2024届人教版高考化学一轮复习第九章第27讲有机化合物的结构特点与研究方法作业含答案

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练案[27]　第九章　有机化学基础
第27讲　有机化合物的结构特点与研究方法
一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。
1．(2023·山东济南检测)下列对有机化合物的分类结果正确的是( D )
A．乙烯(CH2===CH2)、苯()、环己烷()同属于脂肪烃
B．苯()、环戊烷()、环己烷()同属于芳香烃
C．乙烯(CH2===CH2)、乙炔(CH≡CH)同属于烯烃
D.、、同属于环烷烃
[解析]　烷烃、烯烃、炔烃都属于脂肪烃，而苯、环己烷、环戊烷、环丁烷及乙基环己烷都属于环烃，而苯是环烃中的芳香烃，环己烷、环戊烷、环丁烷及乙基环己烷均是环烃中的环烷烃，故D正确。
2．(2023·浙江杭州模拟)下列物质一定互为同系物的是( B )

④C2H4　⑤CH2===CH—CH===CH2　⑥C3H6

A．⑦⑧ B．⑤⑦
C．①②③ D．④⑥⑧
[解析]　A项，⑦⑧官能团个数不同，不相差一个或若干个CH2原子团，错误；C项，①②③结构不相似，不相差一个或若干个CH2原子团，错误；D项，⑥可能为环烷烃，不一定与④⑧互为同系物，错误。故选B。
3．(2023·山东德州一模)下列说法正确的是( C )
A．CH≡CH和CH2===CHCH===CH2互为同系物
B．互为同分异构体
C．有机化合物的二氯代物有5种
D．(CH3)3C—CH===CH2与氢气加成后，生成2,2,3-三甲基戊烷
[解析]　同系物必须是同类物质，含有相同数目的相同官能团，CH≡CH的官能团为碳碳三键，属于炔烃，CH2===CHCH===CH2的官能团为碳碳双键，属于烯烃，CH≡CH和CH2===CHCH===CH2不是同类物质，不互为同系物，A错误；同分异构体必须具有相同的分子式，不同的结构，的分子式为C6H6，的分子式为C6H8，与、的分子式不同，不互为同分异构体，B错误；的一氯代物有2种，分别为和，的氢原子再被氯原子取代有4种，示意图为，的氢原子再被氯原子取代有1种，示意图为，共有5种，C正确；(CH3)3C—CH===CH2与氢气发生加成反应生成(CH3)3C—CH2CH3，(CH3)3C—CH2CH3属于烷烃，名称为2,2-二甲基丁烷，D错误。
4．(2023·上海模拟)下列有机物命名正确的是( D )
A．2,4,5-三甲基己烷
B．1,3-二甲基丁烷
C．2-乙基戊烷
D．2,3-二甲基-3-乙基戊烷
[解析]　若命名正确，则2,4,5-三甲基己烷的碳骨架为，要保证支链位数序列最小，碳骨架为的烷烃应命名为2,3,5-三甲基己烷，A错误；若命名正确，则1,3-二甲基丁烷的碳骨架为，应选最长碳链为主链，命名为2-甲基戊烷，B错误；若命名正确，则2-乙基戊烷的碳骨架为，应选最长碳链为主链，命名为3-甲基己烷，C错误；若命名正确，则2,3-二甲基-3-乙基戊烷的碳骨架为，最长碳链有5个C，支链先简后繁，支链位数序列最小，命名为2,3-二甲基-3-乙基戊烷，D正确。
5．(2023·浙江舟山模拟)下列说法不正确的是( C )
A．某芳香烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，且分子结构中只有一个烷基，符合条件的烃有3种
B．按系统命名法，有机物的命名为2,2,4,4,5-五甲基-3,3-二乙基己烷
C．甲烷、甲醛、尿素都不存在同分异构体
D．某有机物含有C、H、O、N四种元素，其球棍模型为，该有机物的结构简式为
[解析]　该烃的分子式C10H14符合CnH2n－6的通式，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，所以含有苯环，根据题意可知，该分子含有丁基，所以只判断丁基的同分异构体即可，丁基的碳骨架有4种，为

，苯的同系物中与苯环相连的C原子上必须含有H原子，才可被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，烷基与苯环相连的C原子上不含H原子，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此符合条件的烃共有3种，故A正确；该有机物最长碳链为6个碳原子，是己烷，编号从左到右，命名为2,2,4,4,5-五甲基-3,3-二乙基己烷，故B正确；尿素存在同分异构体，如、NH4N＝C＝O，故C错误；根据原子成键方式知，能形成4个共价键的原子是C原子，能形成1个共价键的原子形成是H原子，能形成3个共价键的原子是N原子，能形成2个共价键的原子是O原子，所以该有机物的结构简式为，故D正确。
6．(2023·山东淄博检测)一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是( B )

A．该物质含有3种官能团
B．该物质属于脂环烃
C．该物质不属于芳香化合物
D．该物质属于烃的衍生物
[解析]　该物质含有羧基、羟基、羰基3种官能团，故A正确；因为该物质含有羧基、羟基、羰基官能团，所以该物质不属于脂环烃，故B错误；该物质不含苯环，所以不属于芳香化合物，故C正确；由结构简式可知该物质含有羧基、羟基、羰基3种官能团，属于烃的衍生物，故D正确。
7．(2023·广东广州检测)根据系统命名法，下列有机化合物的命名正确的是( B )
A．2,3,5,5-四甲基-4-乙基己烷
B．3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯
C.2-乙基-3-甲基戊醛
D．1,2-二甲基-1-氯丙烷
[解析]　有机物主链有6个碳原子，2号碳上有2个甲基，3号碳上有1个乙基，4、5号碳上各有1个甲基，系统命名为2,2,4,5-四甲基-3-乙基己烷，A错误；有机物是主链有4个碳原子的烯烃，3号碳上有2个甲基，2号碳上有1个乙基，1号碳上有碳碳双键，系统命名为3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯，B正确；有机物是主链有5个碳原子的醛，2号碳上有1个乙基，3号碳上有1个甲基，系统命名为3-甲基-2-乙基戊醛，C错误；有机物主链有4个碳原子，2号碳上有1个氯原子，3号碳上有1个甲基，系统命名为3-甲基-2-氯丁烷，D错误。
8．(2023·河北石家庄模拟)下列关于有机物的说法中正确的是( D )
A．己烷有6种同分异构体
B．2-甲基丙烷和3-乙基戊烷的一氯代物各有3种
C．CH≡CH和CH2===CH—CH===CH2不是同系物，它们与H2完全加成后的烷烃也不是同系物
D．的化学名称为3,4-二甲基-1-戊烯
[解析]　己烷有CH3(CH2)4CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2共5种同分异构体，A项错误；2-甲基丙烷分子中有2种氢原子，一氯代物有2种，3-乙基戊烷分子中有3种氢原子，一氯代物有三种，B项错误；CH≡CH和CH2===CH—CH===CH2结构不相似，所以不是同系物，但它们与H2完全加成后的产物分别是乙烷和丁烷，这两者互为同系物，C项错误；烯烃的命名要从离碳碳双键近的一端开始编号，为单烯烃，主链上有5个碳原子，化学名称为3,4-二甲基-1-戊烯，D项正确。
9．(2023·山东威海模拟)关于有机反应类型，下列判断不正确的是( D )
A．CH3CHO＋H2CH3CH2OH(还原反应)
B．＋Br2＋HBr(取代反应)
C．CH2===CH2＋CH3COOH
CH3COOCH2CH3(加成反应)
D．nHCHO＋n＋(n－1)H2O(加聚反应)
[解析]　乙醛与氢气发生加成反应产生乙醇，根据有机反应规律：得氢(失氧)被还原，失氢(得氧)被氧化，可知该反应为还原反应，A正确；苯与Br2在Fe催化下发生取代反应生成溴苯和HBr，反应类型为取代反应，B正确；乙烯分子断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键，乙酸分子断裂羧基的H—O键，然后H原子与断裂双键的乙烯的一个C原子形成C—H键，剩余部分结合在一起形成乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)，反应类型为加成反应，C正确；甲醛与苯酚在一定条件下发生反应产生酚醛树脂和水，除产生高聚物外，还有小分子水生成，因此发生的反应为缩聚反应，而不是加聚反应，D错误。
10．(2023·山东省实验中学检测)已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中错误的是( D )


A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键
B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
C．仅由A的核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3
[解析]　红外光谱图中给出的化学键有C—H键、O—H键和C—O键三种，A项正确；核磁共振氢谱图中峰的个数即代表氢的种类数，B项正确；核磁共振氢谱峰的面积之比表示氢的数目比，在没有明确化学式的情况下，无法得知氢原子总数，C项正确；若A为CH3—O—CH3，则无O—H键，与所给红外光谱图不符，且其核磁共振氢谱图应只有1个峰，与核磁共振氢谱图不符，D项不正确。
二、非选择题：本题共4小题。
11．(2023·山东潍坊检测)根据要求填空：
(1) 中官能团的名称是 羟基　。
(2)中含氧官能团的名称是 (酚)羟基、酯基　。
(3)HOCH2CH2NH2中含有的官能团名称是 羟基、氨基　。
(4) 中所含官能团的名称是 羰基、羧基　。
(5)遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的同分异构体有 3　种。
(6) 的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有 13　种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2：2：2：1：1的为 (写结构简式)。
[解析]　(1) 中官能团为羟基。(2)中含氧官能团为羟基、酯基。(3)HOCH2CH2NH2中含有的官能团为羟基、氨基。(4) 中所含官能团为羰基、羧基。(5)遇FeCl3溶液显紫色，说明含有酚羟基，且苯环上有两个取代基的的同分异构体为苯环上含有羟基和乙烯基，有邻位、间位和对位3种。(6) 的同分异构体中，既能发生银镜反应，说明含有醛基，又能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，则苯环上含有甲基的有：羟基和甲基位于邻位，醛基有4种位置；羟基和甲基位于间位，醛基有4种位置；羟基和甲基位于对位，醛基有2种位置；苯环上含有羟基和—CH2CHO的有3种，共13种；其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2：2：2：1：1的为。
12．(2023·河北邯郸模拟)请按要求作答：
(1)请根据官能团的不同对下列有机物进行分类：

a．酚： ③　；酮： ②　；醛： ⑤　(填序号)；
b．④的官能团的名称为 溴原子(或碳溴键)　，⑥的官能团的名称为 羧基　。
(2)分子式为C4H8且属于烯烃的有机物的同分异构体有 3　种；
高聚物的单体的结构简式是
和CH2===CH—CH===CH2　。
(3) 的名称为 苯乙烯　；写出聚合生成高分子化合物的化学方程式
。
(4)键线式表示的分子式为 C6H14　；与其互为同分异构体且一氯代物有两种的烃的结构简式 (CH3)2CHCH(CH3)2　。
[解析]　(1)a.酚类物质中，羟基直接连接在苯环上，③符合；酮含有羰基，②符合；醛含有醛基，⑤符合；b.由结构简式可知④的官能团为溴原子(或碳溴键)、⑥的官能团为羧基。
(2)C4H8属于烯烃的有机物有：CH2===CHCH2CH3、CH3CH===CHCH3、CH2===C(CH3)2，共3种；的单体为和CH2===CH—CH===CH2；
(3) 为苯乙烯，含有碳碳双键，可发生加聚反应生成聚苯乙烯，反应的化学方程式为。
(4) 为2-甲基戊烷，分子式为C6H14，与其互为同分异构体且一氯代物有两种的烃，则分子中含有2种化学环境的H，对应的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2。
13．(2023·四川南充考试)塑化剂是一种增加塑料制品柔韧性的添加剂，但不能作为食品添加剂。下列转化表示了塑化剂C的合成与性质。

(1)A为邻二甲苯，其分子式为_C8H10__，B中官能团的名称为_羧基__。
(2)不考虑重排反应，2-乙基-1-己醇发生消去反应所得烯烃的结构简式为。
(3)C可还原为二元醇D()，1 mol D最多可消耗_6__g H2。写出D与B反应产生高分子聚酯的化学方程式

(4)从D到E，相对分子质量增加126，则D到E步骤的反应类型为_取代反应__；写出E与NaOH水溶液反应生成D的化学方程式

(5)G的核磁共振氢谱有_3__组峰，核磁共振碳谱有_5__组峰，所有氢原子_不__(填“是”或“不”)在同一个平面上。
(6)化合物G有多种同分异构体，其中同时符合下列条件的同分异构体有_5__种。
①属于芳香族化合物；②与溴水发生加成反应；③发生银镜反应。
[解析]　(1)A为邻二甲苯，则其结构简式为，分子式为C8H10；邻二甲苯被酸性高锰酸钾氧化为邻苯二甲酸(B)，其结构简式为，官能团为羧基。(2)2-乙基-1-己醇的结构简式为，其发生消去反应时生成烯烃。(3)D中只有苯环可以和氢气发生反应，则1 mol D最多可以和3 mol(6 g)H2发生加成反应；可以发生缩聚反应生成高分子聚合物。(4)D()和PBr3发生反应生成E，D→E相对分子质量增加126，且E与NaOH溶液反应又可生成D，则E的结构简式为，D→E为取代反应；E属于溴代烃，在NaOH溶液中发生水解反应生成醇。(5)由G的结构简式可知，G中含有三种类型的H原子、五种类型的C原子，则其核磁共振氢谱有三组峰、核磁共振碳谱有五组峰；根据甲烷的结构知，G中饱和碳原子上一定有氢原子与其他氢原子不在一个平面上。(6)满足条件的G的同分异构体中应含中苯环、碳碳双键、醛基，则符合条件的G的同分异构体有、，共5种。
14．(2023·湖北武汉检测)CxHyOz是某一类有机化合物的通式，其相对分子质量为136，碳的质量分数是氧的质量分数的3倍。请完成下列问题：
(1)这一类有机化合物CxHyOz的分子式为 C8H8O2　。
(2)若该类有机化合物CxHyOz属于酯类且分子中含有苯环，则其可能的同分异构体有多种。①在这些同分异构体中，若水解后能得到一种羧酸和一种醇，则其结构简式可能为 。②若水解后能得到一种羧酸和一种酚，则满足条件a的结构简式为 (或)　(任写一种，下同)；满足条件b的结构简式为
。
a．此化合物核磁共振氢谱中有四组峰，且峰面积之比为1223
b．此化合物苯环上的一氯代物有四种同分异构体
(3)若有机化合物CxHyOz不能使FeCl3溶液显色，但可被新制的银氨溶液氧化，该物质与足量金属钠反应，能生成H2。请写出任意一种符合上述条件的CxHyOz的结构简式 (答案合理即可)　。

[解析]　(1)依据题意有：12x＋y＋16z＝136①、12x16z＝31②，由②得x＝4z，代入①得：64z＋y＝136，若z＝1，则x＝4、y＝72，不符合题意(舍去)；若z＝2，则x＝8，y＝8，符合题意，故此类有机化合物的分子式为C8H8O2。
(2)①C8H8O2属于酯类且分子中含有苯环，若水解后能得到一种羧酸(含有—COOH)和一种醇，则它的结构简式可能为。②若水解后得到一种羧酸(含有—COOH)和一种酚，且满足核磁共振氢谱中有四组峰、峰面积之比为1：2：2：3的结构简式为或；若水解后得到一种羧酸和一种酚，且满足苯环上一氯代物有四种同分异构体的结构简式为。
(3)该有机化合物含有—CHO，但不含有酚羟基，则含有醇羟基，可以是等。