
第32講 認識有機化合物
考點一 有機化合物的分類、官能團及命名
[知識梳理]
一、按碳的骨架分類
二、按官能團分類
1.官能團:決定化合物特殊性質的原子或原子團。
2.有機化合物的主要類別、官能團和典型代表物
類別
官能團
典型代表物的名稱及結構簡式
烷烴
—
甲烷CH4
烯烴
(碳碳雙鍵)
乙烯H2C===CH2
炔烴
—C≡C—(碳碳三鍵)
乙炔HC≡CH
芳香烴
—
苯
鹵代烴
—X(X代表鹵素原子)
溴乙烷CH3CH2Br
醇
—OH(羥基)
乙醇CH3CH2OH
酚
苯酚
醚
(醚鍵)
甲醚CH3OCH3
醛
(醛基)
乙醛CH3CHO
續(xù) 表
類別
官能團
典型代表物的名稱及結構簡式
酮
(羰基或酮基)
丙酮
羧酸
(羧基)
乙酸CH3COOH
酯
(酯基)
乙酸乙酯CH3COOCH2CH3
(1)可以根據碳原子是否達到飽和,將烴分為飽和烴和不飽和烴,如烷烴、環(huán)烷烴屬于飽和烴,烯烴、炔烴、芳香烴屬于不飽和烴。
(2)芳香化合物、芳香烴和苯及其同系物的關系可表示為下圖:
(3)含醛基的物質不一定為醛類,如HCOOH、甲酸酯、葡萄糖等。
(4)苯環(huán)不是官能團。
三、有機化合物的命名
(一)烴的命名
1.烷烴的習慣命名法
2.烷烴的系統(tǒng)命名法
烷烴系統(tǒng)命名法的基本步驟是
?????
(1)最長、最多定主鏈
①選擇分子中最長的碳鏈作為主鏈。例如:
應選含 6個碳原子的碳鏈為主鏈,如虛線所示。
②當有幾個等長的不同的碳鏈時,選擇含支鏈最多的一個作為主鏈。例如:
含7個碳原子的鏈有A、B、C三條,因A有三個支鏈,含支鏈最多,故應選A為主鏈。
(2)編號位要遵循“近”“簡”“小”的原則
①首先要考慮“近”
以主鏈中離支鏈最近的一端為起點編號。例如:
②同“近”考慮“簡”
有兩個不同的支鏈,且分別處于距主鏈兩端同近的位置,則應從較簡單的支鏈一端開始編號。例如:
③同“近”同“簡”考慮“小”
若有兩個相同的支鏈,且分別處于距主鏈兩端同近的位置,而中間還有其他支鏈,從主鏈的兩個方向編號,可得兩種不同的編號系列,則兩系列中取代基位次和最小者即為正確的編號。例如:
(3)寫名稱
按主鏈的碳原子數(shù)稱為相應的某烷,在其前寫出支鏈的位號和名稱。原則是先簡后繁,相同合并,位號指明。阿拉伯數(shù)字用“,”相隔,漢字與阿拉伯數(shù)字用“-”連接。例如:
命名為2,4,6-三甲基-3-乙基庚烷。
烷烴系統(tǒng)命名常見錯誤
(1)主鏈選取不當(不是主鏈最長,支鏈最多);
(2)支鏈編號過大(取代基位次和不是最小);
(3)支鏈主次不分(不是先簡后繁);
(4)“1、2、3”“二、三、四”及“,”“-”等的應用不規(guī)范。)
3.烯烴和炔烴的命名
4.苯的同系物的命名
苯作為母體,其他基團作為取代基。苯環(huán)上二元取代物可分別用鄰、間、對表示。
(二)烴的衍生物的命名
高考中對烴的衍生物的命名考查較多,但考查的都是較簡單的烴的衍生物的名稱。烴的衍生物命名規(guī)則與烯烴、炔烴基本一致。
1.鹵代烴:以相應的烴為母體,把鹵素原子當作取代基。給主鏈上的碳原子編號時,從離鹵素原子最近的一端開始編號,命名時一般要指出鹵素原子的位置,即“取代基位置-取代基個數(shù)及名稱-官能團位置-官能團個數(shù)及名稱、主鏈名稱”,如的名稱為3-甲基-2-氯丁烷。如果是多鹵代烴,用“二、三、四”等表示鹵素原子的個數(shù),如1,2-二氯乙烷。
2.醇:選擇包括連接羥基的碳原子在內的最長碳鏈為主鏈,并從靠近羥基的一端給主鏈上的碳原子依次編號,寫名稱時,將羥基所連的碳原子的編號寫在某醇前面,如的名稱為4,4-二甲基-2-戊醇。
3.醛、羧酸:選擇含醛基或羧基的最長碳鏈為主鏈,醛基、羧基肯定在鏈端,因此不需要指出官能團的位置,剩余烴基的命名與其對應的烴的命名相同,如的名稱是3,4-二甲基-2-乙基戊醛。如果是多元醛或多元羧酸,用“二、三、四”等表示醛基或羧基的個數(shù),如乙二酸。
4.酯:將相應的羧酸和醇的名稱按順序寫在一起,然后將“醇”改為“酯”,稱為“某酸某酯”。
[自主檢測]
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)含有苯環(huán)的有機物屬于芳香烴。( )
(2)含有醛基的有機物一定屬于醛類。( )
(3) 、—COOH的名稱分別為苯、酸基。( )
(4)醛基的結構簡式為—COH。( )
(5) 都屬于酚類。( )
(6)CH2===CH2和在分子組成上相差一個CH2原子團,二者互為同系物。( )
(7) 命名為2-乙基丙烷。( )
(8)(CH3)2CH(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH3的名稱是2-甲基-5-乙基辛烷。( )
(9)某烯烴的名稱是2-甲基-4-乙基-2-戊烯。( )
(10) 的名稱為2-甲基-3-丁炔。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)×
2.正確書寫下列幾種官能團的名稱或符號。
(1)碳碳雙鍵:________。
(2)醛基:________。
(3)—Br:________。
(4) :________。
(5)—COO—:________。
(6)—OH:________。
(7)—COOH:________。
答案:(1) (2)—CHO (3)溴原子 (4)醚鍵
(5)酯基 (6)羥基 (7)羧基
官能團的書寫必須注意規(guī)范性,常出現(xiàn)的錯誤:把“”錯寫成“C===C”,“—C≡C—”錯寫成“C≡C”,“—CHO”錯寫成“CHO—”或“—COH”。
3.(1)[2018·高考全國卷Ⅲ,36(1)]CH3C≡CH的化學名稱是________。
(2)[2017·高考全國卷Ⅲ,36(1)] 的化學名稱是________。
(3)CH2—CHCl的化學名稱為________。
(4)HOOCCOOCH2CH2OH的化學名稱為________。
答案:(1)丙炔 (2)三氟甲苯 (3)聚氯乙烯
(4)聚乙二酸乙二酯
1.按官能團的不同,可以對有機化合物進行分類,請指出下列有機化合物的類別,填在橫線上。
(1)CH3CH2CH2OH________。
答案:(1)醇 (2)酚 (3)醇 (4)芳香烴(或苯的同系物) (5)酯 (6)鹵代烴 (7)烯烴 (8)羧酸 (9)醛
2.陌生有機化合物中官能團的識別。
(1) 中含氧官能團的名稱是________。
(2)中含氧官能團的名稱是________________。
(3)CHCl3的類別是________;C6H5CHO中官能團的名稱是________。
(4) 中顯酸性的官能團的名稱是________。
(5) 中官能團的名稱是________。
解析:(1)—OH連在—CH2—上,為(醇)羥基。(2)—OH直接連在苯環(huán)上,為(酚)羥基,為酯基。(3)CHCl3中含有氯原子,屬于鹵代烴;—CHO為醛基。(4)—NH2顯堿性,—COOH顯酸性。
答案:(1)(醇)羥基 (2)(酚)羥基、酯基 (3)鹵代烴 醛基 (4)羧基 (5)碳碳雙鍵、酯基、羰基
3.用系統(tǒng)命名法給下列有機化合物命名。
(1) 的名稱為________________________________。
(2) 的名稱為________________。
(3) 的名稱為__________________________________,
的名稱為________。
(4)CH2===CHCH2Cl的名稱為________。
(5) 的名稱為________________。
(6) 的名稱為_______________________________________。
(7)C4H9Cl的核磁共振氫譜表明其只有一種化學環(huán)境的氫原子,則其化學名稱為________________。
(8)CH2===CHCOONa發(fā)生聚合反應可得到一種高吸水性樹脂,該樹脂名稱為________。
(9) 的名稱為________________。
解析:(7)核磁共振氫譜表明C4H9Cl只有一種化學環(huán)境的氫原子,說明該分子的結構簡式為,其系統(tǒng)命名為2-甲基-2-氯丙烷。(8)CH2===CHCOONa聚合后的產物為,其名稱為聚丙烯酸鈉。
答案:(1)3,3,4-三甲基己烷 (2)2-甲基-2-戊烯 (3)對甲基乙基苯 苯乙烯 (4)3-氯-1-丙烯 (5)4-甲基-2-戊醇 (6)2-乙基-1,3-丁二烯 (7)2-甲基-2-氯丙烷
(8)聚丙烯酸鈉 (9)2-甲基-3-乙基己烷
1.有機化合物系統(tǒng)命名中常見的錯誤
(1)主鏈選取不當(不包含官能團,不是主鏈最長、支鏈最多)。
(2)編號錯(官能團的位次不是最小,取代基位次和不是最小)。
(3)支鏈主次不分(不是先簡后繁)。
(4)“-”“,”忘標或用錯。
2.弄清系統(tǒng)命名法中四種字的含義
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能團。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能團的個數(shù)。
(3)1、2、3……指官能團或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙、丁……指主鏈碳原子個數(shù)分別為1、2、3、4……
考點二 研究有機化合物的一般步驟和方法
[知識梳理]
一、研究有機化合物的基本步驟
二、分離、提純有機化合物的常用方法
1.蒸餾和重結晶
適用對象
要求
蒸餾
常用于分離、提純互溶的液態(tài)有機物
(1)該有機物熱穩(wěn)定性較強
(2)該有機物與雜質的沸點相差較大(一般約大于30 ℃)
重結晶
常用于分離、提純固態(tài)有機物
(1)雜質在所選溶劑中溶解度很小或很大
(2)被提純的有機物在此溶劑中的溶解度受溫度的影響較大
2.萃取和分液
(1)常用的萃取劑:苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。
(2)液-液萃?。豪糜袡C物在兩種互不相溶的溶劑中的溶解性不同,將有機物從一種溶劑轉移到另一種溶劑的過程。
(3)固-液萃取:用有機溶劑從固體物質中溶解出有機物的過程。
三、有機化合物分子式的確定
1.元素分析
2.有機化合物相對分子質量的測定——質譜法
質荷比(分子離子、碎片離子的相對質量與其電荷的比值)最大值即為該有機物的相對分子質量。
四、分子結構的鑒定
1.化學方法:利用特征反應鑒定出官能團,再制備它的衍生物進一步確認。
常見官能團特征反應如下:
官能團種類
試劑
判斷依據
碳碳雙鍵或碳碳三鍵
溴的CCl4溶液
紅棕色褪去
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
鹵素原子
NaOH溶液、稀硝酸和AgNO3溶液
有沉淀產生
醇羥基
鈉
有氫氣放出
酚羥基
FeCl3溶液
發(fā)生顯色反應
濃溴水
有白色沉淀產生
醛基
銀氨溶液
有銀鏡生成
新制Cu(OH)2懸濁液
有磚紅色沉淀產生
羧基
NaHCO3溶液
有CO2氣體放出
2.物理方法
(1)紅外光譜
有機物分子中化學鍵或官能團對紅外線發(fā)生振動吸收,不同的化學鍵或官能團吸收頻率不同,在紅外光譜圖上將處于不同的位置,從而可以獲得分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。
(2)核磁共振氫譜
3.有機物分子中不飽和度(Ω)的確定
[自主檢測]
判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)(2018·高考天津卷)不能用紅外光譜區(qū)分C2H5OH和CH3OCH3。( )
(2)碳氫質量比為3∶1的有機物一定是CH4。( )
(3)乙醇是良好的有機溶劑,根據相似相溶原理用乙醇從水溶液中萃取有機物。( )
(4)質譜法可以測定有機物的相對分子質量,而紅外光譜和核磁共振氫譜可以確定有機物的官能團類型。( )
(5) 的核磁共振氫譜中有6種峰。( )
(6)已知某有機物的相對分子質量和實驗式,可推出該有機物的分子式。( )
(7)有機物的核磁共振氫譜中有三組峰,且峰面積之比為3∶4∶1。( )
(8)有機物分子中所有碳原子可能共平面。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√
演練一 有機化合物的分離和提純
1.(2020·太原模擬)為提純下列物質(括號內的物質為雜質),所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是( )
選項
A
B
C
D
被提純物質
酒精(水)
乙醇(乙酸)
乙酸乙酯(乙醇)
溴苯(溴)
除雜試劑
生石灰
氫氧化鈉溶液
水
KI溶液
分離方法
蒸餾
分液
過濾
分液
解析:選A。A項,生石灰與水反應,消耗酒精中的水,蒸餾可得到酒精;B項,乙醇易溶于水,利用分液的方法不能將乙醇與鹽溶液分離;C項,分離不互溶的液體應用分液的方法;D項,溴可將KI溶液氧化為碘單質,而碘易溶于溴苯,達不到除雜的目的。
2.某化工廠的廢液經測定得知主要含有乙醇(沸點:78.5 ℃),其中還溶有苯酚(熔點:43 ℃)、乙酸和少量二氯甲烷。現(xiàn)欲從廢液中回收它們,根據各物質的熔、沸點,該工廠設計了如下回收的實驗方案:
請回答下列問題:
(1)寫出試劑A、B、C的化學式:
A____________;B____________;C____________。
(2)寫出操作D的名稱:________。
(3)寫出回收物①、②和G的組成:
①____________;②____________;G____________。
解析:試劑A使苯酚、乙酸分別變成苯酚鈉和乙酸鈉,所以A可能為NaOH或Na2CO3(不能是NaHCO3,NaHCO3不和苯酚反應)溶液;由回收物①(40 ℃)、回收物②(78.5 ℃)可知,操作D為分餾,G為苯酚鈉和乙酸鈉的混合溶液;通過加試劑B和操作E得到苯酚和乙酸鈉可知,B和苯酚鈉反應生成苯酚,而與乙酸鈉不反應,則B的酸性比乙酸弱、比苯酚強,則B為CO2,操作E為分液;由乙酸鈉得到乙酸,應加入酸性比乙酸強的物質稀硫酸(不能是鹽酸,因為HCl易揮發(fā)),操作F為蒸餾。
答案:(1)Na2CO3(或NaOH) CO2 H2SO4 (2)分餾
(3)二氯甲烷 乙醇 苯酚鈉和乙酸鈉
有機化合物的分離和提純
混合物
試劑
分離方法
主要儀器
甲烷(乙烯)
溴水
洗氣
洗氣瓶
苯(乙苯)
酸性高錳酸鉀溶液、NaOH溶液
分液
分液漏斗
乙醇(水)
CaO
蒸餾
蒸餾燒瓶、冷凝管
溴乙烷(乙醇)
水
分液
分液漏斗
醇(酸)
NaOH溶液
蒸餾
蒸餾燒瓶、冷凝管
硝基苯(NO2)
NaOH溶液
分液
分液漏斗
苯(苯酚)
NaOH溶液
分液
分液漏斗
酯(酸)
飽和Na2CO3溶液
分液
分液漏斗
演練二 有機物分子中原子的共線、共面問題
3.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)(2017·高考全國卷Ⅰ,9D)(b)、(d)、(p)中只有b的所有原子處于同一平面。( )
(2)(2017·高考江蘇卷)和分子中所有碳原子均處于同一平面上。( )
(3)異丙苯()中碳原子可能都處于同一平面。( )
(4)CH3CH===CHCH3分子中的四個碳原子在同一直線上。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)×
4.已知為平面結構,則
HOOC—CH===CH—CH===CH—COOH分子中最多有________個原子在同一平面內。
解析:由題中信息可知,與直接相連的原子在同一平面內,又知與直接相連的原子在同一平面內,而且碳碳單鍵可以旋轉,因此該分子中所有原子有可能都在同一平面內,即最多有16個原子在同一平面內。
答案:16
復雜有機物分子中原子的共線、共面問題的分析技巧
(1)審清題干要求
審題時要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等關鍵詞和限制條件。
(2)熟記常見共線、共面的官能團
①與三鍵直接相連的原子共線,如—C≡C—、—C≡N;苯分子中處于對位的碳原子及其所連的氫原子(共4個原子)共線。
②與雙鍵或苯環(huán)直接相連的原子共面,如、
(3)單鍵的旋轉思想
有機物分子中的單鍵,包括碳碳單鍵、碳氫單鍵、碳氧單鍵,均可繞鍵軸自由旋轉,可將原子轉到不同的位置?!?
演練三 有機化合物分子式和結構式的確定
5.有機物A可由葡萄糖發(fā)酵得到,也可以從牛奶中提取。純凈的A為無色黏稠液體,易溶于水。為研究A的組成與結構,進行了如下實驗:
實驗步驟
解釋或實驗結論
①稱取A 9.0 g,升溫使其汽化,測其密度是相同條件下H2的45倍
(1)A的相對分子質量為________
②將9.0 g A在足量純O2中充分燃燒,并使其產物依次緩緩通過濃硫酸、堿石灰,發(fā)現(xiàn)二者分別增重5.4 g和 13.2 g
(2)A的分子式為________________________________________________________________________
③另取A 9.0 g,跟足量的NaHCO3粉末反應,生成2.24 L CO2(標準狀況),若與足量金屬鈉反應則生成2.24 L H2(標準狀況)
(3)用結構簡式表示A中含有的官能團:________、________
④A的核磁共振氫譜如圖:
(4)A中含有________種氫原子
(5)綜上所述,A的結構簡式為____________________
解析:(1)A的密度是相同條件下H2密度的45倍,則其相對分子質量為45×2=90。(2)9.0 g A的物質的量為0.1 mol。燃燒產物依次緩緩通過濃硫酸、堿石灰,發(fā)現(xiàn)二者分別增重5.4 g和13.2 g,說明0.1 mol A燃燒生成0.3 mol H2O和0.3 mol CO2,即1 mol A中含有6 mol H原子(6 g)、3 mol C原子(36 g),則含有(90-6-36) g=48 g即3 mol O原子,所以A的分子式為C3H6O3。(3)0.1 mol A跟足量的NaHCO3粉末反應,生成2.24 L CO2(標準狀況),若與足量金屬鈉反應則生成2.24 L H2(標準狀況),說明分子中含有一個—COOH 和一個—OH。(4)A的核磁共振氫譜中有4個峰,且峰面積之比為3∶1∶1∶1,說明分子中含有4種處于不同化學環(huán)境的氫原子,且個數(shù)之比為3∶1∶1∶1。(5)綜上所述,A的結構簡式為。
答案:(1)90 (2)C3H6O3 (3)—COOH —OH
(4)4 (5)
6.為了測定某有機物A的結構,做如下實驗:
①將2.3 g該有機物完全燃燒,生成0.1 mol CO2和 2.7 g 水;
②用質譜儀測定其相對分子質量,得到如圖1所示的質譜圖;
③用核磁共振儀處理該化合物,得到如圖2所示的核磁共振氫譜,圖中三個峰的面積之比是1∶2∶3。
試回答下列問題:
(1)有機物A的相對分子質量是________。
(2)有機物A的實驗式是________。
(3)能否根據A的實驗式確定其分子式?________(填“能”或“不能”)。若能,則A的分子式是________(若不能,則此空不填)。
(4)寫出有機物A的結構簡式:______________________________________________。
解析:(1)在A的質譜圖中,最大質荷比為46,所以其相對分子質量是46。
(2)在2.3 g該有機物中:
n(C)=n(CO2)=0.1 mol,m(C)=1.2 g,
n(H)=×2=0.3 mol,m(H)=0.3 g,
m(O)=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 g,n(O)=0.05 mol,
所以n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol=2∶6∶1,A的實驗式是C2H6O。
(3)該有機物的實驗式為C2H6O,氫原子數(shù)已經達到飽和,實驗式即為分子式。
(4)A有如下兩種可能的結構:CH3OCH3或CH3CH2OH。若為前者,則在核磁共振氫譜中只有一個峰;若為后者,則在核磁共振氫譜中有三個峰,且峰面積之比是 1∶2∶3,顯然后者符合題意,所以A為CH3CH2OH。
答案:(1)46 (2)C2H6O (3)能 C2H6O
(4)CH3CH2OH
有機化合物分子式確定的規(guī)律方法
(1)熟悉最簡式相同的常見有機化合物
最簡式
對應物質
CH
乙炔(C2H2)、苯(C6H6)、苯乙烯(C8H8)
CH2
烯烴和環(huán)烷烴
CH2O
甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖
(2)熟悉相對分子質量相同的有機化合物
①同分異構體相對分子質量相同?!?
②含有n個碳原子的一元醇與含(n-1)個碳原子的同類型羧酸和酯相對分子質量相同。
③含有n個碳原子的烷烴與含(n-1)個碳原子的飽和一元醛(或酮)相對分子質量相同。
(3)“商余法”推斷烴的分子式
設烴的相對分子質量為Mr
的余數(shù)為0或碳原子數(shù)大于等于氫原子數(shù)時,將碳原子數(shù)依次減少一個,每減少一個碳原子即增加12個氫原子。
1.對有機物名稱的考查
(1)[2017·高考全國卷Ⅰ,36(1)] 的化學名稱是________。
(2)[2016·高考全國卷Ⅲ,38(1)] 的化學名稱為________。
(3)[2016·高考全國卷Ⅰ,38(4)]HOOC(CH2)4COOH的化學名稱是________。
(4)[2016·高考全國卷Ⅱ,38(1)]CH3COCH3的化學名稱為________。
答案:(1)苯甲醛 (2)苯乙炔 (3)己二酸(或1,6-己二酸) (4)丙酮
2.對官能團名稱的考查
(1)[2018·高考全國卷Ⅱ,36(2)]
CH2OH(CHOH)4CH2OH中含有的官能團的名稱為________?!?br />
(2)(2018·高考天津卷) 中官能團的名稱為________。
(3)(2018·高考江蘇卷) 中的官能團名稱為________________。
(4)(2017·高考天津卷) 中含氧官能團的名稱為________。
答案:(1)羥基 (2)碳碳雙鍵、酯基 (3)碳碳雙鍵、羰基 (4)羧基
3.對有機物同分異構體數(shù)目和書寫的考查
(1)[2018·高考全國卷Ⅱ,36(6)]F是B
()的同分異構體。7.30 g的F與足量飽和碳酸氫鈉反應可釋放出2.24 L二氧化碳(標準狀況),F(xiàn)的可能結構共有________種(不考慮立體異構)。
(2)[2018·高考全國卷Ⅲ,36(7)]X與D
(CH3CH2OOCCH2—C≡CH)互為同分異構體,且具有完全相同的官能團。X的核磁共振氫譜顯示三種不同化學環(huán)境的氫,其峰面積之比為3∶3∶2。寫出3種符合上述條件的X的結構簡式:_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)9
(2)CH3COOCH2C≡CCH3、CH3CH2COOC≡CCH3、CH3COOC≡CCH2CH3、CH3C≡CCOOCH2CH3、CH3C≡CCH2COOCH3、CH3CH2C≡CCOOCH3(任寫3種)
一、選擇題
1.下列物質的類別與所含官能團都正確的是( )
解析:選B。A屬于醇類;C屬于酯類,官能團為;D屬于醚類。
2.(2020·赤峰考試)下列有機物的命名正確的是( )
A.CH3CH(OH)CH(CH3)2 3-甲基-2-丁醇
B.3-甲基-2-丁烯
C.加氫后得到2-乙基丁烷
D. 1,3,4-三甲苯
解析:選A。CH3CH(OH)CH(CH3)2的名稱為3-甲基-2-丁醇,A項正確;的名稱為2-甲基-2-丁烯,B項錯誤;應選最長的碳鏈作為主鏈,加氫后得到3-甲基戊烷,C項錯誤;的名稱為1,2,4-三甲苯,D項錯誤。
3.下列有關分子結構的敘述中,正確的是( )
A.除苯環(huán)外的其余碳原子有可能都在一條直線上
B.所有原子有可能都在同一平面上
C.12個碳原子不可能都在同一平面上
D.12個碳原子有可能都在同一平面上
解析:選D。本題主要考查苯環(huán)、碳碳雙鍵、碳碳三鍵的空間結構。按照結構特點,其空間結構可簡單表示為下圖所示:
由圖可以看到,直線l一定在平面N中,甲基上3個氫原子只有一個可能在這個平面內;—CHF2基團中的兩個氟原子和一個氫原子,最多只有一個在碳碳雙鍵決定的平面M中;平面M和平面N一定共用兩個碳原子,可以通過旋轉碳碳單鍵,使兩平面重合,此時仍有—CHF2中的兩個原子和—CH3中的兩個氫原子不在這個平面內。要使苯環(huán)外的碳原子共直線,必須雙鍵部分鍵角為180°,但烯烴中鍵角為120°,所以苯環(huán)以外的碳原子不可能共直線。
4.(2020·邛崍高埂中學月考)某有機物的結構式(鍵線式)及球棍模型如下:
該有機物分子的核磁共振氫譜如下:
下列關于該有機物的敘述正確的是( )
A.該有機物不同化學環(huán)境的氫原子有8種
B.該有機物屬于芳香族化合物
C.鍵線式中的Et代表的基團為—CH3
D.該有機物的分子式為C9H10O4
解析:選A。根據該有機物的核磁共振氫譜及球棍模型判斷,不同化學環(huán)境的H原子有8種,A正確;該有機物分子中不含苯環(huán),所以不屬于芳香族化合物,B錯誤;根據該有機物的球棍模型判斷Et為乙基,C錯誤;根據球棍模型可知,該有機物的分子式是C9H12O4,D錯誤。
5.(2020·滄州質量監(jiān)測)下列關于有機化合物的說法正確的是( )
A.有機物的名稱是2,3,5,5-四甲基-4-乙基己烷
B.分子式為C9H12,在苯環(huán)上同時存在3個—CH3的同分異構體有2種
C.有機物中可能共面的原子數(shù)最多有17個
D.乙醛和丙烯醛()不是同系物,分別與足量H2反應后的產物也不是同系物
解析:選C。按系統(tǒng)命名法,選擇含有碳原子最多的碳鏈為主鏈,從靠近最簡單支鏈的一端給主鏈編號,該有機物的名稱是2,2,4,5-四甲基-3-乙基己烷,故A項錯誤;分子式為C9H12,在苯環(huán)上同時存在3個—CH3的同分異構體有3種,故B項錯誤;該有機物的結構可表示為,其中苯環(huán)、碳碳雙鍵為平面結構,碳碳單鍵可以旋轉,所以通過旋轉連接苯環(huán)和碳碳雙鍵的碳碳單鍵,可以使得苯環(huán)和碳碳雙鍵在同一個平面,通過旋轉甲基與雙鍵碳形成的碳碳單鍵,可以使得甲基上的一個氫原子與碳碳雙鍵在同一個平面,故最多有17個原子共面,故C項正確;乙醛是飽和一元醛,丙烯醛是不飽和一元醛,二者不是同系物,催化加氫后都生成飽和一元醇,產物是同系物,故D項錯誤。
6.下列說法正確的是( )
A.分子式為C3H6O2的有機物在酸性條件下可水解為酸和醇,若不考慮立體異構,這些醇和酸重新組合可形成的酯共有5種
B.四聯(lián)苯的一氯代物有4種
C.與具有相同官能團的同分異構體的結構簡式為CH2===CHCH2COOH、CH3CH===CHCOOH
D.興奮劑乙基雌烯醇不可能有屬于芳香族化合物的同分異構體
解析:選C。分子式為C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3,水解得到的醇分別是C2H5OH、CH3OH,得到的酸分別是HCOOH、CH3COOH,C2H5OH、CH3OH與HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4種,A項錯誤;四聯(lián)苯是具有兩條對稱軸的物質,即,有5種不同化學環(huán)境的氫原子,故有5種一氯代物,B項錯誤;中有和—COOH兩種官能團,由于官能團不變,只將官能團的位置移動即可得其同分異構體:CH2===CHCH2COOH、CH3CH===CHCOOH,C項正確;該有機物含有4個環(huán)和1個碳碳雙鍵,不飽和度為5,苯環(huán)的不飽和度為4,所以其有屬于芳香族化合物的同分異構體,D項錯誤。
7.有關下列4種有機物的說法正確的是( )
A.甲的名稱為反-2-丁烯
B.乙分子中所有碳原子一定處于同一平面上
C.丙既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色
D.丁的二氯代物有3種(不考慮立體異構)
解析:選C。甲的名稱為順-2-丁烯,A項錯誤;可看成乙烯中的氫原子均被苯基取代,具有乙烯的結構特點,碳碳單鍵可以旋轉,因此所有碳原子可能不處于同一平面上,B項錯誤;由丙的球棍模型可知,丙分子中含2個碳碳雙鍵,既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色,C項正確;丁的二氯代物有鄰位、對位、氮間位和硼間位4種,D項錯誤。
8.(新題預測)納米分子機器日益受到關注,機器的“車輪”常用組件如下,下列說法正確的是( )
A.①③均能發(fā)生加成反應
B.①④互為同分異構體
C.①②③④均屬于烴
D.①②③④的一氯代物均只有一種
解析:選A。①中含有苯環(huán),能與氫氣加成,③中含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加成反應,A項正確;①④分子中含有的碳原子數(shù)不同,分子式不同,二者不互為同分異構體,B項錯誤;③中只含有碳原子,不屬于烴,C項錯誤;①②④分子中含有的氫原子均不止一種,其一氯代物均不止一種,③中無氫原子,無一氯代物,D項錯誤。
二、非選擇題
9.(教材改編題)按要求回答下列問題:
(1) 的系統(tǒng)命名為_____________________________________。
(2)3-甲基-2-戊烯的結構簡式為__________________________________________。
(3) 的分子式為__________。
(4)某烴的分子式為C4H4,它是合成橡膠的中間體,有多種同分異構體。
①試寫出它的一種鏈式結構的同分異構體的結構簡式:____________________。
②它有一種同分異構體,每個碳原子均只形成單鍵,且碳碳鍵間的夾角相同,該分子中碳原子形成的空間構型為________形。
(5)化合物A是合成天然橡膠的單體,分子式為C5H8。A的結構簡式為_______________,化學名稱是________________。
(6) 的同分異構體中,既能發(fā)生銀鏡反應,又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應的共有________種,其中核磁共振氫譜為5組峰,且峰面積之比為2∶2∶2∶1∶1的為__________________________________________(寫結構簡式)。
(7)分子式為C9H10O2的有機物有多種同分異構體,滿足下列條件的同分異構體有________種,寫出其中任意一種同分異構體的結構簡式:________________________。
①含有苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個取代基;②分子結構中含有甲基;③能發(fā)生水解反應。
答案:(1)2,3-二甲基丁烷
10.電爐加熱時用純O2氧化管內樣品,根據產物的質量確定有機物的組成。下列裝置是用燃燒法確定有機物分子式常用的裝置。
(1)按氣體從左到右的流向,所選裝置各接口的正確連接順序是_________________。
(2)C裝置中濃硫酸的作用是___________________________________________。
(3)D裝置中MnO2的作用是________________________________________。
(4)燃燒管中CuO的作用是______________________________________________。
(5)若實驗中所取樣品只含C、H、O三種元素中的兩種或三種,準確稱取0.92 g樣品,經充分反應后,A管質量增加1.76 g,B管質量增加1.08 g,則該樣品的實驗式為_________。
解析:(5)A管增加的質量1.76 g為CO2的質量,n(CO2)==0.04 mol,B管增加的質量1.08 g為H2O的質量,則n(H2O)==0.06 mol,n(H)=0.12 mol,根據質量守恒可知,樣品中含n(O)==0.02 mol,則樣品中n (C)∶n (H)∶n (O)=0.04 mol∶0.12 mol∶0.02 mol=2∶6∶1,則該樣品的實驗式為C2H6O。
答案:(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)
(2)干燥O2 (3)催化劑,加快O2的生成
(4)使有機物充分氧化生成CO2和H2O
(5)C2H6O
11.由苯乙烯經下列反應可制得F、K兩種高分子化合物,它們都是常用的塑料。
(1)J中所含官能團的名稱為____________。
(2)聚合物F的結構簡式是____________;I的分子式是____________。
(3)E轉化為G的化學方程式是__________________________________________;反應類型屬于______________。
(4)在一定條件下,兩分子J能脫去兩分子水形成一種六元環(huán)狀化合物,寫出該化合物的結構簡式:________________________。
(5)寫出J的一種符合下列條件的同分異構體X的結構簡式:____________。
①1 mol X可以與3 mol NaOH反應;
②X分子中核磁共振氫譜有4種峰。
解析:(1)由K的結構簡式可判斷J中含有羥基和羧基。
(2)F為苯乙烯的加聚產物,苯環(huán)做支鏈,I為含羰基的羧酸,分子式為C8H6O3。
(3)E到G為鹵代烴的水解反應,反應試劑及條件為NaOH的水溶液、加熱,羥基取代了溴原子。
(4)J中含有一個羧基和一個羥基,兩分子J通過形成兩個酯基成環(huán)酯。
(5)由①知X中含有一個酚羥基,另一個為酯基,是由酚與羧酸形成的,即含—OH、—OOCCH3,由②知兩個取代基處于對位。
答案:(1)羥基、羧基
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