专题2《有机物的结构与分类》测试题
一、单选题(共12题)
1.已知苯()分子有一类氢原子,其中二氯代物有3种,萘()分子有两类氢原子,其中二氯代物有10种,蒽()分子有三类氢原子,其中二氯代物有
A.13种 B.15种 C.18种 D.20种
2.下列各组有机物中,既不互为同系物,又不互为同分异构体的是
A.CH3CH2CH2SCH2CH3与CH3CH2CH2CH2CH2SH
B.与
C.CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3
D.CH2Cl2与CCl4
3.下列各组物质中,不属于同分异构体的是
A. 与
B.CH3COOH与CH3OOCH
C.CH3-CH2-CH2-CH2-CH3与
D. 与
4.下列有机物分类正确的是
A.芳香族化合物 B.羧酸
C. 醛 D.酚
5.设 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.10.4g 苯乙烯中含有的碳碳双键的总数为0.1NA
B.2.8g 由乙烯和丙烯组成的混合物中,所含的原子总数为0.6NA
C.室温下,7.2g 戊烷分子中,所含C-C 键的总数一定为0.4NA
D.标准状况下,2.24LCH2C12 分子中所含氯原子的总数为0.2NA
6.下列各项表达中正确的是
A.-CH3的电子式为 B.三硝基甲苯的结构简式:
C.光气COCl2的结构式: D.聚丙烯的结构简式:
7.抗癌药阿霉素与环糊精在水溶液中形成超分子包合物,增大了阿霉素的水溶性,控制了阿霉素的释放速度,从而提高其药效。下列说法错误的是
A.阿霉素分子中碳原子的杂化方式为、 B.红外光谱法可推测阿霉素分子中的官能团
C.阿霉素分子只含有羟基、羧基和氨基 D.阿霉素分子中有手性碳原子
8.辛烷值是交通工具所使用的燃油抵抗震爆的指标。异辛烷(结构如图所示)用作抗爆性优良的标准,辛烷值为100,正庚烷用作抗爆性低劣的标准,辛烷值为0,下列说法错误的是
A.沸点:正辛烷>异辛烷
B.异辛烷的系统命名:2,4,4-三甲基辛烷
C.正庚烷和异辛烷的一氯代物种类均为4种
D.1个异辛烷分子中含C-H键个数为18
9.下列关于有机物的说法中,错误的是
A.用溴水可区分环己烷、乙醇、四氯化碳和3-己烯四种无色液体
B.1 mol2-甲基-1,3-丁二烯与氯气完全加成后再与氯气取代,整个过程最多需6 mol氯气
C.与等物质的量的Br2发生加成反应,生成的有机物最多有5种(不含立体异构)
D.可由和CH2=CH - CH3通过加聚反应制得
10.化合物X是一种有机溶剂。使用现代分析仪器对有机物X的分子结构进行测定,相关结果如图1、图2、图3所示:
有关X的说法不正确的是
A.X的相对分子质量应为74
B.X的分子式是C4H10O
C.0.3molX中含有C-H键的数目为3mol
D.有机物M是X的同分异构体,M的结构有4种(不包括X本身,且不考虑立体异构)
11.下列有关物质的同分异构体(不考虑立体异构)数目分、的分析中正确的是
选项 A B C D
分子式 C3H8O C3H8 C7H16 C8H10
限定条件 能与钠反应 二氯化物 分子中还有3个甲基 芳香烃、能得到3种硝基化物
同分异构体数目 2 3 2 3
A.A B.B C.C D.D
12.抗癌药阿霉素与环糊精在水溶液中形成超分子包合物,增大了阿霉素的水溶性,控制了阿霉素的释放速度,从而提高其药效。下列说法错误的是
A.阿霉素分子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
B.红外光谱法可推测阿霉素分子中的官能团
C.阿霉素分子含有羟基、羧基和氨基
D.阿霉素分子中,基态原子的第一电离能最大的元素为N
二、填空题(共9题)
13.写出下列化合物的命名或结构简式。
(1)CH3CH2CH2CH2OH
(2)2,3-二甲基-3-乙基戊烷
(3)
(4)2-乙基-1-戊烯
(5)
(6)4,5-二乙基-2-辛炔
14.按要求回答下列问题:
(1)维生素C,又称抗坏血酸,其分子结构为:,其中含氧官能团的名称为 。推测维生素C 溶于水(填“难”或“易”),从结构上分析原因是 。
(2)2004年英国两位科学家用特殊的胶带将石墨片(如图)不断撕开,最后得到单层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯,他们获得2010年诺贝尔物理学奖。用胶带撕开石墨层过程中破坏的作用力为 ,从结构上分析石墨烯可以作为高强度材料的理由是 。
15.现有几种有机物:
请根据上述给出的物质按要求回答下列问题:
(1)上述物质中所有原子共平面的是 (填正确答案标号)
(2)E、F、G三者互为 。A、B、E三者互为 。
(3)C能使溴的四氯化碳溶液褪色,反应的化学方程式是 ,其反应类型为 。
(4)有机物H的一氯代物有 种。
(5)在120℃,1.01×105Pa条件下,A和某种气态烃与足量的O2完全燃烧后,恢复到原来的温度和压强,测得反应前后气体的体积没有发生改变,则该烃是 (填序号)
(6)用“>”表示B、E、F、G熔沸点由高到低顺序: (填序号);
16.Ⅰ.A.CH3CH2CH2CHO与
B.与
C.与
D.CH3CH2C≡CH与CH2=CH—CH=CH2
E.与
(1)上述各组化合物属于同分异构体的是 (填字母)。
(2)上述化合物A中的含氧官能团是 (填名称);根据官能团的特点可将C中两化合物划分为 类和 类。
(3)上述化合物中属于芳香化合物的是 (填字母),属于羧酸的是 (填字母),能加聚生成高分子的是 (填字母)。
Ⅱ.写出下列有机物的名称或结构简式:
(1)结构简式为的烃可命名为 。
(2)2,5-二甲基-1-己烯的结构简式: 。
(3)2,2,3-三甲基丁烷的结构简式: 。
(4)键线式为的名称是: 。
(5)的系统命名是 。
17.自20世纪90年代以来,稠环化合物的研究开发工作十分迅速,这一类物质在高科技领域有着十分广泛的应用前景。下面是苯和一系列稠环芳香烃的结构简式:
试解答下列问题:
(1)写出化合物②⑤的分子式:② ;⑤ ;
(2)这组化合物分子式的通式是:
(3)某课外兴趣小组,做了系列实验,他们将该系列的前5种芳香烃逐一加到浓的酸性高锰酸钾溶液中加热。结果发现,只有苯无明显变化,其余4种物质都能使酸性高锰钾溶
液褪色。经分析知后4种稠环芳烃的氧化产物是:、
或者两者都有。由此你能得出的结论是: ,
(4)甲、乙、丙三同学同做酸性高锰酸钾溶液氧化并五苯的实验。甲将氧化后的混合液酸化分离得到一种无色晶体X,称取0.2540g X,用热水配成100mL溶液中和滴定,取出25.00mL,用0.1000mol·L-1NaOH溶液中和滴定,滴到10.00mL时达到终点;丙用酸性高锰酸钾氧化并五苯,将氧化后的混合液酸化分离得到无色晶体Y,中和测定知Y的中和能力只有X的中和能力的一半;乙用酸性高锰钾溶液氧化并五苯,将氧化后的混合液酸化分离得无色晶体,经分析其中包含了甲与丙得的两种成分,通过计算推理确定X的结构简式 。
(5)在Y的同分异构体中与Y同属芳香族化合物既可看作羧酸类,又可看作酯类的同分异构体的结构简式有: ,
在Y的同分异构体中既不属于羧酸类,又不属于酯类,但可看作常见芳香烃的衍生物的同分异构体的结构简式有 (写一种)
18.回答下列问题
(1)氮元素是重要的非金属元素,可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。
①NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是 。
②NaN3与KN3相比,NaN3的熔点 (填“>”、“=”或“<”)KN3的熔点。
③某元素X形成的离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与N3-形成晶体的结构如图所示。X是 (填元素符号),晶体中距离每个N3-最近的X+有 个。
(2)找出合适的序号填在对应的空格中。
①环戊烷和环丁烷②12C和14C③CH3OCH2CH3和CH3CH2OCH3
④红磷和白磷⑤和⑥CH3CH2CHO和CH3COCH3
属于同一物质的是 ;互为同位素的是 ;互为同系物的是 ;互为同分异构体的是 。
19.填空。
(1)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如图所示,则A的结构简式为 ,请预测B的核磁共振氢谱上有 个峰(信号)。
(2)用系统命名法命名下列物质
① ;
②CH3CH2CH(CH3)2 。
(3)写出结构简式或名称:
①分子式为C8H10的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,写出该芳香烃结构简式 。
②戊烷(C5H12)的某种同分异构体只有一种一氯代物,写出该戊烷的名称 。
20.Ⅰ.某烃的结构简式为
(1)该烃的名称为 。
(2)若该烃是由烯烃(含一个碳碳双键)和氢气加成而来,则烯烃的结构有 种;若该烃是由某炔烃(含一个碳碳三键)和足量氢气加成而来,则炔烃的结构简式为 。
II.标准状况下,1.68 L无色无味的可燃性气体在足量氧气中完全燃烧,若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3 g。
(1)计算燃烧产物中水的质量为 。
(2)若原气体是单一的烃类气体,通过计算推断它的分子式: 。
(3)若原气体是两种等物质的量的气态烃的混合物,请写出它们的结构简式(要求写出一组符合条件的物质的结构简式即可): 。
21.根据有机化学基础,请回答下列问题:
(1)如图是含C、H、O三种元素的某有机分子模型(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键),其所含官能团的名称为 。
(2)的名称(系统命名)为 ,的分子式为 。
(3)分子式为C5H10,且属于烯的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
(4)相对分子质量为114,其一氯代物只有一种的链烃的结构简式 ,该物质的名称为 ;
(5)某有机化合物A经李比希法测得其中含碳元素为72.0%、含氢元素为6.67%,其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为150
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱如图甲所示,其面积之比为1:2:2:2:3
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图乙所示
则A的分子式为 ,写出符合条件的A的一种结构简式: 。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】蒽()分子有三类氢原子,即,其一氯代物有三种,当一个氯在①位时,苯环上氢原子有9类;当氯在②位时,苯环上去除①位氢原子外,氢原子仍有5类;当氯在③位时,苯环上去除①、②位氢原子外氢原子仍有1类,则二氯代物共有15种,B正确。
故选:B。
【点睛】根据分子中等效H原子判断,分子中由几种H原子,其一氯代物就有几种异构体。对于等效氢的判断:①分子中同一甲基上连接的氢原子等效;②同一碳原子所连甲基上的氢原子等效;③处于镜面对称位置上的氢原子等效。二氯代物可以在一氯代物的基础上再判断等效氢的种类,确定二氯代物的种类,特别注意原来一氯代物的位置不能重复,这是难点。
2.D
【详解】A.同系物要求官能团种类和数目相同且化学式中相差n各CH2(n不为0)。而同分异构体要求化学式相同而结构不同。两者化学式相同,前者为硫醚键而后者为硫醇官能团不同则两者为同分异构体, A项错误;
B. 两种物质均含有两种官能团-PH和-COOH,分子组成上相差一个CH2原子团,两者互为同系物,B项错误;
C. 两种物质分子式相同,但结构不同,前者为乙酸乙酯后者为丙酸甲酯,两者互为同分异构体,C项错误;
D. 两种物质分子式不同,且官能团数量不同前者二氯代物后者为四氯代物,两者既不是同系物也不是同分异构体,D项正确;
答案选D。
【点睛】同系物判断方法:(1)看官能团种类是否相同;(2)看每种官能团数目是否相同;(3)看是否相差n个CH2。
3.A
【详解】A.甲烷是正四面体结构,因此二氯甲烷只有一种结构,两种结构为同种物质,故A错误;
B.前者为乙酸,后者为甲酸甲酯,两者分子式相同,结构不同,属于同分异构体,故B正确;
C.前者为戊烷,后者为2-甲基丁烷,两者均为烷烃,分子式相同,结构不同,属于同分异构体,故C正确;
D.前者为邻甲基苯酚,后者为苯甲醇,两者结构分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故D正确;
故选:A。
4.B
【详解】A.中不含苯环,不属于芳香族化合物,故A项错误;
B.中含有羧基,属于羧酸,故B项正确;
C. 中含有羧基,不含醛基,故C项错误;
D.中羟基为醇羟基,不是酚羟基,故D项错误;
综上所述,正确的是B项。
5.D
【详解】A.苯乙烯的分子式为C8H8,则物质的量为=0.1mol,苯乙烯中含有的碳碳双键的总数为0.1NA,A正确;
B.乙烯和丙烯的分子式分别为C2H4、C3H6,则混合物的最简式为CH2,2.8g由乙烯和丙烯组成的混合物中,所含“CH2”的物质的量为=0.2mol,则原子总数为0.6NA,B正确;
C.戊烷的分子式为C5H12,分子中含有4个C-C键,室温下,7.2 g新戊烷分子中,所含C-C键的总数为×4NA=0.4 NA,C正确;
D.标准状况下,CH2Cl2呈液态,无法计算2.24 LCH2Cl2的物质的量,也就无法计算分子中所含氯原子的总数,D错误;
故选D。
6.C
【详解】A.-CH3的电子式为,A项错误;
B.三硝基甲苯的结构简式:,B项错误;
C.光气COCl2的结构式:,C项正确;
D.聚丙烯的结构简式:,D项错误。
故选C。
7.C
【详解】A.阿霉素分子中,碳原子的价层电子对数有3和4两种,则碳原子的杂化方式为、,A正确;
B.红外光谱法可推测有机物分子中所含有的某些化学键和原子团,利用红外光谱法,可推测阿霉素分子中的官能团,B正确;
C.阿霉素分子中含有羟基、羧基、氨基、酮羰基、醚键等,C错误;
D.连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。阿霉素分子中,右侧两个环上有5个碳原子为手性碳原子,D正确;
故选C。
8.B
【详解】A.对于烷烃的同分异构体,支链越多,沸点越低,则沸点:正辛烷>异辛烷,故A正确;
B.选择最长的碳链为主链,从支链最近的一端给主链编号,若支链离链段一样近,则满足取代基位次之和最小,所以异辛烷的主链上有5个碳原子,从右端开始编号,名称为:2,2,4-三甲基戊烷,故B错误;
C.正庚烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3,有四种不同化学环境的氢原子,一氯代物有4种;异辛烷2号碳原子上连的三个甲基上的氢原子等效,4号碳原子上连的两个甲基上的氢原子等效,所以异辛烷也有四种不同化学环境的氢原子,有四种一氯代物,故C正确;
D.异辛烷的分子式为C8H18,每个氢原子都和碳原子结合,所以1个异辛烷分子中含C-H键个数为18,故D正确;
故选B。
9.B
【详解】A.溴水与环己烷不反应,上层有机层呈橙色,下层为水层无色;与乙醇互溶不分层;与四氯化碳分层,上层为水层无色,下层为橙色;与3-己烯发生加成反应溶液褪色,A正确;
B.取代时1mol氢原子被取代需要1mol氯气,1 mol 2-甲基-1,3-丁二烯与氯气加成后的分子式为:C5H8Cl4,1mol该物质取代需要8mol氯气,加成时1mol双键需要1mol氯气,加成时需要2mol氯气,则共需要10mol氯气,B错误;
C.与等物质的量的Br2发生加成反应,由于含有3处碳碳双键,在三处发生加成则有3种,两处双键加成则有2种,生成的有机物最多有5种,C正确;
D.可由和CH2=CH - CH3通过加聚反应制得,D正确;
答案选B。
10.D
【分析】质荷比最大的值为化合物X的相对分子质量,其相对分子质量为74,含有C-H、C-O-C,分子中有两种不同化学环境的氢原子,个数比为2:3,故化合物X为CH3CH2OCH2CH3。
【详解】A.质谱图中质荷比最大的值为X的相对分子质量,X的相对分子质量为74,A正确;
B.根据分析可知,X为CH3CH2OCH2CH3,分子式为C4H10O,B正确;
C.X为CH3CH2OCH2CH3,1个X分子中含有10个C-H键,0.3molX中含有C-H键数目为3mol,C正确;
D.有机物M为X的同分异构体,若M为醇类,碳链为C-C-C-C时,羟基有2个位置,碳链为 时,羟基有2个位置,若M为醚类,有CH3OCH2CH2CH3、 ,因此M的结构有6种,D错误;
故答案选D。
11.A
【详解】A、C3H8O为饱和一元醇或醚,能与钠反应,说明是醇,含有羟基,可能为CH3CH2CH2OH、(CH3)2CHOH,故A正确;
B、C3H6Cl2的同分异构体可以采取“定一移二”法、,由图可知C3H6Cl2共有4种同分异构体,故B错误;
C、3个甲基需要一个支链是甲基,主链是己烷,左右各有一个-CH3,支链的甲基只能加在2或3号C上,4号C与3号C相同,5号C与2号C相同,还有一种是含有乙基的,即3-乙基戊烷,共三种,分别是2-甲基己烷、3-甲基己烷与3-乙基戊烷,故C错误;
D、芳香烃说明含有苯环,能得到三种一硝基化物说明苯环上有3种氢原子,分子式为C8H10的芳香烃,分子中含有1个苯环,故侧链为烷基,若有1个侧链,为-CH2-CH3,有一种;若有2个侧链,为-CH3,有邻、间、对三种,苯乙烷中,苯环上的一硝基代物有3种,邻二甲苯中,苯环上的一硝基代物有2种,间二甲苯中,苯环上的一硝基代物有3种,对二甲苯中,苯环上的一硝基代物有1种,共9种,可能结构有2种,故D错误;
故选A。
12.C
【详解】A.阿霉素分子中含有苯环和亚甲基,碳原子的杂化方式为sp2、sp3,故A正确;
B.红外光谱仪能测定出有机物的官能团和化学键,故B正确;
C.阿霉素分子含有羟基、氨基和羰基,没有羧基,故C错误;
D.阿霉素分子中含有H、C、N、O四种元素,同周期元素,从左往右第一电离能呈增大的趋势,N位于第VA族,p轨道电子半充满较稳定,第一电离能大于O,则这四种元素中第一电离能最大的元素为N,故D正确;
故选C。
13.(1)正丁醇
(2)
(3)2—丁醇
(4)
(5)对甲基苯酚
(6)CH3C≡CCH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3
【详解】(1)主链有4个碳,羟基在第一个碳上,故其名字为:正丁醇;
(2)主链有5个碳,在2、3号碳上有甲基,3号碳上有乙基,则其结构简式为:;
(3)主链上有4个碳,在2号位置上有羟基,则其名称为:2—丁醇;
(4)主链上有5个碳,1、2号碳上有碳碳双键,2号碳上有乙基,则其结构简式为:;
(5)酚羟基对位上有甲基,则其名称为:对甲基苯酚;
(6)4,5-二乙基-2-辛炔的主链上有8个碳原子,碳碳三键在2号和3号碳原子之间,在4号和5号碳原子上各有一个乙基,其结构简式
为:CH3C≡CCH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3。
14. 羟基、酯基 易 分子中有多个羟基,羟基易跟水分子形成氢键 范德华力 石墨烯通过碳碳共价键形成平面网状结构
【详解】(1)根据结构简式上显示,有机物含有“—OH”与“—COOR”结构,故本问第一空应填“羟基、酯基”;第二空填“易”,原因是第三空填写内容:“分子中有多个羟基,羟基易跟水分子形成氢键”;
(2)石墨晶体属于混合型晶体,层与层之间没有化学键连接,是靠范德华力维系,每一层内碳原子之间是通过形成共价键构成网状连接,作用力强,不易被破坏;所以本问第一空应填“范德华力”,第二空应填“石墨烯通过碳碳共价键形成平面网状结构”。
15. CD 同分异构体 同系物 加成反应 6 C E>F>G>B
【分析】根据题中给出的结构式、球棍模型、键线式可知A-G分别为:甲烷、乙烷、乙烯、苯、正戊烷、异戊烷、新戊烷,据此分析答题。
【详解】(1)乙烯的结构式为:,两个碳原子和四个氢原子共平面,苯分子中的六个碳原子和六个氢原子共平面,答案为:CD;
(2)E、F、G分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷,三者分子式相同,结构式不同,互为同分异构体;A、B、E分别为甲烷、乙烷和正戊烷,三者结构相似,分子组成上相差若干个CH2,互为同系物,答案为:同分异构体;同系物;
(3)乙烯和溴的四氯化碳溶液发生加成反应,反应方程式为:,答案为:;加成反应;
(4)H中含有的等效氢如图所示:,等效氢的种数等于一氯代物的种数,答案为:6;
(5)烃燃烧的通式为:,120℃,1.01×105Pa条件下,水为气态,反应前后气体的体积没有发生改变,推知,解得,混合后的烃氢原子数为:4,甲烷中氢原子数为:4,则另一种气态烃中氢原子数同样为:4,只能为乙烯,答案为:C;
(6)烃的沸点大小关系为:碳数越多,沸点越高,同碳数,支链越多,沸点越低,答案为:E>F>G>B。
16. AD 醛基、羰基(或酮基) 酚 芳香醇 C E D 1,3-二甲苯或间二甲苯 3-甲基-1-丁烯 2-甲基戊烷
【详解】(1) A. CH3CH2CH2CHO与分子式都是C4H8O,分子式相同而结构不同,因此二者属于同分异构体,A符合题意;
B. 与分子式不同,结构相似,二者属于同系物,但不属于同分异构体,B不符合题意;
C. 与分子式不同,不属于同分异构体,C不符合题意;
D. CH3CH2C≡CH与CH2=CH—CH=CH2分子式都是C4H6,分子式相同而结构不同,因此二者属于同分异构体,D符合题意;
E. 与分子式不同,结构相似,分子组成相差2个CH2原子团,二者属于同系物,不属于同分异构体,E不符合题意;
故合理选项是AD。
(2)选项A中的CH3CH2CH2CHO的含氧官能团是-CHO,名称为醛基; 中含氧官能团名称为羰基(或酮基);选项C中 的官能团羟基-OH与苯环直接连接,该物质属于酚类;而中的官能团与侧链连接,属于芳香醇;
(3)含有苯环的化合物为芳香族化合物,在上述化合物中属于芳香化合物的是与,故合理选项物质序号是C;其中E中的 与分子中含有羧基和烃基,而二者为羧酸,合理选项序号是E;CH3CH2C≡CH含有不饱和的碳碳三键,而CH2=CH—CH=CH2含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下能够发生加聚反应产生高聚物,故能加聚生成高分子的是D;
II.(1)结构简式为的烃分子中苯环上的两个甲基处于苯环上的间位,名称为1,3-二甲苯或间二甲苯;
(2)根据有机物系统命名原则,2,5-二甲基-1-己烯的结构简式为;
(3)2,2,3-三甲基丁烷的结构简式为:;
(4)键线式为表示的物质结构简式为,名称是3-甲基-1-丁烯;
(5)对于,要从右端为起点,给主链上C原子编号,来确定支链甲基的位置,名称为2-甲基戊烷。
【点睛】本题考查了物质的分类、命名、结构简式的书写及同分异构体的判断、有机物官能团的判断。掌握有机物结构特点及命名原则是本题解答的关键。
17.(1)
(2)
(3)苯很稳定,不能被高锰酸钾氧化
(4)
(5)
【分析】(1)根据有机物的结构简式可以写出各物质的分子式;
(2)根据以上五种有机物的分子式找出碳、氢原子数目的变化规律,从而找出通式;
(3)根据信息即可得出苯很稳定的结论;
(4)根据题给信息可知,后4种稠环芳烃的氧化产物是:、;甲将氧化后的混合液酸化分离得到一种无色晶体X的中和碱的能力是丙将氧化混合液酸化分离得到无色晶体Y中和碱的能力的2倍,且乙将氧化后的混合液酸化分离得无色晶体,经分析其中包含了甲与丙的两种成分,所以X的结构简式为,Y的结构简式为;
(5)根据Y的结构简式为;结合与Y互为同分异构体的条件,进行分析。
【详解】(1)根据有机物的结构简式可知,①② ③ ④ ⑤;答案:②;⑤;
(2)根据以上五种有机物的分子式可知,碳原子数相差4,氢原子数相差2个,因此这组化合物分子式的通式是:;答案:;
(3)前5种芳香烃逐一加到浓的酸性高锰酸钾溶液中加热,结果发现,只有苯无明显变化,其余4种物质都能使酸性高锰钾溶液褪色,这说明苯的结构很稳定,不能被高锰酸钾氧化;答案:苯很稳定,不能被高锰酸钾氧化;
(4)根据题给信息可知,后4种稠环芳烃的氧化产物是:、;甲将氧化后的混合液酸化分离得到一种无色晶体X的中和碱的能力是丙将氧化混合液酸化分离得到无色晶体Y中和碱的能力的2倍,且乙将氧化后的混合液酸化分离得无色晶体,经分析其中包含了甲与丙的两种成分,所以X的结构简式为,Y的结构简式为;甲实验中消耗氢氧化钠的量为;而X( )分子量为254;所以0.2540g X的物质的量为;1molX中含有,所以0.001molX消耗碱液0.004mol;符合题意转化关系。
答案:;
(5)结合以上分析可知,Y的结构简式为;与Y同属芳香族化合物既可看作羧酸类,又可看作酯类的同分异构体的结构简式有:,,;在Y的同分异构体中既不属于羧酸类,又不属于酯类,但可看作常见芳香烃的衍生物的同分异构体的结构简式有等;
答案:,,;。
18.(1) NBr3 >NCl3>NF3 > Cu 6
(2) ③⑤ ② ① ⑥
【解析】(1)
①NF3、NBr3、NCl3均为分子晶体,且结构相似,相对分子质量越大则分子间作用力越大,沸点越高,故沸点由高到低的顺序是NBr3 >NCl3>NF3。
②NaN3与KN3结构相似,均为离子晶体,钠离子半径小于钾离子半径,NaN3中离子键键能更大,故NaN3的熔点>KN3的熔点。
③X失去1个电子形成X+,且离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子,则X为Cu元素;由图可知,晶体中XYZ轴每个方向距离每个N3-最近的X+各有2个,故共6个。
(2)
甲烷为四面体形结构,则其二氟取代物⑤和属于同一物质;③CH3OCH2CH3和CH3CH2OCH3结构相同也属于同一种物质;
具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;互为同位素的是②12C和14C;
同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;互为同系物的是①环戊烷和环丁烷;
同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;互为同分异构体的是⑥CH3CH2CHO和CH3COCH3。
19.(1) BrCH2=CH2Br 2
(2) 乙苯 2-甲基丁烷
(3) 2,2-二甲基丙烷(或新戊烷)
【详解】(1)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图显示只有一个峰,说明A分子中只有一种H原子,则A的结构简式为:BrCH2-CH2Br;C2H4Br2有两种同分异构体BrCH2-CH2Br和CH3CHBr2,则B为CH3CHBr2,B有两种不同的H原子,所以B的核磁共振氢谱上有2个峰;
(2) 系统命名法命名为乙苯;CH3CH2CH(CH3)2主链有4个碳原子,在第2号碳原子上有一甲基,则其系统命名法命名为2-甲基丁烷;
(3)①分子式为C8H10的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,说明在苯环上的对位有2个取代基—CH3,该芳香烃结构简式是 ;
②戊烷(C5H12)的某种同分异构体只有一种一氯代物,说明分子中只有一种H原子,则该戊烷是新戊烷,系统命名法命名为2,2—二甲基丙烷。
20. 2—甲基—3—乙基戊烷 4 2.7g C2H4 CH4、CH3C≡CH 或 CH≡CH 、 CH3CH3
【详解】Ⅰ.(1),该有机物主链中最长碳链含有5个C,主链为戊烷,编号从距离甲基最近的右下方开始,在2号C含有1个甲基,在3号C含有1个乙基,该有机物命名为:2-甲基-3-乙基戊烷;
(2)的碳架为:,该碳架上能够碳架碳碳双键的方式有:①②、②③、③④、④⑤,所以该烯烃的结构有4种;添加碳碳双键时,只有④⑤号碳原子能够添加碳碳三键,所以该炔烃的结构简式为:;
II.(1)设燃烧产物中CO2的质量为x.
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
44 100
x 15.0g
x=6.6g,而碱石灰既能吸收燃烧生成的水,又能吸收燃烧生成的二氧化碳,因此,增重的质量即燃烧生成二氧化碳和水的质量总和:m(CO2)+m(H2O)=9.3g,m(H2O)=9.3g-6.6g=2.7g;
(2)无色可燃气体n(无色可燃气体)==0.075mol,
n(CO2)==0.15mol,则n(C)=0.15mol;n(H2O)==0.15mol,则n(H)=n(H2O)×2=0.3mol,即0.075mol气体中含有0.15molC,0.3molH,所以1mol气体中含有2molC,4molH,所以该气体的分子式是C2H4;
(3)因为单一气体为C2H4,现为等物质的量的两种气体烃的混合物,所以在2mol混合气体中,应含有4molC原子,8molH原子,这两种气气态烃可能是“CH4和C3H4”或“C2H2 和C2H6”。
【点睛】本题考查学生燃烧法确定有机物分子组成的知识,根据原子守恒法来解答,难度不大。根据有机物燃烧时,有机物中的碳全部转化为二氧化碳,二氧化碳与足量的氢氧化钙完全反应,生成不溶于水的白色沉淀碳酸钙,利用生成碳酸钙的质量计算燃烧生成二氧化碳的质量;碱石灰既能吸收燃烧生成的水,又能吸收燃烧生成的二氧化碳,因此,增重的质量即燃烧生成二氧化碳和水的质量总和,从而求出水的质量,根据生成二氧化碳和水的质量计算出可燃物中C、H元素的物质的量,再根据条件求出分子式。
21.(1)碳碳双键、羧基
(2) 3-乙基-1-戊烯 C7H10O5
(3)5
(4) 2,2,3,3-四甲基丁烷
(5) C9H10O2
【详解】(1)由分子模型可知,所含官能团的名称为碳碳双键、羧基,故答案为:碳碳双键、羧基;
(2)的名称(系统命名):3-乙基-1-戊烯;分子式为C7H10O5,故答案为:3-乙基-1-戊烯;C7H10O5;
(3)戊烷的同分异构体有CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、 、 ,若为CH3-CH2-CH2-CH2-CH3,相应烯烃有CH2=CH-CH2-CH2-CH3、CH3-CH=CH-CH2-CH3,即有2种异构;若为 ,相应烯烃有:CH2=C(CH3)CH2CH3;CH3C(CH3)=CHCH3;CH3CH(CH3)CH=CH2,即有3种异构;若为 ,没有相应烯烃,即不考虑立体异构,共5种,故答案为:5;
(4)由可知,该链烃的分子式:C8H18,即该链烃属于烷烃,由烷烃的一氯代物只有一种可知,分子中只含有1类氢原子,结构简式为: ,分子中最长碳链含有4个碳原子,名称为:2,2,3,3-四甲基丁烷,故答案为: ;2,2,3,3-四甲基丁烷;
(5)有机物A中C原子个数==9,有机物A中H原子个数==10,有机物A中O原子个数==2,所以有机物A的分子式为C9H10O2;由A分子的红外光谱知,含有C6H5C-基团,由苯环上只有一个取代基可知,苯环上的氢有三种,H原子个数分别为1个、2个、2个,由A的核磁共振氢谱可知,除苯环外,还有两种氢,且两种氢的个数分别为2个、3个,由A分子的红外光谱可知,A分子结构有碳碳单键及C-H、C=O、C-O等基团,所以符合条件的有机物A结构简式为: ,故答案为: