2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练48有机化合物的结构特点与研究方法

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1．研究有机化合物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构。下列用于研究有机化合物的方法正确的是( )
A．通常用过滤来分离、提纯液态有机混合物
B．质谱仪可以用于确定有机化合物分子中氢原子的种类
C．核磁共振氢谱可以用于确定有机化合物的相对分子质量
D．红外光谱可以用于确定有机化合物分子中的基团
解析：选D。分离、提纯液态有机混合物，常根据有机化合物的沸点不同，用蒸馏的方法分离，A错误；核磁共振氢谱可以用于确定有机化合物分子中氢原子的种类和相对数目，质谱仪可以用于确定有机化合物的相对分子质量，B、C错误；红外光谱可以用于确定有机化合物分子中的基团，D正确。
2．下列有机化合物的分类正确的是( )
A．是脂环化合物
B．是芳香族化合物
C．是链状化合物
D．分子式为C2H6O的物质一定是乙醇
解析：选C。A项，含有苯环，是芳香族化合物，故A错误；B项， 不含苯环，是脂环化合物，故B错误；C项，是链状化合物，故C正确；D项，分子式为C2H6O的物质可以是乙醇(C2H5OH)，也可以是甲醚(CH3OCH3)，故D错误。
3．下列物质的所属类别与所含官能团都正确的是( )
解析：选D。A项，该有机化合物中含有氧原子，不属于烃，故A错误；B项，该有机化合物的官能团为酮羰基，属于酮，故B错误；C项，该有机化合物的官能团为酯基(—COO—)，属于酯，故C错误；D项，该有机化合物的官能团为羟基(—OH)，属于醇类，故D正确。
4．下列关于丙烯(CH3—CH===CH2)的说法错误的是( )
A．丙烯分子有8个σ键，1个π键
B．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
C．丙烯分子中存在非极性键
D．丙烯分子中3个碳原子在同一平面上
解析：选B。A．丙烯分子中含有6个C—H单键，1个C—C单键和1个碳碳双键，双键中含有1个σ键和1个π键，A正确；B．丙烯分子中的2个不饱和碳原子是sp2杂化，甲基碳原子是sp3杂化，B错误；C．丙烯分子中的C原子和C原子之间形成非极性键，C正确；D．甲基与不饱和碳原子直接相连，而碳碳双键是平面结构，因此丙烯分子中3个碳原子在同一平面上，D正确。
5．下列有机化合物的命名正确的是( )
A．CH2Cl—CH===CH2 1-氯丙烯
B．(CH3CH2)2CHCH(CH3)2 3-乙基-4-甲基戊烷
C． 异戊烷
D． 3，3-二甲基-2-乙基-1-丁烯
解析：选D。A项， CH2Cl—CH===CH2正确的命名为3-氯丙烯，故A错误；B项，(CH3CH2)2CHCH(CH3)2正确的命名为2-甲基-3-乙基戊烷，故B错误；C项，正确的命名为异己烷，故C错误；D项，含有官能团的有机化合物命名时，要选含官能团的最长碳链作为主链，且官能团的位次最小，的命名为3，3-二甲基-2-乙基-1-丁烯，故D正确。
6．下列各组化合物不互为同分异构体的是( )
A．
B．
C．
D．
解析：选B。B项，前者分子式是C14H24，后者分子式是 C13H22，分子式不同，二者不互为同分异构体。
7．1，4-二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成，其结构如右图所示。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A．该物质属于芳香烃
B．该分子中处于同一直线上的原子最多有6个
C．该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
D．该分子中所有原子可能位于同一平面上
解析：选B。该物质中只有C、H两种元素，且含有苯环，故该物质属于芳香烃，A项正确；该分子中含有两个碳碳三键、两个苯环，根据苯和乙炔的结构特点可知，该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个，处于同一直线上的原子最多有10个，B项错误；该物质中含有碳碳三键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，C项正确；碳碳三键为直线形结构，碳碳单键可以旋转，两个苯环所在的平面可能同时位于同一平面上，故该分子中所有原子可能位于同一平面上，D项正确。
8．有机化合物A只含有C、H、O三种元素，常用作有机合成的中间体。16.8 g该有机化合物经燃烧生成44.0 g CO2和14.4 g H2O；质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱分析表明A分子中含有O—H和位于分子端的—C≡C—，核磁共振氢谱图中有三组峰，且峰面积之比为6∶1∶1。
(1)A的分子式是________。
(2)下列物质中，一定条件下能与A发生反应的是________(填字母)。
A．H2B．Na
C．酸性KMnO4溶液D．Br2
(3)A的结构简式是__________________________________。
(4)有机化合物B是A的同分异构体，1 ml B可与1 ml Br2加成。该有机化合物中所有碳原子在同一个平面上，没有顺反异构现象，B的结构简式是__________________________。
答案：(1)C5H8O (2)ABCD
(3)
9．(2024·淄博一模)有机化合物X是一种重要的有机合成中间体，用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构，进行了如下实验：
(1)有机化合物X的质谱图如下图所示：
有机化合物X的相对分子质量是________。
(2)将10.0 g X在足量O2中充分燃烧，并使燃烧产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液，发现无水CaCl2增重7.2 g，KOH浓溶液增重22.0 g。有机化合物X的分子式是________。
(3)经红外光谱测定，有机化合物X中含有醛基；有机化合物X的核磁共振氢谱图上有2组吸收峰，峰面积之比是3∶1。有机化合物X的结构简式是______________，名称为______________。
解析：(2)10.0 g X的物质的量n＝ eq \f(10.0 g,100 g·ml－1) ＝0.1 ml，完全燃烧生成水的质量是7.2 g，n(H2O)＝ eq \f(7.2 g,18 g·ml－1) ＝0.4 ml，生成CO2的质量是22.0 g，n(CO2)＝ eq \f(22.0 g,44 g·ml－1) ＝0.5 ml，故1 ml X分子中含有5 ml C原子，8 ml H原子，结合X的相对分子质量是100，所以X中O原子个数是 eq \f(100－5×12－8,16) ＝2，因此X的分子式是C5H8O2。(3)根据题意，X分子中含有醛基，有2种H原子，且H原子个数比是3∶1，说明X分子中含有2个甲基，根据分子式确定其不饱和度为2，不含其他官能团，故X分子中含有2个醛基，结构简式是(CH3)2C(CHO)2。
答案：(1)100 (2)C5H8O2 (3)(CH3)2C(CHO)2 2，2-二甲基丙二醛
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10．某有机化合物的键线式及球棍模型如下：
该有机化合物分子的核磁共振氢谱图如下：
下列关于该有机化合物的叙述正确的是( )
A．该有机化合物中不同化学环境的氢原子有9种
B．该有机化合物属于芳香族化合物
C．键线式中的Et代表的基团为—CH2CH3
D．该有机化合物的分子式为C9H10O4
解析：选C。根据该有机化合物的核磁共振氢谱图及球棍模型判断，不同化学环境的氢原子有8种，A项错误；该有机化合物中不含苯环，不属于芳香族化合物，B项错误；根据该有机化合物的键线式和球棍模型判断Et代表的基团为—CH2CH3，C项正确；根据该有机化合物的球棍模型可知，其分子式为C9H12O4，D项错误。
11．(2022·新高考山东卷)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水，苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是( )
A．苯胺既可与盐酸也可与NaOH溶液反应
B．由①③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C．苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①②③获得
D．①②③均为两相混合体系
解析：选C。由题给流程可知，向甲苯、苯胺、苯甲酸的混合溶液中加入盐酸，盐酸将微溶于水的苯胺转化为易溶于水的苯胺盐酸盐，分液得到水相Ⅰ和有机相Ⅰ；向水相Ⅰ中加入氢氧化钠溶液，将苯胺盐酸盐转化为苯胺，分液得到苯胺粗品①；向有机相Ⅰ中加入水，洗涤除去混有的盐酸，分液得到废液和有机相Ⅱ，向有机相Ⅱ中加入碳酸钠溶液，将微溶于水的苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠，分液得到甲苯粗品②和水相Ⅱ；向水相Ⅱ中加入盐酸，将苯甲酸钠转化为苯甲酸，经过滤得到苯甲酸粗品③。A．苯胺分子中含有的氨基能与盐酸反应，但不能与氢氧化钠溶液反应，故A错误；B．由分析可知，得到苯胺粗品①的分离方法为分液，得到苯甲酸粗品③的分离方法为过滤，获取二者的操作方法不同，故B错误；C．由分析可知，苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①②③获得，故C正确；D．由分析可知，①②为液相，③为固相，都不是两相混合体系，故D错误。
12．(2024·河源统考)点击化学是一种快速合成大量化合物的新方法，给传统有机合成化学带来重大革新。科学家研究点击化学的一种代表反应如下。下列说法正确的是( )
A．有机化合物a苯环上的二氯代物有6种
B．上述反应属于取代反应
C．有机化合物b分子中共线的原子最多有4个
D．有机化合物c的分子式为C15H12N3
解析：选A。A．有机化合物a苯环上的二氯代物有
共6种，故A正确；B．在该反应中，有机化合物b中的碳碳三键断开一个键，与氮原子加成形成五元环结构，故为加成反应，故B错误；C．有机化合物b分子中，(如图所示)共线的原子最多有6个，故C错误；D．有机化合物c的分子式为C15H13N3，故D错误。
13．青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157 ℃，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。已知：乙醚沸点为35 ℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如下：
请回答下列问题：
(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是________________。
(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、________，操作Ⅱ的名称是________。
(3)操作Ⅲ的主要过程可能是________(填字母)。
a．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶
b．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤
c．加入乙醚进行萃取分液
(4)用如下图所示的实验装置测定青蒿素的分子式，将28.2 g青蒿素样品放在硬质玻璃管中，缓缓通入空气数分钟后，再充分加热，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。
①装置E中盛放的物质是________(填字母，下同)，装置F中盛放的物质是________。
a．浓硫酸 b．无水硫酸铜
c．无水CaCl2 d．碱石灰
②该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是____________________________________________________________。
③用合理改进后的装置进行实验，称得：
测得青蒿素的最简式是______________________________________。
解析：(2)分离提取液与残渣可通过过滤来完成，所以操作Ⅰ还需要的玻璃仪器是漏斗；操作Ⅱ为分离乙醚和青蒿素的混合液，故操作名称为蒸馏。
(3)青蒿素在水中几乎不溶，a项错误；青蒿素在乙醇中可溶解，加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可提纯青蒿素，b项正确；青蒿素在乙醚中溶解，无法用乙醚经萃取分液实现提纯，c项错误。
(4)①装置E中盛放的物质用于吸收H2O，应选择无水CaCl2；装置F中盛放的物质用于吸收CO2，应选择碱石灰。②装置F与空气直接接触，外界空气中的CO2和H2O(g)进入装置F中，使测得的CO2的质量偏大，测得含碳量偏高，含氧量偏低，解决方法为在装置F后增加一个吸收空气中水蒸气与二氧化碳的装置。③装置E增重42.4 g－22.6 g＝19.8 g，n(H2O)＝ eq \f(19.8 g,18 g·ml－1) ＝1.1 ml；装置F增重146.2 g－80.2 g＝66 g，n(CO2)＝ eq \f(66 g,44 g·ml－1) ＝1.5 ml，28.2 g青蒿素中氧原子的物质的量为 eq \f(28.2 g－1.5 ml×12 g·ml－1－1.1 ml×2×1 g·ml－1,16 g·ml－1) ＝0.5 ml，碳、氢、氧原子个数之比为1.5 ml∶(1.1 ml×2)∶0.5 ml＝15∶22∶5，可得出青蒿素的最简式为C15H22O5。
答案：(1)增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率 (2)漏斗 蒸馏 (3)b (4)①c d ②在装置F后连接一个防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入的装置 ③C15H22O5 选项
A
B
C
D
结构简式
物质类别
芳香烃
醛类
羧酸类
醇类
官能团
—O—
—COOH
—OH
装置
实验前/g
实验后/g
E
22.6
42.4
F
80.2
146.2