(新高考)高考化学一轮复习课时练习第9章第1讲认识有机化合物(含解析)

有机化学基础第1讲认识有机化合物课程标准知识建构1.能辨识有机化合物分子中的官能团，判断有机化合物分子中碳原子的饱和程度、键的类型，分析键的极性；能依据有机化合物分子的结构特征分析简单有机化合物的某些化学性质。2．能辨识同分异构现象，能写出符合特定条件的同分异构体，能举例说明立体异构现象。3．能说出测定有机化合物分子结构的常用仪器的分析方法，能结合简单图谱信息分析判断有机化合物的分子结构。4．认识有机化合物分子中共价键的类型、极性及其与有机反应的关系，知道有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致键的极性发生改变，从化学键的角度认识官能团与有机化合物之间是如何相互转化的。一、有机物的分类和官能团1．根据元素组成分类有机化合物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(烃：烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物等,烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、,羧酸、酯等))2．按碳的骨架分类(1)有机化合物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(链状化合物如CH3CH2CH3,环状化合物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脂环化合物如,芳香化合物如))))(2)烃eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(链状烃脂肪烃，如烷烃、烯烃、炔烃,环烃\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脂环烃，如环己烷,芳香烃，如苯及其同系物，苯乙烯、,萘等))))3．按官能团分类有机物的主要类别、官能团和典型代表物类别官能团典型代表物烷烃甲烷CH4烯烃(碳碳双键)乙烯H2C=CH炔烃—C≡C—(碳碳三键)乙炔HC≡CH芳香烃卤代烃—X(卤素原子)溴乙烷C2H5Br醇—OH(羟基)乙醇C2H5OH酚苯酚醚(醚键)乙醚CH3CH2OCH2CH3醛(醛基)乙醛CH3CHO酮(羰基)丙酮CH3COCH3羧酸(羧基)乙酸CH3COOH酯(酯基)乙酸乙酯CH3COOCH2CH3氨基酸—NH2(氨基)—COOH(羧基)甘氨酸【诊断1】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)含有苯环的有机物属于芳香烃()(2)官能团相同的物质一定是同一类物质()(3)含有羟基的物质只有醇或酚()(4)醛基的结构简式为“—COH”()(5)含有醛基的有机物一定属于醛类()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×二、有机化合物的结构1．有机化合物中碳原子的成键特点2．有机物结构的三种常用表示方法结构式结构简式键线式CH2=CH—CH=CH2CH3CH2OH或C2H5OHCH2=CHCHO3.同分异构现象、同分异构体(1)概念分子式相同、结构不同的现象称为同分异构现象。存在同分异构现象的化合物互为同分异构体。(2)同分异构体类型碳链异构碳链骨架不同，如CH3—CH2—CH2—CH3和位置异构官能团位置不同，如：CH2=CH—CH2—CH3和CH3CH=CHCH3官能团异构官能团种类不同，如：CH3CH2OH和CH3OCH3，常见的官能团异构有醇、酚、醚；醛与酮；羧酸与酯等(3)顺反异构和对映异构Ⅰ.顺反异构①通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同，产生顺反异构现象。②2­丁烯可以看作是两个甲基分别取代乙烯分子中两个碳上的氢原子形成的。在比较下面两种结构：可以看出a和b分子中碳原子之间的连接顺序和方式是相同的，但是空间结构是不同的。这种异构称为顺反异构。Ⅱ.对映异构——氯溴碘代甲烷从图中可看出画“*”号的中心碳原子所连接的4个原子或原子团不相同，但是能形成a、b两种不能完全重合的空间结构，这样的异构就像人的左右手一样，称为手性异构，又称为对映异构，这样的分子也称为手性分子。4.同系物【特别提醒】有机物分子中的三类碳原子：(1)饱和碳原子：结合的原子或原子团数目为4的碳原子；(2)不饱和碳原子：结合的原子或原子团数目小于4的碳原子；(3)手性碳原子：饱和碳原子中，结合4个完全不同的原子或原子团的碳原子。【诊断2】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)正丁烷和正戊烷互为同系物()(2)同系物的分子式相同，分子中碳原子的连接方式不同()(3)同分异构体是同种物质的不同存在形式()(4)所有的有机物都存在同分异构现象()(5)同分异构体的相对分子质量相同，那么相对分子质量相同的两种物质一定是同分异构体()(6)同分异构体的最简式相同，所以最简式相同的化合物一定是同分异构体()(7)同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√三、有机化合物中的共价键1．共价键的类型按不同的分类依据，共价键可分为不同的类型。2．σ键和π键的比较σ键π键原子轨道重叠方式“头碰头”“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称能否旋转能绕键轴旋转不能绕键轴旋转牢固程度强度大，不易断裂强度较小，易断裂判断方法有机化合物中单键是σ键，双键中含有一个σ键和一个π键，三键中含有一个σ键和两个π键3.共价键的极性与有机反应(1)共价键中，成键原子双方电负性差值越大，共价键极性越强，在反应中越容易断裂。因此，有机化合物的官能团及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部位。(2)如乙醇分子中，极性较强的键有O—H键、C—O键、C—H键，因此乙醇发生化学反应时断键的部位主要是如下所示的四处装置。反应①：2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑(断1键)反应②：CH3CH2OH＋HBr→CH3CH2Br＋H2O(断2键)反应③：2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O(断1、3键)反应④：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O(断2、4键)【特别提醒】(1)π键：电子云重叠程度比σ键的小，故π键不如σ键牢固，比较容易断裂而发生化学反应，因此乙烯、乙炔易发生加成反应。(2)共价键的极性越大，越易断裂发生化学反应，如乙醛中的醛基具有较强的极性，易与一些极性试剂发生加成反应。【诊断3】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)烷烃分子中的化学键均为σ键()(2)CH3NH2分子中C—H键的极性比N—H键的极性强()(3)乙烯分子中既含σ键又含π键，且二者牢固程度相同()(4)1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键()(5)乙醇分子中的羟基和水分子中的羟基的O—H极性相同，因此二者羟基的活性相同，与Na反应的速率相同()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×四、有机物的命名1．烷烃的命名(1)习惯命名法(2)系统命名法2．烯烃和炔烃的命名3．苯的同系物的命名(1)习惯命名法如称为甲苯，称为乙苯，二甲苯有三种同分异构体，其名称分别为：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。(2)系统命名法①以苯环作为母体，其他基团作为取代基。②将某个最简侧链所在的碳原子的位置编为1号，选取最小位次给其他基团编号即侧链编号之和最小原则。如4．烃的含氧衍生物的命名(1)命名方法选主链将含有官能团(—OH、—CHO、—COOH)的最长碳链作为主链，称为“某醇”“某醛”或“某酸”编序号从距离官能团最近的一端对主链上的碳原子进行编号写名称将支链作为取代基，写在“某醇”“某醛”或“某酸”的前面，用阿拉伯数字标明官能团的位置(2)酯的命名合成酯时需要羧酸和醇发生酯化反应，命名酯时“先读酸的名称，再读醇的名称，后将‘醇’改‘酯’即可”。如甲酸与乙醇形成酯的名称为甲酸乙酯。【诊断4】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)命名为2－乙基丙烷()(2)(CH3)2CH(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH3的名称是2－甲基－5－乙基辛烷()(3)某烯烃的名称是2－甲基－4－乙基－2－戊烯()(4)的名称为2－甲基－3－丁炔()(5)的名称为1,5－二甲苯()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×【诊断5】写出下列有机物的名称。(1)HO—CH2CH=CH2________(2)________(3)HCOOCH2CH3________(4)________(5)________答案(1)丙烯醇(2)1,2­丙二醇(3)甲酸乙酯(4)苯甲醛(5)对苯二甲酸五、研究有机物的一般步骤和方法1．研究有机化合物的基本步骤2．分离提纯有机物常用的方法(1)蒸馏和重结晶(2)萃取和分液3．有机物分子式的确定(1)元素分析(2)相对分子质量的确定①相对分子质量的测定——质谱法质谱图中质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量。②计算气体相对分子质量的常用方法a．M＝eq\f(m,n)b．M＝22.4ρ(标准状况)c．阿伏加德罗定律，同温同压下eq\f(M1,M2)＝eq\f(ρ1,ρ2)＝D，则M1＝eq\f(ρ1,ρ2)M2＝DM24．分子结构的鉴定(1)化学方法常见官能团特征反应官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液橙红色褪去酸性KMnO4溶液紫色褪去卤素原子NaOH溶液，AgNO3和稀硝酸的混合液有沉淀产生醇羟基钠有氢气放出酚羟基FeCl3溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生醛基银氨溶液有银镜生成新制Cu(OH)2悬浊液有红色沉淀产生羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出(2)物理方法①红外光谱：分析分子中含有何种化学键或官能团。②核磁共振氢谱(3)有机物分子中不饱和度(Ω)的确定①计算公式Ω＝n(C)＋1－eq\f(nH,2)其中，n(C)为分子中碳原子数目，n(H)为分子中氢原子数目，若分子中含有Cl、F等，则用n(H)加上其数目，若分子中含有N等，则用n(H)减去其数目，若分子中含有O、S等，其数目不计入计算公式。②【诊断6】判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。(1)碳氢质量比为3∶1的有机物一定是CH4()(2)CH3CH2OH与CH3OCH3互为同分异构体，核磁共振氢谱相同()(3)乙醇是良好的有机溶剂，根据相似相溶原理用乙醇从水溶液中萃取有机物()(4)质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图可以确定有机物的官能团类型()(5)有机物的1H－核磁共振谱图中有4组特征峰()(6)有机物的核磁共振氢谱中会出现三组峰，且峰面积之比为3∶4∶1()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×考点一有机化合物的分类及官能团的识别【典例1】(2020·南阳模拟)下列叙述正确的是()A．和均是芳香烃，既是芳香烃又是芳香化合物B．和分子组成相差一个—CH2—，因此是同系物关系C．含有醛基，所以属于醛类D．分子式为C4H10O的物质，可能属于醇类或醚类答案D解析不含有苯环，不是芳香烃，不属于烃，A错误；和分别属于酚和醇，结构不相似，不是同系物，B错误；含有酯基属于酯类物质，C错误；C4H10O的结构中可能含有—OH或—O—结构，D正确。【对点练1】(有机物的分类)按官能团对有机物进行分类，请指出下列有机物的种类，填在横线上。(1)CH3CH2CH2OH________。(2)________。(3)________。(4)________。(5)________。(6)________。(7)________。(8)________。答案(1)醇(2)酚(3)芳香烃(或苯的同系物)(4)酯(5)卤代烃(6)烯烃(7)羧酸(8)醛【对点练2】(官能团的识别)(2020·云南省玉溪第一中学月考)历史上最早应用的还原性染料靛蓝，其结构简式如图所示，下列关于靛蓝的叙述中错误的是()A．由碳、氢、氧、氮四种元素组成B．分子式是C16H14N2O2C．属于烃的衍生物D．它含有碳碳双键和羰基答案B解析由靛蓝的结构简式可知，靛蓝由碳、氢、氧、氮四种元素组成，故A正确；B.由结构可知，分子中含有16个C原子、10个H原子、2个N原子、2个O原子，分子式为：C16H10N2O2，故B错误；烃分子中的氢原子被其他原子或者原子团所取代而生成的一系列有机化合物称为烃的衍生物，由结构可知，该有机物含N、O元素，为烃的衍生物，故C正确；由靛蓝的结构简式可知，它含有碳碳双键和羰基，故D正确。【对点练3】(陌生有机物中官能团名称的识别)按要求解答下列各题：(1)化合物是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂，它含有的官能团为_______________________________________________(写名称)，它属于________(填“脂环”或“芳香”)化合物。(2)中含氧官能团的名称是_______________________。(3)HCCl3的类别是________，C6H5CHO中的官能团是________。(4)中显酸性的官能团是________(填名称)。(5)中含有的官能团名称是________。答案(1)羟基、醛基、碳碳双键脂环(2)(酚)羟基、酯基(3)卤代烃醛基(4)羧基(5)碳碳双键、酯基、羰基解析(2)—OH直接连在苯环上，为酚羟基；为酯基。(3)HCCl3中含有氯原子，属于卤代烃，—CHO为醛基。(4)—NH2显碱性。(1)—OH连到苯环上，属于酚；—OH连到链烃基或脂环烃基上为醇。(2)含醛基的物质不一定为醛类，如HCOOH、HCOOCH3、葡萄糖等。(3)不能认为属于醇，应为羧酸。(4)(酯基)与(羧基)的区别。(5)虽然含有醛基，但不属于醛，应属于酯。考点二有机物分子中原子共面与同分异构体的判断【典例2】下列有关说法正确的是()A．CH3CH=CHCH3分子中的4个碳原子可能在同一直线上B．苯乙烯()分子的所有原子可能在同一平面上C．分子中的所有原子都在同一平面上D．不可能有四个碳原子共面答案B解析A项，以“”为中心，联想乙烯分子中的键角120°，碳原子不可能共线；B项，单键可绕轴旋转，烯平面与苯平面可能共面，因而所有原子可能共面；C项，含有饱和碳，所有原子不可能共面；D项，饱和碳原子直接相连的原子不共面，但由于碳碳单键的旋转，其他较远位置的原子可能会与饱和碳原子相连的原子共面。有机物分子中原子是否共面的判断方法(1)牢记甲烷、乙烯、乙炔、苯四种分子的空间构型：CH4分子呈正四面体结构，CH2=CH2和分子中所有原子均在同一平面上，CH≡CH分子中，4个原子在一条直线上。(2)明确键的旋转问题：C—C单键可以旋转，而键不可以旋转；苯分子中苯环能以任一碳氢键为轴旋转，有三个旋转轴，轴上有四个原子共线。(3)清楚三种分子中H原子被其他原子如C、Cl等原子取代后，分子的空间构型不变。【对点练4】(简单有机物分子的空间结构)下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面的有()A．乙烷 B．甲苯C．氯乙苯 D．四氯乙烯答案D【对点练5】(含有多种面线结构的有机分子共线共面的判断)有机物分子中最多有________个碳原子在同一平面内，最多有________个原子在同一条直线上，共平面的碳原子至少有________个。答案1169解析以碳碳双键为中心，根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构，可以画出如图所示结构：由于碳碳单键可以绕轴自由旋转，炔直线一定在苯平面内，苯平面和烯平面可能共面，也可能不共面。因而该有机物分子中的所有碳原子均可能共面，最多有5＋6＝11个碳原子共面，至少有6＋2＋1＝9个碳原子在苯平面内。由于苯分子、乙烯分子的键角均为120°，炔直线所在苯环正六边形对角线上的碳原子共线，因而5个碳原子和炔基上的1个氢原子共线5＋1＝6。【典例3】烃(甲)、(乙)、(丙)，下列说法正确的是()A．甲、乙均为芳香烃B．甲、乙、丙互为同分异构体C．甲与甲苯互为同系物D．甲、乙、丙中甲、乙的所有原子可能处于同一平面答案B解析乙不含苯环，不是芳香烃，A错误；甲、乙、丙的分子式均为C8H8，互为同分异构体，B正确；甲为烯烃含，甲苯中不含，二者结构不相似，C错误；乙中含有饱和碳原子，所有原子不可能共面，D错误。【对点练6】(同分异构体的判断)下列说法正确的是()A．分子式为C3H6O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有5种B．四联苯的一氯代物有4种C．与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOHD．兴奋剂乙基雌烯醇不可能有属于芳香族的同分异构体答案C解析分子式为C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3，水解得到的醇分别是C2H5OH、CH3OH，得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH。C2H5OH、CH3OH与HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4种，A项错误；四联苯是具有两条对称轴的物质，即，有5种不同化学环境的氢原子，故有5种一氯代物，B项错误；中有和—COOH两种官能团，由于官能团不变，只将官能团的位置移动即可得其同分异构体：CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH，C项正确；该有机物含有4个环和1个碳碳双键，不饱和度为5，苯环的不饱和度为4，所以可能有属于芳香族的同分异构体，D项错误。【对点练7】(多元取代产物的同分异构体)(2020·江西名师联盟第一次模拟测试)一氯甲烷等卤代烃跟苯的反应如图所示，(无机小分子产物略去)。下列说法正确的是()A．该反应属于化合反应B．b的二氯代物有6种结构C．1molb加氢生成饱和烃需要3molH2D．C5H11Cl的结构有6种答案C解析一氯甲烷等卤代烃跟苯的反应生成甲苯和HCl，属于取代反应，故A错误；甲苯的苯环上的二氯代物有6种，甲基上的氢也可以被取代，故B错误；1molb加氢生成饱和烃需要3molH2，故C正确；戊烷的同分异构体有正、异、新三种，再分析氯的位置异构分别有3种、4种、1种，故D错误。【对点练8】(顺反异构)有机化学中有多种同分异构现象，其中有顺反异构，例如2­丁烯有两种顺反异构体：A中两个—CH3在双键同侧，称为顺式；B中两个—CH3在双键两侧，称为反式，如下所示：根据此原理，苯丙烯的同分异构体中除有三种位置异构外还有一对顺反异构，写出其结构简式：(1)三种位置异构：________，________，________。(2)两种顺反异构：________，________。答案(1)(2)解析根据官能团(碳碳双键)的位置不同可以确定出两种位置异构体：、，再把苯环移动到第二个碳原子上可以得到第三种异构体：；第二种同分异构体又有两种顺反异构体。考点三有机物的命名【典例4】用系统命名法命名下列有机物。(1)，命名为_____________________；(2)，命名为________________；(3)，命名为________________；(4)，命名为________________；(5)，命名为________________。(6)，命名为________________。(7)，命名为________________。(8)，命名为________________。答案(1)3,3,4－三甲基己烷(2)5,5－二甲基－3－乙基－1－己炔(3)2－乙基－1,3－丁二烯(4)对二甲苯(或1,4－二甲苯)(5)2,4－二甲基－3,4－己二醇(6)苯甲醛(7)对苯二甲酸(8)3,3－二甲基丁酸甲酯【对点练9】(烷烃的命名)(2020·山东滕州市第一中学新校高三月考)有机物命名正确的是()A．2,3,5－三甲基己烷B．1,3－二甲基丁烷C．2,3－二甲基－2－乙基己烷D．2,3－二甲基－4－乙基戊烷答案A解析符合烷烃命名规则，主链最长，主链编号之和最小，A选项正确；主链选取错误，该物质的正确命名为2－甲基戊烷，B选项错误；主链选取错误，该物质的正确命名应为3,3,4－三甲基庚烷，C选项错误；主链选取错误，该物质的正确命名应为2,3,4－三甲基己烷，D选项错误。【对点练10】(有机物命名的判断)下列有机物的命名错误的是()A．①② B．②③C．①④ D．③④答案B解析根据有机物的命名原则判断②的名称应为3－甲基－1－戊烯，③的名称应为2－丁醇。【对点练11】(根据有机物名称和结构简式的书写)写出下列各种有机物的结构简式和名称。(1)2,3－二甲基－4－乙基己烷：________________________________。(2)支链只有一个乙基且式量最小的烷烃：_______________________，名称为________。(3)核磁共振氢谱只有一个峰的烃C8H18的结构简式为________________________，名称为________。答案(1)(2)3－乙基戊烷(3)2,2,3,3－四甲基丁烷(1)有机物系统命名中常见的错误①主链选取不当(不包含官能团，不是主链最长、支链最多)。②编号错(官能团的位次不是最小)。③支链主次不分(不是先简后繁)。④“－”“，”忘记或用错。(2)弄清系统命名法中四种字的含义①烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。②二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。③1、2、3……指官能团或取代基的位置。④甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……考点四有机物分子式、结构式的确定【典例5】有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。纯净的A为无色粘稠液体，易溶于水。为研究A的组成与结构，进行了如下实验，试通过计算填空：实验步骤解释或实验结论(1)称取A9.0g，升温使其气化，测其密度是相同条件下H2的45倍①A的相对分子质量为________(2)将此9.0gA在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4g和13.2g②A的分子式为________(3)另取A9.0g，跟足量的NaHCO3粉末反应，生成2.24LCO2(标准状况)，若与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况)③用结构简式表示A中含有的官能团：________、________(4)A的核磁共振氢谱如图：④A中含有________种氢原子⑤综上所述，A的结构简式为________答案①90②C3H6O3③—COOH—OH④4⑤解析②9.0gA燃烧生成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(9.0－0.3×12－0.6×1,16)＝1∶3∶6∶3，所以A的分子式为C3H6O3。③0.1molA与NaHCO3反应生成0.1molCO2，则A分子中含有一个—COOH，与钠反应生成0.1molH2，则还含有一个—OH。有机物分子式、结构式的确定流程【对点练12】(组成元素的判断)某有机物在O2中充分燃烧，生成的水蒸气和CO2物质的量之比为1∶1，为此可得出的结论是()A．该有机物分子中，C、H、O原子个数之比为1∶2∶3B．有机物中必定含氧元素C．有机物分子中C、H原子个数之比为1∶2D．有机物中必定不含氧元素答案C【对点练13】(光谱分析的应用)已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法不正确的是()A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3答案D【对点练14】(分子式、结构式的确定)有机物A只含有C、H、O三种元素，常用作有机合成的中间体。16.8g该有机物燃烧生成44.0gCO2和14.4gH2O；质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱分析表明A分子中含有—OH键和位于分子端的—C≡C—键，核磁共振氢谱上有三个峰，峰面积之比为6∶1∶1。(1)A的分子式是________。(2)A的结构简式是________________。答案(1)C5H8O(2)解析(1)n(有机物)＝eq\f(16.8g,84g·mol－1)＝0.2mol，n(C)＝eq\f(44.0g,44g·mol－1)＝1mol，n(H)＝eq\f(14.4g,18g·mol－1)×2＝1.6mol，n(O)＝eq\f(16.8－1×12－1.6×1g,16g·mol－1)＝0.2mol。又因为其相对分子质量为84，故A的分子式为C5H8O。(2)分子中含—OH、—C≡CH，且含三种氢原子的个数比为6∶1∶1，故结构简式为。1．(2020·天津学业水平等级考试)关于的说法正确的是()A．分子中有3种杂化轨道类型的碳原子B．分子中共平面的原子数目最多为14C．分子中的苯环由单双键交替组成D．与Cl2发生取代反应生成两种产物答案A解析该分子中甲基上的碳原子采取sp3杂化、苯环上的碳原子采取sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采取sp杂化，A项正确；该分子中有17个原子，共面原子数最多时，分子中甲基上的两个氢原子不在该平面内，B项错误；苯环中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的化学键，C项错误；与Cl2发生取代时，取代甲基上的氢与一种产物，取代苯环上的氢有四种产物，因此与Cl2发生取代反应生成的一氯代物就有5种，D项错误。2．(2020·山东学业水平等级考试)α－氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶，其结构简式如图。下列关于α－氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是()A．其分子式为C8H11NO2B．分子中的碳原子有3种杂化方式C．分子中可能共平面的碳原子最多为6个D．其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子答案C解析由α­氰基丙烯酸异丁酯的结构简式可确定其分子式为C8H11NO2，A项正确；—CN为直线形结构，其中C原子为sp杂化，碳碳双键两端的C原子和碳氧双键上的C原子均为sp2杂化，4个饱和碳原子为sp3杂化，即该分子中碳原子有3种杂化方式，B项正确；由于为四面体结构，最少有1个碳原子不与其他碳原子在同一平面上，即该分子中最多有7个碳原子共平面，C项错误；含苯环的该物质的同分异构体中至少含有4种不同化学环境的氢原子，D项正确。3．(高考组合题)写出下列指定有机物中官能团的名称：(1)(2020·全国Ⅰ改编)中的官能团名称是________。(2)(2019·课标全国Ⅰ改编)中的官能团名称是________。(3)(2019·课标全国Ⅱ改编)中官能团的名称为________。(4)(2018·课标全国Ⅰ改编)中含氧官能团的名称是________。(5)(2018·课标全国Ⅱ改编)A中含有的官能团的名称为________。(6)(2018·课标全国Ⅲ改编)中含氧官能团的名称为______。(7)(2016·课标全国Ⅰ改编)中官能团名称为________________。答案(1)碳碳双键、氯原子(2)羟基(3)氯原子、羟基(4)羟基、醚键(5)羟基(6)羟基、酯基(7)酯基、碳碳双键4．(高考组合题)写出下列有机物的名称。(1)[2018·全国卷Ⅲ，36(1)改编]CH3C≡CH的化学名称是________(2)[2016·全国卷Ⅲ，38(1)改编]的化学名称为________。(3)[2018·全国卷Ⅰ，36(1)改编]ClCH2COOH的化学名称为________。(4)[2017·全国卷Ⅰ，36(1)改编]的化学名称是________。(5)[2017·全国卷Ⅱ，36(2)改编]CH3CH(OH)CH3的化学名称为________。答案(1)丙炔(2)苯乙炔(3)氯乙酸(4)苯甲醛(5)2－丙醇(或异丙醇)5．(高考组合题)按要求写出符合特定条件下，各有机物同分异构体的数目。(1)[2018·全国卷Ⅱ，36(6)改编]F是B()的同分异构体，7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有________种(不考虑立体异构)。(2)[2017·全国卷Ⅱ，36(6)改编]L是D()的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1mol的L可与2mol的Na2CO3反应，L共有________种。(3)[2017·全国卷Ⅲ，36(5)改编]H是G()的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有________种。答案(1)9(2)6(3)96．(高考组合题)按要求写出符合特定条件的有机物的结构简式。(1)[2019·全国卷Ⅰ，36(3)]写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B()的同分异构体的结构简式________。(不考虑立体异构，只需写出3个)(2)[2019·全国卷Ⅱ，36(5)]E()的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式________、________。①能发生银镜反应；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。答案(1)(2)一、选择题(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—OHB．羧酸—COOHC．醛—CHOD．CH3—O—CH3酮答案B解析—OH未直接与苯环相连，属于芳香醇，A项错误；属于酯，官能团为酯基，C项错误；CH3—O—CH3属于醚，官能团为，D项错误。2．(2020·济南二模)是重要的合成中间体，用系统命名法命名其名称为()A．庚烯 B．3­乙烯基己烷C．3­甲基­1­己烯 D．2­乙基­1­戊烯答案D解析为烯烃，选取含碳碳双键在内的最长碳链为主链，主链上含五个碳，从离双键近的一端编号得到名称：2­乙基­1­戊烯。3．下列有机物能使溴的四氯化碳溶液褪色，分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为3∶2的化合物()A． B．C． D．答案C4．氟利昂会破坏大气臭氧层，关于CF2Cl2(商品名为氟利昂－12)的叙述正确的是()A．有两种同分异构体 B．只有一种结构C．是平面形分子 D．是正四面体分子答案B解析CH4分子中的4个氢原子分别被2个氟原子和2个氯原子取代后得CF2Cl2，CF2Cl2分子呈四面体结构，但不是正四面体结构，该分子不存在同分异构体。5．(2020·威海模拟)下列关于有机物的说法正确的是()A．CH3CH(CH3)CH2CH2OH名称为：3­甲基丁醇B．一氯代物有5种C．标准状况下，22.4L丙烯中含有7NA个σ键，NA个π键D．能发生消去反应，其产物有2种答案B解析A．CH3CH(CH3)CH2CH2OH的名称为：3­甲基­1­丁醇，故A错误；B.根据苯是平面正六边形的对称性，苯环上一氯代物有2种，甲基上的一氯取代物有1种，异丙基上的一氯取代物有2种，所以一氯代物共有5种，故B正确；C.标准状况下，22.4L丙烯中含有NA个CH3CH=CH2分子，所以含有8NA个σ键，NA个π键，故C错误；D.能发生消去反应，在六元环上能生成2种含有2个碳碳双键的消去产物，在甲基上还能生成1种含有2个碳碳双键的消去产物，其有机产物共有3种，故D错误。6．具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图。它属于()①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃A．③⑤ B．②③C．①③ D．①④答案C解析①分子结构中含有苯环，属于芳香族化合物，正确；②脂肪族化合物是链状化合物，错误；③分子中有羧基，属于有机羧酸，正确；④相对分子质量较小，不属于有机高分子化合物，错误；⑤分子中含有氧原子，不属于烃，错误。7．金刚烷胺可用于流感病毒A型感染性疾病的治疗，其合成线路图如图所示。下列说法中错误的是()A．金刚烷的分子式是C10H16B．X的同分异构体不可能是芳香族化合物C．上述反应都属于取代反应D．金刚烷胺碳原子上的一溴代物有两种答案D解析金刚烷的分子式是C10H16，A选项正确；X的分子式是C10H15Br，其同分异构体不可能是芳香族化合物，B选项正确；金刚烷变成X的过程中H原子被Br原子取代，X变成金刚烷胺的过程中Br原子被—NH2取代，C选项正确；金刚烷胺碳原子上的一溴代物有3种，D选项错误。8．某烷烃的相对分子质量为86，如果分子中含有3个—CH3、2个—CH2—和1个，则该结构的烃的一氯代物最多可能有几种(不考虑立体异构)()A．9种 B．6种C．5种 D．4种答案A解析由烷烃的相对分子质量是86，可知该烷烃的分子式是C6H14，如果分子中含有3个—CH3，则有一个甲基为取代基；分子中含有2个—CH2—和1个，则主链有5个C原子，甲基为取代基，所以该烷烃为2－甲基戊烷或3－甲基戊烷，前者分子中有5种H原子，后者分子中有4种H原子，H原子的种数即为一氯代物的种数，最多可能有9种，A项正确。9．1,4－二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成，其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是()A．该物质属于芳香烃B．该分子中处于同一直线上的原子最多有6个C．该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色D．该分子中所有原子可能位于同一平面上答案B解析该物质中只有C、H两种元素，且含有苯环，故该物质属于芳香烃，A项正确；分子中含有两个碳碳三键、两个苯环，根据苯和乙炔的结构特点可知，该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个，处于同一直线上的原子最多有10个，B项错误；该物质中含有碳碳三键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，C项正确；两个碳碳三键为直线形结构，碳碳单键可以转动，两个苯环所在的平面可能同时位于同一平面上，故分子中所有原子可能位于同一平面上，D项正确。10．(2020·安徽省宿州市高三模拟)共用两个及两个以上碳原子的多环烃称为桥环烃，共用的碳原子称为桥头碳。桥环烃二环[2.2.0]己烷的碳原子编号为。下列关于该化合物的说法错误的是()A．桥头碳为1号和4号B．与环己烯互为同分异构体C．二氯代物有6种(不考虑立体异构)D．所有碳原子不可能位于同一平面答案C解析A．由桥环烃二环[2.2.0]己烷的结构可知，桥头碳为1号和4号，形成2个四元碳环，故A正确；B.桥环烃二环[2.2.0]己烷和环己烯的分子式均为C6H10，二者的分子结构不同，互为同分异构体，故B正确；C.该烃分子有2种不同化学环境的氢原子，其二氯代物中2个氯原子在同一碳原子上的有1种，在不同碳原子上的有6种，故其二氯代物有7种，故C错误；D.该烃分子中所有碳原子均形成4个单键，所以所有碳原子不可能位于同一平面，故D正确。11．(2020·山东模考，改编)下列关于有机物结构的说法错误的是()A．环己烷中所有C—C—C键角均小于120°B．CnH2n＋1Cl与CnHCl2n＋1同分异构体数目相同C．C原子与N原子之间可形成单键、双键和三键D．含有手性碳原子的饱和链烃中，碳原子数最少的一定是3­甲基己烷答案D解析选项A，环己烷中C原子采用sp3杂化，且不共面，键角小于120°，正确；选项B，CnH2n＋1Cl同分异构体数目取决于—CnH2n＋1的数目，CnHCl2n＋1同分异构体数目取决于—CnCl2n＋1的数目，而—CnH2n＋1的数目等于—CnCl2n＋1的数目，则题给两有机物同分异构体数目相同，正确；选项C，C原子与N原子之间可形成单键、双键和三键，正确；选项D，含有手性碳原子的饱和链烃中，碳原子数最少的可能是，名称分别为3­甲基己烷和2,3­二甲基戊烷，错误。12．某化合物的结构式(键线式)及球棍模型如下：该有机物分子的核磁共振氢谱图如下(单位是ppm)。下列关于该有机物的叙述正确的是()A．该有机物不同化学环境的氢原子有8种B．该有机物属于芳香族化合物C．键线式中的Et代表的基团为—CH3D．该有机物的分子式为C9H10O4答案A解析根据该物质的核磁共振氢谱图及球棍模型判断，H原子有8种，A项正确；该有机物中不含苯环，所以不属于芳香族化合物，B项错误；根据该有机物的球棍模型判断Et为乙基，C项错误；根据球棍模型可知，该物质的分子式是C9H12O4，D项错误。二、非选择题(本题包括4小题)13．根据要求填空：(1)HOCH2CH2NH2中含有的官能团名称是________。(2)中所含官能团的名称是________。(3)遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的的同分异构体有________种。(4)的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有________种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为__________________________________(写结构简式)。答案(1)羟基、氨基(2)羰基、羧基(3)3(4)13解析(3)除苯环外不饱和度为1，还有2个碳原子，1个氧原子，可知除酚羟基外另一取代基为—CH=CH2，两取代基在苯环上有邻、间、对三种结构。(4)根据限定条件确定含有酚羟基和醛基两种官能团，解题步骤是先确定—OH和—CHO在苯环上的位置，再定最后一个饱和C原子的位置。，，，共有13种。14．(1)Diels－Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应，最简单的反应是：，是由A(C5H6)和B经Diels－Alder反应制得。①Diels－Alder反应属于________反应(填反应类型)，A的结构简式为________。②写出与互为同分异构体，且一溴代物只有两种的芳香烃的名称：________；写出生成这两种一溴代物所需要的反应试剂和反应条件：________；________。(2)有机物X是一种重要的有机合成中间体，用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构，进行了如下实验：①有机物X的质谱图为：有机物X的相对分子质量是________。②将10.0gX在足量O2中充分燃烧，并使其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液，发现无水CaCl2增重7.2g，KOH浓溶液增重22.0g。有机物X的分子式是________。③经红外光谱测定，有机物X中含有醛基；有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰，峰面积之比是3∶1。有机物X的结构简式是________。答案(1)①加成反应②均三甲苯(或1,3,5－三甲苯)溴单质/光照液溴/Fe(2)①100②C5H8O2③(CH3)2C(CHO)解析(1)①Diels－Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应，碳碳双键个数减少，所以属于加成反应；A的分子式是C5H6，根据Diels－Alder反应的特点及A与B加成的产物可知A为环戊二烯，B为1,3－丁二烯，A的结构简式是；②的分子式是C9H12，属于芳香烃的化合物中含有苯环，苯环的不饱和度为4，所以符合题意的同分异构体中不含其他官能团，则该芳香烃分子中只有烷基取代基，一溴代物只有2种，则苯环和取代基各一种，所以该芳香烃为对称分子，所以只能是1,3,5－三甲苯；当取代侧链的H原子时，条件是光照、溴单质；当取代苯环上的H原子时，条件是Fe作催化剂和液溴。(2)①质谱图中的最大质荷比即为X的相对分子质量，所以X的相对分子质量是100；②10.0gX的物质的量n＝m÷M＝10g÷100g·mol－1＝0.1mol，完全燃烧生成水的质量是7.2g，其物质的量n(H2O)＝m÷M＝7.2g÷18g·mol－1＝0.4mol，生成二氧化碳的质量是22.0g，其物质的量n(CO2)＝m÷M＝22.0g÷44g·mol－1＝0.5mol，则1molX分子中含有5molC原子，8molH原子，结合X的相对分子质量是100，所以X中O原子个数是eq\f(100－5×12－8,16)＝2，因此X的分子式是C5H8O2；③根据题意，X分子中含有醛基，有2种H原子，且H原子个数比是3∶1，说明X分子中含有2个甲基，根据分子式确定其不饱和度为2，不含其他官能团，所以X分子中含有2个醛基，所以X的结构简式是(CH3)2C(CHO)2。15．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该物质的实验式是________。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________。(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：____________________________________________________________。(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目：例如，甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3，有2种氢原子)的核磁共振氢谱如图甲所示：经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图乙所示，则A的结构简式为________。答案(1)C2H6O(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH解析(1)根据题意有n(H2O)＝0.3mol，则n(H)＝0.6mol；n(CO2)＝0.2mol，则n(C)＝0.2mol。根据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3mol＋2×0.2mol－2×eq\f(6.72L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1，其实验式为C2H6O。(2)假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式C2H6O可知，A为饱和化合物，推测其结构简式为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱可知A有3种不同化学环境的H原子，而CH3OCH3只有1种H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。微专题33有机物分子中原子共线、共面的判断1．常见有机物的空间结构CH4呈正四面体形，键角109°28′。CH2=CH2呈平面形，键角120°。HC≡CH呈直线形，键角180°。呈平面正六边形，键角120°。2．注意键的旋转(1)在分子中，形成单键的原子可以绕键轴旋转，而形成双键、三键等其他键的原子不能绕轴旋转。(2)若平面间靠单键相连，所连平面可以绕轴旋转，可能旋转到同一平面上，也可能旋转后不在同一平面上。(3)若平面间被多个点固定，则不能旋转，一定共平面。如分子中所有原子一定共面。3．恰当地拆分复杂分子观察复杂分子的结构，先找出类似于甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的结构，再将对应的空间构型及键的旋转等知识进行迁移即可解决有关原子共面、共线的问题。特别要注意的是，苯分子中处于对位的两个碳原子以及它们所连的两个氢原子在一条直线上。【典例】(2020·广东广州市高三期末)已知C—C键可以绕键轴旋转，则关于结构简式为的烃，下列说法中正确的是()A．分子中至少有8个碳原子处于同一平面上B．分子中至少有9个碳原子处于同一平面上C．该烃的一氯取代物最多有4种D．该烃是苯的同系物答案B解析分子中画圈的碳原子一定在同一平面上，所以至少有9个碳原子处于同一平面上，故A错误、B正确；有5种等效氢，一氯取代物最多有5种，故C错误；含有2个苯环，与苯在组成上不相差CH2的倍数，且不饱和度不同，所以不是苯的同系物，故D错误。1．某烃的结构简式为，有关其结构说法正确的是()A．所有原子可能在同一平面上B．所有原子可能在同一条直线上C．所有碳原子可能在同一平面上D．所有氢原子可能在同一平面上答案C解析该分子可写为：根据乙烯、苯的结构为平面形、乙炔为直线形、CH4为四面体及单键可旋转、双键(或三键)不可旋转，从A、B两个图示中可得：当A、B中用虚线所围的两个面完全重合时原子共面的最多，此时所有的碳原子都共面，但共直线的碳原子只有A图中编号的5个碳原子。但由于分子中有—CH3，则—CH3中3个H原子不会同时共面，故所有的原子不会全部共面。2．(2020·河北唐山摸底)关于化合物，下列说法正确的是()A．分子式为C9H8B．分子中所有碳原子均处于同一平面C．与互为同分异构体D．难溶于水答案D解析根据该化合物的结构简式，可知其分子式为C9H10，A项错误；该分子中存在碳骨架结构，所有碳原子不可能处于同一平面，B项错误；间三甲苯的分子式为C9H12，和该化合物的分子式不同，不互为同分异构体，C项错误；该有机化合物属于烃类物质，烃类物质难溶于水，D项正确。3．已知：三元轴烯(a)、四元轴烯(b)、五元轴烯(c)的最简式都与苯相同。下列说法中不正确的是()A．三种物质都能发生加成反应B．a、b分子中所有原子都在同一个平面上C．a与互为同分异构体D．a、b的一氯代物均只有一种，c的一氯代物有三种答案D解析三种物质分子中都含有碳碳双键，都能发生加成反应，A项正确；根据乙烯的结构特征知，a、b分子中所有原子都在同一个平面上，B项正确；a的分子式为C6H6，的分子式为C6H6，C项正确；a、b、c都只有一种氢原子，一氯代物均只有一种，D项错误。微专题34同分异构体的书写及数目判断1．同分异构体的书写(1)同分异构体的分类与书写顺序(2)“减碳法”书写同分异构体(以C6为例)第一步：将分子中全部碳原子连成直链作为母链C—C—C—C—C—C第二步：从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。第三步：从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，两甲基的位置依次相邻、相同，此时碳骨架结构有两种：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6有5种碳链结构：(3)几种异类异构体①CnH2n(n≥3)：烯烃和环烷烃。②CnH2n－2(n≥4)：二烯烃和炔烃。③CnH2n＋2O(n≥2)：饱和一元醇和饱和一元醚。④CnH2nO(n≥3)：饱和一元醛、烯醇和环氧烷、饱和一元酮。⑤CnH2nO2(n≥2)：饱和一元羧酸、饱和一元羧酸与饱和一元醇形成的酯等。⑥CnH2n＋1O2N(n≥2)：氨基酸、硝基烷。(4)芳香化合物异构体书写①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。②若