化学认识有机化合物的专项培优练习题含答案附答案.docx

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化学认识有机化合物的专项培优练习题含答案附答案

化学认识有机化合物的专项培优练习题（含答案）附答案

一、认识有机化合物练习题（含详细答案解析）

1．霉酚酸酯（MMF）是器官移植中抑制细胞增殖最常用的药物。

它能在酸性溶液中能发生如下反应：

（1）有机物（I）在铂催化下与足量的氢气发生加成反应生成物质X，X所含的官能团的名称是__________；X的结构简式为__________。

（2）有机物（II）的化学式为_______；分子中化学环境不同的氢原子共有_____种。

（3）下列关于MMF说法正确的是__________（选填字母编号）。

a.能溶于水

b.1molMMF最多能与3molNaOH完全反应

c.能发生取代反应和消去反应

d.镍催化下1molMMF最多能与6molH2发生加成反应

（4）1mol的有机物（I）在单质铜和氧气的作用下可以氧化为醛基的—OH有____mol；有机物（II）在加热和浓硫酸的条件下发生消去反应的化学方程式为_________。

【答案】羧基、羟基

C6H13O2N5b1

【解析】

【分析】

（1）有机物（I）在铂催化下与足量的H2发生加成反应生成物质X，和H2发生加成反应的是苯环和碳碳双键，根据有机物（Ⅰ）结构判断X的结构，根据X的结构判断含有的官能团。

（2）根据断键方式和原子守恒判断有机物（Ⅱ）的化学式，断键物质为酯基，根据氢原子的物质判断其种类。

（3）根据MMF的结构判断其性质，MMF中含有的官能团是酚羟基、碳碳双键、酯基，可能具有酚、酯和烯烃的性质。

（4）连有醇羟基的碳原子上有2个氢原子时，醇羟基才能发生催化氧化生成醛；醇若能发生消去反应，消去反应后生成物含有碳碳双键。

【详解】

（1）有机物（Ⅰ）在铂催化下与足量的H2发生加成反应生成物质X，能和H2发生加成反应的是苯环和碳碳双键，X的结构简式为

，可见X含有的官能团是羧基和羟基；

（2）在酸性、加热条件下，MMF能发生水解反应生成有机物（Ⅰ）和有机物（Ⅱ），断键部位是酯基，根据原子守恒判断有机物（Ⅱ），所以有机物（Ⅱ）的结构简式为

，所以该有机物的分子式为C6H13O2N；该分子中化学环境不同的氢原子共有5种；

（3）a．该有机物中含有酯基，酯类物质是不易溶于水的，a错误；

b．该有机物能和氢氧化钠反应的是酯基和酚羟基，所以1molMMF最多能与3molNaOH完全反应，b正确；

c．苯环酚羟基的邻对位上不含有氢原子，所以不能和溴水发生取代反应；该分子没有醇羟基，所以不能发生消去反应，c错误；

d．能与H2发生加成反应的有苯环和碳碳双键，所以镍催化下1molMMF最多能与4molH2发生加成反应，d错误；

故合理选项是b；

（4）该有机物分子中只有醇羟基能被催化氧化生成醛基，所以1mol的有机物（Ⅰ）在单质铜的催化下可以氧化为醛基的-OH有1mol；有机物（Ⅱ）在加热和浓硫酸的发生消去反应生成含有碳碳双键的有机物，反应方程式为

。

【点睛】

本题考查了有机物中的官能团及其结构，明确苯酚和溴发生取代反应的位置，酯基发生水解反应，根据酯化反应历程：

酸脱羟基醇脱氢，脱什么加什么补齐即可。

2．下列说法正确的是（）

A．CH4的二氯代物只有一种，此事实可说明CH4为正四面体结构

B．光照条件下，1mol甲烷和氯气完全取代需要2mol氯气

C．C6H14的同分异构体有4种

D．正戊烷和异戊烷属于同系物

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A.若甲烷是平面正方形的平面结构，甲烷的二氯代物结构有两种，甲烷的二氯代物只有一种可以证明甲烷不是平面正方形，而是正四面体结构，A项正确；

B.1molCH4含有4molH，全部被取代需要4molCl2，B项错误；

C.有5种，分别是①已烷，②2-甲基戊烷，③3-甲基戊烷，④2，2-二甲基丁烷，⑤2，3-二甲基丁烷，C项错误；

D.正戊烷与异戊烷是同分异构体，D项错误；

答案选A。

3．已知下表均为烷烃分子的化学式，且它们的一氯取代物只有一种

1

2

3

4

5

6

…

CH4

C2H6

C5H12

C8H18

C17H36

…

…

则第6项烷烃分子的化学式

A．C16H34B．C22H46C．C26H54D．C27H56

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

从烷烃的分子式分析，第三个是将甲烷中的氢原子全换成甲基得到的，第四个是将乙烷中的氢都换成甲基得到的，第五个是将第三个戊烷中的氢都换成甲基，所以第六个是将辛烷中的氢都换成甲基；

答案选C。

4．科学实验表明，在甲烷分子中，4个碳氢键是完全等同的。

下面的4个选项中错误的是（　　　　）

A．键的方向一致B．键长相等

C．键角相等D．键能相等

【答案】A

【解析】

【分析】

在甲烷分子中，4个碳氢键是完全等同的，所以键长、键角、键能均相等，分子空间构型为四面体形。

【详解】

在甲烷分子中，4个碳氢键是完全等同的，所以键长、键角、键能均相等，分子空间构型为四面体形，所以键的方向一致不一致，故A错误；

故选：

A。

5．下列物质中最简式相同，但既不是同系物，也不是同分异构体的是（）

A．CH3CH=CH2和

B．乙炔和苯

C．

和

D．葡萄糖与果糖

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．CH3CH=CH2和

的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故A不符合题意；

B．乙炔和苯的最简式相同都为CH，分子式不同，结构不相似，分子组成也不是相差n个CH2原子团，即两者既不是同系物，也不是同分异构体，故B符合题意；

C．

和

的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故C不符合题意；

D．葡萄糖与果糖的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D不符合题意；

故答案为B。

6．下列说法正确的是

A．分子式C8H10的苯的同系物共有3种结构

B．

与

互为同系物

C．三联苯（

）的一氯代物有4种

D．立方烷（

）经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有3种

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】

A.分子式为C8H10的苯的同系物，侧链为乙基或两个甲基，两个甲基有邻、间、对三种位置，则符合条件的同分异构体有乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯，共4种，故A错误；

B..

官能团为醇羟基，

官能团为酚羟基，官能团不同，不属于同系物，故B错误；

C.三联苯中有4种氢原子如图

，所以一氯代物有4种，故C正确；

D.立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，两个H原子可能是相邻、同一面的对角线顶点上、通过体心的对角线顶点上，所以其可能的结构有3种，故D正确；

故答案选：

CD。

7．如图表示4个碳原子相互结合的方式。

小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。

（1）题图中互为同分异构体的是：

A与_____；B与_____；D与_____。

（填字母，下同）

（2）题图中与甲烷互为同系物的是_____，与乙烯互为同系物的是______。

（3）写出F、G、H的结构简式。

F：

_______；G：

__________；H：

________。

【答案】CEFHGA、CB、E、FCH2=C（CH3）CH3CH3CH2C≡CH

【解析】

【分析】

A的结构简式为CH3CH2CH2CH3，化学式为C4H10；B的结构简式为CH3CH=CHCH3，化学式为C4H8；C的结构简式为CH3CH（CH3）CH3，化学式为C4H10；D的结构简式为CH3C≡CCH3，分子式为C4H6；E的结构简式为CH3CH2CH=CH2，化学式为C4H8；F的结构简式为CH2=C（CH3）CH3，化学式为C4H8；G的结构简式为CH3CH2C≡CH，化学式为C4H6；H的结构简式为

，化学式为C4H8。

【详解】

（1）A与C、B与EFH、D与G的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，

故答案为：

C；EFH； G；

（2）只有A、C中碳原子和其他原子以共价单键结合，属于烷烃，属于甲烷同系物；B、E、F中只含有一个碳碳双键且为链状结构，属于乙烯的同系物，故答案为：

A、C；B、E、F；

（3）F的结构简式为CH2=C（CH3）CH3，G的结构简式为CH3CH2C≡CH，H的结构简式为

，故答案为：

CH2=C（CH3）CH3；CH3CH2C≡CH；

。

8．PCT是一种新型聚酯材料，下图是某研究小组合成PCT的路线

其中A的分子式为

请回答下列问题：

（1）由D生成E的化学方程式为____________________________；

（2）由B生成C的反应类型是________，由E生成F的反应类型是________。

（3）由F和B发生缩聚反应的化学方程式为____________________________。

（4）B的同分异构体中，能发生解反应，且苯环上一氯代产物只有一种的是______________（写结构简式）

【答案】

+2NaOH

+2NaCl酯化反应（取代反应）加成反应

【解析】

【分析】

A的不饱和度为

=4，由PCT的结构，结合A转化生成F及C，可知A中含有苯环，侧链为2个甲基处于对位，A为

，A与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应生成D，D在氢氧化钠水溶液是发生取代反应，生成E，由E的分子式结合PTC的结构可知，A中每个甲基发生一元取代生成D，D为

，D在氢氧化钠水溶液是发生取代反应生成E，E为

；E与氢气发生加成反应生成F，F为

，由PTC的结构可知，A→B是对二甲苯被酸性高锰酸钾氧化成对苯二甲酸，B→C是对苯二甲酸与甲醇酯化反应生成对苯二甲酸甲酯，对苯二甲酸甲酯和

交换后缩聚形成PTC与甲醇。

【详解】

（1）D为

，在在氢氧化钠水溶液是发生取代反应生成的E为

，发生反应的化学方程式为

+2NaOH

+2NaCl；

（2）B→C是对苯二甲酸与甲醇酯化反应生成对苯二甲酸甲酯，E→F是

与氢气发生加成反应生成

；

（3）B为对苯二甲酸，F为

，两者发生缩聚反应生成聚合酯的化学方程式为

；

（4）对苯二甲酸的同分异构体能发生水解反应，含有酯基，且苯环上一氯代产物只有一种，苯环上只有1种H原子，含有2个-CHO，处于对位位置，则符合条件的结构简式为

。

9．15克有机物A完全燃烧只生成22克CO2和9克H2O。

试求：

（1）该有机物的最简式___。

（2）符合该最简式的A物质有多种，则它们之间的关系___（填序号）

A．一定互为同系物

B．一定互为同分异构体

C．等质量的它们完全燃烧耗氧量相同

D．等物质的量的它们完全燃烧耗氧量相同

（3）若A的相对质量为90，且两分子A能反应形成六元环状酯，则A的结构简式为___。

【答案】CH2OCCH3CH（OH）COOH

【解析】

【分析】

（1）根据质量守恒可知，生成的22g二氧化碳中C元素质量即为化合物中所含C元素质量、生成的9g水中H元素质量即为化合物中所含H元素质量，A的质量与C、H两种元素质量和的差为氧元素的质量，然后求出各自的物质的量，由碳、氢、氧元素的物质的量之比可推测实验式（最简式）；

（2）A．结构相似，分子组成上相差1个或者若干个原子团的化合物互称为同系物；

B．有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；

C．最简式相同，质量相等，所含C、H、O质量相同，完全燃烧耗氧量相同；

D．最简式相同，分子式不一定相同，等物质的量，完全燃烧耗氧量不一定相同；

（3）若A的相对质量为90，结合最简式写出其分子式，再结合两分子A能反应形成六元环状酯，满足条件的A的结构简式。

【详解】

（1）根据质量守恒定律得：

15gA化合物中所含C元素质量为：

22g×

=6g，所含H元素质量为：

9g×

=1g，所含O元素质量为：

15g-6g-1g=8g，n（C）:

n（H）:

n（O）=

:

:

=1:

2:

1，所以化合物的实验式（最简式）是CH2O；

（2）A．最简式相同，不一定是同系物，如甲醛与乙酸，故A错误；

B．最简式相同，不一定是同分异构体，如甲醛与乙酸，故B错误；

C．最简式相同，质量相等，所含C、H、O质量相同，则完全燃烧耗氧量相同，故C正确；

D．最简式相同，分子式不一定相同，则等物质的量，完全燃烧耗氧量不一定相同，如1mol的甲醛与1mol的乙酸，完全燃烧消耗氧气不等，故D错误；

故答案为C；

（3）若A的相对质量为90，最简式CH2O的式量为30，则A的分子式为C3H6O3，两分子A能反应形成六元环状酯，说明A中含有羧基和醇羟基，则满足条件的A的结构简式为CH3CH（OH）COOH。

10．取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g。

请计算：

（1）碱石灰吸收后所剩气体的体积（标准状况下）；

（2）原混合气体中CH4与O2的体积比。

【答案】

（1）336mL；

（2）1：

4。

【解析】

【分析】

【详解】

（1）CH4+2O2→CO2+2H2O，1molCH4完全燃烧得到的CO2和H2O共80g，原混合气体中n（CH4）=0.6/80mol=0.0075mol，CH4体积为0.0075×22.4L=0.168L，即168mL，剩余气体体积为840mL-168mL×3=336mL；

（2）V（CH4）∶V（O2）=168mL∶（840-168）mL=1∶4。

11．根据下图所示的实验，回答问题：

（1）装置A中的实验现象是____________________装置B中的实验现象是____

（2）根据上述实验，你能得出的结论是________________________________

（3）写出上述实验A中反应的化学方程式：

____________________________________________________；

____________________________________________________；

___________________________________________________；

______________________________________________________。

（4）上述反应的反应类型是________________________

【答案】装置A中：

①试管内气体颜色逐渐变浅②试管内壁有油状液滴出现③试管中有少量白雾④试管内液面上升⑤水槽中有固体析出装置B中无明显现象甲烷与氯气在光照时才能发生化学反应CH4＋Cl2

CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2

CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2

CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2

CCl4＋HCl取代反应

【解析】

【分析】

（1）根据甲烷与氯气的反应实验条件和产物性质，分析判断实验现象；

（2）根据甲烷与氯气在不同条件下的实验现象推断结论；

（3）利用甲烷取代反应特点书写反应方程式；

（4）根据上述反应的特点判断反应类型；

【详解】

（1）装置A中是甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应，所以装置A中的实验现象为①试管内气体颜色逐渐变浅，因为氯气被反应掉了②试管内壁有油状液滴出现，因为有四氯化碳的产生③试管中有少量白雾；产生的氯化氢与水面上的小水滴结合④试管内液面上升，试管内的产生的氯化氢会溶解在水中试管中的气压减小⑤水槽中有固体析出，因为产生的HCl溶于水使氯离子的浓度升高所以会有氯化钠晶体析出；装置B中的试管用黑色纸套套住无法进行反应，所以实验现象为装置B中无明显现象；

（2）根据上述实验现象，可以得出结论甲烷与氯气在光照时才能发生化学反应；

（3）上述实验A中反应的化学方程式：

CH4＋Cl2

CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2

CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2

CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2

CCl4＋HCl；

（4）上述反应的反应类型是取代反应；

12．利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。

某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如下图所示：

（1）A中制取C12反应的化学方程式是_____________________________。

（2）D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是_________________________。

（3）E装置的作用是______________（填序号）。

A．收集气体B．吸收氯气C．吸收氯化氢

（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是______________。

（5）将lmolCH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是______________。

【答案】MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O除去Cl2C分液2.5mol

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在A中浓盐酸与MnO2在加热时发生反应制取C12，反应的化学方程式是MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）A中制取的氯气中含有水蒸气，可以用浓硫酸来除去，B中浓硫酸的作用是干燥气体、使气体混合均匀、通过观察气泡来控制气体的混合比例；在C装置中氯气与甲烷发生取代反应；在装置D中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是除去未反应的Cl2；

（3）装置E用来吸收产生的HCl获得盐酸，为了防止倒吸现象的发生，安装了一个倒扣的漏斗，因此E的作用是C。

（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，由于有机物都难溶于水，是互不相溶的两层液体物质，所以从E中分离出盐酸的最佳方法是分液；

（5）将lmolCH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，根据C守恒，每一种氯代甲烷的物质的量都是0.25mol，根据取代反应的特点，消耗的氯气的物质的量是0.25mol×1+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。

13．把1molCH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：

（1）片刻后试管中的现象为：

①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现_________________________、③试管内__________________、____________________。

（2）在反应结束后，试管内的产物最多的是___________，空间构型呈正四面体的产物为___________。

（3）若

（2）中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为________mol。

（4）与CH4相邻同系物的结构简式为_______________该同系物与Cl2发生一氯取代反应的化学方程式为__________________________。

【答案】油状液滴出现白雾液面上升HClCCl42.5CH3CH3或CH3-CH3

【解析】

【分析】

对甲烷与氯气反应实验现象的理解，取代反应实质是一个原子（或原子团）代替另外一个原子（或原子团）。

【详解】

把1molCH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，

⑴片刻后试管中的现象为：

氯气和甲烷在光照条件下发生反应，颜色逐渐变浅，试管内出现白雾，试管壁上出现油状液体，试管内液面上升，

故答案为油状液滴；出现白雾；液面上升；

⑵甲烷和氯气是一系列的反应，每一步反应都生成HCl，因此试管内的产物最多的是HCl，空间构型呈四面体有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，但呈正四面体的产物为四氯化碳，

故答案为HCl；CCl4；

⑶若⑵中生成的四种有机产物的物质的量相同即一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳各0.25mol，根据反应方程式分析每取代一个氢原子消耗一个氯气，取代1mol氢原子，消耗1mol氯气，因此0.25mol×（1+2+3+4）=2.5mol，则反应消耗的Cl2的物质的量为2.5mol，

故答案为2.5；

⑷与CH4相邻同系物为乙烷，其结构简式为CH3CH3或CH3—CH3，该同系物与Cl2发生一氯取代反应的化学方程式为CH3CH3+Cl2

CH3CH2Cl+HCl。

故答案为CH3CH3或CH3—CH3；CH3CH3+Cl2

CH3CH2Cl+HCl。

14．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。

某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：

试回答下列问题：

（1）请写出C装置中生成CH3Cl的化学反应方程式：

___。

有人认为E中有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发生了取代反应，你认为他的看法___（填“正确”或“不正确”）

（2）B装置有三种功能：

①控制气流速度；②_______________；③__________________

（3）一段时间后发现D装置中的棉花由白色变为蓝色，则棉花上可能预先滴有___溶液。

（4）E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为___（填字母）

A．分液法B．蒸馏法C．结晶法

（5）将1molCH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为___，生成HCl的物质的量共为___

【答案】CH4+Cl2

CH3Cl+HCl正确干燥气体均匀混合气体淀粉－KIA3mol3mol

【解析】

【分析】

实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下发生反应生成Cl2，Cl2经干燥后和CH4在光照条件下发生取代反应，生成多种氯代烃和HCl，最后生成的HCl溶于水生成盐酸，与有机物可用分液的方法分离。

【详解】

（1）甲烷可以和氯气发生取代反应，产物为HCl和CH3Cl，反应方程式为CH4+Cl2

CH3Cl+HCl。

E中有HCl产生并不能说明甲烷和氯气发生了取代反应，因为利用MnO2和浓盐酸制备的Cl2中也会有HCl，也会到达E中，因此他的看法正确；

（2）浓硫酸可以干燥氯气和氯化氢；也可以均匀混合甲烷和氯气；

（3）氯气具有氧化性，KI中碘离子能被氯气氧化生成碘单质，碘遇淀粉会变蓝色，所以棉花上可能预先滴淀粉－KI溶液；

（4）最后生成的HCl溶于水生成盐酸，与有机物互不相溶，可用分液的方法分离，答案选A；

（5）根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，根据碳守恒，假设CH3Cl的物质的量是xmol，则有x+x+0.1＋x＋0.2＋x＋0.3=1，可得x=0.1mol，则它们的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol。

在取代反应中，取代1molH消耗1molCl2，生成1molHCl,则消耗氯气的物质的量为0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3mol，生成HCl的物质的量共为3mol。

15．有机物种类繁多，结构复杂。

（1）下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中甲烷的球棍模型是__（