6H10O5）n +n H2O n C6H12O6；
③..丙醛与新制的氢氧化铜悬浊液在加热条件下发生反应生成丙酸和氧化亚铜，方程式为2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O，故答案是：2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O；
（3）. 根据涤纶树脂的结构：可知，从酯基中碳氧单键处断键时即可以得到合成涤纶树脂的单体，分别为：HOOC-C6H4-COOH和HOCH2CH2OH，故答案是：HOOC-C6H4-COOH；HOCH2CH2OH。
20． C6H14 2-甲基戊烷 羟基、酯基 A —CH2CH2CH3和—CH（CH3）2 G CaC2＋2H2O→Ca（OH）2＋C2H2↑ 高锰酸钾酸性溶液褪色 吸收乙醇
【详解】I．（1）根据键线式分析，其分子式为C6H14，系统命名法可知，此有机物为 2-甲基戊烷，故答案为：C6H14；2-甲基戊烷；
（2）中含有的官能团的名称为羟基、酯基，故答案为：羟基、酯基；
（3）2-二甲基-2-丁烯，在2、3号C之间含有碳碳双键，在2号碳上各有1个甲基，结构简式为：；
II．有结构模型可知A为甲烷，B为乙烷，C为乙烯，D为乙炔，E为丙烷，F为苯，G为甲苯；
（4）常温下含氢量最高的气态烃是为甲烷，故答案为：A；
（5）E为丙烷，失去一个氢原子后所得烃基有正丙基和异丙基，结构简式分别为—CH2CH2CH3和—CH（CH3）2；
（6）一卤代物种类最多的是甲苯，共有4种，故答案为：G；
（7）D为乙炔，实验室用碳化钙和饱和食盐水制备，反应的方程式为CaC2＋2H2O→Ca（OH）2＋C2H2↑，
故答案为：CaC2＋2H2O→Ca（OH）2＋C2H2↑；
（8）由C可制得溴乙烷，溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热反应中生成的气体乙烯，乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则实验现象是高锰酸钾酸性溶液褪色，水的作用是吸收乙醇。