高中化学研究有机化合物的一般步骤和方法.docx
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高中化学研究有机化合物的一般步骤和方法
高中化学研究有机化合物的一般步骤和方法2019年4月4日
(考试总分:
140分考试时长:
120分钟)
一、填空题(本题共计10小题,共计40分)
1、(4分)
(1)
用系统命名法命名:
________________;
(2)下列实验操作或对实验事实的描述中正确的说法有____________________;
①分液时,分液漏斗中下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出
②除去甲烷中混有的少量乙烯,可以让混合物通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气装置
③苯与溴水制溴苯
④只用溴水就可将苯、四氯化碳、乙醇、己烯四种液体区别开来
⑤用分液法分离苯和硝基苯的混合物
⑥酯类在碱性条件下的水解反应叫皂化反应
⑦裂化的目的主要是制得更多的乙烯、丙烯等不饱和烃
⑧除去乙酸乙酯中的乙酸也可以用氢氧化钠溶液洗涤,然后再分液
⑨煤中含有苯、甲苯,可先干馏后分馏的方法把它们分离出来
⑩乙烷、苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯均可发生取代反应
(3)某芳香烃结构为
,它的分子式为_____,它的一氯代物有____种。
2、(4分)有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。
现取3gA与4.48L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余)。
将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重3.6g,碱石灰增重4.4g。
回答下列问题:
(1)通过计算确定该有机物的分子式___________________。
(2)若有机物A能与金属钠反应放出氢气,请写出有机物A可能的结构简式__________。
3、(4分)
(1)已知某烷烃的键线式为
,
①该烷烃分子式为_____。
②若该烷烃是由烯烃和1molH2加成得到的,则原烯烃的结构有_____种。
③该烷烃在光照条件下与氯气反应,生成的一氯代烷最多有______种。
(此小题不包括立体异构)
(2)沧州铁狮酒的主要成分是我们学习的有机物——乙醇,请写出该有机物官能团的名称______,该官能团的电子式______。
我们还学习了与乙醇结构相似的一系列有机物如:
A.CH3OHB.(CH3)3CCH2OHC.(CH3)3COHD.(CH3)2CHOH等有机物(填字母)
①能氧化成醛的是_______
②不能发生消去反应形成烯的是_________
③能氧化成酮的是_____
4、(4分)(Ⅰ)已知有机物:
(1)该物质苯环上的一氯代物有_____种。
(2)1mol该物质和溴水混合,消耗Br2的物质的量为_____mol。
(3)1mol该物质和H2发生加成反应最多消耗H2______mol。
(4)下列说法不正确的是________(填序号)。
A.此物质可发生加聚、加成、取代、氧化等反应
B.1mol该物质中有2mol苯环
C.使溴水褪色的原理与乙烯相同
D.能使酸性KMnO4溶液褪色,发生的是加成反应
(Ⅱ)某有机物A化学式为CxHyOz,15gA完全燃烧可生成22gCO2和9gH2O。
试求:
(5)该有机物的最简式________________。
(6)若A的相对分子质量为60且和Na2CO3混合有气体放出,A和醇能发生酯化反应,则A的结构简式为___________。
(7)若A的相对分子质量为60且是易挥发有水果香味的液体,能发生水解反应,则其结构简式为____________。
(8)若A分子结构中含有6个碳原子,具有多元醇和醛的性质,是人体生命活动的一种重要物质。
则其结构简式为__________。
5、(4分)
(1)乙烯是重要化工原料,其产量是一个国家石油化工发展水平的标志。
请回答:
在一定条件下,乙烷和乙烯都能制备氯乙烷(C2H5Cl)。
①用乙烷制备氯乙烷的化学方程式是_____________,该反应的类型是____________
②用乙烯制备氯乙烷的化学方程式是___________________,该反应的类型是____________
比较上述两种方法,第______种方法更好。
其原因是________________________________。
(2)某烷烃0.1mol完全燃烧时生成11.2LCO2(标况下),则其化学式是_________。
则该烷烃的结构简式是_______________。
6、(4分)
(1)写出下列烷烃的表示式:
分子中含有34个氢原子化学式_________。
分子中有26个电子的结构简式_________。
支链含乙基的烷烃中相对分子质量最小的物质名称是_______________。
(2)现有A、B、C三种烃,其球棍模型下图:
①等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是______(填对应字母,下同);
②同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是______;
③在120℃、1.01×105Pa下时,有两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是______.
7、(4分)某有机物A化学式为CxHyOz,15gA完全燃烧可生成22gCO2和9gH2O。
试求:
(1)该有机物的最简式______________;
(2)若A的相对分子质量为60,且A和Na2CO3溶液反应有气体放出,A和醇能发生酯化反应,则A的结构简式为_________________;
(3)若A的相对分子质量为60,且A是易挥发有水果香味的液体,能发生水解反应,则其结构简式为_______________________。
8、(4分)某烃分子量为72,现取3.6g该烃完全燃烧,将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重5.4g,碱石灰增重11g,求:
(1)该烃的分子式________________;
(2)己知该烃的一氯代物只有一种,写出该烃的结构简式___________。
9、(4分)A~D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图.
①酒清和浓硫酸混合加热制乙烯
②电石跟水反应制乙炔
③分离苯和硝基苯的混合物
④苯和溴的取代反应
⑤石油的分馏实验
⑥浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气
⑦测定硝酸钾在水中溶解度
⑧食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢
⑨苯的硝化反应
(1)请从①~⑧中选出必须使用温度计的实验,把编号填入最适宜的装置图A~C的空格中。
A________B________C________D________
(2)下列括号内的物质为所含的少量杂质,请选用适当的试剂和分离装置将杂质除去。
试剂:
a.水,b.氢氧化钠,c.食盐,d.溴水,e.生石灰,f.溴的四氯化碳溶液
分离装置:
A.分液装置,B.过滤装置,C.蒸馏装置,D.洗气装置
1﹣氯丙烷(乙醇)_____;乙烷(乙烯)_____;苯(苯酚)____;溴化钠溶液(碘化钠)____。
10、(4分)Ⅰ.A~G是几种烃的分子球棍模型,据此回答下列问题:
(1)常温下含氢量最高的气态烃是_________(填字母)。
(2)能够发生加成的烃有_____种。
(3)一卤代物种类最多的是______(填写字母)。
(4)写出实验室制D的化学方程式___________________________。
(5)写出G发生硝化反应的化学方程式___________________________。
(6)写出比C多一个碳原子的同系物发生聚合反应的化学方程式_____________。
Ⅱ.下列关于所示结构简式的说法正确的是(____)
A.所有碳原子可能都在同一平面上B.最多可能有9个碳原子在同一平面上
C.最多有5个碳原子在同一直线上D.有7个碳原子可能在同一条直线上
二、单选题(本题共计20小题,共计100分)
11、(5分)青菜含有维生素C和植物纤维有助于清除人体吸入的粉尘颗粒。
已知维生素C的结构如图所示,有关判断不正确的是
A.维生素C中含有3种官能团
B.维生素C分子式为C6H8O6
C.维生素C能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.维生素C在碱性溶液中能稳定存在
12、(5分)化学是一门以实验为基础的学科,掌握基本实验方法和操作技能是做好化学实验的基础。
下列说法错误的是
A.元素分析仪可以确定物质中是否含有C、H、O、N、Cl、Br等元素
B.用红外光谱仪可以确定物质中是否存在某些有机原子团
C.用原子吸收光谱可以确定物质中含有哪些金属元素
D.瑞典化学家舍勒揭开了人工合成有机物的序幕
13、(5分)下列说法正确的是
A.乙烯和苯都能发生化学反应而使溴水褪色
B.乙醇与金属钠反应比水与金属钠反应更剧烈
C.煤经气化和液化两个物理变化过程,可变为清洁能源
D.油脂、淀粉、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应
14、(5分)2017年8月3日,中国科学家在《Nature》杂志发表论文,合成了一种代号为ICM-101的高能量密度材料。
合成该高能物质的主要原料为草酰二肼,结构简式如图所示。
下列有关草酰二肼的说法正确的是
A.可由草酸(HOOC-COOH)和肼(H2N-NH2)发生酯化反应制备
B.不能发生水解反应
C.与联二脲(H2NCONHNHCONH2)互为同分异构体
D.分子中最多有12个原子处于同一平面(已知NH3分子构型为三角锥)
15、(5分)下列关于常见有机物的说法不正确的是
A.乙烯和苯都能与溴水反应
B.乙酸和乙酸乙酯都能与氢氧化钠溶液反应
C.(CH3)3CCH2CH3的名称:
2,2—二甲基丁烷
D.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
16、(5分)胡椒酚是植物挥发油中的一种成分。
关于胡椒酚的下列说法:
①该化合物属于芳香烃;
②分子中至少有7个碳原子处于同一平面;
③它的部分同分异构体能发生银镜反应;
④1mol该化合物最多可与2molBr2发生反应。
其中正确的是()
A.②③B.①②④C.①③D.②③④
17、(5分)下列关于有机物性质的叙述正确的是
A.CH3CHO与H2的加成反应体现了CH3CHO的还原性
B.一定条件下,葡萄塘、蛋白质都能发生水解反应
C.乙烯能与水反应、乙烯能与氯化氢反应,二者的反应类型相同
D.质量相等的乙烯和丙烯分别在足量的氧气中燃烧,丙烯生成的二氧化碳多
18、(5分)在常温、常压下,取下列四种气态烃各1mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是()
A.CH4B.C4H10C.C3H8D.C2H6
19、(5分)下列说法正确的是()
A.苯酚显酸性,体现羟基对苯环的活化
B.室温下,在水中的溶解度:
乙醇<苯酚
C.分子式为C7H8O且属于芳香族化合物的同分异构体有5种
D.1molCH3(甲基)中含有电子数为10NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
20、(5分)咖啡酸具有较广泛的抑菌作用,结构简式为
。
下列有关说法中正确的是()
A.该物质可以发生水解反应
B.可以用酸性高锰酸钾溶液检验碳碳双键
C.1mol咖啡酸与足量钠、碳酸氢钠溶液反应,在相同条件下生成气体的体积比为1∶2
D.1mol咖啡酸可与4molBr2发生反应
21、(5分)某有机物跟足量金属钠反应生成22.4LH2(标况下),另取相同物质的量的该有机物与足量碳酸氢钠作用生成22.4LCO2(标况下),该有机物分子中可能含有的官能团为
A.含一个羧基和一个醇羟基B.含两个羧基
C.只含一个羧基D.含两个醇羟基
22、(5分)从葡萄籽中提取的原花青素结构如右图所示,具有生物活性,如抗氧化和自由基清除能力等,可防止机体内脂质氧化和自由基的产生而引发的肿瘤等多种疾病。
有关原花青素的下列说法不正确的是()
A.该物质既可看做醇类,也可看做酚类
B.1mol该物质可与4molBr2反应
C.1mol该物质可与7molNaOH反应
D.1mol该物质可与7molNa反应
23、(5分)下列说法正确的是
A.甲苯的一氯取代物有4种
B.鸡蛋清在NH4Cl溶液中能发生盐析,但是不能和盐酸发生化学反应
C.
的结构中不含有酯基
D.
滴入酸性KMnO4溶液振荡,紫色褪去,能证明其结构中存在碳碳双键
24、(5分)下列关于有机化合物的叙述不正确的是
A.丙烷跟甲烷一样能与氯气发生取代反应
B.1mol乙酸与1mol乙醇在一定条件下发生酯化反应,可生成1mol乙酸乙酯
C.CH2Cl2只有一种空间结构,说明甲烷是正四面体结构而不是平面正方形结构
D.溴水既可鉴别乙烷与乙烯,又可除去乙烷中的乙烯
25、(5分)关于有机物a(
)、b(
)、c(
)
A.a、b、c均能与溴水发生加成反应
B.a、b、c的分子式均为C8H8
C.a的所有原子一定处于同一一平面
D.b的二氯代物有3种
26、(5分)下列各组液体混合物,出现分层且水层在上层的一组物质是()
A.乙酸乙酯和水B.溴乙烷和水C.甲苯和水D.甲醇和水
27、(5分)下列关于有机物的叙述正确的是()
A.乙醇不能发生取代反应
B.C4H10有三种同分异构体
C.氨基酸、淀粉均属于高分子化合物
D.乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别
28、(5分)下列分子中的14个碳原子不可能处在同一平面上的是()
A.
B.
C.
D.
29、(5分)下列说法正确的是()
A.金刚石和石墨互为同素异构体,熔点和硬度都很高
B.氕、氘、氚是氢元素的三种核素,质子数都为1
C.乙醇和二甲醚(CH3-O-CH3)互为同系物
D.C4H10的一氯取代物只有一种
30、(5分)下列说法正确的是
A.汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物
B.用饱和硫酸铜溶液使蛋清液发生盐析,进而分离、提纯蛋白质
C.等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所消耗氧气的质量相同
D.甲烷、苯、乙醇、乙酸和乙酸乙酯在一定条件下都能发生取代反应
一、填空题(本题共计10小题,共计40分)
1、(4分)【答案】
2-甲基丁烷①④⑩C18H144
【解析】
(1)
主链最长的碳链含有4个C,称为丁烷,编号从左边开始,在2号C上有一个甲基,该有机物的命名为:
2-甲基丁烷。
(2)分液时,为防止液体重新混合而污染,应做到下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,①正确;
乙烯可被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新杂质,应用溴水除杂,②错误;
苯与液溴在催化剂作用下制溴苯,③错误;
苯和四氯化碳都不溶于水,加入溴水,苯在上层,四氯化碳在下层,乙醇与水混溶,己烯与溴发生加成反应,溴水褪色,可鉴别,④正确;
苯和硝基苯混溶,应用蒸馏的方法分离,⑤错误;
油脂在碱性条件下水解为皂化反应,而酯不一定为油脂,⑥错误;
石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油,煤油,柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯等小分子烃,⑦错误;
二者均与NaOH溶液反应,不能除杂,应加饱和碳酸钠溶液,然后用分液来除杂,⑧错误;
煤中不含苯和甲苯,煤干馏后从煤焦油中能分离出来苯和甲苯,⑨错误;
甲烷和卤素气体光照,自由基取代,苯和硫酸、硝酸,亲电取代,乙醇和乙酸酯化反应取代,乙酸乙酯水解反应取代,⑩正确。
(3)根据结构简式可得分子式为C18H14,根据等效氢法,如图:
,一氯代物有4种。
2、(4分)【答案】
C3H8O
、
【解析】
(1)浓硫酸增重3.6g为水的质量,n(H2O)=3.6g/18(g.mol-1)=0.2mol根据H原子守恒可知n(H)=2n(H2O)=0.4mol,碱石灰增重4.4g为二氧化碳的质量,n(CO2)=4.4g/44g.mol-1=0.1mol,4.48L氧气的物质的量=4.48L/22.4L.mol-1=0.2mol,氧气的质量=0.2mol×32g/mol=6.4g,故CO的质量=3g+6.4g−3.6g−4.4g=1.4g,故n(CO)=1.4g/28(g.mol-1)=0.05mol,根据C原子守恒可知n(C)=n(CO2)+n(CO)=0.1mol+0.05mol=0.15mol。
由O原子守恒可知3gA中n(O)=2n(CO2)+n(CO)+n(H2O)−2n(O2)=2×0.1mol+0.05mol+0.2mol−2×0.2mol=0.05mol,由上述分析知3gA中,n(H)=0.4mol,n(C)=0.15mol,所以,n(C):
n(H):
n(O)=3:
8:
1,故A的最简式为C3H8O,由H原子与碳原子数目可知,H原子已经饱和C原子四价结构,故其最简式即为分子式,A的分子式为C3H8O。
答案:
该有机物的分子式为C3H8O。
(2)有机物的分子式为C3H8O,为醇或醚,。
因为有机物A能与金属钠反应放出氢气,所以只能为醇类,可能结构简式为CH3CH2CH2OH、
。
答案:
有机物A可能的结构简式为CH3CH2CH2OH、
。
3、(4分)【答案】
C7H1635羟基
ABBD
【解析】
A、①该烷烃分子式为C8H18;
②若该烷烃是由烯烃1molH2加成得到的,则原烯烃的结构有3种,
、
、
;
③该烷烃在光照条件下与氯气反应,生成的一氯代烷最多有5种,如图所示
;
(2)乙醇官能团的名称羟基,其电子式为
;醇羟基所在的碳原子上一定要有氢原子,才能被氧化,
①能氧化成醛的醇羟基所在的碳原子上一定要有2个氢原子,符合条件的有AB;
②消去反应发生的条件:
醇分子中,连有羟基(-OH)的碳原子必须有相邻的碳原子且此相邻的碳原子上还必须连有氢原子时,才可发生消去反应而形成不饱和键。
不能发生消去反应形成烯的是B;
③能氧化成酮的醇羟基所在的碳原子上只能有1个氢原子,能氧化成酮的是D。
4、(4分)【答案】
425BDCH2OCH3COOHHCOOCH3CH2(OH)(CHOH)4CHO
【解析】
(Ⅰ)
(1)该物质苯环上的4个氢原子均不相同,因此其一氯代物有4种。
(2)含有2个碳碳双键,因此1mol该物质和溴水混合,消耗Br2的物质的量为2mol。
(3)苯环和碳碳双键均与氢气发生加成反应,则1mol该物质和H2发生加成反应最多消耗H25mol。
(4)A.分子中含有2个碳碳双键、1个苯环,则此物质可发生加聚、加成、取代、氧化等反应,A正确;
B.1mol该物质中有1mol苯环,B错误;
C.使溴水褪色的原理与乙烯相同,均是发生加成反应,C正确;
D.能使酸性KMnO4溶液退色,发生的是氧化反应,D错误。
答案选BD。
(Ⅱ)(5)n(CO2)=22g÷44g/mol=0.5mol,则n(C)=0.5mol,m(C)=0.5mol×12g/mol=6g,n(H2O)=9g÷18g/mol=0.5mol,则n(H)=1mol,m(H)=1mol×1g/mol=1g,根据质量守恒可知,A中m(O)=15g-6g-1g=8g,则n(O)=8g÷16g/mol=0.5mol,故n(C):
n(H):
n(O)=0.5mol:
1mol:
0.5mol=1:
2:
1,因此A的最简式为CH2O;
(6)A的最简式的式量为30,若A的相对分子质量为60,则A的分子式为C2H4O2,若A和Na2CO3混合有气体放出,和醇能发生酯化反应,说明A中含有-COOH,则A为乙酸,其结构简式为CH3COOH;
(7)根据
(2)可知A的分子式为C2H4O2,若A是易挥发、有水果香味的液体,能发生水解反应,说明A中含有酯基,属于酯,则A为甲酸甲酯,其结构简式为HCOOCH3;
(8)若A分子结构中含有6个碳原子,具有多元醇和醛基的性质,说明A中含有醇羟基和醛基,且A的实验式为CH2O,则A为葡萄糖,其结构简式为CH2(OH)(CHOH)4CHO。
5、(4分)【答案】
CH3—CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl取代反应CH2===CH2+HCl
CH3CH2Cl加成反应②第②种方法得到的产物较为纯净,而第①种方法会发生多种副反应,生成多种产物的混合物C5H12CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
【解析】
(1)①乙烷与卤素单质氯气在光照条件下发生取代反应得到氯乙烷,化学方程式为:
CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl,故答案为:
CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl;取代反应;
②乙烯含有碳碳双键,与氯化氢能发生加成反应得到氯乙烷,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+HCl
CH3CH2Cl,故答案为:
CH2=CH2+HCl
CH3CH2Cl;加成反应;由乙烷与氯气在光照条件下发生反应得到的产物有:
一氯乙烷,1,1-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷,1,1,2-三氯乙烷,1,1,2,2-四氯乙烷,1,1,1,2-四氯乙烷,1,1,1,2,2-五氯乙烷,六氯乙烷和氯化氢,产物不唯一,而乙烯和卤化氢能发生加成反应得到氯乙烷,产物只有一种,故答案为:
②;第①种方法生成的物质将是一系列混合物,第②种方法生成纯净的氯乙烷;
(2)某烷烃0.1mol完全燃烧时生成11.2LCO2(标况),二氧化碳的物质的量为:
n=
=0.5mol,该烷烃分子中含有碳原子数为:
N(C)=
=5,烷烃的化学式为CnH2n+2,所以其化学式是:
C5H12;该烷烃为戊烷,戊烷的同分异构体有:
CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4,故答案为:
C5H12;CH3CH2CH2CH2CH3;CH3CH(CH3)CH2CH3;C(CH3)4。
6、(4分)【答案】
C16H34CH3-CH2-CH33—乙基戊烷ACA、B
【解析】
(1)由烷烃通式CnH2n+2可知,分子中含有34个氢原子,即2n+2=34,则n=16,因此化学式为C16H34,由烷烃通式CnH2n+2可知,分子中有26个电子,则6n+2n+2=26,解得n=3,为丙烷,其结构简式为CH3CH2CH3;分子中含25个化学键,则n-1+2n+2=25,n=8,分子式为C8H18;支链含乙基的烷烃中相对分子质量最小,则主链含5个C,3号C上有乙基,烷烃名称为3-乙基戊烷,故答案为:
C16H34;CH3-CH2-CH3;3—乙基戊烷;
(2)据球棍模型可知A为CH4,B为C2H4,C为C2H6。
①等质量的烃CxHy完全燃烧时,氢元素的质量分数越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6中的
依次为
、
、
,故CH4耗O2最多,故选A;
②等物质的量的烃CxHy完全燃烧时,(x+
)的值越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6的x+
依次为1+
=2、2+
=3、2+
=3.5,故C2H6耗O2最多,故选C;
③温度≥100℃条件下,当烃分子中含有4个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变,y=4的为CH4、C2H4,故为CH4、C2H4,故选AB。
7、(4分)【答案】
CH2OCH3COOHHCOOCH3
【解析】
(1)n(CO2)=
=0.5mol,则n(C)=0.5mol,m(C)=0.5mol×12g/mol=6g,n(H2O)=
=0.5mol,则n(H)=1mol,m(H)=1mol×1g/mol=1g,根据质量守恒可知
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