人教版高中化学选修五第一章 认识有机化合物.docx
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人教版高中化学选修五第一章认识有机化合物
第一章认识有机化合物
一、单选题
1.对物质的空间结构的下列说法不正确的是( )
A.具有4原子共线的可能含碳碳三键
B.具有4原子共面一定含醛基
C.具有6原子共面的可能含碳碳双键
D.具有12原子共面的可能含苯环
2.下列化学用语不正确的是( )
A.三氯甲烷的分子式CHC13
B.苯分子的模型示意图:
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.甲烷的实验式CH4
3.某药物分子结构简式如图所示,下列关于该物质的说法不正确的是( )
A.分子式为C21H20O3Cl2
B.醚键上的氧原子至少与另外11个原子共面
C.该有机物最多与6molH2加成
D.在一定条件下可发生加成.取代.氧化反应
4.某有机化合物,只含碳、氢二种元素,相对分子质量为56,完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O.它可能的结构共有(需考虑顺反异构)( )
A.3种
B.4种
C.5种
D.6种
5.如图
是立方烷的键线式结构,下列有关说法不正确的是( )
A.它和苯的最简式相同
B.它属于芳香烃
C.它只有两种化学键
D.它与苯乙烯(C6H5—CH==CH2)具有相同的分子式
6.己烯雌酚是一种激素类药物,结构如图所示,下列有关叙述中正确的是( )
A.该有机物易溶于水
B.可以与Na2CO3生成2molCO2
C.该分子对称性好,所以没有顺反异构
D.该有机物分子中,最多可能有18个碳原子共平面
7.据下列叙述回答问题。
立方烷(C8H8)、棱晶烷(C6H6)是近年来运用有机合成的方法制备的,具有如下图所示立体结构的环状有机物。
萜类化合物是广泛存在于动植物体内的一类有机物(例如盆烯、月桂烯、柠檬烯等)。
对上述有机物的下列说法中正确的是( )
①盆烯、月桂烯、柠檬烯都能使溴水褪色
②棱晶烷、盆烯与苯互为同分异构体
③月桂烯、柠檬烯互为同分异构体
④立方烷、棱晶烷是环烷烃的同系物
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
8.某有机物的核磁共振氢谱图如下,该物质可能是( )
A.乙酸B.苯酚C.丙醇D.乙酸乙酯
9.草药莪术根茎中含有一种色素,它的结构简式为:
用它制成的试纸可以检验溶液的酸碱性。
能够跟1mol该化合物起反应的Br2(水溶液)或H2的最大用量分别是()
A.3mol,3mol
B.3mol,5mol
C.6mol,8mol
D.6mol,10mol
10.下列烯烃中存在顺反异构体的是( )
A.丙烯
B.1-丁烯
C.1-戊烯
D.2-甲基-2-丁烯
11.分子里碳原子数不超过10的所有烷烃中,一卤代物只有一种的烷烃共有( )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
12.某有机物的结构简式如图所示,下列说法正确的是( )
A.1mol该物质可以和4molNaOH反应
B.分子中含有六种官能团
C.可发生加成反应、中和反应、水解反应、酯化反应、氧化反应和消去反应
D.在水溶液中该有机物中的羟基和羧基均能电离出氢离子
13.下列说法正确的是( )
A.羟基跟链烃基直接相连的化合物属于醇类
B.含有羟基的化合物属于醇类
C.酚类和醇类具有相同的官能团,因而具有相同的化学性质
D.分子内含有苯
环和羟基的化合物都属于酚类
14.下列烷烃的命名正确的是( )
A.2,4-二乙基戊烷
B.4-甲基-3-乙基已烷
C.2-甲基-3-丙基戊烷
D.2,3,3-三甲基戊烷
15.下列说法正确的是( )
A.分子中含有苯环和羟基的化合物一定是酚类
B.醇类和酚类具有相同的官能团,因而具有相同的化学性质
C.含有羟基的化合物一定属于醇类
D.分子中含有链烃基和羟基直接相连的化合物一定是醇类
二、双选题
16.(多选)某药物分子结构简式如下图所示,下列关于该物质的说法正确的是( )
A.分子式为C21H22O3Cl2
B.醚键上的氧原子至少与另外11个原子共面
C.分子中不存在手性碳原子
D.在一定条件下可发生加成.取代.氧化反应
17.(多选)下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为3:
1的有( )
A.乙酸异丙酯
B.乙酸叔丁酯
C.对二甲苯
D.均三甲苯
18.(多选)芬必得是一种性能优良,使用广泛得解热、镇痛、抗炎症得长效缓释药物,其主要成分的结构简式如图对芬必得的叙述不正确的是( )
A.芬必得含有羟基,属于醇类,极易溶于水中
B.芬必得在一定条件下可以与甲醇发生酯化反应
C.芬必得应当在饭后服用,以免刺激肠胃
D.芬必得含有苯环结构,属于苯的同系物
19.(多选)下列关于同系物的说法不正确的是()
A.结构相似,分子组成相差一个CH2原子团的有机物一定属于同系物
B.相对分子质量相差14的有机物一定属于同系物
C.互为同系物的有机物也一定互为同分异构体
D.同系物的相对分子质量一定不同
三、填空题
20.今有三种化合物结构如下:
(1)请写出丙中含氧官能团的名称:
_____________________;
(2)请判断上述哪些化合物互为同分异构体:
___________________________。
21.某烃A的分子量为56,应用红外光谱测知分子中含有1个碳碳双键,应用核磁共振氢谱法检测显示只有二种类型的氢原子,写出A的分子式_______,结构简式_____,用系统命名法命名是_____;在A的同系物中分子量最小的烃的结构简式是_____。
22.
(1)系统命名:
______________________________;
(2)与H2加成生成2,5-二甲基己烷的炔烃的结构简式_____________________________。
23.写出C4H8的烯烃同分异构(包括顺反异构),并命名_______________________________________________________________________。
24.
(1)曲酸是一种非常有潜力的食品添加剂,经测定曲酸的分子式为C6H6O4,结构简式为
,其所含有的官能团有(写结构简式)。
(2)L多巴用于帕金森综合症的治疗,其结构简式为
。
这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学和医学奖的研究成果。
L多巴分子中所含的官能团的名称是。
四、实验题
25.如图是用于简单有机化合物的制备、分离、提纯常见的简易装置。
请根据该装置回答下列问题:
(1)若用C3H8O(醇)与乙酸反应生成酯类化合物,则在烧瓶A中加入C3H8O(醇)与乙酸外,还应加入的试剂是___________,试管B中应加入____________,饱和碳酸钠溶液虚线框中的导管作用是______________
(2)分子式为C3H8O的有机物在一定条件下脱水生成的有机物可能有________种;
(3)若用该装置分离乙酸和1-丙醇,则在烧瓶A中加入1-丙醇与乙酸外,还应先加入适量的试剂____(填化学式),加热到一定温度,试管B中收集到的是(填写结构简式)_____,
冷却后,再向烧瓶中加入试剂______(填名称),再加热到一定温度,试管B中收集到的是_____(填写分子式)。
26.已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。
为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比,可将气态燃料放入足量的O2中燃烧,并使产生的气体全部通过如图所示装置中,得到如表中所列的实验结果(假设产生的气体完全被吸收)。
根据实验数据求:
(1)实验完毕后,生成物中水的质量为g。
假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为g。
(2)生成的水中氢元素的质量为g。
(3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为g。
(4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为。
(5)已知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子,则该燃料的分子式为,结构简式为。
27.对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到。
实验室可利用如图实验装置合成对氨基苯磺酸。
实验步骤如下:
①在一个250mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石,将三颈烧瓶放入冷水中冷却,小心地加入18mL浓硫酸。
②将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5h。
③将反应液冷却至约50℃后,倒入盛有100mL冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使晶体析出,抽滤,用少量冷水洗涤,得到的晶体是对氨基苯磺酸粗产品。
④将粗产品用沸水溶解,冷却结晶(若溶液颜色过深,可用活性炭脱色),抽滤,收集产品,晾干。
(说明:
100mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08g,在100℃时可溶解6.67g)
试回答填空。
(1)装置中冷凝管的作用是。
(2)步骤②中采用油浴加热,下列说法正确的是(填序号)。
A.用油浴加热的好处是反应物受热均匀,便于控制温度
B.此处也可以改用水浴加热
C.实验装置中的温度计可以改变位置,也可使其水银球浸入在油中
(3)步骤③用少量冷水洗涤晶体的好处是。
(4)步骤④中有时需要将“粗产品用沸水溶解,冷却结晶,抽滤”的操作进行多次,其目的是。
每次抽滤后均应将母液收集起来,进行适当处理,其目的是。
五、推断题
28.现有2.3g某有机物A完全燃烧后,生成0.1molCO2和2.7gH2O,测得该化合物的蒸汽与空气的相对密度是1.586,(已知空气的相对密度为29);
(1)求该有机物的分子式;
(2)若该有机物是合成酯的一种原料,试写出它的结构式。
答案解析
1.【答案】B
【解析】A.乙炔的结构简式CH≡CH,分子中C原子的杂化方式是sp杂化,4原子共线,氢氰酸的结构简式CH≡N,分子中C原子的杂化方式是sp杂化,4原子共线,所以具有4原子共线的可能含碳碳三键,也可能为碳氮三键,故A正确;
B.乙炔的结构简式CH≡CH不含醛基,C原子的分子中杂化方式是sp杂化,4原子共线,4原子一定共面,所以具有4原子共面不一定含醛基,故B错误;
C.具有6原子共面的可能含碳碳双键,如乙烯的电子式
,乙烯分子中C形成3个δ键,无孤电子对,为sp2杂化,2个C碳原子和4个氢原子即所有原子都在同一平面上,故C正确;
D.具有12原子共面的可能为乙烯.乙炔的组合体,也可能为苯环与乙烯.乙炔或其它原子的组合体,如在
分子中,具有12原子共面,故D正确。
2.【答案】C
【解析】A.甲烷分子中三个氢原子被氯原子取代生成三氯甲烷,所以三氯甲烷的分子式为:
CHC13,故A正确;
B.苯分子中所有原子处于同一平面上,且碳原子间形成一个大π键,所以苯分子的模型示意图:
,故B正确;
C.烯烃的结构简式要体现其官能团,所以乙烯的结构简式为:
CH2=CH2,故C错误;
D.实验式中各元素原子个数为最简比,所以甲烷的最简式为:
CH4,故D正确。
3.【答案】C
【解析】A.由结构简式可知分子式为C21H20O3Cl2,故A正确;
B.苯环为平面结构,与苯环直接相连的原子一定在同一平面内,则醚键上的氧原子至少与另外11个原子共面,故B正确;
C.分子中含有1个碳碳双键和2个苯环,则该有机物最多与3molH2加成,故C错误;
D.含苯环.C=C,在一定条件下可发生加成反应,含C=C,可发生氧化反应,含-Cl,能发生取代反应,故D正确。
4.【答案】D
【解析】该有机物完全燃烧生成的二氧化碳和水的物质的量相等,则满足CnH2n,根据相对分子量为56可得:
14n=56,n=4,该有机物分子式为C4H8,可能为丁烯或环丁烷、甲基环丙烷,若为丁烯,则丁烯的碳链异构的同分异构体为:
①CH3CH2CH=CH2、②CH3CH=CHCH3、③(CH3)2C=CH2,其中①和③不存在顺反异构,②存在顺反异构,所以属于烯烃的同分异构体总共有4种;还有可能为环丁烷或者甲基环丙烷,所以分子式为C4H8的同分异构体总共有6种,故选D。
5.【答案】B
【解析】立方烷的分子式与苯乙烯的分子式相同,都是C8H8,最简式为CH,与苯的最简式相同;立方烷分子中只含有C—H键和C—C键两种化学键。
6.【答案】D
【解析】A.已知苯酚难溶于水,则该有机物在水中的溶解度更小,故A错误;
B.分子中含有酚羟基,酸性比碳酸弱,不能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,故B错误;
C.与碳碳双键上的为两个不同的原子团,存在顺反异构,故C错误;
D.苯环的所有原子共平面,与与碳碳双键上的C原子直接相连的C原子为平面型结构,则分子中最多有18个C原子可能共平面,即所有碳原子可能共平面,故D正确。
7.【答案】A
【解析】①盆烯、月桂烯、柠檬烯分子中均含“
”,故能使溴水褪色。
②棱晶烷、盆烯和苯的分子式均为C6H6。
③月桂烯、柠檬烯的分子式均为C10H16。
④立方烷、棱晶烷的分子式不符合通式CnH2n。
8.【答案】D
【解析】A乙酸的分子式为CH3COOH,甲基上1种H原子、羧基上有1种H原子,故核磁共振氢谱中有2个峰,故A错误;
B苯酚的分子式为C6H5OH,苯环上有3种H原子,羟基上有1种H原子,故核磁共振氢谱中有4个峰,故B错误;
C丙醇的分子式为CH3CH2CH2OH,甲基中有1种H原子,2个亚甲基上有2种H原子,羟基上有1种H原子,故核磁共振氢谱中有4个峰,故C错误;
D乙酸乙酯的分子式为CH3COOCH2CH3,2个甲基中有2种H原子,亚甲基上有1种H原子,核磁共振氢谱中有3个峰,故D正确。
9.【答案】D
【解析】由莪术根茎的结构可知,它具有酚、烯和酮的通性。
苯环上羟基的邻、对位上的H可被Br取代,
易与Br2或H2发生加成反应,苯环和羰基也能与
发生加成反应。
因此,1mol该化合物能和4molBr2发生取代反应,与2molBr2发生加成反应,与10molH2发生加成反应。
10.【答案】D
【解析】A.丙烯为CH3CH=CH2,其中C=C连接相同的H原子,不具有顺反异构,故A错误;
B.1-丁烯为CH3CH2CH=CH2,其中C=C连接相同的H原子,不具有顺反异构,故B错误;
C.1-戊烯为CH2=CHCH2CH2CH3,其中C=C连接相同的H原子,不具有顺反异构,故C错误;
D.2-甲基-2-丁烯为CH3C(CH3)=CHCH3,其中C=C连接不同的H、-CH3,具有顺反异构,故D正确。
11.【答案】C
【解析】当一卤代物只有一种时,在烃中各碳原子的性质应相同,1个碳时CH4,2个碳时CH3—CH3,5个碳时
新戊烷,8个碳时
,2,2,3,3四甲基丁烷。
当这些烷烃与1个Cl原子发生取代时,产物都是一种,即共有4种烃。
12.【答案】A
【解析】A.水解产物中共有2个羧基和2个酚羟基,则1mol该物质可以和4molNaOH反应,故A正确;
B.该有机物含有酚羟基、醇羟基、酯基、羧基以及醛基,共5种,故B错误;
C.分子中苯环和醛基可发生加成反应,羧基可发生中和反应,酯基可发生水解反应,羧基和羟基可发生酯化反应,醛基可发生氧化反应,但醇羟基邻位碳原子上不含H,不能发生消去反应,故C错误;
D.分子中醇羟基不能电离出氢离子,故D错误。
13.【答案】A
【解析】醇和酚含有的官能团相同,均为羟基,但在分子结构中羟基所处的位置不同,酚分子中羟基与苯环直接相连接,而醇分子中羟基与非苯环上的碳原子相连接,故羟基的
位置不同物质类别不同,化学性质不同。
14.【答案】D
【解析】A.2号碳不能接乙基,主链不是最长,故A错误;
B.4-甲基-3-乙基已烷,名称不符合支链编号之和最小,起点选错,故B错误;
C.3号碳不能接丙基,主链不是最长,故C错误;
D.符合烷烃命名原则,故D正确。
15.【答案】D
【解析】酚类与醇类含有相同的官能团,但化学性质不完全相同,因为醇类中—OH与链烃基相连,而酚类中—OH直接与苯环相连。
16.【答案】BD
【解析】A.由结构简式可知分子式为C21H20O3Cl2,故A错误;
B.苯环为平面结构,与苯环直接相连的原子一定在同一平面内,则醚键上的氧原子至少与另外11个原子共面,故B正确;
C.连四个不同基团的碳原子为手性碳原子,则结构中三角形上的上方两个C为手性碳原子,故C错误;
D.含苯环.C=C,在一定条件下可发生加成反应,含C=C,可发生氧化反应,含-Cl,能发生取代反应,故D正确。
17.【答案】BD
【解析】A.乙酸异丙酯的结构简式为:
CH3COOCH(CH3)2,该分子的核磁共振氢谱中有三组峰,其峰面积之比是6:
3:
1,故A错误;
B.乙酸叔丁酯的结构简式为CH3COOC(CH3)3,该分子的核磁共振氢谱中有两组峰,其峰面积之比是3:
1,故B正确;
C.对二甲苯的结构简式为:
,该分子的核磁共振氢谱中有两组峰,其峰面积之比是3:
2,故C错误;
D.均三甲苯的结构简式为:
,该分子的核磁共振氢谱中有两组峰,其面积之比是3:
1,故D正确。
18.【答案】AD
【解析】A.含-COOH,属于羧酸,憎水基团较大,不易溶于水,故A错误;
B.含-COOH,可与甲醇发生酯化反应,故B正确;
C.为羧酸类物质,具有酸性,可刺激肠胃,所以芬必得应当在饭后服用,故C正确;
D.苯的同系物只有苯环和烃基,而该物质含-COOH,不属于苯的同系物,故D错误。
19.【答案】BC
【解析】A.同系物必须满足两个条件:
结构相似,分子间相差1个或者若干个CH2原子团,故A正确;
B.同系物一定相差1个或者若干个CH2原子团,但是满足相对分子质量相差14,分子组成相差的不一定是CH2原子团;既是分子间相差1个或者若干个CH2原子团,若干结构不相似,一定不属于同系物,故B错误;
C.同系物分子组成差1个或者若干个CH2原子团,所以互为同系物的有机物具有的分子式一定不同,故C错误;
D.由于同系物之间形成差1个或者若干个CH2原子团,所以互为同系物的有机物的相对分子量一定不相同,故D正确。
20.【答案】醛基、羟基甲、乙、丙均互为同分异构体
【解析】
(1)丙含有的官能团为醛基和羟基;
(2)甲、乙、丙分子式都为C8H8O2,但结构不同,主要是官能团不同,互称同分异构体。
21.【答案】C4H8;CH3-CH=CH-CH3;2-丁烯;CH2=CH2;
【解析】烃A的分子量为56,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,则A应为烯烃,设分子式为CnH2n,则有14n=56,n=4,分子式为C4H8,又因为核磁共振氢谱法检测显示只有二种类型的氢原子,其结构简式应为CH3-CH=CH-CH3,该物质为2-丁烯,2-丁烯的同系物中分子量最小的烃的乙烯,结构简式为CH2=CH2。
22.【答案】
(1)3,4,4-三甲基-1-戊烯
(2)
【解析】
(1)
,该有机物主链为烯烃,含有碳碳双键的主持碳链含有5个C,主链为戊烯,碳碳双键在1号C,在3、4、4号各含有1个甲基,该有机物命名为:
3,4,4-三甲基-1-戊烯;
(2)2,5-二甲基己烷的碳架为:
C-C(C)-C-C-C(C)-C,在该碳架上添加碳碳三键,可以得到炔烃,该炔烃的结构简式为:
。
23.【答案】CH2═CH-CH2CH31-丁烯,CH2=C(CH3)22-甲基-1-丙烯,
顺式2-丁烯,
反式2-丁烯
【解析】C4H8中属于烯烃的同分异构体有CH2═CH-CH2CH3、CH2=C(CH3)2、
、
,名称分别为:
1-丁烯,2-甲基-1-丙烯,顺式2-丁烯,反式2-丁烯。
24.【答案】
(1)
(2)酚羟基、氨基、羧基
【解析】
(1)
(2)
25.【答案】
(1)浓硫酸;饱和碳酸钠溶液;导气兼冷凝
(2)4
(3)CaO;CH3CH2CH2OH;浓硫酸;C2H4O2
【解析】
(1)C3H8O(醇)与乙酸发生酯化反应要用浓硫酸作催化剂;生成的乙酸丙酯蒸汽中含有丙醇和乙酸,要用饱和碳酸钠溶液分离混合物;长导管起到导气和冷凝乙酸丙酯蒸汽的作用;
(2)C3H8O对应的醇有两种:
CH3CH2CH2OH、CH3CHOHCH3,两种醇可发生消去反应生成同一种物质丙烯;任意两分子的醇可发生分子间脱水反应生成醚,可以是相同醇分子,也可以是不同醇分子,则这;两种醇任意组合,可生成3种醚,所以生成的有机物可能有4种;
(3)在乙酸和1-丙醇的混合液中加入CaO,把乙酸转化为盐溶液,加热蒸馏,试管B中收集到的馏分为丙醇,烧瓶中剩余的为乙酸钙的水溶液,再加浓硫酸得到乙酸,通过蒸馏分离得到乙酸;
26.【答案】
(1)1.8 5
(2)0.2 (3)0.6 (4)3∶1(5)CH4O CH3OH
【解析】由题意知,燃料燃烧生成的H2O和CO2分别被干燥剂和澄清石灰水吸收,二者的增重量即为燃烧时产生的H2O和CO2的质量。
(1)m(H2O)=102.9g-101.1g=1.8g,m(CO2)=314.2g-312.0g=2.2g。
反应生成的正盐CaCO3质量为m(CaCO3)=
×100=5g。
(2)m(H)=
×2=0.2g
(3)m(C)=
×12=0.6g
(4)m(C)∶m(H)=0.6g∶0.2g=3∶1
(5)燃料中n(C)∶n(H)=
∶
=1∶4
所以燃料的分子式为CH4O,结构简式为CH3OH。
27.【答案】
(1)冷凝回流
(2)AC
(3)减少对氨基苯磺酸的损失
(4)提高对氨基苯磺酸的纯度 提高对氨基苯磺酸的产率
【解析】
(1)因反应温度较高,为170~180℃,会使
等有机物挥发,故装置中冷凝管的作用是冷凝回流,以提高产率。
(2)因加热温度为170~180℃,高于水的沸点,故不能用水浴加热而应采用油浴,这样可使反应物受热均匀,便于控制温度,只要使油的温度为170~180℃即可,因此温度计水银球也可浸入在油中,控制了油温即控制了反应温度。
(3)因产品的溶解度随温度升高而增大,用冷水洗涤可减少产品的溶解,从而减少损失。
(4)因为产品的溶解度受温度变化的影响较大,故可采用重结晶的方法对其提纯。
在抽滤后的母液中仍会残留少量产品,应将母液收集后集中处理,以回收产品,提高产率。
28.【答案】分子式为C2H6O,结构简式为CH3CH2OH
【解析】
(1)n(CO2)=0.1mol,则2.3g有机物中:
n(C)=n(CO2)=0.1mol,m(C)=0.1mol×12g/mol=1.2g,n(H2O)=
=0.15mol,则2.3g有机物中:
n(H)=2n(H2O)=0.3mol,m(H)=0.3mol×1g/mol=0.3g,因(1.2g+0.3g)<2.3g,所以有机物中还应还用O元素,且m(O)=2.3g-1.2g-0.3g=0.8g,n(O)=
=0.05mol,则有机物中:
n(C):
n(H):
n(O)=0.1mol:
0.3mol:
0.05mol=2:
6:
1,所以该有机物的最简式为C2H6O,测得该化合物的蒸汽与空气的相对密度是1.586,则M=29×1.586=46,而C2H6O的相对分子质量为46,所以,该有机物的分子式为C2H6O;
(2)若该有机物是合成酯的一种原料,则该有机物为乙醇,结构简式为:
CH3CH2OH。
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