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1、專題八 有機化學基礎
第一單元 有機化學的分類、結構與命名
(時間:45分鐘 滿分:100分)
考 點
題 號
有機物的分類與結構特點
2、5、8
同分異構體的書寫與判斷
1、4
有機物的命名
3、9
有機物結構的研究
6、7、10、11
一、選擇題(本題包括4個小題,共24分,每小題只有1個選項符合題意)
1.(2012·紹興模擬)下列說法中錯誤的是 ( )。
①化學性質相似的有機物是同系物;②分子組成相差一個或若干個CH2原子團的有機物是同系物;③若烴中碳、氫元素的質量分數(shù)相同,它們必定是同系物;④互為同分異構體的兩種有機物的物
2、理性質有差別,但化學性質必定相似;⑤相對分子質量相同而結構不同的化合物互為同分異構體;⑥石墨與金剛石分子式相同,結構不同,互為同分異構體。
A.①②③④⑤⑥ B.只有②③⑤
C.只有③④⑥ D.只有①②③⑥
解析 同系物是結構相似(結構相似,則化學性質相似),在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物,這個概念的兩個限定條件必須同時具備。C、H元素的質量分數(shù)相同未必是同系物,如和;④互為同分異構體的物質化學性質不一定相似,如和。同分異構體的概念是分子式相同而結構不同的有機物的互稱,三個要點缺一不可,故⑤⑥錯誤。
答案 A
2.下列對有機化合物的分類結果正確的是
3、 ( )。
解析 烷、烯、炔都屬于脂肪鏈烴,而苯、環(huán)己烷、環(huán)戊烷都屬于環(huán)烴,而苯是環(huán)烴中的芳香烴。環(huán)戊烷、環(huán)丁烷及乙基環(huán)己烷均是環(huán)烴中的環(huán)烷烴。
答案 D
3.有機物的種類繁多,但其命名是有規(guī)則的。下列有機物命名正確的是( )。
解析 A中主鏈選錯,正確的名稱應為己烷;B中沒有表示出官能團的位置,正確的名稱是3-甲基-1-丁烯;D中沒有表示出氯原子的位置,正確的名稱是1,2-二氯乙烷。
答案 C
4.(2013·徐州模擬)阿魏酸的結構簡式為,符合下列條件的阿魏酸的同分異構體的數(shù)目為 ( )。
①苯環(huán)上有兩個取代基,且苯環(huán)上的一溴代物只有
4、2種;
②能發(fā)生銀鏡反應;
③與碳酸氫鈉溶液反應可生成使澄清石灰水變渾濁的氣體;
④與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。
A.2種 B.3種 C.4種 D.5種
解析 根據(jù)條件①,則兩個取代基處于對位;根據(jù)條件②,則含有醛基;根據(jù)條件③,則含有羧基;根據(jù)條件④,則含有酚羥基,結合阿魏酸的分子式,故其同分異構體的可能結構為
答案 C
二、選擇題(本題包括3個小題,共18分,每小題有1~2個選項符合題意)
5.下列化合物的核磁共振氫譜中出現(xiàn)三組峰的是 ( )。
A.2,2,3,3-四甲基丁烷 B.2,3,4-三甲基戊烷
C.3,3,4,4-四甲
5、基己烷 D.2,5-二甲基己烷
解析 分析題中各項分子中有幾種不同的氫,則就有幾組峰。A中只有1種氫;B如圖,,其中有4種氫;C中有3種氫;D中有3種氫。
答案 CD
6.3.1 g某有機樣品完全燃燒,燃燒后的氣體混合物通入過量的澄清石灰水中,石灰水共增重7.1 g,然后過濾得到10 g 沉淀。該有機樣品可能是 ( )。
A.乙二醇 B.乙醇
C.乙醛 D.甲醇和丙三醇的混合物
解析 3.1 g有機樣品燃燒生成CO2、H2O的總質量為7.1 g,與過量Ca(OH)2反應生成10 g CaCO3,則其中CO2為0.1 mol,即n(C)=0.1 mol,m
6、(C)=0.1 mol×12 g·mol-1=1.2 g,故m(H2O)=7.1 g-0.1 mol×44 g·mol-1=2.7 g,即n(H2O)=0.15 mol,n(H)=0.3 mol,m(H)=0.3 g,故該有機樣品中氧的質量:m(O)=3.1 g-1.2 g-0.3 g=1.6 g,即n(O)=0.1 mol,則該有機樣品中n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1 mol∶0.3 mol∶0.1 mol=1∶3∶1,即最簡式為CH3O,設其分子式為(CH3O)n。選項B、C不符合,當n=2時,分子式為C7H6O2,乙二醇,A正確,選項D中當甲醇和丙三醇按物質的量之比為1∶1混合時符
7、合。
答案 AD
7.化合物A經(jīng)李比希法和質譜法分析得知其相對分子質量為136,分子式為C8H8O2。A的核磁共振氫譜有4個峰且面積之比為1∶2∶2∶3,A分子中只含一個苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個取代基,其核磁共振氫譜與紅外光譜如下圖。關于A的下列說法中,正確的是 ( )。
A.A分子屬于酯類化合物,在一定條件下不能發(fā)生水解反應
B.A在一定條件下可與4 mol H2發(fā)生加成反應
C.符合題中A分子結構特征的有機物只有1種
D.與A屬于同類化合物的同分異構體只有2種
解析 因化合物A中有4類氫原子,個數(shù)分別為:1、2、2、3,又因為A是一取代苯,苯環(huán)上有三類
8、氫原子,分別為1、2、2,所以剩余側鏈上的3個氫原子等效,為—CH3,結合紅外光譜知,A中含有酯基可以水解,A為COOCH3。與A發(fā)生加成反應的H2應為3 mol,與A同類的同分異構體應為5種。
答案 C
三、非選擇題(本題共4個小題,共58分)
8.(16分)分析下列有機化合物的結構簡式,完成填空。
①CH3CH2CH2CH2CH3 ②C2H5OH
請你對以上有機化合物進行分類,其中,
屬于烷烴的是________;屬于烯烴的是________;
屬于芳香烴的是________;屬于鹵代烴的是________;
屬于醇的是________;屬于醛的是________;
9、屬于羧酸的是________;屬于酯的是________;
屬于酚的是________。
解析 有的有機物含有多種官能團,可從各官能團的角度看成不同類的有機物,如?既可看作是羧酸類,又可看作是酯類。
答案?、佗邸、堋、茛啖帷? ②⑥?、??、?
?? ?
9.(12分)(1)給下列有機物命名:
②CH2===C(CH3)CH===CH2
③CH2===CHCOOH
(2)麻黃素又稱黃堿,是我國特定的中藥材麻黃中所含的一種生物堿。經(jīng)我國科學工作者研究其結構如下:
①麻黃素中含氧官能團名稱是________基,屬________類化合物(填“醇”或“酚”)。
②下列各物
10、質中
與麻黃素互為同分異構體的是________(填序號),互為同系物的是________(填序號)。
解析 (1)按照命名的一般步驟,選主鏈,給主鏈碳原子編號,遵循“近”、“簡”、“小”的原則,則①是2,4,5,7-四甲基-3,3,4-三乙基辛烷?、?-甲基-1,3-丁二烯?、郾┧?,(2)同分異構體是分子式相同,結構不同,判斷D與麻黃素互為同分異構體;而同系物是分子式相差(CH2)n,而結構式相似,則C與麻黃素相差一個CH2,兩者是同系物。
答案 (1)①2,4,5,7-四甲基-3,3,4-三乙基辛烷?、?-甲基-1,3-丁二烯?、郾┧?
(2)①羥 醇?、贒 C
10.(1
11、2分)(2013·淮安調研)化合物A經(jīng)李比希法測得其中含C 72.0%、H 6.67%,其余含有氧,質譜法分析得知A的相對分子質量為150?,F(xiàn)代儀器分析有機化合物的分子結構有以下兩種方法。
方法一 核磁共振儀可以測定有機分子里不同化學環(huán)境的氫原子及其相對數(shù)量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氫譜有3個峰,其面積之比為3∶2∶1,見下圖所示。
現(xiàn)測出A的核磁共振氫譜有5個峰,其面積之比為1∶2∶2∶2∶3。
方法二 利用紅外光譜儀可初步檢測有機化合物中的某些基團,現(xiàn)測得A分子的紅外光譜如下圖:
已知,A分子中只含一個苯環(huán),且苯環(huán)上只有一個取代基,A與NaOH溶液共熱的兩種生成
12、物均可用于食品工業(yè),試填空。
(1)A的分子式為___________________________________________________。
(2)A的分子結構中只含一個甲基的依據(jù)是________(填序號)。
a.A的相對分子質量 b.A的分子式
c.A的核磁共振氫譜圖 d.分子的紅外光譜圖
(3)A的結構簡式為_________________________________________________。
(4)A的芳香類同分異構體有多種,其中符合下列條件:①分子結構中只含一個官能團;②分子結構中含有一個甲基;③苯環(huán)上只有一個取代基,則A的芳香類同分異構體共
13、有________種,其中水解產物能使FeCl3溶解變紫色的結構簡式為________。
解析 由相對分子質量及C、H、O的比例可得出A的分子式。
N(C)==9,N(H)==10,
N(O)==2
分子式為C9H10O2。
由核磁共振譜可知,分子中含有5種氫,原子個數(shù)分別為1、2、2、2、3。
由紅外光譜可知分子中有C—H、C===O、C—O—C、C—C、 結構且苯上只有一個取代基。苯環(huán)上只有一個取代基,可知苯環(huán)上的5個氫原子分成了三種,個數(shù)分別為1、2、2,另外5個氫原子分成2類,個數(shù)分別是2、3,取代基上3個C,5個H,再結合紅外譜結構可知分子中有酯基,可得A的結構簡式為。符
14、合條件的A的同分異構體有5種:;
11.(18分)已知化合物A中各元素的質量分數(shù)分別為C 37.5%,H 4.2%和O 58.3%。請?zhí)羁眨?
(1)0.01 mol A在空氣中充分燃燒需消耗氧氣1.01 L(標準狀況),則A的分子式是______________________________________________________________;
(2)實驗表明:A不能發(fā)生銀鏡反應。1 mol A與足量的碳酸氫鈉溶液反應可放出3 mol二氧化碳。在濃硫酸催化下,A與乙酸可發(fā)生酯化反應。核磁共振氫譜表明A分子中有4個氫處于完全相同的化學環(huán)境。則A的結構簡式是__________
15、______________________________________________________;
(3)在濃硫酸催化和適宜的反應條件下,A與足量的乙醇反應生成B(C12H20O7),B只有兩種官能團,其數(shù)目之比為3∶1。由A生成B的反應類型是________,該反應的化學方程式是____________________________________________。
(4)A失去1分子水后形成化合物C,寫出C的兩種可能的結構簡式及其官能團的名稱①________,②________。
解析 (1)結合A中三種元素的質量分數(shù)可以確定其實驗式為C6H8O7,再結合燃燒消耗O2
16、的體積(標準狀況)可知,1 mol A約消耗4.5 mol O2,可確定A的分子式為C6H8O7。
(2)根據(jù)題中描述可知1 mol A與足量的碳酸氫鈉溶液反應可放出3 mol二氧化碳,則A中含有3個羧基。在濃硫酸催化下,A與乙酸可發(fā)生酯化反應,說明A中含有醇羥基。核磁共振氫譜表明A分子中有4個氫處于完全相同的化學環(huán)境,可確定A的結構簡式為
(3)在濃硫酸催化和適宜的反應條件下,A與足量的乙醇發(fā)生酯化反應生成B(C12H20O7),更進一步說明A中含有3個羧基。
(4)A失去1分子水后形成化合物C,由于A中含有3個羧基和1個羥基,羥基所連碳的鄰位碳上有氫原子,在濃硫酸、加熱條件下可以發(fā)生消去反應產生碳碳雙鍵,兩個羧基可以脫水生成羧酸酐,羧基和醇羥基反應脫水生成酯,A失去1分子水后形成化合物C的反應可能是消去反應、酯化反應或兩個羧基脫水成羧酸酐的反應。