第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 强化基础题(含解析) 2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3

文档属性

名称 第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 强化基础题(含解析) 2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3
格式 docx
文件大小 119.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-19 19:06:21

图片预览

文档简介

第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》强化基础题
一、单选题
1.下列有机物命名正确的是(  )
A.2-乙基丁烷 B.3-甲基丁烷
C.2,2,4,4-四甲基辛烷 D.1,1,3-三甲基戊烷
2.降冰片二烯类化合物是一类太阳能储能材料。降冰片二烯在紫外线照射下可以发生下列转化。下列说法错误的是(  )
A.降冰片二烯与四环烷互为同分异构体
B.降冰片二烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.四环烷的一氯代物超过三种(不考虑立体异构)
D.降冰片二烯分子中位于同一平面的碳原子不超过4个
3.下列两分子的关系是(  )
A.互为同分异构体 B.是同一物质
C.是手性分子 D.互为同系物
4.现有一瓶A和B的混合液,已知A和B的某些性质如下:
物质 分子式 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g/cm3) 水溶性
A C3H6O2 -98 57.5 0.93 可溶
B C4H8O2 -84 77 0.9 可溶
由此推知分离A和B的最佳方法是(  )
A.萃取 B.结晶 C.蒸馏 D.分液
5.某有机化合物结构简式如图所示,该化合物的正确命名(  )
A.2-甲基-4-异丙基己烷 B.2,4,5-三甲基己烷
C.新壬烷 D.2,3,5-三甲基己烷
6.某同学写出的下列烷烃的名称中,错误的是
A.2,3-二甲基丁烷 B.2,2-二甲基丁烷
C.3-甲基-2—乙基戊烷 D.2,2,3,3-四甲基丁烷
7.实验室用如图所示的装置蒸馏海水,下列说法正确的是(  )
A.实验时冷却水应从a进入,从b流出
B.蒸馏烧瓶中要加入碎瓷片,目的是防止暴沸
C.锥形瓶中能收集到高浓度的氯化钠溶液
D.该装置可用于分离海水中的NaCl和MgCl2
8.分子式为C6H12O2,并能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)(  )
A.4种 B.5种 C.6种 D.8种
9.下列有机物命名正确的是(  )
A.2,4,5﹣三甲基﹣5﹣乙基辛烷
B.2,5﹣二甲基﹣4﹣乙基己烷
C.3﹣甲基﹣4﹣乙基戊烷
D.2,3﹣二甲基﹣4﹣戊烯
10.已知戊基共有8种同分异构体。则分子式为C6H12O的醛应有(  )
A.4种 B.8种 C.5种 D.6种
11.下列有机物结构与性质分析正确的是(  )
A. 与 是同系物
B.乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)的核磁共振氢谱出现三组峰,且峰面积之比为3:2:3
C.分子式为C4H10的有机物一氯代物共有8种
D. 含4种官能团
12.下列烷烃的沸点由低到高的顺序排列正确的是(  )
①CH3CH2CH2CH3②③④
A.①②③④ B.④③①② C.③④①② D.②①③④
13.蒸发操作中必须用到蒸发皿,下列有关蒸发皿的操作中,正确的是(  )
A.将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上直接用酒精灯火焰加热
B.将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上,并加垫石棉网加热
C.用手持着蒸发皿直接用酒精灯火焰加热
D.将灼热的蒸发皿直接用冷水冲洗
14.分子式为C5H12O的所有醇中,被氧化后可产生饱和一元醛最多有(  )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
15.1体积某气态烃和2体积氯化氢发生加成反应后,最多还能和6体积氯气发生取代反应.由此可以断定原气态烃是(气体体积均在相同条件下测定)(  )
A.乙炔 B.丙炔 C.丁炔 D.丁二烯
16.已知分子式为C12H12的物质A的结构简式 ,其苯环上的二溴代物有9种同分异构体,由此推断A苯环上的四溴代物的同分异构体的数目有()
A.9种 B.10种 C.11种 D.12种
二、综合题
17.某液态烃的分子式为CmHn,相对分子质量为H2的46倍.它能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能同溴水反应而使其褪色.在催化剂存在时,9.2g该烃能与0.3molH2发生加成反应生成相应的饱和烃CmHp.求:
(1)液态烃具体的分子式?
(2)CmHp的结构简式?
(3)CmHn能和浓硫酸、浓硝酸的混酸反应,得到一种烈性炸药,该反应的化学方程式.
18.M是一种新型可生物降解的高分子材料,主要制造可降解纤维、塑料和医用材料,其水解最终产物为N.燃烧9.0g的N只产生CO2和H2O,且质量分别为13.2g和5.4g,实验测得N在标准状况下的蒸气密度为4.02g/L;N的核磁共振氢谱显示的峰面积之比为1:1:1:3.
(1)通过计算确定N的分子式
(2)写出由N在催化剂条件下缩聚反应合成M的化学方程式.
19.某烃在氧气中完全燃烧,生成等物质的量的CO2和H2O,该烃在气态时的密度是相同条件下氢气的35倍.试求:
(1)该有机化合物的分子式.
(2)若分子中只有两个甲基且属于不饱和烃,写出其可能的结构简式.
20.0.1mol某烃在氧气中完全燃烧,将生成物全部通入浓硫酸中,浓硫酸增重9g,继续通入足量的澄清石灰水中,得到沉淀50g.
(1)求:该有机化合物的分子式
(2)若分子中只有两个甲基且属于不饱和烃,写出其结构简式.
21.如图是辛烷的一种结构M(只画出碳架,没有画出氢原子),回答下列问题:
(1)用系统命名法命名   .
(2)M的一氯代物有   种.
(3) 的名称为   .
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.2号碳原子上不能有乙基,碳链选错,符合题意命名为3-甲基戊烷,选项A不符合题意;
B.碳链的首端选错,要使取代基的编号最小,符合题意命名为2-甲基丁烷,选项B不符合题意;
C.符合烷烃的系统命名法,名称符合题意,选项C符合题意;
D.没有选最长碳链为主链,符合题意命名为2,4-二甲基己烷,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】有机物的命名要遵循最长碳链原则,且距离官能团最近一端开始编号,没有官能团时则距离支链最近一端编号,切要满足序号最小原则。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.降冰片二烯与四环烷分子式相同,结构不同,因此二者互为同分异构体,A不符合题意;
B.降冰片二烯分子中含有碳碳双键,因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B不符合题意;
C.四环烷含有三种位置的H原子,因此其一氯代物有三种,C符合题意;
D.根据乙烯分子是平面分子,与碳碳双键连接的C原子在碳碳双键所在的平面上,所以降冰片二烯分子中位于同一平面的碳原子为4个,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 A、根据同分异构体的概念分析;
B、碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液褪色,据此分析;
C、根据其含有等效氢的种类分析;
D、根据有机物的结构及含有的官能团的特征分析解答。
3.【答案】B
【解析】【解答】解:这两种物质的分子式都为C5H8,且两种结构可以重合,所以是同一物质,分子中没有手性碳原子,
故选:B;
【分析】根据这两种物质的分子式都为C5H8,两种结构可以重合来分析;根据手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,手性碳原子判断注意:(1)手性碳原子一定是饱和碳原子;(2)手性碳原子所连接的四个基团要是不同的,然后根据手性分子是含有手性碳原子的分子;
4.【答案】C
5.【答案】D
【解析】【解答】该物质中最长碳链上有6个碳,主链为己烷,从左端开始编号,则2、4、5号碳上各有一个甲基,从右端开始编号,则2、3、5号碳上各有一个甲基,2、3、5的编号之和较小,所以该物质的名称为2,3,5-三甲基己烷;
故答案为D。
【分析】根据最长链作为主链,确定为己烷,故有三个支链,故此物质命名为2,3,5-三甲基己烷
6.【答案】C
【解析】【解答】A.2,3-二甲基丁烷的结构简式为:,A不符合题意;
B.2,2-二甲基丁烷的结构简式为:,B不符合题意;
C.3-甲基-2-乙基戊烷的结构简式为:,根据系统命名法,该物质的最长链有6个碳,故该物质的名称为:3,4-二甲基己烷,C符合题意;
D.2,2,3,3-四甲基丁烷的结构简式为:,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】烷烃命名规则:
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。
7.【答案】B
【解析】【解答】A项,冷凝管中水流的方向应该是下口进上口出,以便冷凝管内充满水,使冷凝管内的气体充分冷凝,所以实验时冷却水应从b进入,从a流出,故A不符合题意;
B项,在蒸馏烧瓶中加热液体时可能会因为局部受热不均匀而造成局部沸腾,即暴沸,加入碎瓷片增大了接触面积,可以防止暴沸,故B符合题意;
C项,海水蒸馏分离的是水和无机盐,由于无机盐很难挥发,加热至水沸腾时只有水蒸气逸出,而无机盐不会逸出,所以锥形瓶中收集到的是淡水,故C不符合题意;
D项,使用该装置蒸馏含NaCl和MgCl2的海水时,可以得到水和浓度较高的NaCl和MgCl2溶液,但不能分离NaCl和MgCl2,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A.蒸馏操作中冷凝水的流向为下进上出;
B.蒸馏时要加入碎瓷片防止暴沸;
C.锥形瓶中收集到的是沸点较低的水;
D.氯化钠和氯化镁的沸点都较高,不能用蒸馏的方法分离.
8.【答案】D
【解析】【解答】能与NaHCO3反应放出气体,说明该有机物结构中含有-COOH,则该有机物的结构为C5H11-COOH,而-C5H11共有8种同分异构体,因此满足条件的有机物的结构共有8种,D符合题意;
故答案为:D
【分析】能与NaHCO3反应放出气体,说明该有机物结构中含有-COOH,据此结合戊基的同分异构体数分析。
9.【答案】A
【解析】【解答】解:A.符合烷烃系统命名方法和原则,故A正确;
B.取代基的位次和最小,应为2,5﹣二甲基﹣3﹣乙基己烷,故B错误;
C.应选最长的碳连做主链,应为3,4﹣二甲基己烷,故C错误;
D.从距官能团近的一端编号,应为3,4﹣二甲基﹣1﹣戊烯,故D错误.
故选A.
【分析】判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名,其核心是准确理解命名规范:
(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.看下面结构简式,从右端或左端看,均符合“近﹣﹣﹣﹣﹣离支链最近一端编号”的原则;
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.
10.【答案】B
【解析】【解答】分子式为C6H12O的醛在结构上可以看成是由戊基和醛基组成的,因为戊基共有8种同分异构体,所以分子式为C6H12O的醛也有8种,B符合题意,
故答案为:B。
【分析】该题考查①同分异构体的概念:分子式相同而结构不同的有机物互称为同分异构体;②类比思想在化学中的应用。
11.【答案】B
【解析】【解答】A. 属于酚,而 属于醇,故两者不是同系物,A不符合题意;
B. 乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)的核磁共振氢谱出现三组峰,且峰面积之比为3:2:3,B符合题意;
C. 分子式为C4H10的有机物,有正丁烷和异丁烷两种结构,它们均有2种一氧代物,故一氯代物共有4种,C不符合题意;
D. 含有羟基、羧基和酯基等3种官能团,D不符合题意。故答案为:B。
【分析】同系物必须是同类物质,其官能团的种类和数目均须相同。酚和醇的官能团虽然都是羟基,但它们是不同类的物质。注意,通常认为苯环不是官能团。
12.【答案】D
【解析】【解答】解:①、②中碳原子都是4个,且②比①的支链多,所以②的沸点小于①的;
③、④中碳原子都是5个,且③的支链比④多,所以③的沸点小于④;
①中碳原子数小于③,所以①的沸点小于③,故沸点按由低到高的顺序排列是②①③④,
故选D.
【分析】烷烃均属于分子晶体,分子中碳原子数越多,范德华力越大,熔、沸点越高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,熔、沸点越低.
13.【答案】A
【解析】【解答】解:A、蒸发皿可以放在铁圈上或泥三角上直接用酒精灯加热,故A正确;
B、蒸发皿可以直接加热,不需要垫石棉网,故B错误;
C、用手持着蒸发皿直接用酒精灯火焰加热,容易烫伤手,故C错误;
D、将灼热的蒸发皿直接用冷水冲洗,容易炸裂,故D错误;
故选A.
【分析】A、蒸发皿可以放在铁圈上或泥三角上直接加热;
B、蒸发皿可以直接加热,不需要垫石棉网;
C、用手持着蒸发皿直接用酒精灯火焰加热,容易烫伤手;
D、将灼热的蒸发皿直接用冷水冲洗,容易炸裂.
14.【答案】C
【解析】【解答】解:分子式为C5H12O的有机物,它的同分异构体中,经氧化可生成醛,该有机物属于醛,且连接羟基的碳原子上含有2个氢原子,确定C5H12的同分异构体,﹣OH取代C5H12中甲基上的H原子,
C5H12的同分异构体有:CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、(CH3)4C,
当烷烃为CH3CH2CH2CH2CH3,﹣OH取代甲基上的H原子有1种结构,
当烷烃为(CH3)2CHCH2CH3,﹣OH取代甲基上的H原子有2种结构,
当烷烃为(CH3)4C,﹣OH取代甲基上的H原子有1种结构,
C5H12O的同分异构体中可以氧化为醛的醇有4种.
故选C.
【分析】分子式为C5H12O的有机物,它的同分异构体中,经氧化可生成醛,该有机物属于醛,且连接羟基的碳原子上含有2个氢原子,确定C5H12的同分异构体,﹣OH取代C5H12中甲基上的H原子,此确定醇的结构简式.
15.【答案】B
【解析】【解答】解:1体积某气态烃和与2体积氯气发生加成反应,说明分子中含2个双键或1个C≡C.生成了1体积该卤代烷能和6体积氯气发生取代反应,说明1个卤代烷中含有6个H原子,加成时1个烃分子已引入2个H原子形成卤代烷,所以该气体烃分子中含有4个H原子,
由选项可知,都是链烃,故该气态烃分子中C原子数目为 =3,故ACD错误,B正确,
故选B.
【分析】由选项可知,都是链烃,1体积某气态烃和与2体积氯气发生加成反应,说明分子中含2个双键或1个C≡C.生成了1体积该卤代烷能和6体积氯气发生取代反应,说明1个卤代烷中含有6个H原子,加成时1个烃分子已引入2个H原子形成卤代烷,所以该气体烃分子中含有4个H原子,以此来解答.
16.【答案】A
【解析】【解答】由于有机物A的结构中苯环上共有6个氢原子,其苯环的二溴代物的个数与苯环上的四溴代物的个数相同,因此苯环上的四溴代物的同分异构体共有9种,A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据等效代换的方法确定有机物的同分异构体个数。
17.【答案】(1)解:该烃的相对分子质量=46×2=92,则 {#mathmL#}{#/mathmL#} =7…8,由于6个C原子最多结合14个H原子,则分子式为C7H8,
答:有机物分子式为C7H8.
(2)解:9.2g该烃为0.1mol,与0.3molH2发生加成反应生成相应的饱和烃CmHp,由于该烃不能使溴水褪色,可使高锰酸钾酸性溶液褪色,所以它应当是苯的同系物,故该烃为甲苯,与氢气发生加成反应生成

答:CmHp的结构简式为:
(3)解:甲苯与浓硝酸在浓硫酸作用下生成三硝基甲苯,反应方程式为 ,
答:该反应的化学方程式
【解析】【分析】该烃的相对分子质量=46×2=92,则 {#mathmL#}{#/mathmL#} =7…8,由于6个C原子最多结合14个H原子,则分子式为C7H8,9.2g该烃为0.1mol,与0.3molH2发生加成反应生成相应的饱和烃CmHp,由于该烃不能使溴水褪色,可使高锰酸钾酸性溶液褪色,所以它应当是苯的同系物,故为甲苯,甲苯与浓硝酸在浓硫酸作用下生成三硝基甲苯.
18.【答案】(1)解:M(N)=4.02g/L×22.4L/mol=90g/mol,n(N)= =0.1mol/L,
1molN中:n(C)= ÷0.1mol=3mol;
n(H)= ÷0.1mol=6mol;
n(O)=(90﹣12×3﹣1×6)÷16=3(mol),
则有机物的分子式为C3H6O3,
答:N的分子式为C3H6O3;
(2)解:N在催化剂条件下缩聚反应合成M,可知N为 ,M为 ,反应的方程式为 ,
答: .
【解析】【分析】由密度可确定有机物的相对分子质量,进而计算9.0g有机物的物质的量,计算生成二氧化碳、水的物质的量,确定1mol有机物含有C、H、O的个数,可确定有机物分子式,结合性质确定有机物结构简式,以此解答该题.
19.【答案】(1)解:生成等物质的量的CO2和H2O,则N(C):N(H)=1:2,应为烯烃或环烷烃,最简式为CH2,该烃在气态时的密度是相同条件下氢气的35倍,则相对分子质量为70,设分子式为(CH2)n,则145n=70,n=5,分子式为C5H10,
答:该有机化合物的分子式为C5H10
(2)解:若分子中只有两个甲基且属于不饱和烃,可能的结构为CH3﹣CH2﹣CH═CH﹣CH3、CH2═C(CH3)﹣CH2﹣CH3、CH3﹣CH(CH3)﹣CH═CH2,
答:若分子中只有两个甲基且属于不饱和烃,可能的结构为CH3﹣CH2﹣CH═CH﹣CH3、CH2═C(CH3)﹣CH2﹣CH3、CH3﹣CH(CH3)﹣CH═CH2.
【解析】【分析】生成等物质的量的CO2和H2O,则N(C):N(H)=1:2,应为烯烃或环烷烃,最简式为CH2,该烃在气态时的密度是相同条件下氢气的35倍,则相对分子质量为70,可计算CH2个数以计算分子式,以此解答该题.
20.【答案】(1)解:浓硫酸增重的为水的质量,0.1mol该烃完全燃烧生成水的质量为9g,其物质的量为:n(H2O)= =0.5mol,n(H)=2n(H2O)=01mol,
50g沉淀为碳酸钙,碳酸钙的物质的量为:n(CaCO3)= =0.5mol,n(CO2)=n(CaCO3)=0.5mol,
则该烃分子中含有C、H原子的数目分别为: =5、 =10,
该烃的分子式为:C5H10,
答:该有机化合物的分子式C5H10
(2)解:C5H10为不饱和烃,则分子中只能含有1个碳碳双键,即该烃为戊烯,只有两个甲基的戊烯的同分异构体有: 、 、 .
答:该有机物的结构简式为 、 、 .
【解析】【分析】(1)浓硫酸增重的为水的质量,50g沉淀为碳酸钙,可以先计算出水、二氧化碳的物质的量,然后根据质量守恒计算出该有机物的分子式;(2)该烃的分子式为C5H10,若为不饱和烃,则其分子中含有1个碳碳双键,再根据其分子中含有两个甲基写出满足条件的结构简式.
21.【答案】(1)2,2,4﹣三甲基戊烷
(2)4
(3)3,6﹣二甲基﹣1﹣庚炔
【解析】【解答】解:(1)取代基的位次和最小,名称为2,2,4﹣三甲基戊烷,故答案为:2,2,4﹣三甲基戊烷;(2)2,2,4﹣三甲基戊烷中有4种氢原子,一氯代物有4种,故答案为:4;(3)炔烃命名时,要选含官能团的最长的碳链为主链,故主链上有7个碳原子,从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号,故在1号和2号碳原子间有碳碳三键,在3号和6号碳原子上各有一个甲基,故名称为3,6﹣二甲基﹣1﹣庚炔,故答案为:3,6﹣二甲基﹣1﹣庚炔;
【分析】(1)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.看下面结构简式,从右端或左端看,均符合“近﹣﹣﹣﹣﹣离支链最近一端编号”的原则;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)根据等效氢判断,分子中有几种不同的H原子,其一氯代物就有几种;(3)炔烃命名时,要选含官能团的最长的碳链为主链,从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号,据此分析