资源描述
有机物的组成、结构和性质（1）【明确考纲】1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。2.了解常见有机化合物的结构。了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。3.了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。4.能正确书写有机化合物的同分异构体(包括顺反异构，不包括手性异构体)。5.能够正确命名简单的有机化合物。6.了解有机分子中官能团之间的相互影响。【课前真题】1. 2018.新课标1卷环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺2，2戊烷（）是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是A. 与环戊烯互为同分异构体 B. 二氯代物超过两种C. 所有碳原子均处同一平面 D. 生成1 molC5H12至少需要2 molH2【答案】C【解析】分析：A.分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体。B、根据分子中氢原子的种类判断。C、根据饱和碳原子的结构特点判断。D、根据氢原子守恒解答。详解：A、螺2，2戊烷的分子式为C5H8.环戊烯的分子式也是C5H8，结构不同，互为同分异构体，A正确。B、分子中的8个氢原子完全相同，二氯代物中可以取代同一个碳原子上的氢原子，也可以是相邻碳原子上或者不相邻的碳原子上，因此其二氯代物超过两种，B正确。C、由于分子中4个碳原子均是饱和碳原子，而与饱和碳原子相连的4个原子一定构成四面体，所以分子中所有碳原子不可能均处在同一平面上，C错误。D、戊烷比螺2，2戊烷多4个氢原子，所以生成1moLC5H12至少需要2moLH2，D正确。点睛：选项B与C是解答的易错点和难点，对于二元取代物同分异构体的数目判断，可固定一个取代基的位置，再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。关于有机物分子中共面问题的判断需要从已知甲烷、乙烯、乙炔和苯的结构特点进行知识的迁移灵活应用。2. 2018.新课标3卷下列叙述正确的是A. 24 g 镁与27 g铝中，含有相同的质子数B. 同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同C. 1 mol重水与1 mol水中，中子数比为21D. 1 mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同【答案】B【解析】分析：本题考查的是物质结构，需要先分析该物质中含有的微观粒子或组成的情况，再结合题目说明进行计算。详解：A1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。24g镁和27g铝各自的物质的量都是1mol，所以24g镁含有的质子数为12mol，27g铝含有的质子的物质的量为13mol，选项A错误。B设氧气和臭氧的质量都是Xg，则氧气（O2）的物质的量为mol，臭氧（O3）的物质的量为mol，所以两者含有的氧原子分别为2=mol和3=mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项B正确。C重水为，其中含有1个中子，含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1mol重水含有10mol中子。水为，其中没有中子，含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1mol水含有8mol中子。两者的中子数之比为10:8=5:4，选项C错误。D乙烷（C2H6）分子中有6个CH键和1个CC键，所以1mol乙烷有7mol共价键。乙烯（C2H4）分子中有4个CH键和1个CC，所以1mol乙烯有6mol共价键，选项D错误。点睛：本题考查的是物质中含有的各种粒子或微观结构的问题，一般来说先计算物质基本微粒中含有多少个需要计算的粒子或微观结构，再乘以该物质的物质的量，就可以计算出相应结果。3.2018浙江卷-8下到表示正确的是A.硫原子结构示意图 B.乙炔的结构简式CHCHC.乙烯的球棍模型 D. NaCl的电子式【答案】C【解析】A.是硫离子结构示意图，A错；B.乙炔的结构简式应为CHCH，B错；D. NaCl的电子式错。【考点】硫原子结构示意图；乙炔的结构简式；乙烯的球棍模型；NaCl的电子式。4.2018浙江卷-11下列说法正确的是A.CH3CH2CH(CH3)CH3的名称为3一甲基丁烷B.CH3CH2CH2CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3互为同素异形体C.和为同一物质D.CH3CH2OH和CH2OHCHOHCH2OH具有相同的官能团，互为同系物【答案】C【解析】A.CH3CH2CH(CH3)CH3的名称应为2一甲基丁烷；B.CH3(CH2)3CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3互为同分异构体而不是同素异形体。C.和都为空间四面体分子，为同一物质。D.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，且酚和醇不能成为同系物，如苯酚和苯甲醇)。CH3CH2OH和CH2OHCHOHCH2OH具有相同的官能团，但官能团数目不相同，故不互为同系物。【考点】烷烃的系统命名法；同素异形体、同分异构体、同系物的概念；52017北京卷我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：下列说法不正确的是A反应的产物中含有水B反应中只有碳碳键形成C汽油主要是C5 C11的烃类混合物D图中a的名称是2-甲基丁烷【答案】B【解析】A、通过图示可以得到反应为CO2+H2CO,根据原子守恒，得到反应为CO2+H2=CO+H2O， A正确；B、反应生成(CH2）n中含有碳氢键和碳碳键，B错误；C、汽油主要是C5-C11的烃类混合物，C正确；D、观察可以发现图中a是(CH3)2CHCH 2CH3,其系统命名法名称是2-甲基丁烷，D正确。答案选B。课堂精讲1分子式、结构式、最简式、结构简式、键线式、空间结构、球棍模型、比例模型。2重要有机物的类别：饱和烃(烷)、不饱和烃(烯、炔)、芳香烃、烃的衍生物(卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯)。3官能团与性质特点：双键、三键、羟基、醛基、羧基、酯基。4反应类型：氧化反应、还原反应、取代反应（酯化反应、水解反应等）、加成反应、消去反应、加聚反应、缩聚反应。5同分异构体的书写规律：思维一定要有序，可按下列顺序考虑。(1)主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列邻、间、对。(2)按照官能团异构碳链异构位置异构的顺序书写，防止漏写和重写。(书写烯烃同分异构体时要注意是否包括“顺反异构”)6常用的同分异构体的推断方法(1)由烃基的异构体数推断：判断只有一种官能团的有机物的同分异构体的种数时，根据烃基的异构体数判断较为快捷。如判断丁醇的同分异构体时，根据组成丁醇可写成C4H9OH，由于丁基有4种结构，故丁醇有4种同分异构体。(2)由等效氢原子推断：碳链上有几种不同的氢原子，其一元取代物就有几种同分异构体。一般判断原则：同一碳原子上的氢原子是等效的；同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的；处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。(3)用替换法推断：如一个双键可以用一个环替换；又如碳碳三键相当于两个碳碳双键，也相当于两个环或一个环和一个碳碳双键。对称性高的不同原子间也可以等效替换，如因苯分子中6个氢原子等效，则二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体，四氯苯C6H2Cl4也有3种同分异构体。(4)用“定一移一、定过不移”法推断：对于二元取代物同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再改变另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。(5)用定二移一法推断：若遇到苯环上有三个取代基时，可先定两个的位置关系是邻或间或对，然后再对第三个取代基依次进行定位，同时要注意哪些是与前面重复的。7常见限制条件与结构关系总结【典例剖析】1下列关于有机物的分析正确的是()A有机物CH3CH2CH(CH3)2的一氯代物有5种B二氯甲烷有2种同分异构体C丙烯分子中所有的原子有可能在同一平面上D用C4H9取代苯环上的1个氢原子，最多可得4种同分异构体答案D解析A项，有机物CH3CH2CH(CH3)2有4种不同类型的氢原子，故其一氯代物有4种，错误；B项，二氯甲烷不存在同分异构体，错误；C项，丙烯分子中含有CH3结构，所有的原子不可能共面，错误；D项，C4H9碳链可写成CCCC、所以C4H9取代苯环上的1个氢原子，得到4种同分异构体，正确。【变式训练1】下列说法正确的是()A按系统命名法，化合物的名称是2,3,5,5四甲基4,4二乙基己烷B等物质的量的苯与苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等C苯与甲苯互为同系物，均能使KMnO4酸性溶液褪色D结构片段为的高聚物，其单体是甲醛和苯酚【答案】D【解析】本题考查有机物的命名、结构与性质的关系、典型有机反应等。A项，该化合物的正确命名为2,2,4,5四甲基3,3二乙基己烷，错误；B项，等物质的量的苯与苯甲酸完全燃烧时消耗的氧气的量相等，错误；C项，苯不能使KMnO4酸性溶液褪色，错误；D项，所列高聚物为酚醛树脂，其单体为甲醛和苯酚，正确。【典例剖析】2分子式为C4H8Cl2，结构中仅含一个CH3的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A6种B5种C4种D3种答案C解析：C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一议二”法确定由图可知C4H8Cl2共有9种同分异构体，其中图1中只含一个“CH3”的为1、2、3三种，图2中都含有2个“CH3”，图3中只含一个“CH3”的为3，只有一种，则只含一个“CH3”的C4H8Cl2的同分异构体共4种。【变式训练2】有机物A的分子式为C6H12O3，一定条件下，A与碳酸氢钠、钠均能产生气体，且生成的气体体积比(同温同压)为11，则A的结构最多有()A.33种B.31种C.28种D.19种答案B解析：有机物A的分子式为C6H12O3，一定条件下，A与碳酸氢钠、钠均能产生气体，且生成的气体体积之比(同温同压)为11，这说明分子中含有1个羧基和1个羟基。根据分子式可知该有机物可以看作C6H12中2个H原子，分别被COOH、OH代替，若为CCCCC(用碳架结构表示)，共有13种；若为，共有16种；若为，共有2种，综上所述共31种。题组训练1. 2018.新课标1卷NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A. 16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 NAB. 22.4 L（标准状况）氩气含有的质子数为18NAC. 92.0 g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NAD. 1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA【答案】B【解析】分析：A、胶体是大分子的集合体；B、根据氩气的组成解答；C、根据丙三醇的结构分析；D、根据甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的特点分析。详解：A、16.25g氯化铁的物质的量是16.25g162.5g/mol0.1mol，由于氢氧化铁胶体是分子的集合体，因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1 NA，A错误；B、标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol，氩气是一个Ar原子组成的单质，其中含有的质子数是18 NA，B正确；C、1分子丙三醇含有3个羟基，92.0g丙三醇的物质的量是1mol，其中含有羟基数是3 NA，C错误；D、甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0 NA，D错误。答案选B。点睛：选项D是易错点，主要是不清楚甲烷发生取代反应时属于自由基取代反应，每个氢原子都有可能被取代，其产物比较复杂，这与乙烯与氢气的加成反应完全不同。2.下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是（）A对硝基甲苯的结构简式：BCH4分子的球棍模型：C醛基的电子式：D葡萄糖的最简式（实验式）：CH2O【答案】D【解析】A对硝基苯酚的结构简式中，硝基表示错误，正确的结构简式为：，故A错误；B甲烷为正四面体结构，为甲烷的比例模型，甲烷的球棍模型为：，故B错误；C醛基中氧原子最外层为8电子，醛基正确的电子式为：，故C错误；D葡萄糖的分子式为：C6H12O6，则葡萄糖的最简式为CH2O，故D正确。3.如图是某有机物分子的简易球棍模型，该有机物中含C、H、O、N四种元素。下列关于该有机物的说法中错误的是()A分子式为C3H7O2NB能发生取代反应C能通过聚合反应生成高分子化合物D该有机物能跟NaOH溶液反应，但不能和盐酸反应答案D4.有人设想合成具有以下结构的四种烃分子，下列有关说法不正确的是()A1 mol甲分子内含有10 mol共价键B由乙分子构成的物质不能发生氧化反应C丙分子的二氯取代产物只有三种D分子丁是不可能合成的【答案】B【解析】1 mol甲分子中含有6 mol碳碳键，4 mol碳氢键，A正确；乙分子可以发生燃烧反应，即氧化反应，B错误；丙分子中有边、面对角线、体对角线三种二氯代物，C正确；丁分子中碳不符合四键原则，不可能合成，D正确。5.两种气态烃组成的混合气体0.1 mol，完全燃烧得 0.16 mol CO2和3.6 g H2O，下列说法正确的是()A混合气体一定是CH4和C2H4B混合气体中一定有CH4，可能含有C2H4C混合气体中一定含有CH4，可能含有C2H6D混合气体中可能含有C2H2【答案】B【解析】根据题意得n(H2O)0.2 mol，则n(烃)n(C)n(H)0.1 mol0.16 mol0.2 mol211.64，即混合气体的平均分子组成为C1.6H4。由碳原子情况可知，混合气体中一定存在碳原子数小于1.6的烃，而满足这一条件的只有CH4，所以该混合气体中一定有CH4，再由氢原子情况可知，混合烃分子中氢原子数为4，而已经求得的烃为甲烷，其氢原子数为4，则另一种烃所含的氢原子数也应该是4，而氢原子数为4的烃有乙烯C2H4和丙炔C3H4等。所以A选项肯定是C2H4的说法不正确；由于C2H6分子中氢原子数为6，C2H2分子中氢原子数为2，不满足氢原子数为4的要求，故混合气体中一定没有乙烷、乙炔，即C、D选项错误。6. 有机物，有多种同分异构体，其中属于酯且含有苯环结构的共有()A3种B4种C5种 D6种答案D解析：由题目要求可知该有机物的同分异构体中应具有CH3C6H4OOCH(C6H4为苯环)的结构，应有邻、间、对三种同分异构体或C6H5OOCCH3或C6H5CH2OOCH或C6H5COOCH3，共6种。7.烷烃是由某单烯烃与H2加成后的产物，若考虑烯烃的顺反异构，则这种单烯烃的结构可能有（）A4种 B5种 C6种 D7种【答案】D【解析】根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置该烷烃的碳链结构为，5号碳原子上没有H原子，与相连接T原子不能形成碳碳双键，能形成双键位置有：1和2之间；2和3之间；3和4之间，3和6之间，4和7之间，其中2和3之间、3和4之间有顺反异构，故该烃共有7种，故选D。8下列有机物中同分异构体数目最多的是()AC8H10(芳香烃) B戊酸CC4H8Cl2DC4H8O2(酯)解析：A项，C8H10(芳香烃)的同分异构体有：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯4种；B项，戊酸C5H10O2可以看成C4H9COOH结构，丁基的数目是四个，所以戊酸有4种同分异构体；C项，C4H8Cl2可以看成是C4H10中的两个氢原子被氯原子代替的结果，存在6种同分异构体；D项，C4H8O2可以看成是甲酸和丙醇(2种)、乙酸和乙醇、丙酸和甲醇之间发生酯化反应的产物，存在4种同分异构体。同分异构体数目最多的是C4H8Cl2。答案C9、已知烯烃经臭氧氧化后，在Zn存在下水解，可得醛或酮。如：，现有化学式为C10H20的烯烃，它经臭氧氧化后在Zn存在下水解只生成一种有机物，符合该条件的结构共有()A7种B6种C5种D4种解析：戊烷的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、若为CH3CH2CH2CH2CH3，相应烯烃有3种；若为，相应烯烃有3种；若为相应烯烃有1种；符合该条件的结构共有7种。答案A
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