内容正文:
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
考点1 有机物的通性
考点2 依据碳骨架的有机物分类方法
考点3 依据官能团的有机物分类方法
考点4 有机官能团的性质与结构
考点5 有机物中共价键的类型
考点6 有机化合物中碳的成键特征
考点7 有机物结构的表示方法
考点8 共价键及其极性与有机反应
考点9 同分异构与同分异构现象
考点10 同分异构的辨识和书写
考点11 有机物的分离与提纯
考点12 有机物分子式的确定
考点13 有机物结构式的确定
考点14 图谱法在确定有机物结构中的应用
考点15 有机分子结构的综合测定方法
考点1 有机物的通性
1.下列说法中,正确的是
A.有机物中都含有碳元素
B.有机物都易燃烧
C.有机物的水溶液都难导电
D.有机物都是从有机体中分离出来的物质
2.下列生产和生活常见用品的主要成分不属于有机物的是
A.蔗糖(C12H22O11) B.尿素[CO(NH2)2]
C.乙醇(C2H5OH) D.纯碱(NaSCN)
3.下列有关有机化合物的说法正确的是
A.有机物参与的化学反应,其反应速率一定很慢
B.有机物都难溶于水,无机物都易溶于水
C.有机化合物的熔点、沸点都很低,无机物熔点、沸点都很高
D.有机化合物使我们的物质世界更加丰富多彩
4.下列关于有机物描述不正确的是
A.绝大多数有机物易溶于有机溶剂,难溶于水
B.所有机物均可以燃烧,多数都是非电解质
C.有机物所参与的反应一般比较复杂,所以用箭头连接
D.甲烷是最简单的有机化合物
考点2 依据碳骨架的有机物分类方法
1.按碳骨架分类,下列说法正确的是
A.CH3CH(CH3)2属于链状化合物
B.属于芳香族化合物
C.属于脂环化合物
D.、属于同系物
2.按碳的骨架对有机化合物进行分类,下列说法正确的是
A.属于脂肪烃衍生物 B.属于芳香族化合物
C.属于芳香族化合物 D.属于脂环化合物
3.利用分类法探究有机物的性质,可以形成知识体系,提高学习效率。下列有关分类的说法正确的是
A.CH2=CH2、属于脂肪烃
B.属于环烷烃
C.化合物与苯互为同系物
D.化合物属于芳香烃
4.根据碳骨架进行分类,下列关于各有机物类型的说法中正确的是( )
①CH3CH2Cl ② ③(CH3)2C==CH2 ④ ⑤ ⑥
A.链状烃:①③⑤ B.脂环烃:②⑤⑥
C.环状烃:②④⑤ D.芳香烃:②④⑥
考点3 依据官能团的有机物分类方法
1.下列有机化合物的分类正确的是
CH3OCH3
A.醛
B.芳香烃
C.酮
D.醇
A.A B.B C.C D.D
2.下列物质所属的类别及其所含官能团的对应关系正确的是
A.CH3CONH2 酰胺 B. 羧酸类 -CHO
C. 醛类 -CHO D. 酚类 -OH
3.下列各项有机化合物的分类及所含官能团都正确的是
选项
A
B
C
D
物质
类别
酚
醛
卤代烃
酸
官能团
A.A B.B C.C D.D
4.一种具有广谱抗菌活性的有机物的结构简式如图所示,此有机化合物属于
①烯烃;②多官能团有机化合物;③芳香烃;④烃的衍生物;⑤酸性物质;⑥芳香族化合物
A.①②③④⑥ B.②④⑥ C.②④⑤⑥ D.①③⑤
考点4 有机官能团的结构与性质
1.卤代烯烃(CH3)2C=CHCl能发生的反应有
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④使溴水褪色
⑤使酸性KMnO4溶液褪色 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 ⑦加聚反应
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑦ C.②④⑤⑥⑦ D.①③④⑤⑦
2.有机化合物A的结构简式如图所示,某同学对其可能具有的化学性质进行了如下预测,其中正确的是
A.分子式为C10H12O3 B.是属于芳香化合物
C.有羟基,也有羧基 D.是属于烃
3.有机物M是一种抑制生长的植物激素,可以刺激乙烯的产生,催促果实成熟,其结构简式如图所示,下列关于有机物M的性质的描述正确的是
A.M的分子式为C14H10O4
B.M分子中含有三个官能团
C.1 mol M 最多可以和3 mol Br2发生加成反应
D.1 mol M 可以和2molNaOH发生反应
4.某有机物结构简式为,下列叙述不正确的是
A.该有机物遇硝酸银溶液产生白色沉淀
B.该有机物在一定条件下能发生消去反应、取代反应、氧化反应
C.该有机物能使溴水褪色,也能使酸性KMnO4溶液褪色
D.1mol该有机物在加热和催化剂作用下,最多能和4molH2反应
5.某有机物的结构简式如图所示,下列说法中正确的是
A.1mol该物质和足量的金属钠反应,产生33.6L的氢气
B.1mol该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3∶3∶2
C.可以用酸性KMnO4溶液检验其中的碳碳双键
D.该物质能够在催化剂作用下被氧化为含有-CHO的有机物
考点5 有机物中共价键的类型
1.下列说法正确的是( )
A.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的
B.σ键是镜面对称,而π键是轴对称
C.乙烷分子中的共价键全为σ键,而乙烯分子中含σ键和π键
D.H2分子中只含σ键,而Cl2分子中还含π键
2.下列关于σ键和π键的理解错误的是( )
A. σ键一般能单独形成,而π键一般不能单独形成
B. σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
C. CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中σ键都是C-C键,所以键能都相同
D. 碳碳双键中有一个σ键,一个π键,碳碳三键中有一个σ键,两个π键
3.在大多数有机化合物分子里,碳原子与碳原子、碳原子与其他原子间相结合的化学键
A.都是极性共价键 B.都是非极性共价键
C.前者是非极性共价键,后者是极性共价键 D.都是离子键
4.下列分子中,一定含碳碳双键的是
A. B. C. D.
5.下图是四种常见有机物的空间填充模型,下列说法中正确的是
A.甲中碳原子为sp3杂化 B.乙中σ键与π键的个数比为2∶1
C.丙中含有碳碳双键,属于烯烃 D.丁可表示乙酸的结构
考点6 有机化合物中碳的成键特征
1.人们已知的有机物都是从动植物等有机物取得,所以这类化合物叫有机物。下列说法错误的是
A.某有机物中可能同时含有碳碳直链、支链和环状结构
B.某有机物中可能只含有碳原子而不含有其他原子
C.某有机物中可能同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键
D.某有机物中含有碳的环状结构,则该有机物分子中至少含有3个碳原子
2.下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解错误的是
A.碳原子和氧原子之间可以形成双键
B.碳原子与碳原子之间形成的碳链可以有支链
C.碳原子可以形成四个共价键
D.五个碳原子最多只能形成四个碳碳单键
3.下列有机化合物中碳原子的连接方式不可能的是
A. B.
C. D.
4.某学习小组用球“和“棍“搭建的有机化合物分子球棍模型如图所示,“”代表氢原子,“”代表碳原子,下列说法错误的是
A.①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则
B.②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键,且这两种烃属于不饱和烃
C.④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环,剩余价键与氢原子结合以满足碳四价”原则
D.由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时,所有碳原子一定在同一条直线上
5.据报道,近年来发现了一种新的星际分子,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键或三键等,颜色相同的球表示同一种原子)。
下列对该物质的说法中正确的是
A.①处的化学键表示碳碳双键 B.此星际分子属于烃类
C.③处的原子可能是氯原子或氟原子 D.②处的共价键只有σ键
考点7 有机物结构的表示方法
1.下列化学式及结构式中,从成键情况看不合理的是
A.CH3N B.CH4Si
C.CH2OS D.CH4O
2.下列相关化学用语不正确的是
A.乙烯的球棍模型: B.乙烷的空间填充模型:
C.乙醇的电子式: D.乙醛的结构式:
3.下列表示不正确的是
A.乙烯的最简式C2H4 B.乙炔的结构简式CH≡CH
C.甲烷的电子式 D.乙烷的球棍模型
4.下列化学用语不正确的是
A.乙烯的结构简式:CH2CH2 B.羟基的电子式:
C.CH4的空间填充模型: D.乙醇的键线式:
5.下列有关化学用语表示正确的是
A.-CHO的电子式: B.的空间填充模型:
C.乙醛的结构简式:CH3COH D.丙烯的键线式:
6.下列化学用语表示正确的是
A.甲烷的分子结构模型:
B.醛基:-COH
C.羟基的电子式:
D.聚丙烯的结构简式:
考点8 共价键及其极性与有机反应
1.下列说法错误的是
A.一般仅含σ键的烃易发生取代反应,含有π键的烃易发生加成反应
B.一般共价键极性越强,在反应中越容易发生断裂
C.乙炔分子中存在2个σ键和3个π键
D.乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同,所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同
2.已知共价键的极性越强,该共价键在反应中越容易发生断裂,下列事实中不能用上述观点解释的是
A.
B.CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
C.
D.
3.下列反应产物不能用反应物中键的极性解释的是
A.
B.
C.
D.
4.溴乙烷是制造镇静药物巴比妥的原料,也常用作制冷剂、熏蒸剂、溶剂等,其结构如图所示,下列说法错误的是
A.该有机物的官能团为:碳溴键
B.①、②、④为极性键,③为非极性键
C.该分子中键的极性最强的是②和④
D.若该有机物在溶液中加热发生取代反应,最容易断裂的共价键可能是①
考点9 同分异构与同分异构现象
1.下列物质中,只表示一种分子的是
A.二碘甲烷(CH2I2) B.分子组成为C3H7Cl的有机物
C.分子组成为C6H6的有机物 D.聚丙烯
2.下列互为同分异构体的是
A.乙烷和乙烯 B.葡萄糖与麦芽糖
C.淀粉与纤维素 D.正丁烷与异丁烷
3.下列分子式代表的物质一定是纯净物的是
A. B. C. D.C3H6
4.同分异构体是物质多样性的重要原因之一。下列说法中正确的是
A.有2种同分异构体
B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C.同分异构体之间的转化是化学变化
D. 和 互为同分异构体
5.有机物和的结构式如下,下列说法中不正确的是
A.和是同分异构体 B.和物理性质有所不同
C.和化学性质相同 D.和含的质量分数相同
考点10 同分异构的辨识和书写
1.下列各组化合物中,不互为同分异构体的是
A.
B.
C.
D.CH3CH2CH2CHO、CH2=CHCH2CH2CH2OH
2.进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是
A. B.
C. D.
3.对复杂的有机化合物的结构可以用“键线式”简化表示。如有机化合物 CH2=CH-CHO可以简写为 。则与键线式为 的物质互为同分异构体的是
A. B. C. D.
4.某物质只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示,下列物质中,与该物质互为同系物的是
A.CH3CH=CHCOOH
B.CH2=CHCOOCH3
C.CH3CH2CH=CHCOOH
D.CH3CH(CH3)COOH
5.下列与有机物互为同分异构体的是
A. B. C. D.
6.下列烷烃在光照条件下与氯气反应,生成一氯代烃种类最多的是
A.CH3CH2CH3 B.
C. D.
考点11 有机物的分离与提纯
1.苯甲酸可用作食品防腐剂,纯净的苯甲酸为无色晶体.某种苯甲酸样品中混入了少量氯化钠和泥沙,用重结晶法提纯苯甲酸的实验操作中错误的是
A.称样品
B.加热溶解
C.趁热过滤
D.冷却结晶
A.A B.B C.C D.D
2.下列液体混合物可用分液的方法分离,且有机物从分液漏斗下口流出的是
A.苯和溴苯 B.苯和水 C.乙酸乙酯和碳酸钠溶液 D.溴苯和水
3.为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是
选项
不纯物
除杂试剂
分离方法
A.
CH4 (C2H4)
酸性KMnO4溶液
洗气
B.
CCl4 (I2)
C2H5OC2H5
萃取
C.
苯甲酸(NaCl、泥沙)
水
重结晶
D.
苯(苯酚)
溴水
分液
A.A B.B C.C D.D
4.现有三组混合液:(1)乙酸乙酯和乙酸钠;(2)提纯苯甲酸;(3)溴化钠和单质溴的水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是
A.分液、重结晶、蒸馏 B.萃取、重结晶、蒸馏
C.萃取、蒸馏、分液 D.分液、重结晶、萃取
5.提纯下列物质(括号内为少量杂质),不能达到目的的是
选项
混合物
除杂试剂
分离方法
A
乙酸乙酯(乙酸)
饱和Na2CO3溶液
分液
B
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
C
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
蒸馏
D
乙烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
洗气
A.A B.B C.C D.D
6.某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下苯甲酸易溶于乙醇,25℃和75℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34g和2.2g)。下列说法不正确的是
A.“过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出
B.“溶解”、“过滤”、“洗涤”操作中均使用了玻璃棒
C.“洗涤”时,选用乙醇作洗涤剂有利于快速干燥
D.将洗涤后的晶体铺在干燥的滤纸上,晾干后称量
7.我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取抗疟药物青蒿素而获得2015年诺贝尔医学奖。从黄花蒿中提取青蒿素的流程如下:
已知:青蒿素为白色针状晶体,易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂,不溶于水,熔点为,沸点为,热稳定性差。屠呦呦团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程,实验结果如下:
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
35
提取效率
几乎为0
(1)对黄花蒿进行破碎的目的是 。
(2)研究发现,青蒿素分子中的某个基团对热不稳定。分析用乙醚作溶剂,提取效率高于乙醇的原因是 。
(3)从青蒿(粉末)中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础,乙醚浸提法的具体操作如下:
①乙醚浸提法涉及到的操作中,不会用到的装置是 。
②操作III的主要过程可能是 。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
D.加入乙醇后,再加入苯或汽油进行萃取
(4)某科研小组通过控制其他实验条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响,其结果如下图所示:
由上图可知控制其他实验条件不变,采用的最佳粒度、时间和温度为 。
(5)由上可知,在提取青蒿素的过程中,还应充分考虑物质的 等物理性质(写出两点即可)。
考点12 有机物分子式的确定
1.现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧,生成和。对该物质的组成有下列推断:①一定含元素②一定不含元素③可能含元素④一定含元素⑤分子中的原子个数比为2:5⑥分子中的元素质量比为12:3:8.其中正确的是
A.①②⑤ B.①④⑥ C.①③⑤ D.①④⑤
2.某有机物在氧气中完全燃烧,生成和,则该有机物的分子式不可能为
A. B. C. D.
3.某兴趣小组利用如图装置对有机物进行元素分析。将样品放入石英管中加热使其充分反应,实验结束后,测得U形管分别增重为。下列说法错误的是
A.开始实验时,依次点燃酒精喷灯
B.若调换c和d中的试剂,则无法达成实验目的
C.该有机物的分子式为
D.若移走,可能导致测得氧元素的质量分数偏小
4.元素分析是有机物的表征手段之一、按下图实验装置对有机物进行C、H元素分析。
已知:有机物质量为0.152g,实验结束后,B管增重0.108g,D管增重0.22g。
下列说法错误的是
A.装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F
B.检查装置气密性后,先点燃煤气灯Ⅰ,再点燃煤气灯Ⅱ
C.实验结束后,继续通入一定量的,冷却后再称量装置B和装置D
D.该有机物的分子式为C5H12O5
5.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。
(1)盛装双氧水的仪器的名称 ;装置B中浓硫酸的作用是 。
(2)装置F的作用是 。
(3)装置A中发生反应的化学方程式 。
(4)若实验中所取样品只含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,D管质量增加1.08 g,E管质量增加1.76 g,则该样品的实验式为 。
(5)用质谱仪测定其相对分子质量,得如图所示的质谱图,则该有机物的相对分子质量为 。
考点13 有机物结构式的确定
1.为测定某有机物的结构,用核磁共振仪处理后的核磁共振氢谱如图所示,该有机物可能是
A.C2H5OH B.CH3CH2CH2COOH
C. D.
2.图1和图2是分子式为C2H6O的两种有机化合物的1H核磁共振谱图。下列说法错误的是
A.图1只有一种化学环境的氢原子
B.图2的结构简式为二甲醚
C.图2所代表有机物中不同化学环境氢原子个数比为1︰2︰3
D.图1和图2所代表有机物互为同分异构体
3.有机化合物A的质谱图如图1所示,其核磁共振氢谱图如图2所示,则A的结构简式可能为
A. B.
C. D.
4.有机物X的分子式为,其红外光谱图如下,则有机物X可能的结构是
A.CH3COOCH2CH3 B.(CH3)2CHCOOH
C.HCOOCH2CH2CH3 D.CH3CH2COOCH3
5.某种有机物的核磁共振氢谱如左图所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得其红外光谱如右图所示。
该物质的结构简式为 。
6.为测定某有机物A的结构,设计了如下实验:①将2.3 g该有机物完全燃烧,生成了0.1 mol CO2和2.7 g H2O;②用质谱仪实验得质谱图如下(左);③用核磁共振仪处理该化合物得1H核磁共振谱图如下(右),图中三个峰的面积比为1∶2∶3.试回答下列问题:
(1)有机物A的相对分子质量为 。
(2)有机物A的实验(最简式)式为 。
(3)根据A的实验式 (填“能”或“不能”)确定A的分子式。
(4)A的分子式为 ,结构简式为 。
考点14 图谱法在确定有机物结构中的应用
1.化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列关于仪器分析的说法不正确的是
A.光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,太阳光谱是连续光谱
B.质谱分析:利用质荷比来测定分子的相对分子质量,CH3CH2OH与CH3OCH3的质谱图完全相同
C.红外光谱分析:获得分子中含有的化学键或官能团的信息,可用于区分CH3CH2OH和CH3OCH3
D.X衍射图谱分析:获得分子结构的有关信息,包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等
2.使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下:
下列有关说法正确的是
A.由质谱图可知该有机物的相对分子质量为65
B.由红外光谱可获得该有机物官能团为碳氧键
C.综合以上图像信息可知该有机物为乙醚
D.有机化合物A的同类别的同分异构体只有1种
3.确定较复杂的有机化合物结构,需要借助现代分析仪器,根据图谱进行分析确定。一组分析仪器的图片如图所示。下列有关说法正确的是
A.甲为核磁共振氢谱图,乙为质谱图
B.甲表明该有机化合物的相对分子质量为31
C.乙表明该有机化合物中含4种不同化学环境的H原子
D.丙表明该有机化合物中只含C-H、C-O、O-H三种化学键
4.某研究性学习小组为了解有机物A的性质,对A的结构进行了如图实验。
(1)实验一:质谱分析仪分析,由图1可知有机物A的相对分子质量是 。
(2)实验二:红外光谱分析,图2中不同吸收峰峰谷代表不同基团,图中有机物A中含氧官能团名称为 和 。
(3)实验三:取0.9g有机物A完全燃烧,测得生成物为和,有机物A的分子式为 。
(4)实验四:经核磁共振检测发现有机物A的谱图(图3)中H原子峰面积比为,有机物A的结构简式为 。
考点15 有机分子结构的综合测定方法
1.某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.6%、含氢为5.9%其余含有氧。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的质谱图如图:
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱如图。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱,如图。
已知:A分子中含有苯环且苯环上只有一个取代基,试回答下列问题。
(1)A分子的相对分子量是 ,其有 种化学环境不同的氢原子。
(2)A的分子式为 ,该有机物含有的官能团是 。
(3)A的结构简式为 。
2.某化学兴趣小组设计实验步骤和方法研究有机化合物A,根据研究有机物A 的步骤和方法回答下列问题。
①测得A的蒸气密度是同状况下甲烷的4.38倍;
②将5.6gA在足量纯中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重7.2g和17.6g;
③将A通入溴水中,溴水褪色;
④A的核磁共振氢谱如图:
试通过计算填空:
(1)A的相对分子质量为 ;
(2)A的实验式是 ;
(3)A的分子式为 ;
(4)说明A属于 类;若溴水不褪色,则A属于 类;
(5)综上所述,A的结构简式为 。
3.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质的实验式是 。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示的质谱图,则其相对分子质量为 ,该物质的分子式是 。
(3)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如甲基氯甲基醚(Cl-CH2-O-CH3,有2种氢原子)的核磁共 振氢谱如左图所示,经测定,有机物A的核磁共振氢谱图如右图所示,则A的结构简式为 。
4.如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式的装置。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,A中的作用是 。
(2)C装置中CuO的作用是 。
(3)D和E中的试剂不可调换,理由是 。
(4)若样品中有机物只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.74g样品,经充分反应后,D管质量增加0.90g,E管质量增加1.76g。则该样品中有机物的最简式为 。
(5)通过对样品进行分析,得到如图三张图谱。分析图谱可知,样品中有机物的相对分子质量为 ,官能团名称是 ,结构简式为 。
(6)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: 。
试卷第24页,共25页
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第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
考点1 有机物的通性
考点2 依据碳骨架的有机物分类方法
考点3 依据官能团的有机物分类方法
考点4 有机官能团的性质与结构
考点5 有机物中共价键的类型
考点6 有机化合物中碳的成键特征
考点7 有机物结构的表示方法
考点8 共价键及其极性与有机反应
考点9 同分异构与同分异构现象
考点10 同分异构的辨识和书写
考点11 有机物的分离与提纯
考点12 有机物分子式的确定
考点13 有机物结构式的确定
考点14 图谱法在确定有机物结构中的应用
考点15 有机分子结构的综合测定方法
考点1 有机物的通性
1.下列说法中,正确的是
A.有机物中都含有碳元素
B.有机物都易燃烧
C.有机物的水溶液都难导电
D.有机物都是从有机体中分离出来的物质
【答案】A
【详解】A.有机物都是含碳元素的化合物,即有机物中必含有碳元素,但含碳元素的化合物不一定是有机物,如:CO、CO2、Na2CO3、CaC2等都属无机物,A项正确;
B.大多数有机物能够燃烧,但CCl4等有机物不能燃烧,B项错误;
C.多数有机物的水溶液难导电,但HCOOH(甲酸)、CH3COOH(乙酸)等的水溶液却能够导电,C项错误;
D.有机物可以从动植物的有机体中提取,也可以利用无机物来合成,如CO和H2在高温、高压和催化剂条件下能合成有机物CH3OH(甲醇),D项错误;
故选A。
2.下列生产和生活常见用品的主要成分不属于有机物的是
A.蔗糖(C12H22O11) B.尿素[CO(NH2)2]
C.乙醇(C2H5OH) D.纯碱(NaSCN)
【答案】D
【详解】A.蔗糖(C12H22O11)是含有碳元素的化合物,属于有机物,故A错误;
B.尿素[CO(NH2)2]是含有碳元素的化合物,属于有机物,故B错误;
C.乙醇(C2H5OH)是含有碳元素的化合物,属于有机物,故C错误;
D.纯碱(NaSCN)是含有碳元素的化合物,性质与无机物相似,为无机物,不属于有机物,故D正确;
故选:D。
3.下列有关有机化合物的说法正确的是
A.有机物参与的化学反应,其反应速率一定很慢
B.有机物都难溶于水,无机物都易溶于水
C.有机化合物的熔点、沸点都很低,无机物熔点、沸点都很高
D.有机化合物使我们的物质世界更加丰富多彩
【答案】D
【详解】A.有机物参与的化学反应的速率取决于物质本身的性质,不一定很慢,A错误;
B.有机物不一定都难溶于水,例如乙酸、乙醇,无机物不一定易溶于水,例如二氧化硅等,B错误;
C.有机化合物的熔点、沸点一般较低,这是有机物一般具有的性质,但也有熔点、沸点很高的有机物,无机物常温下呈气态的物质,其熔沸点也很低,如氧气,C错误;
D.有机化合物的种类繁多,有各种各样的用途,能使我们的物质世界更加丰富多彩,D正确;
故选D。
4.下列关于有机物描述不正确的是
A.绝大多数有机物易溶于有机溶剂,难溶于水
B.所有机物均可以燃烧,多数都是非电解质
C.有机物所参与的反应一般比较复杂,所以用箭头连接
D.甲烷是最简单的有机化合物
【答案】B
【详解】A.绝大多数有机物易溶于有机溶剂,有机物一般不溶于水,也有能溶于水的有机物,如乙醇等,A正确;
B.大多数有机物能燃烧,也有不燃烧的有机物,如四氯化碳不能燃烧,有机物多数为非电解质,B错误;
C.有机反应中一般伴随有副产物生成,则有机反应中常用箭头连接,C正确;
D.甲烷中含有最少的C原子,有C、H元素组成的有机物,则甲烷是最简单的有机化合物,D正确;
答案为B。
考点2 依据碳骨架的有机物分类方法
1.按碳骨架分类,下列说法正确的是
A.CH3CH(CH3)2属于链状化合物
B.属于芳香族化合物
C.属于脂环化合物
D.、属于同系物
【答案】A
【详解】A.CH3CH(CH3)2是烷烃,属于链状化合物,A正确;
B.含有苯环的化合物是芳香烃化合物,有机物分子中含有碳碳双键,没有苯环,因此不属于芳香族化合物,B错误;
C.含有碳环但不是苯环的化合物是脂环化合物,所给有机物分子中含有 苯环,因此属于芳香族化合物, C错误;
D.有机物含有酚羟基,属于酚类,属于醇类,故二者不是同系物,D错误;
答案选A。
2.按碳的骨架对有机化合物进行分类,下列说法正确的是
A.属于脂肪烃衍生物 B.属于芳香族化合物
C.属于芳香族化合物 D.属于脂环化合物
【答案】C
【详解】
A.是异丁烷,属于脂肪烃,A错误;
B.芳香族化合物指含有苯环的化合物,不含苯环,属于环烯,B错误;
C.含有苯环,属于芳香族化合物,C正确;
D.结构中含有苯环,属于芳香族化合物,不是脂环化合物,D错误;
故答案选C。
3.利用分类法探究有机物的性质,可以形成知识体系,提高学习效率。下列有关分类的说法正确的是
A.CH2=CH2、属于脂肪烃
B.属于环烷烃
C.化合物与苯互为同系物
D.化合物属于芳香烃
【答案】B
【详解】A.CH2=CH2属于脂肪烃,属于芳香烃,A错误;
B.只由碳和氢元素组成,含有环己烷,属于环烷烃,B正确;
C.苯的同系物是指含有一个苯环且侧链均为链状烷基的化合物,故化合物不是苯的同系物,C错误;
D.化合物含有氧原子,是芳香烃的衍生物,D错误;
故选B。
4.根据碳骨架进行分类,下列关于各有机物类型的说法中正确的是( )
①CH3CH2Cl ② ③(CH3)2C==CH2 ④ ⑤ ⑥
A.链状烃:①③⑤ B.脂环烃:②⑤⑥
C.环状烃:②④⑤ D.芳香烃:②④⑥
【答案】C
【解析】①⑥中含有C、H以外的其他元素,不属于烃,④中无苯环,不属于芳香烃;
故选C。
考点3 依据官能团的有机物分类方法
1.下列有机化合物的分类正确的是
CH3OCH3
A.醛
B.芳香烃
C.酮
D.醇
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】
A.的官能团为酯基,属于酯而不是醛,A错误;
B.中不含苯环,不是芳香烃,B错误;
C.CH3OCH3的官能团为醚键,属于醚而不是酮,C错误;
D.的官能团为醇羟基,属于醇,为苯甲醇,D正确;
故答案为:D。
2.下列物质所属的类别及其所含官能团的对应关系正确的是
A.CH3CONH2 酰胺 B. 羧酸类 -CHO
C. 醛类 -CHO D. 酚类 -OH
【答案】A
【详解】A.由CH3CONH2结构简式可知该物质属于酰胺类,官能团为,A项正确;
B.羧酸的官能团为—COOH,B项错误;
C.属于酯类,官能团为,C项错误;
D.苯环与羟基直接相连为酚类,D项错误;
故选:A。
3.下列各项有机化合物的分类及所含官能团都正确的是
选项
A
B
C
D
物质
类别
酚
醛
卤代烃
酸
官能团
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.该物质中不含苯环,不属于酚类,故A错误;
B.该物质由两个醛基组成,属于醛类,官能团为-CHO,故B正确;
C.该物质含酚羟基,不属于卤代烃,故C错误;
D.该物质属于酯类,官能团为-COO-R,故D错误;
故选:B。
4.一种具有广谱抗菌活性的有机物的结构简式如图所示,此有机化合物属于
①烯烃;②多官能团有机化合物;③芳香烃;④烃的衍生物;⑤酸性物质;⑥芳香族化合物
A.①②③④⑥ B.②④⑥ C.②④⑤⑥ D.①③⑤
【答案】C
【详解】由题给的结构简式可知,有机物中虽然存在碳碳双键,但含有N、O元素,不属于烯烃,而是烃的衍生物,则①错误、④正确;含酯基、羟基、羧基、酰胺基,属于多官能团有机化合物,则②正确;含苯环,但还含N、O元素,不属于芳香烃,则③错误;含有羧基,显酸性,属于酸性物质,则⑤正确;含有苯环,属于芳香族化合物,则⑥正确;
答案选C。
考点4 有机官能团的结构与性质
1.卤代烯烃(CH3)2C=CHCl能发生的反应有
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④使溴水褪色
⑤使酸性KMnO4溶液褪色 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 ⑦加聚反应
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑦ C.②④⑤⑥⑦ D.①③④⑤⑦
【答案】B
【分析】(CH3)2C=CHCl是非电解质,在水中不能电离出氯离子,不能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,该卤代烯烃中,氯原子所连碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,据此作答。
【详解】A.依据分析,可知③⑥不能发生,故A错误;
B.依据分析,①②④⑤⑦都能发生,故B正确;
C.依据分析,可知⑥不能发生,故C错误;
D.依据分析,可知③不能发生,故D错误;
答案选B。
2.有机化合物A的结构简式如图所示,某同学对其可能具有的化学性质进行了如下预测,其中正确的是
A.分子式为C10H12O3 B.是属于芳香化合物
C.有羟基,也有羧基 D.是属于烃
【答案】B
【详解】A.结合有机物结构简式可知,其分子式为C9H10O3,故A错误;
B.分子中含有苯环,属于芳香族化合物,故B正确;
C.分子中含有羟基和酯基,不存在羧基,故C错误;
D.该有机物A含有C、H、O三种元素,不属于烃,故D错误;
故选B。
3.有机物M是一种抑制生长的植物激素,可以刺激乙烯的产生,催促果实成熟,其结构简式如图所示,下列关于有机物M的性质的描述正确的是
A.M的分子式为C14H10O4
B.M分子中含有三个官能团
C.1 mol M 最多可以和3 mol Br2发生加成反应
D.1 mol M 可以和2molNaOH发生反应
【答案】C
【详解】A.M的分子式为C15H20O4,故A错误;
B.M分子中含有酮羰基、碳碳双键、羟基、羧基共4个官能团,故B错误;
C.由结构简式可知,有机物M分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,则1molM含3mol碳碳双键,最多可以和3mol溴发生加成反应,故C正确;
D.M中只有羧基能与NaOH反应,1 mol M含1mol羧基可以和1molNaOH发生反应,故D错误;
故选C。
4.某有机物结构简式为,下列叙述不正确的是
A.该有机物遇硝酸银溶液产生白色沉淀
B.该有机物在一定条件下能发生消去反应、取代反应、氧化反应
C.该有机物能使溴水褪色,也能使酸性KMnO4溶液褪色
D.1mol该有机物在加热和催化剂作用下,最多能和4molH2反应
【答案】A
【详解】A.卤代烃分子不能电离出氯离子,则与硝酸银不反应,故A错误;
B.含碳氯键且与-Cl相连C的邻位C上有H,可发生消去反应,含-Cl可发生取代反应,碳碳双键可发生氧化反应,故B正确;
C.含碳碳双键,能使溴水褪色,也能使酸性KMnO4溶液褪色,故C正确;
D.苯环、碳碳双键与氢气发生加成反应,则1mol该有机物在加热和催化剂作用下,最多能和4mol H2反应,故D正确;
故选A。
5.某有机物的结构简式如图所示,下列说法中正确的是
A.1mol该物质和足量的金属钠反应,产生33.6L的氢气
B.1mol该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3∶3∶2
C.可以用酸性KMnO4溶液检验其中的碳碳双键
D.该物质能够在催化剂作用下被氧化为含有-CHO的有机物
【答案】D
【详解】A.金属钠可以和羟基、羧基反应生成H2,1mol该有机物中含有1mol羟基和2mol羧基,故1mol该有机物和过量的金属钠反应最多可以生成1.5 mol H2, 没有给出在标准状况下,无法计算出气体的体积,故A错误;
B.金属钠可以和羟基、羧基反应,NaOH、NaHCO3均只能与该有机物中的羧基反应,最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3∶2∶2,故B错误;
C.该有机物中羟基和碳碳双键都能使酸性KMnO4溶液褪色,故无法用酸性KMnO4溶液检验其中的碳碳双键,故C错误;
D.该有机物中含有-CH2OH,可以被氧化为-CHO,故D正确;
答案为D。
考点5 有机物中共价键的类型
1.下列说法正确的是( )
A.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的
B.σ键是镜面对称,而π键是轴对称
C.乙烷分子中的共价键全为σ键,而乙烯分子中含σ键和π键
D.H2分子中只含σ键,而Cl2分子中还含π键
【答案】C
【解析】A.π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的,故A错误;
B.σ键是轴对称,而π键是镜面对称,故B错误;
C.乙烷分子的结构简式为CH3CH3,分子中全为σ键,而乙烯分子的结构简式为CH2=CH2,分子中含σ键和π键,故C正确;
D.H2分子、Cl2分子中的共价键都为单键,分子中只含σ键,故D错误;
故答案:C。
2.下列关于σ键和π键的理解错误的是( )
A. σ键一般能单独形成,而π键一般不能单独形成
B. σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
C. CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中σ键都是C-C键,所以键能都相同
D. 碳碳双键中有一个σ键,一个π键,碳碳三键中有一个σ键,两个π键
【答案】 C
【解析】σ键可以单独形成,且可以绕键轴旋转,而π键不能单独形成也不能绕键轴旋转,A、B两项正确;C项三种物质中σ键为C—C键和C—H键,C错误。
3.在大多数有机化合物分子里,碳原子与碳原子、碳原子与其他原子间相结合的化学键
A.都是极性共价键 B.都是非极性共价键
C.前者是非极性共价键,后者是极性共价键 D.都是离子键
【答案】C
【详解】有机物中碳碳原子之间形成非极性共价键,碳原子与其他原子间因非金属性不同,导致电子对发生偏移,则形成极性共价键,故选项C正确;答案为C。
4.下列分子中,一定含碳碳双键的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.C2H4为乙烯,一定含有碳碳双键,A符合题意;
B.C4H8若为环丁烷,则不含碳碳双键,B不符合题意;
C.C2H5OH为饱和醇,一定不含碳碳双键,C不符合题意;
D.C3H6O若为丙醛,则不含碳碳双键,D不符合题意;
故选A。
5.下图是四种常见有机物的空间填充模型,下列说法中正确的是
A.甲中碳原子为sp3杂化 B.乙中σ键与π键的个数比为2∶1
C.丙中含有碳碳双键,属于烯烃 D.丁可表示乙酸的结构
【答案】A
【详解】A.图示的有机物为甲烷,其中碳原子的杂化方式为sp3杂化,A正确;
B.图示的有机物为乙烯,其中共有5个σ键,一个π键,故二者个数比为5∶1,B错误;
C.图示的有机物为苯,其分子中不含碳碳双键,不属于烯烃,C错误;
D.图示的有机物应为乙醇,D错误;
故选A。
考点6 有机化合物中碳的成键特征
1.人们已知的有机物都是从动植物等有机物取得,所以这类化合物叫有机物。下列说法错误的是
A.某有机物中可能同时含有碳碳直链、支链和环状结构
B.某有机物中可能只含有碳原子而不含有其他原子
C.某有机物中可能同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键
D.某有机物中含有碳的环状结构,则该有机物分子中至少含有3个碳原子
【答案】B
【详解】A.同一有机物分子中碳与碳之间有多种不同组合方式,可以同时含有碳碳直链、支链和环状结构,如,故A正确;
B.只含有碳原子而不含有其他原子的物质为碳单质,不属于有机物,故B错误;
C.同一有机物分子中碳与碳之间有多种不同组合方式,可以同时含有碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键,如,故C正确;
D.碳原子形成最小的环中含有3个碳原子,因此含有碳环状结构的有机物分子中至少有3个碳原子,故D正确;
选B。
2.下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解错误的是
A.碳原子和氧原子之间可以形成双键
B.碳原子与碳原子之间形成的碳链可以有支链
C.碳原子可以形成四个共价键
D.五个碳原子最多只能形成四个碳碳单键
【答案】D
【详解】A.碳原子能形成4个共价键,氧原子能形成2个共价键,碳原子和氧原子之间可以形成双键,如二氧化碳分子中含有2个碳氧双键,故A正确;
B.碳原子与碳原子之间形成的碳链可以有支链,如异丁烷中有支链,故B正确;
C.碳原子最外层有4个电子,可以形成四个共价键,故C正确;
D.五个碳原子可以形成环状结构,环状结构中可含有五个碳碳单键,D错误;
选D。
3.下列有机化合物中碳原子的连接方式不可能的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.A中碳原子和碳原子形成的化学键都不超过4个,剩余价键与氢结合,满足碳四价的原则,A正确;
B.B中碳原子和碳原子形成的化学键都不超过4个,剩余价键与氢结合,满足碳四价的原则,B正确;
C.C中三键和双键中间的碳形成了5条共价键,违背了碳四价的原则,C错误;
D.D中碳原子和碳原子形成的化学键都不超过4个,剩余价键与氢结合,满足碳四价的原则,D正确;
故选C。
4.某学习小组用球“和“棍“搭建的有机化合物分子球棍模型如图所示,“”代表氢原子,“”代表碳原子,下列说法错误的是
A.①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则
B.②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键,且这两种烃属于不饱和烃
C.④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环,剩余价键与氢原子结合以满足碳四价”原则
D.由⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时,所有碳原子一定在同一条直线上
【答案】D
【详解】A.①中碳原子与氢原子形成4个共价单键,说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则,故A正确;
B.②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键,含有碳碳双键或碳碳三键的烃属于不饱和烃,这些化合物存在不饱和键,故B正确;
C.④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环,每个碳原子均连接4个原子,满足“碳四价”原则,故C正确;
D.由⑤可推知当3个或3个以上的碳原子以碳碳单键形成碳链时,碳链呈锯齿状,所有碳原子一定不在同一条直线上,故D错误;
故选D。
5.据报道,近年来发现了一种新的星际分子,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键或三键等,颜色相同的球表示同一种原子)。
下列对该物质的说法中正确的是
A.①处的化学键表示碳碳双键 B.此星际分子属于烃类
C.③处的原子可能是氯原子或氟原子 D.②处的共价键只有σ键
【答案】D
【分析】该物质为有机物,有机物分子中碳原子形成4个共价键,从左边氢原子开始推断,该结构为
H-C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-C≡N,据此分析;
【详解】A.该分子为有机物,有机物分子中碳原子形成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,同理推出①为碳碳三键,故A错误;
B.颜色相同的球表示同一种原子,根据结构可知,有3种不同的原子,最右侧原子半径小于C原子的,且形成三键,所以推测可能是N原子,不属于烃类,故B错误;
C.③处原子半径小于C原子的,不可能是Cl原子,且根据“碳四价键”原则,也不可能是F原子,故C错误;
D.②处的键为碳碳单键,即σ键,故D正确;
答案为D。
考点7 有机物结构的表示方法
1.下列化学式及结构式中,从成键情况看不合理的是
A.CH3N B.CH4Si
C.CH2OS D.CH4O
【答案】B
【详解】A.该分子中每个氢原子能形成1个共价键,氮原子能形成3个共价键,碳原子能形成4个共价键,所以每个原子都达到稳定结构,A正确;
B.C、Si原子能形成4个共价键,成键情况不合理,B错误;
C.该分子中每个碳原子能形成4个共价键,氢原子能形成1个共价键,氧原子能形成2个共价键,硫原子能形成2个共价键,从而使各个原子能达到稳定结构,C正确;
D.该分子中碳原子能形成4个共价键,硫原子能形成2个共价键,氢原子能形成1个共价键,从而使各个原子能达到稳定结构,D正确;
故选B
2.下列相关化学用语不正确的是
A.乙烯的球棍模型: B.乙烷的空间填充模型:
C.乙醇的电子式: D.乙醛的结构式:
【答案】C
【详解】A.乙烯的球棍模型为,A正确;
B.乙烷的空间填充模型为,B正确;
C.乙醇中氧原子周围有8个电子形成稳定结构,图中氧原子周围只有4个电子,C错误;
D.乙醛的结构式为,D正确;
故选C。
3.下列表示不正确的是
A.乙烯的最简式C2H4 B.乙炔的结构简式CH≡CH
C.甲烷的电子式 D.乙烷的球棍模型
【答案】A
【详解】A.最简式是分子中各种元素的最简整数比,乙烯的分子式为C2H4,其最简式为CH2,A错误;
B.乙炔含有碳碳三键,其结构简式为CH≡CH,B正确;
C.甲烷的电子式为 ,C正确;
D.乙烷的球棍模型为,D正确;
故选A。
4.下列化学用语不正确的是
A.乙烯的结构简式:CH2CH2 B.羟基的电子式:
C.CH4的空间填充模型: D.乙醇的键线式:
【答案】A
【详解】A.乙烯分子中含有碳碳双键,书写结构简式时不能省略,则乙烯的结构简式为CH2=CH2,故A错误;
B.羟基中O、H原子间共用1对电子,O原子的最外层电子数为7,其电子式为,故B正确;
C.甲烷分子为正四面体结构,碳原子位于正四面体中心,氢原子位于四个顶点上,CH4的空间填充模型:,故C正确;
D.用端点和拐点表示C原子,将碳原子上的H原子省略后得到的式子为键线式,乙醇分子的键线式:,故D正确;
答案选A。
5.下列有关化学用语表示正确的是
A.-CHO的电子式: B.的空间填充模型:
C.乙醛的结构简式:CH3COH D.丙烯的键线式:
【答案】D
【详解】A.醛基中氧原子最外层有8个电子,碳原子核外有7个电子,其正确的电子式为,故A错误;
B.CCl4分子是正四面体结构,且Cl原子半径大于C,其空间填充模型为,故B错误;
C.乙醛分子中含官能团醛基-CHO,乙醛的结构简式:CH3CHO,故C错误;
D.丙烯的结构简式为CH3CH=CH2,其键线式为,故D正确。
答案选D。
6.下列化学用语表示正确的是
A.甲烷的分子结构模型:
B.醛基:-COH
C.羟基的电子式:
D.聚丙烯的结构简式:
【答案】A
【详解】A.甲烷分子的空间充填模型为 ,题目中给的是甲烷的球棍模型,A正确;
B.醛基为-CHO,B错误
C.羟基是O和H共用一对电子形成的,电子式为 ,C错误;
D.聚丙烯的结构简式应为:, D错误;
答案选A。
考点8 共价键及其极性与有机反应
1.下列说法错误的是
A.一般仅含σ键的烃易发生取代反应,含有π键的烃易发生加成反应
B.一般共价键极性越强,在反应中越容易发生断裂
C.乙炔分子中存在2个σ键和3个π键
D.乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同,所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同
【答案】C
【详解】A.一般仅含σ键的烃中只含单键,易发生取代反应,含π键的烃中有碳碳双键或碳碳三键,一般易发生加成反应,A正确;
B.一般共价键极性越强,在反应中越容易发生断裂,B正确;
C.乙炔分子中存在3个σ键和2个π键,C错误;
D.乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同,所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同,D正确;
答案选C。
2.已知共价键的极性越强,该共价键在反应中越容易发生断裂,下列事实中不能用上述观点解释的是
A.
B.CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
C.
D.
【答案】C
【详解】A.反应中断开是O-H键和Br-H键,都是极性键,能用上述观点解释,故A不符合题意;
B.酯化反应的机理是酸脱羟基醇脱氢,断开的都是极性键,能用上述观点解释,故B不符合题意;
C.氢气与苯的加成反应,断开的都是非极性键,故不能用上述观点解释,故C符合题意;
D.乙醛断开C=O中一个键,HCN断开C-H键,都是极性键,能用上述观点解释,故D不符合题意。
答案选C。
3.下列反应产物不能用反应物中键的极性解释的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.乙醛分子中的C=O双键是极性共价键,极性较强,反应中容易断裂,反应与反应物中键的极性有关,A不符合;
B.乙酰氯中的C-Cl是极性共价键,极性较强,反应中容易断裂,反应与反应物中键的极性有关,B不符合;
C.乙醇中C-O键是极性共价键,极性较强,反应中容易断裂,反应与反应物中键的极性有关,C不符合;
D.丙烯中的C=C双键是非极性共价键,双键上有一个σ键,较稳定,一个π键,不稳定,反应与反应物中键的极性没有关系,D符合;
故答案为:D。
4.溴乙烷是制造镇静药物巴比妥的原料,也常用作制冷剂、熏蒸剂、溶剂等,其结构如图所示,下列说法错误的是
A.该有机物的官能团为:碳溴键
B.①、②、④为极性键,③为非极性键
C.该分子中键的极性最强的是②和④
D.若该有机物在溶液中加热发生取代反应,最容易断裂的共价键可能是①
【答案】C
【详解】A. 该有机物的官能团为:碳溴键,故A正确;
B. ①、②、④成键的2个原子不同,为极性键,③由两个相同原子C形成的共价键,为非极性键,故B正确;
C. 溴的电负性较大,使②的极性增强,该分子中C-H键的极性最强的是②,不是④,极性最强C-Br故C错误;
D. 若该有机物在NaOH溶液中加热发生取代反应,生成乙醇和溴化钠, C-Br键的极性最强,最容易断裂的共价键可能是①,故D正确;
故选C。
考点9 同分异构与同分异构现象
1.下列物质中,只表示一种分子的是
A.二碘甲烷(CH2I2) B.分子组成为C3H7Cl的有机物
C.分子组成为C6H6的有机物 D.聚丙烯
【答案】A
【详解】A.二碘甲烷为四面体结构,不存在同分异构体,A正确;
B.C3H7Cl可能为CH3CH2CH2Cl或CH3CHClCH3,属于混合物,B错误;
C.C6H6该分子是既可以表示苯,又可以表示不饱和度为4的不饱和烃,C错误;
D.聚乙烯是一种高聚物,n的值不确定,属于混合物,D错误;
故选A。
2.下列互为同分异构体的是
A.乙烷和乙烯 B.葡萄糖与麦芽糖
C.淀粉与纤维素 D.正丁烷与异丁烷
【答案】D
【详解】A.乙烷的分子式为C2H6,乙烯的分子式为C2H4,分子式不同,乙烷和乙烯不是同分异构体,A错误;
B.葡萄糖的分子式为C6H12O6,麦芽糖的分子式为C12H22O11,分子式不同,葡萄糖和麦芽糖不是同分异构体,B错误;
C.淀粉和纤维素的分子式为(C6H10O5)n,n不同,分子式不同,所以不是同分异构体,C错误;
D.正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3,异丁烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3,分子式相同,碳链不同,所以正丁烷和异丁烷是同分异构体,D正确;
故选D。
3.下列分子式代表的物质一定是纯净物的是
A. B. C. D.C3H6
【答案】A
【详解】A.C3H8只能表示丙烷,一定是纯净物,A正确;
B.C2H6O可以是CH3CH2OH也可以是CH3OCH3,不一定是纯净物,B错误;
C.C4H10可以表示正丁烷,也可以表示异丁烷,不一定是纯净物,C错误;
D.C3H6可以表示丙烯也可以是环丙烷,不一定是纯净物,D错误;
故答案选A。
4.同分异构体是物质多样性的重要原因之一。下列说法中正确的是
A.有2种同分异构体
B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C.同分异构体之间的转化是化学变化
D. 和 互为同分异构体
【答案】C
【详解】A.C5H12有3种同分异构体,分别是正戊烷、异戊烷、新戊烷,A错误;
B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物,分子式不一定相同,二者不一定互为同分异构体,B错误;
C.同分异构体的分子式相同,但结构不同,它们之间的转化是化学变化,C正确;
D. 和 结构相同,为同一种物质,不互为同分异构体,D错误;
故答案为:D。
5.有机物和的结构式如下,下列说法中不正确的是
A.和是同分异构体 B.和物理性质有所不同
C.和化学性质相同 D.和含的质量分数相同
【答案】C
【详解】A.I和Ⅱ是同分异构体,分子式都是C2H6O,但分子结构不同,故A正确;
B.有机物I和Ⅱ是不同种物质,物理性质有差异,故B正确;
C.有机物I为醇类,有机物Ⅱ为醚类,结构不同,则化学性质不同,故C错误;
D.二者的分子式都是C2H6O,则所含的质量分数相同,故D正确;
故选C。
考点10 同分异构的辨识和书写
1.下列各组化合物中,不互为同分异构体的是
A.
B.
C.
D.CH3CH2CH2CHO、CH2=CHCH2CH2CH2OH
【答案】D
【详解】A.二者分子式均为:C6H8,分子式相同结构不同,互为同分异构体,A不合题意;
B.二者分子式均为C7H6O2,分子式相同结构不同,互为同分异构体,B不合题意;
C.二者分子式均为C2H5NO2分子式相同结构不同,互为同分异构体,C不合题意;
D.CH3CH2CH2CHO、CH2=CHCH2CH2CH2OH前者分子式为C4H8O,后者分子式为:C5H10O,二者分子式不同,不互为同分异构体,D符合题意;
故答案为:D。
2.进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.中有5种位置不同的氢,所以其一氯代物有5种,能生成5种沸点不同的产物,故A不选;
B.中有4种位置不同的氢,所以其一氯代物有4种,能生成4种沸点不同的产物,故B不选;
C.含有2种等效氢,所以能生成2种沸点不同的有机物,故C不选;
D.中有3种位置不同的氢,所以其一氯代物有3种,能生成3种沸点不同的产物,故D选;
故选D。
3.对复杂的有机化合物的结构可以用“键线式”简化表示。如有机化合物 CH2=CH-CHO可以简写为 。则与键线式为 的物质互为同分异构体的是
A. B. C. D.
4.某物质只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示,下列物质中,与该物质互为同系物的是
A.CH3CH=CHCOOH
B.CH2=CHCOOCH3
C.CH3CH2CH=CHCOOH
D.CH3CH(CH3)COOH
【答案】C
【分析】某物质只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示,该分子中共有12个原子,球棍模型如下:,小黑球为氧原子,大球为碳原子,小白球为氢原子,根据原子成键规律可知,该有机物的结构简式为:,属于不饱和羧酸类,据此解答。
【详解】A. CH3CH=CHCOOH的分子式为:C4H6O2,属于不饱和羧酸类,与题给有机物互为同分异构体,A错误;
B. CH2=CHCOOCH3的分子式为:C4H6O2,属于不饱和酯类,与题给有机物互为同分异构体,B错误;
C. CH3CH2CH=CHCOOH的分子式为:C5H8O2,属于不饱和烯酸,与题给有机物互为同系物,C错误;
D. CH3CH(CH3)COOH的分子式为:C4H8O2,属于饱和羧酸,D错误;
故选C。
5.下列与有机物互为同分异构体的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.该有机物分子式为C8H10O,和图示物质分子式不同,A不合题意;
B.该有机物分子式为C7H8O,和图示物质分子式不同,B不合题意;
C.该有机物分子式为C7H8O2,和图示物质分子式不同,C不合题意;
D.该有机物分子式为C7H10O,分子式和图示物质相同,结构不同,故二者为同分异构体,D符合题意;
故选D。
6.下列烷烃在光照条件下与氯气反应,生成一氯代烃种类最多的是
A.CH3CH2CH3 B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.CH3CH2CH3 有两种等效氢,生成两种一氯代烃;
B. 只有一种等效氢,生成一种一氯代烃;
C. 有四种等效氢,生成四种一氯代烃;
D. 有两种等效氢,生成两种一氯代烃;
故答案为:C。
考点11 有机物的分离与提纯
1.苯甲酸可用作食品防腐剂,纯净的苯甲酸为无色晶体.某种苯甲酸样品中混入了少量氯化钠和泥沙,用重结晶法提纯苯甲酸的实验操作中错误的是
A.称样品
B.加热溶解
C.趁热过滤
D.冷却结晶
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.称样品时,应遵循左物右码的原则,故A错误;
B.加热溶解样品时,应用玻璃棒搅拌,便于分离泥沙,故B正确;
C.苯甲酸在水中溶解度随温度降低而减小,需要趁热过滤,防止损失,故C正确;
D.过滤得到的滤液冷却结晶可析出苯甲酸晶体,故D正确;
故选A。
2.下列液体混合物可用分液的方法分离,且有机物从分液漏斗下口流出的是
A.苯和溴苯 B.苯和水 C.乙酸乙酯和碳酸钠溶液 D.溴苯和水
【答案】D
【详解】A.苯和溴苯互溶,不能用分液的方法分离,A错误;
B.苯和水不互溶且苯的密度比水小,苯在上层,水在下层,水从分液漏斗下口流出,B错误;
C.乙酸乙酯和碳酸钠溶液不互溶且乙酸乙酯的密度比水小,乙酸乙酯在上层,水在下层,水从分液漏斗下口流出,C错误;
D.溴苯和水不互溶且溴苯的密度比水大,水在上层,溴苯在下层,溴苯从分液漏斗下口流出,D正确;
故选D。
3.为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是
选项
不纯物
除杂试剂
分离方法
A.
CH4 (C2H4)
酸性KMnO4溶液
洗气
B.
CCl4 (I2)
C2H5OC2H5
萃取
C.
苯甲酸(NaCl、泥沙)
水
重结晶
D.
苯(苯酚)
溴水
分液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.C2H4能够被酸性KMnO4溶液氧化为CO2,产生新的杂质气体,A错误;
B.CCl4与C2H5OC2H5混溶,不能分液,B错误;
C.苯甲酸的溶解度随温度变化较大,可用重结晶分离,C正确;
D.2,4,6-三溴苯酚及过量溴均溶于苯。,D错误;
故选C。
4.现有三组混合液:(1)乙酸乙酯和乙酸钠;(2)提纯苯甲酸;(3)溴化钠和单质溴的水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是
A.分液、重结晶、蒸馏 B.萃取、重结晶、蒸馏
C.萃取、蒸馏、分液 D.分液、重结晶、萃取
【答案】D
【详解】(1)乙酸乙酯不溶于水,乙酸钠溶于水,可用分液的方法分离;
(2)提纯粗苯甲酸用重结晶法,主要步骤为:加热溶解,趁热过滤,冷却结晶,过滤,洗涤;
(3)向溴化钠和单质溴的水溶液中加入萃取剂四氯化碳后,溴单质会溶解在四氯化碳中,四氯化碳和水互不相溶而分层,然后分液即可实现二者的分离;
故选D。
5.提纯下列物质(括号内为少量杂质),不能达到目的的是
选项
混合物
除杂试剂
分离方法
A
乙酸乙酯(乙酸)
饱和Na2CO3溶液
分液
B
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
C
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
蒸馏
D
乙烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
洗气
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.乙酸可以与饱和碳酸钠溶液反应,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,可以分液除去,故A正确;
B.乙醇和水沸点相差较大,但二者能够形成恒沸物,故除去乙醇中的水需加入CaO后进行蒸馏,故B正确;
C.乙醇(乙酸),加入氢氧化钠溶液,乙酸与氢氧化钠溶液反应,乙醇易与水互溶,且乙醇沸点较低,用蒸馏方法分离,故C正确;
D.乙烷(乙烯),将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液进行洗气,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化碳气体,引入新的杂质,故D错误;
故选D。
6.某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下苯甲酸易溶于乙醇,25℃和75℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34g和2.2g)。下列说法不正确的是
A.“过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出
B.“溶解”、“过滤”、“洗涤”操作中均使用了玻璃棒
C.“洗涤”时,选用乙醇作洗涤剂有利于快速干燥
D.将洗涤后的晶体铺在干燥的滤纸上,晾干后称量
【答案】C
【分析】粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,溶解、加热后需趁热过滤,除掉泥沙;对热的滤液进行冷却结晶,再次过滤得到苯甲酸固体,洗涤、干燥后得到苯甲酸晶体。
【详解】A.由上述分析可知,由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,“过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出,故A正确;
B.“溶解”需使用玻璃棒搅拌,“过滤”、“洗涤”操作中引流,故B正确;
C.常温下,苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇,洗涤时不宜用乙醇,应用冷水,故C错误;
D.洗涤后的苯甲酸可以铺在干燥的滤纸上,除去水分,故D正确;
答案选C。
7.我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取抗疟药物青蒿素而获得2015年诺贝尔医学奖。从黄花蒿中提取青蒿素的流程如下:
已知:青蒿素为白色针状晶体,易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂,不溶于水,熔点为,沸点为,热稳定性差。屠呦呦团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程,实验结果如下:
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
35
提取效率
几乎为0
(1)对黄花蒿进行破碎的目的是 。
(2)研究发现,青蒿素分子中的某个基团对热不稳定。分析用乙醚作溶剂,提取效率高于乙醇的原因是 。
(3)从青蒿(粉末)中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础,乙醚浸提法的具体操作如下:
①乙醚浸提法涉及到的操作中,不会用到的装置是 。
②操作III的主要过程可能是 。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
D.加入乙醇后,再加入苯或汽油进行萃取
(4)某科研小组通过控制其他实验条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响,其结果如下图所示:
由上图可知控制其他实验条件不变,采用的最佳粒度、时间和温度为 。
(5)由上可知,在提取青蒿素的过程中,还应充分考虑物质的 等物理性质(写出两点即可)。
【答案】(1)增大接触面积,提高青蒿素的浸取率
(2)乙醚沸点比乙醇低,防止温度过高使得热稳定差的青蒿素产生副反应
(3) BD B
(4)60%、120min、50℃
(5)溶解度、稳定性
【分析】由题给流程可知,向干燥破碎后的黄花蒿中加入乙醚浸取、过滤得到提取液和滤渣;提取液经蒸馏分离得到乙醚和青蒿素粗品,向粗品中加入95%的乙醇溶解、浓缩、结晶、过滤得到青蒿素精品。
【详解】(1)对黄花蒿进行破碎可以增大固体表面积,有利于增大接触面积,提高青蒿素的浸取率,故答案为:增大接触面积,提高青蒿素的浸取率;
(2)由题给信息可知,青蒿素热稳定性差,选用沸点较低的乙醚溶解提取青蒿素,可以防止温度较高导致青蒿素发生副反应而变质,故答案为:乙醚沸点比乙醇低,防止温度过高使得热稳定差的青蒿素产生副反应;
(3)①由分析可知,操作Ⅰ为过滤、操作Ⅱ为蒸馏、操作Ⅲ为重结晶,根由图可知,A为蒸馏装置、B为分液装置、C为过滤的装置、D为灼烧固体的装置,所以乙醚浸提法涉及到的操作中不会用到的装置是分液装置、灼烧固体的装置,故选BD;
②由分析可知,操作III的主要过程为向粗品中加入95%的乙醇溶解、浓缩、结晶、过滤得到青蒿素精品,故选B;
(4)由图可知,原料的粒度为60%、提取时间为120min、温度为50℃时,青蒿素提取速率最大,所以控制其他实验条件不变,采用的最佳粒度、时间和温度为60%、120min、50℃,故答案为:60%、120min、50℃;
(5)由青蒿素在水中溶解度极小,易溶于乙醚可知,提取青蒿素时应考虑物质的溶解度,由青蒿素分子中的某个基团对热不稳定可知,提取青蒿素时还要考虑青蒿素的稳定性,故答案为:溶解度、稳定性。
考点12 有机物分子式的确定
1.现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧,生成和。对该物质的组成有下列推断:①一定含元素②一定不含元素③可能含元素④一定含元素⑤分子中的原子个数比为2:5⑥分子中的元素质量比为12:3:8.其中正确的是
A.①②⑤ B.①④⑥ C.①③⑤ D.①④⑤
【答案】B
【详解】反应前后元素的种类不变,则二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素一定来自于有机物中,且4.4g二氧化碳中碳元素的质量为=1.2g,2.7g水中氢元素的质量为=0.3g,由于1.2g+0.3g=1.5g<2.3g,则有机物中一定含有氧元素,O元素的质量为2.3g-1.2g-0.3g=0.8g;
①由上述分析可知一定含C、H元素,故正确;
②由上述分析可知一定含有O元素,故错误;
③由上述分析可知一定含有O元素,故错误;
④由上述分析可知一定含有O元素,故正确;
⑤分子中C、H的原子个数比为=1:3,故错误;
⑥分子中C、H、O的元素质量比为1.2:0.3:0.8=12:3:8,故正确;
正确的是①④⑥;
答案选B。
2.某有机物在氧气中完全燃烧,生成和,则该有机物的分子式不可能为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意可知,生成的CO2的物质的量为1mol,生成的水的物质的量为1mol,则有机物中C与H的个数比为1︰2,故该有机物的分子式不可能为C2H6O,故A符合题意。
答案选A。
3.某兴趣小组利用如图装置对有机物进行元素分析。将样品放入石英管中加热使其充分反应,实验结束后,测得U形管分别增重为。下列说法错误的是
A.开始实验时,依次点燃酒精喷灯
B.若调换c和d中的试剂,则无法达成实验目的
C.该有机物的分子式为
D.若移走,可能导致测得氧元素的质量分数偏小
【答案】D
【分析】由实验装置图可知,a处发生的反应为有机物在加热条件下与氧气反应生成碳的氧化物和水,装置b处氧化铜与一氧化碳反应生成二氧化碳,装置c为水蒸气的吸收测定装置,装置d为二氧化碳的吸收测定装置,该装置的缺陷为没有吸收空气中水蒸气和二氧化碳的装置,会导致实验误差,据此分析解题。
【详解】A.为使有机物不完全燃烧生成的二氧化碳完全转化为被碱石灰吸收的二氧化碳,实验开始时,应依次点燃酒精喷灯b、a,故A正确;
B.由分析可知,装置c为水蒸气的吸收测定装置,装置d为二氧化碳的吸收测定装置,若调换装置c和d,则碱石灰会吸收二氧化碳和水蒸气,无法测得反应生成二氧化碳和水蒸气的质量,无法达成实验目的,故B正确;
C.c管增重0.0108g,n(H2O)=0.0006mol,H元素的质量为0.0006mol×2×1g/mol=0.0012g,d管增重0.0352g,n(CO2)=0.0008mol,C元素的质量为0.0008mol×12g/mol=0.0096g,则有机物中n(O)==0.0008mol,C、H、O的原子个数比为0.0008mol:0.0012mol:0.0008mol=2:3:2,最简式为C2H3O2,设分子式为(C2H3O2)n,该有机物的相对分子量为118,59×n=118,解得n=2,可知其分子式为C4H6O4,故C正确;
D.若移走CuO,实验测得二氧化碳的质量偏低,从而导致算得的氧元素的质量偏高,故氧元素的质量分数偏大,故D错误;
故选D。
4.元素分析是有机物的表征手段之一、按下图实验装置对有机物进行C、H元素分析。
已知:有机物质量为0.152g,实验结束后,B管增重0.108g,D管增重0.22g。
下列说法错误的是
A.装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F
B.检查装置气密性后,先点燃煤气灯Ⅰ,再点燃煤气灯Ⅱ
C.实验结束后,继续通入一定量的,冷却后再称量装置B和装置D
D.该有机物的分子式为C5H12O5
【答案】B
【分析】由实验装置图可知,装置E中发生的反应为二氧化锰做催化剂条件下过氧化氢分解生成氧气和水,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氧气,装置A中氧气与有机物共热反应生成碳的氧化物和水,其中氧化铜的作用是将反应生成的一氧化碳完全转化为二氧化碳,装置B中盛有的无水氯化钙用于吸收测定反应生成水的质量,装置D中盛有的碱石灰用于形成测定反应生成二氧化碳的质量,装置F盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止干扰实验,则装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F。
【详解】A.由分析可知,装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F,故A正确;
B.由分析可知,装置A中氧化铜的作用是将反应生成的一氧化碳完全转化为二氧化碳,所以检查装置气密性后,应先通入氧气排尽装置中的空气,防止装置中的二氧化碳和水蒸气干扰实验,然后先点燃煤气灯Ⅱ,再点燃煤气灯Ⅰ,防止生成的一氧化碳不能转化为二氧化碳,导致测得二氧化碳的质量偏小,出现实验误差,故B错误;
C.实验结束后,继续通入一定量的氧气,使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收,冷却后再称量装置B和装置D,故C正确;
D.由题给数据可知,有机物中碳元素的物质的量为=0.005mol,氢元素的物质的量为×2=0.012mol,氧元素的物质的量为=0.005mol,则有机物中碳、氢、氧的原子个数比为0.005mol:0.012mol :0.005mol=5︰12︰5,最简式为C5H12O5,由于分子中氢原子个数已达到饱和,所以有机物的分子式为C5H12O5,故D正确;
故选B。
5.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。
(1)盛装双氧水的仪器的名称 ;装置B中浓硫酸的作用是 。
(2)装置F的作用是 。
(3)装置A中发生反应的化学方程式 。
(4)若实验中所取样品只含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,D管质量增加1.08 g,E管质量增加1.76 g,则该样品的实验式为 。
(5)用质谱仪测定其相对分子质量,得如图所示的质谱图,则该有机物的相对分子质量为 。
【答案】(1) 分液漏斗 干燥氧气
(2)吸收空气中的水和CO2,防止影响实验结果
(3)2H2O22H2O+O2↑
(4)C2H6O
(5)46
【分析】装置A中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成氧气,装置B中浓硫酸干燥氧气,氧气与有机物在装置C中反应,氧化铜可使生成的CO转化为二氧化碳,装置D中的无水氯化钙可吸收生成的水蒸气,而不影响二氧化碳的量,装置E中的碱石灰可吸收反应生成的二氧化碳;装置F可防止空气中的二氧化碳、水进入装置E影响实验结果。
【详解】(1)盛装双氧水的仪器的名称为分液漏斗;装置B中浓硫酸的作用是干燥氧气,防止水蒸气进入后续装置影响结果;
(2)装置F的作用为吸收空气中的水和CO2,防止空气中的CO2和H2O进入影响实验结果;
(3)装置A中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;
(4)D管质量增加1.08 g,即水的质量为1.08 g,物质的量为0.06 mol,则m(H)=0.12 g;E管质量增加1.76 g,即二氧化碳的质量为1.76 g,物质的量为0.04 mol,m(C)=0.48 g,则m(O)=0.92 g-0.48 g-0.12 g=0.32 g,n(O)=0.02 mol,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.04∶0.12∶0.02=2∶6∶1,则有机物的实验式为C2H6O;
(5)根据质谱图可知,相对分子质量为46,则该有机物的分子式为C2H6O。
考点13 有机物结构式的确定
1.为测定某有机物的结构,用核磁共振仪处理后的核磁共振氢谱如图所示,该有机物可能是
A.C2H5OH B.CH3CH2CH2COOH
C. D.
【答案】A
【分析】由图可知,核磁共振氢谱有3个吸收峰,故有机物分子中有3种H原子,H原子数目之比等于对应峰的面积之比,结合等效氢判断。
【详解】A.C2H5OH即CH3CH2OH,,羟基上1种H原子、甲基上有1种H原子,亚甲基上有1种H原子,故核磁共振氢谱中有3个峰,A正确;
B.CH3CH2CH2COOH中甲基中的H原子与羧基中的H原子、2个亚甲基上H原子所处化学环境不同,共有4种H原子,核磁共振氢谱中有4个峰,B错误;
C.中2个甲基上的H原子与碳碳双键中的H原子所处化学环境不相同,有2种H原子,核磁共振氢谱中有2个峰,C错误;
D.为对称结构,甲基与苯环上的H原子所处化学环境不同,有2种H原子,核磁共振氢谱中有2个峰,D错误;
故选A。
2.图1和图2是分子式为C2H6O的两种有机化合物的1H核磁共振谱图。下列说法错误的是
A.图1只有一种化学环境的氢原子
B.图2的结构简式为二甲醚
C.图2所代表有机物中不同化学环境氢原子个数比为1︰2︰3
D.图1和图2所代表有机物互为同分异构体
【答案】B
【详解】A.根据核磁共振谱图可知,图1只有一种峰,故只有一种化学环境的氢原子,故A正确;
B.图2有三个峰,峰面积之比为1:2:3,可推知其结构简式为CH3CH2OH,为乙醇,故B错误;
C.图2有三个峰,峰面积之比为1:2:3,则图2所代表有机物中不同化学环境氢原子个数比为1:2:3,故C正确;
D.图1和图2所代表有机物乙醇和二甲醚,互为同分异构体,故D正确;
答案选B。
3.有机化合物A的质谱图如图1所示,其核磁共振氢谱图如图2所示,则A的结构简式可能为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.的相对分子质量为46,分子中有3种H原子,A符合;
B.的相对分子质量为44,分子中有2种H原子,B不符合;
C.的相对分子质量为46,分子中有2种H原子,C不符合;
D.的相对分子质量为88,分子中有4种H原子,D不符合;
故选A。
4.有机物X的分子式为,其红外光谱图如下,则有机物X可能的结构是
A.CH3COOCH2CH3 B.(CH3)2CHCOOH
C.HCOOCH2CH2CH3 D.CH3CH2COOCH3
【答案】AD
【详解】根据红外光谱图可知,分子中存在不对称-CH3,C=O和C-O-C,结合分子式可知,有机物X结构可能是CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3,答案选AD。
5.某种有机物的核磁共振氢谱如左图所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得其红外光谱如右图所示。
该物质的结构简式为 。
【答案】
【详解】根据核磁共振氢谱图,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3,说明该有机物中一共有4种不同化学环境的H原子,个数比为1∶3∶1∶3,分子中共有8个氢原子,即4种不同化学环境的氢原子数目为1、3、1、3,3个化学环境相同的氢原子考虑是甲基上的3个氢原子,故分子有两个化学环境不同的甲基;再由红外光谱,分子中有C-H键,O-H键和C=O键,故该有机物的结构简式为。
6.为测定某有机物A的结构,设计了如下实验:①将2.3 g该有机物完全燃烧,生成了0.1 mol CO2和2.7 g H2O;②用质谱仪实验得质谱图如下(左);③用核磁共振仪处理该化合物得1H核磁共振谱图如下(右),图中三个峰的面积比为1∶2∶3.试回答下列问题:
(1)有机物A的相对分子质量为 。
(2)有机物A的实验(最简式)式为 。
(3)根据A的实验式 (填“能”或“不能”)确定A的分子式。
(4)A的分子式为 ,结构简式为 。
【答案】(1)46
(2)C2H6O
(3)能
(4) C2H6O CH3CH2OH
【详解】(1)质谱图中最大质荷比即为有机物的相对分子质量,所以根据质谱图可知A的相对分子质量为46。
(2)2.3 g A完全燃烧生成0.1 mol CO2和2.7 g H2O,则n(C)=n(CO2)=0.1mol,m(C)=0.1mol×12g/mol=1.2g, n(H2O)= ,n(H)=0.3mol,m(H)=0.3mol×1g/mol=0.3g, 则m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g,故有机物含有O元素,且m(O)=2.3g-1.5g=0.8g,故n(O)= =0.05mol,n(C):n(H):n(O)=0.1mol:0.3mol:0.05mol=2:6:1,即该有机物实验式为C2H6O。
(3)该有机物的实验式为C2H6O,H原子已经饱和C原子的四价结构,所以该实验式就是分子式。
(4)由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有3中化学环境不同的H原子,三种H原子数目之比为1:2:3,有机物A的分子式为C2H6O,故该有机物结构式为CH3CH2OH。
考点14 图谱法在确定有机物结构中的应用
1.化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列关于仪器分析的说法不正确的是
A.光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,太阳光谱是连续光谱
B.质谱分析:利用质荷比来测定分子的相对分子质量,CH3CH2OH与CH3OCH3的质谱图完全相同
C.红外光谱分析:获得分子中含有的化学键或官能团的信息,可用于区分CH3CH2OH和CH3OCH3
D.X衍射图谱分析:获得分子结构的有关信息,包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等
【答案】B
【详解】A.不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素;太阳上面不断进行核聚变,随时都有大量能量放出,太阳上的各种元素被激发为激发态,在向回跃迁时,会辐射出各种频率的光,从而构成了连续的光谱,故A正确;
B.CH3CH2OH与CH3OCH3的最大荷比相同,但结构不同,形成的离子碎片不同,质谱图不完全相同,故B错误;
C.红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团,CH3CH2OH和CH3OCH3所含官能团为羟基和醚键,可用红外光谱分析区别,故C正确;
D.X-射线衍射法是区分晶体和非晶体的最科学的方法,能获得晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等,故D正确;
故选B。
2.使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下:
下列有关说法正确的是
A.由质谱图可知该有机物的相对分子质量为65
B.由红外光谱可获得该有机物官能团为碳氧键
C.综合以上图像信息可知该有机物为乙醚
D.有机化合物A的同类别的同分异构体只有1种
【答案】C
【详解】A.质谱图中显示的相对分子质量的直线,并不是相对丰度最大的线,而是质荷比最大的线,由图可知该有机物的相对分子质量大约为74,A不正确;
B.由红外光谱可获得该有机物分子中含有C-H键、C-O键,则其官能团为醚键,B不正确;
C.该有机物为醚,依据相对分子质量,由商余法可确定分子式为C4H10O,该有机物的核磁共振氢谱有2种峰,则表明分子中含有2种氢原子,综合以上图像信息可知,该有机物为乙醚,C正确;
D.有机化合物A的同类别的同分异构体可能为甲正丙醚、甲异丙醚共2种(不包括自身在内),D不正确;
故选C。
3.确定较复杂的有机化合物结构,需要借助现代分析仪器,根据图谱进行分析确定。一组分析仪器的图片如图所示。下列有关说法正确的是
A.甲为核磁共振氢谱图,乙为质谱图
B.甲表明该有机化合物的相对分子质量为31
C.乙表明该有机化合物中含4种不同化学环境的H原子
D.丙表明该有机化合物中只含C-H、C-O、O-H三种化学键
【答案】C
【详解】A.乙为核磁共振氢谱图,甲为质谱图,A错误;
B.由图,甲表明该有机化合物的相对分子质量为74,B错误;
C.乙表明该有机化合物中含4种不同化学环境的H原子,C正确;
D.丙表明该有机化合物中含C-H、C-O、O-H三种化学键,应该还含有碳碳键,D错误;
故选C。
4.某研究性学习小组为了解有机物A的性质,对A的结构进行了如图实验。
(1)实验一:质谱分析仪分析,由图1可知有机物A的相对分子质量是 。
(2)实验二:红外光谱分析,图2中不同吸收峰峰谷代表不同基团,图中有机物A中含氧官能团名称为 和 。
(3)实验三:取0.9g有机物A完全燃烧,测得生成物为和,有机物A的分子式为 。
(4)实验四:经核磁共振检测发现有机物A的谱图(图3)中H原子峰面积比为,有机物A的结构简式为 。
【答案】(1)90
(2) 羟基 羧基
(3)C3H6O3
(4)
【详解】(1)质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为90,因此该有机物A的相对分子质量是90;
(2)红外光谱图中不同吸收峰峰谷代表不同的基团,由图可知,有机物A中含氧官能团为-OH、-COOH,则有机物A中含氧官能团名称为羟基和羧基;
(3)0.9g有机物A的物质的量为0.01mol,完全燃烧生成1.32gCO2,CO2的物质的量为0.03mol,还生成0.54g H2O ,H2O 的物质的量为0.03mol,则0.01molA中含0.03molC和0.06molH,则0.01molA中含O的物质的量为,即1个有机物A的分子含C、H、O原子个数分别为3、6、3,所以有机物A的分子式为:C3H6O3;
(4)由核磁共振氢谱图可知A中有4种等效氢,每种等效氢的氢原子个数比为1∶1∶1∶3,结合A的分子式为C3H6O3,且含有羧基和羟基,则A中还含有一个甲基,所以有机物A的结构简式为:。
考点15 有机分子结构的综合测定方法
1.某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.6%、含氢为5.9%其余含有氧。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的质谱图如图:
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱如图。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱,如图。
已知:A分子中含有苯环且苯环上只有一个取代基,试回答下列问题。
(1)A分子的相对分子量是 ,其有 种化学环境不同的氢原子。
(2)A的分子式为 ,该有机物含有的官能团是 。
(3)A的结构简式为 。
【答案】(1) 136 4
(2) C8H8O2 酯基
(3)
【详解】(1)根据质谱图可知,A相对分子质量为136;根据核磁共振氢谱图可知,存在4中不同化学环境氢原子;
(2)A经李比希法测得其中含碳为70.6%、含氢为5.9%,含氧为24.5%,则其实验室:C4H4O,根据其相对分子质量为136可判断其分子式为:C8H8O2;结合红外光谱可知,该有机物含有的官能团是酯基;
(3)根据红外光谱图可知,分子中存在苯环、酯基,分子式为C8H8O2,等效氢有4种,比值为2∶2∶1∶3,则其结构简式:。
2.某化学兴趣小组设计实验步骤和方法研究有机化合物A,根据研究有机物A 的步骤和方法回答下列问题。
①测得A的蒸气密度是同状况下甲烷的4.38倍;
②将5.6gA在足量纯中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重7.2g和17.6g;
③将A通入溴水中,溴水褪色;
④A的核磁共振氢谱如图:
试通过计算填空:
(1)A的相对分子质量为 ;
(2)A的实验式是 ;
(3)A的分子式为 ;
(4)说明A属于 类;若溴水不褪色,则A属于 类;
(5)综上所述,A的结构简式为 。
【答案】(1)70
(2)CH2
(3)C5H10
(4) 烯烃 环烷烃
(5)(CH3)2CHCH=CH2
【详解】(1)相同条件下,气体的相对分子质量之比等于密度之比,所以有机物质的相对分子质量=16×4.38≈70;
(2)浓硫酸增重7.2g,则n(H2O)==0.4mol,所含有n(H)=0.8mol,碱石灰增重17.6g,则n(CO2)==0.4mol,所以n(C)=0.4mol,m(C)+m(H)=0.4mol×12g/mol+0.8mol×1g/mol=5.6g,故A不含氧元素,A分子中C、H原子数目之比=0.4:0.8=1:2,故实验式为CH2;
(3)令有机物A的分子式为(CH2)x,则14x=70,故x=5,则有机物分子式为C5H10;
(4)A的分子式为C5H10,将A通入溴水中,溴水褪色,故A含有1个C=C双键,属于烯烃;若溴水不褪色,则属于环烷烃;
(5)核磁共振氢谱中有4个吸收峰,面积之比为1:1:2:6,即有机物A中有4种H原子,数目之比为1:1:2:6,有机物A含有2个甲基,A的结构简式为:(CH3)2CHCH=CH2。
3.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质的实验式是 。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示的质谱图,则其相对分子质量为 ,该物质的分子式是 。
(3)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如甲基氯甲基醚(ClCH2-O-CH3,有2种氢原子)的核磁共 振氢谱如左图所示,经测定,有机物A的核磁共振氢谱图如右图所示,则A的结构简式为 。
【答案】(1)C2H6O
(2) 46 C2H6O
(3)CH3CH2OH
【详解】(1)由题意可知,有机物A燃烧消耗标准状况下氧气6.72 L氧气,生成5.4 g水和8.8 g二氧化碳,由原子个数守恒可知,有机物A中含有的碳原子个数为×1=0.2mol、氢原子个数为×2=0.6mol、氧原子个数为0.2mol×2+0.3mol×1-×2=0.1mol,则有机物A的实验式为C2H6O;
(2)由图可知,有机物A的最大质荷比为46,则有机物A的相对分子质量为46,设A的分子式为(C2H6O)n,由实验式可得:n==1,所以A的分子式为C2H6O;
(3)符合分子式为C2H6O的结构简式可能为核磁共振氢谱有3组峰的CH3CH2OH、核磁共振氢谱有1组峰的CH3OCH3,由图可知,有机物A的核磁共振氢谱有3组峰,则有机物A的结构简式为CH3CH2OH;
4.如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式的装置。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,A中的作用是 。
(2)C装置中CuO的作用是 。
(3)D和E中的试剂不可调换,理由是 。
(4)若样品中有机物只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.74g样品,经充分反应后,D管质量增加0.90g,E管质量增加1.76g。则该样品中有机物的最简式为 。
(5)通过对样品进行分析,得到如图三张图谱。分析图谱可知,样品中有机物的相对分子质量为 ,官能团名称是 ,结构简式为 。
(6)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: 。
【答案】(1) 分液漏斗 催化剂
(2)使CO转化为CO2
(3)碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)C4H10O
(5)74 醚键 CH3CH2OCH2CH3
(6)在E后边再接上一个盛有碱石灰的干燥管
【分析】由实验装置图可知,装置A中二氧化锰做催化剂条件下过氧化氢溶液分解制备氧气,装置B中盛有的浓硫酸用于干燥氧气,装置C中样品与氧气共热反应生成碳的氧化物和水、氧化铜与一氧化碳共热反应生成二氧化碳,装置D中盛有的无水氯化钙用于吸收、测定反应生成的水蒸气,装置E中盛有的碱石灰用于吸收、测定反应生成的二氧化碳,该装置的缺陷是空气中的二氧化碳和水蒸气会进入E中被碱石灰吸收,导致实验误差。
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器a为分液漏斗;由分析可知,装置A中二氧化锰做催化剂条件下过氧化氢溶液分解制备氧气,故答案为:分液漏斗;催化剂;
(2)由分析可知,装置C中氧化铜与一氧化碳共热反应生成二氧化碳,目的是使有机物充分氧化生成二氧化碳和水,故答案为:使CO转化为CO2;
(3)由分析可知,装置D中盛有的无水氯化钙用于吸收、测定反应生成的水蒸气,装置E中盛有的碱石灰用于吸收、测定反应生成的二氧化碳,无水氯化钙只吸收水蒸气,而碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳,所以D和E中的试剂不可调换,故答案为:碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳;
(4)由题意可知,反应生成水、二氧化碳的质量分别为0.90g、1.76g,则有机物分子中碳原子的物质的量为=0.04mol,氢原子的物质的量为×2=0.1mol,氧原子的物质的量为=0.01mol,则有机物分子中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为0.04mol∶0.1mol∶0.01mol=4∶10∶1,有机物的最简式为C4H10O,故答案为:C4H10O;
(5)由质谱图可知,样品中有机物的相对分子质量为74,设有机物的分子式为(C4H10O)n,则n==1,分子式为C4H10O;由红外光谱图可知,有机物分子含有的官能团为醚键;由核磁共振氢谱可知,有机物只含有两种氢原子且个数比为2∶3,则有机物的结构简式为CH3CH2OCH2CH3,故答案为:74;醚键;CH3CH2OCH2CH3;
(6)由分析可知,该装置的缺陷是空气中的二氧化碳和水蒸气会进入E中被碱石灰吸收,导致实验误差,所以实验时应在E后边再接上一个盛有碱石灰的干燥管吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,故答案为:在E后边再接上一个盛有碱石灰的干燥管。
试卷第42页,共51页
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