第32讲-有机化合物的结构特点与研究方法(练)(新教材新高考)(解析版)

第32讲有机化合物的结构特点与研究方法1．下列对有机化合物的分类结果正确的是()A．乙烯(CH2=CH2)、苯()、环己烷()都属于脂肪烃B．苯()、环戊烷()、环己烷()同属于芳香烃C．乙烯(CH2=CH2)、乙炔(CH≡CH)同属于烯烃D.同属于环烷烃【答案】D【解析】含有苯环且只由C和H两种元素组成的化合物属于芳香烃，属于芳香烃，不是脂肪烃，A错误；只由C和H两种元素组成，含有苯环的有机化合物为芳香烃，环戊烷()、环己烷()不含有苯环，不属于芳香烃，属于脂环烃，B错误；乙炔中含有碳碳三键，属于炔烃，C错误；饱和环烃为环烷烃，环戊烷、环丁烷、乙基环己烷均属于环烷烃，D正确。2．现代家居装修材料中，普遍存在着甲醛、苯等有毒物质，如果不注意处理就会对人体产生极大的危害。按照有机化合物的分类，甲醛属于醛。下列各项对有机化合物的分类方法与此方法不相同的是()【答案】A【解析】按官能团分类，甲醛属于醛类。A为按碳骨架分类，B、C、D均为按官能团分类。3．下列各组物质不属于同分异构体的是()【答案】D【解析】A、B、C三个选项中两种化合物的分子式相同、结构不同，均互为同分异构体；而D项中前者的分子式为C4H6O2，后者HCOOCH2CH2CH3的分子式为C4H8O2，二者分子式不同，不互为同分异构体。4．下列叙述中正确的是()A．若烃中碳、氢元素的质量分数相同，则为同系物B．CH2=CH2和CH2=CH—CH=CH2互为同系物C．互为同分异构体D．同分异构体的化学性质可能相似【答案】D【解析】同系物中碳、氢元素的质量分数不一定相同，如甲烷与乙烷，碳、氢元素的质量分数相同的烃也不一定是同系物，如乙炔与苯，故A错误；CH2=CH2和CH2=CH—CH=CH2所含碳碳双键数不同，结构不相似不互为同系物，故B错误；和分子式不同，不互为同分异构体，故C错误；互为同分异构体的两种有机化合物的物理性质有差别，化学性质可能相似，如正丙烷和异丙烷，也可能不同，如乙酸与甲酸甲酯，故D正确。5．下列有关同分异构体数目的叙述中，正确的是()A．C5H12有两种同分异构体B．C8H10只有三种属于芳香烃的同分异构体C．CH3CH2CH2CH3在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代烃D．甲苯苯环上的一个氢原子被含三个碳原子的烷基取代，所得产物有六种【答案】D【解析】A项，C5H12有三种同分异构体，错误；B项，C8H10属于芳香烃的同分异构体有，共四种，错误；C项，CH3CH2CH2CH3的一氯代烃有两种，错误；D项，正丙基取代甲苯苯环上的氢原子与甲基有邻、间、对三种位置关系，同理异丙基与甲基也有三种位置关系，故其所得产物有六种，正确。6．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离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固体中混杂的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大【答案】D【解析】分离溶于水的碘用萃取方法，但不能用乙醇作萃取剂，因为乙醇和水互溶，A项错误；分离不互溶的液体混合物用分液法，乙酸乙酯和乙醇是相溶的，不能用分液法分离，B项错误；除去KNO3固体中混杂的NaCl，用重结晶的方法，原理是硝酸钾在水中的溶解度随温度的变化较大，C项错误；除去丁醇中的乙醚，利用二者沸点不同用蒸馏法进行分离，D项正确。7．下列说法中正确的是()A．在核磁共振氢谱中有5组吸收峰B．红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类和数目C．质谱法不能用于相对分子质量的测定D．核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于分析有机物结构【答案】D【解析】A项，此物质有3种不同化学环境的氢原子，故有3组峰；B项，红外光谱只能确定化学键和官能团的种类，不能确定其数目；C项，质谱图中，根据最大质荷比可确定有机物的相对分子质量。8.为提纯下列物质(括号内的物质为杂质)，所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是()选项ABCD被提纯物质酒精(水)乙醇(乙酸)乙酸乙酯(乙醇)溴苯(溴)除杂试剂生石灰氢氧化钠溶液水KI溶液分离方法蒸馏分液过滤分液【答案】A【解析】A项，生石灰与水反应，消耗酒精中的水，蒸馏可得到酒精；B项，乙醇易溶于水，利用分液的方法不能将乙醇与盐溶液分离；C项，乙酸乙酯不溶于水，分离不互溶的液体应用分液的方法；D项，溴可将KI溶液氧化为碘单质，而碘易溶于溴苯，达不到除杂的目的。9．下列物质的类别与所含官能团都正确的是()【答案】B【解析】—OH未直接与苯环相连，属于醇，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。10．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为无色黏稠液体，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(1)A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13.2g(2)A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：(4)A中含有____种不同化学环境的氢原子(5)综上所述，A的结构简式为________________【解析】(2)9.0gA充分燃烧生成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(9.0g－0.3mol×12g·mol－1－0.6mol×1g·mol－1,16g·mol－1)＝1∶3∶6∶3，所以A的分子式为C3H6O3。(3)0.1molA能与NaHCO3反应生成0.1molCO2，则A分子中含有一个—COOH，能与钠反应生成0.1molH2，则A分子中还含有一个—OH。【答案】(1)90(2)C3H6O3(3)—COOH—OH(4)4(5)1．下列化合物的同分异构体数目与C3H8O的同分异构体数目相同的是()A．C3H6 B．C4H8C．C6H4Cl2 D．C5H12【答案】D【解析】C3H8分子中有2种不同化学环境的H原子，其一羟基代物有2种，分别为CH3CH2CH2OH和CH3CH(OH)CH3，C3H8O只有一种醚的结构，即甲乙醚，故C3H8O的同分异构体数目为3。C3H6可以为丙烯和环丙烷，具有2种结构，与C3H8O的同分异构体数目不相同，故A不选；C4H8可以为1­丁烯、2­丁烯、2­甲基­1­丙烯、环丁烷和甲基环丙烷，共有5种同分异构体，与C3H8O的同分异构体数目不相同，故B不选；C6H4Cl2可以是由苯环经过二氯取代生成的产物，有邻、间、对三种同分异构体，另外还可以是含有碳碳双键以及碳碳三键的物质，故同分异构体数目大于3，与C3H8O的同分异构体数目不相同，故C不选；C5H12有3种同分异构体，分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷，与C3H8O的同分异构体数目相同，故选D。2．能使溴水褪色，含有3个甲基，其分子式为C6H11Br的有机物(不考虑立体异构)共有()A．10种 B．11种C．12种 D．13种【答案】C【解析】烯烃C6H12的一溴取代后能含3个甲基的碳骨架结构有(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个甲基的一溴代物的种类分别为2、2、3、2、1、2种，共12种。3．分子式为C4H10O的醇与分子式为C4H6O2的链状结构羧酸形成的酯(不考虑立体异构)共有()A．8种 B．10种C．12种 D．14种【答案】C【解析】分子式为C4H10O的醇的结构有(CH3)3COH、CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH，共4种；C4H6O2的链状结构羧酸的结构有CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH，共3种，形成的酯(不考虑立体异构)共有3×4＝12种，故C正确。4．有机物A的分子式为C5H10O3，一定条件下，A与碳酸氢钠溶液、钠反应均能产生气体，且生成的气体体积比(同温同压)为1∶1，则A的结构最多有()A．13种 B．11种C．12种 D．9种【答案】C【解析】有机物分子式为C5H10O3，一定条件下，A与NaHCO3溶液、Na反应时产生的气体在相同条件下的体积比为1∶1，说明有机物分子中含有1个—COOH、1个—OH，该有机物可以看作C4H10中2个H分别被—COOH、—OH取代，若C4H10为正丁烷(CH3CH2CH2CH3)，2个H分别被—COOH、—OH代替，羧基在1号碳上时，剩余等效H有4种；羧基在2号碳上时，剩余等效H有4种；若C4H10为异丁烷[CH3CH(CH3)CH3]，羧基位于1号碳上时，剩余等效H有3种；羧基在2号碳上时，剩余等效H有1种；所以A共有12种同分异构体。5.只含有C、H、O、N的某有机物的简易球棍模型如图所示，下列关于该有机物的说法不正确的是()A．该有机物属于氨基酸B．该有机物的分子式为C3H7NO2C．该有机物与CH3CH2CH2NO2互为同系物D．该有机物的一氯代物有2种【答案】C【解析】根据有机物的成键特点，该有机物为，含有氨基和羧基，属于氨基酸，A对；其分子式为C3H7NO2，与CH3CH2CH2NO2互为同分异构体，B对，C错；该有机物的一氯代物有2种，D对。6.如图所示的有机物是制备青蒿素的重要原料，下列有关该有机物的说法不正确的是()A．分子式为C21H28O2B．能溶于水，属于芳香烃C．可使酸性高锰酸钾溶液褪色D．苯环上的一氯取代物有3种【答案】B【解析】由结构简式知其分子式为C21H28O2，A正确；含有O元素，则属于烃的衍生物，B错误；含有碳碳双键，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确；分子中只有一个苯环，则苯环上的一氯取代物有3种，D正确。7．在核磁共振氢谱中出现两组峰，且峰面积之比为3∶2的化合物是()【答案】D【解析】A中化合物有2种氢，氢原子数之比为3∶1；B中化合物有3种氢，氢原子数之比为3∶1∶1；C中有3种氢，氢原子数之比为1∶3∶4；D中有2种氢，氢原子数之比为3∶2。8．下图①～④所代表的有机物中所有侧面都是正方形。下列说法错误的是()A．①的邻二氯代物只有1种B．②与苯乙烯可用酸性高锰酸钾溶液鉴别C．①②③④的一氯代物均只有一种D．④与互为同分异构体【答案】A【解析】①的邻二氯代物有2种，A项错误；②不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，能鉴别，B项正确；四种分子均是完全对称的，一氯代物均只有一种，C项正确；两者分子式均为C12H12，结构不同，互为同分异构体，D项正确。9．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键角均为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】AD【解析】环己烷中所有C原子与其所连原子构成四面体结构，键角不是120°，故A错误；CnH2n＋1Cl的等效氢原子与CnHCl2n＋1的等效氯原子数目相同，则同分异构体数目相同，故B正确；C原子与N原子之间可形成单键、双键和三键，故C正确；含有手性碳原子的饱和链烃中，碳原子数最少的可能是3­甲基己烷，也可能是2，3­二甲基戊烷，故D错误。10.(1)抗结肠炎药物有效成分的结构简式为，它的同分异构体中，符合下列条件的有________种。①遇FeCl3溶液能发生显色反应②分子中甲基与苯环直接相连③苯环上共有三个取代基(2)写出符合下列条件的的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。①苯环上只有两个取代基②能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性条件下能发生水解③核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2(3)D是化合物B(CH2=CHCH2Br)的一种同分异构体，其核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢原子，且峰面积之比为4∶1，则D的结构简式为________________________________________________________________________。【解析】(1)遇FeCl3溶液能发生显色反应，说明含有酚羟基；分子中甲基与苯环直接相连，苯环上共有三个取代基，则三个取代基分别是硝基、甲基和酚羟基。如果硝基和甲基处于邻位，有4种结构；如果硝基和甲基处于间位，有4种结构；如果硝基和甲基处于对位，有2种结构，所以符合条件的同分异构体有10种。(2)苯环上只有两个取代基，能使溴的CCl4溶液褪色，说明含有碳碳双键，在酸性条件下能发生水解，说明含有酯基，则两个取代基为—CH=CH2和，核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为1∶1∶2∶2∶2，符合上述条件的有机物的结构简式为。(3)核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢原子，且峰面积之比为4∶1，说明其结构高度对称，则D的结构简式为。【答案】(1)10(2)(3)1．(2021·浙江卷)下列说法正确的是()A．C60和C70互为同位素B．C2H6和C6H14互为同系物C．CO和CO2互为同素异形体D．CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质【答案】B【解析】同种元素的不同原子互为同位素，C60和C70为C元素的两种不同单质，不互为同位素，应互为同素异形体，A错误；C2H6和C6H14均为烷烃，二者结构相似，分子组成上相差4个CH2原子团，二者互为同系物，B正确；同种元素的不同种单质互为同素异形体，CO和CO2为C元素的两种不同氧化物，二者不是单质，不互为同素异形体，C错误；两种物质的结构不同，不是同一种物质，二者互为同分异构体，D错误。2．(2021·山东卷)立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2­甲基­2­丁醇)存在如图转化关系，下列说法错误的是()A．N分子可能存在顺反异构B．L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子C．M的同分异构体中，能被氧化为酮的醇有3种D．L的同分异构体中，含两种化学环境氢的只有1种【答案】A【解析】M()在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生消去反应生成或，N与HCl发生加成反应生成L，L能发生水解反应生成M，则L的结构简式为都不存在顺反异构，A错误；手性碳原子是指与四个各不相同的原子或原子团相连的碳原子，L的同分异构体结构及手性碳原子(用*标记)为，任一同分异构体中最多含有1个手性碳原子，B正确；当与羟基相连的碳原子上只有1个氢原子时，醇能发生催化氧化反应生成酮，羟基取代亚甲基上1个氢原子即满足条件，则满足条件的结构有，共3种，C正确；连接在同一碳原子上的氢原子等效，连接在同一碳原子上的甲基上的等效，由B项解析可知，L的同分异构体中，含有2种不同化学环境的氢原子的结构为，D正确。3.(2020·山东卷)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