1.1.有机化合物的结构特点测试题2023-2024学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修3
一、单选题
1.某有机化合物的结构简式如图所示,它不具有的官能团是
A.碳碳双键 B.酮羰基 C.羧基 D.酯基
2.科学家明确发现了木卫二存在恒温的海洋和有机分子,据分析土卫二形成在数十亿年前,很有可能存在微生物或已经有了更智慧的海洋生物,只是没被人类发现。下列有关有机物说法正确的是
A.有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂
B.烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的
C.烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键结合,剩余价键均与氢原子结合
D.同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因
3.下列反应中,属于加成反应的是
A.— B.
C. D.
4.二苯甲烷()可作香叶油的代用品,用于配制皂用香精和香水等。其一氯代物有
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
5.2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为铜()催化的叠氮—炔基Husigen成环反应,其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.基态的价电子排布式为
B.和都能降低反应的活化能
C.转化过程中N的杂化方式未改变
D.该总反应的反应类型属于加成反应
6.下列物质互为同分异构体的一组是
A.和 B.白磷和红磷
C.CH3CH2OH 和CH3OCH3 D.CH4和C2H6
7.有关化学用语正确的是
A.对氯甲苯的结构简式 B.乙醇的结构式:CH3CH2OH
C.四氯化碳的电子式 D.甲烷分子的比例模型
8.下列有关常见有机物的说法正确的是
A.乙酸和乙醇均能与金属钠反应
B.蛋白质和油脂都是高分子化合物
C.分子式为C3H8的烷烃二氯代物有3种
D.乙烯与溴水、苯与液溴发生的反应类型相同
9.关于有机反应类型,下列判断不正确的是
A.(加成反应)
B.(消去反应)
C.(还原反应)
D.(取代反应)
10.与互为同分异构体的芳香族化合物的种类有
A.8种 B.7种 C.6种 D.5种
11.下列物质中,属于酚类的是 ( )
A.
B.
C.
D.
12.相对分子质量约为4000的聚乙二醇具有良好的水溶性,是一种缓泻剂。聚乙二醇可由环氧乙烷在酸性条件下聚合而成(n 聚乙二醇)。下列说法错误的是
A.环氧乙烷在酸性条件下先水解再发生缩聚反应制得聚乙二醇
B.聚乙二醇的结构简式为
C.相对分子质量约为4000的聚乙二醇的聚合度n≈67
D.聚乙二醇能保持肠道水分的原因是其可和H2O分子间形成氢键
13.下列各组物质中,一定互为同系物的是
A.乙烷和己烷 B.CH3COOH和C3H6O2
C. 和 D.HCHO和CH3COOH
14.有关 的说法不正确的是
A.分子中至少有12个原子共平面 B.反应可与浓溴水发生取代反应
C.该分子中有2个手性碳原子 D.该物质最多可以和
15.下列化合物的相同类别的同分异构体数目最多的是
A.戊烷 B.丁醇 C.戊烯 D.乙酸乙酯
16.分子式为C7H16且分子结构中含有三个“—CH3”的烷烃共有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
17.官能团化环胶类化合物的高效合成一直是化学家们感兴趣的方向,下列图示过程是其中一步重要的反应,一Ph是苯基,下列说法错误的是
A.由X生成Y的过程发生了还原反应
B.X和Y中碳原子的杂化方式的种类数相同
C.X的分子式是C18H17ON
D.X和是同分异构体
18.分子式为C8H8O2的芳香族化合物,其中属于酯类的同分异构体有
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
19.NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述不正确的是
A.标准状况下,11.2L苯完全燃烧生成的气态产物的分子数为3NA
B.42g乙烯中含碳原子数为3NA
C.0.1molC3H6Cl2中化学键总数为NA
D.0.1mol乙醇完全燃烧所消耗的氧气为0.3NA
20.设阿伏加德罗常数的值为,下列说法中正确的是
A.羟基与氢氧根离子含有电子数均为
B.乙烯和环丙烷的混合气体中所含碳原子数为
C.中含有的碳碳单键数为
D.标准状况下,含有的分子数为
21.下列物质的一氯代物有4种的是
A.CH3CH2CH3 B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C. D.
22.下列化学用语表述正确的是
A.乙烯的结构简式:
B.1-氯丁烷的结构简式:
C.乙烷的球棍模型:
D.聚乙烯的链节为:
23.同分异构体现象是有机化合物中的一种普遍现象,下列有关同分异构体叙述中正确的是
A.分子式相同而结构式不同的化合物互称同分异构体
B.组成成分相同而结构式不同的物质互称同分异构体
C.互为同分异构体的物质性质相同
D.互为同分异构体的物质性质相异
24.已知有机物甲与乙在一定条件反应生成有机物丙:
+
下列说法正确的是
A.甲与丙均易溶于水
B.乙可以发生酯化反应
C.甲分子中所有碳原子不可能共平面
D.丙分子苯环上一氯代物有4种
25.下列各项中的有机物,同分异构体数目相同的是
A.分子式都为C8H10O的芳香醇和酚
B.甲苯的一氯取代物与分子式为C4H10O的醇
C.分子式为C4H8的烃与丙烷的二氯取代物
D.分子式为C5H12的烃与分子式为C2H4O2且能发生银镜反应的有机物
二、填空题
26.有机化学萌发和形成阶段:
舍勒:
贝采利乌斯:
维勒:
李比希:
27.化工厂生产的某产品只含C、H、O三种元素,分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。
(1)该产品的结构简式为 ,所含官能团的名称:
(2)该有机物的核磁共振氢谱上有 个峰(信号)
(3)下列物质中,与该产品互为同分异构体的是 (填序号,下同)与该产品互为同系物的是 。
①CH3CH=CHCOOH ②CH2=CHCOOCH3 ③CH3CH2CH=CHCOOH ④CH3CH(CH3)COOH
28.按要求回答下列问题:
(1)某粒子有1个原子核,核中有17个质子、20个中子,核外有18个电子,该粒子的化学符号是
(2)写出下列物质的电子式:N2 NH4I
(3)用电子式表示下列化合物的形成过程:Na2S:
(4)1L烷烃A的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下9L水蒸气,则烷烃A含有6个甲基的结构简式 ;
(5)烷烃B在同温同压下蒸气密度是H2的50倍,则烷烃B主链有5个碳原子的同分异构体有 种,
(6)C4H8Cl2的二氯代物有 种。
(7)有下列各组物质:
①O2和O3②H2 D2 T2③12C和14C ④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3⑤癸烷和十六烷 ⑥CH3(CH2)5CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 ⑦
互为同位素的是 (填序号,下同);互为同分异构体的是 ;互为同素异形体的是 ;为同一物质的是 ;互为同系物的是
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】根据该有机物的结构简式可知,该物质具有的官能团为酚羟基、羧基、碳碳双键和酮羰基,不具有酯基;
答案选D。
2.C
【详解】A.有机物种类繁多的主要原因是碳原子成键方式的多样性和有机物存在同分异构现象,故A错误;
B.烃类分子中的碳原子与氢原子是通过极性键结合的,故B错误;
C.烷烃又叫饱和烃,每一个碳原子之间都以碳碳单键结合,碳原子的剩余价键都与氢原子相结合,故C正确;
D.同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因,不是唯一原因,故D错误。
答案选C。
3.A
【详解】A.乙烯中碳碳双键断裂,两个不饱和碳原子分别结合了溴原子生成1,2-二溴乙烷,属于加成反应,A正确;
B.乙醇燃烧生成二氧化碳和水,属于氧化反应,B错误;
C.苯环上的一个氢原子被溴原子取代,属于取代反应,C错误;
D.甲烷中的一个氢原子被氯原子取代,属于取代反应,D错误;
故选:A。
4.B
【分析】如图,二苯甲烷中有4种不同化学环境的氢原子,一氯代物有4种,据此可解答。
【详解】A、C、D选项错误;B选项正确;
答案选B。
5.D
【详解】A.铜原子失去1个电子得到,基态的价电子排布式为,故A错误;
B.该反应中[Cu]为催化剂,可降低反应的活化能,氢离子不是催化剂,故B错误;
C.根据流程可知,N3-R2中N原子有形成三键的氮原子,为sp杂化, 后续产物中变为双键,为sp2杂化,故C错误;
D.据图可知,该流程中初始反应物为N3-R2和HCCR1,最终产物为,化学方程式为N3-R2+HCCR1 ,属于加成反应,故D正确;
故选D。
6.C
【详解】A.和是质子数相同、中子数不同的两种原子,互为同位素,故A错误;
B. 白磷和红磷是磷元素形成的两种不同的单质,互为同素异形体,故B错误;
C. CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故C正确;
D. CH4和C2H6的结构相似,分子组成上相差一个CH2原子团,互为同系物,故D错误;
故选C。
7.D
【详解】A. 对氯甲苯的结构简式:,A错误;
B. 乙醇的结构式:,B错误;
C. 四氯化碳是共价化合物,电子式:,C错误;
D. 甲烷分子的比例模型:,D正确。
答案选D。
8.A
【详解】A.乙酸和钠反应生成乙酸钠和氢气,乙醇和钠反应生成乙醇钠和氢气,二都均能与金属钠反应,故A符合题意;
B.蛋白质是高分子化合物,油脂不属于高分子化合物,故B不符合题意;
C.分子式为C3H8的烷烃二氯代物有4种,分别为:1,1-二氯丙烷,2,2-二氯丙烷,1,2-二氯丙烷,1,3-二氯丙烷。故C不符合题意;
D.乙烯与溴水反应是加成反应,生成1,2-二溴乙烷,苯与液溴发生的反应是取代反应,生成溴苯,二者的反应类型不相同,故D不符合题意;
故选A。
9.C
【详解】A.在催化剂作用下,乙炔与氯化氢在共热发生加成反应生成氯乙烯,故A正确;
B.乙醇在浓硫酸、170℃条件下发生消去反应生成水和乙烯,故B正确;
C.在催化剂作用下,乙醇与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛和水,故C错误;
D.在浓硫酸作用下,乙酸和乙醇共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,酯化反应属于取代反应,故D正确;
故选C
10.D
【详解】 分子式为C7H8O。若只有1个侧链,含有苯环的同分异构体有 , 共2种;若有2个侧链,含有苯环同分异构体有 , 共3种;所以含有苯环的同分异构体有5种。
故选D。
11.B
【详解】A. 为苯甲醇,属于醇类,选项A错误;
B.羟基与苯环直接相连的有机物是酚类,为邻甲基苯酚,选项B正确;
C. 只含有碳氢两种元素的有机物,属于烃,选项C错误;
D. 为环己醇,属于醇类,选项D错误。
答案选B。
12.C
【详解】A.环氧乙烷在酸性条件下先水解成乙二醇,再发生缩聚反应生成聚乙二醇,故A正确;
B.由乙二醇的结构简式HOCH2CH2OH,则聚乙二醇的结构简式为,故B正确;
C.聚合度等于相对分子质量除以链节的相对分子量,所以聚合度n=,故C错误;
D.形成氢键具有保湿性,聚乙二醇能保持肠道水分的原因是其可和H2O分子间形成氢键,故D正确;
故答案:C。
13.A
【详解】A.乙烷、己烷分子式均符合CnH2n+2,属于烷烃,属于同系物,故A符合题意;
B.C3H6O2可能为羧酸,也可能为酯,因此CH3COOH和C3H6O2两者不一定互为同系物,故B不符合题意;
C.前者为酚,后者为醇,两者不互为同系物,故C不符合题意;
D.前者属于醛,后者属于羧酸,两者不互为同系物,故D不符合题意;
答案为A。
14.D
【详解】A.苯环、羰基为平面结构,且直接相连,与苯环直接相连的原子一定与苯环共面,则至少有12个原子共平面(7个C、1个O、4个H),故 A正确;
B.该分子含有酚羟基,且酚羟基邻对位有2个H,因此能与浓溴水发生取代反应,故B正确;
C.连接4个不同基团的碳为手性碳,后面环上与O、N相连的2个C具有手性,所以该分子中有2个手性碳原子,故 C正确;
D.含酚羟基、酰胺键与NaOH反应,则1mol该物质最多可以和2mol NaOH反应,故D错误。
故选D选项。
15.C
【详解】A.戊烷属于烷烃,存在正戊烷、异戊烷、新戊烷3种结构;
B.丁醇属于醇类,存在、 、、共4种结构;
C.戊烯中含有1个碳碳双键,存在 、、、、共5种结构;
D.乙酸乙酯属于酯类,存在、、、共4种结构;
综上所述,戊烯所具有的同分异构体数目最多,C项符合题意。
故答案为:C。
【点睛】上述解析判断有机物的同分异构体数目是大多数同学的解析的思路,方法较为简单明了,但容易出现重复、漏写的情况。对于取代基或官能团为端基原子的同分异构体数目判断,可采用等效氢法,适用于醇、酚、卤代烃等,如丁醇的碳链存在2种结构,一共有4种化学环境的H原子,因此丁醇的醇类一共有4种结构;对于官能团为碳碳双键、碳碳三键、酯基、醚键、羰基等,可利用“插入法”分析,如戊烯的主链(不代入碳碳双键)有3种结构,碳碳单键一共有6种环境,但中不能插入双键,因此戊烯的烯烃类一共有5种结构,对于酯基等具有“方向性”的官能团,需注意对称和甲酸某酯类。
16.B
【详解】C7H16的烷烃,分子结构中含有三个-CH3,除去链端的两个-CH3,还有一个-CH3只能位于支链,即该同分异构体只含有一条支链,则该同分异构体有3种,它们的碳骨架为:、、;
答案选B。
17.D
【详解】A.由转化关系可知,在AcOH作用下,与四氢合硼酸钠发生还原反应生成,故A正确;
B.由结构简式可知,和的分子中都含有杂化方式为sp3杂化的单键碳原子和杂化方式为sp2杂化的双键碳原子,碳原子的杂化方式的种类数相同,故B正确;
C.由结构简式可知,分子的分子式是C18H17ON,故C正确;
D.由结构简式可知,和的碳原子个数不同,分子式不同,不可能互为同分异构体,故D错误;
故选D。
18.C
【详解】属于酯类说明含有酯基,如果苯环上只有一个取代基时有3种结构,其侧链分别为-COOCH3、-OOCCH3、-CH2OOCH,如果苯环含有两个取代基,分别是甲基、-OOCH,位置有邻间对三种,则共计是6种同分异构体;
答案选C。
19.A
【详解】A.标准状况下,苯不是气体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算苯的物质的量,故A错误;
B.42g乙烯的物质的量为1.5mol,含有3mol碳原子,含碳原子数为3NA,故B正确;
C.0.1molC3H6Cl2中含有0.2mol碳碳键、0.6mol碳氢键和0.2mol碳氯键,总共含有1mol共价键,含有化学键总数为NA,故C正确;
D.0.1mol乙醇完全燃烧所消耗的氧气的物质的量为0.3mol,消耗的氧分子数一定为0.3NA,故D正确;
答案选A。
20.B
【详解】A.氢氧根离子含有电子数为,故A错误;
B.乙烯和环丙烷的最简式均为CH2,2.8g乙烯和环丙烷的混合气体中含有0.2molCH2,含有的碳原子数为0.2NA,故B正确;
C.中含有的碳碳单键数为0或(n-1),故C错误;
D.标准状况下,为液态,无法根据气体摩尔体积计算其物质的量,故D错误;
故选B。
21.B
【详解】A.CH3CH2CH3的一氯代物有CH2ClCH2CH3、CH3CHClCH3,共2种,故不选A;
B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3的一氯代物有CH2ClCH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CHClCH(CH3)CH2CH3、CH3CH2CCl (CH3)CH2CH3、CH3CH2CH(CH2Cl)CH2CH3,共4种,故选B;
C. 的一氯代物有、,共2种,故不选C;
D.的一氯代物有、、,共3种,故不选D;
选B。
22.B
【详解】A.乙烯的结构简式:CH2=CH2,选项A错误;
B.1-氯丁烷中氯原子连接在第1个碳上,结构简式为:,选项B正确;
C.乙烷的球棍模型为: ,选项C错误;
D.聚乙烯的链节为:-CH2-CH2-,选项D错误;
答案选B。
23.A
【详解】A.分子式相同而结构式不同的化合物互称同分异构体,选项A正确;
B.组成成分相同不一定分子式相同,选项B错误;
C.同分异构体的性质可能相似(如正丁烷与异丁烷都属于烷烃,化学性质相似),也可能相差很大[如乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)],选项C错误;
D.同分异构体的性质可能相似(如正丁烷与异丁烷都属于烷烃,化学性质相似),也可能相差很大[如乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)],选项D错误;
答案为A。
24.B
【详解】A.有机物中低级的醇、醛、羧酸都易溶于水,根据甲与丙的结构可知,没有醇羟基、醛基、羧基,且含苯环,故甲与丙均不易溶于水,A错误;
B.乙中有醇羟基,故可以发生酯化反应,B正确;
C.苯环中所有碳原子共面,与碳碳双键相连的碳原子共平面,单键能旋转,故甲分子中所有碳原子可能共平面,C错误;
D.根据丙的结构可知,丙是以水平线对称的,故丙分子苯环上一氯代物有2种,D错误;
故选B。
25.B
【详解】A.分子式都为C8H10O的芳香醇和酚都含有苯环,饱和烃基和羟基,当取代基是一个时:有-CH2CH2OH、-CH(OH)CH3两种同分异构体,都是醇;当取代基是两个时:若是-CH2OH、-CH3,根据邻间对位置异构可知有三种同分异构体,且都是醇;所以醇一共有5种;若是-CH2CH3、-OH,根据邻间对位置异构可知有三种同分异构体,且都是酚;当取代基是三个时:-CH3、-CH3、-OH,若是2个甲基处于邻位时,-OH有两种位置,有两种同分异构体,2个甲基处于间位时,-OH有3种位置,有3种同分异构体,2个甲基处于对位时,-OH有1种位置,有1种同分异构体,都属于酚类,所以酚类一共有9种,醇和酚数目不同,故A不符合题意;
B.甲苯的一氯代物共有4种,包括苯环上和甲基上的,分子式为C4H10O的醇可以看作羟基取代丁烷上的一个氢原子,醇的数目即为丁基的数目,有四种,所以同分异构体的数目相同,故B符合题意;
C.分子式为C4H8的烃可以是烯烃有3种(1-丁烯、2-丁烯、2-甲基丙烯),可以是环烷烃有2种,共5种;采用定位法确定丙烷的二氯代物种数是4种(1,1-二氯丙烷、1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷、2,2-二氯丙烷),同分异构体数目不同,故C不符合题意;
D.分子式为C5H12的烃属于烷烃,有3种同分异构体(正戊烷、异戊烷、新戊烷),分子式为C2H4O2且能发生银镜反应的有机物可以是HOCH2CHO,还可以是HCOOCH3,有2种,所以同分异构体数目不一样,故D不符合题意;
故答案为:B。
26. 神农尝百草、古代酿酒、制醋 提取到酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸和草酸等 首先提出“有机化学”和“有机化合物”这两个概念 首次在实验室里合成了有机化合物尿素[CO(NH2)2] 创立了有机化合物定量分析方法
【解析】略
27.(1) CH2=C(CH3)COOH 碳碳双键、 羧基
(2)3
(3) ①② ③
【详解】(1)该有机物分子为球棍模型,根据碳四个共价键,氢1个共价键,氧2个共价键,结构简式为CH2=C(CH3)COOH,所含官能团的名称为碳碳双键和羧基;
(2)核磁共振氢谱中吸收峰的数目大于有机物分子中H原子种类,H原子数目之比等于对应的峰面积之比,可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目,该有机物的核磁共振氢谱上有3个峰;
(3)同分异构体是指分子数相同,结构不同的有机物之间的互称,下列物质中与CH2=C(CH3)COOH互为同分异构体的是①②,同系物是指结构相似,分子组成上相差n个CH2原子团的有机物之间互称,则与CH2=C(CH3)COOH互为同系物的是③。
28. (CH3)3CC(CH3)3 4 9 ③ ④⑥ ① ②⑦ ⑤
【分析】同系物指结构相似、通式相同,组成上相差1个或者若干个CH2原子团的化合物,官能团数目和种类相等;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体;同种元素形成的不同单质互为同素异形体;质子数相同,质量数(或中子数)不同的原子互称同位素;组成和结构都相同的物质为同一物质,同一物质组成、结构、性质都相同,结构式的形状及物质的聚集状态可能不同。
【详解】(1)某粒子有1个原子核,核中有17个质子、20个中子,质量数为17+20=37,核外有18个电子,核内质子数比核外电子数少1,所以该微粒是带一个单位负电荷,为阴离子,该粒子的化学符号是,故答案为:;
(2)N2分子中两个氮原子间形成叁键,电子式:;NH4I碘离子与铵根离子间以离子键结合,电子式:,故答案为:;;
(3)硫化钠为离子化合物,一个钠原子失去一个电子,一个硫原子得到两个电子,用电子式表示硫化钠的形成过程:Na2S:,故答案为:;
(4)1L烷烃A的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下9L水蒸气,根据氢原子守恒,所以烷烃A分子中含18个氢原子,即2n+2=18,n=8,所以A的分子式为C8H18,则烷烃A含有6个甲基的结构简式(CH3)3CC(CH3)3;故答案为:(CH3)3CC(CH3)3;
(5)烷烃B在同温同压下蒸气密度是H2的50倍,烷烃的通式为:CnH2n+2,烷烃的相对分子量为:14n+2,密度之比等于摩尔质量之比,就等于相对分子量之比,B的相对分子质量为:50×2=14n+2,解得n=7,所以B的分子式为C7H16,则烷烃B主链有5个碳原子的同分异构体有、、、共4种,故答案为:4;
(6)先定碳骨架:C4有两种碳骨架、;再定一个氯原子:氯原子的位置有、,后动另一个氯原子:(因两个取代基相同,需要防止重复)、、、,因此C4H8Cl2的同分异构体共有4+2+3+0=9种;故答案为:9;
(7)①O2和O3是同种元素所形成的性质不同的单质,互为同素异形体; ②H2 D2 T2都是氢元素组成的,是属于同种物质;③12C和14C中子数不同,是碳元素的不同原子,互为同位素;④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3分子式相同,结构不同,为碳链异构,互为同分异构体;⑤癸烷和十六烷结构相似,都属于烷烃,分子组成上相差6个CH2原子团,属于同系物;⑥CH3(CH2)5CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5分子式相同,结构不同,为碳链异构,互为同分异构体; ⑦都是甲烷的二溴代物,属于同种物质。
互为同位素的是③(填序号,下同);互为同分异构体的是④⑥;互为同素异形体的是① ;为同一物质的是②⑦;互为同系物的是⑤,故答案为:③;④⑥;①;②⑦;⑤