第32講-有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與研究方法(練)(新教材新高考)(解析版)

第32講有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與研究方法1．下列對(duì)有機(jī)化合物的分類結(jié)果正確的是()A．乙烯(CH2=CH2)、苯()、環(huán)己烷()都屬于脂肪烴B．苯()、環(huán)戊烷()、環(huán)己烷()同屬于芳香烴C．乙烯(CH2=CH2)、乙炔(CH≡CH)同屬于烯烴D.同屬于環(huán)烷烴【答案】D【解析】含有苯環(huán)且只由C和H兩種元素組成的化合物屬于芳香烴，屬于芳香烴，不是脂肪烴，A錯(cuò)誤；只由C和H兩種元素組成，含有苯環(huán)的有機(jī)化合物為芳香烴，環(huán)戊烷()、環(huán)己烷()不含有苯環(huán)，不屬于芳香烴，屬于脂環(huán)烴，B錯(cuò)誤；乙炔中含有碳碳三鍵，屬于炔烴，C錯(cuò)誤；飽和環(huán)烴為環(huán)烷烴，環(huán)戊烷、環(huán)丁烷、乙基環(huán)己烷均屬于環(huán)烷烴，D正確。2．現(xiàn)代家居裝修材料中，普遍存在著甲醛、苯等有毒物質(zhì)，如果不注意處理就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生極大的危害。按照有機(jī)化合物的分類，甲醛屬于醛。下列各項(xiàng)對(duì)有機(jī)化合物的分類方法與此方法不相同的是()【答案】A【解析】按官能團(tuán)分類，甲醛屬于醛類。A為按碳骨架分類，B、C、D均為按官能團(tuán)分類。3．下列各組物質(zhì)不屬于同分異構(gòu)體的是()【答案】D【解析】A、B、C三個(gè)選項(xiàng)中兩種化合物的分子式相同、結(jié)構(gòu)不同，均互為同分異構(gòu)體；而D項(xiàng)中前者的分子式為C4H6O2，后者HCOOCH2CH2CH3的分子式為C4H8O2，二者分子式不同，不互為同分異構(gòu)體。4．下列敘述中正確的是()A．若烴中碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，則為同系物B．CH2=CH2和CH2=CH—CH=CH2互為同系物C．互為同分異構(gòu)體D．同分異構(gòu)體的化學(xué)性質(zhì)可能相似【答案】D【解析】同系物中碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一定相同，如甲烷與乙烷，碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的烴也不一定是同系物，如乙炔與苯，故A錯(cuò)誤；CH2=CH2和CH2=CH—CH=CH2所含碳碳雙鍵數(shù)不同，結(jié)構(gòu)不相似不互為同系物，故B錯(cuò)誤；和分子式不同，不互為同分異構(gòu)體，故C錯(cuò)誤；互為同分異構(gòu)體的兩種有機(jī)化合物的物理性質(zhì)有差別，化學(xué)性質(zhì)可能相似，如正丙烷和異丙烷，也可能不同，如乙酸與甲酸甲酯，故D正確。5．下列有關(guān)同分異構(gòu)體數(shù)目的敘述中，正確的是()A．C5H12有兩種同分異構(gòu)體B．C8H10只有三種屬于芳香烴的同分異構(gòu)體C．CH3CH2CH2CH3在光照條件下與氯氣反應(yīng)，只生成一種一氯代烴D．甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫原子被含三個(gè)碳原子的烷基取代，所得產(chǎn)物有六種【答案】D【解析】A項(xiàng)，C5H12有三種同分異構(gòu)體，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，C8H10屬于芳香烴的同分異構(gòu)體有，共四種，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，CH3CH2CH2CH3的一氯代烴有兩種，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，正丙基取代甲苯苯環(huán)上的氫原子與甲基有鄰、間、對(duì)三種位置關(guān)系，同理異丙基與甲基也有三種位置關(guān)系，故其所得產(chǎn)物有六種，正確。6．下列實(shí)驗(yàn)中，所采取的分離方法與對(duì)應(yīng)原理都正確的是()選項(xiàng)目的分離方法原理A分離溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3固體中混雜的NaCl重結(jié)晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大【答案】D【解析】分離溶于水的碘用萃取方法，但不能用乙醇作萃取劑，因?yàn)橐掖己退ト?，A項(xiàng)錯(cuò)誤；分離不互溶的液體混合物用分液法，乙酸乙酯和乙醇是相溶的，不能用分液法分離，B項(xiàng)錯(cuò)誤；除去KNO3固體中混雜的NaCl，用重結(jié)晶的方法，原理是硝酸鉀在水中的溶解度隨溫度的變化較大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；除去丁醇中的乙醚，利用二者沸點(diǎn)不同用蒸餾法進(jìn)行分離，D項(xiàng)正確。7．下列說(shuō)法中正確的是()A．在核磁共振氫譜中有5組吸收峰B．紅外光譜圖只能確定有機(jī)物中所含官能團(tuán)的種類和數(shù)目C．質(zhì)譜法不能用于相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定D．核磁共振氫譜、紅外光譜和質(zhì)譜都可用于分析有機(jī)物結(jié)構(gòu)【答案】D【解析】A項(xiàng)，此物質(zhì)有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，故有3組峰；B項(xiàng)，紅外光譜只能確定化學(xué)鍵和官能團(tuán)的種類，不能確定其數(shù)目；C項(xiàng)，質(zhì)譜圖中，根據(jù)最大質(zhì)荷比可確定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量。8.為提純下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì))，所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是()選項(xiàng)ABCD被提純物質(zhì)酒精(水)乙醇(乙酸)乙酸乙酯(乙醇)溴苯(溴)除雜試劑生石灰氫氧化鈉溶液水KI溶液分離方法蒸餾分液過(guò)濾分液【答案】A【解析】A項(xiàng)，生石灰與水反應(yīng)，消耗酒精中的水，蒸餾可得到酒精；B項(xiàng)，乙醇易溶于水，利用分液的方法不能將乙醇與鹽溶液分離；C項(xiàng)，乙酸乙酯不溶于水，分離不互溶的液體應(yīng)用分液的方法；D項(xiàng)，溴可將KI溶液氧化為碘單質(zhì)，而碘易溶于溴苯，達(dá)不到除雜的目的。9．下列物質(zhì)的類別與所含官能團(tuán)都正確的是()【答案】B【解析】—OH未直接與苯環(huán)相連，屬于醇，A項(xiàng)錯(cuò)誤；屬于酯，官能團(tuán)為酯基()，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CH3—O—CH3屬于醚，官能團(tuán)為，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．有機(jī)物A可由葡萄糖發(fā)酵得到，也可從酸牛奶中提取。純凈的A為無(wú)色黏稠液體，易溶于水。為研究A的組成與結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，試通過(guò)計(jì)算填空：實(shí)驗(yàn)步驟解釋或?qū)嶒?yàn)結(jié)論(1)稱取A9.0g，升溫使其氣化，測(cè)其密度是相同條件下H2的45倍(1)A的相對(duì)分子質(zhì)量為_(kāi)___(2)將此9.0gA在足量純O2中充分燃燒，并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^(guò)濃硫酸、堿石灰，發(fā)現(xiàn)兩者分別增重5.4g和13.2g(2)A的分子式為_(kāi)_______(3)另取A9.0g，跟足量的NaHCO3粉末反應(yīng)，生成2.24LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，若與足量金屬鈉反應(yīng)則生成2.24LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)(3)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示A中含有的官能團(tuán)：______、_______(4)A的核磁共振氫譜如圖：(4)A中含有____種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子(5)綜上所述，A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________【解析】(2)9.0gA充分燃燒生成n(CO2)＝eq\f(13.2g,44g·mol－1)＝0.3mol，n(H2O)＝eq\f(5.4g,18g·mol－1)＝0.3mol，n(A)∶n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1∶0.3∶(0.3×2)∶eq\f(9.0g－0.3mol×12g·mol－1－0.6mol×1g·mol－1,16g·mol－1)＝1∶3∶6∶3，所以A的分子式為C3H6O3。(3)0.1molA能與NaHCO3反應(yīng)生成0.1molCO2，則A分子中含有一個(gè)—COOH，能與鈉反應(yīng)生成0.1molH2，則A分子中還含有一個(gè)—OH?！敬鸢浮?1)90(2)C3H6O3(3)—COOH—OH(4)4(5)1．下列化合物的同分異構(gòu)體數(shù)目與C3H8O的同分異構(gòu)體數(shù)目相同的是()A．C3H6 B．C4H8C．C6H4Cl2 D．C5H12【答案】D【解析】C3H8分子中有2種不同化學(xué)環(huán)境的H原子，其一羥基代物有2種，分別為CH3CH2CH2OH和CH3CH(OH)CH3，C3H8O只有一種醚的結(jié)構(gòu)，即甲乙醚，故C3H8O的同分異構(gòu)體數(shù)目為3。C3H6可以為丙烯和環(huán)丙烷，具有2種結(jié)構(gòu)，與C3H8O的同分異構(gòu)體數(shù)目不相同，故A不選；C4H8可以為1-丁烯、2-丁烯、2-甲基-1-丙烯、環(huán)丁烷和甲基環(huán)丙烷，共有5種同分異構(gòu)體，與C3H8O的同分異構(gòu)體數(shù)目不相同，故B不選；C6H4Cl2可以是由苯環(huán)經(jīng)過(guò)二氯取代生成的產(chǎn)物，有鄰、間、對(duì)三種同分異構(gòu)體，另外還可以是含有碳碳雙鍵以及碳碳三鍵的物質(zhì)，故同分異構(gòu)體數(shù)目大于3，與C3H8O的同分異構(gòu)體數(shù)目不相同，故C不選；C5H12有3種同分異構(gòu)體，分別為正戊烷、異戊烷和新戊烷，與C3H8O的同分異構(gòu)體數(shù)目相同，故選D。2．能使溴水褪色，含有3個(gè)甲基，其分子式為C6H11Br的有機(jī)物(不考慮立體異構(gòu))共有()A．10種 B．11種C．12種 D．13種【答案】C【解析】烯烴C6H12的一溴取代后能含3個(gè)甲基的碳骨架結(jié)構(gòu)有(CH3)2C=CHCH2CH3、CH3CH=C(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH=CHCH3、CH2=C(CH3)CH(CH3)2、(CH3)2C=C(CH3)2、(CH3)3CCH=CH2，含有3個(gè)甲基的一溴代物的種類分別為2、2、3、2、1、2種，共12種。3．分子式為C4H10O的醇與分子式為C4H6O2的鏈狀結(jié)構(gòu)羧酸形成的酯(不考慮立體異構(gòu))共有()A．8種 B．10種C．12種 D．14種【答案】C【解析】分子式為C4H10O的醇的結(jié)構(gòu)有(CH3)3COH、CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH，共4種；C4H6O2的鏈狀結(jié)構(gòu)羧酸的結(jié)構(gòu)有CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH，共3種，形成的酯(不考慮立體異構(gòu))共有3×4＝12種，故C正確。4．有機(jī)物A的分子式為C5H10O3，一定條件下，A與碳酸氫鈉溶液、鈉反應(yīng)均能產(chǎn)生氣體，且生成的氣體體積比(同溫同壓)為1∶1，則A的結(jié)構(gòu)最多有()A．13種 B．11種C．12種 D．9種【答案】C【解析】有機(jī)物分子式為C5H10O3，一定條件下，A與NaHCO3溶液、Na反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣體在相同條件下的體積比為1∶1，說(shuō)明有機(jī)物分子中含有1個(gè)—COOH、1個(gè)—OH，該有機(jī)物可以看作C4H10中2個(gè)H分別被—COOH、—OH取代，若C4H10為正丁烷(CH3CH2CH2CH3)，2個(gè)H分別被—COOH、—OH代替，羧基在1號(hào)碳上時(shí)，剩余等效H有4種；羧基在2號(hào)碳上時(shí)，剩余等效H有4種；若C4H10為異丁烷[CH3CH(CH3)CH3]，羧基位于1號(hào)碳上時(shí)，剩余等效H有3種；羧基在2號(hào)碳上時(shí)，剩余等效H有1種；所以A共有12種同分異構(gòu)體。5.只含有C、H、O、N的某有機(jī)物的簡(jiǎn)易球棍模型如圖所示，下列關(guān)于該有機(jī)物的說(shuō)法不正確的是()A．該有機(jī)物屬于氨基酸B．該有機(jī)物的分子式為C3H7NO2C．該有機(jī)物與CH3CH2CH2NO2互為同系物D．該有機(jī)物的一氯代物有2種【答案】C【解析】根據(jù)有機(jī)物的成鍵特點(diǎn)，該有機(jī)物為，含有氨基和羧基，屬于氨基酸，A對(duì)；其分子式為C3H7NO2，與CH3CH2CH2NO2互為同分異構(gòu)體，B對(duì)，C錯(cuò)；該有機(jī)物的一氯代物有2種，D對(duì)。6.如圖所示的有機(jī)物是制備青蒿素的重要原料，下列有關(guān)該有機(jī)物的說(shuō)法不正確的是()A．分子式為C21H28O2B．能溶于水，屬于芳香烴C．可使酸性高錳酸鉀溶液褪色D．苯環(huán)上的一氯取代物有3種【答案】B【解析】由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知其分子式為C21H28O2，A正確；含有O元素，則屬于烴的衍生物，B錯(cuò)誤；含有碳碳雙鍵，可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C正確；分子中只有一個(gè)苯環(huán)，則苯環(huán)上的一氯取代物有3種，D正確。7．在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰，且峰面積之比為3∶2的化合物是()【答案】D【解析】A中化合物有2種氫，氫原子數(shù)之比為3∶1；B中化合物有3種氫，氫原子數(shù)之比為3∶1∶1；C中有3種氫，氫原子數(shù)之比為1∶3∶4；D中有2種氫，氫原子數(shù)之比為3∶2。8．下圖①～④所代表的有機(jī)物中所有側(cè)面都是正方形。下列說(shuō)法錯(cuò)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(gòu)體【答案】A【解析】①的鄰二氯代物有2種，A項(xiàng)錯(cuò)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，能鑒別，B項(xiàng)正確；四種分子均是完全對(duì)稱的，一氯代物均只有一種，C項(xiàng)正確；兩者分子式均為C12H12，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，D項(xiàng)正確。9．下列關(guān)于有機(jī)物結(jié)構(gòu)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．環(huán)己烷中所有C—C—C鍵角均為120°B．CnH2n＋1Cl與CnHCl2n＋1同分異構(gòu)體數(shù)目相同C．C原子與N原子之間可形成單鍵、雙鍵和三鍵D．含有手性碳原子的飽和鏈烴中，碳原子數(shù)最少的一定是3-甲基己烷【答案】AD【解析】環(huán)己烷中所有C原子與其所連原子構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)，鍵角不是120°，故A錯(cuò)誤；CnH2n＋1Cl的等效氫原子與CnHCl2n＋1的等效氯原子數(shù)目相同，則同分異構(gòu)體數(shù)目相同，故B正確；C原子與N原子之間可形成單鍵、雙鍵和三鍵，故C正確；含有手性碳原子的飽和鏈烴中，碳原子數(shù)最少的可能是3-甲基己烷，也可能是2，3-二甲基戊烷，故D錯(cuò)誤。10.(1)抗結(jié)腸炎藥物有效成分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，它的同分異構(gòu)體中，符合下列條件的有________種。①遇FeCl3溶液能發(fā)生顯色反應(yīng)②分子中甲基與苯環(huán)直接相連③苯環(huán)上共有三個(gè)取代基(2)寫(xiě)出符合下列條件的的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________________________________________________________________。①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基②能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性條件下能發(fā)生水解③核磁共振氫譜顯示吸收峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2(3)D是化合物B(CH2=CHCH2Br)的一種同分異構(gòu)體，其核磁共振氫譜顯示有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且峰面積之比為4∶1，則D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________________?！窘馕觥?1)遇FeCl3溶液能發(fā)生顯色反應(yīng)，說(shuō)明含有酚羥基；分子中甲基與苯環(huán)直接相連，苯環(huán)上共有三個(gè)取代基，則三個(gè)取代基分別是硝基、甲基和酚羥基。如果硝基和甲基處于鄰位，有4種結(jié)構(gòu)；如果硝基和甲基處于間位，有4種結(jié)構(gòu)；如果硝基和甲基處于對(duì)位，有2種結(jié)構(gòu)，所以符合條件的同分異構(gòu)體有10種。(2)苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基，能使溴的CCl4溶液褪色，說(shuō)明含有碳碳雙鍵，在酸性條件下能發(fā)生水解，說(shuō)明含有酯基，則兩個(gè)取代基為—CH=CH2和，核磁共振氫譜顯示吸收峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2，符合上述條件的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(3)核磁共振氫譜顯示有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且峰面積之比為4∶1，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱，則D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為?！敬鸢浮?1)10(2)(3)1．(2021·浙江卷)下列說(shuō)法正確的是()A．C60和C70互為同位素B．C2H6和C6H14互為同系物C．CO和CO2互為同素異形體D．CH3COOH和CH3OOCH是同一種物質(zhì)【答案】B【解析】同種元素的不同原子互為同位素，C60和C70為C元素的兩種不同單質(zhì)，不互為同位素，應(yīng)互為同素異形體，A錯(cuò)誤；C2H6和C6H14均為烷烴，二者結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差4個(gè)CH2原子團(tuán)，二者互為同系物，B正確；同種元素的不同種單質(zhì)互為同素異形體，CO和CO2為C元素的兩種不同氧化物，二者不是單質(zhì)，不互為同素異形體，C錯(cuò)誤；兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，不是同一種物質(zhì)，二者互為同分異構(gòu)體，D錯(cuò)誤。2．(2021·山東卷)立體異構(gòu)包括順?lè)串悩?gòu)、對(duì)映異構(gòu)等。有機(jī)物M(2-甲基-2-丁醇)存在如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．N分子可能存在順?lè)串悩?gòu)B．L的任一同分異構(gòu)體最多有1個(gè)手性碳原子C．M的同分異構(gòu)體中，能被氧化為酮的醇有3種D．L的同分異構(gòu)體中，含兩種化學(xué)環(huán)境氫的只有1種【答案】A【解析】M()在濃硫酸作催化劑并加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成或，N與HCl發(fā)生加成反應(yīng)生成L，L能發(fā)生水解反應(yīng)生成M，則L的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為都不存在順?lè)串悩?gòu)，A錯(cuò)誤；手性碳原子是指與四個(gè)各不相同的原子或原子團(tuán)相連的碳原子，L的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)及手性碳原子(用*標(biāo)記)為，任一同分異構(gòu)體中最多含有1個(gè)手性碳原子，B正確；當(dāng)與羥基相連的碳原子上只有1個(gè)氫原子時(shí)，醇能發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成酮，羥基取代亞甲基上1個(gè)氫原子即滿足條件，則滿足條件的結(jié)構(gòu)有，共3種，C正確；連接在同一碳原子上的氫原子等效，連接在同一碳原子上的甲基上的等效，由B項(xiàng)解析可知，L的同分異構(gòu)體中，含有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的結(jié)構(gòu)為，D正確。3.(2020·山東卷)α-氰基丙烯酸異丁酯可用作醫(yī)用膠，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。下列關(guān)于α-氰基丙烯酸異丁酯的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．其分子式為