人教版(2019)选择性必修3《第一章
有机化合物的结构特点与研究方法》2021年高频易错题集2
一.选择题(共10小题)
1.化学工作者把烃的通式用键数的形式表示,给研究有机物分子中键能大小的规律带来了很大的方便。设键数用I表示,则烷烃中碳原子数与键数的关系通式为CnI3n+1,那么饱和一元醇中碳原子数跟键数关系的通式应为( )
A.CnI3n﹣1
B.CnI3n+1
C.CnI3n﹣2
D.CnI3n+2
2.1874年22岁的范特霍夫和27岁的勒贝尔分别提出碳正四面体学说,建立了分子的立体概念.如图所示均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况( )
A.结构示意图
B.电子式
C.球棍模型
D.比例模型
3.下列说法中,错误的是( )
A.有机物
CH4
和CH3OH,不论以何种比例混合,混合物完全燃烧后,产生的水和二氧化碳的分子数比为2:1
B.为了除去甲烷中含有的少量乙烯气体,将混合气体通过酸性高锰酸钾溶液中洗气,可以得到纯净的甲烷气体
C.将a
g
CH2O、H2以及CO的混合气体在氧气中完全燃烧的产物,通过足量的过氧化钠固体,充分反应后,固体增重也是a
g
D.实验室制取乙炔时,可将生成的气体通过硫酸铜溶液,除去可能存在的H2S等气体
4.下列化合物中的所有原子一定都在同一平面上的是( )
A.CH4
B.CH3COOH
C.C≡CH
D.(CH3)3﹣C≡C﹣CH=CHCH3
5.三聚氰胺(结构如图)六元环中的碳氮键键长相等.与制酚醛树脂相似,甲醛与三聚氰胺缩聚也可制得三聚氰胺树脂.以下关于三聚氰胺的叙述肯定错误的是( )
A.分子式为C3H9N6
B.六元环中实际上没有单双键交替的碳氮键
C.与甲醛缩聚时有水生成
D.有弱碱性
6.分子式为C4H9OCl且能与金属钠反应产生氢气的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种
B.10种
C.12种
D.14种
7.下列说法正确的是( )
A.的命名为2,3﹣二甲基﹣1﹣丙醇
B.分子中含有两种官能团
C.含有羟基的化合物一定为醇类物质
D.1,3﹣丁二烯与氯气发生加成反应时产物只有一种
8.下列有关苯酚的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A.苯酚能与氢气加成生成环己醇
B.苯酚能和Na2CO3溶液反应
C.苯酚燃烧产生带浓烟的火焰
D.苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚
9.生活中处处有化学。下列说法正确的是( )
A.“可燃冰”有望成为未来新能源,其主要成分是甲烷和水
B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和脂类
D.用地沟油制取的生物柴油与从石油中炼制的柴油都是属于烃类物质
10.下列各组物质属于同分异构体的是( )
A.16O和18O
B.H2O和H2O2
C.O2和O3
D.乙醇和二甲醚
二.填空题(共5小题)
11.某链烃的化学式为C6H4,若分子中已有1个碳碳双键,则含碳碳叁键(﹣C≡C﹣)
个.某链状烃的化学式为C200H200,则分子中最多含碳碳叁键
个.
12.填表
结构简式
键线式
名称
13.为了测定某有机物A的结构,做如下实验:
①将2.3g该有机物完全燃烧,生成0.1mol
CO2和2.7g水;
②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图一所示的质谱图;
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图二所示图谱,图中三个峰的面积之比是1:2:3.
④用红外光谱仪处理该化合物,得到如图三所示图谱.
试回答下列问题:
(1)有机物A的相对分子质量是
.
(2)有机物A的实验式是
.
(3)有机物A的分子式是
.
(4)有机物A的结构简式是
.
14.回答下列问题。
(1)乙醇(CH3CH2OH)在PMR(核磁共振氢谱)中可能有
组信号峰,甲醚(CH3OCH3)在PMR(核磁共振氢谱)中可能有
组信号峰。
(2)在常温下测得的某烃C8H10的PMR(核磁共振氢谱),观察到两种氢原子给出的信号,其强度之比为2:3,试确定该烃的结构简式为
。
15.按要求填空。
(1)乙烯的产量常作为
的标志,写出乙烯的一种用途
。
(2)写出高分子的名称
,其单体的结构简式
。
(3)壬烷有多种同分异构体,其中一种同分异构体不能由烯烃加成得到,写出这种同分异构体结构简式
。
(4)有机物C8H8的一种同分异构体1H﹣﹣NMR谱中只有一个信号,且能使溴水褪色,写出其结构简式
。
(5)有机物C7H15Br的一种同分异构体与氢氧化钠的乙醇溶液共热可得到三种烯烃,写出这种同分异构体的结构简式
。
三.解答题(共5小题)
16.乙炔分子的碳原子采取什么杂化轨道?它的杂化轨道用于形成什么化学键?怎样理解它存在C≡C键?
17.合成分子量在2000﹣50000范围内具有确定结构的有机化合物是一个新的研究领域.1993年报道合成了两种烃A和B,其分子式分别为C1134H1146和C1398H1278.B的结构跟A相似,但分子中多了一些结构为的结构单元.B分子比A分子多了
个这样的结构单元(填写数字).
18.实验测定某有机物元素质量组成为C:69%,H:4.6%,N:8.0%,其余是O,相对分子质量在300~400之间,(1)求有机物的实验式.
(2)求有机物的相对分子质量.
(3)有机物的分子式.
19.简答题
(1)写出最简单的有机化合物的结构式:
(2)在下述反应中,属于取代反应的是
;属于氧化反应的是
;属于加成反应的是
.
①由乙烯制取氯乙烷
②乙烷在空气中燃烧③乙烯使溴水褪色
④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
⑤乙烷在光照下与氯气反应
(3)写出下列物质间转化的化学方程式,注明反应条件.
CH3CHOC2H5OH
C2H4
C2H5Br.
20.某有机化合物的结构简式为(提示:环丁烷可简写成□)。通过分析,回答下列问题:
(1)写出该有机物中的含氧官能团名称:
。
(2)试写出该物质的分子式:
。
(3)该有机物属于
。
①羧酸类化合物
②酯类化合物
③酚类化合物
④醇类化合物
⑤芳香化合物
⑥烃的衍生物
⑦烯烃类化合物
A.①③⑤
B.②④⑤
C.①④⑥
D.②⑥⑦
(4)该有机物与过量乙酸反应的化学方程式
。
人教版(2019)选择性必修3《第一章
有机化合物的结构特点与研究方法》2021年高频易错题集2
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.化学工作者把烃的通式用键数的形式表示,给研究有机物分子中键能大小的规律带来了很大的方便。设键数用I表示,则烷烃中碳原子数与键数的关系通式为CnI3n+1,那么饱和一元醇中碳原子数跟键数关系的通式应为( )
A.CnI3n﹣1
B.CnI3n+1
C.CnI3n﹣2
D.CnI3n+2
【分析】饱和一元醇的同系物通式:CnH2n+2O,碳原子共有4n个单电子成键、氢原子有2n+2个单电子成键,氧原子有2个单电子成键,则价能形成个共价键(键数),据此回答。
【解答】解:每两个成键电子构成一个共价键,分子中的单电子电子总数除以2就得到该分子中共价键总数。饱和一元醇的同系物通式:CnH2n+2O,分子中碳原子单电子数为4n个,氢原子总的单电子数为(2n+2)个,氧原子总的单电子数为2个,总单电子数为(6n+4)个,共价键总数I(3n+2),
故选:D。
【点评】本题考查了烃分子结构的特征应用,主要考查形成化学键的是一对共用电子对,每两个电子形成一个共价键,关键是规律的推断和分析。
2.1874年22岁的范特霍夫和27岁的勒贝尔分别提出碳正四面体学说,建立了分子的立体概念.如图所示均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况( )
A.结构示意图
B.电子式
C.球棍模型
D.比例模型
【分析】根据比例模型表示的是原子的相对大小及连接形式可知,甲烷的比例模型更能够反映其真实存在状况.
【解答】解:比例模型能表示出甲烷的空间构型,又能表示出分子中C、H原子的相对大小,所以甲烷的比例模型更接近分子的真实结构,
故选:D。
【点评】本题考查学生对甲烷分子结构的熟悉了解程度,题目难度不大,试题侧重基础知识的考查,意在培养学生的空间想象能力,有利于提高学生的学习兴趣和学习积极性.
3.下列说法中,错误的是( )
A.有机物
CH4
和CH3OH,不论以何种比例混合,混合物完全燃烧后,产生的水和二氧化碳的分子数比为2:1
B.为了除去甲烷中含有的少量乙烯气体,将混合气体通过酸性高锰酸钾溶液中洗气,可以得到纯净的甲烷气体
C.将a
g
CH2O、H2以及CO的混合气体在氧气中完全燃烧的产物,通过足量的过氧化钠固体,充分反应后,固体增重也是a
g
D.实验室制取乙炔时,可将生成的气体通过硫酸铜溶液,除去可能存在的H2S等气体
【分析】A.某物质在空气中完全燃烧时,产生的H2O和CO2的分子数比为2:1,即N(H2O):N(CO2)=2:1,所以该物质中氢原子与碳原子个数之比为:2×2:1=4:1,即化学式中只要碳原子与氢原子个数之比为1:4即可;
B.乙烯含有碳碳双键,被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳;
C.氢气燃烧生成水,水再与过氧化钠反应,反应方程式为:2H2+O22H2O、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,总反应方程式为:H2+Na2O2=2NaOH,固体增重为氢气质量;CO燃烧生成二氧化碳,二氧化碳再与过氧化钠反应,反应方程式为:2CO+O22CO2、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,总反应方程式为:CO+Na2O2=Na2CO3,固体增重为CO的质量,综上分析可知,H2、CO以及可拆写成(CO)m?Hn的形式的有机物能满足上述结果;
D.乙炔气体中混有硫化氢,可以用硫酸铜
或氢氧化钠溶液除去.
【解答】解:A.该物质完全燃烧生成水和二氧化碳的分子数比为2:1,即N(H2O):N(CO2)=2:1,则该物质中碳原子与氢原子个数之比为1:(2×2)=1:4,有机物
CH4
和CH3OH中均满足N(C):N(H)=1:4,故A正确;
B.乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳气体,引入新杂质,应改用溴水除杂,故B错误;
C.氢气燃烧生成水,水再与过氧化钠反应,反应方程式为:2H2+O22H2O、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,总反应方程式为:H2+Na2O2=2NaOH,固体增重为氢气质量;CO燃烧生成二氧化碳,二氧化碳再与过氧化钠反应,反应方程式为:2CO+O22CO2、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,总反应方程式为:CO+Na2O2=Na2CO3,固体增重为CO的质量,所以ag
CH2O、H2以及CO的混合气体在氧气中完全燃烧的产物,通过足量的过氧化钠固体,充分反应后,固体增重也是ag,故C正确;
D.实验室制取乙炔时,可将生成的气体通过硫酸铜溶液,目的是除去可能存在的H2S等气体,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,有机物分子式的确定,物质的除杂等,注意把握过氧化钠与二氧化碳和水反应的质量增加的质量关系,根据关系式得出固体增加的质量相当于CO和H2的质量,题目难度中等.
4.下列化合物中的所有原子一定都在同一平面上的是( )
A.CH4
B.CH3COOH
C.C≡CH
D.(CH3)3﹣C≡C﹣CH=CHCH3
【分析】在常见的有机化合物中甲烷是正四面体结构,乙烯和苯是平面型结构,乙炔是直线型结构,其它有机物可在此基础上进行分析判断,以此解答该题。
【解答】解:A.甲烷是正四面体结构,所有原子一定不都在同一平面,故A错误;
B.由于甲基中4个原子不能共平面,所以CH3COOH所有原子一定不都在同一平面,故B错误;
C.苯是平面型结构,乙炔是直线型结构,直线型的乙炔是在苯所在的平面上,所以苯乙炔中的所有原子一定都在同一平面,故C正确;
D.由于甲基中4个原子不能共平面,所以(CH3)3﹣C≡C﹣CH=CHCH3中的所有原子不可能都在同一平面,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查原子共平面判断,为高频考点,侧重考查分析判断能力,可以采用知识迁移方法判断,明确甲烷、乙烯、乙炔和苯结构是解本题关键,题目难度不大。
5.三聚氰胺(结构如图)六元环中的碳氮键键长相等.与制酚醛树脂相似,甲醛与三聚氰胺缩聚也可制得三聚氰胺树脂.以下关于三聚氰胺的叙述肯定错误的是( )
A.分子式为C3H9N6
B.六元环中实际上没有单双键交替的碳氮键
C.与甲醛缩聚时有水生成
D.有弱碱性
【分析】三聚氰胺中含有的官能团有氨基,六元环中的碳氮键键长相等,类比苯的性质分析三聚氰胺的性质.
【解答】解:A、三聚氰胺的分子式为C3H6N6,故A错误;
B、三聚氰胺(结构如图)六元环中的碳氮键键长相等,所以六元环中实际上没有单双键交替的碳氮键,故B正确;
C、与制酚醛树脂相似,甲醛与三聚氰胺缩聚也可制得三聚氰胺树脂,苯酚与甲醛反应制取酚醛树脂有水生成,所以三聚氰胺与甲醛缩聚时有水生成,故C正确;
D、三聚氰胺中含有的官能团有氨基,所以有弱碱性,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查了有机物的官能团及其结构,难度不大,易错题是A,往往忽略N原子只能形成3个共价键而导致数错氢原子个数.
6.分子式为C4H9OCl且能与金属钠反应产生氢气的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种
B.10种
C.12种
D.14种
【分析】有机物C4H9OCl的同分异构体中能与Na反应放出氢气,说明其分子中含有羟基,先写出丁醇的同分异构体,然后根据丁醇中等效H原子判断其一氯代物即可,以此解答该题。
【解答】解:有机物C4H9OCl的同分异构体中能与Na反应放出氢气,说明其分子中含有羟基,丁醇有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CHOHCH2CH3、CH3CH(CH3)CH2OH、(CH3)3COH,它们的烃基分别有4、4、3、1种H,共12种,则一氯代物有12种,故C正确,
故选:C。
【点评】本题考查氯代物的同分异构体的判断,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,注意把握同分异构体的判断角度,注意书写同分异构体时避免重复和遗漏,题目难度不大。
7.下列说法正确的是( )
A.的命名为2,3﹣二甲基﹣1﹣丙醇
B.分子中含有两种官能团
C.含有羟基的化合物一定为醇类物质
D.1,3﹣丁二烯与氯气发生加成反应时产物只有一种
【分析】A.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;
B.含有碳碳双键和2个羟基;
C.酚类和醇类的官能团都是羟基;
D.1,3﹣丁二烯(CH2=CH﹣CH=CH2)含有两个双键,与氯气发生加成反应时,可以是1,2加成,也可以1,4加成。
【解答】解:A.的主链有4个碳原子的醇,羟基在2号碳上,3号碳上有1个甲基,命名为:3﹣甲基﹣2﹣丁醇,故A错误;
B.含有碳碳双键和2个羟基,共含有两种官能团,故B正确;
C.酚类和醇类的官能团都是羟基,所以含有羟基的化合物不一定为醇类物质,故C错误;
D.1,3﹣丁二烯(CH2=CH﹣CH=CH2)含有两个双键,与氯气发生加成反应时,可以是1,2加成生成Cl﹣CH2﹣CH(Cl)﹣CH=CH2,也可以1,4加成生成Cl﹣CH2﹣CH=CH﹣CH2﹣Cl,生成了2种产物,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了有机物的命名、分类及加成反应,题目难度不大,该题注重了基础性试题的考查,解题的关键是明确有机物的结构和性质,灵活运用基础知识,有利于培养学生的规范答题能力。
8.下列有关苯酚的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A.苯酚能与氢气加成生成环己醇
B.苯酚能和Na2CO3溶液反应
C.苯酚燃烧产生带浓烟的火焰
D.苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚
【分析】A、苯酚可以和氢气发生加成反应;
B、苯酚具有弱酸性,能和碱反应生成盐和水;
C、有机物大多是容易燃烧的;
D、苯酚和浓溴水反应体现了酚羟基的邻对位氢原子活泼
【解答】解:A、苯酚可以和氢气发生加成反应生成环己烷,体现了苯酚中化学键的性质,故A错误。
B、苯酚能和碳酸钠溶液反应,说明苯酚具有弱酸性,能和碱反应,故B错误;
C、有机物大多是容易燃烧的,苯酚燃烧产生带浓烟的火焰体现了有机物的通性,故C错误;
D、苯酚和浓溴水反应生成三溴苯酚,体现了酚羟基的邻对位氢原子活泼,能说明侧链羟基对苯环性质有影响,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查学生苯酚的化学性质,关键是要从侧链对苯环性质的影响以及苯环对侧链性质的影响来理解把握,较简单。
9.生活中处处有化学。下列说法正确的是( )
A.“可燃冰”有望成为未来新能源,其主要成分是甲烷和水
B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和脂类
D.用地沟油制取的生物柴油与从石油中炼制的柴油都是属于烃类物质
【分析】A、可燃冰主要成分是甲烷和水,是清洁能源;
B、纤维素与淀粉不是同分异构体;
C、花生油是植物油;
D、用地沟油制取的生物柴油属于酯类。
【解答】解:A、可燃冰主要成分是甲烷和水,是清洁能源,有望成为未来新能源,故A正确;
B、做衣服的棉为纤维素,纤维素与淀粉不是同分异构体,故B错误;
C、花生油是植物油,属于不饱和酯类,故C错误;
D、用地沟油制取的生物柴油属于酯类,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学与生活,解题的关键是对化学常识的了解,属基础性知识考查题。
10.下列各组物质属于同分异构体的是( )
A.16O和18O
B.H2O和H2O2
C.O2和O3
D.乙醇和二甲醚
【分析】具有相同的质子数不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;
由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体;
分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体,据此分析解答。
【解答】解:A.16O和18O为氧元素的同位素,故A错误;
B.H2O和H2O2为氧元素与氢原子形成的不同物质,故B错误;
C.O2和O3是氧元素的同素异形体,故C错误;
D.乙醇和二甲醚的分子式为C2H6O,分子式相同,结构不同为同分异构体,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了同素异形体、同分异构体、同位素等基本概念,题目难度不大,明确这几个概念的区别是解本题的关键。
二.填空题(共5小题)
11.某链烃的化学式为C6H4,若分子中已有1个碳碳双键,则含碳碳叁键(﹣C≡C﹣) 2 个.某链状烃的化学式为C200H200,则分子中最多含碳碳叁键 50 个.
【分析】根据分子中含有1个双键比相同碳原子的烷烃少2个氢原子,含有1个三键比相同碳原子的烷烃少4个氢原子来解答.
【解答】解:某链烃的化学式为C6H4,比相同碳原子的烷烃少10个氢原子,而分子中已有1个碳碳双键,少2个氢原子,则含碳碳叁键(﹣C≡C﹣)为2个;
某链状烃的化学式为C200H200,比相同碳原子的烷烃少202个氢原子,含有1个三键比相同碳原子的烷烃少4个氢原子,则分子中最多含碳碳叁键50个;
故答案为:2;50;
【点评】主要考查了不饱和度的概念及应用,难度不大,注意分子中氢元素数目的确定,产生1个双键就减少2个氢原子,产生1个三键就减少4个氢原子.
12.填表
结构简式
键线式
名称
2,6﹣二甲基辛烷
5﹣甲基﹣3﹣乙基﹣2﹣己烯
1,3﹣丙二醇
间二甲苯或1,3﹣二甲苯
【分析】结构简式中表示碳氢键的“﹣”一定要省略,同时也可以省略表示碳碳单键、氧氢键的“﹣”但碳碳双键和碳碳三键、碳氧双键的“﹣”不能省略;
只用键线来表示碳架,两根单键之间或一根双键和一根单键之间的夹角为120?,一根单键和一根三键之间的夹角为180?,而分子中的碳氢键、碳原子及与碳原子相连的氢原子均省略,而其他杂原子及与杂原子相连的氢原子须保留,每个端点和拐角处都代表一个碳,用这种方式表示的结构式为键线式;根据系统命名法命名。
【解答】解:的键线式为,最长碳链为8碳原子,2、6号C上分别含有一个甲基,系统命名法为:2,6﹣二甲基辛烷;
根据补齐H得到的结构简式为,含有碳碳双键的最长碳链为6个碳原子,碳碳双键位于2号C和3号C之间,5号C上一个甲基,3号C上一个乙基,命名为5﹣甲基﹣3﹣乙基﹣2﹣己烯;
根据键线式补齐H得到的结构简式为,1、3号C上分别含有一个羟基,命名为1,3﹣丙二醇;
故答案为:
结构简式
键线式
名称
2,6﹣二甲基辛烷
5﹣甲基﹣3﹣乙基﹣2﹣己烯
1,3﹣丙二醇
间二甲苯或1,3﹣二甲苯
【点评】本题考查了有机物的表示方法,熟悉有机物的结构简式、键线式的表示规则、有机物的系统命名法原则是解题关键,题目难度不大。
13.为了测定某有机物A的结构,做如下实验:
①将2.3g该有机物完全燃烧,生成0.1mol
CO2和2.7g水;
②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图一所示的质谱图;
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图二所示图谱,图中三个峰的面积之比是1:2:3.
④用红外光谱仪处理该化合物,得到如图三所示图谱.
试回答下列问题:
(1)有机物A的相对分子质量是 46 .
(2)有机物A的实验式是 C2H6O .
(3)有机物A的分子式是 C2H6O .
(4)有机物A的结构简式是 CH3CH2OH .
【分析】(1)根据质合比可知,该有机物A的相对分子量为46;
(2)根据2.3g该有机物充分燃烧生成的二氧化碳、水的量判断有机物A中的碳元素、氢元素的物质的量、质量,再判断是否含有氧元素,计算出C、H、O元素的物质的量之比,最后确定A的分子式;
(3)因为实验式是C2H6O的有机物中,氢原子数已经达到饱和,所以其实验式即为分子式;
(4)结合核磁共振氢谱判断该有机物分子的结构简式.
【解答】解:(1)在A的质谱图中,最大质荷比为46,所以其相对分子质量也是46,
故答案为:46;
(2)2.3
g该有机物中,n(C)=n(CO2)=0.1
mol,含有的碳原子的质量为m(C)=0.1
mol×12
g?mol﹣1=1.2
g,
氢原子的物质的量为:n(H)2=0.3
mol,氢原子的质量为m(H)=0.3
mol×1
g?mol﹣1=0.3
g,
该有机物中m(O)=2.3
g﹣1.2
g﹣0.3
g=0.8
g,氧元素的物质的量为n(O)0.05
mol,
则n(C):n(H):n(O)=0.1
mol:0.3
mol:0.05
mol=2:6:1,所以A的实验式是:C2H6O,
故答案为:C2H6O;
(3)因为实验式是C2H6O的有机物中,氢原子数已经达到饱和,所以其实验式即为分子式,
故答案为:C2H6O;
(4)A有如下两种可能的结构:CH3OCH3或CH3CH2OH;若为前者,则在核磁共振氢谱中应只有1个峰;若为后者,则在核磁共振氢谱中应有3个峰,而且3个峰的面积之比是1:2:3,显然CH3CH2OH符合题意,所以A为乙醇,
故答案为:CH3CH2OH.
【点评】本题考查了有机物分子式、结构简式的计算方法,题目难度中等,注意根据质量守恒确定有机物分子式的方法,明确质量比、核磁共振氢谱的含义是解题关键.
14.回答下列问题。
(1)乙醇(CH3CH2OH)在PMR(核磁共振氢谱)中可能有 3 组信号峰,甲醚(CH3OCH3)在PMR(核磁共振氢谱)中可能有 1 组信号峰。
(2)在常温下测得的某烃C8H10的PMR(核磁共振氢谱),观察到两种氢原子给出的信号,其强度之比为2:3,试确定该烃的结构简式为 。
【分析】(1)分子中含有几种等效H原子,则在PMR中就含有几组信号峰;峰的强度与每种类型氢原子的数目成正比,根据有机物的结构简式进行解答;
(2)芳香烃中含有苯环,分子式为C8H10的芳香烃中侧链含有2个C,可以是一个乙基,也可以为两个甲基,核磁共振氢谱中观察到两种氢原子给出的信号,其强度之比为2:3,数目该芳香烃结构对称,只能为对二甲苯。
【解答】解:(1)乙醇(CH3CH2OH)的结构简式中含有3种等效氢原子,则其核磁共振氢谱中有3组信号峰;
甲醚(CH3OCH3)分子中含有1种等效H原子,则甲醚(CH3OCH3)在PMR中可能有1组信号峰;
故答案为:3;1;
(2)在常温下测得某芳香烃C8H10的PMR谱,观察到两种氢原子给出的信号,其强度之比为2:3,则该芳香烃分子中含有2种等效H原子,所以其结构对称,只能为对二甲苯:,故答案为:。
【点评】本题考查了有机物结构简式的确定,题目难度中等,明确核磁共振氢谱中吸收峰的含义为解答本题的关键,注意掌握常见有机物结构与性质,试题培养了学生的分析、理解能力。
15.按要求填空。
(1)乙烯的产量常作为 衡量一个国家石油化学工业发展水平 的标志,写出乙烯的一种用途 生产聚乙烯塑料 。
(2)写出高分子的名称 聚2﹣甲基﹣1,3﹣丁二烯 ,其单体的结构简式 CH2═C(CH3)CH═CH2 。
(3)壬烷有多种同分异构体,其中一种同分异构体不能由烯烃加成得到,写出这种同分异构体结构简式 (CH3)3CCH2C(CH3)3 。
(4)有机物C8H8的一种同分异构体1H﹣﹣NMR谱中只有一个信号,且能使溴水褪色,写出其结构简式 。
(5)有机物C7H15Br的一种同分异构体与氢氧化钠的乙醇溶液共热可得到三种烯烃,写出这种同分异构体的结构简式 。
【分析】(1)石油通过裂化和裂解可以得到乙烯,乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平,乙烯可生产聚乙烯塑料;
(2)首先要根据高聚物的结构简式判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物,然后根据推断单体的方法作出判断;
(3)2,2,3,3﹣四甲基丁烷不能由烯烃加成得到;
(4)有机物C8H8的一种同分异构体1H﹣﹣NMR谱中只有一个信号,只有1种氢,能使溴水褪色,说明含有碳碳不饱和键,据此分析;
(5)与氢氧化钠的乙醇溶液共热可得到三种烯烃,说明该卤代烃分子中与溴原子连接的碳上含有三种不同的烃基。
【解答】解:(1)乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业发展水平的标志,乙烯发生加聚反应得到聚乙烯塑料,
故答案为:衡量一个国家石油化学工业发展水平;生产聚乙烯塑料;
(2)链节中主碳链为4个碳原子,含有碳碳双键结构,单体为一种,从主链中间断开后,再分别将两个半键闭合即得单体为:2﹣甲基﹣1,3﹣丁二烯,所以该高分子名称为聚2﹣甲基﹣1,3﹣丁二烯,其单体的结构简式为:CH2═C(CH3)CH═CH2,
故答案为:聚2﹣甲基﹣1,3﹣丁二烯;CH2═C(CH3)CH═CH2;
(3)丙烷中,两端六个氢原子被甲基取代,得到的物质(CH3)3CCH2C(CH3)3,2,2,4,4﹣四甲基戊烷不能由烯烃加成得到,为壬烷的同分异构体
故答案为:(CH3)3CCH2C(CH3)3;
(4)有机物C8H8的一种同分异构体1H﹣﹣NMR谱中只有一个信号,只有1种氢,能使溴水褪色,说明含有碳碳不饱和键,因结构对称,所以其结构为:,
故答案为:;
(5)与氢氧化钠的乙醇溶液共热可得到三种烯烃,说明该卤代烃分子中与溴原子连接的碳上含有三种不同的烃基,这种同分异构体的结构简式,消去可生成:CH3C(CH2CH3)=CH2CH2CH3,CH2=C(CH2CH3)CH2CH2CH3、CH3C(CH2CH2CH3)=CHCH3,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物的官能团的结构与性质,注意根据有机物的结构和同分异构体的书写,较好的考查了学生分析推理能力,题目难度中等。
三.解答题(共5小题)
16.乙炔分子的碳原子采取什么杂化轨道?它的杂化轨道用于形成什么化学键?怎样理解它存在C≡C键?
【分析】C原子的价层电子对数判断杂化类型;单键中只有1个σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含1个σ键和、2个π键,乙炔分子中含有1个碳碳三键,乙炔中C原子的价层电子对数为2,杂化轨道形成σ键,p轨道形成π键。
【解答】解:乙炔分子中含有1个碳碳三键,为直线型结构,其结构式为H﹣C≡C﹣H,乙炔中C原子的价层电子对数为2,则碳原子的杂化方式:sp,它的杂化轨道用于形成σ键,两个p轨道形成两个π键,
答:乙炔分子的碳原子采取sp杂化轨道,它的杂化轨道用于形成σ键,它存在C≡C键中是一个σ键和2个π键。
【点评】本题考查了乙炔分子结构,原子杂化方式,化学键的形成等知识,注意知识的积累,题目难度不大。
17.合成分子量在2000﹣50000范围内具有确定结构的有机化合物是一个新的研究领域.1993年报道合成了两种烃A和B,其分子式分别为C1134H1146和C1398H1278.B的结构跟A相似,但分子中多了一些结构为的结构单元.B分子比A分子多了 33 个这样的结构单元(填写数字).
【分析】根据分子式计算出B分子比A分子多出的C、H原子个数,再计算出单元中含C、H原子个数,即可计算出结构单元的个数.
【解答】解:B比A分子多出C原子数为:1398﹣1134=264,多出H原子个数:1278﹣1146=132,单元中含C个数为8,含H为4,则B比A分子多出了:33或33,
故答案为:33
【点评】本题考查了有机物分子式的计算,计算时关键要查准结构单元中C或H个数.
18.实验测定某有机物元素质量组成为C:69%,H:4.6%,N:8.0%,其余是O,相对分子质量在300~400之间,(1)求有机物的实验式.
(2)求有机物的相对分子质量.
(3)有机物的分子式.
【分析】先求出氧元素的元素质量,然后根据各元素的质量百分数求出实验式,设分子式为(C10H8NO2)n,再根据相对分子质量的范围确定分子式和相对分子质量.
【解答】解:有机物中含氧=1﹣69%﹣4.6%﹣8.0%=18.4%,该物质中各原子个数比=C:H:N:O:::5.75:4.6:0.57:1.15=10:8:1:2,实验式为C10H8NO2,
设分子式为(C10H8NO2)n,相对分子质量在300~400之间,300<(12×10+1×8+14+16×2)×n<400,
所以n=2,则有机物的相对分子质量为348,分子式为:C20H16N2O4,
答:(1)该有机物的实验式为C10H8NO2;
(2)该有机物的相对分子质量为348;
(3)该有机物的分子式为C20H16N2O4.
【点评】本题考查了有机实验式和分子式的确定,侧重于学生分析能力和计算能力的考查,题目难度不大,注意根据相对分子质量和实验式确定分子式.
19.简答题
(1)写出最简单的有机化合物的结构式:
(2)在下述反应中,属于取代反应的是 ⑤ ;属于氧化反应的是 ②④ ;属于加成反应的是 ①③ .
①由乙烯制取氯乙烷
②乙烷在空气中燃烧③乙烯使溴水褪色
④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
⑤乙烷在光照下与氯气反应
(3)写出下列物质间转化的化学方程式,注明反应条件.
CH3CHOC2H5OH
C2H4
C2H5Br.
【分析】(1)甲烷是最简单的有机物,一个甲烷分子中只含有一个碳原子和四个氢原子,碳原子最外层有4个电子,能形成4个共价键达到稳定结构,每个氢原子能形成一个共价键达到稳定结构,据此写出甲烷的结构式;
(2)有机物中的原子或原子团被其他的原子或原子团所代替生成新的化合物的反应叫取代反应;氧化反应是物质所含元素化合价升高的反应;加成反应是有机物分子中的不饱和键断裂,断键原子与其他原子或原子团相结合,生成新的化合物的反应;
(3)①乙醇的催化氧化生成乙醛和水;②乙烯在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇;③乙烯与溴化氢加成生成溴乙烷.
【解答】解:(1)最简单的有机化合物是甲烷,1个甲烷分子中含1个C、4个H原子,分子式为CH4,碳原子的最外层有4个电子,氢原子最外层1个电子,一个碳原子形成4对共用电子对,一个氢原子形成一对共用电子对,所以电子式为:,其结构式为,
故答案为:;
(2)①由乙烯制氯乙烷,乙烯含有碳碳双键,和氯化氢加成,属于加成反应;
②乙烷在空气中燃烧,碳化合价升高,氧化合价降低,属于氧化反应;
③乙烯含有碳碳双键,使溴的四氯化碳溶液褪色,为乙烯与溴单质的加成,属于加成反应液;
④乙烯含有碳碳双键,被酸性高锰酸钾氧化,碳化合价升高,使酸性高锰酸钾褪色,属于氧化反应;
⑤乙烷在光照下与氯气反应,乙烷分子中的一个氢被氯原子取代,属于取代反应;
故答案为:⑤;②④;①③;
(3)①乙醇的催化氧化,反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,
②乙烯含有双键,可以和水发生加成反应生成乙醇,方程式为:CH2=CH2
+H2OCH3CH2OH;
③乙烯与溴化氢加成CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br,
答:①乙醇的催化氧化2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,②乙烯水化CH2=CH2
+H2OCH3CH2OH,③乙烯与溴化氢加成CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br.
【点评】本题考查有机物的结构和性质,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握有机物官能团的性质以及反应类型的判断,难度不大.
20.某有机化合物的结构简式为(提示:环丁烷可简写成□)。通过分析,回答下列问题:
(1)写出该有机物中的含氧官能团名称: 羧基和羟基 。
(2)试写出该物质的分子式: C7H10O5 。
(3)该有机物属于 C 。
①羧酸类化合物
②酯类化合物
③酚类化合物
④醇类化合物
⑤芳香化合物
⑥烃的衍生物
⑦烯烃类化合物
A.①③⑤
B.②④⑤
C.①④⑥
D.②⑥⑦
(4)该有机物与过量乙酸反应的化学方程式 +3CH3COOH+3H2O 。
【分析】(1)根据有机物的结构简式确定官能团的名称;
(2)根据有机物的结构简式确定碳、氢、氧原子的数目,书写结构简式;
(3)根据官能团确定物质的类别即可;
(4)含有醇羟基的物质可以和含有羧基的物质之间发生酯化反应,据此书写方程式即可。
【解答】解:(1)由结构简式可知该有机物中的官能团名称:①羧基、②羟基、③碳碳双键,此有机物中的含氧官能团为:羧基;羟基,
故答案为:羧基;羟基;
(2)由结构简式可知该物质的分子式为C7H10O5,故答案为:C7H10O5;
(3)该有机物含C、H、O元素,为烃的衍生物,且含﹣COOH,属于羧酸类化合物,含﹣OH属于醇类化合物,故答案为:C;
(4)该物质中含有醇羟基,可以和含有羧基的物质过量乙酸之间发生酯化反应,反应方程式为:+3CH3COOH+3H2O,
故答案为:+3CH3COOH+3H2O。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质、有机物的结构、分类为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意官能团与有机物类别的关系,题目难度不大。