2024届高考一轮复习（四十六） 有机化合物的结构与测定（含答案）课时跟踪检测

课时跟踪检测（四十六）有机化合物的结构与测定一、选择题1．下列各组物质中，属于同分异构体且属于位置异构的是()2．下列化学用语表示不正确的是()3．下列叙述正确的是()4．下列各组物质中，一定互为同系物的是()A．乙烷、己烷 B．CH3COOH、C3H6O2C．苯酚、苯甲醇 D．HCHO、CH3COOH5．PX是纺织工业的基础原料，其结构简式如图所示，下列说法正确的是()A.PX的分子式为C8H10B．1molPX分子含有14molσ键C．PX与乙苯互为同系物D．PX分子中所有原子都处于同一平面6．下列有关有机化合物的分离、提纯、鉴别的方法不正确的是()A．用蒸馏的方法除去丁醇中的乙醚B．用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇C．用Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯D．用核磁共振氢谱鉴别CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH37．通过氢化反应制得的1－丁醇中混有少量正丁醛，为纯化1－丁醇，某研究小组查阅文献知：①R—CHO＋NaHSO3(饱和)→RCH(OH)SO3Na↓②沸点：乙醚为34℃，1－丁醇为118℃结合上述信息，小组同学设计如下提纯路线：下列说法错误的是()A．试剂1为饱和NaHSO3溶液B．操作①～操作④依次为：溶解、分液、过滤、蒸馏C．MgSO4固体的作用是吸收有机层中少量水分D．操作②需要的主要玻璃仪器有：分液漏斗、烧杯8．有机化合物A的键线式结构为，有机化合物B与等物质的量的H2发生加成反应可得到有机化合物A，下列有关说法错误的是()A．用系统命名法命名有机化合物A，名称为2,2,3－三甲基戊烷B．有机化合物A的一氯取代物只有4种C．有机化合物A的分子式为C8H18D．有机化合物B的结构可能有3种，其中一种名称为3,4,4－三甲基－2－戊烯9．某化合物的结构式(键线式)及球棍模型如图甲：该有机物分子的核磁共振氢谱图如乙。下列关于该有机物的叙述正确的是()A．该有机物不同化学环境的氢原子有7种B．该有机物属于芳香族化合物C．键线式中的Et代表的基团为—CH2CH3D．该有机物的分子式为C9H10O410．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法正确的是()A．通常用分液的方法来分离、提纯液态有机混合物B．质谱仪可以用于确定有机物中氢原子的种类C．核磁共振氢谱可以用于确定有机物的相对分子质量D．红外光谱可以用于确定有机物分子中的基团11．吡啶又称为氮苯，与苯都有大π键。吡啶可以看成是苯分子中的一个(CH)被N取代的化合物，其广泛用于医药工业领域。一种由糠醛制备吡啶的原理如下：下列说法正确的是()A．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有原子均可能共平面B．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有碳原子的杂化方式相同C．吡啶与苯分子的熔点高低主要取决于所含化学键的键能D．吡啶与苯分子中参与形成大π键的各原子所提供的电子数相同二、非选择题12．有机物X是一种重要的有机合成中间体，用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构，进行了如下实验：(1)有机物X的质谱图如图：有机物X的相对分子质量是____。(2)将10.0gX在足量O2中充分燃烧，并使其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液，发现无水CaCl2增重7.2g，KOH浓溶液增重22.0g。有机物X的分子式是____。(3)经红外光谱测定，有机物X中含有醛基；有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰，峰面积之比是3∶1。有机物X的结构简式是______，名称为___________。13．一定条件下，有机化合物Y可发生重排反应：回答下列问题。(1)X中含氧官能团的名称是____；鉴别Y、Z可选用的试剂是_____。(2)实验测得Z的沸点比X的高，其原因是_________________________________。(3)Y与足量NaOH溶液反应的化学方程式是________________________________。(4)与Y具有相同官能团且属于芳香化合物的同分异构体还有____种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式是________________________________________________(任写一种)。14．苯甲酸甲酯是重要的化工原料，某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸(C6H5COOH)和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。有关数据如下：相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)水溶性苯甲酸122122.42491.2659微溶甲醇32－9764.60.792互溶苯甲酸甲酯136－12.3196.61.0888不溶Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后，小心加热2小时，得苯甲酸甲酯粗产品。(1)该反应的化学方程式为________________________，该反应的原子利用率是___。已知：原子利用率＝(预期产物的总质量/全部反应物的总质量)×100%(2)实验中，应选择图中____(填字母)作为冷凝回流装置，该仪器的名称为___。(3)使用过量甲醇的原因是_____________________________________________________________。Ⅱ.粗产品的精制苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制。(4)饱和碳酸钠溶液的作用是________________________，操作a的名称为____。(5)由于有机层和水层的密度比较接近，兴趣小组的同学无法直接判断有机层在上层还是下层，请你设计简单易行的方案，简述实验方法，可能的现象及结论________________________________________________。(6)该实验中制得苯甲酸甲酯8.30g，则苯甲酸甲酯的产率为____。课时跟踪检测（四十六）有机化合物的结构与测定一、选择题1．下列各组物质中，属于同分异构体且属于位置异构的是()解析：选BA属于碳架异构，B属于位置异构，C和D属于官能团异构。2．下列化学用语表示不正确的是()解析：选D乙醇的分子式为C2H6O，官能团为—OH，结构简式为CH3CH2OH，故D错误。3．下列叙述正确的是()解析：选BA．如CH2=CH2和△碳氢质量分数相同，但不属于同系物，错误；C.两者分子式不同，错误；D.结构不相似，前者为酚，后者为醇，错误。4．下列各组物质中，一定互为同系物的是()A．乙烷、己烷 B．CH3COOH、C3H6O2C．苯酚、苯甲醇 D．HCHO、CH3COOH解析：选AA项，乙烷、己烷都属于烷烃，结构相似，分子组成相差4个“CH2”原子团，所以互为同系物；B项，C3H6O2可能为羧酸也可能为酯，所以CH3COOH、C3H6O2不一定互为同系物；C项，苯酚属于酚类，苯甲醇属于醇类，二者结构不相似，不互为同系物；D项，HCHO、CH3COOH分别属于醛和羧酸，结构不相似，不互为同系物。5．PX是纺织工业的基础原料，其结构简式如图所示，下列说法正确的是()A.PX的分子式为C8H10B．1molPX分子含有14molσ键C．PX与乙苯互为同系物D．PX分子中所有原子都处于同一平面解析：选A由结构可知PX的分子式为C8H10，故A正确；1molPX分子含有18molσ键，B错误；PX与乙苯分子式相同，结构不同，PX与乙苯互为同分异构体，而非同系物，故C错误；PX分子中含有2个饱和碳原子，与饱和碳原子直接相连的4个原子构成四面体，所有原子不可能处于同一平面，D错误。6．下列有关有机化合物的分离、提纯、鉴别的方法不正确的是()A．用蒸馏的方法除去丁醇中的乙醚B．用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇C．用Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯D．用核磁共振氢谱鉴别CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3解析：选B丁醇、乙醚互溶，但沸点不同，则蒸馏可分离，故A正确；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能分液分离，应选蒸馏法，故B错误；乙酸与碳酸钠反应生成气体，乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层，现象不同可鉴别，故C正确；CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3中均含3种H，但各种氢原子的具体位置不同，则二者的核磁共振氢谱中峰的位置不相同，可以用核磁共振氢谱来鉴别，故D正确。7．通过氢化反应制得的1－丁醇中混有少量正丁醛，为纯化1－丁醇，某研究小组查阅文献知：①R—CHO＋NaHSO3(饱和)→RCH(OH)SO3Na↓②沸点：乙醚为34℃，1－丁醇为118℃结合上述信息，小组同学设计如下提纯路线：下列说法错误的是()A．试剂1为饱和NaHSO3溶液B．操作①～操作④依次为：溶解、分液、过滤、蒸馏C．MgSO4固体的作用是吸收有机层中少量水分D．操作②需要的主要玻璃仪器有：分液漏斗、烧杯解析：选B粗品中含有正丁醛，根据所给信息①，知可利用饱和NaHSO3溶液使其形成沉淀，然后通过过滤除去，A项正确；分离固体和液体用过滤的方法，操作①为过滤，B项错误；由流程图可知MgSO4固体的作用是吸收水分，C项正确；操作②是分液，需要的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯，D项正确。8．有机化合物A的键线式结构为，有机化合物B与等物质的量的H2发生加成反应可得到有机化合物A，下列有关说法错误的是()A．用系统命名法命名有机化合物A，名称为2,2,3－三甲基戊烷B．有机化合物A的一氯取代物只有4种C．有机化合物A的分子式为C8H18D．有机化合物B的结构可能有3种，其中一种名称为3,4,4－三甲基－2－戊烯解析：选B的名称为2,2,3－三甲基戊烷，故A正确；根据信息可知，A分子中有5种化学环境不同的氢原子，故其一氯代物有5种，故B错误；由A的结构简式可知，A的分子式为C8H18，故C正确；A是有机物B与等物质的量的H2发生加成产物，则B中含有1个C=C键，根据加氢反应还原双键，A中相邻碳原子上都含有H原子的可以含有碳碳双键，故B的结构简式可能有如下三种：、，它们名称依次为3,3－二甲基－2－乙基－1－丁烯、3,4,4－三甲基－1－戊烯、3,4,4－三甲基－2－戊烯，故D正确。9．某化合物的结构式(键线式)及球棍模型如图甲：该有机物分子的核磁共振氢谱图如乙。下列关于该有机物的叙述正确的是()A．该有机物不同化学环境的氢原子有7种B．该有机物属于芳香族化合物C．键线式中的Et代表的基团为—CH2CH3D．该有机物的分子式为C9H10O4解析：选C根据该物质的核磁共振氢谱图或球棍模型判断，H原子有8种，A项错误；该有机物中不含苯环，所以不属于芳香族化合物，B项错误；根据该有机物的球棍模型判断Et为乙基，C项正确；根据球棍模型可知，该物质的分子式是C9H12O4，D项错误。10．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法正确的是()A．通常用分液的方法来分离、提纯液态有机混合物B．质谱仪可以用于确定有机物中氢原子的种类C．核磁共振氢谱可以用于确定有机物的相对分子质量D．红外光谱可以用于确定有机物分子中的基团解析：选D质谱仪用于确定有机物的相对分子质量，核磁共振氢谱确定氢原子的种类，A、B、C错误。11．吡啶又称为氮苯，与苯都有大π键。吡啶可以看成是苯分子中的一个(CH)被N取代的化合物，其广泛用于医药工业领域。一种由糠醛制备吡啶的原理如下：下列说法正确的是()A．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有原子均可能共平面B．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有碳原子的杂化方式相同C．吡啶与苯分子的熔点高低主要取决于所含化学键的键能D．吡啶与苯分子中参与形成大π键的各原子所提供的电子数相同解析：选D糠醇中含有饱和碳原子，故所有原子不可能共平面，A项错误；糠醛、吡啶中碳原子的杂化方式均为sp2，而糠醇中环上的碳原子杂化方式为sp2，—CH2OH中碳原子形成4个单键，杂化方式为sp3，B项错误；吡啶与苯分子的熔点高低主要取决于分子间作用力的大小，C项错误。二、非选择题12．有机物X是一种重要的有机合成中间体，用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构，进行了如下实验：(1)有机物X的质谱图如图：有机物X的相对分子质量是____。(2)将10.0gX在足量O2中充分燃烧，并使其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液，发现无水CaCl2增重7.2g，KOH浓溶液增重22.0g。有机物X的分子式是____。(3)经红外光谱测定，有机物X中含有醛基；有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰，峰面积之比是3∶1。有机物X的结构简式是______，名称为___________。解析：(1)质谱图中的最大质荷比即为X的相对分子质量，所以X的相对分子质量是100。(2)10.0gX的物质的量n＝eq\f(m,M)＝eq\f(10g,100g·mol－1)＝0.1mol，完全燃烧生成水的质量是7.2g，其物质的量n(H2O)＝eq\f(7.2g,18g·mol－1)＝0.4mol，生成二氧化碳的质量是22.0g，其物质的量n(CO2)＝eq\f(22.0g,44g·mol－1)＝0.5mol，则1molX分子中含有5molC原子、8molH原子，结合X的相对分子质量是100，所以X中O原子个数是eq\f(100－5×12－8,16)＝2，因此X的分子式是C5H8O2。(3)根据题意，X分子中含有醛基，有2种H原子，且H原子个数比是3∶1，说明X分子中含有2个甲基，根据分子式确定其不饱和度为2，不含其他官能团，所以X分子中含有2个醛基，所以X的结构简式是(CH3)2C(CHO)2。答案：(1)100(2)C5H8O2(3)(CH3)2C(CHO)22,2－二甲基丙二醛13．一定条件下，有机化合物Y可发生重排反应：回答下列问题。(1)X中含氧官能团的名称是____；鉴别Y、Z可选用的试剂是_____。(2)实验测得Z的沸点比X的高，其原因是_________________________________。(3)Y与足量NaOH溶液反应的化学方程式是________________________________。(4)与Y具有相同官能团且属于芳香化合物的同分异构体还有____种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式是________________________________________________(任写一种)。解析：(1)由X的结构可知，其中所含的官能团有羰基和羟基；Z中存在酚羟基，可通过浓溴水或氯化铁溶液鉴别Y和Z；(2)实验测得Z的沸点比X的高，是因为X中羟基和羰基处于邻位，易形成分子内氢键，而Z容易形成分子间氢键，导致其沸点较高；(3)Y中含有酯基，与足量NaOH溶液发生水解反应，反应为＋CH3COONa＋H2O；(4)与Y具有相同官能团且属于芳香化合物，若取代基只有一个，有—COOCH3和HCOOCH2—两种，若取代基有两个：分别为—CH3和—OOCH，在苯环上有邻、间、对三种结构，共5种符合题意，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为。答案：(1)(酚)羟基、羰基(或酮基)浓溴水或FeCl3溶液(2)Z形成分子间氢键，X形成分子内氢键，故Z的沸点比X的高(3)＋CH3COONa＋H2O(4)514．苯甲酸甲酯是重要的化工原料，某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸(C6H5COOH)和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。有关数据如下：相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)水溶性苯甲酸122122.42491.2659微溶甲醇32－9764.60.792互溶苯甲酸甲酯136－12.3196.61.0888不溶Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后，小心加热2小时，得苯甲酸甲酯粗产品。(1)该反应的化学方程式为________________________，该反应的原子利用率是___。已知：原子利用率＝(预期产物的总质量/全部反应物的总质量)×100%(2)实验中，应选择图中____(填字母)作为冷凝回流装置，该仪器的名称为___。(3)使用过量甲醇的原因是_____________________________________________________________。Ⅱ.粗产品的精制苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制。(4)饱和碳酸钠溶液的作用是________________________，操作a的名称为____。(5)由于有机层和水层的密度比较接近，兴趣小组的同学无法直接判断有机层在上层还是下层，请你设计简单易行的方案，简述实验方法，可能的现象及结论________________________________________________。(6)该实验中制得苯甲酸甲酯8.30g，则苯甲酸甲酯的产率为____。解析：(1)苯甲酸与甲醇发生酯化反应生成苯甲酸甲酯，反应的化学方程式为C6H5COOH＋CH3OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))C6H5COOCH3＋H2O，该反应的原子利用率＝eq\f(136,122＋32)×100%＝88.3%。(2)根据图中的数据可知，甲醇的沸点较低，易挥发，球形冷凝管冷却效果比直形冷凝