备战高考化学专题题库有机化合物的推断题综合题及详细答案.docx
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备战高考化学专题题库有机化合物的推断题综合题及详细答案
2020-2021备战高考化学专题题库∶有机化合物的推断题综合题及详细答案
一、有机化合物练习题(含详细答案解析)
1.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__(填序号,下同),表现甲烷的空间真实结构是__。
(2)下列有机物中所有原子可以在同一个平面上的是___(填序号)
(3)如图是由4个碳原子结合成的6种有机物(氢原子没有画出)
①上述有机物中与(c)互为同分异构体的是__(填序号)。
②写出有机物(a)的名称__。
③有机物(a)有一种同分异构体,试写出其结构简式__。
④写出与(c)互为同系物的最简单有机物和溴水反应的化学方程式:
__;生成物的名称是___。
(4)某单烯烃与氢气加成后生成异戊烷,该烯烃的结构简式有__种。
(5)“立方烷”是一种新合成的烃,其分子为正方体结构。
如图表示立方烷,正方体的每个顶点是一个碳原子,氢原子均省略,一条短线表示一个共用电子对。
碳原子上的二个氢原子被氨基(-NH2)取代,同分异构体的数目有_种。
【答案】CDABDbf异丁烷CH3CH2CH2CH3CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br1,2-二溴乙烷33
【解析】
【分析】
【详解】
(1)甲烷的球棍模型是C,甲烷的电子式是B;A是分子结构示意图;D是比例模型;其中比例模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例;电子式只反映原子最外层电子的成键情况;
(2)乙烯和苯分子中所有原子共平面,甲烷是正四面体结构,所以C不可能原子共面;D苯环和碳碳双键之间的碳碳单键可以旋转,所有原子可以共平面;
(3)①c为C4H8与它分子式相同,结构不同的为b、f,
②由图示可知a为烷烃,含有4个C原子,主链含有3个C,甲基在2号C,是异丁烷
③含有4个碳原子的烷烃有CH3CH(CH3)CH3和CH3CH2CH2CH3,a为CH3CH(CH3)CH3,则其同分异构体为:
CH3CH2CH2CH3;
④c为丁烯,单烯烃碳原子数目最少的是CH2=CH2;
(4)加成反应不改变碳链结构,异戊烷CH3-CH2-CH(CH3)2两个甲基与碳相连的价键是相同的,所以烯烃的双键位置有三种,烯烃的结构就有三种;
(5)在一个面上有邻位和对位两种;不在一个面上,有1种,即立方体体对角线一个顶点一个-NH2。
共3种。
2.酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸,它的结构简式如下:
(1)酪氨酸能发生的化学反应类型有________(填字母)。
A.取代反应B.氧化反应
C.酯化反应D.中和反应
(2)在酪氨酸的同分异构体中,同时满足如下三个条件的,除酪氨酸外还有________种。
①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同;②与氯化铁溶液能发生显色反应;③氨基(—NH2)不与苯环直接相连。
(3)已知氨基酸能与碱反应,写出酪氨酸与足量的NaOH溶液反应的化学方程式:
___________________。
【答案】ABCD5
【解析】
【分析】
【详解】
(1)该有机物中含有羟基、氨基和羧基,所以具有羧酸、氨基酸和酚的性质,能和羧酸或氨基酸发生取代反应,酚也能发生取代反应;能和氢氧化钠发生中和反应,能与醇发生酯化反应;酚羟基及氨基能发生氧化反应,故答案为ABCD;
(2)在酪氨酸的同分异构体中,①属于氨基酸且“碳骨架”与酪氨酸相同;②与氯化铁溶液能发生显色反应则含有酚羟基;③氨基(—NH2)不与苯环直接相连。
同时满足条件,除酪氨酸外还有
共5种;
(3)酪氨酸与足量的NaOH溶液反应生成
和水,反应的化学方程式为:
。
3.某氨基酸中含C、N、H、O四种元素,已知除氢原子外,其他原子均达到最外层8电子的稳定结构。
如图为该氨基酸分子的球棍模型:
(1)氨基酸是_________(填“淀粉”“纤维素”“蛋白质”或“油脂”)完全水解的产物,该氨基酸的结构简式为__________。
(2)该氨基酸中含氧官能团的名称是____________。
(3)在浓硫酸、加热的条件下,该氨基酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式为______。
(4)互为同系物的有机物具有相同的官能团,与该氨基酸互为同系物且少一个碳原子的氨基酸的结构简式为_________。
【答案】蛋白质
羧基
【解析】
【分析】
【详解】
(1)氨基酸是蛋白质完全水解的产物,根据结构图可知,该氨基酸的结构简式为
,故答案为:
蛋白质;
;
(2)
中含有氨基、羧基,其中含氧官能团的名称是羧基,故答案为:
羧基;
(3)该氨基酸中含
,可与乙醇发生酯化反应:
,故答案为:
;
(4)互为同系物的有机物具有相同的官能团,与该氨基酸互为同系物且少一个碳原子的氨基酸的结构简式为
,故答案为:
。
4.生活中的有机物种类丰富,在衣食住行等多方面应用广泛,其中乙醇是比较常见的有机物。
(1)乙醇是无色有特殊香味的液体,密度比水_____。
(2)工业上用乙烯与水反应可制得乙醇,该反应的化学方程式为___。
(不用写反应条件)
(3)下列属于乙醇的同系物的是___,属于乙醇的同分异构体的是____。
(选填编号)
A.
B.
C.CH3CH2—O—CH2CH3
D.CH3OHE.CH3—O—CH3F.HO—CH2CH2—OH
(4)乙醇能够发生氧化反应:
①乙醇在铜作催化剂的条件下可被氧气氧化,反应的化学方程式为________。
②46g乙醇完全燃烧消耗___mol氧气。
③下列说法正确的是___(选填字母)。
A.乙醇不能和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应
B.实验室制乙烯时,温度控制在140℃
C.黄酒中某些微生物将乙醇氧化为乙酸,于是酒就变酸了
D.陈年的酒很香是因为乙醇和乙醇被氧化生成的乙酸发生酯化反应
【答案】小CH2=CH2+H2O
CH3CH2OHDE2C2H5OH+O2
2CH3CHO+2H2O3CD
【解析】
【分析】
(1)乙醇密度比水小;
(2)乙烯中含双键可和水发生加成反应生成乙醇;
(3)根据同系物及同分异构体的概念分析;
(4)乙醇含有羟基,可发生催化氧化,可燃烧,可发生取代反应和消去反应,以此解答该题。
【详解】
(1)乙醇是无色具有特殊香味的密度比水小液体;
(2)乙烯中含双键可和水发生加成反应生成乙醇,反应方程式为:
CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH;
(3)结构相似,在组成上相差若干个CH2原子团的物质互称同系物,故乙醇的同系物有甲醇,合理选项是D;
分子式相同结构不同的有机物互称同分异构体,乙醇的同分异构体为甲醚,合理选项是E;
(4)①乙醇在铜作催化剂的条件下加热,可被氧气氧化为乙醛,反应的化学方程式为2C2H5OH+O2
2CH3CHO+2H2O;
②46g乙醇的物质的量n(C2H5OH)=46g÷46g/mol=1mol,根据乙醇燃烧的方程式:
C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O,可知1mol乙醇完全燃烧消耗3mol氧气;
③A.乙醇含有羟基,能和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误;
B.实验室制乙烯时,温度控制在170℃,B错误;
C.黄酒中某些微生物将乙醇氧化为乙酸,乙酸具有酸性,于是酒就变酸了,C正确;
D.陈年的酒很香是由于乙醇和乙醇被氧化生成的乙酸发生酯化反应生成了具有特殊香味的乙酸乙酯,因此而具有香味,D正确;
故合理选项是CD。
【点睛】
本题考查有机物的结构和性质,掌握有机反应的断裂化学键和形成化学键的情况(反应机理)是解题的关键。
涉及乙醇的工业生产、催化氧化反应以及与乙酸发生的酯化反应等知识,掌握常见的同系物、同分异构体的概念及乙醇的性质是解答本题的基础。
5.按要求完成下列填空。
Ⅰ.根据分子中所含官能团可预测有机化合物的性质。
(1)下列化合物中,常温下易被空气氧化的是___(填字母)。
a.苯b.甲苯c.苯甲酸d.苯酚
(2)苯乙烯是一种重要为有机化工原料。
①苯乙烯的分子式为___。
②苯乙烯在一定条件下能和氢气完全加成,加成产物的一溴取代物有___种。
Ⅱ.按要求写出下列反应的化学方程式:
(1)(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH发生催化氧化反应:
___。
(2)1,2-二溴丙烷发生完全的消去反应:
___。
(3)
发生银镜反应:
___。
Ⅲ.水杨酸的结构简式为:
,用它合成的阿司匹林的结构简式为:
(1)请写出能将
转化为
的试剂的化学式___。
(2)阿司匹林与足量NaOH溶液发生反应消耗NaOH的物质的量为___mol。
【答案】dC8H86(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2
(CH3)2C(OH)COCHO+2H2OCH3-CHBr-CH2Br+2NaOH
CH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O
+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2ONaHCO33
【解析】
【分析】
Ⅰ.
(1)a.苯可燃,不能使酸性高锰酸钾褪色,不易被空气中的氧气氧化;
b.甲苯可燃,能使酸性高锰酸钾褪色,不易被空气中的氧气氧化;
c.苯甲酸可燃,不能使酸性高锰酸钾褪色,不易被空气中的氧气氧化;
d.苯酚易被空气中的氧气氧化;
(2)①苯乙烯的结构简式为C6H5-CH=CH2;
②苯乙烯在一定条件下能和氢气完全加成的产物为
;
Ⅱ.
(1)与羟基相连的碳原子上连有氢原子可被催化氧化成醛基或羰基;
(2)1,2-二溴丙烷的结构简式为CH2Br-CHBr-CH3,在氢氧化钠的醇溶液加热的条件下可发生完全消去反应;
(3)醛基可在水浴加热的条件下与银氨溶液发生银镜反应;
Ⅲ.
(1)水杨酸中含有的羧基的酸性大于酚羟基,则碳酸氢钠的酸性小于羧基大于酚羟基;
(2)阿司匹林中含有酯基、羧基,阿司匹林与NaOH发生水解反应乙酸钠和酚羟基,酚羟基可继续与NaOH反应,羧基也可与NaOH反应。
【详解】
Ⅰ.
(1)a.苯可燃,不能使酸性高锰酸钾褪色,不易被空气中的氧气氧化,与题意不符,a错误;
b.甲苯可燃,能使酸性高锰酸钾褪色,不易被空气中的氧气氧化,与题意不符,b错误;
c.苯甲酸可燃,不能使酸性高锰酸钾褪色,不易被空气中的氧气氧化,与题意不符,c错误;
d.苯酚易被空气中的氧气氧化,符合题意,d正确;
答案为d;
(2)①苯乙烯的结构简式为C6H5-CH=CH2,则分子式为C8H8;
②苯乙烯在一定条件下能和氢气完全加成,产物为
,其为对称结构,氯原子的取代位置有图中6种,即一氯取代产物有6种;
Ⅱ.
(1)与羟基相连的碳原子上连有氢原子可被催化氧化成醛基或羰基,则方程式为(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2
(CH3)2C(OH)COCHO+2H2O;
(2)1,2-二溴丙烷的结构简式为CH2Br-CHBr-CH3,在氢氧化钠的醇溶液加热的条件下可发生完全消去反应,方程式为CH3-CHBr-CH2Br+2NaOH
CH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O;
(3)醛基可在水浴加热的条件下与银氨溶液发生银镜反应,其方程式为
+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2O;
Ⅲ.
(1)水杨酸中含有的羧基的酸性大于酚羟基,则碳酸氢钠的酸性小于羧基大于酚羟基,则用碳酸氢钠与水杨酸反应制取
;
(2)阿司匹林中含有酯基、羧基,阿司匹林与NaOH发生水解反应乙酸钠和酚羟基,酚羟基可继续与NaOH反应,羧基也可与NaOH反应,则1mol阿司匹林可最多消耗3molNaOH。
6.2014年中国十大科技成果之一是:
我国科学家成功实现甲烷在催化剂及无氧条件下,一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品,为天然气化工开发了一条革命性技术。
以甲烷为原料合成部分化工产品流程如下(部分反应条件已略去):
(1)乙酸分子中所含官能团名称为_________________。
(2)聚苯乙烯的结构简式为__________________。
(3)图中9步反应中只有两步属于取代反应,它们是____(填序号)。
(4)写出下列反应的化学方程式(注明反应条件):
反应③为________________;
反应⑤为________________。
【答案】羧基
⑤⑥2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2OCH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOC2H5+H2O
【解析】
【分析】
乙烯和苯发生加成反应生成乙苯,和水发生加成反应生成乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛,乙醛发生氧化反应生成乙酸,乙酸和乙醇发生取代反应或酯化反应生成乙酸乙酯;乙苯发生消去反应生成苯乙烯,苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯;溴和苯发生取代反应生成溴苯;据此解答。
【详解】
(1)乙酸分子中所含官能团为−COOH,官能团名称是羧基;
(2)聚苯乙烯结构简式为
;
(3)根据以上分析知,属于取代反应的是⑤⑥;
(4)反应③为乙醇的催化氧化反应,反应方程式为2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O;反应⑤为乙酸和乙醇的酯化反应或取代反应,反应方程式为CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOC2H5+H2O。
【点睛】
本题关键是根据反应前后结构简式的变化确定反应类型,进而判断相应的化学方程式。
7.X、Y、Z、M、Q、R是6种短周期元素,其原子半径及主要化合价如下:
元素代号
X
Y
Z
M
Q
R
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.075
0.077
0.037
主要化合价
+2
+3
+6,-2
+5,-3
+4,-4
+1
(1)Z在元素周期表中的位置是_________________________。
(2)元素Q和R形成的化合物A是果实催熟剂,用A制备乙醇的化学方程式是_______________________。
(3)单质铜和元素M的最高价氧化物对应水化物的浓溶液发生反应的离子方程式为___________________。
(4)元素X的金属性比元素Y______(填“强”或“弱”)。
(5)元素Q、元素Z的含量影响钢铁性能,采用下图装置A在高温下将钢样中元素Q、元素Z转化为QO2、ZO2。
①气体a的成分是________________(填化学式)。
②若钢样中元素Z以FeZ的形式存在,在A中反应生成ZO2和稳定的黑色氧化物,则反应的化学方程式是_________________________________。
【答案】第三周期第ⅥA族CH2=CH2+H2O
CH3CH2OHCu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O强O2,SO2,CO25O2+3FeS
3SO2+Fe3O4
【解析】
【分析】
根据Z的化合价+6,-2,符合这点的短周期元素只有S;而根据同周期,从左到右原子半径依次减小,S的原子半径为0.102,从表中数据,X的化合价为+2,Y的化合价为+3,且原子半径比S大,X、Y只能为三周期,X为Mg,Y为Al;而M为+5价,Q为+4价,由于原子半径比S小,所以只能是二周期,M为N,Q为C;R的原子半径比M、Q都小,不可能是Li,只能是H。
【详解】
(1)根据分析,Z为硫,元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族,故答案为:
第三周期第ⅥA族;
(2)A是果实催熟剂,为乙烯,由乙烯制备乙醇的化学方程式CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH,故答案为:
CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH;
(3)M的最高价氧化物对应水化物为HNO3,铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O,故答案为:
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)X为Mg,Y为Al,同周期,从左到右金属性依次减弱,Mg的金属性强,故答案为:
强;
(5)①元素Q为C,元素Z为S,根据题意,气体a中有SO2,CO2,以及未反应完的O2,故答案为:
O2,SO2,CO2;
②根据题意,FeS在A中生成了SO2和黑色固体,而黑色固体中一定含Fe,所以为Fe3O4,反应的化学反应方程式为:
5O2+3FeS
3SO2+Fe3O4。
【点睛】
(5)是解答的易错点,注意不要漏掉未反应完的氧气。
8.乙醇是一种重要的化工原料,由乙醇为原料衍生出的部分化工产品如下图所示:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________________。
(2)B的化学名称是____________________。
(3)由乙醇生产C的化学反应类型为____________________。
(4)E是一种常见的塑料,其化学名称是_________________________。
(5)由乙醇生成F的化学方程式为_______________________________。
【答案】CH3COOH乙酸乙酯取代反应聚氯乙烯CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
【解析】
【分析】
乙醇在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成乙烯,F是乙烯;乙醇能被氧化为乙酸,A是乙酸;乙酸、乙醇在浓硫酸催化作用下生成乙酸乙酯,B是乙酸乙酯;乙醇与C的分子式比较可知,乙醇分子中的1个H原子被取代,所以反应类型为取代反应;C在浓硫酸的作用下发生消去反应得D为CH2=CHCl,D发生加聚反应得E为
,据此分析解答;
【详解】
(1)A是乙酸,A的结构简式为CH3COOH;
(2)B为CH3COOCH2CH3,名称是乙酸乙酯;
(3)乙醇与C的分子式比较可知,乙醇分子中的1个H原子被取代,所以反应类型为取代反应;
(4)E结构简式为
,其化学名称是聚氯乙烯;
(5)乙醇在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成乙烯的方程式为CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
9.某科研小组利用石油分馏产品合成一种新型香料的流程图如下。
已知X分子中碳氢质量比为24∶5,X有多种裂解方式,其中A、E都是X的裂解产物,且二者互为同系物,D与饱和NaHCO3溶液反应产生气体。
信息提示:
卤代烃在强碱水溶液中发生水解(取代)反应生成醇。
如:
R-CH2CH2Cl
RCH2CH2OH+HCl(水解反应)
(1)C中官能团的名称为______________。
(2)请写出X的直链结构简式______________。
(3)下列说法正确的是______________。
A.可用金属钠鉴别B和G
B.E在一定条件下与氯化氢发生加成反应的产物有2种
C.D和G以1:
1反应可生成分子式为C5H10O2的有机物
D.E→F的反应类型为取代反应
(4)请写出A→B的反应______________。
(5)B与D在浓硫酸作用下生成甲,写出与甲同类别的同分异构体的结构简式______________(不包括甲)。
(6)写出⑥的化学反应方程式______________。
【答案】醛基CH3CH2CH2CH3BCCH2=CH2+H2O
CH3CH2OHHCOOCH2CH2CH3、CH3CH2COOCH3、HCOOCH(CH3)22CH3COOH+CH3CH(OH)CH2OH
+2H2O
【解析】
【分析】
饱和烃X分子中碳氢质量比为24:
5,则碳氢个数比为
,所以X的分子式为C4H10,A、E都是X的裂解产物,且二者互为同系物,则A、E为乙烯和丙烯,D与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,则D为羧酸,E与氯气加成得F,F水解得G,则G为二元醇,根据新型香料的分子式可知,该物质为二元酯,所以根据碳原子守恒,G中应有三个碳,D中应有两个碳,所以A为乙烯,E为丙烯,根据转化关系可知,B为CH3CH2OH,C为CH3CHO,D为CH3COOH,F为CH3CHClCH2Cl,G为CH3CHOHCH2OH,A氧化得C,B氧化得C,C氧化得D,E发生加成得F,F发生取代得G,G和D发生酯化(取代)得香料,据此答题。
【详解】
(1)根据上述分析可知C为CH3CHO,官能团名称为醛基,故答案为:
醛基;
(2)X的分子式为C4H10,则直链结构简式为CH3CH2CH2CH3,故答案为:
CH3CH2CH2CH3;
(3)A.B(CH3CH2OH)和G(CH3CHOHCH2OH)均为醇类物质,都可与金属钠反应生成氢气,不能鉴别,故A错误;
B.E在一定条件下与氯化氢发生加成反应的产物有CH3CH2CH2Cl,CH3CH(Cl)CH3共2种,故B正确;
C.D和G以1:
1发生酯化反应,可生成分子式为C5H10O2的有机物。
故C正确;
D.E→F的反应类型为加成反应,故D错误;故答案选:
BC;
(4)A为乙烯,B为CH3CH2OH,A→B的反应为:
CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH,故答案为:
CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH;
(5)B为CH3CH2OH,D为CH3COOH,B与D在浓硫酸作用下生成甲CH3COOCH2CH3,与甲同类别的同分异构体的结构简式有:
HCOOCH2CH2CH3;CH3CH2COOCH3;HCOOCH(CH3)2,故答案为:
HCOOCH2CH2CH3;CH3CH2COOCH3;HCOOCH(CH3)2;
(6)D为CH3COOH,G为CH3CHOHCH2OH,则⑥的化学反应方程式2CH3COOH+CH3CH(OH)CH2OH
+2H2O,故答案为:
2CH3COOH+CH3CH(OH)CH2OH
+2H2O。
【点睛】
饱和烃X的通式为CnH2n+2,再通过碳氢质量比计算X的分子式。
10.燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。
0.05mol某烃完全燃烧后,测得生成的二氧化碳为5.6L(STP)、生成的水为5.4g。
请通过计推导该烃的分子式,并写出它可能的结构简式及对应的名称。
_______________
【答案】分子式:
C5H12;CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷;CH3CH2CH(CH3)2异戊烷;CH3C(CH3)3新戊烷
【解析】
【分析】
【详解】
0.05mol某烃完全燃烧后,生成的二氧化碳为5.6L(STP)、生成的水为5.4g,则碳元素的物质的量为
,氢元素的物质的量为
,n(烃):
n(C):
n(H)=0.05mol:
0.25mol:
0.6mol=1:
5:
12,该烃的分子式为C5H12,它有三种结构,分别为正戊烷:
CH3CH2CH2CH2CH3,异戊烷CH3CH2CH(CH3)2,新戊烷;CH3C(CH3)3;
综上所述,答案为:
分子式:
C5H12;CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷;CH3CH2CH(CH3)2异戊烷;CH3C(CH3)3新戊烷。
11.某烃在标准状况下的密度为3.215g/L,现取3.6g该烃完全燃烧,将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重5.4g,碱石灰增重11g,求:
(1)该烃分子的摩尔质量为________。
(2)确定该烃的分子式为___________。
(3)已知该烃的一氯代物只有一种,写出该烃的结构简式_________。
【答案】72g·mol-1C5H12
【解析】
【分析】
【详解】
(1)烃的摩尔质量为3.215g/L×22.4L/mol=72g/mol;
(2)生成水的物质的量为n(
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