第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 单元测试题 2023-2024学年高二下学期人教版（2019）化学选择性必修3

第一章 有机化合物的结构特点与研究方法测试题 一、选择题 1．实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是： 已知苯甲醛易被空气氧化；苯甲醇的沸点为205.3 ℃，微溶于水，易溶于乙醚；苯甲酸的熔点为121.7 ℃，沸点为249 ℃，微溶于水，易溶于乙醚；乙醚的沸点为34.8 ℃，难溶于水。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如图所示，根据以上信息判断，下列说法错误的是 A．操作Ⅰ是萃取分液 B．操作Ⅱ蒸馏得到的产品甲是苯甲醇 C．操作Ⅲ过滤得到的产品乙是苯甲酸钠 D．乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇 2．测得某有机物中碳元素的质量分数为60%，氢元素的质量分数为13.33%。0.2mol该有机物质量为12 g。其红外光谱图只有C—C键、C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，则有关该有机物的叙述不正确的是 A．该有机物属于烃的含氧衍生物 B．该有机物质谱图中最大质荷比是60 C．该有机物能与金属Na反应 D．该有机物核磁共振氢谱图中有4个吸收峰，峰面积之比为3∶2∶2∶1 3．多位化学家用简单的偶联反应合成了如下这个有趣的“纳米小人”分子。有关该分子的结构说法不正确的是 A．该分子中的C原子采取的杂化方式有：、、 B．该分子中的O原子采取杂化 C．“纳米小人”头部的所有原子不能在同一平面内 D．“纳米小人”手、脚部位的碳原子不杂化 4．下列说法错误的是 A．核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目 B．红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子 C．质谱法具有快速、微量、精确的特点 D．通过红外光谱可以测知有机物所含的官能团 5．确定有机化合物组成和结构的方法很多，下列说法错误的是 A．质谱仪可用于有机物相对分子质量的测定 B．异丁烷的核磁共振氢谱中有2组峰 C．红外光谱可检测未知物中是否含单键、双键、氢键等化学键 D．X-射线衍射法鉴别某是否属于晶体 6．下列分离提纯方法不正确的是 A．乙醇中含有少量水，可以加CaO后蒸馏 B．实验室制乙炔中含有杂质H2S，可用硫酸铜溶液洗气 C．用苯萃取分离碘化钠和单质碘的水溶液 D．除去己烷中少量的己烯，加溴水后分液 7．1mol某饱和烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4L（标准状况下）．它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物．该烃的结构简式是（ ） A． B．CH3CH2CH2CH2CH3 C． D． 8．下列各组物质，一定是同系物的是 A．分子式为和的烃 B．分子式为和的有机物 C．符合通式的烃 D．分子式为和的烃 9．下面的原子或原子团，不属于官能团的是 A．OH- B．—OH C．—NO2 D． 10．下列球棍模型中，能表示丙烷分子的是 选项 A B C D 球棍模型 A．A B．B C．C D．D 11．乙烯和苯能够共同发生的反应类型有 ①加成反应②取代反应③加聚反应④氧化反应 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 12．咖啡因是弱碱性化合物，易溶于氯仿、乙醇、丙酮及热苯等，微溶于水、石油醚。含有结晶水的咖啡因是无色针状晶体，味苦，在100℃时失去结晶水并开始升华，120℃时升华相当显著，178℃时升华很快。它的结构式为，实验室可通过下列简单方法从茶叶中提取咖啡因： 在步骤1加入酒精进行浸泡，过滤得到提取液，步骤2、步骤3、步骤4所进行的操作或方法分别是 A．加热、结晶(或蒸发)、升华 B．过滤、洗涤、干燥 C．萃取、分液、升华 D．加热、蒸馏、蒸馏 13．下列分子式只表示一种物质的是 A．C3H6 B．C2H4Cl2 C．C3H7Cl D．CH2Cl2 14．莽草酸可用于合成药物达菲，其结构简式如图。下列关于莽草酸的说法正确的是 A．分子中有羟基和酯基 B．此有机物按碳骨架分类属于芳香族化合物 C．莽草酸既属于羧酸又属于酚类 D．分子中有三种官能团 15．下列化学用语表示正确的是 A．乙醛的结构简式： B．甲烷的空间填充模型： C．的结构示意图： D．过氧化钠的电子式： 二、非选择题 16．回答下列问题： (1)书写下列物质的结构简式： ①2，6－二甲基－4－乙基辛烷：______。 ②1，3，5－三甲苯_____。 ③2－甲基－1－戊烯：______。 ④分子式为C8H10的芳香烃，苯环上的一溴取代物只有一种，写出该芳香烃的结构简式：______。 ⑤戊烷(C5H12)的某种同分异构体只有一种一氯代物，写出它的结构简式：______。 (2)分子式为C2H4O2的有机物的结构可能有和两种。为对其结构进行鉴定的方法可采用______。 (3)有机物A常用于食品行业，已知9.0gA在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4g和13.2g，经检验剩余气体为O2。 ①A分子的质谱图如图所示，由图可知其相对分子质量是______，则A的分子式是______。 ②A能与NaHCO3溶液发生反应，A一定含有的官能团的名称是______。 ③A分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则A的结构简式是______。 17．下列两幅谱图是结构简式为CH3CH2CH2OH和的两种有机化合物的1H核磁共振谱图。请判断哪一幅是的1H-NMR谱图，并说明理由____________。 A． B． 18．煤粉干馏，除主要得到焦炭外，还能得到表中所列的物质： 序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 名称 一氧化碳 甲烷 乙烯 苯 甲苯 二甲苯 苯酚 氨水 回答下列问题(填序号)： (1)分子中含碳质量分数最高的是_______； (2)滴加氯化铁溶液能变为紫色的是_______； (3)分子结构的比例模型是 的是_______； (4)产量是衡量一个国家石油化工发展水平重要标志的是_______； (5)可用来制取TNT的是_______； (6)难溶于水且可能是混合物的是_______。 19．下列物质互为同分异构体的是_______。 A． B． C． D． E. F. 20．有机物的表示方法多种多样，下面是常用的有机物的表示方法： ①②③④⑤⑥⑦⑧ ⑨ ⑩⑪ (1)写出⑧的分子式___________； (2)用系统命名法给⑨命名，其名称为___________。 (3)属于酯的是___________(填序号，下同)，与②互为同分异构体的是___________。 (4)上述表示方法中属于结构式的为___________；属于键线式的为___________； 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．从过程上看操作Ⅰ得到乙醚溶液和水溶液，这两个是互不相溶的液体，采用萃取和分液的方法，选项A正确； B．操作Ⅱ利用了苯甲醇的沸点为205.3℃，乙醚的沸点为34.8℃，两者互溶，利用沸点不同，采用蒸馏的方法得到乙醚和苯乙醇，选项B正确； C．操作Ⅲ水溶液中加入盐酸，苯甲酸钾转变成苯甲酸，苯甲酸不溶于水，采用过滤的方法进行分离，选项C错误； D．苯甲醛在氢氧化钾中生成苯乙醇和苯甲酸钾，根据制备苯甲酸和苯乙醇的制备过程，乙醚溶液溶解的主要成分是苯甲醇，选项D正确； 答案选C。 2．D 【分析】由，其中碳元素的质量分数,，可知碳原子数为3个；,，可知氢原子数为8个；氧元素的质量分数为1-13.33%-60%=26.67%，同上可求出氧原子数为1个。红外光谱图只有C—C键、C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，该物质为CH3CH2CH2OH或。 解析：A．该有机物为醇，是烃的含氧衍生物，A错误； B．该有机物的相对原子质量为60，即最大质荷比是60，B错误； C．该有机物为醇，能与金属Na反应，C错误； D．因无法确定有机物的结构，峰面积之比无法确定，D正确； 故选D。 3．D 解析：A．该分子中碳碳三键上的C原子采取杂化，苯环上的C原子采取杂化，其他碳原子采取杂化，A正确； B．该分子中的O原子有2对σ键电子对，有2对孤电子对，故其采取杂化，B正确； C．“纳米小人”头部的C原子均为杂化，C原子与周围的H原子形成四面体，不在同一平面上，C正确； D．“纳米小人”手、脚部位的碳原子都属于饱和碳原子，均采取杂化，D错误； 故选D。 4．B 解析：A．核磁共振氢谱图上吸收峰的数目和面积分别表示分子中氢原子的种类和数目，故A正确； B．质谱图是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子，故B错误； C．质谱法能用于测定分子的分子相对质量，具有快速、微量、精确的特点，故C正确； D．通过红外光谱可以测知有机物分子所含的官能团，故D正确； 故选B。 5．C 解析：A．质谱图中质荷比最大的峰为该物质的相对分子质量，故质谱仪可用于有机物相对分子质量的测定，A正确； B．异丁烷即CH(CH3)3，根据等效氢原子可知，异丁烷的核磁共振氢谱中有2组峰，B正确； C．红外光谱可测定化学键及官能团，则通过红外光谱可检测其结构中存在多种单键、双键等化学键，而氢键不属于化学键，C错误； D．X-射线衍射法是区分晶体和非晶体的最科学的方法，故用X-射线衍射法鉴别某SiO2是否属于晶体，D正确； 故答案为：C。 6．D 解析：A．CaO与水反应生成氢氧化钙，可增大与乙醇的沸点差异，然后蒸馏分离，故A正确； B．H2S与硫酸铜溶液反应生成CuS沉淀和硫酸，所以可用硫酸铜溶液洗气除杂，故B正确； C．碘不易溶于水、易溶于苯，可用苯萃取分离碘化钠和单质碘的水溶液，故C正确； D．己烯与溴水发生加成反应的生成物易溶于己烷，会引入新杂质，不能除杂，应蒸馏分离，故D错误； 故答案选D。 7．C 【分析】该饱和烷烃在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物，说明该饱和烷烃中含有3种类型的氢原子；消耗氧气的物质的量为： =11mol，根据饱和烷烃燃烧的通式和题干中1mol烃燃烧时的耗氧量确定烃的化学式，根据计算结果对各选项进行判断 解析：该饱和烷烃在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物，说明该饱和烷烃中含有4种类型的氢原子； 消耗氧气的物质的量为： =11mol，设该饱和烷烃的通式为CxH2x+2，1mol某饱和烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气的物质的量=（x+）mol=11mol，解得：x=7， 所以该饱和烷烃是庚烷，且含有3种类型的氢原子，故B、D错误； A．分子中含有5种类型的氢原子，故A错误； C．分子中含有7个C，为庚烷，其结构简式中含有3种类型的氢原子，满足条件，故C正确； 故选C． 8．D 【分析】同系物是指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互为同系物； 解析：A．和的不饱和度均为2，可能为二烯烃或炔烃，不一定为同系物，A错误； B．可能为乙醇也可能为甲醚，而为甲醇，二者不一定是同系物，B错误； C．符合通式的烃，为烯烃或环烷烃，不一定为同系物，C错误； D．和均为烷烃，结构相似、分子组成相差16个CH2原子团，互为同系物，D正确； 故答案为D。 9．A 解析：决定有机物性质和原子或原子团是官能团，-Br、-NO2、碳碳双键均是官能团，OH-是阴离子，不表示官能团，故A符合题意。 故选：A。 10．C 解析：丙烷分子式为C3H8，分子中只有C和H两种原子，且C原子比H原子大，所以球棍模型为；故答案选C。 11．D 解析：乙烯中含双键，能发生加成反应和加聚反应，乙烯很难发生取代反应，乙烯能燃烧，可发生氧化反应；苯为不饱和烃，能与氢气发生加成反应，含氢原子，能发生取代反应，苯不能发生加聚反应，苯能燃烧，可发生氧化反应，综上分析，乙烯和苯共同能发生的反应类型有加成反应和氧化反应，选D。 12．A 【分析】咖啡因易溶于氯仿、乙醇、丙酮及热苯等，微溶于水、石油醚，则步骤1可加入乙醇等有机溶剂进行萃取，然后进行蒸馏、升华，可得到咖啡因粗产品，以此解答。 解析：在步骤1中加入了乙醇，下面要分离咖啡因和乙醇，可进行加热得到浓缩液再结晶(或蒸发)得到粗产品，因咖啡因易升华，为进一步得到较为纯净的咖啡因，可进行升华，故选A。 13．D 解析：A．C3H6可以表示丙烯或环丙烷，故不选A； B．C2H4Cl2表示CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl，故不选B； C．C3H7Cl表示CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3，故不选C； D．CH2Cl2只有一种结构，故选D； 选D。 14．D 解析：A． 分子中有羟基、碳碳双键和羧基，A错误； B． 所含六元环不是苯环、此有机物按碳骨架分类不属于芳香族化合物，B错误； C． 所含羟基为醇羟基、莽草酸既属于羧酸又属于醇类，C错误； D． 结合选项A可知，分子中有三种官能团，D正确； 答案选D。 15．D 解析：A．乙醛的结构简式：CH3CHO，A项错误； B．是甲烷的球棍模型，不是空间填充模型，B项错误； C．的结构示意图最外层电子数是8，C项错误； D．过氧化钠是离子化合物，其电子式：，D项正确； 故答案选D。 二、非选择题 16．(1) (2)红外光谱法、核磁共振氢谱法 (3) 90 C3H6O3 羧基 解析：（1）①2，6－二甲基－4－乙基辛烷结构简式为； ②1，3，5－三甲苯结构简式为； ③2－甲基－1－戊烯结构简式为； ④分子式为C8H10的芳香烃，苯环上的一溴取代物只有一种，该芳香烃的结构简式为； ⑤戊烷(C5H12)的某种同分异构体只有一种一氯代物，写出它的结构简式； （2）两种有机物种，官能团和氢的种类不同，可用红外光谱法、核磁共振氢谱法对其进行结构的鉴定，故答案为：红外光谱法、核磁共振氢谱法。 （3）①根据图示可知其相对分子质量等于其最大质荷比，则其相对分子质量为90；则9.0gA的物质的量为0.1mol，在足量O2中燃烧，气体产物依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，增重分别为水蒸气和CO2的质量，即n(H2O)=0.3mol，n(CO2)=0.3mol，则一个该有机物分子中，，则，所以有机物A的分子式为C3H6O3。故答案为：90；C3H6O3。 ②A能和NaHCO3溶液发生反应，则A一定含有的官能团的名称是羧基。故答案为：羧基； ③A分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，说明A中含有一个-OH，一个-COOH，一个次亚甲基，一个甲基，所以其结构简式为。故答案为。 17．A，CH3CH(OH)CH3有3种不同环境下的氢原子，所以1H核磁共振谱图中有3组峰， 解析：从结构上分析，CH3CH(OH)CH3有三种不同化学环境的H，CH3CH2CH2OH有四种不同的H，所以1H核磁共振谱图中A有三组峰，而B四组峰，故A是CH3CH(OH)CH3的1H-NMR谱图。 18．(1)④ (2)⑦ (3)② (4)③ (5)⑤ (6)⑥ 解析：(1)分子中含碳质量分数分别为：CO为42.%、甲烷为75%、乙烯为85.7%、苯为92.3%、甲苯为91.3%、二甲苯为90.5%、苯酚为77.4%，含碳质量分数最大的为④； (2)苯酚遇FeCl3溶液显紫色，滴加氯化铁溶液能变为紫色的是⑦； (3)有比例模型可知为五个原子构成，空间构型符合的只有甲烷，符合比例模型的为②； (4)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平重要标志，故选③； (5)TNT为2,4,6—三硝基甲苯，可用甲苯通过取代反应制备，故选⑤； (6)大多数有机物难溶于水，苯酚可溶于热水中，二甲苯存在三种同分异构体，分别为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯为混合物，故选⑥。 19．A与C；B、D、E与F 解析：分子式相同而结构不同的物质互为同分异构体。各物质的分子式分别为：A：C10H22、B：C8H18、C：C10H22、D：C8H18、E：C8H18、F：C8H18。A与C的分子式相同且结构不同，故互为同分异构体；B、D、E、F的分子式相同且结构不同，故互为同分异构体。即互为同分异构体的有：A与C；B、D、E与F。 20．(1) (2)2，2-二甲基戊烷 (3) ⑦ ③ (4) ⑪ ②⑥⑧ 解析：（1）⑧的分子式C8H8； （2）属于烷烃，分子中最长碳链含有5个碳原子，侧链为2个甲基，名称为2，2－二甲基戊烷； （3）CH3COOC2H5 含有酯基，属于酯； 和CH3(CH2)3CH=CH2的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故答案为：⑦；③； （4）为葡萄糖的结构式；键线式只表示碳架，所有的碳原子、氢原子和碳-氢键都被省略，②⑥⑧为表示有机物的键线式，故答案为：⑪；②⑥⑧。 学科网（北京）股份有限公司 $$