备战高考化学《认识有机化合物的推断题综合》专项训练含答案解析

备战高考化学《认识有机化合物的推断题综合》专项训练含答案解析一、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．NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（）A．7.8g苯所含碳碳双键数目为0.3NAB．28g乙烯所含共用电子对数目为6NAC．标准状况下，11.2

L二氯甲烷所含分子数为0.5NAD．现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g，其原子数为2NA【答案】B【解析】【分析】【详解】A．苯不含碳碳双键，故A错误；B．28g乙烯的物质的量为1mol，乙烯分子含6对共用电子对，故B正确；C．标准状况下二氯甲烷是液体，故C错误；D．乙烯、丙烯、丁烯的最简式为CH2，乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g，其原子数为3NA，故D错误。4．一定量的甲烷恰好与一定量的氧气完全反应后得到CO、CO2和水蒸气共30．4g，该产物缓缓通过浓硫酸充分吸收后，浓硫酸增重14．4g，则此甲烷完全燃烧还需要氧气的体积（标准状况）为A．1.12L B．2.24L C．3.36L D．4.48L【答案】A【解析】【分析】【详解】根据题意可知反应产生水的物质的量是n(H2O)=14.4g÷18g/mol=0.8mol,根据H元素守恒可知甲烷的物质的量是n(CH4)=0.8mol×2÷4=0.4mol，则根据C元素守恒可知反应产生的CO、CO2的物质的量的和是n(CO)+n(CO2)=0.4mol，二者的质量和m(CO)+m(CO2)=30.4g-14.4g=16g，解得n(CO)=0.1mol，n(CO2)=0.3mol，若该甲烷完全燃烧，还需使CO发生反应产生CO2，根据方程式2CO+O22CO2可知0.1molCO完全燃烧需要消耗0.05molO2，其在标准状况下的体积是v(O2)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故选项A正确。5．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。6．两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。7．下列烷烃中可能存在同分异构体的是A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷【答案】D【解析】【分析】【详解】A．甲烷只有一种结构，无同分异构体，选项A不符合；B．乙烷只有一种结构，无同分异构体，选项B不符合；C．丙烷只有一种结构，无同分异构体，选项C不符合；D．丁烷有正丁烷和异丁烷两种结构，存在同分异构体，选项D符合；答案选D。8．下列说法中正确的一组是（）A．正丁烷和异丁烷是同系物B．CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和C2H5CH(CH3)CH2CH2CH3是同一种物质C．H2和D2互为同位素D．和互为同分异构体【答案】B【解析】【分析】【详解】A、正丁烷和异丁烷互为同分异构体，故错误；B、按照有机物的命名，名称均为3-甲基己烷，属于同一种物质，故正确；C、同位素研究的范围是原子，故错误；D、甲烷空间构型为正四面体，它们属于同一种物质，故错误；故选B。9．化合物A（C4H10O）是一种有机溶剂，且A只有一种一氯取代物B，在一定条件下A可以发生如下变化：（1）A分子中的官能团名称是___，A的结构简式是___；（2）写出下列化学方程式：A→B：___；A→D：___；（3）A的同分异构体F也可以有框图内A的各种变化，且F的一氯取代物有三种。F的结构简式是：___。【答案】羟基(CH3)3C-OH+Cl2+HClCH2=C（CH3）2+H2O【解析】【分析】首先根据不饱和度发现A中无不饱和度，只有一种一氯代物说明只有一种等效氢，因此必然是对称结构的一元醇，则A为，B为一氯代物，C为醇钠，A到D是典型的消去反应的条件，得到烯烃，再和溴的四氯化碳加成得到E，本题得解。【详解】（1）A是醇，官能团为羟基，A的结构简式为；（2）A→B为取代反应，方程式为(CH3)3C-OH+Cl2+HCl，A→D为消去反应，方程式为CH2=C（CH3）2+H2O；（3）首先F也是一元醇，有3种等效氢，且羟基的邻位碳上有氢原子，符合条件的结构为。10．从樟科植物枝叶提取的精油中含有甲、乙两种成分：(1)①乙中含氧官能团的名称分别为_______。②请写出甲的一种能同时满足下列3个条件的同分异构体的结构简式_______。a．苯环上有两个不同的取代基b．能与Br2的CCl4溶液发生加成反应c．遇FeCl3溶液显呈现紫色(2)由甲转化为乙的过程为(已略去无关产物)：反应I的反应类型为______，Y的结构简式_______。(3)1mol乙最多可与______molH2发生加成反应。(4)写出乙与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式_________。【答案】醛基、加成反应5+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O【解析】【分析】(1)①根据乙的结构简式确定乙含有的官能团名称；②同分异构体是分子式相同，结构不同的化合物；甲的同分异构体符合条件：a．苯环上有两个不同的取代基；b．能与Br2的CCl4溶液发生加成反应，说明含有碳碳双键；c．遇FeCl3溶液显呈现紫色说明含有酚羟基，据此书写；(2)甲分子中含有碳碳双键，可以与HCl发生加成反应产生，该物质含有醇羟基，与O2在Cu催化作用下发生氧化反应产生Y是，Y发生消去反应产生乙：。(3)苯环、碳碳双键、碳氧都可以与H2发生加成反应；(4)乙是C6H5CH=CH-CHO，含有醛基，可以被新制Cu(OH)2氧化产生C6H5CH=CH-COOH，同时产生Cu2O砖红色沉淀，结合对应有机物的结构和性质解答该题。【详解】(1)①乙结构简式是，分子中含有的官能团名称碳碳双键、醛基，其中含氧官能团名称为醛基；②甲物质的同分异构体要求符合条件：a．苯环上有两个不同的取代基；b．能与Br2的CCl4溶液发生加成反应，说明含有碳碳双键；c．遇FeCl3溶液显呈现紫色说明含有酚羟基，则其同分异构体有：、等；(2)甲和氯化氢发生加成反应生成，所以反应I类型为加成反应；中羟基连接的C原子上含有2个H原子，与O2在Cu作催化剂时被氧气氧化生成含有醛基的Y，Y的结构简式为：；(3)乙结构简式为：，可知乙分子中含有1个苯环、一个碳碳双键、一个碳氧双键，所以1mol乙最多可与5molH2发生加成反应；(4)乙与新制Cu(OH)2悬浊液在加热煮沸条件下发生氧化反应产生C6H5CH=CH-COOH，该反应的化学方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O。【点睛】本题考查了有机物的结构、性质及转化关系，涉及有机物推断及合成、有机物的结构与性质、有机反应类型、同分异构体书写等，关键是熟练掌握各种官能团结构和性质，侧重考查学生的分析能力，注意根据有机物的结构与反应条件进行推断。茉莉花香气的成分有多种，有机物E（C9H10O2）是其中的一种，它可以从茉莉花中提取，也可以用酒精和苯的某一同系物（C7H8）为原料进行人工合成，合成路线如下：11．PCT是一种新型聚酯材料，下图是某研究小组合成PCT的路线其中A的分子式为,请回答下列问题：（1）由D生成E的化学方程式为____________________________；（2）由B生成C的反应类型是________，由E生成F的反应类型是________。（3）由F和B发生缩聚反应的化学方程式为____________________________。（4）B的同分异构体中，能发生解反应，且苯环上一氯代产物只有一种的是______________（写结构简式）【答案】+2NaOH+2NaCl酯化反应（取代反应）加成反应【解析】【分析】A的不饱和度为=4，由PCT的结构，结合A转化生成F及C，可知A中含有苯环，侧链为2个甲基处于对位，A为，A与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应生成D，D在氢氧化钠水溶液是发生取代反应，生成E，由E的分子式结合PTC的结构可知，A中每个甲基发生一元取代生成D，D为，D在氢氧化钠水溶液是发生取代反应生成E，E为；E与氢气发生加成反应生成F，F为，由PTC的结构可知，A→B是对二甲苯被酸性高锰酸钾氧化成对苯二甲酸，B→C是对苯二甲酸与甲醇酯化反应生成对苯二甲酸甲酯，对苯二甲酸甲酯和交换后缩聚形成PTC与甲醇。【详解】(1)D为，在在氢氧化钠水溶液是发生取代反应生成的E为，发生反应的化学方程式为+2NaOH+2NaCl；(2)B→C是对苯二甲酸与甲醇酯化反应生成对苯二甲酸甲酯，E→F是与氢气发生加成反应生成；(3)B为对苯二甲酸，F为，两者发生缩聚反应生成聚合酯的化学方程式为；(4)对苯二甲酸的同分异构体能发生水解反应，含有酯基，且苯环上一氯代产物只有一种，苯环上只有1种H原子，含有2个-CHO，处于对位位置，则符合条件的结构简式为。12．某烷烃和单烯烃的混合气体2.24L,将其完全燃烧,产生的气体缓缓通过浓硫酸,浓硫酸增重4.05克,将剩余气体通入碱石灰,碱石灰质量增加了6.60克,另取该混合气体2.24L通过过量溴水,溴水质量增加了1.05克。（1）混合气体由哪两种烃组成____?（2）两种烃的体积分数各是多少______?【答案】CH4和C3H6CH4：75%，C3H6：25%【解析】【分析】根据有机物燃烧时，有机物中的碳全部转化为二氧化碳，其质量可以根据澄清石灰水质量增加量来确定，有机物中的氢全部转化为水，其质量可以根据浓硫酸质量增加来确定，烯烃和溴单质能发生加成反应，溴水质量增加量就是烯烃的质量，根据水以及二氧化碳的量可以确定碳和氢原子的个数之比。【详解】(1)混合气体的物质的量为=0.1mol；燃烧后通过浓H2SO4，增重的质量即水的质量为4.05g，即=0.225mol，再通过碱石灰，增重的质量即生成CO2的质量为6.60g，即=0.15mol；取0.1mol混合物通入溴水，增重的质量即烯烃的质量为1.05g．所以设烷烃、烯烃分别为CxH2x+2、CyH2y，且两种烃的物质的量分别为a，b，则有：1.05g=14yg/mol×b；a+b=0.1mol；(2x+2)a+2yb=0.225mol×2((H守恒)；ax+by=0.15mol(C守恒)；解得x=1，y=3，a=0.075mol，b=0.025mol，所以烷烃为CH4；(2)烯烃为C3H6，CH4的体积分数为×100%=75%；C3H6的体积分数为×100%=25%。13．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。14．将一支试管中盛满甲烷和氯气的混合气体，倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，在漫射光的照射下，产生的现象是：①________，②__________，③__________，④_________。【答案】颜色变浅液面上升有黄色油状物生成溶液中有沉淀生成【解析】【分析】甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，氯气逐渐减少甚至消失，氯气的颜色逐渐变浅或消失；反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现；反应过程中气体的体积减小，导致试管内的压强低于外界大气压；氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，溶液的pH变小。【详解】甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，氯气逐渐减少甚至消失，氯气的颜色逐渐变浅或消失；反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现；反应过程中气体的体积减小，导致试管内的压强低于外界大气压；氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，溶液的pH变小。故答案为：颜色变浅；液面上升；有黄色油状物生成；溶液中有沉淀生成【点睛】甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，其中，一氯甲烷、氯化氢属于气体，而其余的三种为无色的油状液体。15．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