提升训练14 有机物的组成与结构1.(2022·全国卷1改编)化合物(b)、(d)、(p)的分子式均为C6H6,下列说法正确的是( )A.b的同分异构体只有d和p两种B.b、d、p的二氯代物均只有三种C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应D.b的所有原子处于同一平面2.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下,其密度为1.16g·L-1,则关于此混合物组成的说法正确的是( )A.一定是甲烷与乙烷的混合物B.可能是甲烷与丙烷的混合物C.一定含有乙烷D.可能是甲烷与己烷的混合物 3.分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)( )A.3种B.4种C.5种D.6种4.下列说法正确的是( )A.的一溴代物和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)B.CH3CHCHCH3分子中的四个碳原子一定在同一直线上C.按系统命名法,化合物的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷D.与都是α-氨基酸且互为同系物5.靛青是一种染料,利用元素分析仪分析其样品,发现它只含碳、氢、氧、氮四种元素,四种元素的质量分数分别如下:碳为73.3%、氢为3.8%、氮为10.7%、氧为12.2%,则靛青的最简式为( )A.C8H5NOB.C2H2NOC.C4H6NOD.C7H8NO6.分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构)( )A.3种B.4种C.5种D.6种7.某有机物CxHmOn完全燃烧时需要氧气的物质的量是该有机物的x倍,则其化学式中x、m、n的关系不可能的是( )A.m>2x+2B.m=2x+28\nC.x∶m∶n=1∶2∶1D.m∶n=2∶18.下列关于有机化合物的说法正确的是( )A.以淀粉为原料可以制取乙酸乙酯B.油脂的皂化反应属于加成反应C.乙醇与甘油互为同系物D.分子式为C3H6Cl2的同分异构体有5种(不考虑立体异构)9.25℃和101kPa时,乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32mL,与过量氧气混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,气体总体积缩小了72mL,原混合烃中乙炔的体积分数为( )A.12.5%B.25%C.50%D.75%10.下列关于有机物的说法正确的是( )A.异戊烷和2-甲基丁烷互为同系物B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上C.苯能发生氧化反应、还原反应和取代反应D.和C4H10的二氯代物数目相同11.下列说法正确的是( )A.按系统命名法的名称为2-甲基-3,5-二乙基己烷B.分子结构中,最多有7个碳原子共线C.分子式为C4H10O能与金属钠反应并能发生催化氧化的有机物有4种(不含立体异构)D.全降解塑料()可由单体环氧丙烷()和CO2加聚制得12.化合物L是一种能使人及动物的内分泌系统发生紊乱导致生育及繁殖异常的环境激素,它在一定条件下水解可生成双酚A和有机酸M。下列关于L、双酚A和M的叙述中正确的是( )化合物LA.1molL分别与足量NaOH和H2反应,最多可消耗4molNaOH和10molH2B.有机酸M与硬脂酸互为同系物,双酚A与苯酚互为同系物C.与M含有相同官能团的同分异构体还有2种D.等物质的量的L、A和M与足量浓溴水发生反应,消耗Br2的物质的量之比为1∶2∶113.电炉加热时用纯O2氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。8\n(1)产生的O2按从左到右的流向,所选装置各导管的正确连接顺序是 。 (2)C装置中浓硫酸的作用是 。 (3)D装置中MnO2的作用是 。 (4)燃烧管中CuO的作用是 。 (5)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.92g样品,经充分反应后,A管质量增加1.76g,B管质量增加1.08g,则该样品的实验式为 。 (6)用质谱仪测定其相对分子质量,得如图所示的质谱图,则该有机物的相对分子质量为 。 (7)能否根据A的实验式确定A的分子式? (填“能”或“不能”),若能,则A的分子式是 (若不能,则此空不填)。 (8)该物质的1H核磁共振谱如图所示,则其结构简式为 。 14.某有机化合物A广泛存在于多种水果中。(1)经测定,A中仅含有C、H、O三种元素,67gA在空气中完全燃烧时可生成27gH2O和88gCO2,则A的实验式为 。若要确定A的分子式,还需要知道A的相对分子质量,测定物质的相对分子质量可以采用 (填“质谱”或“红外光谱”)法。经测定A的相对分子质量为134,则A的分子式为 。 (2)又知1molA与足量的NaHCO3溶液充分反应可生成标准状况下的CO244.8L,1mol8\nA与足量的Na反应可生成1.5molH2,则A中所含官能团的名称为 。 (3)若A分子中不存在甲基且有一个手性碳原子,则A的结构简式为 ,其在浓硫酸存在下加热,可以生成多种产物,请写出A发生消去反应后所得有机产物的结构简式 。 (4)A的一种同分异构体B,与A所含官能团的种类和数目均相同,且能催化氧化成醛,则B的1H核磁共振谱图中将会出现 组特征峰。 15.(2022·全国卷3改编)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:回答下列问题:(1)A的结构简式为 。 (2)③的反应试剂和反应条件分别是 ,该反应的类型是 。 (3)⑤的化学反应方程式为 。吡啶是一种有机碱,其作用是 。 (4)G的分子式为 。 (5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有 种。 (6)4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线: (其他试剂任选)。参考答案提升训练14 有机物的组成与结构1.D b的同分异构体不止两种,如,故A项错误;d的二氯化物有,故B项错误;b与p不与酸性KMnO4溶液反应,故C项错误;b为苯,所有原子都在同一平面,故D项正确。2.B 标准状况下,该混合烃的平均摩尔质量为1.16g·L-1×22.4L·mol-1≈26g·mol-18\n,即平均相对分子质量为26,相对分子质量小于26的烷烃是甲烷,甲烷的相对分子质量为16,其他烷烃的相对分子质量都大于26,所以混合物中一定有甲烷,乙烷的相对分子质量为30,可能含有乙烷,也可能不含有乙烷,故A项错误;丙烷的相对分子质量为44,可能含有丙烷,也可能不含有丙烷,故B项正确;己烷标准状况下为液态,故D项错误,故选B项。3.B 4.A 5.A6.B 分子式是C4H10O并能与金属Na发生反应放出氢气的物质是醇类,C4H10O可以看作是C4H10的分子中的一个H原子被羟基(—OH)取代,C4H10有CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3两种不同的结构,前者有2种不同环境的H原子,后者也有2种不同环境的H原子,因此符合题意的醇的种类是4种,选B。7.A 某有机物CxHmOn完全燃烧时需要氧气的物质的量是该有机物的x倍,说明有机物耗氧量取决于分子中的C原子数,则分子式应满足Cx(H2O)y,即m∶n=2∶1,由C原子的成键规律可知,饱和烷烃中N(H)=2N(C)+2,则该有机物中应满足m≤2x+2,故选A。8.A9.B 由乙烷、乙炔和丙烯燃烧的化学方程式可知,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,则:C2H6+O22CO2+3H2O ΔV 1 2 2.5C2H2+O22CO2+H2O ΔV 1 2 1.5C3H6+O23CO2+3H2O ΔV 1 3 2.5则等量的C2H6、C3H6与过量氧气反应后体积缩小的量是相同的,故可将两者看成是一种物质即可,设C2H6和C3H6一共为xmL,C2H2为ymL,则有,解得y=8mL,混合烃中乙炔的体积分数为×100%=25%。10.C11.D A项,按系统命名法该有机物的名称为2,5-二甲基-3-乙基庚烷,A项错误;B项,碳碳双键和苯环是平面形结构,碳碳叁键是直线形结构,该有机物分子结构中,最多有5个碳原子共线,B项错误;C项,分子式为C4H10O能与金属钠反应并能发生催化氧化,说明该有机物为醇类,且与羟基相连的碳原子上一定含有氢原子,则符合条件的有机物有3种(不含立体异构),C项错误,D项,根据全降解塑料的结构简式可知其可由单体环氧丙烷和CO28\n加聚制得,D项正确,答案选D项。12.C 根据结构简式可知,1molL分别与足量NaOH和H2反应,最多可消耗4molNaOH,最多可消耗8molH2,A项不正确;L水解的生成物A()中含有2个酚羟基,与苯酚不互为同系物,有机酸M为,与硬脂酸不互为同系物,B项不正确;有机酸M为,与M含有相同官能团的同分异构体分别是CH3CHCHCOOH和CH2CHCH2COOH,C项正确;等物质的量的L、A和M与足量浓溴水发生反应,消耗Br2的物质的量之比应该是2∶4∶1,D项不正确,答案选C项。13.(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)→f (2)干燥O2 (3)催化剂,加快O2的生成 (4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O (5)C2H6O (6)46 (7)能 C2H6O (8)CH3CH2OH【解析】该实验装置按照“制氧气→干燥氧气→燃烧有机物→吸收水→吸收二氧化碳”的顺序连接。实验可测知燃烧生成的二氧化碳和水的质量,根据二氧化碳的质量可求有机物中碳元素的质量,由水的质量可求得有机物中氢元素的质量,结合有机物的质量可求出其中所含氧元素的质量,由此即可确定有机物分子中有C、H、O的个数比,也就是确定了实验式,若要再进一步确定有机物的分子式,还需知道该有机物的相对分子质量。A管质量增加的1.76g为有机物与氧气反应生成的CO2的质量,n(CO2)==0.04mol,B管增加的质量1.08g为有机物与氧气反应生成的H2O的质量,则n(H2O)==0.06mol,n(H)=0.12mol,依据质量守恒可知样品中含n(O)==0.02mol,可知样品中N(C)∶N(H)∶N(O)=0.04∶0.12∶0.02=2∶6∶1,实验式为C2H6O。最简式为C2H6O,氢原子已经达到最大饱和度,分子式只能为C2H6O,根据物质的1H核磁共振谱图可知,有三种不同环境的氢原子,其结构简式为CH3CH2OH。14.(1)C4H6O5 质谱 C4H6O5 (2)羟基、羧基(3) HOOC—CHCH—COOH (4)4【解析】(1)27gH2O的物质的量为=1.5mol,含有氢原子的物质的量为3mol,88gCO2的物质的量为=2mol,则67g该有机物中含有氧元素的物质的量为=2.5mol,则A分子中C、H、O原子数之比为2∶3∶2.5=4∶8\n6∶5,A的实验式为C4H6O5。红外光谱用于测定有机物分子中含有的官能团,质谱法中的最大值为该物质的相对分子质量,可根据质谱法测定有机物的相对分子质量。A的相对分子质量为134,最简式C4H6O5的式量为134,则A的分子式为C4H6O5。(2)1molA与足量的NaHCO3溶液充分反应可生成标准状况下的CO244.8L,二氧化碳的物质的量为2mol,则A分子中含有2mol羧基;1molA与足量的Na反应可生成1.5molH2,2mol羧基与钠反应生成1mol氢气,则A分子中还含有1mol羟基,所以A分子中所含官能团的名称为羧基和羟基。(3)A的分子式为C4H6O5,若A分子中不存在甲基且有一个手性碳原子,则A分子中有1个C连接了4个不同的原子或原子团,其中含有2个羧基、1个羟基,则A的结构简式为,发生消去反应后所得有机产物的结构简式为HOOC—CHCH—COOH。(4)A的一种同分异构体B,与A所含官能团的种类和数目均相同,且能催化氧化成醛,说明羟基连接的碳原子上至少含有2个氢原子,则B的结构简式为HOOC—CH(COOH)—CH2OH,B分子中含有4种氢原子,则其1H核磁共振谱图中将会出现4种吸收峰。15.(1) (2)浓硫酸、浓硝酸,加热 取代反应(3)++HCl 防止氨基被氧化(4)C11H11O3N2F3 (5)9 (6)【解析】(1)由B的分子式可知A为,则B为三氯甲苯,C为三氟甲苯,发生硝化反应生成D,D还原生成E,E与生成F,然后发生硝化反应生成G。(2)③为三氟甲苯的硝化反应,反应条件是在浓硫酸作用下加热,与浓硝酸发生取代反应。(3)⑤的化学反应方程式为++HCl,反应中吡啶的作用是防止氨基被氧化。(4)由结构简式可知G的分子式为C11H11O3N2F3。(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则苯环有3个不同的取代基,如固定一种取代基,则对应的同分异构体的种类为10种,或者说,固定—CF3和—NO2,如—CF3和—NO2处于邻位,另一种取代基有4种位置,—CF3和—NO2处于间位,另一种取代基有4种位置,—CF3和—NO2处于对位,另一种取代基有2种位置,共10种,则除G外同分异构体H可能的结构还有9种。(6)由苯甲醚(8\n)制备4-甲氧基乙酰苯胺,可使苯甲醚先与浓硝酸发生取代反应生成,然后发生还原反应生成,最后与CH3COCl发生取代反应可生成,则合成流程为。8
