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高考复习顶层设计·化学
课时微练(三十八) 有机化合物的结构特点与研究方法
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意
1.一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是
( )
A.该物质中含有3种官能团
B.该物质属于脂环烃
C.该物质不属于芳香族化合物
D.该物质属于烃的衍生物
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解析 烃中只含C、H两种元素,B项错误;该物质中含
3种官能团,不含苯环,不属于芳香族化合物,但属于烃的衍生物,A、C、D三项正确。
答案 B
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2.下列有关命名正确的是( )
A.CH3CH(OH)CH(CH3)2 3⁃甲基⁃2⁃丁醇
B. 3⁃甲基⁃2⁃丁烯
C. 加氢后得到2⁃乙基丁烷
D. 1,3,4⁃三甲基苯
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解析 CH3CH(OH)CH(CH3)2的名称为3⁃甲基⁃2⁃丁醇,A项正确;
的名称为2⁃甲基⁃2⁃丁烯,B项错误;应选最长的碳链作为主链, 加氢后得到3⁃甲基戊烷,C项错误;
的名称为1,2,4⁃三甲基苯,D项错误。
答案 A
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3.下列有关有机化合物的说法正确的是( )
A. 与 是同一种物质
B.CH3OH与CH3OCH3互为同系物
C. 和CH2 == CH—CH == CH2互为同系物
D. 和 互为同分异构体
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解析 苯环中没有单双键交替,两种结构为同一种物质,A项正确;两者分别属于醇类和醚类,物质类别不同,不互为同系物,B项错误;两者结构不相似,不互为同系物,C项错误;甲烷为正四面体结构,因此其二氯代物只有一种结构,D项错误。
答案 A
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4.下列物质的分类中,所属关系不符合“X包含Y、Y包含Z”的有( )
选项 X Y Z
A 芳香族
化合物 芳香烃
衍生物 (苯酚)
B 脂肪族
化合物 链状烃的
衍生物 CH3COOH(乙酸)
C 环状
化合物 芳香族
化合物 苯的同系物
D 不饱和烃 芳香烃 (苯甲醇)
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解析 芳香族化合物包含芳香烃、芳香烃衍生物(X包含Y),含苯环的物质中只要含有除C、H之外的第三种元素就是芳香烃衍生物(Y包含Z),A项不符合题意;脂肪族化合物包含链状烃的衍生物(X包含Y)也包含环状烃的衍生物,而CH3COOH是链状烃的衍生物(Y包含Z),B项不符合题意;芳香族化合物是一种环状化合物,且苯的同系物属于芳香族化合物(Y包含Z),C项不符合题意;D项,X包括Y,但苯甲醇是芳香烃的衍生物,不属于芳香烃,Y不包括Z,D项符合题意。
答案 D
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5.有机化合物X完全燃烧的产物只有二氧化碳和水,元素组成分析发现,该物质中碳元素的质量分数为60.00%,氢元素的质量分数为13.33%,它的核磁共振氢谱有4组吸收峰。下列关于有机化合物X的说法不正确的是( )
A.含有C、H、O三种元素 B.相对分子质量为60
C.分子组成为C3H8O D.结构简式为CH3CHOHCH3
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解析 C元素与H元素的质量分数之和小于100%,燃烧产物只有二氧化碳和水,由此推断该有机化合物中还含有O元素,A项正确;N(C)∶N(H)∶N(O)=(60.00%÷12)∶(13.33%÷1)∶[(100-60.00-13.33)%÷16]=3∶8∶1,故其实验式为C3H8O,由于3个碳原子最多结合8个氢原子,故其实验式即为分子式,相对分子质量为60,B、C两项正确;核磁共振氢谱有4组吸收峰,其分子式为C3H8O,故结构简式为CH3CH2CH2OH,D项错误。
答案 D
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6.三蝶烯的合成开启了“分子马达”的研究序幕,下列关于三蝶烯的说法错误的是( )
A.分子式为C20H14
B.一氯代物有3种,核磁共振氢谱图中有三组峰
C.碳原子的杂化方式有sp2和sp3两种,分子中所有原子不可能共平面
D.属于烃的衍生物,可发生取代、加成、氧化反应
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解析 根据结构简式,该有机化合物分子式为C20H14,A项正确;三个苯环上的氢原子是等效的,苯环上有2种等效氢,连接三个苯环的碳原子上有1种氢原子,因此该有机物中有3种等效氢,即一氯代物有3种,核磁共振氢谱有3组峰,B项正确;苯环上碳原子杂化方式为sp2,连接三个苯环的碳原子的杂化方式为sp3,根据甲烷的空间结构,推出分子中所有原子不可能共面,C项正确;该有机化合物中只含C、H两种元素,属于烃,不属于烃的衍生物,含苯环,该有机物能发生加成、取代、氧化反应,D项错误。
答案 D
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二、非选择题
7.电炉加热时用纯O2氧化管内样品,根据产物的质量确定有机化合物的组成。下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。
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(1)产生的O2按从左到右的流向,所选装置各导管的正确连接顺序是____________________________________________。
(2)C装置中浓硫酸的作用是____________。
(3)D装置中MnO2的作用是____________________________。
(4)燃烧管中CuO的作用是__________________________________。
(5)若实验所取样品中只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.92 g样品,经充分反应后,A管质量增加1.76 g,B管质量增加1.08 g,则该样品的实验式为__________。
g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)
干燥O2
催化剂,加快O2的生成
使有机化合物充分氧化生成CO2和H2O
C2H6O
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(6)用质谱仪测定其相对分子质量,得如图甲所示的质谱图,则该有机物的相对分子质量为__________。
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(7)能否根据A的实验式确定A的分子式?__________(填“能”或“不能”),若能,则A的分子式是_______(若不能,则此空不填)。
(8)该物质的核磁共振氢谱如图乙所示,则其结构简式为__________。
能
C2H6O
CH3CH2OH
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解析 (5)A管增加的1.76 g质量为CO2的质量,n(CO2)==0.04 mol,B管增加的1.08 g质量为H2O的质量,则n(H2O)==0.06 mol,n(H)=0.12 mol,根据质量守恒可知样品中含n(O)= =0.02 mol,可知样品中N(C)∶N(H)∶N(O)=0.04∶0.12∶0.02=2∶6∶1,实验式为C2H6O。
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8.青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156~157 ℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知乙醚沸点为35 ℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺为
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回答下列问题:
(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是
_______________________________________________________。
(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、_______,操作Ⅱ的名称是_______。
增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率
漏斗
蒸馏
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(3)操作Ⅲ的主要过程可能是_______(填选项字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
B
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(4)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下:将28.2 g青蒿素样品放在硬质玻璃管中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
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①装置E中盛放的物质是_______(填选项字母,下同),装置F中盛放的物质是_______。
a.浓硫酸 b.无水硫酸铜
c.无水CaCl2 d.碱石灰
②该实验装置可能会产生误差,造成测定含氧量偏低,改进方法是__________________________________________________________。
c
d
在装置F后连接一个防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入F的装置
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③用合理改进后的装置进行实验,称得:
则测得青蒿素的最简式是__________。
C15H22O5
装置 实验前/g 实验后/g
E 22.6 42.4
F 80.2 146.2
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(5)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与_______(填选项字母)具有相同的性质。
A.乙醇 B.乙酸
C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
C
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解析 (2)分离提取液与残渣可通过过滤来完成,所以操作Ⅰ还需要的玻璃仪器是漏斗;操作Ⅱ要分离乙醚和青蒿素的混合液,故操作名称为蒸馏。(3)青蒿素在水中几乎不溶,A项错误;青蒿素在乙醇中可溶解,加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可提纯青蒿素,B项正确;青蒿素在乙醚中溶解,无法用乙醚经萃取分液实现提纯,C项错误。(4)①U形管中盛放的是固体,装置E中盛放的物质吸收H2O,选择无水氯化钙;装置F中盛放的物质吸收CO2,选择碱石灰。②装置F直接与空气接触,外界空气中的CO2和
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H2O(g)进入F中,使测得的CO2的质量偏大,则测得的含碳量偏高,测得的含氧量偏低,解决方法为在F后增加一个吸收空气中水与二氧化碳的装置。③装置E增重42.4 g-22.6 g=19.8 g,n(H2O)==1.1 mol;装置 F增重146.2 g-80.2 g=66 g,n(CO2)==1.5 mol,由此可计算出28.2 g青蒿素中氧原子的物质的量为=0.5 mol,碳、氢、氧原子个数为1.5 mol∶(1.1 mol×2)∶0.5 mol=15∶22∶5,可得出青蒿素的最简式为C15H22O5。(5)加热后青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明溶液pH降低,青蒿素在氢氧化钠溶液中加热水解,性质与乙酸乙酯相似。
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