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1
一.选择题(共10小题)
1.有一种星际分子,其分子结构模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键、叁键等,不同花纹的球表示不同的原子).对该物质判断正确的是( )
A.该物质是烃的含氧衍生物
B.①处的化学键是碳碳双键
C.②处的化学键是碳碳单键
D.③处的原子可能是氯原子或氟原子
2.科学家最近在﹣100℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别,根据分析,绘制了该分子的球棍模型如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.该分子中碳原子的化学环境有2种
C.1mol
X在一定条件下可与2mol
H2发生反应
D.该分子中只有C﹣C键,没有C═C键
3.下列说法错误的是( )
A.实验室制酚醛树脂时,沸水浴加热,不需温度计
B.分离互溶的液态有机混合物常用分液法
C.实验室可用水除去溴乙烷中的乙醇杂质
D.常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定
4.下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是( )
A.一氯乙烷
B.2﹣丁烯
C.乙炔
D.甲烷
5.下列关于丙烯(CH3﹣CH=CH2)的说法正确的是( )
A.丙烯与环丙烷互为同分异构体
B.丙烯分子不存在非极性键
C.丙烯与1,3﹣丁二烯互为同系物
D.丙烯分子中3个碳原子在同一直线上
6.分子式为C5H9ClO2,且能与NaHCO3溶液反应放出气体的有机物共有( )
A.10种
B.11种
C.12种
D.13种
7.下列说法正确的是( )
A.命名为3,3﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷
B.用核磁共振氢谱不能区分HCOOCH3和HCOOCH2CH3
C.用Na2CO3溶液不能区分CH3COOH和CH3COOCH2CH3
D.室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1﹣氯丁烷
8.下列各项事实能够说明有机物分子内基团间的相互影响会导致物质化学性质不同的是( )
①苯酚与溴水常温可以反应,而苯与溴水不能反应;
②甲酸甲酯可以发生新制Cu(OH)2反应,而乙酸甲酯不能;
③甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
④苯酚与氢氧化钠溶液可以反应,而乙醇不能与氢氧化钠溶液发生反应;
⑤苯乙烯能与溴水反应,而苯不能与溴水反应;
⑥甲苯与浓硝酸(浓硫酸/△)作用可得到2,4,6﹣三硝基甲苯,而苯与浓硝酸(浓硫酸/△)作用得到硝基苯。
A.全部
B.只有①②④⑤
C.只有②③④
D.只有①③④⑥
9.下列各对物质中属于同分异构体的是( )
A.714N和715N
B.白磷和红磷
C.和
D.和
10.下列与CH2=CH﹣CH3互为同分异构体的是( )
A.CH2=CH2
B.CH3﹣CH2﹣CH3
C.
D.CH3﹣CH=CH2
二.填空题(共5小题)
11.烃分子中所有的化学键均是单键.
.(判断对错)
12.按要求填空:
(1)分子式为C6H12
的某烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烃的结构简式为
;
(2)若分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为
.
(3)已知某烃的相对分子质量为58,它的核磁共振氢谱只有2个峰,则它的结构简式为
、
.
13.在有机物分子中,不同氢原子的核磁共振谱中给出的信号也不同,根据信号可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目.例如二乙醚的结构简式为:CH3﹣CH2﹣O﹣CH2﹣CH3,其核磁共振谱中给出的信号有两个,如图①所示:
(1)下列物质中,其核磁共振氢谱中给出的信号只有一个的是
.(填序号)
A.CH3CH3
B.CH3COOH
C.
CH3COOCH3
D.
CH3OCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如图②所示,则A的结构简式为
,请预测B的核磁共振氢谱上有
种信号.
(3)在常温下测得的某烃C4H10的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为1:9,试确定该烃的结构简式为
;该烃在光照下生成的一氯代物在核磁共振谱中可产生
种或
种信号.
14.(1)下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题:
①上述哪一种更能反映其真实存在状况
。(填字母,下同)
a.Ⅰ
b.Ⅱ
c.Ⅲ
d.Ⅳ
②下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是
。
a.CH3Cl只代表一种物质
b.CH2Cl2只代表一种物质
c.CHCl3只代表一种物质
d.CCl4只代表一种物质
(2)分子式为CmH20的烷烃中m为
,与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为
。
(3)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是
。
15.现有下列有机化合物:
A.B.
C.D.
E.CH2=CHCOOCH=CHCOOCH=CH2
(1)可以看作醇类的是
(填字母,下同)。
(2)可以看作酚类的是
。
(3)有机物A中含有的官能团有
(填名称)。
三.解答题(共5小题)
16.碳原子最外电子层含有
个电子,根据碳原子的成键特点,每个碳原子可以跟其他非金属原子形成
个键,而且碳原子之间也能以键相结合,形成键、键或键,连接成稳定的长短不一的碳链或含碳原子数目不等的碳环,从而导致有机物种类纷繁,数量庞大.
17.据测定,指示剂酚酞的结构简式可表示为则
(1)酚酞的化学式为:
.
(2)从结构上看,酚酞可以看作是:
.
A.烯烃
B.芳香族化合物
C.醇类物质
D.酚类物质
E.酯类物质.
18.(1)下列两幅谱图是结构简式为CH3CH2CH2OH和CH3CH(OH)CH3的两种有机化合物的1H核磁共振谱图.请判断哪一幅是CH3CH(OH)CH3的1H﹣NMR谱图,并说明理由.
答:
(2)写出下列有机物的结构简式
异戊烷
氯乙烷
丙烯
乙酸乙酯
(3)下图是维生素A的分子结构
维生素A中的含氧官能团是
(写名称),维生素A的分子式是
(4)写出C3H5Cl的链状的所有同分异构体
.
19.有人设想合成具有以下结构的烃分子
(1)结构D显然是不可能合成的,原因是
.
(2)在结构A的每两个碳原子之间插入一个CH2原子团,可以形成金刚烷.则金刚烷的分子式为
.
(3)A的一种链状烃类同分异构体可由两分子乙炔聚合得到,则该链状烃的结构简式为
.
(4)B的一种同分异构体是最简单的芳香烃,能证明该芳香烃中的碳碳键不是单双键交替排列的事实是
.
a.它的对位二元取代物只有一种
b.它的邻位二元取代物只有一种
c.分子中所有碳碳键的键长均相等
d.能发生取代反应和加成反应
(5)C在一定条件下可发生卤代反应,则C的六氯代物共有
种同分异构体.
(6)C的一种属于芳香烃的同分异构体是生产某种塑料的单体,则该芳香烃分子发生加聚反应的化学方程式为:
.
20.含氧官能团的名称是
.
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1
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.有一种星际分子,其分子结构模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键、叁键等,不同花纹的球表示不同的原子).对该物质判断正确的是( )
A.该物质是烃的含氧衍生物
B.①处的化学键是碳碳双键
C.②处的化学键是碳碳单键
D.③处的原子可能是氯原子或氟原子
【分析】该分子为有机物,有机物分子中碳原子形成了4个共价键,从左边氢原子开始推断,第一个碳碳键为碳碳三键,第二个碳碳键为单键,第三个为三键,同理可推出①为碳碳三键,②为碳碳单键,③与其相连的碳应该为三键,即结构简式为:HC≡C﹣C≡C﹣C≡C﹣C≡C﹣C≡③,据此进行判断.
【解答】解:A.该化合物不含O,因此不是烃的含氧衍生物,故A错误;
B.①处的键为碳碳三键,故B错误;
C.②处的键为碳碳单键,故C正确;
D.③原子形成的键为三键,所以不可能为氟原子或者氯原子,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查有机物中碳的成键特征,是对学生综合能力的考查与知识的运用,解题关键是根据有机物中碳原子形成的共价键数目推断有机物中存在的化学键,难度不大.
2.科学家最近在﹣100℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别,根据分析,绘制了该分子的球棍模型如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.该分子中碳原子的化学环境有2种
C.1mol
X在一定条件下可与2mol
H2发生反应
D.该分子中只有C﹣C键,没有C═C键
【分析】可以根据图结合碳的成键数目可知该物质分子中有5个碳原子和4个氢原子,则物质的化学式为C5H4,根据碳原子上氢原子数和共价键数判断两端的碳原子上有C=C,再结合题目中的信息分析。
【解答】解:A、该该物质的1个分子由五个碳原子和四个氢原子构成。化学式为:C5H4,故A正确;
B.分子中存在2种C,中间的C与双键上的C不同,分子中碳原子的化学环境有2种,故B正确;
C.含2个C=C,C=C与氢气以1:1加成,1molX在一定条件下可与2mol氢气发生反应,故C正确;
D.根据C能形成4个共价键,由图可知X分子中既有碳碳单键,又有碳碳双键,故D错误。
故选:D。
【点评】本题是一道信息给予题,解答本题的关键是要充分理解图中信息方面的知识,只有这样才能对问题做出正确的判断。
3.下列说法错误的是( )
A.实验室制酚醛树脂时,沸水浴加热,不需温度计
B.分离互溶的液态有机混合物常用分液法
C.实验室可用水除去溴乙烷中的乙醇杂质
D.常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定
【分析】A.实验室制酚醛树脂时,由于采用沸水浴加热;
B.分液适用于互不相溶的液体混合物之间的一种分离方法;
C.乙醇和水互溶,溴乙烷难溶于水;
D.质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法。
【解答】解:A.实验室制酚醛树脂时,由于采用沸水浴加热,因此不需要使用温度计,故A正确;
B.分液适用于互不相溶的液体混合物之间的一种分离方法,蒸馏是依据混合物中各组分沸点不同而分离的一种方法,适用于除去易挥发、难挥发或不挥发杂质,因此分离互溶的液态有机混合物常用蒸馏法,不能用分液法,故B错误;
C.乙醇和水互溶,溴乙烷难溶于水,因此实验室可用水除去溴乙烷中的乙醇杂质,故C正确;
D.质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法,因此常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定,故D正确;
故选:B。
【点评】本题主要考查有机物的分离和提纯、酚醛树脂的制取及质谱法的应用,侧重基础知识的考查,题目难度不大。
4.下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是( )
A.一氯乙烷
B.2﹣丁烯
C.乙炔
D.甲烷
【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判断,以此解答该题。
【解答】解:A.一氯乙烷为饱和卤代烃,甲基中4个原子不能共平面,所以一氯乙烷中的所有原子不可能共平面,故A错误;
B.由于甲基中4个原子不能共平面,所以2﹣丁烯中的所有原子不可能全部共平面,故B错误;
C.乙炔是直线型结构,所有原子共直线,所以乙炔中的所有原子共平面,故C正确;
D.甲烷是正四面体结构,所以甲烷中的所有原子不可能共平面,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.下列关于丙烯(CH3﹣CH=CH2)的说法正确的是( )
A.丙烯与环丙烷互为同分异构体
B.丙烯分子不存在非极性键
C.丙烯与1,3﹣丁二烯互为同系物
D.丙烯分子中3个碳原子在同一直线上
【分析】A.丙烯与环丙烷分子式相同,但结构不同;
B.丙烯分子中存在C﹣H和C﹣C、C=C;
C.丙烯与1,3﹣丁二烯双键的数目不同;
D.C=C为平面结构,最多2个C原子在同一直线上.
【解答】解:A.丙烯与环丙烷分子式相同,但结构不同,则二者互为同分异构体,故A正确;
B.丙烯分子中存在C﹣H和C﹣C、C=C,含非极性键,故B错误;
C.丙烯与1,3﹣丁二烯双键的数目不同,则不属于同系物,故C错误;
D.C=C为平面结构,最多2个C原子在同一直线上,3个碳原子共面,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查握有机物的官能团与性质的关系,注意同系物、同分异构体、及C=C的平面结构即可解答,题目难度不大.
6.分子式为C5H9ClO2,且能与NaHCO3溶液反应放出气体的有机物共有( )
A.10种
B.11种
C.12种
D.13种
【分析】分子式为C5H9ClO2且与NaHCO3溶液能产生气体,则该有机物中含有﹣COOH,所以为饱和一元羧酸,烷基为﹣C4H8Cl,丁基上氢原子的种数等于该有机物的异构体数。
【解答】解:分子式为C5H9ClO2且与NaHCO3能产生气体,则该有机物中含有﹣COOH,所以为饱和一元羧酸,烷基为﹣C4H8Cl,﹣C4H9异构体上氢原子的种类分别是:
﹣CH2CH2CH2CH3,4种
﹣CH(CH3)CH2CH3,4种
﹣CH2CH(CH3)CH3,3种
﹣C(CH3)3,1种
故符合条件的有机物的异构体数目为12,C正确,
故选:C。
【点评】本题考查了同分异构体数目的计算,题目难度中等,明确有机物官能团的性质和同分异构体数目的判断方法为解答关键,注意掌握同分异构体的概念及书写原则,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
7.下列说法正确的是( )
A.命名为3,3﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷
B.用核磁共振氢谱不能区分HCOOCH3和HCOOCH2CH3
C.用Na2CO3溶液不能区分CH3COOH和CH3COOCH2CH3
D.室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1﹣氯丁烷
【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.两种有机物含有H原子种类不同;
C.CH3COOH与碳酸钠溶液反应,而乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液;
D.有机物中含有羟基个数越多,其溶解性越强。
【解答】解:A.的主链有6个碳的烷烃,3号碳上有2个甲基,4号碳上有1个甲基,系统命名为:3,3,4﹣三甲基已烷,故A错误;
B.核磁共振氢谱HCOOCH3共2种峰,并且面积之比为1:3;而HCOOCH2CH3共3种峰,并且面积之比为1:2:3,所以用核磁共振氢谱可以区分,故B错误;
C.CH3COOH与碳酸钠溶液反应气泡,而Na2CO3溶液与CH3COOCH2CH3会分层,因此可以用Na2CO3溶液能区分CH3COOH和CH3COOCH2CH3,故C错误;
D.有机物中含有羟基个数越多,其溶解性越强,丙三醇中含有三个羟基、苯酚中含有一个羟基、1﹣氯丁烷中不含羟基,所以室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1﹣氯丁烷,故D正确;
故选:D。
【点评】本题综合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,注意把握有机物的结构和官能团的性质,为解答该类题目的关键,难度不大。
8.下列各项事实能够说明有机物分子内基团间的相互影响会导致物质化学性质不同的是( )
①苯酚与溴水常温可以反应,而苯与溴水不能反应;
②甲酸甲酯可以发生新制Cu(OH)2反应,而乙酸甲酯不能;
③甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
④苯酚与氢氧化钠溶液可以反应,而乙醇不能与氢氧化钠溶液发生反应;
⑤苯乙烯能与溴水反应,而苯不能与溴水反应;
⑥甲苯与浓硝酸(浓硫酸/△)作用可得到2,4,6﹣三硝基甲苯,而苯与浓硝酸(浓硫酸/△)作用得到硝基苯。
A.全部
B.只有①②④⑤
C.只有②③④
D.只有①③④⑥
【分析】①苯酚与溴水常温可以反应,而苯与溴水不能反应,可说明羟基对苯环有影响;
②含有醛基的物质可以和新制Cu(OH)2反应,乙酸甲酯没有醛基;
③甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,可说明苯环对甲基的影响不同;
④苯酚、乙醇都含有羟基,烃基不同;
⑤苯乙烯中含有碳碳双键,但是苯中不存在碳碳双键;
⑥都含有苯环,但甲苯含有甲基,甲基对苯环有影响。
【解答】解:①苯酚和苯都含有苯环,但苯酚含有羟基,苯酚与溴水常温可以反应,而苯与溴水不能反应,可说明羟基对苯环有影响,故正确;
②含有醛基的物质可以和新制Cu(OH)2反应,乙酸甲酯没有醛基,而甲酸甲酯含有醛基官能团,可以和新制Cu(OH)2反应,二者化学性质不同是因为官能团不同,故错误;
③都含有甲基,但基本含有苯环,乙烷不含苯环,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,可说明苯环对甲基的影响不同,故正确;
④苯酚、乙醇都含有羟基,烃基不同,苯酚与氢氧化钠溶液可以反应,而乙醇不能与氢氧化钠溶液发生反应,可说明苯环对羟基有影响,故正确;
⑤苯乙烯中含有碳碳双键,性质较活泼能发生加成反应,而乙烷中不含碳碳双键,性质较稳定,不能发生加成反应,所以苯乙烯和乙烷性质的不同是由于含有的化学键不同而导致的,故错误;
⑥甲苯分子中,由于甲基对苯环的影响,导致苯环上的氢原子变得比较活泼,甲苯能够与硝酸作用可得到2,4,6﹣三硝基甲苯,而苯与硝酸作用得到硝基苯,说明了有机物分子中基团间的相互影响会导致化学性质不同,故正确;
故选:D。
【点评】本题考查了有机物结构与性质的关系,题目难度中等,注意明确有机物中基团间的相互影响会导致化学性质的不同,要求学生会区分与官能团类型不同对化学性质的影响。
9.下列各对物质中属于同分异构体的是( )
A.714N和715N
B.白磷和红磷
C.和
D.和
【分析】分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体,以此解答该题。
【解答】解:A.714N和715N是质子数相同,中子数不同的原子,属于同位素,故A错误;
B.白磷和红磷是P元素组成的性质不同的单质,互称同素异形体,故B错误;
C.为同种物质,都为丙烷,故C错误;
D.两种有机物分子式相同,结构不同,属于同分异构体,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了同素异形体、同分异构体、同位素等基本概念及判断,为高频考点,明确同分异构体的概念即可解答,试题培养了学生灵活应用基础知识的能力,题目难度中等。
10.下列与CH2=CH﹣CH3互为同分异构体的是( )
A.CH2=CH2
B.CH3﹣CH2﹣CH3
C.
D.CH3﹣CH=CH2
【分析】具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
【解答】解:A.CH2=CH﹣CH3与CH2=CH2分子式不相同,二者不是同分异构体,二者属于同系物,故A错误;
B.CH2=CH﹣CH3与CH3﹣CH2﹣CH3分子式不相同,二者不是同分异构体,故B错误;
C.CH2=CH﹣CH3与的分子式相同,都是C3H6,前者为链状,含有碳碳双键,而后者含有环状,二者结构不相同,互为同分异构体,故C正确;
D.CH2=CH﹣CH3与CH3﹣CH=CH2是同一种物质,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查同分异构体,注意理解同分异构体的内涵与外延,互为同分异构体的化合物一定具有相同的分子式但结构不同。
二.填空题(共5小题)
11.烃分子中所有的化学键均是单键. × .(判断对错)
【分析】根据碳原子的结构特征分析烷烃、烯烃、炔烃的结构中形成的化学键.
【解答】解:烷烃分子中所有的化学键均是单键,烯烃分子中存在碳碳双键,炔烃分子中存在碳碳三键,故答案为:×.
【点评】本题考查了烃的结构特征,较简单,掌握烃的结构和性质是解题的关键.
12.按要求填空:
(1)分子式为C6H12
的某烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烃的结构简式为 CH3C(CH3)=C(CH3)CH3 ;
(2)若分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为 CH3C≡CCH3 .
(3)已知某烃的相对分子质量为58,它的核磁共振氢谱只有2个峰,则它的结构简式为 CH3CH=CHCH3 、 CH2=C(CH3)2 .
【分析】(1)乙烯分子中所有原子都处于同一平面上,根据乙烯的结构确定该物质的结构;
(2)乙炔分子中所有原子都处于同一直线上,根据乙炔的结构确定该物质的结构;
(3)某烃的相对分子质量为58,它的核磁共振氢谱只有2个峰,说明含有两种类型的氢原子,先根据其相对分子质量确定分子式,再根据氢原子种类确定其结构简式.
【解答】解:(1)该分子符合烯烃的通式,把乙烯中的氢原子换成甲基时,该物质是2,3﹣二甲基﹣2﹣丁烯,其分子中所有碳原子都在同一平面上,其结构简式为:CH3C(CH3)=C(CH3)CH3,故答案为:CH3C(CH3)=C(CH3)CH3;
(2)该分子属于炔烃的通式,把乙炔中的氢原子换成甲基时,该物质是2﹣丁炔,其分子中所有碳原子都在同一直线上,其结构简式为:CH3C≡CCH3,故答案为:CH3C≡CCH3;
(3)设该烃的化学式为:CxHy,且x和y都属于正整数,12x+y=56,则x=4,y=8,所以其化学式为:C4H8,符合烯烃的通式,它的核磁共振氢谱只有2个峰,说明含有两种类型的氢原子,所以其结构简式可能为:CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2,故答案为:CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2.
【点评】本题考查有机物结构简式的确定,明确乙烯和乙炔的结构利用知识迁移的方法进行分析解答,难度不大.
13.在有机物分子中,不同氢原子的核磁共振谱中给出的信号也不同,根据信号可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目.例如二乙醚的结构简式为:CH3﹣CH2﹣O﹣CH2﹣CH3,其核磁共振谱中给出的信号有两个,如图①所示:
(1)下列物质中,其核磁共振氢谱中给出的信号只有一个的是 AD .(填序号)
A.CH3CH3
B.CH3COOH
C.
CH3COOCH3
D.
CH3OCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如图②所示,则A的结构简式为 CH2BrCH2Br ,请预测B的核磁共振氢谱上有 2 种信号.
(3)在常温下测得的某烃C4H10的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为1:9,试确定该烃的结构简式为 (CH3)3CH ;该烃在光照下生成的一氯代物在核磁共振谱中可产生 1 种或 3 种信号.
【分析】(1)由图及核磁共振氢谱中给出的信号只有一个,则有机物中只有一种位置的H原子;
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如右图②所示,则A中只有一种H原子,结构对称;B应为CH3CHBr2;
(3)在常温下测得的某烃C4H10的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为1:9,说明有2种位置的H原子,且数目分别为1、9;(CH3)3CH一氯代物有两种,(CH3)3CCl、(CH3)2CHCH2Cl,分别有1种、3种不同的氢原子.
【解答】解:(1)由图及核磁共振氢谱中给出的信号只有一个,则有机物中只有一种位置的H原子,AD中只有一种位置的H原子,BC中有2种位置的H原子,
故答案为:AD;
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如右图②所示,则A中只有一种H原子,结构对称,则A为CH2BrCH2Br,B应为CH3CHBr2,含有2种H原子,B的核磁共振氢谱上有2种信号,
故答案为:CH2BrCH2Br;2;
(3)在常温下测得的某烃C4H10的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为1:9,说明有2种位置的H原子,且数目分别为1、9,该烃的结构简式为(CH3)3CH,;(CH3)3CH一氯代物有两种,(CH3)3CCl、(CH3)2CHCH2Cl,分别有1种、3种不同的氢原子,因此在核磁共振谱中可产生1种或3种信号.
故答案为:(CH3)3CH;1;3.
【点评】本题考查有机物的推断,题目难度中等,明确核磁共振氢谱与有机物结构的关系来推断有机物是解答本题的关键.
14.(1)下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题:
①上述哪一种更能反映其真实存在状况 d 。(填字母,下同)
a.Ⅰ
b.Ⅱ
c.Ⅲ
d.Ⅳ
②下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是 b 。
a.CH3Cl只代表一种物质
b.CH2Cl2只代表一种物质
c.CHCl3只代表一种物质
d.CCl4只代表一种物质
(2)分子式为CmH20的烷烃中m为 9 ,与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为 C3H8 。
(3)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是 CH4 。
【分析】(1)①分子结构示意图、球棍模型及填充模型均能反映甲烷分子的空间构型,但其中填充模型更能形象地表达出H、C的位置及所占比例,电子式只反映原子的最外层电子的成键情况;
②如果甲烷是平面正方形结构,则CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种结构,但CH2Cl2却有两种结构;
(2)据烷烃的通式CnH(2n+2)计算;同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子,其相对分子质量应该和二氧化碳的相等;
(3)若同为1g烃,消耗O2的多少取决于CxHy中“x”的大小。
【解答】解:(1)①这几种形式中,分子结构示意图、球棍模型及填充模型均能反映甲烷分子的空间构型,但其中填充模型更能形象地表达出H、C的位置及所占比例,电子式只反映原子的最外层电子的成键情况,
故答案为:d;
②如果甲烷是平面正方形结构,则CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种结构,但CH2Cl2却有两种结构,一种是两个氯原子相邻,另一种是两个氯原子处于对角关系。所以,CH2Cl2只有一种结构,可以判断CH4应为正四面体结构,而不是平面正方形结构,
故答案为:b;
(2)据烷烃的通式CnH(2n+2),分子式为CmH20的烷烃中H为20,则2m+2=20,所以m=9;同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子,其相对分子质量应该和二氧化碳的相等,即为44,分子式为C3H8;
故答案为:9;C3H8;
(3)若同为1g烃,消耗O2的多少取决于CxHy中“x”的大小,“x”的值越大,消耗O2越多,四种烃中消耗O2最多的是CH4,
故答案为:CH4。
【点评】本题考查有机物的化学反应及结构模型,为基础性习题,把握有机物的性质、结构模型的识别为解答的关键,注重基础知识的夯实,题目难度不大。
15.现有下列有机化合物:
A.B.
C.D.
E.CH2=CHCOOCH=CHCOOCH=CH2
(1)可以看作醇类的是 BD (填字母,下同)。
(2)可以看作酚类的是 ABC 。
(3)有机物A中含有的官能团有 醛基、醚键和羟基 (填名称)。
【分析】根据分子中的官能团分析,含﹣OH,且与脂肪烃基相连的为醇,若﹣OH直接和苯环相连则为酚类物质,A含有醛基、醚键和羟基,以此解答该题。
【解答】解:(1)含﹣OH,且与脂肪烃基相连的为醇,题中BD含有醇羟基,故答案为:BD;
(2)题中ABC中﹣OH直接和苯环相连,则为酚类物质,故答案为:ABC;
(3)由结构简式可知A含有醛基、醚键和羟基,故答案为:醛基、醚键和羟基。
【点评】本题考查有机物的官能团及分类,为高频考点,把握官能团与物质分类的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意有机物的分类,题目难度不大。
三.解答题(共5小题)
16.碳原子最外电子层含有 4 个电子,根据碳原子的成键特点,每个碳原子可以跟其他非金属原子形成 4 个键,而且碳原子之间也能以键相结合,形成键、键或键,连接成稳定的长短不一的碳链或含碳原子数目不等的碳环,从而导致有机物种类纷繁,数量庞大.
【分析】碳原子最外层有
4个电子,每个碳原子可以跟其他非金属原子形成4对共用电子对,即4个键来解答.
【解答】解:碳原子最外电子层含有4个电子,根据碳原子的成键特点,每个碳原子可以跟其他非金属原子形成4个键,而且碳原子之间也能以键相结合,形成键、键或键,连接成稳定的长短不一的碳链或含碳原子数目不等的碳环,从而导致有机物种类纷繁,数量庞大.
故答案为:4;4.
【点评】本题主要考查了碳原子的结构以及成键方式,难度不大,注意知识的积累.
17.据测定,指示剂酚酞的结构简式可表示为则
(1)酚酞的化学式为: C20H14O4 .
(2)从结构上看,酚酞可以看作是: B
D
E .
A.烯烃
B.芳香族化合物
C.醇类物质
D.酚类物质
E.酯类物质.
【分析】(1)根据结构简式以及碳原子的成键方式书写分子式;
(2)根据酚酞含有的官能团和物质分别的依据来解答;
【解答】解:(1)根据结构简式可知3个苯环中有2个苯环各有5个H,另一个苯环有4个H,其他原子上没有H,共14个H,3个苯环另外还有2个C,共20个C,故分子式为C20H14O4;
故答案为:C20H14O4;
(2)A.酚酞中不含有碳碳双键,同时还含有氧元素,不属于烯烃;
B.酚酞中含有苯环,属于芳香族化合物;
C.酚酞中不含有醇羟基,不属于醇;
D.酚酞中含有酚羟基,属于酚类物质;
E.酚酞中含有酯基,属于酯类物质;
故选:BDE.
【点评】本题考查了有机物分子式的书写以及物质的分类,掌握官能团以及分类标准是解题的关键,难度不大.
18.(1)下列两幅谱图是结构简式为CH3CH2CH2OH和CH3CH(OH)CH3的两种有机化合物的1H核磁共振谱图.请判断哪一幅是CH3CH(OH)CH3的1H﹣NMR谱图,并说明理由.
答: A
(2)写出下列有机物的结构简式
异戊烷 CH3CH(CH3)CH2CH3
氯乙烷 CH3CH2Cl
丙烯 CH3﹣CH=CH2
乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3
(3)下图是维生素A的分子结构
维生素A中的含氧官能团是 羟基 (写名称),维生素A的分子式是 C20H30O
(4)写出C3H5Cl的链状的所有同分异构体 .
【分析】(1)子中有几种氢原子核磁共振谱图有几个峰以及等效H的判断方法:
①分子中同一甲基上连接的氢原子等效;
②同一碳原子所连的氢原子等效;
③处于镜面对称位置(相当于平面成像时,物与像的关系)上的氢原子等效;
(2)根据物质的名称结合有机物命名原则书写结构简式,需要学生熟练掌握有机物命名原则及常见有机物的结构;
(3)根据结构简式来寻找官能团以及书写有机物的分子式;
(4)C3H5C1含有一个双键,故可确定其碳骨架为C﹣C=C,然后根据氢原子的种类=一氯代物的数目
【解答】解:(1)从结构上分析,CH3CH(OH)CH3有三种不同化学环境的H,而分析CH3CH2CH2OH有四种不同的H,故从图上分析,A上有三个峰,而B有四个峰,故A是CH3CH(OH)CH3的1H﹣NMR谱图.
故选:A;
(2)异戊烷的结构简式为:CH3CH(CH3)CH2CH3;氯乙烷的结构简式为:CH3CH2Cl;丙烯的结构简式为:CH3﹣CH=CH2;乙酸乙酯的结构简式为:CH3COOCH2CH3;
故答案为:CH3CH(CH3)CH2CH3;CH3CH2Cl;CH3﹣CH=CH2;CH3COOCH2CH3;
(3)根据维生素A的结构简式可以看出含有的官能团为羟基,分子式为C20H30O,
故答案为:羟基;C20H30O;
(4)C3H5C1含有一个双键,故可确定其碳骨架为C﹣C=C,则它的一氯代物有3种:;
故答案为:;
【点评】本题主要考查有机物的结构、同分异构体的书写,注意等效氢的判断,难度不大.
19.有人设想合成具有以下结构的烃分子
(1)结构D显然是不可能合成的,原因是 碳原子最多只能形成4个共价键 .
(2)在结构A的每两个碳原子之间插入一个CH2原子团,可以形成金刚烷.则金刚烷的分子式为 C10H16 .
(3)A的一种链状烃类同分异构体可由两分子乙炔聚合得到,则该链状烃的结构简式为 CH2=CH﹣C≡CH .
(4)B的一种同分异构体是最简单的芳香烃,能证明该芳香烃中的碳碳键不是单双键交替排列的事实是 bc .
a.它的对位二元取代物只有一种
b.它的邻位二元取代物只有一种
c.分子中所有碳碳键的键长均相等
d.能发生取代反应和加成反应
(5)C在一定条件下可发生卤代反应,则C的六氯代物共有 3 种同分异构体.
(6)C的一种属于芳香烃的同分异构体是生产某种塑料的单体,则该芳香烃分子发生加聚反应的化学方程式为: .
【分析】(1)图中D每个C原子形成5个共价键;
(2)根据结构可知最多可插入6个CH2原子团,根据C、H原子数判断分子式;
(3)在结构A中含有4H和4个C;
(4)B的一种同分异构体是最简单的芳香烃应为苯,根据苯的结构判断;
(5)丙分子的一氯代物只有一种,其分子中含有3种氢原子,所以丙分子的二氯取代产物只有三种,然后判断六氯代物;
(6)C的一种属于芳香烃的同分异构体是生产某塑料的单体,应为.
【解答】解:(1)图中D每个C原子形成5个共价键,而碳原子最多只能形成4个共价键,结构D显然是不可能合成的,
故答案为:碳原子最多只能形成4个共价键;
(2)根据结构可知最多可插入6个CH2原子团,则C应为10个,H应为6×2+4=16,所以分子式为C10H16,
故答案为:C10H16;
(3)在结构A中含有4H和4个C,A的一种链状烃类同分异构体可由两分子乙炔聚合得到,则该链状烃的结构简式为CH2=CH﹣C≡CH;
故答案为:CH2=CH﹣C≡CH;
(4)最简单的芳香烃应为苯,化学键不是单双键交替,分子中所有碳碳键的键长均相等,它的邻位二元取代物只有一种,可证明该结构特征,而无论是否单双键交替,它的对位二元取代物都只有一种,且在一定条件下都能发生取代反应和加成反应,所以证明的为bc,
故答案为:bc;
(5)丙分子的一氯代物只有一种,一氯代物分子中含有3种氢原子,分别在同一条边上、面对角线上和体对角线上,所以丙分子的二氯取代产物只有三种,该分子的分子式为C8H8,所以六氯代物的同分异构体有3种;
故答案为:3;
(6)C的一种属于芳香烃的同分异构体是生产某塑料的单体,应为苯乙烯,其加聚合成该塑料的化学方程式是,
故答案为:.
【点评】本题考查有机物的结构和性质,题目难度中等,本题注意把握有机物的空间结构和碳原子的成键特点,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力.
20.含氧官能团的名称是 羧基 .
【分析】该有机物含有的官能团有碳碳双键和﹣COOH,据此分析.
【解答】解:该有机物含有的官能团有碳碳双键和﹣COOH,其中含氧官能团为﹣COOH,名称为羧基,故答案为:羧基.
【点评】本题考查有机物的结构与官能团的名称,注意把握官能团的结构与名称,题目难度不大.