第一章认识有机化合物(时间:60分钟分值:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合题意。
)1.酚酞是中学阶段常用的酸碱指示剂,已知的结构简式如图所示:下列关于酚酞的说法正确的是()A.酚酞属于芳香烃B.酚酞的分子式为C20H12O4C.酚酞结构中含有羟基(—OH),故酚酞属于醇D.酚酞在碱性条件下能够发生水解反应2.下列有关有机化合物的说法正确的是()A.用水可以区分乙酸乙酯和苯B.有机物分子中都存在碳碳单键C.聚乙烯属于高分子化合物D.乙醇、油脂、淀粉是人们必需的营养物3.下列有关化学用语能确定为丙烯的是()A.B.C3H6D.CH2===CH—CH34.下列说法错误的是()A.氧气和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体B.乙酸和甲酸甲酯是同分异构体C.12C和13C互为同位素D.软脂酸(C15H31COOH)和油酸(C17H33COOH)是同系物5.烃的系统命名法中,首先要选取主链碳原子,下列主链碳原子数目最多的是()6.下列各组物质中,肯定是同系物的是()7.根据下表中烃的分子式排列规律,判断空格中烃的同分异构体数目是()1 2 3 4 5 6 7 8CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A.38.下列化合物的核磁共振氢谱中出现三个峰的是()A.2,2,3,3-四甲基丁烷B.2,3,4-三甲基戊烷C.3,4-二甲基己烷D.2,5-二甲基己烷9.下面选项中是2,3-二甲基-2-丁烯的结构简式的是()10.分析下表中各项的排布规律,按此规律排布第26项应为()1 2 3 4 5 6 7 8 9 10C2H4C2H6C2H6OC2H4O2C3H6C3H8C3H8OC3H6O2C4H8C4H107167142C.C8H18D.C8H18O11.某有机物X含C、H、O三种元素,现已知下列条件:①碳的质量分数;②氢的质量分数;③蒸汽的体积(已折算成标准状况下的体积);④X对氢气的相对密度;⑤X的质量;⑥X的沸点,确定X的分子式所需要的最少条件是() A.①②⑥B.①③⑤C.①②④D.①②③④⑤12.分子式为C5H11Cl的卤代烃,其分子中含有两个—CH3、两个—CH2—、一个和一个—Cl,它可能的结构有()A.2种B.3种C.4种D.5种二、非选择题(包括4小题,共40分)13.(10分)(2013·上海师大附中高二质检)下列是八种环状的烃类物质:(1)互为同系物的有________和________(填名称),互为同分异构体的有________和________,________和________(填写名称,可以不填满,也可以再补充)。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有________种;立方烷的二氯取代产物有________种;金刚烷的一氯取代产物有________种。
(3)写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式(举两例)并用系统命名法命名:___________________________________________。
14.(10分)已知某醇燃料含有碳、氢、氧三种元素。
为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比,可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧,并使产生的气体全部通入如图所示的装置,得到如下表所列的实验结果(假设产生的气体完全被吸收):实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量101.1 g 102.9 g(石灰水+广口瓶)的质量312.0 g 314.2 g(1)实验完毕后,生成物中水的质量为________ g,假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为________ g;(2)生成的水中氢元素的质量为________ g;(3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为________ g;(4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为________;(5)已知这种醇的每个分子中含有一个氧原子,则该醇的分子式为__________,结构简式为_______________________________。
15.(12分)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:实验步骤解释或实验结论(1)称取A 9.0 g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍。
试通过计算填空:(1)A的相对分子质量为:________。
(2)将此9.0 g A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5.4 g和13.2 g(2)A的分子式为:________。
(3)另取A 9.0 g,跟足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24 L CO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24 L H2(标准状况) (3)写出A中含有的官能团:____________________________ ____________________________ ________________、________。
(4)A的核磁共振氢谱如下图:(4)A中含有________种氢原子。
(5)综上所述,A的结构简式为________。
后的产物通过浓硫酸后增重5.4 g,通过足量澄清石灰水后有30 g白色沉淀生成。
求:(1)该含氧有机物的分子式;(2)该含氧有机物有多种同分异构体,写出其中能水解的同分异构体的结构简式。
参考答案1.【解析】烃仅含有碳氢两种元素,该结构中还含有氧,不是烃,A错;分子式应是C20H14O4,B错;酚酞中的羟基(—OH)与苯环直接相连,属于酚类,C不正确;酚酞中含有酯基,酯基在碱性条件下能够发生水解。
【答案】 D2.【解析】A项,乙酸乙酯和苯均不溶于水,且二者密度均小于水,故用水无法区分;B项,甲烷(CH4)分子中不存在碳碳单键,只存在C—H键,D项,乙醇不是人们必需的营养物质。
【答案】 C3.【解析】A项中不能确定小球是氢原子;B项中的C3H6可能为丙烯也可能为环丙烷;C项缺少一个氢元素符号。
【答案】 D4.【解析】氧气和臭氧都是氧单质,所以A正确。
乙酸和甲酸甲酯的分子式均为C2H4O2,所以B正确。
12C和13C都属于碳元素,质子数相同,中子数不同,所以C选项正确。
软脂酸的同系物应具备:有且只有一个—COOH,其余全部是烷烃基,且碳原子个数不相同,油酸中有一个,所以D选项错误。
【答案】 D5.【解析】选项A、B、C、D中的主链碳原子数分别为6个、5个、7个、5个。
【答案】 C6.【解析】结构相似,化学性质相同,组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物属于同系物。
A项均符合C n H2n-6,含苯环,是苯的同系物;B项相差的不是CH2原子团;C项尽管相差两个CH2原子团,但二者结构不一定相似,不一定是同系物;D项中两物质是同分异构体。
【答案】 A7.【解析】观察表中烃的分子式排列规律,可知第5项烃分子式为C5H12,存在正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体。
【答案】 A8.【答案】 D9.【解析】 依据名称写出相应的结构简式,或给四个选项分别命名,找与题目相同名称的结构简式。
主链上有4个碳原子,碳碳双键在2号位上,且2,3号位上分别连有1个甲基,故其结构简式为。
故答案为C 。
【答案】 C 10.【解析】 观察表格有机物分子式变化规律,可知4项作为一组形成循环,则264=6……2,即第26项须完成6次循环,且组成类似第2项,故为C 8H 18。
【答案】 C11.【解析】 由①②可确定X 的实验式,由④可确定X 的相对分子质量。
【答案】 C12.【解析】 戊烷有三种结构,正戊烷一氯代物符合条件的只有两种,异戊烷一氯代物符合条件的有两种,新戊烷无符合条件的异构体,故选C 。
【答案】 C13.【解析】 (1)同系物指结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH 2原子团的化合物,因此环己烷与环辛烷互为同系物;同分异构体指分子式相同,结构不同的化合物,因此苯与棱晶烷(分子式均为C6H6),环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体。
(2)正四面体烷结构对称,只有一种氢原子,故二氯代物只有一种;立方烷分子中只有一种氢原子,但其二氯代物有3种,分别为;金刚烷分子中有两种氢原子,其一氯代物有2种。
【答案】(1)环己烷环辛烷苯棱晶烷环辛四烯立方烷(2)13 214.【解析】(1)m(H2O)=102.9 g-101.1 g=1.8 gm(CO2)=314.2 g-312.0 g=2.2 g则n(CaCO3)=n(CO2)=0.05 molm(CaCO3)=5 g(2)m(H)=m(H2O)×218=1.8 g×218=0.2 g(3)m (C)=m (CO 2)×1244=2.2 g×1244=0.6 g(4)m (C)∶m (H)=0.6 g ∶0.2 g =3∶1(5)该燃料分子中C 、H 的原子个数比为:N (C)∶N (H)=312∶11=1∶4。
据碳四价的原则可知,当有机物分子中的碳氢原子个数比为1∶4时,分子中只能含CH 4,而不能为CH 4的整数倍,又因为每个分子中含有一个氧原子,则该醇的分子式为CH 4O ,结构简式为CH 3OH 。
【答案】 (1)1.8 5 (2)0.2 (3)0.6 (4)3∶1(5)CH 4O CH 3OH15.【解析】 (1)由其密度是相同条件下H 2的45倍可知A 的相对分子质量为90;(2)由题意可推知n (A)=9.0 g 90 g·mol -1=0.1 mol ,n (C)=n (CO 2)=13.2 g 44 g·mol -1=0.3 mol ,n (H)=2n (H 2O)=2× 5.4 g 18 g·mol -1=0.6 mol ,n (O)=9.0 g -0.3×12 g -0.6×1 g 16 g·mol-1=0.3 mol ,所以A 的分子式为C 3H 6O 3;(3)0.1 mol A 与NaHCO 3反应放出0.1 mol CO 2,则说明A 中应含有一个羧基,而与足量金属钠反应则生成0.1 mo1 H 2,说明A 中还含有一个羟基;(4)由核磁共振氢谱可知A 中应含有4种不同环境的氢原子;氢原子数之比为1∶1∶1∶3;(5)综合可知,A 的结构简式为。
【答案】 (1)90 (2)C 3H 6O 3(3)—COOH —OH16.【解析】 (1)据题意可知:n (C)=n (CO 2)=n (CaCO 3)=30 g 100 g·mol -1=0.3 mol , n (H)=2n (H 2O)=2× 5.4 g 18 g·mol -1=0.6 mol n (O)=7.4 g-0.3 mol×12 g·mol-1-0.6 mol×1 g·mol-116 g·mol-1=0.2 mol。