高考化学认识有机化合物(大题培优易错试卷)含答案解析

高考化学认识有机化合物(大题培优易错试卷)含答案解析一、认识有机化合物练习题（含详细答案解析）1．下列各组物质①O2和O3②红磷和白磷③12C和14C④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3⑤乙烷和丁烷⑥CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5，互为同系物的是____________；（填序号，下同）互为同分异构体的是____________；是同一物质的是____________。【答案】⑤④⑥【解析】【分析】同系物指结构相似、通式相同，组成上相差1个或者若干个CH2原子团，具有相同官能团的化合物；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；组成和结构都相同的物质为同一物质，同一物质组成、结构、性质都相同，据此分析。【详解】①O2和O3是由O元素组成的不同单质，互为同素异形体；②红磷和白磷是由P元素组成的不同单质，互为同素异形体；③12C和14C中子数不同，是碳元素的不同核素，互为同位素；④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CH2CH3分子式相同，结构不同，为碳链异构，其名称分别为：正丁烷、异丁烷，互为同分异构体；⑤乙烷和丁烷,结构相似,都属于烷烃,形成2个CH2原子团，互为同系物；⑥CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5分子式相同，结构相同，只是书写形式不同，属于同一物质；故答案为：⑤；④；⑥。【点睛】同系物指结构相似、通式相同，组成上相差1个或者若干个CH2原子团，具有相同官能团的化合物；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；组成和结构都相同的物质为同一物质，同一物质组成、结构、性质都相同；2．下列关于的说法正确的是A．所有碳原子可能共平面 B．除苯环外的碳原子共直线C．最多只有4个碳原子共平面 D．最多只有3个碳原子共直线【答案】A【解析】【分析】根据常见的有机化合物中，甲烷是正四面体结构，乙烯和苯是平面型结构，乙炔是直线型结构，其它有机物可在此基础上进行共线、共面分析判断，注意单键可以旋转，而碳碳双键和碳碳三键不能旋转。【详解】A.碳碳单键可以旋转，乙炔与乙烯所在的平面一定共面，乙烯所在的平面与苯所在的平面可能在同一平面上，所以所有C原子可能共平面，A正确；B.乙炔分子是直线型分子，四个原子在同一条直线上，与碳碳三键连接的苯环上的C原子及苯环对位的C原子在同一直线上，与苯环连接的亚甲基C原子取代苯分子的H原子位置，在该直线上，乙烯是平面型结构，键角是120°，所以共线的原子共有2个，因此除苯环外的C原子不可能共直线，B错误；C.苯分子是平面分子，乙炔是直线型分子，在苯环平面上；乙烯是平面分子，甲基、亚甲基取代乙烯分子中H原子的位置，因此在乙烯分子的平面上，由于碳碳单键可以旋转，乙烯所在的平面与苯所在的平面可能在同一平面上，因此所有C原子可能共平面，C错误；D.苯分子是平面型结构，苯环处于对位的C原子及与该原子连接的原子在同一直线上，所以苯分子中共线的原子共有4个，乙炔是直线型结构，共线的原子共有4个，乙烯是平面型结构，共线的原子共有2个，最多只有5个C共直线，D错误。故合理选项是A。【点睛】本题考查有机物的结构与性质，题目难度中等，注意掌握常见有机物结构与性质，合理分析该有机物分子中最多共平面的原子。3．由环已烷、乙醇、乙醚组成的混和物，经测定其中碳的质量分数为72%，则氧的质量分数为A．14.2% B．16% C．17.8% D．19.4%【答案】A【解析】【分析】环己烷的分子式为C6H12可以改写成(CH2)6，乙醇的分子式为C2H6O可以改写成(CH2)2·H2O，乙醚的分子式为C4H10O，可以改写成(CH2)4·H2O，所以该混合物可以看成CH2与H2O构成的。【详解】由于该混合物中C的质量分数为72%，所以CH2的质量分数为：，那么H2O的质量分数为：，O元素的质量分数为：，A项正确；答案选A。4．下图是正丁烷的四种构象与势能关系，下列关于正丁烷的说法正确的是A．在水中的溶解度比在苯中的溶解度大B．四个碳原子有可能在一条直线上C．图中四种构象化学性质不同D．各构象势能的高低与CH3空间位阻有很大关系【答案】D【解析】【详解】A．正丁烷分子中没有亲水基团，水是极性分子，苯是非极性分子，正丁烷为弱极性分子，正丁烷难溶于水，易溶于苯，A错误；B．正丁烷分子中的碳原子都是sp3杂化，四个碳原子不可能在同一条直线上，B错误；C．图中四种构象化学性质相同，C错误；D．由图像可知，各构象势能的高低与CH3空间位阻有很大关系，D正确；答案选D。5．两种气态烃以任意比例混合，在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10L。下列各组混合烃中不符合此条件的是（）A．CH4C2H4 B．CH4C3H4 C．C2H4C3H4 D．C2H2C3H6【答案】D【解析】【分析】设有机物的平均式为CxHy，燃烧通式为：CxHy+(x+)O2→xCO2+H2O，105℃时生成的水为气体，反应前后气体体积不变，则反应方程式中反应前后气体化学计量数之和相等相等，据此计算判断。【详解】设有机物的平均式为CxHy，则有CxHy+(x+)O2→xCO2+H2O，105℃时生成的水为气体，有机物燃烧前后体积不变，则1+x+=x+，解答y=4，即混合气中平均含有H原子数为4。A．CH4、C2H4中H原子数都为4，平均值为4，故A符合；B．CH4、C3H4中H原子数都为4，平均值为4，故B符合；C．C2H4、C3H4中H原子数都为4，平均值为4，故C符合；D．C2H2、C3H6中H原子数都为2、6，只有1:1混合才能使平均值为4，不符合以任意比例混合的要求，故D不符合；答案选D。6．已知苯可以进行如下转化：下列叙述正确的是A．用蒸馏水可鉴别苯和化合物KB．化合物M与L互为同系物C．①、②反应发生的条件均为光照D．化合物L能发生加成反应，不能发生取代反应【答案】A【解析】【分析】【详解】A.化合物K为溴苯，溴苯的密度比水大，苯的密度比水小，用蒸馏水可鉴别苯和溴苯，A正确；B.化合物M的分子式为C6H12与L的分子式为C6H10，不满足同系物的定义，两者不是同系物，B错误；C.反应①为苯的取代，反应条件为溴、铁或溴化铁作催化剂，C错误；D.化合物L中有碳碳双键能发生加成反应，其它碳原子上的氢也可以被取代反应，D错误；答案选A。【点睛】结构相似,在分子组成上相差1个或几个“CH2”的物质,互称为同系物，必须是同一类物质，含有相同且数量相等的官能团。7．PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小；另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。(1)PtCl2(NH3)2为__________结构（填“平面四边形”或“四面体”）。(2)黄绿色固体的立体构型图为____________________。【答案】平面正方形【解析】【分析】(1)根据相似相溶原理，极性分子构成的溶质易溶于极性分子构成的溶剂，非极性分子构成的溶质易溶于非极性分子构成的溶剂。(2)Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构，两个Cl原子有相邻和相对两种位置；【详解】(1)通过相似相溶原理可知两种固体一种为极性分子，另一种为非极性分子，若PtCl2(NH3)2为四面体结构，只能为极性分子，故只能为平面正方形结构，故答案为：平面四边形；(2)黄绿色固体在水中的溶解度较大，则为极性分子，NH3和Cl在四边形的4个角上的分布是不对称的，即正负电荷重心不重合，故黄绿色固体是，故答案为：。【点睛】这类题目要求考生审清题目信息，并与所学知识结合起来解答，注意相似相溶原理的应用。8．星型聚合物SPLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。已知：SPLA的结构简式为：，其中R为。(1)淀粉是___糖（填“单”或“多”）；A的名称是___。(2)生成D的化学反应类型属于___反应；D结构中有3个相同的基团，且1molD能与2molAg(NH3)2OH溶液反应，则D的结构简式是___；D→E反应的化学方程式为___。(3)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基，G既不能与NaHCO3溶液反应，又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，且1molG与足量Na反应生成1molH2，则G的结构简式为___。(4)B有多种脱水产物，其中两种产物的结构简式为______和______。【答案】多葡萄糖加成C(CH2OH)3CHOC(CH2OH)3CHO+H2C(CH2OH)4CH2=CH-COOH或CH3CH(OH)COOCH(CH3)COOH或【解析】【分析】从流程图可直接推出：由多糖淀粉水解得A是葡萄糖，葡萄糖不完全氧化产生B为2-羟基丙酸(即乳酸)，结构简式是，乙醛和甲醛发生醛与醛的加成反应产生D：C(CH2OH)3CHO，D与H2发生加成反应产生E：季戊四醇C(CH2OH)4，B、E发生缩聚反应产生高分子化合物SPLA。【详解】(1)淀粉(C6H10O5)n与水在催化剂存在条件下发生反应产生葡萄糖C6H12O6，淀粉是葡萄糖脱水缩合形成的化合物，因此淀粉属于多糖；A是葡萄糖；(2)乙醛和甲醛发生反应时，乙醛分子断裂甲基中的三个C-H键，甲醛分子断裂C=O双键中较活泼的键，H与O原子结合形成-OH，C与C结合，则一分子乙醛与三分子甲醛发生加成反应产生D：C(CH2OH)3CHO，所以生成D的反应为加成反应；由D、E的化学式可以看出E比D多2个H原子，D产生E的反应是催化加氢反应，又叫还原反应，故D→E反应的化学方程式为：C(CH2OH)3CHO+H2C(CH2OH)4；(3)B是乳酸，结构简式是，B的直链同分异构体G的分子中不含甲基，G既不能与NaHCO3溶液反应，又不能与新制Cu(OH)2反应，且1molG与足量Na反应生成1molH2，说明G中无-COOH，无-CHO，1molG中有2mol-OH，则G的结构简式为：；(4)B是乳酸，可发生消去反应生成CH2=CH-COOH；两分子乳酸发生酯化反应生成：，两分子乳酸酯化生成环酯：，或发生缩聚反应反应生成聚乳酸：等。9．苯酚是一种重要的化工原料。以苯酚为主要起始原料，经下列反应可制得香料M和高分子化合物N。(部分产物及反应条件已略去)(1)由苯酚生成A的化学方程式是______。(2)已知C的分子式为C5H12O，C能与金属Na反应，C的一氯代物有2种。C的结构简式是______。(3)B与C反应的化学方程式是_________。(4)生成N的反应类型是______，D的结构简式是_________。(5)以苯酚为基础原料也可以合成防腐剂F。已知F的相对分子质量为152，其中氧元素的质量分数为31%，F完全燃烧只生成CO2和H2O。则F的分子式是________。(6)已知F具有如下结构特征：①芳香族化合物F能与NaHCO3溶液反应，且不能发生水解反应；②F的分子中含有4种不同的氢原子；③分子结构中不存在“-O-O-”的连接方式。F的结构简式是____________。【答案】+NaOH→+H2O++H2O缩聚反应C8H8O3【解析】【分析】苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠，故A为，由转化关系可知B为，C的分子式为C5H12O，C能与金属Na反应，属于饱和一元醇，C的一氯代物有2种，分子中有2种H原子，则C的结构简式是，B与C发生酯化反应生成M，则M为；苯酚与丙酮反应生成D，D的分子式为C15H16O2，再结合N的结构可知D为，据此解答。【详解】根据上述分析可知：A为，B为，C为，M为，D为。(1)苯酚与NaOH发生反应产生苯酚钠和H2O，反应方程式为：+NaOH→+H2O；(2)根据上述分析可知C结构简式为：；(3)B是，含有羧基，C是，含有醇羟基，二者在浓硫酸存在条件下加热，发生酯化反应产生M和水，该反应是可逆反应，化学方程式为：++H2O；(4)D是，D与发生缩聚反应产生N：和CH3OH，故由D生成N的反应为缩聚反应；(5)(6)以苯酚为基础原料也可以合成防腐剂F，经质谱分析F的相对分子质量为152，其中氧元素的质量分数为31%，则分子中氧原子数目N(O)==3，芳香族化合物F能与NaHCO3溶液反应，且不能发生水解反应，故分子中含有苯环、-COOH，假定为二元取代，则剩余基团的相对分子质量为152-76-45=31，且含有1个O原子，完全燃烧只生成CO2和H2O，故剩余基团为-OCH3或-CH2OH，故F的分子式为C8H8O3，F的核磁共振氢谱显示其分子中含有4种氢原子，分子结构中不存在“-O-O-”的连接方式，F的结构简式是。【点睛】本题考查有机物的推断，涉及酚、羧酸等性质与转化，注意根据苯酚、D的分子式、N的结构式推断D的结构，注意(5)中利用相对分子质量确定F的分子式，是对有机化合物知识的综合考查，能较好的考查学生思维能力。10．布噁布洛芬是一种消炎镇痛的药物。它的工业合成路线如下：请回答下列问题：(1)A长期暴露在空气中会变质，其原因是____。(2)B→C反应类型为___________，E→F反应中生成的无机产物为_________。(3)由A到B的反应通常在低温时进行。温度升高时，多硝基取代副产物会增多，最可能生成的二硝基取代物是下列物质中的__________(填字母)。abcd(4)D的结构简式__________；D的同分异构体H是一种α-氨基酸，能使FeCl3溶液显紫色，而且苯环上只有两个取代基，它在苯环上的一卤代物只有两种，则H的结构简式是_________。(5)写出以为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任选）_______________。合成路线流程图示例如下：CH2=CH2CH3CH2BrCH3CH2OH【答案】酚羟基易被空气氧化还原HCl与H2Oa【解析】【分析】(1)根据苯酚在空气中易被氧化而显粉红色这一现象，可以推知含有酚羟基物质的不稳定性；(2)根据B→C反应的条件可知，该反应为还原反应，利用元素守恒可知E→F反应中生成的无机产物；(3)根据一硝基取代物可知，硝基取代位置在酚羟基所连碳的邻位，由邻、对位取代原理解答；(4)由B的结构及C的分子式可知，B中的硝基被还原为氨基，故C为，结合C、E的结构及D的分子式可知，C中—CN水解为—COOH，故D为，D与C2H5OH在酸性条件下反应产生E是，E与反应产生F是。D的同分异构体H是一种α-氨基酸，H可被酸性KMnO4溶液氧化成对苯二甲酸，由于酚羟基易被氧化，故H中取代基为HOCH2—、—CH(NH2)COOH，处于对位位置；(5)以为原料制备，可以先在的间位引入硝基，再还原成氨基，然后将—CN在酸性条件下水解得羧基即可得产品。【详解】根据上述推断可知C为，D为，F是。(1)根据苯酚在空气中易被氧化而显粉红色这一现象，可以推知酚类化合物易被空气中的O2氧化，故A长期暴露在空气中会变质；(2)根据B→C反应的条件可知，该反应为还原反应，利用元素守恒可知E→F反应中生成的无机产物为HCl与H2O；(3)根据一硝基取代物可知，硝基取代位置在酚羟基所连碳的邻位，由邻、对位取代原理可知a物质最有可能生成，故合理选项是a；(4)由B的结构及C的分子式可知，B中的硝基被还原为氨基，故C为，结合C、E的结构及D的分子式可知，C中-CN水解为-COOH，故D为。D的同分异构体H是一种α-氨基酸，H可被酸性KMnO4溶液氧化成对苯二甲酸，由于酚羟基易被氧化，故H中取代基为HOCH2—、—CH(NH2)COOH，二者处于对位位置，H的结构简式是；(5)以为原料制备，可以先在的间位引入硝基，再还原成氨基，然后将—CN在酸性条件下水解得羧基即可得产品，合成路线为：。【点睛】本题考查有机物的推断与合成，充分利用合成路线中有机物的分子式、结构式，根据逆推法确定物质的结构，侧重考查学生的推理能力与分析、判断能力。11．化合物甲只含C、H两种元素，化合物乙和丙都只含C、H、F三种元素，甲、乙、丙都是饱和化合物且分子中都含有26个电子。据此推断：(1)甲的分子式是_____________；若甲分子中有两个H原子被F原子代替，所得产物可能有_______种结构。(2)乙是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的氟里昂产品，用作致冷剂。已知乙分子中C、H、F原子个数比为1∶2∶2，则下列对于乙的描述正确的是____________。A．其分子构型为正四面体B．其分子构型为正四边形C．具有两种同分异构体D．没有同分异构体(3)将甲、乙按物质的量之比1∶1混合所得混合物的平均摩尔质量等于丙的摩尔质量，则丙的分子式是______________。【答案】C3H84DC2H5F【解析】【分析】化合物甲只含C、H两种元素，应为烷烃，分子式符合CnH2n+2，分子中含有26个电子，则有6n+2n+2=26，n=3，则甲为C3H8，乙分子中C、H、F原子个数比为l：2：2，分子中含有26个电子，应为CH2F2，电子数为26，符合，将甲、乙按物质的量之比1：1混合所得混合物的平均摩尔质量等于丙的摩尔质量，丙的相对分子质量为=48，且分子中含有26个电子，应为C2H5F，以此解答该题。【详解】(1)化合物甲只含C、H两种元素，应为烷烃，分子式符合CnH2n+2，分子中含有26个电子，则有6n+2n+2=26，n=3，则甲为C3H8，若甲分子中有两个H原子被F原子代替，所得产物可能有CH3CH2CHF2、CH3CF2CH3、CH2FCHFCH3、CH2FCH2CH2F共四种；(2)乙分子中C、H、F原子个数比为l：2：2，分子中含有26个电子，应为CH2F2，为四面体结构，不存在同分异构体，故答案为D；(3)将甲、乙按物质的量之比1：1混合所得混合物的平均摩尔质量等于丙的摩尔质量，丙的相对分子质量为=48，且分子中含有26个电子，应为C2H5F。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，所设计的装置如图所示：（1）A中制取Cl2的反应的化学方程式是_________________________。（2）B装置的作用：①______；②______；③______。（3）D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI，其作用是________________。（4）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（5）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______________。（6）将1molCH4与Cl2发生取代反应，测得4种有机取代产物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是_____。【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O控制气流速度使气体混合均匀干燥气体除去过量的Cl2C分液2.5mol【解析】【分析】甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应生成多种氯代甲烷和氯化氢。A装置是浓盐酸和二氧化锰制取氯气的发生装置，通过B装置，除去氯气中的水蒸气，控制两种气体的流速，使氯气和甲烷混合均匀，C装置是甲烷和氯气发生取代反应的装置，D装置盛有湿润的KI粉末可以用来除去过量的氯气，尾气中含有有毒气体CH3Cl和过量的甲烷，容易污染空气，需要进行尾气处理，据此判断。【详解】（1）MnO2能与HCl(浓)发生氧化还原反应生成MnCl2、Cl2和水，反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。（2）制备的氯气中含有水蒸气，可用浓硫酸除去，B装置的作用是干燥气体、使气体混合均匀、通过观察气泡来控制气流速度。（3）氯气能将碘化钾氧化为碘单质，湿润的KI可除去过量的氯气。（4）由于上述过程中产生的HCl易导致大气污染，所以E的作用是吸收尾气，HCl极易溶于水易发生倒吸，所以E还可以防止倒吸，答案选C。（5）E装置中除了有盐酸生成外，还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分层，可通过分液分开。（6）1molCH4生成等物质的量的4种取代产物，即0.25molCH3Cl、0.25molCH2Cl2、0.25molCHCl3、0.25molCCl4，则所需n(Cl2)=0.25mol×1+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。13．某化学学习小组欲探究己烷的性质，用己烷进行下列实验：实验1：实验2：将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶中。过一段时间，溶液颜色变浅，打开瓶盖瓶口出现白雾。实验3：利用如图所示实验装置在一定条件分解己烷（生成丙烷和丙烯），且丙烯能被酸性溶液氧化。(1)实验1中用到的玻璃仪器主要有______________________________________（填名称）。(2)由实验1可知，己烷的物理性质有____________________________________。(3)实验2中的橙色溶液逐渐变浅的原因是__________________（填序号）。A.己烷与溴发生了取代反应B.溴代己烷为无色物质C.液溴向外挥发浓度降低D.己烷与液溴发生了加成反应E.液溴与己烷分层，密度大的液溴在下层(4)实验3中装置Ⅱ的作用是______________________________________。(5)试管C中的现象是______________________________________。(6)试写出装置Ⅰ中发生的生成丙烷和丙烯的化学方程式：______________________________________。【答案】烧杯、分液漏斗（有无玻璃棒均正确）己烷的密度比水小，难溶于水，可溶解溴AB冷凝己烷分解产生的气体酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去【解析】【分析】【详解】(1)实验①的主要操作是分液，需要的玻璃仪器主要是烧杯和分液漏斗，故答案为：烧杯、分液漏斗；(2)溴水和己烷混合后，下层几乎是无色的，且分液后得到橙色溶液，这说明己烷比水轻，难溶于水，可溶解溴，故答案为：己烷比水轻，难熔于水，可溶解溴；(3)由于打开瓶盖瓶口出现白雾，这说明有溴化氢生成。由于己烷是烷烃，能和溴发生取代反应生成溴代烷和溴化氢，因此正确的答案选AB，故答案为：AB；(4)实验3的装置Ⅱ中有冰水浴，所以该装置的作用是冷凝己烷分解产生的气体，故答案为：冷凝己烷分解产生的气体；(5)己烷裂化有气态的烯烃生成，烯烃含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此看到试管C中酸性高锰酸钾的紫色褪去，故答案为：酸性高锰酸钾的紫色褪去；(6)在一定条件下，己烷裂化生成丙烷和丙烯，反应的化学方程式是CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3﹢CH3CH=CH2，故答案为：CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3﹢CH3CH=CH2。14．将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶，用玻璃片把瓶口盖好后，分别作如下处理，请回答下列问题。（1）置于黑暗处，现象为___。（2）将点燃的镁条靠近集气瓶外壁，产生的现象为___。（3）放在光亮的教室里，产生的现象为___。（4）甲烷和氯气发生的一系列反应都是___（填“取代”或“加成”）反应，该反应的有机产物中常用作有机溶剂的是___，可用作灭火剂的是___。【答案】无明显现象发生爆炸黄绿色逐渐变浅，瓶壁上出现油状液滴取代CHCl3、CCl4CCl4【解析】【分析】【详解】（1）与发生的反应是在光照条件下进行的，因而在黑暗处不会发生反应，故答案为：无明显现象；（2）将点燃的镁条靠近装有甲烷和氯气的集气瓶，因光照太强烈，反应较快，会发生爆炸，故答案为：发生爆炸；（3）将装有甲烷和氯气的集气瓶放在光亮