内容正文:
第49讲 有机化合物的结构特点与研究方法
一、选择题(本题包括9小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列物质的类别与所含官能团都正确的是( )
A.:酚、—OH
B.:羧酸、—COOH
C.:醛、—CHO
D.CH3—O—CH3:醇、—O—
2.研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法正确的是( )
A.通常用过滤的方法来分离、提纯液态有机混合物
B.质谱仪可以用于确定有机物中氢原子的种类
C.核磁共振氢谱可以用于确定有机物的相对分子质量
D.红外光谱可以用于确定有机物分子中的基团
3.下列物质的核磁共振氢谱中,信号峰有4组的是( )
A.
B.
C.2-甲基丁烷:
D.
4.下列有机物的系统命名正确的是( )
A.:3-甲基-2-乙基戊烷
B.:2-甲基戊醛
C.:苯甲酸甲酯
D.:1,5-二甲苯
5.一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
6.下列关于有机物及相应官能团的说法中正确的是( )
A.乙烯与聚乙烯具有相同的官能团,故都属于烯烃
B.分子中含有醚键(虚线部分),所以该物质属于醚
C.及都含有羟基,故都属于醇
D.不是所有的有机物都具有一种或几种官能团
7.对于“贝里斯—希尔曼”反应,下列说法正确的是( )
+
A.该反应属于加成反应
B.Ⅰ分子中有1个手性碳原子
C.Ⅱ按碳骨架分类属于脂环烃
D.Ⅲ的含氧官能团是羟基、醚键
8.华法林是香豆素类抗凝剂的一种,主要用于防治血栓栓塞性疾病。下列有关华法林的说法不正确的是( )
A.化学式中氢原子数是16
B.该有机物含有C、H、O三种元素,属于烃的衍生物
C.含有酮羰基、酯基、苯环、羟基四种官能团
D.该有机物属于环状化合物、芳香族化合物
9.已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是( )
A.苯胺既可与盐酸也可与NaOH溶液反应
B.分别获取相应粗品①、③时可采用相同的操作方法
C.获得的苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次为①、②、③
D.①②③均为两相混合体系
二、非选择题(本题包括2小题)
10.按要求回答下列问题:
(1)中含有的官能团的名称为 。
(2)有机物的核磁共振氢谱出现的峰面积之比为 。
(3)的系统命名法名称为 。
(4)有机物M常用于食品行业。已知9.0 g M在足量O2中充分燃烧,产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4 g和13.2 g,经检验剩余气体为O2。
①M分子的质谱图如图所示,从图中可知其相对分子质量是 ,则M的分子式是 。
②M能与NaHCO3溶液发生反应,且M分子的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比是1∶1∶1∶3,则M的结构简式是 。
11.有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓型香精等,是我国批准使用的香料产品,其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是 ,图中虚线框内应选用图中的 (填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为 。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为 ,分子式为 。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为 ,M的结构简式为 。
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第十章 有机化学基础
第49讲 有机化合物的结构特点与研究方法
1.B A项,直接与苯环相连的—OH为酚羟基,该物质的—OH与烷基相连,该物质为醇,错误;C项,该物质中含有的—COOR为酯基,该物质为酯,错误;D项,该物质中含有的R1—O—R2为醚键,该物质为醚,错误。
2.D 分离、提纯液态有机混合物,常根据有机物的沸点不同,用蒸馏的方法分离,A错误;质谱仪用于测定有机物的相对分子质量,B错误;核磁共振氢谱可以用于测定有机物分子中氢原子的种类和相对数目,C错误。
3.C 该有机物中有2种等效氢,信号峰有2组,A不符合题意;该有机物中有5种等效氢,信号峰有5组,B不符合题意;该有机物中有4种等效氢,信号峰有4组,C符合题意;该有机物中有3种等效氢,信号峰有3组,D不符合题意。
4.B A项,碳主链选取错误,正确的名称为3,4-二甲基己烷,错误;B项,主链选取要包含醛基在内,名称为2-甲基戊醛,正确;C项,该有机物含有酯基,属于酯,其名称为乙酸苯酯,错误;D项,将苯环上的6个碳原子编号,支链编号之和要最小,该有机物用系统命名的名称为1,3-二甲苯,错误。
5.B 烃中只含C、H两种元素,该物质中含有C、H、O三种元素,不属于脂环烃,B项不正确。
6.D 乙烯属于具有不饱和结构的烯烃,而聚乙烯结构中只有C—C及C—H,A错误;B中给出的物质名称为乙酸乙酯,故该物质属于酯,B错误;C中给出的两种物质虽然都含有羟基,但因为前者羟基是与苯环直接相连,后者羟基是与链烃基直接相连,故前者属于酚,后者属于醇,C错误;绝大多数有机物含有官能团,但也有有机物不具有官能团,如烷烃,D正确。
7.A Ⅰ中CO中的π键断裂与Ⅱ发生加成反应,所以该反应为加成反应,A正确;手性碳原子:连接四个不同原子或基团的碳原子,Ⅰ中无手性碳原子,B错误;Ⅱ不属于烃,C错误;Ⅲ中含有羟基和酮羰基2种含氧官能团,D错误。
8.C 根据该有机物的结构简式可得到其化学式中氢原子数是16,A正确;该有机物含有酮羰基、酯基、碳碳双键、羟基四种官能团,C错误。
9.C 苯胺分子中含有的氨基能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应,A错误;得到苯胺粗品①的分离方法为分液,得到苯甲酸粗品③的分离方法为结晶或重结晶、过滤、洗涤,获取两者的操作方法不同,B错误;获得的苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次为①、②、③,C正确;①②为液相,③为固相,都不是两相混合体系,D错误。
10.答案:(1)碳溴键、醚键、羧基 (2)3∶2(或2∶3)
(3)5-甲基-2-庚烯 (4)①90 C3H6O3
②
解析:(1)该有机物中官能团的名称为碳溴键、醚键、羧基。(2)该有机物结构对称,有2种氢原子,核磁共振氢谱出现的峰面积之比为3∶2或2∶3。(3)选含有碳碳双键的最长碳链为主链,故主链上有7个碳,从离碳碳双键最近的一端开始编号,在5号碳上连有1个甲基,故名称为5-甲基-2-庚烯。(4)①根据题意:9.0 g M在足量氧气中充分燃烧生成5.4 g水和13.2 g二氧化碳,则M分子中n(C)==0.3 mol、n(H)=×2=0.6 mol,n(O)==0.3 mol,M分子中碳、氢、氧元素的原子个数比为0.3 mol∶0.6 mol∶0.3 mol =1∶2∶1,最简式为CH2O,由质谱图可知,M的相对分子质量为90,设M的分子式为(CH2O)n,解得n==3,所以M的分子式为C3H6O3;②羧基具有酸性,能与NaHCO3反应生成CO2,M能与NaHCO3溶液发生反应,M一定含有羧基;M分子的核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比是1∶1∶1∶3,则有机物M含有羧基、羟基、甲基和,结构简式为。
11.(1)蒸馏烧瓶 仪器y (2)①C2H4O ②88
C4H8O2 (3)羟基、酮羰基
解析:(1)球形冷凝管一般用于冷凝回流装置中,故虚线框内应选仪器y。(2)①根据M中碳、氢元素的质量分数确定氧元素的质量分数为w(O)=100%-54.5%-9.1%=36.4%,分子内各元素原子的个数比N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶≈2∶4∶1,其实验式为C2H4O。②M的相对分子质量为2×44=88,设分子式为(C2H4O)n,则44n=88,n=2,则M的分子式为C4H8O2。(3)根据核磁共振氢谱图中有4组峰,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3,结合红外光谱图所示含有C—H、H—O、CO等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、酮羰基。
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