高考化学压轴题之认识有机化合物(高考题型整理,突破提升)及答案解析
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高考化学压轴题之认识有机化合物(高考题型整理,突破提升)及答案解析一、认识有机化合物练习题(含详细答案解析)1.按要求完成下列各题。
(1)从下列物质中选择对应类型的物质的序号填空。
① CH3OCH3②HCOOCH2CH3 ③CH3COCH3 ④⑤CH3CHO ⑥⑦A.属于羧酸的是________; (填序号,下同) B.属于酯的是________ ;C.属于醇的是__________; D.属于酮的是________。
(2)下列各组物质:① O2和O3 ;②乙醇和甲醚;③淀粉和纤维素;④苯和甲苯;⑤和;⑥和;⑦ CH3CH2NO2和A.互为同系物的是_________;(填序号,下同) B.互为同分异构体的是________;C.属于同一种物质的是__________; D.互为同素异形体的是________。
(3)为了测定芳香烃A的结构,做如下实验:①将9.2g该芳香烃A完全燃烧,生成标况下15.68L CO2和7.2gH2O;②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图所示的质谱图,由图可知该分子的相对分子质量是________,有机物A的分子式为_________。
③用核磁共振仪处理该有机物得到四个峰,且四个峰的面积之比是1∶2∶2∶3,则该有机物A的结构简式为_____________。
【答案】④②⑦③④②⑦⑤① 92 C7H8【解析】【分析】(1)A. 属于羧酸的是含有-COOH的有机物;B. 属于酯的是含有-COO-的有机物;C. 属于醇的是含有-OH(不与苯环直接相连)的有机物;D. 属于酮的是含有-CO-的有机物。
(2)下列各组物质:A.互为同系物的是官能团种类和数目分别相同的有机物;B.互为同分异构体的是分子式相同但结构不同的有机物;C.属于同一种物质的是分子式相同、结构也相同的有机物;D. 互为同素异形体的是同种元素组成的不同性质的单质。
(3)从质谱图中可提取该有机物的相对分子质量为92;由“将9.2g该芳香烃A完全燃烧,生成标况下15.68L CO2和7.2gH2O”,可计算出该有机物的分子式;由“用核磁共振仪处理该有机物得到四个峰,且四个峰的面积之比是1∶2∶2∶3”,可确定该有机物A的结构简式。
【详解】(1)A. 属于羧酸的是含有-COOH的有机物④;B. 属于酯的是含有-COO-的有机物②;C. 属于醇的是含有-OH(不与苯环直接相连)的有机物⑦;D. 属于酮的是含有-CO-的有机物③。
答案为:④;②;⑦;③;(2)下列各组物质:A.互为同系物的是官能团种类和数目分别相同的有机物④;B.互为同分异构体的是分子式相同但结构不同的有机物②和⑦;C.属于同一种物质的是分子式相同、结构也相同的有机物⑤;D. 互为同素异形体的是同种元素组成的不同性质的单质①。
答案为:④;②⑦;⑤;①;(3)n(有机物)=9.2g92g/mol=0.1mol,n(CO2)=15.68L22.4L/mol=0.7mol,n(H2O)=7.2g18g/mol=0.4mol。
即0.1mol有机物+x O2→0.7molCO2+0.4molH2O,从而得出1mol有机物+10x O2→7molCO2+4molH2O,有机物A的分子式为C7H8。
“用核磁共振仪处理该有机物得到四个峰,且四个峰的面积之比是1∶2∶2∶3”,则表明该有机物A的分子内有4种氢原子,且个数比为1∶2∶2∶3,由此可得结构简式为。
答案为:92;C7H8;。
【点睛】如果我们先利用信息“将9.2g该芳香烃A完全燃烧,生成标况下15.68L CO2和7.2gH2O”,可求出该有机物的最简式为C7H8,然后再利用相对分子质量92,可确定分子式为C7H8;如果先利用相对分子质量92,再利用“将9.2g该芳香烃A完全燃烧,生成标况下15.68L CO2和7.2gH2O”,可直接求出分子式,显然后一方法更简洁。
2.当1mol某气态烃与2mol Cl2发生加成反应时,分子中的不饱和碳原子全部转化为饱和碳原子,所得产物再与4mol Cl2进行取代反应后,生成只含C、Cl两种元素的化合物。
则该气态A.乙炔B.乙烯C.丁二烯D.丙炔【答案】D【解析】【分析】【详解】1mol该气态烃与2molCl2发生加成反应时,分子中的不饱和碳原子全部转化为饱和碳原子,说明分子中含有2个C=C或1个C≡C键;所得产物再与Cl2发生取代反应时,若将氢原子全部取代,需要4mol Cl2,根据取代反应原理可知,该烃分子中加成产物含有4个H,即原烃中含有H原子为4,只有丙炔符合,故答案为D。
3.一定量的甲烷恰好与一定量的氧气完全反应后得到CO、CO2和水蒸气共30.4g,该产物缓缓通过浓硫酸充分吸收后,浓硫酸增重14.4g,则此甲烷完全燃烧还需要氧气的体积(标准状况)为A.1.12L B.2.24L C.3.36L D.4.48L【答案】A【解析】【分析】【详解】根据题意可知反应产生水的物质的量是n(H2O)= 14.4g÷18g/mol=0.8mol,根据H元素守恒可知甲烷的物质的量是n(CH4)= 0.8mol×2÷4=0.4mol,则根据C元素守恒可知反应产生的CO、CO2的物质的量的和是n(CO)+n(CO2)=0.4mol,二者的质量和m(CO)+m(CO2)= 30.4g-14.4g=16g,解得n(CO)=0.1mol,n(CO2)=0.3mol,若该甲烷完全燃烧,还需使CO发生反应产生CO2,根据方程式2CO+ O22CO2可知0.1molCO完全燃烧需要消耗0.05molO2,其在标准状况下的体积是v(O2)= 0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故选项A正确。
4.下图是正丁烷的四种构象与势能关系,下列关于正丁烷的说法正确的是A.在水中的溶解度比在苯中的溶解度大B.四个碳原子有可能在一条直线上C.图中四种构象化学性质不同D.各构象势能的高低与CH3空间位阻有很大关系【答案】D【解析】A.正丁烷分子中没有亲水基团,水是极性分子,苯是非极性分子,正丁烷为弱极性分子,正丁烷难溶于水,易溶于苯,A错误;B.正丁烷分子中的碳原子都是sp3杂化,四个碳原子不可能在同一条直线上,B错误;C.图中四种构象化学性质相同,C错误;D.由图像可知,各构象势能的高低与CH3空间位阻有很大关系,D正确;答案选D。
5.环与环之间共用一个碳原子的多环烷烃称为螺环烷烃,共用的碳原子称为螺原子。
现有两种螺环烷烃X、Y的结构简式如下图所示,下列说法正确的是A.X和Y互为同分异构体B.Y中所有的碳原子可以共面C.X可以与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应D.螺[5,5]十一烷的一氯代物有三种(不考虑立体异构)【答案】D【解析】【分析】【详解】A.X含10个C、Y含8个C,分子式不同,二者不是同分异构体,故A错误;B.Y中3号C连接的4个碳原子形成四面体结构,所有碳原子不可能共面,故B错误;C.X只有单键,不能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,故C错误;D.根据X、Y的命名规律可知螺[5.5]十一烷应为,含3种H,一氯代物有三种,故D正确;故选:D。
6.早在40年前,科学大师Heilbronner经过理论研究预测,应当有可能合成“莫比乌斯”形状的芳香族(大环)轮烯分子,这一预测被德国化学家合成证实。
[18]-轮烯是一种大环轮烯,其结构简式如图所示。
有关它的说法正确的是A.[18]- 轮烯分子中所有原子不可能处于同一平面B.[18]- 轮烯的分子式为:C18H12C.1 mol[18]- 轮烯最多可与9 mol氢气发生加成反应生成环烷烃D.[18]- 轮烯与乙烯互为同系物【答案】C【解析】【分析】【详解】A.[18]-轮烯分子具有乙烯的基本结构,其中所有原子可能处于同一平面,故A错误;B.[18]-轮烯的分子式为:C18H18,故B错误;C.1mol[18]-轮烯中有9 mol碳碳双键,最多可与9 mol氢气发生加成反应生成环烷烃,故C 正确;D.[18]-轮烯与乙烯含有的碳碳双键的数目不一样,而且分子组成上不相差若干个“CH2”原子团,[18]-轮烯与乙烯不互为同系物,故D错误;答案选C。
7.下列说法中正确的一组是()A.正丁烷和异丁烷是同系物B.CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和 C2H5CH(CH3)CH2CH2CH3是同一种物质C.H2和D2互为同位素D.和互为同分异构体【答案】B【解析】【分析】【详解】A、正丁烷和异丁烷互为同分异构体,故错误;B、按照有机物的命名,名称均为3-甲基己烷,属于同一种物质,故正确;C、同位素研究的范围是原子,故错误;D、甲烷空间构型为正四面体,它们属于同一种物质,故错误;故选B。
8.中成药连花清瘟胶囊在对抗 H1N1病毒中发挥重大作用,其有效成分绿原酸的结构简式如图,下列有关说法错误的是()A.绿原酸属于芳香族化合物B.分子式 C16H18O9C.1mol 绿原酸与 Na 反应放出 H2的体积 134.4LD.1mol 绿原酸可以与 7molH2发生加成反应【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.根据绿原酸的结构简式可知,该分子中含有苯环,属于芳香族化合物,A选项正确;B.由绿原酸的结构简式可以计算分子式为C16H18O9,B选项正确;C.未指明标准状况,不能准确计算生成H2的体积,C选项错误;D.苯环与碳碳双键可与氢气发生加成反应,1 mol绿原酸发生加成反应最多可消耗4mol 氢气,D选项错误;答案选CD。
【点睛】本题考查有机物的结构、分子式和结构简式的关系,有机物的性质和对官能团的认识,注意把握有机物的官能团与性质的关系,有机物的官能团代表该类有机物的主要性质,掌握官能团的结构与性质是学好化学的基础,解答时注意知识的迁移灵活应用。
9.PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小;另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大。
(1)PtCl2(NH3)2为__________结构(填“平面四边形”或“四面体”)。
(2)黄绿色固体的立体构型图为____________________。
【答案】平面正方形【解析】【分析】(1)根据相似相溶原理,极性分子构成的溶质易溶于极性分子构成的溶剂,非极性分子构成的溶质易溶于非极性分子构成的溶剂。
(2)Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构,两个Cl原子有相邻和相对两种位置;【详解】(1)通过相似相溶原理可知两种固体一种为极性分子,另一种为非极性分子,若PtCl2(NH3)2为四面体结构,只能为极性分子,故只能为平面正方形结构,故答案为:平面四边形;(2)黄绿色固体在水中的溶解度较大,则为极性分子,NH3和Cl在四边形的4个角上的分布是不对称的,即正负电荷重心不重合,故黄绿色固体是,故答案为:。