提升训练14 有机物的组成与结构
1.(2018·暨阳联考)下列说法正确的是( ) A.C、C60两者互为同位素
B.互为同系物的两种分子,相对分子质量的差值为14 C.乙酸的同分异构体只有两种
D.有机物CH3CH(CH3)CH2C(CH3)3的名称是2,2,4-三甲基戊烷 2.(2018·金华十校联考)下列说法不正确的是( ) A.C60和纳米碳管互为同素异形体
B.(CH3CH2)2CHCH3的系统命名是2-乙基丁烷 C.乙醇和丁烷都存在同分异构体 D.甲烷与新戊烷互为同系物
3.下列各组物质中,既不互为同系物,又不互为同分异构体的是( ) A.
B.乙酸和硬脂酸 C.苯甲酸和
D.硝基乙烷(CH3CH2NO2)和氨基乙酸
4.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下,其密度为1.16 g·L,则关于此混合物组成的说法正确的是
( )
A.一定是甲烷与乙烷的混合物 B.可能是甲烷与丙烷的混合物 C.一定含有乙烷
D.可能是甲烷与己烷的混合物
5.分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)( ) A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
6.下列说法正确的是( ) A.
的一溴代物和
的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
-1
12
14
和
B.CH3CHCHCH3分子中的四个碳原子一定在同一直线上
C.按系统命名法,化合物的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
D.与
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都是α-氨基酸且互为同系物
7.靛青是一种染料,利用元素分析仪分析其样品,发现它只含碳、氢、氧、氮四种元素,四种元素的质量分数分别如下:碳为73.3%、氢为3.8%、氮为10.7%、氧为12.2%,则靛青的最简式为( ) A.C8H5NO C.C4H6NO
B.C2H2NO D.C7H8NO
8.某有机物CxHmOn完全燃烧时需要氧气的物质的量是该有机物的x倍,则其化学式中x、m、n的关系不可能的是( ) A.m>2x+2
B.m=2x+2
C.x∶m∶n=1∶2∶1 D.m∶n=2∶1
9.下列关于有机化合物的说法正确的是( ) A.以淀粉为原料可以制取乙酸乙酯 B.油脂的皂化反应属于加成反应 C.乙醇与甘油互为同系物
D.分子式为C3H6Cl2的同分异构体有5种(不考虑立体异构)
10.25 ℃和101 kPa时,乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL,与过量氧气混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,气体总体积缩小了72 mL,原混合烃中乙炔的体积分数为( ) A.12.5%
B.25%
C.50%
D.75%
11.下列说法正确的是( )
A.按系统命名法的名称为2-甲基-3,5-二乙基己烷
B.分子结构中,最多有7个碳原子共线
C.分子式为C4H10O能与金属钠反应并能发生催化氧化的有机物有4种(不含立体异构)
D.全降解塑料()可由单体环氧丙烷()和CO2加聚制得
12.化合物L是一种能使人及动物的内分泌系统发生紊乱导致生育及繁殖异常的环境激素,它在一定条件下水解可生成双酚A和有机酸M。下列关于L、双酚A和M的叙述中正确的是( )
化合物L
A.1 mol L分别与足量NaOH和H2反应,最多可消耗4 mol NaOH和10 mol H2 B.有机酸M与硬脂酸互为同系物,双酚A与苯酚互为同系物 C.与M含有相同官能团的同分异构体还有2种
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D.等物质的量的L、A和M 与足量浓溴水发生反应,消耗Br2的物质的量之比为1∶2∶1 13.(1)按系统命名法给下列有机物命名: ①
的名称是 。
②的名称是 。
③的名称是 。
④的名称是 。
(2)根据下列有机物的系统命名写出相应的结构简式。
①2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷 。 ②2,2,3,4-四甲基庚烷 。
14.电炉加热时用纯O2氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。
(1)产生的O2按从左到右的流向,所选装置各导管的正确连接顺序是 。 (2)C装置中浓硫酸的作用是 。 (3)D装置中MnO2的作用是 。 (4)燃烧管中CuO的作用是 。
(5)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.92 g样品,经充分反应后,A管质量增加1.76 g,B管质量增加1.08 g,则该样品的实验式为 。
(6)用质谱仪测定其相对分子质量,得如图所示的质谱图,则该有机物的相对分子质量为 。
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(7)能否根据A的实验式确定A的分子式? (填“能”或“不能”),若能,则A的分子式是 (若不能,则此空不填)。
(8)该物质的H核磁共振谱如图所示,则其结构简式为 。
1
15.某有机化合物A广泛存在于多种水果中。
(1)经测定,A中仅含有C、H、O三种元素,67 g A在空气中完全燃烧时可生成27 g H2O和88 g CO2,则A的实验式为 。若要确定A的分子式,还需要知道A的相对分子质量,测定物质的相对分子质量可以采用 (填“质谱”或“红外光谱”)法。经测定A的相对分子质量为134,则A的分子式为 。
(2)又知1 mol A与足量的NaHCO3溶液充分反应可生成标准状况下的CO244.8 L,1 mol A与足量的Na反应可生成1.5 mol H2,则A中所含官能团的名称为 。 (3)若A分子中不存在甲基且有一个手性碳原子,则A的结构简式
为 ,其在浓硫酸存在下加热,可以生成多种产物,请写出A发生消去反应后所得有机产物的结构简式: 。
(4)A的一种同分异构体B,与A所含官能团的种类和数目均相同,且能催化氧化成醛,则B的H核磁共振谱图中将会出现 组特征峰。
参考答案
提升训练14 有机物的组成与结构
1.D
12
1
C是一种核素,C60是一种分子,二者都是碳元素构成的微粒,不互为同位素,故A错误;互
14
为同系物的两种分子,分子间相差若干个CH2原子团,相对分子质量的差值为14的整数倍,故B错误;乙酸的同分异构体有HCOOCH3、HOCH2CHO,还有环状结构的,故C错误;根据烷烃的命名规则,有机物 CH3CH(CH3)CH2C(CH3)3中最长碳链含有5个碳原子,该有机物的名称是2,2,4-三甲基戊烷,故D正确。
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2.B C60和纳米碳管都是碳元素组成的单质,两者结构不同,因此两者互为同素异形体,故A说法正确;按照有机物的命名,B项中有机物的名称应为3-甲基戊烷,故B说法错误;乙醇的分子式为C2H6O,存在的同分异构体为CH3CH2OH和
CH3—O—CH3,丁烷存在的同分异构体为CH3CH2CH2CH3、
CH(CH3)3,故C说法正确;甲烷的分子式为CH4,新戊烷的结构简式为C(CH3)4,两者结构上相似,相差4个CH2原子团,因此互为同系物,同属于烷烃,故D说法正确。
3.C
和
结构不同,具有相同的分子式,二者互为同分异构体,故A
不选;乙酸和硬脂酸(C17H35COOH),二者都是饱和一元羧酸,其结构相似,分子组成上相差16个CH2原子团,二者互为同系物,故B不选;苯甲酸含有一个羧基,而
含有两个羧基,二者
结构不同,不互为同系物,同时二者的分子式不同,不互为同分异构体,所以二者既不互为同系物,也不互为同分异构体,故C选;硝基乙烷(C2H5NO2)和氨基乙酸(NH2CH2COOH),二者的分子式相同,含有的官能团不同,所以二者互为同分异构体,故D不选。
4.B 标准状况下,该混合烃的平均摩尔质量为1.16 g·L×22.4 L·mol≈26 g·mol,即平均相对分子质量为26,相对分子质量小于26的烷烃是甲烷,甲烷的相对分子质量为16,其他烷烃的相对分子质量都大于26,所以混合物中一定有甲烷,乙烷的相对分子质量为30,可能含有乙烷,也可能不含有乙烷,故A项错误;丙烷的相对分子质量为44,可能含有丙烷,也可能不含有丙烷,故B项正确;己烷标准状况下为液态,故D项错误,故选B项。
5.B 能与NaHCO3反应放出CO2的有机物中一定含有羧基,所以C5H10O2为饱和一元羧酸,其同分异构体有H3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH(COOH)CH3、
-1
-1
-1
、CH3CH(CH3)CH2COOH,共4种。
6.A 甲苯有4种氢原子,分别是甲基上的氢原子和苯环邻、间、对位上的氢原子,2-甲基丁烷也有4种氢原子,它们的一溴代物都有4种,A项正确;乙烯是平面形分子,键角为120°,甲基取代乙烯碳碳双键两侧上的氢原子,所以四个碳原子一定不在同一直线上,B项错误;按照系统命名法,选择最长的碳链为主链,该分子名称是2,3,4,4-四甲基己烷,C项错误;D项中这两种有机物分子结构不相似,含有的官能团种类和个数不同,不能互为同系物,D项错误。
7.A 该物质中各原子个数比=N(C)∶N(H)∶N(N)∶
N(O)=
故选A。
=6.11∶3.8∶0.76∶0.76=8∶5∶1∶1,最简式为C8H5NO,
8.A 某有机物CxHmOn完全燃烧时需要氧气的物质的量是该有机物的x倍,说明有机物耗氧量取决于分子中的C原子数,则分子式应满足Cx(H2O)y,即m∶n=2∶1,由C原子的成键规律可知,饱和烷烃中N(H)=2N(C)+2,则该有机物中应满足m≤2x+2,故选A。
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9.A 淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下可生成乙醇,乙醇氧化生成乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,则以淀粉为原料可制取乙酸乙酯,故A正确;油脂在碱性条件下的水解反应为皂化反应,油脂的氢化为加成反应,故B错误;乙醇是一元醇,而甘油为三元醇,二者不互为同系物,故C错误;分子式为C3H6Cl2的同分异构体有4种,故D错误。
10.B 由乙烷、乙炔和丙烯燃烧的化学方程式可知,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,则:
C2H6+O22CO2+3H2O ΔV
1 2 2.5
C2H2+O22CO2+H2O ΔV
1 2 1.5
C3H6+O23CO2+3H2O ΔV
1 3 2.5
则等量的C2H6、C3H6与过量氧气反应后体积缩小的量是相同的,故可将两者看成是一种物质即可,设C2H6和C3H6的体积一共为x mL,C2H2的体积为y mL,则有
,解得y=8,混合烃中
乙炔的体积分数为×100%=25%。
11.D A项,按系统命名法该有机物的名称为2,5-二甲基-3-乙基庚烷,A项错误;B项,碳碳双键和苯环是平面形结构,碳碳叁键是直线形结构,该有机物分子结构中,最多有5个碳原子共线,B项错误;C项,分子式为C4H10O能与金属钠反应并能发生催化氧化,说明该有机物为醇类,且与羟基相连的碳原子上一定含有氢原子,则符合条件的有机物有3种(不含立体异构),C项错误,D项,根据全降解塑料的结构简式可知其可由单体环氧丙烷和CO2加聚制得,D项正确,答案选D项。
12.C 根据结构简式可知,1 mol L分别与足量NaOH和H2反应,最多可消耗4 mol NaOH,最多
可消耗8 mol H2,A项不正确;L水解的生成物A()中含有2个酚羟基,与
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苯酚不互为同系物,有机酸M为,与硬脂酸不互为同系物,B项不正确;有机酸M为
,与M含有相同官能团的同分异构体分别是CH3CHCHCOOH和CH2CHCH2COOH,C项正
确;等物质的量的L、A和M与足量浓溴水发生反应,消耗Br2的物质的量之比应该是2∶4∶1,D项不正确,答案选C项。
13.答案: (1)①2-甲基-5-乙基庚烷 ②3,3-二甲基-6-乙基辛烷 ③2,6-二甲基-3-乙基辛烷 ④2,4,4,5-四甲基庚烷 (2)
①
②
解析: (1)①中最长碳链含7个碳原子,应从右端起点编号;②中最长碳链含8个碳原子,应从左端起点编号,取代基位次和最小;③中最长碳链含8个碳原子,应从右端起点编号,取代基位次和最小;④中最长碳链含7个碳原子,应从左端起点编号。
(2)如①先写出含有8个碳原子的主链,然后在任意一端开始编号,在2、4、6三个碳原子上连甲基,在第5个碳原子上连乙基,最后检查是否正确,同理可写出②的结构简式。
14.答案: (1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)→f (2)干燥O2
(3)作催化剂,加快O2的生成 (4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O (5)C2H6O (6)46
(7)能 C2H6O (8)CH3CH2OH
解析: 该实验装置按照“制氧气→干燥氧气→燃烧有机物→吸收水→吸收二氧化碳”的顺序连接。实验可测知燃烧生成的二氧化碳和水的质量,根据二氧化碳的质量可求有机物中碳元素的质量,由水的质量可求得有机物中氢元素的质量,结合有机物的质量可求出其中所含氧元素的质量,由此即可确定有机物分子中有C、H、O的个数比,也就是确定了实验式,若要再进一步确定有机物的分子式,还需知道该有机物的相对分子质量。A管质量增加的1.76 g为有机物与氧气反应生成的
CO2的质量,n(CO2) ==0.04 mol,B管增加的质量1.08 g为有机物与氧气反应生成的
H2O的质量,则n(H2O)=精品K12教育教学资料
=0.06 mol,n(H)=0.12 mol,依据质量守恒可知样品中含n(O)=
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=
0.02 mol,可知样品中N(C)∶N(H)∶N(O)=0.04∶0.12∶0.02=2∶6∶1,实验式为C2H6O。实验式为C2H6O,氢原子已经达到最大饱和度,分子式只能为C2H6O,根据物质的H核磁共振谱图可知,有三种不同环境的氢原子,其结构简式为CH3CH2OH。
15.答案: (1)C4H6O5 质谱 C4H6O5 (2)羟基、羧基 (3)
HOOC—CHCH—COOH (4)4
1
解析: (1)27 g H2O的物质的量为=1.5 mol,含有氢原子的物质的量为3 mol,88
g CO2的物质的量为=2 mol,则67 g该有机物中含有氧元素的物质的量为
=
2.5 mol,则A分子中C、H、O原子数之比为2∶3∶2.5=4∶6∶5,A的实验式为C4H6O5。红外光谱用于测定有机物分子中含有的官能团,质谱法中的最大值为该物质的相对分子质量,可根据质谱法测定有机物的相对分子质量。A的相对分子质量为134,最简式C4H6O5的式量为134,则A的分子式为C4H6O5。(2)1 mol A与足量的NaHCO3溶液充分反应可生成标准状况下的CO244.8 L,二氧化碳的物质的量为2 mol,则A分子中含有2 mol羧基;1 mol A与足量的Na反应可生成1.5 mol H2,2 mol羧基与钠反应生成1 mol氢气,则A分子中还含有1 mol羟基,所以A分子中所含官能团的名称为羧基和羟基。(3)A的分子式为C4H6O5,若A分子中不存在甲基且有一个手性碳原子,则A分子中有1个C连接了4个不同的原子或原子团,其中含有2个羧基、1个羟基,则A的结构简式为
,
发生消去反应后所得有机产物的结构简式为HOOC—CHCH—COOH。(4)A的
一种同分异构体B,与A所含官能团的种类和数目均相同,且能催化氧化成醛,说明羟基连接的碳原子上至少含有2个氢原子,则B的结构简式为
HOOC—CH(COOH)—CH2OH,B分子中含有4种氢原子,则其H核磁共振谱图中将会出现4种吸收峰。
1
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