1、有机化合物的结构与性质(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.下列有机物分子中的所有原子一定处于同一平面上的是()A.B.C.D.CH3CHCHCH3【解析】选A。甲基是四面体结构,所以B、D中所有原子一定不共面,由于单键可以旋转,所以C不一定共面。2.(2020三亚高二检测)下列有机物的同分异构体数目判断错误的是()选项有机物同分异构体数目A分子式为C5H123B分子式为C5H10,能使溴的四氯化碳溶液褪色5C分子式为C4H10O,能与Na反应生成氢气4D分子式为C4H8O2,能与NaHCO3反应3【解析】选D。戊烷C5H12有3种同分异构体,分别为正戊烷、
2、异戊烷与新戊烷,A正确;能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明C5H10为戊烯,分别为1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯,故共有5种同分异构体,B正确;能与Na反应生成氢气说明为醇类,C4H10O可写成C4H9OH,丁基有4种结构,故共有4种醇,C正确;能与NaHCO3反应说明为羧酸,C4H8O2可写成C3H7COOH,丙基有2种,故有2种丁酸,D错误。3.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图。下列有关该物质的说法正确的是()A.分子式为C3H2O3B.分子中含6个键C.分子中只有极性键D.8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO
3、2【解析】选A。由图示可知,该物质的分子式为C3H2O3,A项正确;分子中的碳碳双键和碳氧双键中各有一个键,碳氧单键全部是键(4个),碳氢键也是键(2个),分子中共有8个键,B项错误;分子中的碳氧键和碳氢键都是极性键,而碳碳键是非极性键,C项错误;8.6 g该物质的物质的量为0.1 mol,完全燃烧后得到0.3 mol CO2,在标准状况下的体积是6.72 L,D项未指明是否在标准状况下,D项错误。4.某烃有两种或两种以上的同分异构体,其同分异构体中的某一种烃的一氯代物只有一种,则这种烃可能是()分子中具有7个碳原子的芳香烃分子中具有4个碳原子的烷烃分子中具有5个碳原子的烷烃分子中具有8个碳原
4、子的烷烃A.B.C.D.【解析】选C。分子中含有110个碳原子的烷烃中,一氯代物只有一种的有CH4、C(CH3)4和CH3CH3、(CH3)3CC(CH3)3,其中CH4、CH3CH3没有同分异构体,不合题意,另外两种的分子式分别为C5H12和C8H18,、符合题意,C项正确。5.(2020保定高二检测)烯烃、炔烃、芳香烃和乙醛都能发生加成反应,这是因为它们都含有()A.单键B.不饱和碳原子C.非极性键D.碳原子【解析】选B。只有具有不饱和碳原子的有机化合物才能发生加成反应。6.分子式为C7H16,且有一个支链的有机物有(不考虑立体异构)()A.1种B.2种C.3种D.4种【解析】选C。分子式
5、为C7H16,且有一个支链,如为甲基,则主链有6个C原子,由结构对称可知为CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH (CH3)CH2CH2CH3;如支链为乙基,则主链为5个C原子,为CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3,共3种。7.(双选)霉酚酸是一种生物活性化合物。下列有关霉酚酸的说法正确的是()A.分子式为C17H20O6B.处于同一平面的原子至多9个C.只有2种官能团D.一定条件下, 1 mol霉酚酸最多可与4 mol H2反应【解析】选A、D。由结构简式可知该有机物的分子式为C17H20O6,A正确;分子中有苯环,共面原子数至少为12个,B错误;有羟基、醚
6、键、羧基、酯基和碳碳双键五种官能团,C错误;分子中有一个苯环和一个碳碳双键,1 mol霉酚酸最多可与4 mol H2反应,D正确。8.下列各组物质不属于同分异构体的是()A.2,2-二甲基丙醇()和2-甲基丁醇()B.和C.2-甲基丁烷()和戊烷D.甲基丙烯酸()和甲酸丙酯【解析】选D。甲基丙烯酸的分子式为C4H6O2,甲酸丙酯(HCOOC3H7)的分子式为C4H8O2,故二者不属于同分异构体。9.以物质a为原料,制备物质(金刚烷)的合成路线如图所示:关于以上有机物说法中错误的是()A.物质b的分子式为C10H12B.b可以由2 mol a反应得到,发生的是加成反应C.物质c与物质d互为同分异
7、构体D.物质d的二氯代物有4种【解析】选D。A.根据键线式的特点,物质b的分子式为C10H12,A正确;B.b中含有10个碳原子,可以由2 mol a发生加成反应得到,反应类型为加成反应,B正确;C.物质c与物质d的分子式为C10H16,分子式相同,结构不同互为同分异构体,C正确;D.给d中碳原子编号,其中有2种H(其中1、3、5、7等效,2、4、6、8、9、10等效),一氯代物有2种,二氯代物先固定一个Cl在1号碳,另一个Cl可在2、3、4号碳,共3种,再固定1个Cl在2号碳,另一个Cl可在2、4、6号碳,合计6种,D错误。10.(2020潍坊高二检测)有4种碳骨架如下的烃。下列说法正确的是
8、()a和d是同分异构体b和c是同系物a和d都能发生加聚反应只有b和c能发生取代反应A.B.C.D.【解析】选A。由图可知a为2-甲基丙烯(CH3)2CCH2,分子式为C4H8;b为新戊烷(CH3)4C,分子式为C5H12;c为2-甲基丙烷(CH3)3CH,分子式为C4H10;d为环丁烷,分子式为C4H8,故可知正确;d不能发生加聚反应,故错;a、d也能发生取代反应,故错;选A。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)11.(10分)某有机化合物的结构如下,分析其结构并回答下列问题:(1)写出其分子式:_。(2)其中含有_个不饱和碳原子,分子中有_种双键。(3)分子中的极性键有_(写两种即可)。
9、(4)分子中的饱和碳原子有_个;一定与苯环处于同一平面的碳原子有_个。(5)分子中CCH的结构中碳氢键和碳碳三键之间的键角约为_。【解析】与4个原子或原子团相连的碳原子是饱和碳原子,反之是不饱和碳原子。苯环结构中,环上的6个碳原子和与它们直接相连的6个原子共12个原子一定共面,因此直接与苯环相连的碳原子一定与苯环共平面,这样的碳原子有3个,由于碳碳三键是直线形,使得这两个碳原子均与苯环共平面,故一共有4个碳原子与苯环位于同一平面。答案:(1)C16H16O5(2)122(3)CO键、CH键、OH键、CO键(写出两种即可)(4)44(5)18012.(10分)(1)有人设想合成具有以下结构的四种
10、烃分子,下列有关说法不正确的是_。A.1 mol甲分子内含有10 mol共价键B.由乙分子构成的物质不能发生氧化反应C.丙分子中只含有非极性键D.分子丁显然是不可能合成的(2)“立方烷”是一种新合成的烃,其分子为正方体结构,其碳骨架结构如图所示。“立方烷”的分子式为_。碳碳键键角是_(填度数)。(3)化学式为C6H12的某烯烃的所有碳原子都在同一个平面上,则该烯烃的结构简式为_,键线式为_,分子式为C10H18的链烃分子中所有碳原子也可能在同一平面上,它的结构简式为_(只写一种)。【解析】(1)1 mol甲分子中含有6 mol碳碳键,4 mol碳氢键,A正确;乙分子可以发生燃烧反应,即氧化反应
11、,B错误;丙分子中既有极性键又有非极性键,C错误;丁分子中碳不符合四价键原则,不可能合成,D正确。(2)立方体为一对称结构,有8个顶点,每个顶点为1个碳原子,这个碳原子和相邻的3个顶点上的碳原子以共价键结合,碳原子有4个价电子,所以每个碳原子还能再和1个氢原子相结合,故立方烷的分子式为C8H8。在立方烷中每个面上都是正方形结构,每2个碳碳共价键构成一个直角,所以键角(碳碳共价键的夹角)是90。(3)C6H12中有6个碳原子,根据C2H4分子的6个原子共平面的原理,C6H12中6个碳处于C2H4中6个原子位置,则能使6个碳原子共平面。C10H18与C10H22比较分子中少4个H,可能会有一个三键
12、或两个双键,但含有一个三键不可能使10个碳原子处于同一平面上,因此应含有两个双键。答案:(1)BC(2)C8H890(3)(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)13.(2020威海高二检测)医学上在对抗癌物质的研究中发现具有抗癌作用,而没有抗癌作用,对此下列有关叙述正确的是()A.两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的四面体结构B.两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的平面结构C.两者为同一物质,都是以Pt原子为中心的四面体结构D.两者为同一物质,都是以Pt原子为中心的平面结构【解析】选B。由信息可知两种化合物性质不同,则其结构不同,两者互为同分异构体,且
13、为平面结构。若为四面体结构,则是一种物质,不互为同分异构体。14. (双选)2015年10月,中国药学家屠呦呦获得了诺贝尔生理学或医学奖,获奖理由是“因为发现青蒿素一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命”。如图是青蒿素的结构简式,下列有关青蒿素的说法中不正确的是()A.青蒿素的分子式为C15H22O5B.青蒿素有OO键,具有较强的氧化性C.青蒿素易溶于水、乙醇、苯D.青蒿素不易发生水解【解析】选C、D。A项,根据青蒿素的结构简式判断其分子式为C15H22O5,正确;B项,青蒿素分子中含有OO键,具有较强的氧化性,正确;C项,该有机物含有较多疏水基,难溶于水,错误;D
14、项,青蒿素分子中含有COO,可在碱性条件下发生水解,错误。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)15.丙烯酰胺是一种重要的有机合成中间体。它的球棍模型如下图所示:(图中“棍”代表单键、双键或三键,不同颜色的球表示不同原子:C、H、O、N) (1)丙烯酰胺的分子式为_,结构简式为_。(2)有关丙烯酰胺的说法正确的是_。A.丙烯酰胺分子内所有原子不可能都在同一平面内B.丙烯酰胺属于烃的含氧衍生物C.丙烯酰胺能够使酸性高锰酸钾溶液褪色D.丙烯酰胺能够使溴的四氯化碳溶液褪色(3)工业上生产丙烯酰胺的方法之一是(反应均在一定条件下进行):CHCHCH2CHCN丙烯酰胺反应和反应都是原子利用率100%的
15、反应,反应所需另一反应物的分子式为_,反应的方程式为_。(4)聚丙烯酰胺(PAM)是一种合成有机高分子絮凝剂,写出由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的化学方程式_。【解析】该题给出的信息是丙烯酰胺的球棍模型,通过模型中球的颜色及大小可以确定这些“球”所代表的原子,通过原子类别可以确定“棍”为单键、双键还是三键。通过丙烯酰胺分子的球棍模型可知,其含有4种原子,在有机化合物中最小的原子是氢原子,故5个白球就是氢原子,通过“丙”字可知三个“绿球”是碳原子,而直接以单原子连接在碳原子上的多为氢原子和氧原子,故“红球”为氧原子,那么“蓝球”就是氮原子。(1)由上面的分析可知丙烯酰胺的分子式为C3H5ON,结构简式为。(2)有双键能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。分子中有氨基呈三角锥形,所有分子不可能共面。分子中有氮元素,不是烃的含氧衍生物。(3)对于原子利用率100%的反应,其中一种反应物的推断可以采用“减法”,即用生成物减去一种反应物。由此可知反应所需另一反应物的分子式为HCN;反应所需另一反应物的分子式为H2O。(4)丙烯酰胺中的碳碳双键可以发生聚合反应(加聚反应)而生成聚丙烯酰胺。答案:(1)C3H5ON(2)ACD(3)HCNCH2CHCN+H2O(4)
