有机物的分类、结构与命名练习与解析

专题十一 有机化学基础（自选模块）第一单元有机物的分类、结构与命名一、选择题1下列说法中错误的是()。化学性质相似的有机物是同系物；分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物；若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物；互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似；相对分子质量相同而结构不同的化合物互为同分异构体；石墨与金刚石分子式相同，结构不同，互为同分异构体。A B只有C只有 D只有解析同系物是结构相似(结构相似，则化学性质相似)，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，这个概念的两个限定条件必须同时具备。C、H元素的质量分数相同未必是同系物，如和；互为同分异构体的物质化学性质不一定相似，如。同分异构体的概念是分子式相同而结构不同的有机物的互称，三个要点缺一不可，故错误。答案A2下列对有机化合物的分类结果正确的是 ()。解析烷、烯、炔都属于脂肪链烃，而苯、环己烷、环戊烷都属于环烃，而苯是环烃中的芳香烃。环戊烷、环丁烷及乙基环己烷均是环烃中的环烷烃。答案D3有机物的种类繁多，但其命名是有规则的。下列有机物命名正确的是()。解析A中主链选错，正确的名称应为己烷；B中没有表示出官能团的位置，正确的名称是3甲基1丁烯；D中没有表示出氯原子的位置，正确的名称是1,2二氯乙烷。答案C4阿魏酸的结构简式为，符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的数目为 ()。苯环上有两个取代基，且苯环上的一溴代物只有2种；能发生银镜反应；与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体；与FeCl3溶液发生显色反应。A2种 B3种 C4种 D5种解析根据条件，则两个取代基处于对位；根据条件，则含有醛基；根据条件，则含有羧基；根据条件，则含有酚羟基，结合阿魏酸的分子式，故其同分异构体的可能结构为答案C5下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是 ()。A2,2,3,3四甲基丁烷 B2,3,4三甲基戊烷C3,4二甲基己烷 D2,5二甲基己烷解析分析题中各项分子中有几种不同的氢，则就有几组峰。A中只有1种氢；B如图，其中有4种氢；C中有4种氢；D中有3种氢。答案D63.1 g某有机样品完全燃烧，燃烧后的气体混合物通入过量的澄清石灰水中，石灰水共增重7.1 g，然后过滤得到10 g 沉淀。该有机样品可能是()。A乙二酸 B乙醇C乙醛 D甲醇和丙三醇的混合物解析3.1 g有机样品燃烧生成CO2、H2O的总质量为7.1 g，与过量Ca(OH)2反应生成10 g CaCO3，则其中CO2为0.1 mol，即n(C)0.1 mol，m(C)0.1 mol12 gmol11.2 g，故m(H2O)7.1 g0.1 mol44 gmol12.7 g，即n(H2O)0.15 mol，n(H)0.3 mol，m(H)0.3 g，故该有机样品中氧的质量：m(O)3.1 g1.2 g0.3 g1.6 g，即n(O)0.1 mol，则该有机样品中n(C)n(H)n(O)0.1 mol0.3 mol0.1 mol131，即最简式为CH3O，设其分子式为(CH3O)n。选项A、B、C不符合，选项D中当甲醇和丙三醇按物质的量之比为11混合时符合。答案D7化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1223，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如下图。关于A的下列说法中，正确的是()。AA分子属于酯类化合物，在一定条件下不能发生水解反应BA在一定条件下可与4 mol H2发生加成反应C符合题中A分子结构特征的有机物只有1种D与A属于同类化合物的同分异构体只有2种解析因化合物A中有4类氢原子，个数分别为：1、2、2、3，又因为A是一取代苯，苯环上有三类氢原子，分别为1、2、2，所以剩余侧链上的3个氢原子等效，为CH3，结合红外光谱知，A中含有酯基可以水解，A为。与A发生加成反应的H2应为3 mol，与A同类的同分异构体应为5种。答案C二、非选择题8分析下列有机化合物的结构简式，完成填空。请你对以上有机化合物进行分类，其中，属于烷烃的是_；属于烯烃的是_；属于芳香烃的是_；属于卤代烃的是_；属于醇的是_；属于醛的是_；属于羧酸的是_；属于酯的是_；属于酚的是_。解析有的有机物含有多种官能团，可从各官能团的角度看成不同类的有机物，如既可看作是羧酸类，又可看作是酯类。答案9(1)给下列有机物命名：CH2=C(CH3)CH=CH2CH2=CHCOOH(2)麻黄素又称黄碱，是我国特定的中药材麻黄中所含的一种生物碱。经我国科学工作者研究其结构如下：麻黄素中含氧官能团名称是_基，属_类化合物(填“醇”或“酚”)。下列各物质中与麻黄素互为同分异构体的是_(填序号)，互为同系物的是_(填序号)。解析(1)按照命名的一般步骤，选主链，给主链碳原子编号，遵循“近”、“简”、“小”的原则，则是2,4,5,7四甲基3,3,4三乙基辛烷2甲基1,3丁二烯丙烯酸，(2)同分异构体是分子式相同，结构不同，判断D与麻黄素互为同分异构体；而同系物是分子式相差(CH2)n，而结构式相似，则C与麻黄素相差一个CH2，两者是同系物。答案(1)2,4,5,7四甲基3,3,4三乙基辛烷2甲基1,3丁二烯丙烯酸(2)羟醇DC10化合物A经李比希法测得其中含C 72.0%、H 6.67%，其余含有氧，质谱法分析得知A的相对分子质量为150。现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法。方法一核磁共振仪可以测定有机分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3个峰，其面积之比为321，见下图所示。现测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为12223。方法二利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如下图：已知，A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，A与NaOH溶液共热的两种生成物均可用于食品工业，试填空。(1)A的分子式为_。(2)A的分子结构中只含一个甲基的依据是_(填序号)。aA的相对分子质量 bA的分子式cA的核磁共振氢谱图 d分子的红外光谱图(3)A的结构简式为_。(4)A的芳香类同分异构体有多种，其中符合下列条件：分子结构中只含一个官能团；分子结构中含有一个甲基；苯环上只有一个取代基，则A的芳香类同分异构体共有_种，其中水解产物能使FeCl3溶解变紫色的结构简式为_。解析由相对分子质量及C、H、O的比例可得出A的分子式。N(C)9，N(H)10，N(O)2分子式为C9H10O2。由核磁共振谱可知，分子中含有5种氢，原子个数分别为1、2、2、2、3。由红外光谱可知分子中有CH、C=O、COC、CC、 结构且苯上只有一个取代基。苯环上只有一个取代基，可知苯环上的5个氢原子分成了三种，个数分别为1、2、2，另外5个氢原子分成2类，个数分别是2、3，取代基上3个C,5个H，再结合红外谱结构可知分子中有酯基，可得A的结构简式为。符合条件的A的同分异构体有5种：11已知化合物A中各元素的质量分数分别为C 37.5%，H 4.2%和O 58.3%。请填空：(1)0.01 mol A在空气中充分燃烧需消耗氧气1.01 L(标准状况)，则A的分子式是_；(2)实验表明：A不能发生银镜反应。1 mol A与足量的碳酸氢钠溶液反应可放出3 mol二氧化碳。在浓硫酸催化下，A与乙酸可发生酯化反应。核磁共振氢谱表明A分子中有4个氢处于完全相同的化学环境。则A的结构简式是_；(3)在浓硫酸催化和适宜的反应条件下，A与足量的乙醇反应生成B(C12H20O7)，B只有两种官能团，其数目之比为31。由A生成B的反应类型是_，该反应的化学方程式是_。(4)A失去1分子水后形成化合物C，写出C的两种可能的结构简式及其官能团的名称_，_。解析(1)结合A中三种元素的质量分数可以确定其实验式为C6H8O7，再结合燃烧消耗O2的体积(标准状况)可知，1 mol A约消耗4.5 mol O2，可确定A的分子式为C6H8O7。(2)根据题中描述可知1 mol A与足量的碳酸氢钠溶液反应可放出3 mol二氧化碳，则A中含有3个羧基。在浓硫酸催化下，A与乙酸可发生酯化反应，说明A中含有醇羟基。核磁共振氢谱表明A分子中有4个氢处于完全相同的化学环境，可确定A的结构简式为。(3)在浓硫酸催化和适宜的反应条件下，A与足量的乙醇发生酯化反应生成B(C12H20O7)，更进一步说明A中含有3个羧基。(4)A失去1分子水后形成化合物C，由于A中含有3个羧基和1个羟基，羟基所连碳的邻位碳上有氢原子，在浓硫酸、加热条件下可以发生消去反应产生碳碳双键，两个羧基可以脱水生成羧酸酐，羧基和醇羟基反应脱水生成酯，A失去1分子水后形成化合物C的反应可能是消去反应、酯化反应或两个羧基脱水成羧酸酐的反应。