- 最简单的有机化合物——甲烷
- 共9549题
按要求完成下列问题:
(1)含有一个手性碳原子且式量最小的烷烃的结构简式是______;
(2)“辛烷值”用来表示汽油的质量,汽油中异辛烷的爆震程度最小,将其辛烷值标定为100,如图是异辛烷的球棍模型,系统命名:______,键线式:______;
(3)写出符合C4H8要求的异构体,各举出一例,
位置异构:______;顺反异构:______;类别异构:______.
正确答案
解:(1)手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,所以含有一个手性碳原子且式量最小的烷烃的结构简式是:CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3,故答案为:CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3;
(2)最长的碳链有5个碳原子,给碳原子编号,三个甲基有2个都连在2号碳上,一个连在4号碳上,故名称为2,2,4-三甲基戊烷,键线式:,故答案为:2,2,4-三甲基戊烷;
;
(3)C4H8的异构体,位置异构:H2C=CHCH2CH3;顺反异构:CH3CH=CHCH3;类别异构:或
,故答案为:H2C=CHCH2CH3;CH3CH=CHCH3;
或
.
解析
解:(1)手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,所以含有一个手性碳原子且式量最小的烷烃的结构简式是:CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3,故答案为:CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3;
(2)最长的碳链有5个碳原子,给碳原子编号,三个甲基有2个都连在2号碳上,一个连在4号碳上,故名称为2,2,4-三甲基戊烷,键线式:,故答案为:2,2,4-三甲基戊烷;
;
(3)C4H8的异构体,位置异构:H2C=CHCH2CH3;顺反异构:CH3CH=CHCH3;类别异构:或
,故答案为:H2C=CHCH2CH3;CH3CH=CHCH3;
或
.
(2015秋•许昌校级月考)某烃不与溴水反应,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,在Fe存在下与Cl2反应,能生成两种一氯代物,该烃是( )
正确答案
解析
解:A.CH≡C-CH3与溴水反应,故A错误;
B.对二甲苯与Cl2反应一氯代物为1种,故B错误;
C.对甲乙苯能使高锰酸钾褪色,不与溴水反应,在Fe存在下与Cl2反应,能生成两种一氯代物,故C正确;
D.邻甲乙苯与Cl2反应一氯代物为4种,故D错误.
故选C.
下列烷烃的诸多同分异构体中,某种同分异构体的一氯代物可以只有一种,这种烷烃是( )
正确答案
解析
解:甲烷和乙烷分子中所有H都等效,其一氯代物只有1种,
若以甲烷为基础,用甲基(-CH3)取代有机物分子中所有H,所得产物中所有H一定都等效,其一氯代物只有1种,满足该条件的烷烃分子中含有C原子数分别为:1、5、17、53…;
若以乙基为基础,用甲基(-CH3)取代乙基所有H所得产物中含有8个C,为辛烷;用甲基(-CH3)取代辛烷中所有H后所得的烷烃为二十六烷,故正二十六烷的其中1种同分异构体的一氯代物有1种,该有机物的结构简式为:,
故选C.
如图是某药物中间体的结构示意图:试回答下列问题:
(1)上述结构式中Et表示乙基,该分子的分子式为______.写出该分子中含有的官能团______.
(2)有机物归类时,母体优先顺序为酯>酸>醛(或酮)>醇等,则该分子所属类别是______.
(3)现有一种芳香族化合物与该药物中间体互为同分异构体,其核磁共振氢谱图中有三种不同的化学环境氢,其氢原子个数比2:2:1.试写出该化合物的结构简式:______.
(4)有下列八种不饱和烃:
A.CH2=CH-CH=CH2 B.C.CH2=CH-CH=CH2-CH3 D.
E. F:CH≡CH G.CH3-C≡CH H.CH3-C≡C-CH3
已知 A+F,若要合成
,则下列所选原料正确的是______.
①D和H ②E和H ③E和F ④B和H ⑤C和H ⑥D和G
其合成产物可能共平面的原子有______ 个.
正确答案
解:(1)根据结构简式,分子式为C9H12O3;分子中含有羰基、酯基,故答案为:C9H12O3;羰基、酯基;
(2)母体优先顺序为酯>酸>醛(或酮)>醇,该有机物为酯,故答案为:酯;
(3)芳香族化合物含有苯环,有三种不同的化学环境氢,其氢原子个数比2:2:1,结构简式:,故答案为:
;
(4)根据A+F知,A中两个双键断开,中间形成一个碳碳双键,乙炔分子中一个碳碳双键断裂形成两个半键,A中两个半键和乙炔形成的两个半键结合形成环二烯,则形成
的原料中可能是:炔中含有一个甲基二烯烃中含有两个甲基,且这两个甲基处于相邻位置,或者是炔烃中含有两个甲基、二烯烃中含有一个甲基,
若炔烃含有甲基,则该炔烃是CH3-C≡CH,二烯烃是,
若二烯烃中含有甲基,则该烯烃是,炔烃中含有两个甲基,炔烃是CH3-C≡C-CH3;乙烯是平面结构,甲烷是正四面体结构,取代乙烯中氢原子的位置与乙烯共平面,甲基中有1个氢原子可与乙烯共平面,
中可能共平面的原子有13个,
故答案为:④⑥;13.
解析
解:(1)根据结构简式,分子式为C9H12O3;分子中含有羰基、酯基,故答案为:C9H12O3;羰基、酯基;
(2)母体优先顺序为酯>酸>醛(或酮)>醇,该有机物为酯,故答案为:酯;
(3)芳香族化合物含有苯环,有三种不同的化学环境氢,其氢原子个数比2:2:1,结构简式:,故答案为:
;
(4)根据A+F知,A中两个双键断开,中间形成一个碳碳双键,乙炔分子中一个碳碳双键断裂形成两个半键,A中两个半键和乙炔形成的两个半键结合形成环二烯,则形成
的原料中可能是:炔中含有一个甲基二烯烃中含有两个甲基,且这两个甲基处于相邻位置,或者是炔烃中含有两个甲基、二烯烃中含有一个甲基,
若炔烃含有甲基,则该炔烃是CH3-C≡CH,二烯烃是,
若二烯烃中含有甲基,则该烯烃是,炔烃中含有两个甲基,炔烃是CH3-C≡C-CH3;乙烯是平面结构,甲烷是正四面体结构,取代乙烯中氢原子的位置与乙烯共平面,甲基中有1个氢原子可与乙烯共平面,
中可能共平面的原子有13个,
故答案为:④⑥;13.
三硼三胺(B3N3H6)曾被认为是“无机苯”,其分子与苯分子为等电子体,分子结构与苯相似.
(1)写出三硼三胺的结构简式:______
(2)下列关于无机苯的叙述不正确的是______
A、无机苯中各原子不在同一平面上
B、无机苯在一定条件下可发生取代反应和加成反应
C、无机苯不能使酸性KMnO4溶液褪色
(3)试推测无机苯的一氯代物有______种同分异构体;二氯代物共有______种同分异构体;四氯代物共有______种同分异构体.
正确答案
解:(1)根据苯的结构确定三硼三胺的结构简式:,故答案为:
;
(2)A.苯是平面结构,无机苯也是平面结构,各原子在同一平面上,故A错误;
B.无机苯的结构和性质与苯相似,能发生加成反应和取代反应,故B正确;
C.无机苯和苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,故C正确;
故答案为:A;
(3)无机苯的等效氢原子有2种,因此一氯代物的种类为2种;苯分子中的环上六个碳原子均是等效的,而无机苯中的环上三个B原子是等效的,三个N原子又是等效的,所以该环上共有两种等效氢,故其二氯代物中,两个氯原子分别处在邻位或对位时各一种,而处在间位时,有两种,故其二氯代物的异构体有四种;无机苯有6个H原子,其中2个H原子被氯原子取代形成无机苯的二氯代物.四氯代物可以看作B3N3Cl6中的6个氯原子,其中2个氯原子被2个氢原子代替形成,两者是等效的,氯代物有几种同分异构体,可得到四氯代物也有几种同分异构体,故答案为:2,4,4.
解析
解:(1)根据苯的结构确定三硼三胺的结构简式:,故答案为:
;
(2)A.苯是平面结构,无机苯也是平面结构,各原子在同一平面上,故A错误;
B.无机苯的结构和性质与苯相似,能发生加成反应和取代反应,故B正确;
C.无机苯和苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,故C正确;
故答案为:A;
(3)无机苯的等效氢原子有2种,因此一氯代物的种类为2种;苯分子中的环上六个碳原子均是等效的,而无机苯中的环上三个B原子是等效的,三个N原子又是等效的,所以该环上共有两种等效氢,故其二氯代物中,两个氯原子分别处在邻位或对位时各一种,而处在间位时,有两种,故其二氯代物的异构体有四种;无机苯有6个H原子,其中2个H原子被氯原子取代形成无机苯的二氯代物.四氯代物可以看作B3N3Cl6中的6个氯原子,其中2个氯原子被2个氢原子代替形成,两者是等效的,氯代物有几种同分异构体,可得到四氯代物也有几种同分异构体,故答案为:2,4,4.
下列分子中所有碳原子不可能都共平面的是( )
正确答案
解析
解:A.新戊烷中,4个甲基上的碳原子四面体的顶点位置,2号碳原子处于该四面体内部,所以碳原子不可能处于同一平面,故A错误;
B.苯为平面结构,间二甲苯中甲基碳原子处于苯中H原子位置,所有碳原子都处在同一平面上,故B正确;
C.乙烯为平面结构,2-甲基-2丁烯中甲基上的碳原子处于乙烯中H原子位置,所有碳原子可能处在同一平面上,故C正确;
D.乙炔是直线型结构,丙炔中甲基碳原子处于乙炔中H原子位置,所有碳原子都处在同一直线上,可能处在同一平面上,故D正确.
故选A.
在分子中,处于同一平面上的碳原子数最多可能有( )
正确答案
解析
解:在分子中,甲基中C原子处于苯中H原子的位置,甲基上的碳原子与苯环共平面,苯环平面与碳碳双键形成的平面通过旋转碳碳单键可以处于同一平面,乙炔是直线型结构,所以最多有12个C原子(苯环上6个、甲基中2个、碳碳双键上2个、碳碳三键上2个)共面,
故选D.
有机物中,同一平面上碳原子最多数目和同一直线上的碳原子最多数目分别为( )
正确答案
解析
解:在分子中,甲基中C原子处于苯中H原子的位置;苯环平面与碳碳双键形成的平面通过旋转碳碳单键可以处于同一平面,乙基中连接双键的C原子处于碳碳双键形成的平面,乙基中的亚甲基具有四面体结构,乙基中甲基C原子通过旋转碳碳单键可能处于碳碳双键形成的平面,乙炔基为直线结构,处于苯环的平面结构;故苯环中6个C原子、甲基中1个C原子、乙炔基中2个C原子、碳碳双键中2个C原子、乙基中2个C原子,可能处于同一平面,所以最多有13个C原子;有机物
中,处于共线的碳原子最多的是:乙炔基、乙炔基连接的苯环C原子及该C原子对称的苯环C原子,故最多有4个C原子共线,故选D.
下列化合物的分子中,所有原子一定处于同一平面的是( )
正确答案
解析
解:A.乙烷中含有甲基,具有四面体结构,所以原子不可能处于同一平面,故A错误;
B.甲苯中含有甲基,具有四面体结构,所以原子不可能处于同一平面,故B错误;
C.溴苯是1个溴原子取代了苯分子中的1个H原子形成的,故溴苯分子中所有的原子也处于同一平面,故C正确;
D.O原子是sp3杂化,氢原子和苯环不一定在同一平面上,故D错误;
故选C.
某烃的结构简式为CH≡C-C(C2H5)═CH-CH2-CH3分子中处于四面体结构中心的碳原子(即饱和碳原子)数为a,一定在同一直线上的碳原子数为b,一定在同一平面内的碳原子数为c,则a,b,c分别为( )
正确答案
解析
解:有机物CH≡C-C(C2H5)═CH-CH2-CH3中,含有乙烯的共面基本结构部分,含有乙炔的共线基本结构,线可以在面上,所以一定在同一平面内的碳原子数为6个,即c=6,在同一直线上的碳原子数即为符合乙炔的结构的碳原子,最多为3个,即b=3,甲基碳和乙基碳原子是含有四面体结构的碳原子(即饱和碳原子),共4个,故a=4,
故选C.
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