- 有机化合物的结构特点
- 共5444题
(6分)(1)按要求在下列空格中填出下列有机物的有关式子:
①最简单烯烃的结构式: ,
②食醋中的有机物结构式: ,
③糖尿病患者尿液中含的糖类物质的结构简式:
(2)下面列出了几组物质,请将物质的合适序号填写在空格上。
同位素 ,同素异形体 ,同分异构体 。
①金刚石与“足球烯”C60; ②D与T; ③16O、17O和18O;
④氧气(O2)与臭氧(O3); ⑤CH4和CH3CH2CH3;
⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3);
⑦和
; ⑧
和
;
正确答案
(6分)(1)① ②
③CH2OH(CHOH)4CHO(2)②③ ①④ ⑥⑧ ( 每空1分)
(1)①最简单烯烃是乙烯,结构式为。
②食醋中的有机物是乙酸,结构式为 。
③糖尿病患者尿液中含的糖类物质是葡萄糖,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。
(2)质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,所以②③正确。由同一种元素形成的不同单质,互称为同素异形体,因此①④正确。分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,所以答案选⑥⑧。
(7分)I.按系统命名法填写下列有机物的名称或结构简式:
(1)CH3CH(C2H5)CH(CH3)CH2 CH(CH2CH3)2 ;
(2)2—甲基—4—乙基—3—己烯 。
II.有下列各组物质
(E)
① 组两物质互为同位素 ② 组两物质互为同素异形体
③ 组两物质互为同分异构体 ④ 组两物质互为同系物
⑤ 组为同一物质
正确答案
I(1)3,4—二甲基—6—乙基辛烷 (2) (CH3)2CHCH=C(CH2CH3)2
II①B ②A ③D ④C ⑤E
I考查有机物结构简式的书写及有机物的命名。
II质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,所以B正确。右同一种元素形成的不同单质,互称为同素异形体,因此A正确。分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,因此D正确。结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的同一类物质互为同系物,所以C正确。性质和结构都完全相同的属于同一种物质,因此选E。
(7分)在下列物质中是同系物的有 ;互为同分异构体的有 ;互为同素异形体的有 ;互为同位素的有 ;互为同一物质的有 ;
(1)液氯 (2)氯气 (3)白磷 (4)红磷 (5) 氕 (6)氚
(7) (8)
(9)CH2 = CH-CH3 (10) (11)2,2—二甲基丁烷
正确答案
(7分) ⑺与⑾或⑻与⑾ ; ⑼与⑽ ; ⑶与⑷; ⑸与⑹ ; ⑴与⑵、⑺与⑻
试题分析:结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的同一类物质互为同系物,所以答案选⑺与⑾或⑻与⑾ ;分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,因此答案选 ⑼与⑽ ;由同一种元素形成的不同单质,互称为同素异形体,所以答案选⑶与⑷;质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,所以答案选⑸与⑹ ;性质和结构都完全相同的属于同一种物质,因此答案选⑴与⑵、⑺与⑻。
点评:对于同位素、同素异形体、同系物、同分异构体和同一种物质这五个概念,学习时应着重从其定义、对象、化学式、结构和性质等方面进行比较,抓住各自的不同点,注意从本质上理解和掌握。
(10分)完成下列问题
(1)羟基的电子式 ,二氧化碳的电子式 ,
乙酸中官能团的名称 丁烷同分异构体的结构简式
(2)乙烯和HCl反应的化学方程式 ,反应类型为
(3)苯和浓HNO3反应的化学方程式 ,反应类型为
正确答案
方程式2分,其余每空1分
⑴
,羧基 CH3CH(CH3)2
CH2 = CH2 + HCl CH3—CH2Cl 加成反应
取代反应
(1)羟基是9电子的,电子式为。CO2是由极性键形成的直线型分子,分子式为
。乙酸中的官能团是羧基,丁烷的同分异构体是异丁烷,结构简式为CH3CH(CH3)2。
(2)乙烯含有碳碳双键,和氯化氢发生加成反应。
(3)苯在浓硝酸和浓硫酸的作用下,发生硝化反应生成硝基苯和水。
人体内缺乏维生素A会使人患夜盲症,原因是维生素A在人体内易被氧化为视黄醛,而视黄醛的缺乏是引起视觉障碍的主要原因。已知视黄醛结构为:
(1)检验醛基的试剂是 ,实验现象: 。
(2)检验碳碳双键的试剂是 ,实验现象: 。
(3)实验中先检验哪种官能团?
正确答案
(每空各2分,其他合理答案也可得分)
(1) 银氨溶液,有银镜生成。(2) 溴水,溴水褪色。(3) 先检验醛基
检验醛基一般用新制的氢氧化铜悬浊液或新制的银氨气溶液。检验碳碳双键一般用溴水或酸性高锰酸钾溶液。由于溴水或酸性高锰酸钾溶液都能使醛基氧化,所以要首先检验醛基。
(13分)Ⅰ.有下列各组物质:
E.葡萄糖和果糖 F.(CH3)2CH2与C(CH3)4
G.淀粉和纤维素 H.液氯与氯气
(1) 组两物质互为同位素 (2) 组两物质互为同素异形体
(3) 组两物质属于同系物 (4) 组两组物质互为同分异构体
(5) 组中的物质是同一物质(6)D中任意一者与氯气反应的一个化学方程式
Ⅱ.下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
(1)图中属于烷烃的是 (填编号下同)属于烯烃的是 ,
(2)上图中与B互为同分异构体但不属于同种类的物质的是: 。
Ⅲ.某有机物气体含碳82.7%,含氢17.3%,在标准状况下它的密度是2.59g/L。则(1)此有机物的相对分子质量为__________;(2)此有机物的分子式为____________;其可能的结构简式为 。
正确答案
Ⅰ. B ; A; F;CE;DH ; CH2Br2+Cl2→CHBr2Cl+HCl
Ⅱ. AC,BEF,H
Ⅲ.58 C4H10 CH3(CH2)2CH3 CH3CH(CH3)CH3
Ⅰ.质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,所以B正确。由同一种元素形成的不同单质,互称为同素异形体,所以A正确。分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,因此CE正确。结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的同一类物质互为同系物,所以F正确。性质和结构都完全相同的属于同一种物质,因此DH正确。D中含有氢原子,可发生取代反应,方程式为CH2Br2+Cl2→CHBr2Cl+HCl。
Ⅱ.(1)分子里的碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链),其余化合价全部为氢原子所饱和,这样的烃是烷烃,所以AC正确。含有1个碳碳双键的链烃是烯烃,所以BEF正确。
(2)B是丁烯,分分子式为C4H8,所以与B互为同分异构体但不属于同种类的物质的是H,即环丁烷。
Ⅲ.在标准状况下它的密度是2.59g/L,则相对分子质量是2.59×22.4=58。所以碳原子和氢原子的个数分别为、
,因此分子式为C4H10。可能的结构简式为CH3(CH2)2CH3、CH3CH(CH3)CH3。
(18分)B是一种五元环状化合物,其核磁共振氢谱只有一个峰;H的核磁共振氢谱有3个峰,峰面积之比为2:2:1;I是一种合成橡胶和树脂的重要原料。已知R是烃基,有关物质转化关系及信息如下:
请按要求回答下列问题:
(1)A的不含氧官能团为 _______________;③反应类型为____________________。
(2)B的结构简式为 __________________;H按系统命名法应命名为________________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
⑦____________________________________________________________________。
⑨ ____________________________________________________________________。
(4)写出顺丁橡胶的结构简式_____________________________。顺丁橡胶弹性高,耐寒性好,而有机硅橡胶既耐高温又耐低温,合成路线如下:
二氯硅烷(CH3)2SiCl2二甲基硅二醇 (CH3)2Si(OH)2
硅橡胶
请写出缩聚的化学方程式__________________________________________________________。
(5)有机物J与F互为同分异构体,且具有相同的官能团种类和数目,写出所有符合条件的J的结构简式(不包括F):_________________________________________________________________。
正确答案
(1) -Br(溴原子)(1分) 还原反应(1分)(2) (2分)1,4-丁二醇(2分)
(3)⑦ 2HOOCCH2CHOHCOOH2H2O+
(2分)
⑨(2分)
(4)(2分)
n(CH3)2Si(OH)2→(n-1)H2O +(2分)
(5) 各2分
试题分析:B是一种五元环状化合物,其核磁共振氢谱只有一个峰,且能与溴发生加成反应,说明分子中含有碳碳双键,应为。B水解生成C,C的结构简式为HOOCCH=CHCOOH。C和水发生反应生成F,根据C和F的摩尔质量可知,C与水发生加成反应生成F,所以F的结构简式为:HOOCCH2CH(OH)COOH。C和氢气发生加成反应生成D,D的结构简式为HOOCCH2CH2COOH。结合题给信息知,H的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,I为CH2=CHCH=CH2,G为
,A为
,E为NaOOCCHOHCHOHCOONa,则
(1)A为,不氧官能团为-Br。反应③是羧基变羟基,属于去氧的反应,因此是还原反应。
(2)由以上分析可知B为,H的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,为1,4-丁二醇。
(3)反应⑦的化学方程式为2HOOCCH2CHOHCOOH2H2O+
;反应⑨是卤代烃的水解反应,反应的化学方程式为
。
(4)顺-1,3-丁二烯发生加聚反应即生成顺丁烯橡胶,结构简式为。二甲基硅二醇含有2个羟基,发生缩聚反应生成硅橡胶,反应的化学方程式为n(CH3)2Si(OH)2→(n-1)H2O +
。
(5)F的结构简式为:HOOCCH2CH(OH)COOH,对应的含有相同官能团的同分异构体有。
列几组物质中,互为同位素的有__________,互为同素异形体(同一种元素形成的不同的单质)的有________,互为同系物的有____________,互为同分异构体的有____________________,属于同种物质的有__________。
①O2和O3 ②35Cl和37Cl ③CH3CH3和CH3CH2CH3 ④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和
CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
⑤
⑥CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 ⑦CH3CH(CH3)CH3和CH(CH3)3
正确答案
②;①;③④;⑥;⑤⑦
试题分析:质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,所以互为同位素的是②;由同一种元素形成的不同单质,互称为同素异形体,则互为同素异形体的是①;结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的同一类物质互为同系物,则互为同系物是③④;分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,所以互为同分异构体的是⑥;结构和性质完全都相同的是同一种物质,则属于同种物质的是⑤⑦。
点评:该题是基础性试题的考查,也是高考中的常见考点。试题难易适中,基础性强,侧重对学生基础知识的巩固与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确同位素、同系物、同素异形体以及同分异构体的含义,特别是概念的内涵和外延,以及判断依据,有利于培养学生的逻辑推理能力和应试能力。
实验室制备乙酸乙酯的反应和实验装置如下:
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
投料 1 : 1 产率 65%
1 : 10 97%
(在120 ℃下测定)
已知:相关物理性质(常温常压)
合成反应:
在三颈瓶中加入乙醇5 mL,硫酸5 mL,2小片碎瓷片。漏斗加入乙酸14.3 mL ,乙醇20 mL。冷凝管中通入冷却水后,开始缓慢加热,控制滴加速度等于蒸馏速度,反应温度不超过120 ℃。
分离提纯:
将反应粗产物倒入分液漏斗中,依次用少量饱和的Na2CO3溶液、饱和NaCl溶液、饱和CaCl2溶液洗涤,分离后加入无水碳酸钾,静置一段时间后弃去碳酸钾。最终通过蒸馏得到纯净的乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)酯化反应的机制
用乙醇羟基氧示踪
用醋酸羟基氧示踪
含氧18水占到总水量的一半,酯也一样。这个实验推翻了酯化反应为简单的取代反应。请你设想酯化反应的机制 。
(2)酯化反应是一个可逆的反应,120 ℃时,平衡常数K= 。
为了使正反应有利,通常采用的手段是:
①使原料之一过量。谁过量 ?
无水乙醇3600元/吨,冰醋酸2900元/吨。每摩乙醇 元,每摩冰醋酸 元。
②不断移走产物[例如除水,乙酸乙酯、乙醇、水可形成三元恒沸物(沸点:70.2 ℃),乙酸不能形成三元恒沸物]。综上所述选择 过量。
(3)加入碎瓷片的作用是________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(4)浓硫酸与乙醇如何混合? 。
(5)控制滴加乙酸和乙醇混和液的速度等于蒸馏速度目的是? 。
(6)蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些杂质? 。
饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸。如何判断是否除净? 。
用饱和NaCl溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液,为什么不用水? 。
用饱和CaCl2溶液直接洗涤起什么作用: 。
正确答案
(1)先加成反应生成后消去失水,失水有两种可能分别生成
和
(2分)
(2)(2分) ① 0.1656 (1分) 0.174 (1分)
②乙醇 (1分)
(3)防暴沸 (1分) B (1分)
(4)先加入乙醇后加入硫酸,边振荡加滴加。(1分)
(5)保证乙醇量是乙酸量10倍以上,提高乙酸的转化率。(1分)
(6)乙醚、乙酸、乙醇和水(1分) pH试纸检验不显酸性(1分)
减少乙酸乙酯溶解(1分) 除去少量的乙醇(1分)
试题分析:(1)用醋酸羟基氧示踪
将C—O单键变C=O的是消去反应。而含氧18水占到总水量的一半,酯也一样。说明是同一个碳原子上存在—OH和—18OH两个羟基。酯化反应的机制为先加成反应生成后消去失水,失水有两种可能分别生成
和
。
(2)酯化反应是一个可逆的反应,120 ℃时,平衡常数。
①因无水乙醇3600元/吨,每摩乙醇 =0.1656元;
冰醋酸2900元/吨。每摩冰醋酸=0.174元。
使原料之一过量,应为价格低廉的乙醇。
(3)加入碎瓷片的作用是防暴沸;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,反应液的温度过高,应该采取的正确操作是冷却后补加。
(4)浓硫酸与乙醇混合属于浓硫酸的稀释,先加入乙醇后加入硫酸,边振荡加滴加。
(5)控制滴加乙酸和乙醇混和液的速度等于蒸馏速度目的是保证乙醇量是乙酸量10倍以上,提高乙酸的转化率。
(6)根据乙酸、乙醇之间和乙醇本身的反应,蒸出的粗乙酸乙酯中主要含有乙醚、乙酸、乙醇和水。
饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸。pH试纸检验不显酸性判断已经除净乙酸。用饱和NaCl溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液,是微粒减少乙酸乙酯溶解。用饱和CaCl2溶液直接洗涤可以除去少量的乙醇。
(16分)直接生成碳-碳键的反应是实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年倍受关注的一类直接生成碳-碳单键的新型反应,例如:
化合物Ⅰ可由以下合成路线获得:
Ⅱ(分子式为C3H8O2)氧化→
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ;
其完全水解的化学方程式为 (注明条件)。
(2)化合物II与氢溴酸反应的化学方程式为 (注明条件)。
(3)化合物Ⅲ没有酸性,其结构简式为 ;Ⅲ的一种同分异构体Ⅴ能与饱和 NaHCO3溶液反应放出CO2,化合物Ⅴ的结构简式为 。
(4)反应①中1个脱氢剂Ⅵ(结构简式如图)分子获得2个氢原子后,转变成1个芳香族化合物分子。该芳香族化合物分子的结构简式为________。
(5)1 分子与 1 分子
在一定条件下可发生类似反应①的反应,其产物分子的结构简式为________;1 mol 该产物最多可与________mol H2发生加成反应。
正确答案
(1)C5H8O4
(2)CH2OH-CH2-CH2OH+2HBrCH2Br-CH2-CH2Br+2H2O
(3)OHC-CH2-CHO CH2=CH-COOH
(4)
(5) 8
本题考查了有机化合物的结构和性质,难点是对于已给信息的迁移能力。
(1)化合物I属于二酯,可发生水解反应。
(2)综合分析判定II为:CH2OH-CH2-CH2OH,加热条件下与氢溴酸发生取代反应生成二卤代烃
(3)II氧化为二元醛III:OHC-CH2-CHO,它一种同分异构体Ⅴ能与饱和 NaHCO3溶液反应放出CO2,即含有—COOH,再考虑到不饱和度可知V为:CH2=CH-COOH
(4)脱氢剂Ⅵ的两个C=O断开分别与H原子加成为—OH,六元环转化为苯环。
(5)前者—CH3中的C—H断开,后者—C≡CH中的C—H断开,含有单电子的两个碳原子形成新键,得到:,其中苯环、碳碳叁键均可与氢气加成。
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