内容正文:
第一章 有机化合物的结构与性质 烃
考点1 有机化合物的命名
考点2 有机化合物的分类
考点3 同系物
考点4 有机官能团的性质及结构
考点5 同分异构体
考点6 有机化合物的表示
考点7 甲烷和烷烃的性质
考点8 烯烃和炔烃的性质
考点9 苯和芳香烃的性质
考点1 有机化合物的命名
1.下列各有机化合物的命名正确的是
A. 1,3-二丁烯
B.2-乙基丁烷
C.对二甲苯
D.2-丁醇
2.下列有机物的命名正确的是
A.乙二酸乙二酯 B. 二溴乙烷
C.甲基丙醇 D.间甲基苯酚
3.按要求完成下列问题:
(1)的系统命名是 。
(2)的系统命名是 。
(3)的系统命名是 。
4.用系统命名法给下列有机物命名:
(1)有机化合物的名称是 ,将其在催化剂存在下完全氢化,所得烷烃的名称是 。
(2)有机化合物的名称是 ,将其在催化剂存在下完全氢化,所得烷烃的名称是 。
考点2 有机化合物的分类
5.按照官能团可以给有机物进行分类,下列有机物类别划分正确的是
A.含有醛基,属于醛类物质
B.CH3CH2Br含有溴原子,属于卤代烃
C.含有苯环,属于芳香烃
D.含有苯环和羟基,属于醇类物质
6.有机物X()是合成某种药物的重要中间体。X中不存在的官能团为
A.醛基 B.酰胺基 C.醚键 D.酯基
7.以下是某有机化合物的结构简式:(提示:环丁烷可简写成)。
通过分析,回答下列问题:
(1)写出该有机物中的官能团名称:① ;② ;③ 。
(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)1mol该有机物完全燃烧消耗O2的物质的量为 。
8.下列有机化合物中:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)属于环状化合物的有 。
(2)属于脂环化合物的有 。
(3)属于芳香化合物的有 。
(4)属于脂肪烃的有 。
(5)属于醇类的有 。
(6)属于酚类的有 。
(7)属于羧酸类的有 。
(8)属于烃的有 。
9.回答下列问题:
(1)与中含氧官能团名称分别为 、 。
(2)分子中的含氧官能团名称为醚键和 。
(3)含有的官能团名称是磺酸基、酯基、 和 。
(4)含氧官能团的名称是 。
(5)中所有官能团名称: 。
(6)物质中所含官能团的名称为 、 。
(7)中官能团的名称为 、 。
(8)中官能团的名称为 、 。
考点3 同系物
10.下列说法正确的是
A.和互为同位素
B.石墨烯和丙烯互为同素异形体
C.和互为同系物
D.和为同种物质
11.我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2转化过程示意图如图所示:
下列说法错误的是
A.多功能催化剂在该反应中能改变化学反应速率
B.转化过程中有极性键的断裂和形成和非极性键的断裂但没有形成
C.反应①的产物和反应②的产物中都含有水
D.图中的a、b互为同系物,a为2-甲基丁烷,b为正庚烷(C7H16)
12.下列各组物质互为同系物的是
A.CH2=CH2和CH2=CH—CH=CH2 B.CH4和CH3CH2CH(CH3)2
C.HCOOH和C17H33COOH D.CH=CH和CH2 =CH—CH=CHCH3
13.下列关于有机物之间的关系的说法中,正确的是
A.CH3CH2CH3和 两者结构不同,不是同系物
B.通式相同,组成上相差若干个CH2原子团一定是同系物
C.同分异构体的分子量一定相同;分子量相同的纯净物不一定是同分异构体
D.和互为同分异构体
14.的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。我国科研人员在和的表面将转化为烷烃,其过程如图所示:
(1)Y的系统命名为
(2)推测和在反应中的作用为
(3)下列关于和的说法正确的是________。
A.最简式相同
B.都有4种一氯代物(不考虑立体异构)
C.都能使酸性溶液褪色
D.互为同系物
考点4 有机官能团的性质及结构
15.某有机物的分子式为,该有机物可能具有的结构是
A.含有一个碳碳三键 B.含有两个环状结构
C.含有一个碳碳双键 D.含有一个环状结构和一个碳碳双键
考点5 同分异构体
16.有机物分子式为,且能与金属钠反应生成氢气,其可能的结构有多少种
A.5 B.6 C.7 D.8
17.下列说法正确的是
A.分子式为的有机物,①苯环上有两个取代基,②能与反应生成气体,满足以上2个条件的该有机物的同分异构体有15种
B.分子式为的有机物,只含有一个甲基的同分异构体有7种
C.分子式为的醇,能在铜催化下被氧化为醛的同分异构体有3种
D.分子中的所有原子有可能共平面
18.下列关于同分异构体异构方式的说法不正确的是
A.和属于碳架异构
B.和属于官能团异构
C.与属于对映异构
D.和属于位置异构
19.回答下列问题:
(1)的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式 。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
(2)写出同时满足下列条件的有机物F()的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(3)有多种同分异构体,其中一种含五元碳环结构,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为,其结构简式是 。
(4)写出同时符合下列条件的化合物的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有二取代的苯环。
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键。
(5)在的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为 。
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除外,还有 种。
(7)①B()存在顺反异构现象,较稳定异构体的构型为 式结构(填“顺”或“反”)。
②X与互为同分异构体,满足条件①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰,则X的简式为: (任写一种)。
20.限定条件的同分异构体的判断:
(1)化合物有多种同分异构体,其中含结构的有 种,核磁共振氢谱图上只有1组峰的结构简式为 。
(2)写出同时符合下列条件的化合物的同分异构体的结构简式 。
①谱和谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有键。
②分子中含一个环,其成环原子数。
21.象鼻虫是比较著名的经济植物害虫,它吃棉花棵的芽和棉桃,并在棉花上产卵。人们使用400多万只象鼻虫和它们的215磅粪物,历经30多年时间弄清了象鼻虫的四种信息素的组成,它们的结构可表示如下(括号内表示④的结构简式):
(1)以上四种信息素中,互为同分异构体的是 。
(2)以上四种信息素中,互为同系物的是 。
(3)符合下列条件的同分异构体有 种。
a.比信息素②相对分子质量小28的同系物少两个氢原子;b.含有苯环结构;c.属于醇类。
考点6 有机化合物的表示
22.下列化学用语能表示甲烷的分子组成,但不能反映其分子空间构型的是
A.空间结构示意图
B.电子式
C.球棍模型
D.空间填充模型
A.A B.B C.C D.D
23.下列化学用语表达正确的是
A.的电子式: B.基态溴原子的核外电子排布式:
C.分子的球棍模型: D.苯乙炔的键线式:
24.下列有关化学用语表示正确的是
A.乙醇的分子式:C2H5OH B.羟基的电子式:
C.2-丁烯的键线式为: D.CH4分子的空间填充模型:
25.下列表示不正确的是
A.乙烯的结构式:
B.空间填充模型表示甲烷分子或四氯化碳分子
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.乙炔的电子式:
26.下列化学用语表示正确的是
A.SO2分子的空间填充模型:
B.N2H4的结构式为:
C.MgCl2的形成过程:
D.反式聚异戊二烯的结构简式:
27.食品化学家研究得出,当豆油被加热到油炸温度时会产生如图所示的高毒性物质,许多疾病都与这种有毒物质有关,如帕金森综合征。
(1)该物质的分子式为 。
(2)按碳骨架分,该物质属于 ;按组成元素分,该物质属于 (填“烃”或“烃的衍生物”)。
(3)该物质的分子中含有 种官能团。根据官能团,可以将该物质归为哪几类有机物 。
(4)根据已学知识判断该物质可以发生 (填序号)。
①加成反应 ②取代反应 ③中和反应 ④加聚反应 ⑤酯化反应 ⑥置换反应
考点7 甲烷和烷烃的性质
28.为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.0.1 mol氨基()中含有个质子
B.14g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为2
C.溶液中,数目为3
D.22.4L(标准状况)与1mol甲烷在光照下充分反后,分子数为1
29.下列叙述正确的是
A.甲烷分子的空间结构是正四面体,所以有两种不同的结构
B.都属于链状烷烃
C.正丁烷属于直链烷烃,分子中所有的碳原子均可在同一条直线上
D.烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高
30.下列关于有机物的说法不正确的
A.某有机物在空气中完全燃烧只生成CO2和H2O,可知该有机物一定是烃
B.丁烷的一氯代物有4种
C.等质量的C2H4和C3H6完全燃烧,消耗的氧气的量相等
D.二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构
31.资料表明,烷烃的卤代反应为自由基反应,自由基是分子在光、热等外界条件下共价键发生均裂(指共价键断裂时均等的将共用电子对分配给成键的两个原子)而形成的原子或原子团,在水中不易形成。下图是氯气与甲烷发生取代反应的能量变化图。下列说法不正确的是
A.烷烃可与卤素气态单质发生卤代反应
B.烷烃可与溴水发生取代反应
C.烷烃可在光照或高温下发生卤代反应
D.产物中可能含有乙烷
32.下列各组有机化合物中,不论两者以什么比例混合,只要总物质的量一定,则完全燃烧时生成水的质量和消耗氧气的质量不变的是
A.CH4O,C3H4O5 B.C3H6,C3H8O C.C3H8,C4H6 D.C2H6,C4H6O
33.如图所示表示页岩气中某些烃分子的结构模型:
(1)有机化合物乙的名称为 ,有机化合物甲与有机化合物乙互为 。
(2)有机化合物甲的二氯取代物有 种;写出甲与氯气反应生成任意一种一氯代物的反应方程式: 。
(3)请你根据甲烷分子的空间结构推测,有机化合物乙中最多有 个C原子在同一平面内。
(4)有机化合物甲和乙的沸点:甲 (填“>”“=”或“<”)乙,1mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为 mol,写出甲燃烧的方程式: 。
考点8 烯烃和炔烃的性质
34.苯乙烯()是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是
A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯
D.一定条件下,1 mol苯乙烯最多能和4 mol H2发生加成反应
35.丙烯与氢卤酸的加成反应过程主要分两步完成,如图所知:
其中,反应速率主要由第一步烯烃与结合生成碳正离子决定。下列说法不正确的是
A.反应物丙烯不存在顺反异构
B.上述条件下,丙烯生成中间产物a的反应活化能较低
C.上述反应,在适当条件下氢卤酸的酸性越强,反应速率越快
D.若使用进行上述反应,则主要产物为
36.精细化学品Z是X与反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法不正确的是
A.X与互为顺反异构体 B.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成 D.Z分子中含有2个手性碳原子
37.下列关于1,3-丁二烯和1-丁炔的说法错误的是
A.等物质的量的1,3-丁二烯与液溴反应产物一定是
B.1,3-丁二烯发生1,4-加成聚合产物为
C.1-丁炔的结构简式为
D.1-丁炔与1,3-丁二烯互为同分异构体
38.0.2mol某气态烃能与0.4mol氯化氢完全加成,加成后产物分子中的氢原子又可与1.6mol氯气发生完全取代反应。下列关于该气态烃的说法正确的是
A.分子式为C4H8
B.分子中的碳原子不可能全部在一条直线上
C.分子中的所有原子可能全部共面
D.该烃1mol完全燃烧需要6mol O2
39.下列关于苯乙炔()的说法正确的是
A.不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.分子中最多有4个原子共直线
C.能发生加成反应和取代反应
D.可溶于水
40.乙烯的同系物M和氢气加成后得到产物N
(1)已知丙烷中有2种不同化学环境的氢原子,则产物N中存在多少种不同化学环境的氢原子______。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
(2)产物N和等物质的量的发生取代反应,生成了一种一氯代物,该一氯代物中存在四个甲基,请写出该反应的化学方程式: 。
(3)烯烃M的名称是: (用系统命名法命名)。
(4)烯烃M是否存在顺反异松? 。
A.是 B.否
考点9 苯和芳香烃的性质
41.有机化合物M是一种食品香料,主要用于配制香水、精油,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是
A.M属于芳香烃
B.M的分子式为
C.M可被酸性溶液氧化成酮
D.与反应仅能生成2种有机物
42.四元轴烯()、立方烷()、苯乙烯()分子式均为,下列对这三种化合物的有关叙述中不正确的是
A.四元轴烯的七氯代物有1种
B.立方烷属于饱和烃
C.苯乙烯最多能与4mol 发生加成反应
D.三者分别在空气中燃烧,均能观察到浓烈的黑烟
43.已知(为氢原子或烷基)。有机化合物M()可被酸性溶液氧化为,则符合条件的有机化合物M的结构共有
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
44.美国马丁·卡普拉斯等三位科学家因在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献,获得了诺贝尔化学奖。他们模拟出了1,6-二苯基-1,3,5-己三烯的分子模型,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.该有机化合物属于芳香烃,与苯互为同系物
B.该有机化合物的分子式为
C.该有机化合物最多能与发生加成反应
D.该有机化合物可以发生氧化反应、取代反应、加成反应
45.分析以下反应,下列推论不正确的是
①
②
产物物质的量分数依次为58%、4%、38%。
③
产物物质的量分数依次为6%、93%、1%。
A.甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化
B.甲基为吸电子基、硝基为推电子基,对苯环产生不同影响
C.甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代
D.硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代
46.如图是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出),有关叙述正确的是
A.反应①为取代反应,其产物可能是
B.反应②的现象是火焰明亮并伴有浓烟
C.反应③为取代反应,反应条件是50~60 ℃
D.反应④是1 mol甲苯与1 mol H2发生加成反应
47.由芳香烃可以合成两种有机化合物、,如下图所示:
(1)A的结构简式为 ,鉴别A与苯的试剂为 。
(2)反应①、②的条件和除A外的反应物分别为 、 。
(3)A与足量氢气在加热、镍催化下催化加氢,得到的产物一氯代物有 种。
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第一章 有机化合物的结构与性质 烃
考点1 有机化合物的命名
考点2 有机化合物的分类
考点3 同系物
考点4 有机官能团的性质及结构
考点5 同分异构体
考点6 有机化合物的表示
考点7 甲烷和烷烃的性质
考点8 烯烃和炔烃的性质
考点9 苯和芳香烃的性质
考点1 有机化合物的命名
1.下列各有机化合物的命名正确的是
A. 1,3-二丁烯
B.2-乙基丁烷
C.对二甲苯
D.2-丁醇
【答案】D
【详解】有机物系统命名法步骤:①最长-选最长碳链为主链;②最多-遇等长碳链时,支链最多为主链;③最近-离支链最近一端编号;④最小-支链编号之和最小(两端等距又同基,支链编号之和最小);⑤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,并表示出官能团的位置,官能团的位次最小。
A.分子中含有两个碳碳双键,分别在1,3号C上,名称为:1,3-丁二烯,A错误;
B.最长碳链含有5个C,主链为戊烷,甲基在3号C,该有机物名称为:3-甲基戊烷,B错误;
C.该有机物中2个甲基相邻,正确名称为:邻二甲苯,C错误;
D.最长碳链含有4个C,羟基在2号C,该有机物正确名称为:2-丁醇,D正确;
故选D。
2.下列有机物的命名正确的是
A.乙二酸乙二酯 B. 二溴乙烷
C.甲基丙醇 D.间甲基苯酚
【答案】D
【详解】
A.的化学名称为乙二酸二乙酯,故A错误;
B.的名称为1,2-二溴乙烷,故B错误;
C.的名称为丁醇,故C错误;
D.的名称为间甲基苯酚,故D正确;
选D。
3.按要求完成下列问题:
(1)的系统命名是 。
(2)的系统命名是 。
(3)的系统命名是 。
【答案】(1)3,3-二甲基戊烷
(2)2,2,4,5-四甲基-3,3-二乙基己烷
(3)2-乙基-1,3-丁二烯
【详解】(1)该有机物为烷烃,最长碳链含有5个C,主链为戊烷,在3号碳含有2个甲基,该有机物命名为:3,3二甲基戊烷;
(2)该有机物为烷烃,最长碳链含有6个C,主链为己烷,按照支链数字和最小的原则,在2号碳含有2个甲基、4和5号碳各含有一个甲基,3号碳含有2个乙基,该有机物命名为:2,2,4,5-四甲基-3,3-二乙基己烷;
(3)该有机物为二烯烃,最长碳链应包含两个碳碳双键,则主链为1,3-丁二烯,在2号碳含有1个乙基,该有机物命名为:2-乙基-1,3-丁二烯。
4.用系统命名法给下列有机物命名:
(1)有机化合物的名称是 ,将其在催化剂存在下完全氢化,所得烷烃的名称是 。
(2)有机化合物的名称是 ,将其在催化剂存在下完全氢化,所得烷烃的名称是 。
【答案】(1) 3-甲基-1-丁烯 2-甲基丁烷
(2) 5,6-二甲基-3-乙基-1-庚炔 2,3-二甲基-5-乙基庚烷
【详解】(1)由于烯烃是从离碳碳双键较近的一端给主链上的碳原子编号,则该有机化合物的名称为3-甲基-1-丁烯,其完全氢化后的烷烃的名称为2-甲基丁烷。
(2)该炔烃的名称为5,6-二甲基-3-乙基-1-庚炔,其完全加氢后的烷烃的名称为2,3-二甲基-5-乙基庚烷。
考点2 有机化合物的分类
5.按照官能团可以给有机物进行分类,下列有机物类别划分正确的是
A.含有醛基,属于醛类物质
B.CH3CH2Br含有溴原子,属于卤代烃
C.含有苯环,属于芳香烃
D.含有苯环和羟基,属于醇类物质
【答案】B
【详解】
A. 为甲酸乙酯,属于酯类化合物,A项错误;
B. CH3CH2Br含有溴原子,为卤代烃,B项正确;
C. 中含有N、O两种元素,不属于烃,属于烃的衍生物,C项错误;
D. 含有的官能团名称为羧基,属于羧酸类,D错误;
答案选B。
6.有机物X()是合成某种药物的重要中间体。X中不存在的官能团为
A.醛基 B.酰胺基 C.醚键 D.酯基
【答案】D
【详解】由M的结构简式可知,其中含有醛基-CHO、酰胺基-CONH2、醚键-C-O-C-,不含酯基;
故选D。
7.以下是某有机化合物的结构简式:(提示:环丁烷可简写成)。
通过分析,回答下列问题:
(1)写出该有机物中的官能团名称:① ;② ;③ 。
(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)1mol该有机物完全燃烧消耗O2的物质的量为 。
【答案】(1) 羧基 醇羟基 碳碳双键
(2)C7H10O5
(3)C
(4)7mol
【详解】(1)
根据有机物的结构可知,有机物中存在的官能团为醇羟基、羧基和碳碳双键;
(2)
有机物的结构为,结构中含有7个碳原子,5个氧原子和10个氢原子,其分子式为C7H10O5;
(3)根据有机物的结构可知,结构中存在醇羟基,属于醇类化合物(④);存在羧基,属于羧酸类化合物(①);存在碳碳双键,属于烯类化合物,同时属于烃的含氧衍生物(⑥);答案选C;
(4)该有机物分子式为C7H10O5,完全燃烧的化学方程式为:C7H10O5+7O27CO2+5H2O,故1mol该有机物完全燃烧消耗7mol O2。
8.下列有机化合物中:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)属于环状化合物的有 。
(2)属于脂环化合物的有 。
(3)属于芳香化合物的有 。
(4)属于脂肪烃的有 。
(5)属于醇类的有 。
(6)属于酚类的有 。
(7)属于羧酸类的有 。
(8)属于烃的有 。
【答案】(1)③⑤⑦⑧⑨⑩
(2)⑤⑦
(3)③⑧⑨⑩
(4)①②④⑥
(5)⑦⑩
(6)⑧⑩
(7)⑩
(8)①②③④⑤⑥⑨
【详解】(1)有机化合物可分为链状化合物和环状化合物,环状化合物是分子中含有碳原子组成的环状结构,据此可知①②④⑥为链状化合物,③⑤⑦⑧⑨⑩属于环状化合物;
(2)脂环化合物是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物,属于脂环化合物的有⑤⑦;
(3)芳香化合物是分子中含有苯环的有机化合物,属于芳香化合物的有③⑧⑨⑩;
(4)脂肪烃是由C、H两种元素组成得链烃,属于脂肪烃的有①②④⑥;
(5)含有羟基,且羟基不连在苯环上的有机物属于醇,属于醇类的有⑦⑩;
(6)羟基直接连在苯环上的有机物属于酚,属于酚类的有⑧⑩;
(7)含有羧基的有机物属于羧酸,属于羧酸类的有⑩;
(8)只含C、H两种元素的有机物属于烃,属于烃的有①②③④⑤⑥⑨。
9.回答下列问题:
(1)与中含氧官能团名称分别为 、 。
(2)分子中的含氧官能团名称为醚键和 。
(3)含有的官能团名称是磺酸基、酯基、 和 。
(4)含氧官能团的名称是 。
(5)中所有官能团名称: 。
(6)物质中所含官能团的名称为 、 。
(7)中官能团的名称为 、 。
(8)中官能团的名称为 、 。
【答案】(1) 羟基 醛基
(2)酮羰基
(3) 醚键 酰胺基
(4)硝基、酮羰基
(5)酯基、碳碳双键
(6) 碳碳双键 醚键
(7) 氨基 酚羟基
(8) 醚键 醛基
【详解】(1)
由结构简式可知,中的含氧官能团名称为羟基,中的含氧官能团名称为醛基;
(2)
由结构简式可知,分子中的含氧官能团名称为醚键和酮羰基;
(3)
由结构简式可知,含有的官能团名称是磺酸基、酯基、醚键和酰胺基;
(4)
由结构简式可知,含氧官能团是硝基、酮羰基;
(5)
由结构简式可知, 中所有官能团名称是碳碳双键、酯基;
(6)
由结构简式可知,中所含官能团的名称为碳碳双键、醚键;
(7)
由结构简式可知,中官能团的名称为氨基、酚羟基;
(8)
由结构简式可知,中官能团的名称为醚键、醛基。
考点3 同系物
10.下列说法正确的是
A.和互为同位素
B.石墨烯和丙烯互为同素异形体
C.和互为同系物
D.和为同种物质
【答案】A
【详解】A.和的质子数相同、质量数不同,二者是同一元素的两种不同原子,互为同位素,A正确;
B.石墨烯是碳单质,丙烯是有机化合物,二者不互为同素异形体,B不正确;
C.属于烃,属于烃的衍生物,二者的结构不相似,组成上也不是相差若干个“CH2”,二者不互为同系物,C不正确;
D.属于羧酸,属于酯,二者互为同分异构体,是不同种物质,D不正确;
故选A。
11.我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2转化过程示意图如图所示:
下列说法错误的是
A.多功能催化剂在该反应中能改变化学反应速率
B.转化过程中有极性键的断裂和形成和非极性键的断裂但没有形成
C.反应①的产物和反应②的产物中都含有水
D.图中的a、b互为同系物,a为2-甲基丁烷,b为正庚烷(C7H16)
【答案】B
【详解】A.催化剂能降低反应活化能,能加快化学反应速率,故A正确;
B.反应物CO2和H2中存在极性键和非极性键,生成汽油中含有极性键和非极性键,所以转化过程中既有极性键、非极性键的断裂,又有极性键和非极性键的形成,故B错误;
C.由元素守恒可知,反应①②产物中均含有H2O,故C正确;
D.a为2-甲基丁烷,b为正庚烷,二者均属于烷烃,碳原子数不同,属于同系物,故D正确;
答案选B。
12.下列各组物质互为同系物的是
A.CH2=CH2和CH2=CH—CH=CH2 B.CH4和CH3CH2CH(CH3)2
C.HCOOH和C17H33COOH D.CH=CH和CH2 =CH—CH=CHCH3
【答案】B
【详解】A.两物质所含官能团个数不同,不能互为同系物,故A错误;
B.两物质都是饱和碳原子,都属于烷烃,互为同系物,故B正确;
C.C17H33COOH中含有不饱和碳原子,不能与甲酸互为同系物,故C错误;
D.两物质所含官能团个数不同,不能互为同系物,故D错误;
故选B。
13.下列关于有机物之间的关系的说法中,正确的是
A.CH3CH2CH3和 两者结构不同,不是同系物
B.通式相同,组成上相差若干个CH2原子团一定是同系物
C.同分异构体的分子量一定相同;分子量相同的纯净物不一定是同分异构体
D.和互为同分异构体
【答案】C
【详解】
A.CH3CH2CH3和 ,虽前者无支链而后者有支链,结构不尽相同,但两者碳原子均以单键结合成链状,结构相似,属于同系物,A错误;
B.通式相同不一定是同系物,必须是同一类物质。例如:CH2=CH2与 虽都符合CnH2n通式,但它们分别属于烯烃和环烷烃结构不相似,不是同系物,B错误;C.因为分子量相同的纯净物,分子式不一定相同,例如:分子量为28,可以是乙烯(CH2=CH2)也可以是一氧化碳或氮气,C正确;
D.甲烷是正四面体结构,四个顶点都相邻,两个顶点的位置关系只有一种,CH2Cl2不存在同分异构现象,D错误;
故选C。
14.的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。我国科研人员在和的表面将转化为烷烃,其过程如图所示:
(1)Y的系统命名为
(2)推测和在反应中的作用为
(3)下列关于和的说法正确的是________。
A.最简式相同
B.都有4种一氯代物(不考虑立体异构)
C.都能使酸性溶液褪色
D.互为同系物
【答案】(1)3-甲基戊烷
(2)催化剂
(3)BD
【详解】(1)Y的最长碳链为5、甲基在3号碳,系统命名为3-甲基戊烷;
(2)根据图像可知,和在反应起催化剂的作用,故为催化剂;
(3)A.X、Y的分子式分别为:C5H12、C6H14,最简式不相同,错误;
B.X、Y中均含有4种氢,则都有4种一氯代物,正确;
C.X、Y都为烷烃,都不能使酸性KMnO4溶液褪色,错误;
D.X、Y都为烷烃,且相差一个CH2结构,X与Y互称同系物,正确;
答案为BD。
考点4 有机官能团的性质及结构
15.某有机物的分子式为,该有机物可能具有的结构是
A.含有一个碳碳三键 B.含有两个环状结构
C.含有一个碳碳双键 D.含有一个环状结构和一个碳碳双键
【答案】C
【详解】分子式为,可以看做2个氢原子被2个溴原子取代,由烃的组成可知,其不饱和度为;
A.若有机物分子中含有一个碳碳三键,其不饱和度应该为2,A不符合题意;
B.若有机物分子中含有两个环状结构,其不饱和度应该为2,B不符合题意;
C.若有机物分子中含有一个碳碳双键,其不饱和度应该为1,C符合题意;
D.若有机物分子中含有一个环状结构和一个碳碳双键,其不饱和度应该为2,D不符合题意;
故选C。
考点5 同分异构体
16.有机物分子式为,且能与金属钠反应生成氢气,其可能的结构有多少种
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【详解】能与金属钠反应生成氢气,说明含羟基,分子式为,说明为戊醇,根据碳架异构,戊基可能存在的结构有:、、,、、、、,即该物质可能存在的结构有8种,答案选D。
17.下列说法正确的是
A.分子式为的有机物,①苯环上有两个取代基,②能与反应生成气体,满足以上2个条件的该有机物的同分异构体有15种
B.分子式为的有机物,只含有一个甲基的同分异构体有7种
C.分子式为的醇,能在铜催化下被氧化为醛的同分异构体有3种
D.分子中的所有原子有可能共平面
【答案】A
【详解】A.分子式为,能与反应生成气体,说明该有机物中一定含有羧基:,根据分子组成可知,该有机物除了苯环和羧基以外,其他都是单键,另外还含有:个C,苯环上有两个取代基,则取代基的可能组合为①, ②、③, ④,⑤,每种组合中都含有邻、间、对三种同分异构体,所以该有机物总共含有的同分异构体数目为种,故A正确;
B.的同分异构体可以采取“定一移一”法(第二个氯原子的位置如标号所示),由图可知共有9种同分异构体,其中图1中另一氯在1、2、3位置时,分子中只有1个甲基,图2中另一氯在1、2号碳上,分子中均含2个甲基,图3中另一氯在3号碳上,分子中只含1个甲基,所以分子中含1个甲基的同分异构体共有4种,故B错误;
C.正丁基中有两个不同的位置可以连接羟基,异丁基中有两个不同的位置可以连接羟基,因此丁醇有4种,氧化形成的丁醛有2种,因此分子式为的醇能氧化形成醛的只有2种,故C错误;
D.分子中含有甲基,为四面体构型,则所有原子不可能共平面,故D错误;
故选A。
18.下列关于同分异构体异构方式的说法不正确的是
A.和属于碳架异构
B.和属于官能团异构
C.与属于对映异构
D.和属于位置异构
【答案】C
【详解】A.和分子式相同,碳骨架不同,属于碳架异构,故A正确;
B.中官能团是碳碳三键,中官能团是碳碳双键,两物质官能团类别不同,属于官能团异构,故B正确;
C.与是同种物质,故C错误;
D.和,甲基与在苯环上的位置不同,属于位置异构,故D正确;
选C。
19.回答下列问题:
(1)的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式 。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
(2)写出同时满足下列条件的有机物F()的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(3)有多种同分异构体,其中一种含五元碳环结构,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为,其结构简式是 。
(4)写出同时符合下列条件的化合物的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有二取代的苯环。
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键。
(5)在的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为 。
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除外,还有 种。
(7)①B()存在顺反异构现象,较稳定异构体的构型为 式结构(填“顺”或“反”)。
②X与互为同分异构体,满足条件①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰,则X的简式为: (任写一种)。
【答案】(1) 4
(2)
(3)
(4)或或或或
(5) 9
(6)4
(7) 反
【详解】(1)
根据题目所给条件,同分异构体中含有2个碳碳三键(不含苯环),结构中不含甲基,说明三键在物质的两端,同分异构体中又含有手性碳原子,因此,可能的结构有:CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-C≡CH、CH≡C-CH2-CH2-CH(NH2)-CH2-C≡CH、HC≡C-CH(CH2NH2)-CH2-CH2-C≡CH、HC≡C-CH(CH2CH2NH2)-CH2-C≡CH,共4种;其中一种同分异构体的结构简式;
(2)
由题中F的结构简式,可知其分子式是C13H16O4,其不饱和度为6,其芳香族同分异构体在碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物,推断该同分异构体中含有两个酯基,X分子中含有一个手性碳原子,则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,推断Y的结构简式是,Z不能被银氨溶液氧化,则Z不含醛基,推断Z的结构简式是CH3COOH;则X分子中共含有5个C原子,其中有-COOH,则推断其结构简式是;综上分析,该芳香族同分异构体的一种结构简式是;
(3)
,其同分异构体中含五元碳环结构,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶1,其结构简式为;
(4)
B分子中含有二取代的苯环,分子中共有4种不同化学环境的氢原子,则取代基一般在对位,无碳氧单键,故其结构简式可能为:或或或或;
(5)
B的同分异构体分子中含有苯环、三个甲基和手性碳可知,苯环上的取代基可能为和1个甲基,或 和2个甲基,同分异构体的结构可以视作取代甲苯苯环上的氢原子和取代了二甲苯苯环上的氢原子,其中取代甲苯苯环上的氢原子所得结构有邻、间、对3种,取代邻二甲苯苯环上的氢原子所得结构有2种、取代间二甲苯苯环上的氢原子所得结构有3种、取代对二甲苯苯环上的氢原子所得结构有1种,则符合条件的结构共有9种;其中核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为
(6)
呋喃是一种重要的化工原料,其同分异构体中可以发生银镜反应,说明其同分异构体中含有醛基,这样的同分异构体共有4种,分别为:CH3-C≡C-CHO、CH≡C-CH2-CHO、、;
(7)①顺式中的两个取代基处于同一侧,空间比较拥挤,范德华斥力较大,分子内能较高,不稳定,反式较顺式稳定;
②E的分子式为C10H12Cl2,同分异构体满足①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰,说明结构高度对称,则X的一种结构简式为;
20.限定条件的同分异构体的判断:
(1)化合物有多种同分异构体,其中含结构的有 种,核磁共振氢谱图上只有1组峰的结构简式为 。
(2)写出同时符合下列条件的化合物的同分异构体的结构简式 。
①谱和谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有键。
②分子中含一个环,其成环原子数。
【答案】(1) 2
(2)、、、
【详解】(1)
化合物的分子式为,其同分异构体中含有,则符合条件的同分异构体有和共2种,其中核磁共振氢谱图上只有1组峰(即只有1种等效氢)的结构简式为;
(2)
化合物的分子式为,其同分异构体有3种等效氢,含有键,且分子中含有一个环,其成环原子数,则符合条件的的结构有、、、。
21.象鼻虫是比较著名的经济植物害虫,它吃棉花棵的芽和棉桃,并在棉花上产卵。人们使用400多万只象鼻虫和它们的215磅粪物,历经30多年时间弄清了象鼻虫的四种信息素的组成,它们的结构可表示如下(括号内表示④的结构简式):
(1)以上四种信息素中,互为同分异构体的是 。
(2)以上四种信息素中,互为同系物的是 。
(3)符合下列条件的同分异构体有 种。
a.比信息素②相对分子质量小28的同系物少两个氢原子;b.含有苯环结构;c.属于醇类。
【答案】(1)③④
(2)①②
(3)5
【详解】(1)③和④的分子式都是,但结构不同,互为同分异构体。
(2)①②的结构相似,分子组成相差1个原子团,互为同系物。
(3)
符合a的有机化合物的分子式为,除苯环碳原子外还有2个碳原子,当苯环上连有一个支链时,羟基可分别连在如图的两个位置,形成的物质属于醇类;当苯环上有两个支链时,两个支链存在邻、间、对3种位置关系,羟基可连在如图的位置,形成的物质属于醇类;故符合要求的同分异构体有5种。
考点6 有机化合物的表示
22.下列化学用语能表示甲烷的分子组成,但不能反映其分子空间构型的是
A.空间结构示意图
B.电子式
C.球棍模型
D.空间填充模型
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A. 空间结构示意图能反映其分子空间构型,A项不符合题意;
B. 电子式只表示出了甲烷中原子的成键情况,不能反映其分子空间构型,B项符合题意;
C.球棍模型是利用短线代替其共价键,可以真实反映分子空间构型,C项不符合题意;
D.空间填充模型最能够反映分子空间构型的真实存在状况,D项不符合题意;
答案选B。
23.下列化学用语表达正确的是
A.的电子式: B.基态溴原子的核外电子排布式:
C.分子的球棍模型: D.苯乙炔的键线式:
【答案】A
【详解】
A.属于离子化合物,其电子式:,A正确;
B.基态溴原子的核外电子排布式为,B错误;
C.分子呈形,故分子的球棍模型为,C错误;
D.苯乙炔的键线式为,D错误;
故选A。
24.下列有关化学用语表示正确的是
A.乙醇的分子式:C2H5OH B.羟基的电子式:
C.2-丁烯的键线式为: D.CH4分子的空间填充模型:
【答案】B
【详解】A.乙醇的分子式为C2H6O,结构简式为 C2H5OH ,A错误;
B.羟基属于中性基团,氧原子与氢原子共用1对电子对,其电子式为:, B正确;
C.键线式中用短线“−”表示化学键,端点、交点表示碳原子,C原子、H原子不需要标出,所以是1-丁烯的键线式,C错误;
D.图为甲烷分子的球棍模型,不是空间填充模型,D错误;
故选B。
25.下列表示不正确的是
A.乙烯的结构式:
B.空间填充模型表示甲烷分子或四氯化碳分子
C.2-甲基丁烷的键线式:
D.乙炔的电子式:
【答案】B
【详解】
A.乙烯C2H4的结构式:,A正确;
B.氯原子半径大于碳原子,空间填充模型不能表示四氯化碳分子,B错误;
C.2-甲基丁烷主链4个碳,第2位碳上有一个甲基,键线式:,C正确;
D.乙炔C2H2的电子式:,D正确;
故选B。
26.下列化学用语表示正确的是
A.SO2分子的空间填充模型:
B.N2H4的结构式为:
C.MgCl2的形成过程:
D.反式聚异戊二烯的结构简式:
【答案】B
【详解】
A.SO2的中心原子S原子有一对孤电子对,价层电子对数为3,VSEPR模型为,空间填充模型为:,A项错误;
B.N2H4分子中氮原子和氮原子之间形成一对共用电子,氮原子和氢原子之间也形成一对共用电子对,故两个N原子之间以及N原子和H原子之间均通过单键连接,N2H4的结构式为:,B项正确;
C.MgCl2是离子化合物,书写时把阳离子和阴离子的电子式按比例组合,不能将两个氯离子合在一起写,故MgCl2的形成过程为:,C项错误;
D.反式聚异戊二烯的结构简式为:,D项错误;
答案选B。
27.食品化学家研究得出,当豆油被加热到油炸温度时会产生如图所示的高毒性物质,许多疾病都与这种有毒物质有关,如帕金森综合征。
(1)该物质的分子式为 。
(2)按碳骨架分,该物质属于 ;按组成元素分,该物质属于 (填“烃”或“烃的衍生物”)。
(3)该物质的分子中含有 种官能团。根据官能团,可以将该物质归为哪几类有机物 。
(4)根据已学知识判断该物质可以发生 (填序号)。
①加成反应 ②取代反应 ③中和反应 ④加聚反应 ⑤酯化反应 ⑥置换反应
【答案】(1)
(2) 链状化合物 烃的衍生物
(3) 3 醛类、醇类
(4)①②④⑤⑥
【详解】(1)由结构可知,该物质分子中有9个碳原子、
16个氢原子和2个氧原子,其分子式为;
(2)该物质中不含环状结构,按碳骨架分,该物质属于链状化合物;该物质含有C、H、O三种元素,故属于烃的衍生物;
(3)该物质中含有醛基、碳碳双键、羟基三种官能团;物质的分子中含有醛基,可归为醛类;含有羟基,可归为醇类;含有碳碳双键,但由于含有氧元素,故不能归为烯烃;
(4)该物质分子中含有碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应;该物质分子中含有羟基,能发生酯化反应、置换反应、取代反应;该物质分子中不含有羧基,不具有酸性,不能发生中和反应。
45.将甲烷和适量的混合后光照,充分反应后生成的四种有机产物的物质的量依次增大,则参加反应的的物质的量为 。
【答案】3
【详解】根据充分反应后生成四种有机产物的物质的量依次增大,而参加反应的甲烷的物质的量为,则4种有机产物的物质的量分别是0.1mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol,发生取代反应时,一半的Cl进入HCl,消耗氯气的物质的量为0.1mol+2×0.2 mol+3×0.3 mol+4×0.4 mol=3mol,故答案为:3。
考点7 甲烷和烷烃的性质
28.为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.0.1 mol氨基()中含有个质子
B.14g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为2
C.溶液中,数目为3
D.22.4L(标准状况)与1mol甲烷在光照下充分反后,分子数为1
【答案】B
【详解】A.一个−NH2中含有7+1×2=9个质子,0.1mol氨基(−NH2)中含有的质子数为0.1mol×9×NA=0.9NA,A错误;
B.乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)的最简式均为CH2,14g混合气体中CH2的物质的量为,1molCH2中含碳氢键的物质的量为2mol,所含碳氢键数为2NA,B正确;
C.只知道AlCl3溶液的物质的量浓度为1.0mol⋅L−1,但溶液体积未知,根据n=cV,无法计算Cl−的物质的量,也就不能确定Cl−数目,C错误;
D.标准状况下22.4LCl2的物质的量为1mol,Cl2与甲烷在光照下发生取代反应,1molCl2与1mol甲烷反应,生成HCl和多种氯代甲烷,根据反应前后分子数守恒,反应后分子总数应为2NA,D正错误;
故选B。
29.下列叙述正确的是
A.甲烷分子的空间结构是正四面体,所以有两种不同的结构
B.都属于链状烷烃
C.正丁烷属于直链烷烃,分子中所有的碳原子均可在同一条直线上
D.烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高
【答案】D
【详解】A.甲烷分子的空间结构是正四面体,所以只有一种结构,A项错误;
B.不满足链状烷烃的通式CnH2n+2,B项错误;
C.根据烷烃的结构可知,正丁烷分子中所有的碳原子呈锯齿状连接,不在同一条直线上,C项错误;
D.根据烷烃通式CnH2n+2可知,含碳量为,故烷烃随着分子中碳原子数的增多,含碳量逐渐升高,D项正确;
故答案为:D。
30.下列关于有机物的说法不正确的
A.某有机物在空气中完全燃烧只生成CO2和H2O,可知该有机物一定是烃
B.丁烷的一氯代物有4种
C.等质量的C2H4和C3H6完全燃烧,消耗的氧气的量相等
D.二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构
【答案】A
【详解】A.烃的含氧衍生物在空气中完全燃烧也只生成二氧化碳和水,则在空气中完全燃烧只生成二氧化碳和水的有机物不一定是烃,A错误;
B.正丁烷的一氯代物有2种,异丁烷的一氯代物有2种,共4种,B正确;
C.最简式相同的烃,只有质量相等,完全燃烧时消耗氧气的量相等,C2H4和C3H6的最简式相同,都为CH2,所以等质量的C2H4和C3H6完全燃烧,消耗的氧气的量相等,C正确;
D.若甲烷为平面结构,二氯甲烷的结构有两种,则二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷不是平面结构,是正四面体结构,D正确;
故选A。
31.资料表明,烷烃的卤代反应为自由基反应,自由基是分子在光、热等外界条件下共价键发生均裂(指共价键断裂时均等的将共用电子对分配给成键的两个原子)而形成的原子或原子团,在水中不易形成。下图是氯气与甲烷发生取代反应的能量变化图。下列说法不正确的是
A.烷烃可与卤素气态单质发生卤代反应
B.烷烃可与溴水发生取代反应
C.烷烃可在光照或高温下发生卤代反应
D.产物中可能含有乙烷
【答案】B
【详解】A.资料表明烷烃的卤代反应为自由基反应,且在水中不易形成自由基,说明烷烃可与卤素气态单质发生卤代反应,A正确;
B.因为自由基在水中不易形成,而溴水是水溶液体系,所以烷烃不能与溴水发生取代反应,B错误;
C.已知自由基是分子在光、热等外界条件下共价键发生均裂形成的,所以烷烃可在光照或高温下发生卤代反应,C正确;
D.在甲烷与氯气的卤代反应中,会产生甲基自由基,两个甲基自由基可以结合生成乙烷,所以产物中可能含有乙烷,D正确;
故选B。
32.下列各组有机化合物中,不论两者以什么比例混合,只要总物质的量一定,则完全燃烧时生成水的质量和消耗氧气的质量不变的是
A.CH4O,C3H4O5 B.C3H6,C3H8O C.C3H8,C4H6 D.C2H6,C4H6O
【答案】A
【详解】根据题意可设有机物的分子式为CxHyOz,当总物质的量一定,有机物完全燃烧时,生成水的质量和消耗O2的质量不变,所以混合物中两种有机物的分子中y相同,x+-相同。
A.CH4O、C3H4O5中氢原子个数相同,CH4O的x+-=1+1-0.5=1.5,C3H4O5的x+-=3+1-2.5=1.5,A符合题意;
B.C3H6和C3H8O中H原子个数不相同,B不符合题意;
C.C3H8和C4H6中H原子个数不相同,C不符合题意;
D.C2H6和C4H6O中氢原子个数相同,C2H6的x+-=2+1.5=3.5,C4H6O的x+-=4+1.5-0.5=5,D不符合题意;
故选A。
33.如图所示表示页岩气中某些烃分子的结构模型:
(1)有机化合物乙的名称为 ,有机化合物甲与有机化合物乙互为 。
(2)有机化合物甲的二氯取代物有 种;写出甲与氯气反应生成任意一种一氯代物的反应方程式: 。
(3)请你根据甲烷分子的空间结构推测,有机化合物乙中最多有 个C原子在同一平面内。
(4)有机化合物甲和乙的沸点:甲 (填“>”“=”或“<”)乙,1mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为 mol,写出甲燃烧的方程式: 。
【答案】(1) 异丁烷(或2-甲基丙烷) 同分异构体
(2) 6 (或)
(3)3
(4) > 6.5
【详解】(1)
根据有机化合物乙的空间填充模型可知,乙的结构简式为,名称为异丁烷(或2-甲基丙烷);根据有机化合物甲的球棍模型可知,甲的结构简式为CH3-CH2-CH2-CH3,有机化合物甲和乙的分子式相同,均为C4H10,而结构不同,二者互为同分异构体;
(2)根据甲的碳骨架结构分析,甲的二氯代物有6种:、、、、,;丁烷与氯气反应生成任意一种一氯代物的反应方程式:(或);
(3)
根据CH4分子的空间结构示意图可知,CH4分子中最多有3个原子在同一平面内,相当于CH4分子中的3个H原子被3个-CH3取代,则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内;
(4)甲和乙互为同分异构体,甲没有支链,乙有支链,因此沸点甲>乙。甲和乙的分子式均为C4H10,1molC4H10完全燃烧消耗6.5molO2;甲燃烧的方程式:。
考点8 烯烃和炔烃的性质
34.苯乙烯()是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是
A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯
D.一定条件下,1 mol苯乙烯最多能和4 mol H2发生加成反应
【答案】C
【详解】A.在FeBr3做催化剂时,苯乙烯苯环上的H原子可被溴原子取代,A项正确;
B.苯乙烯中的碳碳双键能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;
C.苯乙烯与HCl发生加成反应生成氯苯乙烷,C项错误;
D.苯乙烯中含有碳碳双键、苯环,一定条件下,1mol苯乙烯最多能和4molH2发生加成反应,D项正确;
故选C。
35.丙烯与氢卤酸的加成反应过程主要分两步完成,如图所知:
其中,反应速率主要由第一步烯烃与结合生成碳正离子决定。下列说法不正确的是
A.反应物丙烯不存在顺反异构
B.上述条件下,丙烯生成中间产物a的反应活化能较低
C.上述反应,在适当条件下氢卤酸的酸性越强,反应速率越快
D.若使用进行上述反应,则主要产物为
【答案】D
【详解】A.如果每个双键碳原子连接了两个不同的原子或原子团,双键碳上的4个原子或原子团在空间就有两种不同的排列方式,就会产生顺反异构,由结构简式可知,丙烯分子中两个氢原子连在同一个碳碳双键碳原子上,所以丙烯不存在顺反异构,故A正确;
B.反应的活化能越大,反应速率越慢,由2—氯丙烷为主要产物可知,生成中间产物a的反应速率大于中间产物b的反应速率, 则丙烯生成中间产物a的反应活化能较低,故B正确;
C.由题意可知,丙烯与氯化氢的加成反应的反应速率主要由第一步烯烃与氢离子结合生成碳正离子决定,说明溶液的酸性越强,反应速率越快,所以丙烯与氢卤酸反应时,在适当条件下氢卤酸的酸性越强,反应速率越快,故C正确;
D.氟原子是吸电子基,与氢离子反应生成的中间产物为,所以使用进行上述反应得到的主要产物为,故D错误;
故选D。
36.精细化学品Z是X与反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法不正确的是
A.X与互为顺反异构体 B.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成 D.Z分子中含有2个手性碳原子
【答案】D
【详解】
A.X与互为异构体,两种结构以碳碳双键为轴形成顺反异构,A正确;
B.X分子结构中存在碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.X与HBr反应,有两种加成方式,溴原子连接在不同双键碳原子上:、 ,C正确;
D.Z分子中含有1个手性碳原子:,D错误;
故选D。
37.下列关于1,3-丁二烯和1-丁炔的说法错误的是
A.等物质的量的1,3-丁二烯与液溴反应产物一定是
B.1,3-丁二烯发生1,4-加成聚合产物为
C.1-丁炔的结构简式为
D.1-丁炔与1,3-丁二烯互为同分异构体
【答案】A
【详解】A.1,3-丁二烯与液溴反应产物也可以为,A错误;
B.1,3-丁二烯发生1,4-加成聚合时1和3号碳碳双键断裂,中间连接生成新的碳碳双键,产物为,B正确;
C.1-丁炔是碳碳三键位于1号碳,有四个碳原子,结构简式为,C正确;
D.1-丁炔与1,3-丁二烯分子式相同,结构不同,两者互为同分异构体,D正确;
故选A。
38.0.2mol某气态烃能与0.4mol氯化氢完全加成,加成后产物分子中的氢原子又可与1.6mol氯气发生完全取代反应。下列关于该气态烃的说法正确的是
A.分子式为C4H8
B.分子中的碳原子不可能全部在一条直线上
C.分子中的所有原子可能全部共面
D.该烃1mol完全燃烧需要6mol O2
【答案】C
【分析】某气态烃0.2mol能与0.4mol氯化氢完全加成,说明分子中含有1个C≡C或2个C=C键,所得产物又能与1.6mol氯气发生完全取代反应,得到一种只含碳氯元素的化合物,说明加成产物中含有8个H原子,则原气态烃为炔烃或二烯烃,且有6个H原子。
【详解】A.据以上分析可知,其分子中氢原子个数为6,分子式为C4H6,故A错误;
B.若原气态烃为炔烃,且有6个H原子,分子式为C4H6,当其为时,分子中的碳原子全部在一条直线上,故B错误;
C.若原气态烃为二烯烃,且有6个H原子,分子式为C4H6,当其为CH2=CHCH=CH2时,分子中的所有原子可能全部共面,若原气态烃为炔烃,当其为时,分子中的所有原子不可能全部共面,故C正确;
D.据烃的完全燃烧通式可知,该烃分子式为C4H6,1mol C4H6完全燃烧需要4+×6=5.5mol,故D错误;
故选:C。
39.下列关于苯乙炔()的说法正确的是
A.不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.分子中最多有4个原子共直线
C.能发生加成反应和取代反应
D.可溶于水
【答案】C
【详解】A.苯乙炔含碳碳三键,能使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;
B.如图所示:,分子中最多有6个原子共直线,B错误;
C.苯环上能发生取代反应和加成反应,碳碳三键能发生加成反应,C正确;
D.苯乙炔难溶于水,D错误;
故选C。
40.乙烯的同系物M和氢气加成后得到产物N。
(1)已知丙烷中有2种不同化学环境的氢原子,则产物N中存在多少种不同化学环境的氢原子______。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
(2)产物N和等物质的量的发生取代反应,生成了一种一氯代物,该一氯代物中存在四个甲基,请写出该反应的化学方程式: 。
(3)烯烃M的名称是: (用系统命名法命名)。
(4)烯烃M是否存在顺反异松? 。
A.是 B.否
【答案】(1)B
(2)+Cl2+HCl
(3)3,3-二甲基-1-丁烯
(4)B
【详解】(1)
连接同一个碳上的氢是同种氢,存在3种不同化学环境的氢原子,故选B。
(2)
和等物质的量的发生取代反应,生成了一种一氯代物,该一氯代物中存在四个甲基,说明氯原子取代的H是亚甲基上的,该反应的化学方程式:+Cl2+HCl。
(3)
烯烃M与氢气发生加成生成,M为,以官能团碳碳双键编号最小原则,用系统命名法命名为3,3-二甲基-1-丁烯。
(4)该烯烃的碳碳双键一端结构为=CH2,连接相同的原子,则不存在顺反异构体,故选B。
考点9 苯和芳香烃的性质
41.有机化合物M是一种食品香料,主要用于配制香水、精油,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是
A.M属于芳香烃
B.M的分子式为
C.M可被酸性溶液氧化成酮
D.与反应仅能生成2种有机物
【答案】C
【详解】A.不含有苯环不属于芳香烃,A错误;
B.M的分子式为,B错误;
C.M含有不饱和键,可被酸性溶液氧化成酮,C正确;
D.含有2mol碳碳双键,能与2反应能生成4种有机物(1,2加成、3,4加成、1,4加成、全加成),D错误;
故选C。
42.四元轴烯()、立方烷()、苯乙烯()分子式均为,下列对这三种化合物的有关叙述中不正确的是
A.四元轴烯的七氯代物有1种
B.立方烷属于饱和烃
C.苯乙烯最多能与4mol 发生加成反应
D.三者分别在空气中燃烧,均能观察到浓烈的黑烟
【答案】C
【详解】A.由结构简式可知,四元轴烯的一氯代物只有1种,由分子式可知,四元轴烯的一氯代物与四元轴烯的七氯代物的数目相等,则四元轴烯的七氯代物有1种,故A正确;
B.由结构简式可知,立方烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,属于饱和烃,故B正确;
C.苯乙烯分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,则1mol苯乙烯最多能与1mol 溴发生加成反应,故C错误;
D.由分子式可知,三种烃的含碳量很高,在空气中燃烧时,均因燃烧不充分而观察到浓重的黑烟,故D正确;
故选C。
43.已知(为氢原子或烷基)。有机化合物M()可被酸性溶液氧化为,则符合条件的有机化合物M的结构共有
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【答案】B
【详解】
有机化合物中,与苯环直接相连的碳原子上至少有一个氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸,则符合条件的有机化合物M的结构有、、,共3种;
故答案选B。
44.美国马丁·卡普拉斯等三位科学家因在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献,获得了诺贝尔化学奖。他们模拟出了1,6-二苯基-1,3,5-己三烯的分子模型,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.该有机化合物属于芳香烃,与苯互为同系物
B.该有机化合物的分子式为
C.该有机化合物最多能与发生加成反应
D.该有机化合物可以发生氧化反应、取代反应、加成反应
【答案】D
【详解】A.苯的同系物分子中只有1个苯环,而该物质分子中含有2个苯环,不是苯的同系物,故A错误;
B.由结构可知该有机化合物的分子式为,故B错误;
C.该有机化合物最多能与,发生加成反应,故C错误;
D.该有机物分子中含有苯环,可发生取代反应,含有碳碳双键,可发生氧化反应、加成反应,故D正确;
故选D。
45.分析以下反应,下列推论不正确的是
①
②
产物物质的量分数依次为58%、4%、38%。
③
产物物质的量分数依次为6%、93%、1%。
A.甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化
B.甲基为吸电子基、硝基为推电子基,对苯环产生不同影响
C.甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代
D.硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代
【答案】B
【详解】A.根据反应需要的温度可知,甲苯比苯容易硝化,硝基苯比苯难硝化,故A正确;
B.甲基为推电子基、硝基为吸电子基,对苯环产生不同影响,故B错误;
C.甲苯发生硝化反应时,产物的量最少,以 和为主,说明甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代,故C正确;
D.硝基苯发生硝化反应时,产物、的量很少,主要生成,说明硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代,故D正确;
故答案为:B。
46.如图是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出),有关叙述正确的是
A.反应①为取代反应,其产物可能是
B.反应②的现象是火焰明亮并伴有浓烟
C.反应③为取代反应,反应条件是50~60 ℃
D.反应④是1 mol甲苯与1 mol H2发生加成反应
【答案】B
【详解】A.在光照条件下氯气与甲苯发生取代反应,取代的是甲基上的H原子,在催化剂条件下,取代苯环上的H原子,A错误;
B.由于甲苯分子中含碳量比较高,故甲苯燃烧时,燃烧不充分有浓烟,所以燃烧现象为火焰明亮并伴有浓烟,B正确;
C.甲苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂、50~60 ℃条件下发生取代反应生成三硝基甲苯,C错误;
D.反应④是1 mol甲苯与 3 mol H2发生加成反应,D错误;
故选B。
47.由芳香烃可以合成两种有机化合物、,如下图所示:
(1)A的结构简式为 ,鉴别A与苯的试剂为 。
(2)反应①、②的条件和除A外的反应物分别为 、 。
(3)A与足量氢气在加热、镍催化下催化加氢,得到的产物一氯代物有 种。
【答案】(1) 酸性高锰酸钾溶液
(2) 氯气、光照 液溴、铁或溴化铁
(3)5种
【详解】芳香烃A可以合成两种有机化合物B、C,由B、C结构可知,A为甲苯;
(1)
A为甲苯,结构简式为 ;鉴别苯和甲苯可以使用酸性高锰酸钾溶液,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不行;
(2)反应①为甲基上氢原子被取代,反应物及条件为氯气、光照;反应②为苯环上氢原子被溴取代,则反应物及条件为液溴、铁或溴化铁;
(3)
苯与足量的氢气加氢后生成甲基环己烷,甲基环己烷有5种不同的氢。如图,产物的一取代物有5种。
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