1、课后作业 23 认识有机化合物 有机物的结构与分类(时间:45 分钟 满分:100 分)课后作业第 45 页 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目要求)1.(2018台州教学质评)下列说法正确的是 ( )A.C2H4 和 C3H6 互为同系物B O 表示质子数为 8、中子数为 8 的核素.16 8C. 和 互为同分异构体D. 的名称是 2-乙基丁烷答案 B解析 C2H4 和 C3H6 的结构不一定相似,如 C3H6 可能为丙烯或环丙烷,不一定互为同系物,故 A 错误O 表示质子数为 8、中子数为 8 的核素,故 B 正确; 和 的结构相同,
2、属于同种;16 8物质,故 C 错误; 的主链含有五个碳原子,名称是 3-甲基戊烷,故 D 错误。2.下列说法正确的是( )A.氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃B.聚苯乙烯的结构简式为C.氯乙烯制取聚氯乙烯的化学方程式为 nCH2 CHClD.乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应答案 C解析氯乙烯含有氯元素,不属于烃,而聚乙烯为饱和烃,A 项错;聚苯乙烯的结构简式为 ,B 项错; 乙烯含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 ,但聚乙烯的结构单元为CH 2CH2,不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,D 项错。3.下列化合物在 1H 核磁共振谱中能出现两组峰 ,且其峰面积之比为 31
3、的有( )乙酸异丙酯 乙酸叔丁酯 对二甲苯 1,3,5-三甲苯A. B. C. D.答案 D解析中有三种氢;中有两种氢 ,个数比为 31; 中有两种氢 ,个数比为 32;中有两种氢,个数比为 31。4.分子式为 C2H6O 的有机物可能是二甲醚或乙醇,可采用化学方法及物理方法加以鉴别,下列方法中不能对二者进行鉴别的是 ( )A.利用金属钠或者金属钾 B.利用质谱C.利用红外光谱法 D.利用 1H 核磁共振谱答案 B5.下列有机物的命名正确的是( )A. :二溴乙烷B. :3-乙基丁烷C. :2,5-二甲基己烷D. :2,2,3-三甲基戊烷答案 C解析 A 项应为 1,2-二溴乙烷;B 项应为
4、3-甲基戊烷;D 项应为 2,2,4-三甲基戊烷。6.(2018河南郸城月考)某气态烃中碳和氢的质量比是 245,该烃在标准状况下的密度为 2.59 gL-1,其分子式为( )A.C2H6 B.C4H10 C.C4H8 D.C3H8答案 B解析设碳、氢元素组成的化合物的化学式为 CxHy,由碳、氢元素的质量比为 245,则 ,解121=245得 x y=25,即化合物的最简式为 C2H5,烃在标准状况下的密度是 2.59 gL-1,则 M=22.4 Lmol-12.59 gL-1=58 gmol-1,设分子式为 (C2H5)n,则(122+15) n=58,所以 n=2,分子式为 C4H10。
5、7.已知异丙苯的结构简式如下,下列说法错误的是( )A.异丙苯的分子式为 C9H12B.异丙苯的沸点比苯高C.异丙苯分子中的碳原子可能都处于同一平面D.异丙苯和苯互为同系物答案 C8.分子式为 C5H8O2 且既能与 Na2CO3 溶液反应生成 CO2,又能与溴的四氯化碳溶液反应的有机化合物有(不考虑立体异构) ( )A.2 种 B.4 种 C.6 种 D.8 种答案 D解析 C5H8O2 的不饱和度为 2,由题意可知该分子中含有 1 个COOH 和 1 个碳碳双键,故该化合物可表示为 C4H7COOH,相当于羧基取代了烯烃 C4H8 中的一个氢原子,C 4H8 属于烯烃的结构有 3 种:CH
6、2 CHCH2CH3、CH 3CH CHCH3、CH 2 C(CH3)2,上述三种物质的分子中分别含有 4 种、2 种、2 种不同化学环境的氢原子,故其一元取代物共有 8 种可能的结构,即 D 项符合题意。9.(2018福建清流一中段考)有机物中碳原子和氢原子个数比为 34,不能与溴水反应却能使酸性KMnO4 溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的 7.5 倍。在铁存在时与溴反应,能生成两种一溴代物。该有机物可能是( )A.CHCCH3 B.C.CH2 CHCH3 D.答案 B解析该有机物蒸气密度是相同状况下甲烷密度的 7.5 倍,故有机物的相对分子质量为 167.5=120,有机物中碳原
7、子和氢原子个数比为 34,结合选项可知该有机物为烃,设有机物组成为(C 3H4)x,则有40x=120,解得 x=3,故有机物的分子式为 C9H12,不能与溴水反应却能使酸性 KMnO4 溶液褪色,故该有机物中不含 、 ,应是苯的同系物。故 A、C 错误; 的分子式是 C9H12,不能与溴水反应,能使酸性 KMnO4 溶液褪色,在铁存在时与溴反应,能生成 2 种一溴代物,故B 正确; 的分子式是 C9H12,不能与溴水反应,能使酸性 KMnO4 溶液褪色,在铁存在时与溴反应,能生成 4 种一溴代物,故 D 错误。10.有机物 A 的分子式为 C6H12O2,它能进行如图转化,则下列说法正确的是
8、( )A.A 可能易溶于水B.B 中既有醛基又有羧基C.C 的结构简式可能是 CH(CH3)2CH2OHD.E 一定是链状饱和一元酸答案 D解析 A 能发生水解反应,说明 A 是酯,A 的分子式符合饱和酯的通式,可知 A 是饱和一元醇和饱和一元羧酸形成的酯;A 水解生成 B 和 C,C 能连续被氧化,说明 C 是醇,分子中含CH 2OH 结构;B 能发生银镜反应,说明 B 是甲酸钠,A 是甲酸戊酯。A 是酯,没有亲水基只有憎水基,所以不易溶于水,A 项错误;B 是 HCOONa,所以只有醛基,没有羧基,B 项错误;C 的结构简式可能是 CH3(CH2)3CH2OH、CH 3CH2CH(CH3)
9、CH2OH、CH3CH(CH3)CH2CH2OH、(CH 3)3CCH2OH 四种结构,C 项错误 ;D 项正确。11.有 4 种分子中碳架结构如下的烃,下列说法正确的是( )a 和 d 是同分异构体 b 和 c 是同系物 a 和 b 都能发生加成反应 只有 b 和 c 能发生取代反应A. B. C. D.答案 B解析由碳架结构可知 a 为(CH 3)2C CH2,b 为 CH3CH2CH2CH3,c 为 C(CH3)4,d 为环丁烷,则 a 和 d 的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故正确;b 和 c 都属于烷烃,分子式不同,互为同系物,故正确;b 是正丁烷,不能发生加成反应,故错误;
10、四种物质都属于烃,一定条件下都可以发生取代反应,故错误;答案选 B。12.下列说法正确的是( )A.钠融法可定性确定有机物中是否存在氮、氯等元素 ,将有机样品与金属钠混合熔融,氮、氯将以硝酸钠、氯化钠的形式存在B.分子中碳原子数小于或等于 8 的单烯烃,与 HBr 加成反应的产物只有一种结构,符合条件的单烯烃有 6 种C.苯、乙烷、乙烯、乙炔分子中碳碳键的键长分别为 a、b、c、d,则 bcadD.等质量的烃完全燃烧,耗氧量最多的是甲烷答案 D解析等质量的烃完全燃烧,氢的质量分数越大,耗氧量越多。二、非选择题(本题包括 4 小题,共 40 分)13.(11 分) 下列是八种环状的烃类物质:(1
11、)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: 、 。 答案(1)环己烷 环辛烷 苯 棱晶烷 环辛四烯 立方烷(2)1 3 2(3) (1,4-二甲苯)(1,3,5-三甲苯 )解析(1)同系物指结构相似,分子组成上相差一个或若干个 CH2 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
12、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,只有一种等效氢,故二氯代物只有一种 ;立方烷分子中只有一种等效氢,但其二氯代物有 3 种,分别为相邻碳,面对角碳,体对角碳上氢原子被取代三种;金刚烷分子中有两种等效氢,其一氯代物有 2 种。(3)符合条件的可为 ,一氯代物分别为 和;也可为 ,一氯代物分别为 、。14.(8 分) 写出下列各有机物的结构简式。(1)支链只有一个乙基且式量最小的烷烃: ; (2)某烃类化合物 A 的相对分子质量为 84,能与氢气发生加成反应。A 的一氯取代产物只有一种,则A 的结构简式为 ; (3)二甲醚(CH 3
13、OCH3)被称为 21 世纪的新型燃料,它清洁、高效,具有优良的环保性能。写出与二甲醚相对分子质量相等且元素种类相同的所有有机物的结构简式: 。 答案(1)(CH 3CH2)3CH(2)(CH3)2C C(CH3)2(3)CH3CH2OH、HCOOH解析(1)支链只有一个乙基,主链至少含有 5 个 C;式量最小的烷烃分子中含有 7 个 C,该有机物的结构简式为(CH 3CH2)3CH;(2)相对分子质量为 84,则有 14n=84,n=6,能与氢气发生加成反应,A 的一氯取代产物只有一种,即双键 C 原子上的 4 个 H 均被甲基取代,应为(CH 3)2C C(CH3)2。(3) 二甲醚(CH
14、3OCH3)的相对分子质量为 46,与二甲醚的相对分子质量相等且元素种类相同的所有有机物的结构简式只能是 CH3CH2OH 和 HCOOH。15.(9 分) 判断下列特定有机物的同分异构体的数目。(1)分子式是 C8H8O2 的芳香酯的化合物有 种。 (2)有机物 有多种同分异构体 ,其中含有 1 个醛基和 2 个羟基的芳香族化合物有 种。 (3)有机物 的同分异构体很多,符合下列条件的同分异构体有 种。 苯的衍生物 含有羧基和羟基 分子中无甲基答案(1)6 (2)6 (3)7解析(1)C 8H8O2 可拆成 C6H5C2H3O2,甲酸的酯有 4 种,分别是 、 、 ;乙酸的酯有 1 种; ;
15、苯甲酸的酯有 1 种: ,共 6 种。(2)将 中的羧基 COOH 拆成CHO 和OH,可以使苯甲醛分子中苯环上的 2 个氢原子被 2 个羟基取代,可能的结构有 、 、 、 、 ,共 6 种。(3)将 的酯基COOCH 3 写成CH 2COOH,考虑邻、间、对有 3 种结构,分别是、 、 ;再将CH 2移到羟基与苯环之间构成醇,同样有邻、间、对 3 种结构,分别是 、 、 ,还有 ,共 7 种。16.(12 分) 有机物 A 只含有 C、H、O 三种元素,常用作有机合成的中间体。16.8 g 该有机物经燃烧生成 44.0 g CO2 和 14.4 g H2O;质谱图表明其相对分子质量为 84,
16、红外光谱分析表明 A 分子中含有OH 键和位于分子端的 CC 键, 1H 核磁共振谱上有三组峰,峰面积之比为 611。(1)A 的分子式是 。 (2)下列物质中,一定条件下能与 A 发生反应的是 。 A.H2 B.NaC.酸性 KMnO4 溶液 D.Br2(3)A 的结构简式是 。 (4)有机物 B 是 A 的同分异构体 ,1 mol B 可与 1 mol Br2 加成。该有机物分子中所有碳原子在同一个平面中,没有顺反异构体,则 B 的结构简式是 。 答案(1)C 5H8O (2)ABCD(3)CH (4)解析(1)设有机物 A 的分子式为 CxHyOz,则由题意可得:CxHyOz+ O2 x
17、CO2+ H2O4+-24 284 44x 9y16.8 g 44.0 g 14.4 g,8416.8 =4444.0 =914.4 解得:x= 5,y=8。因 12x+y+16z=84,解得:z=1。有机物 A 的分子式为 C5H8O。(2)A 分子中含有 CC 键,能与 H2、Br 2 发生加成反应,能与酸性 KMnO4 溶液发生氧化反应;A 中含有羟基,能与 Na 发生置换反应。(3)根据 A 的 1H 核磁共振谱中有峰面积之比为 611 的三组峰,再结合 A 中含有 OH 键和位于分子端的 键,便可确定其结构简式为 。(4)根据 1 mol B 可与 1 mol Br2 加成,可以推断 B 中含有 1 个 C C 键,再结合 B 没有顺反异构体、所有碳原子在同一个平面中,可推出 B 的结构简式为 。应注意: 、或 CH3CH C(CH3)CHO 均有顺反异构体;不与双键碳原子直接相连的碳原子,不一定在双键碳原子所处平面内。
