2023屆新高考新教材化學人教版一輪訓練-第九章第1講　有機化合物的結構特點與研究方法

第九章第1講有機化合物的結構特點與研究方法一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．(2021·海南?？谑懈呷?下列化學用語表達不正確的是()解析：CA．乙烯的分子式為C2H4，實驗式即最簡式為CH2，A正確；B.氨氣分子中N原子與3個H原子分別共用一對電子，還有一對孤電子對，電子式為，B正確；C.次氯酸分子中O原子分別與H、Cl原子共用一對電子，結構式為H—O—Cl，C錯誤；D.2甲基丁烷的主鏈有4個碳原子，2號碳上有一個甲基，鍵線式為，D正確。2．下列物質的類別與所含官能團都正確的是()解析：B—OH未直接與苯環(huán)相連，屬于醇，A項錯誤；屬于酯，官能團為酯基()，C項錯誤；CH3—O—CH3屬于醚，官能團為，D項錯誤。3．(2021·河南省平頂山實驗中學模擬)下列說法正確的是()A．凡是分子組成相差一個或幾個CH2原子團的物質，彼此一定互為同系物B．兩種化合物組成元素相同，各元素質量分數(shù)也相同，則二者一定為同分異構體C．相對分子質量相同的幾種化合物，互稱為同分異構體D．組成元素的質量分數(shù)相同，且相對分子質量也相同的不同化合物，一定互為同分異構體解析：D分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質，其分子結構不一定相似，如CH3—CH=CH2與，故A說法錯誤；若兩種化合物組成元素相同，各元素的質量分數(shù)也相同，則它們的最簡式必定相同，最簡式相同的化合物可能是同分異構體，也可能不是同分異構體，如CH2O(甲醛)和C2H4O2(乙酸)，所以B說法錯誤；相對分子質量相同的物質是很多的，如無機物中的H2SO4和H3PO4，又如有機化合物中的C2H6O(乙醇)與CH2O2(甲酸)，這些物質都具有相同的相對分子質量，但由于它們的分子組成不同，所以它們不是同分異構體，故C說法錯誤；當不同化合物組成元素的質量分數(shù)相同，相對分子質量也相同時，其分子式一定相同，因此這樣的不同化合物互為同分異構體，故D說法正確。4．(2021·山東菏澤高三二模)某有機化合物X的化學式為C5H12O，能與鈉反應放出氫氣。X被氧化最終能生成羧酸Y(C5H10O2)，若不考慮立體異構，X和Y組合生成的酯最多有()A．4種 B．8種C．16種 D．32種解析：C某有機化合物X的化學式為C5H12O，能與鈉反應放出氫氣，X被氧化最終能生成羧酸Y(C5H10O2)，則X是醇，X的結構簡式可能是CH3CH2CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH、(CH3)2CHCH2CH2OH、(CH3)3CCH2OH，Y可能的結構簡式有CH3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH(CH3)COOH、(CH3)2CHCH2COOH、(CH3)3CCOOH，X和Y組合生成的酯最多有4×4＝16種，故選C。5．研究有機化合物一般經(jīng)過以下幾個基本步驟：分離、提純→確定實驗式→確定分子式→確定結構式。以下用于研究有機化合物的方法正確的是()A．通常用過濾來分離、提純液態(tài)有機混合物B．質譜儀可以用于確定有機化合物中氫原子的種類C．核磁共振氫譜可以用于確定有機化合物的相對分子質量D．紅外光譜可以用于確定有機化合物分子中的基團解析：D分離、提純液態(tài)有機混合物，常根據(jù)有機化合物的沸點不同，用蒸餾的方法分離，而重結晶、萃取、蒸發(fā)不能達到分離的目的，A錯誤；核磁共振儀用于測定有機化合物分子中氫原子的種類和數(shù)目，質譜儀用于測定有機化合物的相對分子質量，B錯誤；核磁共振氫譜可以用于測定有機化合物分子中氫原子的種類和數(shù)目，C錯誤；紅外光譜可以用于確定有機化合物分子中的基團，D正確。6．某化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖中有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵的振動吸收，該有機化合物的相對分子質量是60，則該有機化合物的結構簡式是()A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH2COOHC．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2CHO解析：CCH3CH2OCH3相對分子質量為60，分子中含C—H鍵、C—O鍵，不含有O—H鍵，A錯誤；CH3CH2COOH相對分子質量為74，分子中含C—H鍵、O—H鍵、C=O鍵、C—O鍵，B錯誤；CH3CH2CH2OH相對分子質量為60，分子中含有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵，C正確；CH3CH2CHO相對分子質量為58，分子中含有C—H鍵、C=O鍵、不含O—H鍵、C—O鍵，D錯誤；故選C。7．分子式為C5H12O的飽和一元醇與和它相對分子質量相同的飽和一元羧酸進行酯化反應，生成的酯共有(不考慮立體異構)()A．13種 B．14種C．15種 D．16種解析：D與分子式為C5H12O的飽和一元醇相對分子質量相同的飽和一元羧酸為C4H8O2。C5H12O的飽和一元醇的同分異構體有8種，C4H8O2的飽和一元羧酸的同分異構體有2種，所以生成的酯共有2×8＝16種。故選D。二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)8．(2021·山東淄博市高三三模)實驗室利用反應2CH3CH2CH2CHOeq\o(→,\s\up7(稀NaOH),\s\do5(△))。制備辛烯醛(在沸點177℃時略有分解)的流程如圖。下列說法錯誤的是()A．加熱回流中溫度計插入液面以下B．操作Ⅰ中用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯C．無水Na2SO4的作用是除水D．減壓蒸餾操作中應使用空氣冷凝管解析：DA．為測定反應液的溫度，加熱回流中溫度計插入液面以下，A正確；B.堿液與辛烯醛不互溶，操作Ⅰ為分液，用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯，B正確；C.分液得到的產品用水洗滌過，加入無水Na2SO4可以吸收水分，C正確；D.減壓蒸餾時壓強為10～30mmHg，遠低于標準大氣壓，會降低辛烯醛的沸點，蒸氣與水的溫差不會太大，應使用直形冷凝管，D錯誤。9．環(huán)己醇(沸點161.0℃)可在濃磷酸催化下脫水制備環(huán)己烯(沸點83.0℃)，實驗過程如下：將一定量的環(huán)己醇和濃磷酸混合加熱蒸餾，收集85℃以下的蒸出液。蒸出液中加入NaCl使水層飽和，然后加入少量Na2CO3溶液，分液，向有機相加適量無水CaCl2干燥、過濾、加熱蒸餾，收集82～84℃的餾分。下列說法中錯誤的是()A．本實驗可用硫酸代替磷酸作催化劑，但使用硫酸時常常產生黑色物質B．加入NaCl的目的是降低環(huán)己烯的溶解度，增加水層密度使有機層易于分離C．分液時，打開活塞將有機層從分液漏斗下口放出D．第一次蒸餾中邊反應邊蒸出產物，可以使反應更完全、提高轉化率解析：CA．本實驗可用硫酸代替磷酸作催化劑，由于濃硫酸具有脫水性，能使有機化合物炭化，所以使用硫酸時常常產生黑色物質，A正確；B.加入NaCl可以降低環(huán)己烯的溶解度，增加水層密度使有機層易于分離，類似于鹽析，B正確；C.環(huán)己烯的密度小于水，分液時，打開活塞將水層從分液漏斗下口放出，然后關閉活塞，將上層液體即有機層從上口倒出，C錯誤；D.第一次蒸餾中邊反應邊蒸出產物，降低生成物濃度，促使平衡正向進行，可以使反應更完全、提高轉化率，D正確。10．下列物質在給定條件下的同分異構體數(shù)目(不包括立體異構)正確的是()A．結構簡式為的一溴代物有4種B．分子組成是C4H8O2屬于酯的同分異構體有4種C．分子式為C4H8屬于烯烴的同分異構體有4種D．C5H12O屬于醇的同分異構體有8種解析：BDA．先確定烴的對稱中心，即找出等效氫原子，有幾種氫原子就有幾種一溴代物，中含有5種H，故其一溴代物有5種，故A錯誤；B.分子組成是C4H8O2屬于酯的同分異構體有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3共4種，故B正確；C.分子式為C4H8屬于烯烴的同分異構體有CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2，不考慮順反異構只有3種，故C錯誤；D.該醇由羥基和戊基組成，戊基有8種結構，故分子組成是C5H12O屬于醇類的同分異構體有8種，故D正確。三、非選擇題11．完成下列各題。(1)化合物是一種取代有機氯農藥DDT的新型殺蟲劑，它含有的官能團有____________(填名稱)，它屬于________(填“脂環(huán)”或“芳香族”)化合物。(2)酚酞是常用的酸堿指示劑，其結構簡式如圖所示：①酚酞的化學式為________。②從結構上看，酚酞可看作________(填字母)。A．烯烴 B．芳香化合物C．醇 D．酚E．醚 F．酯(3)莽草酸是一種可從中藥八角茴香中提取的有機化合物，具有抗炎、鎮(zhèn)痛作用，可用作抗病毒和抗癌藥物的中間體。莽草酸的結構簡式如圖所示：請回答下列問題：①在橫線上寫出對應官能團的名稱。②莽草酸的分子式為________。③從對有機化合物按官能團分類的角度考慮，莽草酸屬于________類、________類。解析：(1)根據(jù)化合物的結構簡式可知它含有的官能團有羥基、醛基、碳碳雙鍵，分子中不存在苯環(huán)，含有六元環(huán)，因此它屬于脂環(huán)化合物。(2)①根據(jù)酚酞的結構簡式可知其化學式為C20H14O4。②從結構上看分子中含有酚羥基、酯基，因此酚酞可看作芳香化合物、酚、酯，答案選BDF；(3)①根據(jù)莽草酸的結構簡式可知從上到下對應的官能團依次是羧基、碳碳雙鍵、羥基；②根據(jù)莽草酸的結構簡式可知莽草酸的分子式為C7H10O5；③莽草酸分子中含有羧基、羥基，因此從對有機化合物按官能團分類的角度考慮，莽草酸屬于羧酸類、醇類。答案：(1)羥基、醛基、碳碳雙鍵脂環(huán)(2)①C20H14O4②BDF(3)①羧基碳碳雙鍵羥基②C7H10O5③羧酸醇12．有機化合物A只含有C、H、O三種元素，常用作有機合成的中間體。16.8g該有機化合物經(jīng)燃燒生成44.0gCO2和14.4gH2O；質譜圖表明其相對分子質量為84，紅外光譜分析表明A分子中含有O—H鍵和位于分子端的—C≡C—鍵，核磁共振氫譜上有三個峰，峰面積之比為6∶1∶1。(1)A的分子式是____________________________。(2)下列物質中，一定條件下能與A發(fā)生反應的是____________________________。A．H2 B．NaC．酸性KMnO4溶液 D．Br2(3)A的結構簡式是_________________________。(4)有機化合物B是A的同分異構體，1molB可與1molBr2加成。該有機化合物中所有碳原子在同一個平面，沒有順反異構現(xiàn)象，則B的結構簡式是______________________。解析：(1)設有機化合物A的分子式為CxHyOz，則由題意可得：CxHyOz＋eq\f(4x＋y－2z,4)O2eq\o(→,\s\up7(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O8444x9y16.8g44.0g14.4geq\f(84,16.8)g＝eq\f(44x,44.0)g＝eq\f(9y,14.4)g，解得：x＝5，y＝8。因12x＋y＋16z＝84，解得：z＝1。有機化合物A的分子式為C5H8O。(2)A分子中含有—C≡C—鍵，能與H2、Br2發(fā)生加成反應，能與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應；A中含有羥基，能與Na發(fā)生置換反應。(3)根據(jù)A的核磁共振氫譜中有峰面積之比為6∶1∶1的三個峰，再結合A中含有O—H鍵和位于分子端的—C≡C—鍵，便可確定其結構簡式為。(4)根據(jù)1molB可與1molBr2加成，可以推斷B中含有1個鍵，再結合B沒有順反異構體，可推出B的結構簡式為[注意：CH3CH2CH=CHCHO、CH3CH=CHCH2CHO或CH3CH=C(CH3)CHO均有順反異構]答案：(1)C5H8O(2)ABCD(3)13．有X、Y、Z三種有機化合物，按要求回答下列問題。(1)取3.0g有機化合物X，完全燃燒后生成3.6g水和3.36LCO2(標準狀況)，已知該有機化合物的蒸氣對氫氣的相對密度為30，則該有機化合物的分子式為____________。(2)有機化合物Y的分子式為C4H8O2，其紅外光譜如圖所示：則該有機化合物可能的結構為________(填字母)。A．CH3COOCH2CH3B．CH3CH2COOCH3C．HCOOCH2CH2CH3D．(CH3)2CHCOOH(3)有機化合物Z的結構可能有兩種，要對其結構進行物理方法鑒定，可用________。①有機化合物Z若為，則紅外光譜中應該有______個振動吸收；核磁共振氫譜中應有______個峰。②有機化合物Z若為，則紅外光譜中應該有________個振動吸收；核磁共振氫譜中應有________個峰。解析：(1)m(C)＝eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)×12g·mol－1＝1.8g，m(H)＝eq\f(3.6g,18g·mol－1)×2×1g·mol－1＝0.4g，則m(O)＝3.0g－1.8g－0.4g＝0.8g，所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝eq\f(1.8g,12g·mol－1)∶eq\f(0.4g,1g·mol－1)∶eq\f(0.8g,16g·mol－1)＝3∶8∶1，又知該有機化合物的蒸氣對氫氣