【化学】化学认识有机化合物的专项培优-易错-难题练习题及答案

【化学】化学认识有机化合物的专项培优易错难题练习题及答案一、认识有机化合物练习题（含详细答案解析）1．结合已学知识，并根据下列一组物质的特点回答相关问题。(1)邻二甲苯的结构简式为____(填编号，从A～E中选择)。(2)A、B、C之间的关系为____(填序号)。a．同位素b．同系物c．同分异构体d.同素异形体(3)请设计一个简单实验来检验A与D，简述实验操作过程：_____________。(4)有机物同分异构体的熔沸点高低规律是“结构越对称，熔沸点越低”，根据这条规律，判断C、D、E的熔沸点由高到低的顺序：______(填编号)。【答案】Eb取少量A、D分别装入两支试管中，向两支试管中滴入少量酸性KMnO4溶液，振荡，若溶液褪色，则为间二甲苯；若溶液不褪色，则为苯；E＞D＞C【解析】【分析】(1)邻二甲苯表示苯环相邻位置各有1个甲基；(2)结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物；(3)苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，间二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化；(4)根据结构越对称，熔沸点越低解题。【详解】(1)C为对二甲苯，D为间二甲苯，E为邻二甲苯，故答案为：E；(2)A、B、C的结构简式中都含有苯环，分子式依次相差1个“CH2”，符合通式CnH2n-6(n≥6)，所以它们互为同系物，故答案为：b；(3)苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，间二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化，则检验苯与间二甲苯的操作为取少量A、D分别装入两支试管中，向两支试管中滴入少量酸性KMnO4溶液，振荡，若溶液褪色，则为间二甲苯；若溶液不褪色，则为苯；(4)对二甲苯的对称性最好，邻二甲苯的对称性最差，故熔沸点由高到低：E＞D＞C。2．下列说法正确的是（）A．CH4的二氯代物只有一种，此事实可说明CH4为正四面体结构B．光照条件下，1mol甲烷和氯气完全取代需要2mol氯气C．C6H14的同分异构体有4种D．正戊烷和异戊烷属于同系物【答案】A【解析】【分析】【详解】A.若甲烷是平面正方形的平面结构，甲烷的二氯代物结构有两种，甲烷的二氯代物只有一种可以证明甲烷不是平面正方形，而是正四面体结构，A项正确；B.1molCH4含有4molH，全部被取代需要4molCl2，B项错误；C.有5种，分别是①已烷，②2-甲基戊烷，③3-甲基戊烷，④2，2-二甲基丁烷，⑤2，3-二甲基丁烷，C项错误；D.正戊烷与异戊烷是同分异构体，D项错误；答案选A。3．两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。4．通过排饱和食盐水，用大试管收集体积比为1∶1的甲烷和氯气混合气（如图），强光照射下发生反应。下列说法错误的是（）A．试管中气体颜色变浅B．试管内液面慢慢上升C．水槽中的液体溶有氯化氢D．试管内壁的油滴是纯净物【答案】D【解析】【分析】【详解】A．甲烷和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，因此试管中气体颜色会变浅，故A正确；B．甲烷和氯气取代后生成的一氯甲烷为气体，难溶于水，其它有机产物均为液态，生成的HCl极易溶于水，因此甲烷和氯气的反应为气体的物质的量减少的反应，会导致液面上升，故B正确；C．有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水，故C正确；D．内壁出现油状液体，是甲烷和氯气发生取代反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物，故D错误；故选D。【点睛】明确甲烷的取代反应及产物的性质是解题的关键。解答本题要注意甲烷与氯气生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的四个取代反应会同时发生，得到的产物为混合物。5．下列说法正确的是（）A．分子式C7H16的烃分子中有4个甲基的同分异构体有4种（不考虑立体异构）B．名称为2-甲基-3-丁烯C．化合物与均属于苯的同系物D．苯和溴水在三溴化铁做催化剂的条件下发生取代反应【答案】A【解析】【分析】【详解】A．分子式C7H16的烃分子中有4个甲基的同分异构体有4种，它们是(CH3)3CCH2CH2CH3、CH3CH2C(CH3)2CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH(CH3)2，A正确；B．名称为3-甲基-1-丁烯，B不正确；C．化合物含有碳碳双键，与苯结构不相似，不属于苯的同系物，C不正确；D．苯和溴水不能发生取代反应，D不正确；故选A。6．下列说法正确的是（）A．CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3中均含有甲基、乙基和酯基，为同一种物质B．和为同一物质C．CH3CH2CH2CH2CH3和CH3CH2CH（CH3）2互为同素异形体D．CH3CH2OH和CH2OHCHOHCH2OH具有相同的官能团，互为同系物【答案】B【解析】【分析】【详解】A．CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3所含官能团和原子团相同，但结构不同，不是同一物质，故A错误；B．不存在异构现象，因此和为同一物质，故B正确；C．CH3CH2CH2CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)2分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故C错误；D．CH3CH2OH和CH2OHCHOHCH2OH所含官能团的数目不同，不互为同系物，故D错误；故答案为：B。【点睛】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；一般出现在有机化学中，且必须是同一类物质（含有相同且数量相等的官能团，羟基例外，因酚和醇不能成为同系物，如苯酚和苯甲醇）。但值得注意的是，一是同系物绝大部分相差1个或n个亚甲基团；二是有同一基团的物质不一定是同系物。7．下列说法全部正确的一组是（）①CH3—CH=CH2和CH2=CH2的最简式相同②CH≡CH和C6H6含碳量相同③碳原子数不同的直链烷烃一定是同系物④正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低⑤标准状况下，11.2L的己烷所含的分子数为0.5NA(NA为阿伏加德罗常数)A．①②③④ B．②③④ C．②③ D．③⑤【答案】A【解析】【分析】【详解】①和的最简式都是，二者的最简式相同，①正确；②和的最简式都是，所以二者的含碳量相同，②正确；③因为烷烃属于饱和烃，碳原子数不同的直链烷烃一定是同系物，③正确；④正戊烷、异戊烷、新戊烷分子中含有的碳原子数目相等，含有的支链逐渐增多，则它们的沸点逐渐变低，④正确；⑤标准状况下，己烷不是气体，题中条件无法计算11.2己烷的物质的量，⑤错误；故答案选A。【点睛】22.4L/mol为标况下的气体摩尔体积，仅适用于标况下的气体。8．下列现象中，是因为发生加成反应而产生的现象是（）A．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色B．将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失【答案】C【解析】【详解】A选项，乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于发生氧化反应而褪色，故A错误；B选项，将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色，是由于发生了萃取而褪色，故B错误；C选项，乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是由于两者发生加成反应生成1，2-二溴乙烷而褪色，故C正确；D选项，甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失，两者发生取代反应而颜色消失，故D错误；综上所述，答案为C。【点睛】乙烯的性质：乙烯氧化反应有：与氧气燃烧，与酸性高锰酸钾溶液反应乙烯加成反应主要有：与氢气加成，与溴的四氯化碳溶液发生加成，与HCl发生加成反应，与水发生加成反应；乙烯发生加聚反应：生成聚乙烯分清乙烯使溶液褪色不一定是加成反应，乙烯与酸性高锰酸钾为氧化反应，而乙烯与溴的四氯化碳溶液反应是加成反应。9．(1)按要求书写系统命名是________________________________2—甲基—1，3－丁二烯的结构简式__________________________________(2)下列各对物质中属于同系物的是___________________，属于同分异构体的是____________属于同位素的是__________，属于同素异形体的是___________AC与CBO2与O3CDE与(3)下列属于苯的同系物的是____________________(填字母)。ABCD【答案】3，4—二甲基辛烷ECABD【解析】【分析】(1)根据烷烃系统命名法对该烷烃进行命名；根据烯烃的命名原则写出2-甲基-1，3-丁二烯的结构简式；(2)质子数相同中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，同位素必须原子；同一元素形成的不同单质称同素异形体，同素异形体必须是单质；结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物；分子式相同结构不同的化合物互称同分异构体；(3)苯的同系物中含1个苯环，侧链为饱和烃基。【详解】(1)的最长碳键是8个碳原子，根据系统命名此烷烃的名称为3，4—二甲基辛烷；2-甲基-1，3-丁二烯，主链含有4个C，在2号C含有一个甲基，在1，3号C含有两个碳碳双键，其结构简式为；(2)A．C与C是碳元素的不同核素，互为同位素；B．O2与O3均是氧元素形成的不同种单质，互称为同素异形体；C．分子式相同，结构不同，属于同分异构体；D．分子式相同，结构相同，属于同一物质；E．与结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，互称为同系物；故：属于同系物的是E，属于同分异构体的是C，属于同位素的是A，属于同素异形体的是B。(3)苯的同系物中含1个苯环，侧链为饱和烃基，只有D符合，故答案为D。10．有机物A的结构简式为:。它可通过不同化学反应分别制得B、C和D三种物质。

(1)B中的含氧官能团名称是_________、________。(2)A→B的反应类型是___________；A～D中互为同分异构体的是_________。(3)由A生成C的化学方程式是__________________________。(4)C在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是__________。【答案】醛基羧基氧化反应CD+H2On【解析】【分析】【详解】(1)由B的结构简式可知，含有-COOH、-CHO，名称分别为羧基、醛基；(2)A到B为羟基的催化氧化，反应类型为氧化反应；分子式相同结构不同的有机物互称同分异构体，根据结构简式知，CD互为同分异构体；(3)A到C为羟基的消去反应，反应方程式为+H2O；(4)C中含有碳碳双键，可以发生加聚反应，方程式为：n。11．透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶。制备它的一种配方中含有下列四种物质：填写下列空白：(1)甲的同分异构体有多种，写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式__________；淀粉通过下列转化可以得到乙(C2H6O2)，A为一种单糖，B为一种有特殊香味的一元醇，C为一种气体。(2)写出A→B的化学反应方程式：_______；写出B→C的反应条件:_____；(3)化合物丁仅含碳、氢、氧三种元素，其相对分子质量为110。丁与FeCl3溶液作用显现紫色，且丁分子中苯基上的一氯取代物只有一种。则丁的结构简式为____________；(4)已知：(—R为烃基)+H2，利用上述信息，以苯、乙烯、氯化氢为原料经三步反应合成丙，其中属于取代反应的化学方程式是________。【答案】CH2=CH-CH2-CH2COOHC6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑浓硫酸170℃+CH3CH2Cl+HCl【解析】【分析】(1)不含甲基的羧酸中，烃基不含支链，且碳碳双键在1号位置；(2)淀粉在稀硫酸催化下发生水解产生单糖，该糖为葡萄糖，结构简式是CH2OH(CHOH)4CHO；葡萄糖在酒化酶作用下反应产生一种有特殊香味的一元醇B，B为CH3CH2OH，乙醇与浓硫酸混合加热170℃，发生消去反应产生气体C，C为CH2=CH2，乙是乙二醇，可逆推D应该为CH2BrCH2Br，C是乙烯，与Br2发生加成反应产生，所以X为溴水或溴的四氯化碳溶液，在碱性条件下水解可生成CH2OHCH2OH；(3)丁与FeCl3溶液作用显紫色，说明丁中含有酚羟基，且丁分子中苯基上的一氯取代物只有一种，说明结构对称，应含有2个酚羟基；(4)以苯、乙烯、氯化氢为原料经三步反应合成丙：苯乙烯，可先用乙烯与HCl发生加成反应生成CH3CH2Cl，在AlCl3条件下与发生取代反应产生，进而在催化剂条件下发生消去反应生成苯乙烯。【详解】(1)不含甲基的羧酸中，烃基不含支链，且碳碳双键在1号位置，可能的结构为CH=CH-CH2-CH2-COOH；(2)由上述分析可知：A为葡萄糖，结构简式是：CH2OH(CHOH)4CHO；B是乙醇，结构简式为CH3CH2OH，C为CH2=CH2，D为CH2BrCH2Br。①A→B的化学反应方程式为C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑；②乙醇与浓硫酸混合加热170℃，发生消去反应产生乙烯，所以B→C的反应条件为浓硫酸、170℃；(3)丁与FeCl3溶液作用显现紫色，应含有酚羟基，且丁分子中苯基上的一氯取代物只有一种，说明结构对称，应含有2个酚羟基，结构可能为，相对分子质量为110，符合题意，即丁结构简式是；(4)以苯、乙烯、氯化氢为原料经三步反应合成丙，可先用CH2=CH2与HCl发生加成反应生成CH3CH2Cl，然后在AlCl3条件下与发生取代反应产生，进而在催化剂条件下发生消去反应生成苯乙烯：，则属于取代反应的化学方程式是+CH3CH2Cl+HCl。【点睛】本题考查有机物的推断，根据物质的性质来确定相应物质含有的官能团及其结构，注意把握有机反应类型和反应条件，侧重考查物质的结构、性质，注意物质转化关系的应用。12．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。13．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：（1）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③____________。（2）设V(Cl2)/V(CH4)=x，若理论上欲取代反应获得最多的氯化氢则x≥______。（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末其作用是___________________。（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式__________________________。（5）E装置中除盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_______。A.分液法B.蒸馏法C.萃取分液法D.结晶法（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_________（填编号）A、CH4B、CH3ClC、CH2Cl2D、CHCl3【答案】干燥甲烷和氯气4除去未反应掉的氯气CH4+2Cl2C+4HClAA、B【解析】【分析】A装置制备氯气，B装置干燥氯气，C中甲烷和氯气反应，D中吸收过量的氯气，D吸收产物，同时防倒吸，据此解答。【详解】（1）浓硫酸具有吸水性，而生成的氯气中含有水，所以B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外，还具有干燥作用。（2）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，如果设V(Cl2)/V(CH4)＝x，因此理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应保证甲烷被完全取代，即x≥4。（3）氯气具有氧化性，KI中－1价的碘能被氯气氧化，产物为氯化钾固体和碘单质，所以，D装置的石棉中均匀混有KI粉末的作用是吸收过量的氯气。（4）黑色颗粒是碳，则甲烷与氯气反应的方程式为CH4+2Cl2C+4HCl。（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，可用分液分开，答案选A。（6）反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，另外还可能有过量的甲烷，即尾气的主要成分是一氯甲烷和甲烷，答案选AB。14．己知化合物X是离子化合物，其离子具有相同的电子层结构。X遇水剧烈反应，产生的气体甲是天然气的主要成分。（1）气体甲的电子式________________；写出反应①的化学方程式：________________________；（2）向溶液乙中通入过量CO2的离子方程式：________________________________；（3）利用以上原理，某同学为了探究气体甲的还原性并检验产物设计如图1的实验：Ⅰ、请从图2装置中选择适合作为图1中A部分的装置，适合的是________（填装置序号）；Ⅱ、正确选择发生装置后，连接装置进行实验。一段时间后，出现以下实验现象：C硬质玻璃管里黑色粉末变成红色；D干燥管里白色粉末变成蓝色；E装置中澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。①图1中D干燥管里的试剂可能是________，其作用是________________。②若C中红色固体是一种单质，氧化产物是平均相对分子质量为36的混合气体，写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式：________________________________；Ⅲ、实验完毕后，要先后熄灭C和F处的酒精灯，应后熄灭的是________处酒精灯，理由是________________。【答案】Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-Ⅰ无水硫酸铜检验甲烷与氧化铜反应的产物是否含有水2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2OC停止加热C玻璃管后，继续通入甲烷至玻璃管冷却，避免炽热铜粉被氧化，且尾气是可燃气体，可能含有有毒的CO，要用燃烧法除去【解析】【分析】(1)气体甲是天然气的主要成分，则甲为CH4，X是离子化合物，其离子具有相同的电子层结构，且X与水反应得到甲烷与沉淀，沉淀能被氢氧化钠溶液溶解，金属应为Al，应是金属碳化物与水反应，可推知X为Al4C3，反应得到的沉淀为氢氧化铝；(2)生成沉淀为Al(OH)3，可与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，二氧化碳过量，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子；(3)Ⅰ．根据制取气体的反应特点选择发生装置；Ⅱ．①根据一段时间后，C硬质玻璃管里黑色粉末变成红色，说明得到红色固体单质乙为Cu，干燥管D中白色粉末变成蓝色等现象，可知干燥管D中的试剂可能是无水硫酸铜，其作用是检验甲烷与氧化铜反应的产物是否含有水；②甲烷与氧化铜反应的氧化产物是平均相对分子质量为36的混合气体，则为一氧化碳和二氧化碳的混合物，据质量守恒书写方程式；Ⅲ．实验完毕后，应后熄灭的是C处酒精灯，理由是停止加热C玻璃管后，继续通入甲烷至玻璃管冷却，避免炽热铜粉被氧化；尾气是可燃气体，可能含有有毒的CO，要用燃烧法除去。【详解】(1)气体甲为CH4，为共价化合物，电子式为，反应①为碳化铝的水解反应，化学方程式为Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4；(2)向NaAlO2溶液中通入过量CO2，反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，正确的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；(3)Ⅰ．根据碳化铝与水在常温下剧烈反应，生成大量气体，故利用碳化铝制取气体，图2中适合作为气体发生装置的是Ⅰ，因为装置Ⅰ适合于固体和液体在常温下制取气体，而且能够很好的控制反应的进行和开始，并能够控制反应速率，故答案为：Ⅰ；Ⅱ．①根据一段时间后，干燥管D中白色粉末变成蓝色等现象，可知干燥管D中的试剂可能是无水硫酸铜，其作用是检验甲烷与氧化铜反应的