第33講 有機化合物的結構特點與研究方法(練)教師版

學而優(yōu)·教有方第33講有機化合物的結構特點與研究方法【練基礎】1．下列表述或說法正確的是()A．—OH與都表示羥基B．鄰羥基苯甲酸的結構簡式：C．丙烷分子的比例模型為D．命名為2-甲基-3-戊烯【答案】A【解析】A項中—OH為羥基結構簡式，羥基的電子式為，正確；B項中該結構簡式是間羥基苯甲酸的結構簡式，羥基和羧基位于間位，錯誤；C項中為丙烷的球棍模型，錯誤；D項有機物含有雙鍵的最長碳鏈為5，在4號碳上含有1個甲基，正確命名應為4-甲基-2-戊烯，錯誤。2．下列有關分子結構的敘述中，正確的是()A．除苯環(huán)外的其余碳原子有可能都在一條直線上B．所有原子有可能都在同一平面上C．12個碳原子不可能都在同一平面上D．12個碳原子有可能都在同一平面上【答案】D【解析】本題主要考查苯環(huán)、碳碳雙鍵、碳碳三鍵的空間結構。按照結構特點，其空間結構可簡單表示為下圖所示：由圖可以看到，直線l一定在平面N中，甲基上3個氫原子只有一個可能在這個平面內；—CHF2中的兩個氟原子和一個氫原子，最多只有一個在碳碳雙鍵決定的平面M中；平面M和平面N一定共用兩個碳原子，可以通過旋轉碳碳單鍵，使兩平面重合，此時仍有—CHF2中的兩個原子和—CH3中的兩個氫原子不在這個平面內。要使苯環(huán)外的碳原子共直線，必須雙鍵部分鍵角為180°，但烯烴中鍵角為120°，所以苯環(huán)外的碳原子不可能共直線。3．下列物質的類別與所含官能團都正確的是()A．CH3CH2Br屬于鹵代烴，官能團為BrB．屬于醛，官能團可表示為—COHC．屬于酮，官能團為酮基D．苯酚的官能團是苯基和羥基【答案】C【解析】CH3CH2Br屬于鹵代烴，官能團為—Br，故A錯誤；含有的官能團為酯基，屬于酯類，其官能團可表示為—OOCH，故B錯誤；苯基不是官能團，故苯酚的官能團為—OH，故D錯誤。4．某有機物的結構式(鍵線式)及球棍模型如下：該有機物分子的核磁共振氫譜如下：下列關于該有機物的敘述正確的是()A．該有機物不同化學環(huán)境的氫原子有8種B．該有機物屬于芳香族化合物C．鍵線式中的Et代表的基團為—CH3D．該有機物的分子式為C9H10O4【答案】A【解析】根據該有機物的核磁共振氫譜及球棍模型判斷，不同化學環(huán)境的氫原子有8種，A正確；該有機物分子中不含苯環(huán)，所以不屬于芳香族化合物，B錯誤；根據該有機物的球棍模型判斷Et為乙基，C錯誤；根據球棍模型可知，該有機物的分子式是C9H12O4，D錯誤。5．黃曲霉毒素M1為已知的致癌物，具有很強的致癌性。黃曲霉毒素M1的結構簡式如圖所示，下列關于該分子含有的官能團的說法正確的是()A．含有碳碳雙鍵、羥基、羰基、酯基、醚鍵B．含有苯環(huán)、羥基、羰基、羧基、醚鍵C．含有羥基、羰基、羧基、酯基、醚鍵D．含有碳碳雙鍵、苯環(huán)、羥基、羰基、醚鍵【答案】A【解析】由黃曲霉毒素M1的結構簡式可知，該有機物分子中含有的官能團有碳碳雙鍵、羥基、羰基、酯基、醚鍵，故A正確。6．下列關于有機化合物的說法正確的是()A．有機物的名稱是2，3，5，5-四甲基-4-乙基己烷B．分子式為C9H12，在苯環(huán)上同時存在3個—CH3的同分異構體有2種C．有機物分子中可能共面的原子數最多有17個D．乙醛和丙烯醛不互為同系物，分別與足量H2反應后的產物也不互為同系物【答案】C【解析】按系統(tǒng)命名法，選擇含有碳原子最多的碳鏈作為主鏈，從靠近最簡單支鏈的一端給主鏈碳原子編號，該有機物的名稱是2，2，4，5-四甲基-3-乙基己烷，故A項錯誤；分子式為C9H12，在苯環(huán)上同時存在3個—CH3的同分異構體有3種，故B項錯誤；該有機物的結構可表示為，其中苯環(huán)、碳碳雙鍵為平面結構，碳碳單鍵可以旋轉，所以通過旋轉連接苯環(huán)和碳碳雙鍵的碳碳單鍵，可以使得苯環(huán)和碳碳雙鍵在同一個平面，通過旋轉甲基與雙鍵碳形成的碳碳單鍵，可以使得甲基上的一個氫原子與碳碳雙鍵在同一個平面，故最多有17個原子共面，故C項正確；乙醛是飽和一元醛，丙烯醛是不飽和一元醛，二者不互為同系物，催化加氫后都生成飽和一元醇，產物互為同系物，故D項錯誤。7．下列實驗中，所采取的分離或提純方法與對應原理都正確的是()選項實驗目的分離或提純方法原理A分離溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B除去乙醇中的乙酸加入CaO固體后蒸餾乙酸轉化為難揮發(fā)的乙酸鈣C除去甲烷中的乙烯通過酸性KMnO4溶液洗氣乙烯與酸性KMnO4溶液反應D除去苯中的苯酚加入足量濃溴水后過濾溴與苯酚反應生成三溴苯酚沉淀【答案】B乙醇與水互溶，不能用作萃取劑分離溶于水中的碘，A錯誤；乙酸與CaO反應，轉化為難揮發(fā)的乙酸鈣，再通過蒸餾即可提純乙醇，B正確；乙烯會被酸性KMnO4溶液氧化為CO2，使甲烷中混有新的雜質CO2，C錯誤；苯酚與溴水反應生成的三溴苯酚會溶于苯，無法通過過濾分離二者，D錯誤。8．下列說法正確的是()A．分子式為C3H6O2的有機物在酸性條件下可水解為酸和醇，若不考慮立體異構，這些醇和酸重新組合可形成的酯共有5種B．四聯苯的一氯代物有4種C．與具有相同官能團的同分異構體的結構簡式為CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOHD．興奮劑乙基雌烯醇不可能有屬于芳香族化合物的同分異構體【答案】C【解析】分子式為C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3，水解得到的醇分別是C2H5OH、CH3OH，得到的酸分別是HCOOH、CH3COOH，C2H5OH、CH3OH與HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4種，A項錯誤；四聯苯是具有兩條對稱軸的物質，即，有5種不同化學環(huán)境的氫原子，故有5種一氯代物，B項錯誤；中有和—COOH兩種官能團，由于官能團不變，只將官能團的位置移動即可得其同分異構體：CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH，C項正確；該有機物含有4個環(huán)和1個碳碳雙鍵，不飽和度為5，苯環(huán)的不飽和度為4，所以其有屬于芳香族化合物的同分異構體，D項錯誤。9．有關下列4種有機物的說法正確的是()A．甲的名稱為反-2-丁烯B．乙分子中所有碳原子一定處于同一平面上C．丙既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色D．丁的二氯代物有3種(不考慮立體異構)【答案】C【解析】甲的名稱為順-2-丁烯，A項錯誤；可看成乙烯中的氫原子均被苯基取代，具有乙烯的結構特點，碳碳單鍵可以旋轉，因此所有碳原子可能不處于同一平面上，B項錯誤；由丙的球棍模型可知，丙分子中含2個碳碳雙鍵，既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色，C項正確；丁的二氯代物有鄰位、對位、氮間位和硼間位4種，D項錯誤。10．某有機物A的分子式為C4H10O，紅外光譜圖如圖所示，則A的結構簡式為()A．CH3OCH2CH2CH3 B．CH3CH2OCH2CH3C.CH3CH2CH2OCH3 D．(CH3)2CHOCH3【答案】B【解析】分子式為C4H10O，兩個亞甲基(—CH2—)不對稱，沒有對稱的甲基(—CH3)，故A錯誤；分子式為C4H10O，存在對稱的甲基(—CH3)、對稱的亞甲基(—CH2—)和醚鍵，故B正確；分子式為C4H10O，兩個亞甲基(—CH2—)不對稱，沒有對稱的甲基(—CH3)，故C錯誤；分子式為C4H10O，沒有亞甲基(—CH2—)，有3個甲基(—CH3)，故D錯誤?！揪毺嵘?1．化合物同屬于薄荷系有機物，下列說法正確的是()A．a、b、c都屬于芳香化合物B．a、b、c都能使溴水褪色C．由a生成c的反應是氧化反應D．b、c互為同分異構體【答案】D【解析】A項，三種化合物均不含有苯環(huán)，不屬于芳香化合物，錯誤；B項，a、c含有碳碳雙鍵，能使溴水褪色，b不含有碳碳雙鍵，不能使溴水褪色，錯誤；C項，對比a和c結構簡式，a生成c發(fā)生了加成反應，錯誤；D項，b和c的分子式均為C10H18O，但結構不同，二者屬于同分異構體，正確。12．某化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖只有C—H鍵，O—H鍵、C—O鍵的振動吸收，該有機物的相對分子質量是60，則該有機物的結構簡式是()A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3C．CH3CH2OH D．CH3COOH【答案】B【解析】CH3CH2OCH3相對分子質量為60，分子中含C—H鍵、C—O鍵，不含有O—H鍵，故A錯誤；CH3CH(OH)CH3相對分子質量為60，分子中含有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵，故B正確；CH3CH2OH相對分子質量為44，分子中含有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵，故C錯誤；CH3COOH相對分子質量為60，分子中還含C=O鍵，故D錯誤。13．下面是丁醇的兩種同分異構體，其鍵線式、沸點如表所示，下列說法不正確的是()異丁醇叔丁醇鍵線式沸點/℃10882.3A．異丁醇的系統(tǒng)命名法是2-甲基-1-丙醇B．異丁醇的核磁共振氫譜有四組峰，且面積之比是1∶2∶1∶6C．表中沸點數據可以說明烴基結構會明顯影響有機物的物理性質D．異丁醇、叔丁醇在一定條件下經催化氧化可分別生成異丁醛、叔丁醛【答案】D【解析】異丁醇中羥基位于1號C，主鏈為1-丙醇，在2號C含有1個甲基，其名稱為2-甲基-1-丙醇，故A正確；異丁醇分子中含有4種不同化學環(huán)境的H原子，則異丁醇的核磁共振氫譜有四組峰，且面積之比是1∶1∶2∶6，故B正確；叔丁醇沸點較低，異丁醇的沸點較高，可是二者官能團相同，相對分子質量相同，碳原子數相同，只有烴基結構不同，沸點數據可以說明烴基結構會明顯影響有機物的物理性質，故C正確；叔丁醇與羥基相連的碳原子上沒有氫原子，不能催化氧化，故D錯誤。14．下圖①～④所代表的有機物中所有側面都是正方形。下列說法錯誤的是()A．①的鄰二氯代物只有1種B．②與苯乙烯可用酸性高錳酸鉀溶液鑒別C．①②③④的一氯代物均只有一種D．④與互為同分異構體【答案】A【解析】①的鄰二氯代物有2種，A項錯誤；②不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，苯乙烯可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，B項正確；四種分子均是完全對稱的，一氯代物均只有一種，C項正確；兩者分子式均為C12H12，但結構不同，D項正確。15．某有機物A的紅外光譜和核磁共振氫譜如圖所示，下列說法不正確的是()A．由紅外光譜可知，該有機物中含有C—H鍵、C=O鍵、等B．由核磁共振氫譜可知，該有機物分子中有4種不同化學環(huán)境的氫原子C．若A的化學式為C8H8O2，則其結構簡式可能為D．僅由以上信息無法得知其分子中的氫原子總數【答案】C【解析】由紅外光譜圖可知A中含有C—H鍵、C=O鍵、等，故A正確；核磁共振氫譜有4組峰，則有機物分子中有4種不同化學環(huán)境的氫原子，故B正確；由紅外光譜可知不含O—H鍵，則不含有羧基，故C錯誤；紅外光譜和核磁共振氫譜用于確定結構，確定不了分子式，故無法確定含有的H原子數，故D正確。16．按要求回答下列問題：(1)(指出所含官能團名稱)__________________________。(2)相對分子質量為72且沸點最低的烷烴的習慣命名是________。(3)寫出3,3-二甲基丁酸的結構簡式_____________________________________。(4)的系統(tǒng)命名為________________________。(5)合成高聚物的單體的鍵線式：__________________。(6)甲苯可用于制造烈性炸藥TNT，該反應的化學方程式為________________________?！窘馕觥?1)分子中含有的官能團為羥基、氯原子、酯基。(2)設該烷烴中碳原子個數是n，通式為CnH2n＋2,14n＋2＝72，n＝5，所以該烷烴是戊烷，烷烴的同分異構體中，支鏈越多，其沸點越低，所以相對分子質量為72且沸點最低的烷烴的結構簡式為C(CH3)4，習慣命名為新戊烷。(3)3,3-二甲基丁酸，主碳鏈含羧基，羧基碳為1號碳，3號碳上含兩個甲基，其結構簡式：(CH3)3CCH2COOH。(4)為烯烴，選取含碳碳雙鍵的最長碳鏈為主碳鏈，離雙鍵近的一端為起點確定取代基和雙鍵的位置，得到名稱為2,5-二甲基-2,4-己二烯。(5)的單體為異戊二烯，鍵線式為。(6)甲苯與硝酸發(fā)生取代反應生成2,4,6-三硝基甲苯，該反應的化學方程式為【答案】(1)羥基、酯基、氯原子(2)新戊烷(3)(CH3)3CCH2COOH(4)2,5-二甲基-2,4-己二烯17．由苯乙烯經下列反應可制得F、K兩種高分子化合物，它們都是常用的塑料。(1)J中所含官能團的名稱為____________。(2)聚合物F的結構簡式是____________；I的分子式是____________。(3)E轉化為G的化學方程式是________________________________________；反應類型屬于________________________________________________________________________。(4)在一定條件下，兩分子J能脫去兩分子水形成一種六元環(huán)狀化合物，寫出該化合物的結構簡式：____________________________________。(5)寫出J的一種符合下列條件的同分異構體X的結構簡式：____________。①1molX可以與3molNaOH反應；②X分子中核磁共振氫譜有4組峰。【解析】(1)由K的結構簡式可判斷J中含有羥基和羧基。(2)F為苯乙烯的加聚產物，苯環(huán)做支鏈，I為含酮羰基的羧酸，分子式為C8H6O3。(3)E到G為鹵代烴的水解反應，反應試劑及條件為NaOH的水溶液、加熱，羥基取代了溴原子。(4)J中含有一個羧基和一個羥基，兩分子J通過形成兩個酯基生成環(huán)酯。(5)由①知X中含有一個酚羥基，另一個為酯基，是由酚與羧酸形成的，即含—OH、—OOCCH3，由②知兩個取代基處于對位?！敬鸢浮?1)羥基、羧基18．(1)2.3g某有機物A完全燃燒后，生成0.1molCO2和2.7gH2O，測得該化合物的蒸氣與空氣的相對密度是1.6，已知此有機物可以與Na發(fā)生置換反應，寫出此有機物與乙酸發(fā)生酯化反應的化學方程式__________________________________。(2)有機物的結構可用“鍵線式”表示，如：CH3—CH=CH—CH3可簡寫為?？珊唽憺椤?。玫瑰的香味物質中包含苧烯，苧烯的鍵線式如圖：，苧烯的分子式為________。(3)利用核磁共振技術測定有機物分子的三維結構的研究曾獲得了諾貝爾化學獎。在有機物分子中，不同位置的氫原子的核磁共振譜中給出的峰值(信號)也不同。根據峰值(信號)可以確定有機物分子中氫原子的種類和數目。例如：乙醚的結構式為，其核磁共振氫譜中有2個信號(參見圖1)。①下列分子中，其核磁共振氫譜中只有一種峰(信號)的物質是________(填標號)。A．CH3—CH3 B．CH3COOHC．CH3COOCH3 D．CH3COCH3②化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的核磁共振氫譜如圖2所示，則A的結構簡式為________，請預測B的核磁共振氫譜上有________個峰(信號)。【解析】(1)n(CO2)＝0.1mol，則2.3g有機物中：n(C)＝n(CO2)＝0.1mol，m(C)＝0.1mol×12g·mol－1＝1.2g，n(H2O)＝eq\f(2.7g,18g·mol－1)＝0.15mol，則n(H)＝2n(H2O)＝0.3mol，m(H)＝0.3mol×1g·mol－1＝0.3g，因(1