有机物的结构特点
共18题，满分100分
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请注意保持试卷整洁
一、单选题（共50分）
1．（本题5分）下列表示正确的是
A．的电子式 B．蔗糖的分子式
C．乙炔的比例模型 D．甲酸甲酯的键线式
2．（本题5分）同分异构现象是造成有机物种类繁多的重要原因之一。下列各组物质互为同分异构体的是
A．甲烷与丙烷 B．CH2=CH2与CH3CH3
C．纤维素与淀粉 D．CH3CH2OH与CH3OCH3
3．（本题5分）如图是常见四种有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是 （ ）
A．甲能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的共价键
D．丁与乙酸都能发生发生中和反应
4．（本题5分）石竹烯是一种天然产物，丁香花因它而芬芳四溢。石竹烯可由X经如图所示转化制得。下列有关说法错误的是
A．石竹烯与乙烯互为同系物 B．石竹烯存在芳香烃同分异构体
C．X可与钠反应生成 D．X可通过消去反应生成石竹烯
5．（本题5分）我国科研人员发现g-C3N4非金属半导体可以在光照下催化水产生氢气。g-C3N4是一种平面二维片层结构，其基本结构如图，基本单元无限延伸，形成网状结构。下列说法正确的是
A．g-C3N4属于离子晶体
B．其核心元素氮的氢化物分子间存在氢键，因此加热时很难分解
C．g-C3N4中氮原子为sp2杂化方式
D．g-C3N4中含有手性碳原子
6．（本题5分）下列关于有机物的说法不正确的是
A．苯和乙烯均可以使溴水褪色，但褪色原理不同
B．等物质的量的乙烯与乙醇完全燃烧消耗氧气的物质的量相等
C．向制备乙酸乙酯后剩余的反应液中加入碳酸钠溶液，产生气泡，说明有乙酸剩余
D．在C4H11N分子中，N原子以三个单键与其他原子相连接的同分异构体有8种(不考虑立体异构)
7．（本题5分）某有机物X，其结构简式如图所示。下列有关说法错误的是（ ）
A．该物质的分子式为C10H16O2
B．该物质分子中不可能所有的碳原子共平面
C．该物质能发生加成、氧化、消去等反应
D．该物质的一氯代物共有7种
8．（本题5分）下列说法不正确的是
A．和互为同位素 B．12C和13C互为同素异形体
C．C2H5Cl与互为同系物 D．乙醚和1-丁醇互为同分异构体
9．（本题5分）食品防腐剂R的结构简式如图所示：
下列说法正确的是
A．R在酸性条件下水解生成乙酸和另一种有机物
B．1个R分子最多有20个原子共平面
C．苯环上含2个能与钠反应的官能团和1个乙基的R的同分异构体有10种
D．1 mol R与3 mol H2反应生成的有机物分子式为C9H18O3
10．（本题5分）下列说法不正确的是
A．与H2加成之后的产物中，其一氯代物有8种
B．(CH3)3COH的名称为2，2-二甲基乙醇
C．苯、苯酚、己烯、乙酸只用一种试剂就可以鉴别
D．分子式C5H12O的同分异构体中，能与金属钠反应生成氢气，能被氧化为醛又能在浓硫酸作用下生成烯烃的有3种
二、判断题（共20分）
11．（本题4分）互为同分异构体的不同物质相对分子质量相等，相对分子质量相等的不同物质一定互为同分异构。(_______)
12．（本题4分）乙醇与甲醚互为碳链异构。(_______)
13．（本题4分）丁烷有2种同分异构体，故丁烯也有2种同分异构体。( )
14．（本题4分）和互为同分异构体。( )
15．（本题4分）甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体。( )
三、解答题（共30分）
（本题10分）金属对有强吸附作用，被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应，将块状转化成多孔型雷尼后，其催化活性显著提高。
已知：①雷尼暴露在空气中可以自燃，在制备和使用时，需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”；
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼并探究其催化氢化性能的实验如下：
步骤1：雷尼的制备
步骤2：邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存和监测反应过程。
反应原理 实验装置图
16．(1分)操作(d)中，判断雷尼被水洗净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，滴加几滴 ，如果溶液不变浅红色，则证明洗涤干净，否则没有洗涤干净。
17．(1分)操作(e)中，下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是___________(单选)
A．丙酮 B．四氯化碳 C．乙醇 D．正己烷
18．(1分)邻硝基苯胺与盐酸反应的离子方程式是：
19．(1分)下列关于邻硝基苯胺描述正确的是(不定项)
A．邻硝基苯胺属于芳香烃
B．苯环上的一氯代物共有4种
C．邻硝基苯胺具有两性
D．邻硝基苯胺含有苯环和硝基的同分异构体还有3种(不包含邻硝基苯胺)
20．(2分)向集气管中充入时，三通阀的孔路位置如下图所示：发生氢化反应时，由集气管向装置Ⅱ供气，此时孔路位置需调节为 。
向集气管中充入
集气管向装置Ⅱ供气
21．(2分)反应前应向装置Ⅱ中通入一段时间，目的是 ；
22．(2分)装置Ⅰ可以判断氢化是否反应，反应完全的现象是 。
23．（本题10分）我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)环加成反应，并依据该反应，发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。
已知(3+2)环加成反应：CH3CC-E1+E2-CH=CH2（E1、E2可以是-COR或-COOR）
回答下列问题：
（1）茅苍术醇的分子式为 ，所含官能团名称为 ，分子中手性碳原子（连有四个不同的原子或原子团）的数目为 。
（2）化合物B满足以下条件的同分异构体（不考虑手性异构）数目为 。
①分子中含有碳碳三键和乙酯基(-COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中一种碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式 。
（3）C→D的反应类型为 。
（4）D→E的化学方程式为 。
（5）参考以上合成路线及条件，选择两种链状不饱和酯，通过两步反应合成化合物M，在方框中写出路线流程图 （其他试剂任选）。
24．（本题10分）二氯化硝基·五氨合钴(，摩尔质量：261g/mol)是一种难溶于乙醇的棕黄色针状晶体经常用于研究配位化合物内界的键合方式。某实验小组对其进行合成与表征，实验原理及合成步骤如下：
【实验仪器及用品】
小烧杯、锥形瓶、量筒、表面皿、玻璃棉、胶头滴管、镊子、布氏漏斗、抽滤瓶、pH试纸。无水乙醇、常温和冷的蒸馏水
【实验步骤】
I．量取15.0mL2mol/L的氨水，倒入小烧杯中，向其中加入2.50g(摩尔质量：250.5g/mol)，搅拌使其充分溶解，滤去不溶物；
Ⅱ．室温时，将滤液置于锥形瓶内，向其中逐滴加入4mol/L盐酸，调整滤液pH至3~4后，升温至65℃，搅拌状态下加入1.0g，加热，稳定保持此温度反应30min；
Ⅲ．将反应后所得溶液冷却至室温，小心加入15.0mL浓盐酸后，降温使其结晶完全：
Ⅳ。将得到的固液混合物倒入布氏漏斗中进行抽滤后，经过一系列实验操作，干燥后得到棕黄色晶体1.9g。
请回答下列问题：
(1)中Co的配位数为 。
(2)反应的化学方程式为 。
(3)步骤Ⅱ中，对锥形瓶中滤液采取的最佳控温方式为 。
(4)步骤Ⅲ中若盐酸加入过多，会导致所得晶体内界中配体的数量 (填“增多”或“减少”)，产生这种现象的原因是 。
(5)请补充最后一步抽滤后获得产品的一系列实验操作为 。
(6)此实验的产率为 %(列出计算式即可)。
(7)有文献表明：进行此实验时，若温度不能稳定控制在65℃左右，可能会产生二氯化亚硝酸根·五氨合钴()；
①上述两种配位化合物的关系是 (填字母，下同)。
a．同素异形体 b．同系物 c．同分异构体 d．同位素
②上述两种配位化合物的结构中，的配位方式不同，若想对二者进行鉴别，可采用的仪器分析方法是 。
a．原子光谱法 b．红外光谱法 c．核磁共振氢谱法 d．X-射线衍射法
参考答案：
1．B
【详解】A．是共价化合物，电子式为 ，故A错误；
B．蔗糖是二糖，分子式是，故B正确；
C．乙炔的比例模型是 ，故C错误；
D． 是乙酸甲酯的键线式，故D错误；
选B。
2．D
【详解】分析：分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，据此判断。
详解：A. 甲烷与丙烷的分子式不同，结构相似，互为同系物，A错误；
B. CH2=CH2与CH3CH3的分子式不同，不能互为同分异构体，B错误；
C. 纤维素与淀粉均是高分子化合物，不能互为同分异构体，C错误；
D. CH3CH2OH与CH3OCH3的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确。答案选D。
点睛：运用“四同”概念进行物质判断时，常出现概念混淆的情况。因此要注意用对比的方法来区分“四同”。同位素指的是同种元素的不同原子；同素异形体指的是同种元素形成的不同单质；同分异构体指的是分子式相同、结构不同的化合物。
3．C
【详解】试题分析：A．甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。错误。B．乙烯可与溴水发生加成反应使溴水褪色。错误。C．在苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的共价键。正确。D．乙醇不能发生中和反应，而乙酸能发生发生中和反应。错误。
考点：考查比例模型在确定物质的分子结构与物质性质的应用的知识。
4．A
【详解】A．由结构简式可知，石竹烯分子中含有2个碳碳双键，与只含有1个碳碳双键的乙烯官能团数目不同，不可能互为同系物，故A错误；
B．石竹烯分子的不饱和度为4，碳原子个数大于6，所以石竹烯分子的同分异构体中可能含有苯环，可能存在芳香烃同分异构体，故B正确；
C．由结构简式可知，X分子中含有的羟基可与钠反应生成氢气，故C正确；
D．由结构简式可知，X分子中含有的羟基在浓硫酸作用下能发生消去反应生成石竹烯，故D正确；
故选A。
5．C
【详解】A．g-C3N4是一种平面二维片层结构，基本单元无限延伸，形成网状结构，则g-C3N4，不属于离子晶体，A不正确；
B．氮的氢化物分子间存在氢键，使氢化物的熔沸点升高，而加热时很难分解，属于热稳定性，取决于分子内的氮氢共价键的强弱，B不正确；
C．g-C3N4中，六元环内氮原子的价层电子对数为3，发生sp2杂化，C正确；
D．g-C3N4中，每个C原子只连接3个N原子，不含有手性碳原子，D不正确；
故选C。
6．C
【详解】A．乙烯与溴发生加成反应，使溴水中水层褪色，溴在苯的溶解度远远大于水中的溶解度，苯萃取溴水的溴，使溴水中水层褪色，二者褪色原理不同，选项A正确；B．乙烯的分子式为C2H4，乙醇可拆卸成C2H4·H2O，1molCH2=CH2完全燃烧消耗3molO2，1molC2H5OH完全燃烧消耗3molO2，二者消耗O2的质量相等，选项B正确；C．乙酸乙酯的制备是在浓硫酸作用下进行，硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，不能证明乙酸是否过量，选项C不正确；D、根据C4H11N分子中C、N、H原子之间都是以单键相连，以氮原子为中心，氮原子连一个甲基、一个甲基和一个乙基，有1种结构；氮原子连接一个氢原子、一个乙基、一个乙基，共1种；八种氮原子连一个氢原子、一个甲基和一个丙基，丙基有两种，有2种结构；氮原子连两个氢原子和一个丁基，丁基有4种，有4种结构；共有8种同分异构体，选项D正确。答案选C。
7．C
【详解】A．根据结构简式知，该物质的分子式为C10H16O2，A不符合题意；
B．该分子中含有多个饱和的碳原子，与其周边的碳原子形成的空间结构具有甲烷结构特点，最多3个原子共平面，所以该分子中所有碳原子不能共平面，B不符合题意；
C．该物质中不含羟基，也没有卤素原子，不能发生消去反应，C符合题意；
D．该分子中含有7种氢原子，所以一氯代物有7种，D不符合题意。
答案选C。
【点睛】根据有机物的结构，确定它的性质，从而可以确定它的反应，官能团的确定是解题的关键。
8．B
【详解】A．和质子数相同，中子数不同，互为同位素，A正确；
B．12C和13C质子数相同，中子数不同，互为同位素，不是同素异形体，B错误；
C．C2H5Cl与结构相似，分子式相差1个CH2，互为同系物，C正确；
D．乙醚和1-丁醇分子式相同，结构式不同，互为同分异构体；D正确；
故选B。
9．C
【详解】A. R在酸性条件下水解生成CH3CH2OH和 ，无乙酸，A项错误；
B. －CH2－、－CH3最多分别有1个、2个原子与苯环共平面，R分子最多有18个原子共平面，B项错误；
C. R分子的分子式为C9H10O3，不饱和度==5，满足条件的同分异构体中，其苯环上应含－OH、－COOH和－CH2CH3，根据“定一移二”方法可判断共有10种同分异构体，C项正确；
D. R分子的分子式为C9H10O3，与3 mol H2发生加成反应，分子式为C9H16O3，D项错误；
答案选C。
【点睛】本题的难点是同分异构体数目的确定。若有苯环，可根据官能团异构—位置异构的分类讨论法来分析，要注意是否有重复。
10．B
【详解】A．与H2加成之后的产物为，其环上有4种氢原子、正丁基上有4种氢原子，则一氯代物有8种，A正确；
B．(CH3)3COH的主链上有3个碳原子，在第2个主链碳原子上连有甲基和羟基，名称为2-甲基-2-丙醇，B不正确；
C．将浓溴水分别滴入盛有少量苯、苯酚、己烯、乙酸的试管中，产生的现象为：分层且上层呈橙红色、白色沉淀、褪色、橙色溶液，则只用溴水就可以鉴别它们，C正确；
D．分子式C5H12O、能与金属钠反应生成氢气的有机物属于醇，能被氧化为醛又能在浓硫酸作用下生成烯烃的可能结构为CH3CH2CH2CH2CH2OH、(CH3)2CHCH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH，共有3种，D正确；
故选B。
11．错误
【详解】同分异构体的相对分子质量一定相等，但相对分子质量相等的物质不一定互为同分异构体，如硫酸和磷酸，故错误；
12．错误
【详解】乙醇与甲醚属于不同类型的有机物，互为官能团异构，错误。
13．错误
【解析】略
14．错误
【详解】由于甲烷为正四面体结构，故二氯甲烷只有1种结构，即题干所示结构为同种结构，题干说法错误。
15．错误
【详解】甲醛没有，乙醛有同分异构体如环氧乙烷，丙醛也有同分异构体，如环氧丙烷、环丙基醇、烯丙醇和丙酮等，故本题判断错误。
16．酚酞 17．C 18．+H+ 19．BD 20．B 21．排除装置中的空气 22．集气管中液面不再改变
【分析】首先用氢氧化钠溶液溶解镍铝合金中的铝，过滤后先后用碱和水来洗涤固体镍，随后加入有机溶剂制得雷尼镍悬浮液，用于步骤2中邻硝基苯胺的催化氢化；
16．由于水洗之前是用碱洗，此时溶液显碱性，故可以用酸碱指示剂来判断是否洗净，具体方法为，取最后一次洗涤液于试管中，滴加几滴酚酞，如果溶液不变粉红色，则证明洗涤干净，否则没有洗涤干净；
17．根据题给信息可知，邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行，在丙酮、四氯化碳、乙醇、正己烷中极性较强的为乙醇，故选C；
18．
氨基具有碱性，故邻硝基苯胺中氨基会与盐酸反应生成盐，离子方程式是：+H+；
19．A．邻硝基苯胺中含有氧、氮元素，不属于芳香烃，错误；
B．苯环为不对称结构，苯环上的氢有4种，则苯环上的一氯代物共有4种，正确；
C．邻硝基苯胺含有氨基，具有碱性，错误；
D．邻硝基苯胺含有苯环和硝基的同分异构体，若含有硝基、氨基，则还有间、对位2种；若含有1个取代基则为-NHNO2有1种，则还共3种，正确；
故选BD；
20．向集气管中充入氢气时，氢气从左侧进入，向下进入集气管，则当由集气管向装置Ⅱ供气，此时孔路位置需调节为气体由下方的集气管，向右进入装置Ⅱ，应该选B，而装置C方式中左侧会漏气，不符合题意，故选B；
21．暴露在空气中可以自燃，反应前向装置Ⅱ中通入一段时间，目的是排除装置中的空气；
22．反应完成后，氢气不再被消耗，则集气管中液面不再改变。
23． C15H26O 碳碳双键、羟基 3 5 、 加成反应或还原反应 +CH3OH+(CH3)3COH CH3C≡CCOOCH3+CH2＝CHCOOCH2CH3或CH3C≡CCOOCH2CH3+CH2＝CHCOOCH3
【分析】(1)明确分子中C、H、O原子数目确定分子式，注意交点、端点为碳原子，用H原子饱和碳的四价结构，也可以利用不饱和度计算H原子数目；由结构可知分子中含有的官能团有：碳碳双键、羟基；连有四个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子；
(2)B的同分异构体满足：①分子中含有碳碳三键和乙酯基( COOCH2CH3)，②分子中有连续四个碳原子在一条直线上，存在C C≡C C碳链结构，形成酯的酸可以看作CH3C≡CCH2CH3中1个H原子被 COOH替代，也可以是HOOC C≡CCH2CH2CH3、HOOC C≡CCH(CH3)2；
(3)对比C、D的结构，可知C中碳碳双键与氢气发生加成反应生成D；
(4)对比D、E的结构，可知D与甲醇发生发生取代反应生成E，同时还生成(CH3)3COH；
(5)两种链状不饱和酯合成目标物M，模仿A与B经过一系列反应得到D的过程，结合(3＋2)环加成反应，可以由 或 与氢气加成反应得到目标物。而CH3C≡CCOOCH3与CH2＝CHCOOCH2CH3反应得到 ，CH3C≡CCOOCH2CH3与CH2＝CHCOOCH3反应得到 。
【详解】(1)茅苍术醇分子中有15个C原子、1个O原子，分子不饱和度为3，则分子中H原子数目＝2×15＋2 2×3＝26，故茅苍术醇分子式为C15H26O，由结构可知分子中含有的官能团有：碳碳双键、羟基；分子中有如图“*”所示3个碳原子连接连有四个不同的原子或原子团： ，即有3个手性碳原子，故答案为：C15H26O；碳碳双键、羟基；3；
(2)B的同分异构体满足：①分子中含有碳碳三键和乙酯基( COOCH2CH3)，②分子中有连续四个碳原子在一条直线上，存在C C≡C C碳链结构，形成酯的酸可以看作CH3C≡CCH2CH3中1个H原子被 COOH替代，有3种酸，也可以是HOOC C≡CCH2CH2CH3、HOOC C≡CCH(CH3)2，故符合条件的同分异构体有3＋2＝5种，其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式为 、 ，故答案为：5； 、 ；
(3)对比C、D的结构，可知C中碳碳双键与氢气发生加成反应生成D，组成加氢，也属于还原反应，故答案为：加成反应或还原反应；
(4)对比D、E的结构，可知D与甲醇发生发生取代反应生成E，同时还生成(CH3)3COH，反应方程式为：+CH3OH+(CH3)3COH，故答案为：+CH3OH+(CH3)3COH；
(5)两种链状不饱和酯合成目标物M，模仿A与B经过一系列反应得到D的过程，结合(3＋2)环加成反应，可以由 或 与氢气加成反应得到目标物；而CH3C≡CCOOCH3与CH2＝CHCOOCH2CH3反应得到 ，CH3C≡CCOOCH2CH3与CH2＝CHCOOCH3反应得到 ，合成路线流程图为：CH3C≡CCOOCH3+CH2＝CHCOOCH2CH3或CH3C≡CCOOCH2CH3+CH2＝CHCOOCH3，故答案为：CH3C≡CCOOCH3+CH2＝CHCOOCH2CH3或CH3C≡CCOOCH2CH3+CH2＝CHCOOCH3。
24．(1)6
(2)
(3)水浴加热
(4) 减少 盐酸加入过多，转变为，失去配位能力
(5)用冷的蒸馏水淋洗之后，再用无水乙醇淋洗，洗去产品表面水分
(6)
(7) c bd
【详解】（1）中Co的配体是、，配位数为6，答案为：6；
（2）与反应生成和，答案为：；
（3）控温低于100℃且需“稳定保持”，故选水浴加热，答案为：水浴加热；
（4）酸性过强促进转变为，无配位能力，因此会导致配合物内界减少，答案为：减少，盐酸加入过多，转变为，失去配位能力；
（5）将布氏漏斗中产物先水洗然后醇洗，答案为：用冷的蒸馏水淋洗之后，再用无水乙醇淋洗，洗去产品表面水分；
（6），物质的量为： ，物质的量为：，前者物质的量小，所以应该按前者物质的量计算产物的理论产值，所以此实验的产率为：，答案为：
（7）①a．同素异形体是指同一元素构成的不同单质；
b．同系物是结构相似在分子组成上相差若干各的化合物；
c．分子式相同、结构不同的化合物之间互为同分异构体；
d．同位素是指质子数相同中子数不同的同一元素的不同种原子；
上述两种配合物分子式相同，结构不同，互为同分异构体；
故选c；
②a．原子光谱法用于元素的定量分析，a错误；
b．红外光谱法是分子吸收光谱的一种，不同的化学键或官能团吸收频率不同，可以对这两种物质进行鉴别，b正确；
c．核磁共振氢谱法用于确定分子中有几种位置的氢原子，两种物质中氢原子的位置相同，c错误；
d．X-射线衍射可以了解晶胞内原子的位置、排列顺序、呈现的对称性等信息，所以可以对这两种物质进行鉴别，d正确；
故选bd。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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