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学年高二上学期人教版（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．磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构如图所示。下列说法错误的是 A．分子中N原子均为杂化 B．基态氯原子核外电子有9个空间运动状态 C．离子空间构型为正四面体 D．该分子为手性分子 2．3g某物质在空气中完全燃烧生成8.8g二氧化碳和5.4g水，下列关于这种物质的组成描述正确的是 A．该物质只含有碳元素和氢元素 B．该物质一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素 C．该物质一定含有碳元素、氢元素和氧元素 D．该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比为1∶2 3．某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中正确的是 A．由红外光谱可知，该有机物中只有三种不同的化学键 B．该有机物分子中有两种处于不同化学环境的氢原子 C．若A的分子式为C2H6O，则其结构简式为CH3-O-CH3 D．核磁共振氢谱不提供氢原子总数信息 4．已知某有机物A的核磁共振氢谱如图所示，下列说法中，错误的是 A．若A的分子式为C3H6O2，则其结构简式可能为CH3COCH2OH 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，且个数之比为1：2：3 C．仅由其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C3H6O2，则其可能的结构有2种 5．下列说法不正确的是 A．甲醇和乙二醇互为同系物 B．和互为同位素 C．和互为同素异形体 D．和(1，4-二氧六环)互为同分异构体 6．科学家以Mn-Pincher络合物(AA)为催化剂在赖氨酸(Lys)促进下实现了CO2可逆加氢制甲酸体系，切换充电和放电可以实现CO2加氢和甲酸脱氢的转化：。下列说法错误的是( ) A．H2的结构式：H-H B．CO2的电子式为： C．甲酸的键线式： D．利用AA和Lys可以在温和的条件下按需储存H2和CO2 7．下列化学用语表达正确的是 A．乙炔的结构简式 B．基态碳原子的轨道表示式： C．丙炔的键线式： D．乙烷的球棍模型： 8．下列烷烃的二氯取代物最多的是 A． B． C． D． 9．2022年6月5日神舟十四号成功出征，三名航天员正式开启6个月的太空之旅。下列说法中正确的是。 A．神舟十四号飞船的燃料是偏二甲肼，偏二甲肼属于烃类 B．火箭发动机中使用的钛合金具有密度小、强度高、耐高温等特点 C．实验舱中使用的碳纤维属于有机高分子材料 D．飞船外壳使用的氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料 10．为提纯下列物质，除杂药品和分离方法都正确的是 被提纯的物质(杂质) 除杂药品 分离方法 A 乙醇(乙酸) NaOH溶液 分液 B KBr溶液(KI) 氯水、 萃取、分液 C 氯化铝溶液(氯化铁) 氨水 过滤 D CO2(SO2) 饱和溶液 洗气 A．A B．B C．C D．D 11．下列实验式中，没有相对分子质量就可以确定分子式的是 ①CH3 ②CH ③CH2 ④C2H5 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 12．可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是 A．核磁共振氢谱 B．质谱 C．红外光谱 D．色谱 13．某有机物的分子式为C4H8O2，红外光谱图如图所示，其结构简式为 A．HCOOCH(CH3)2 B．CH3CH2COOCH3 C．HCOOCH2CH2CH3 D．(CH3)2CHCOOH 14．丙醛和丙酮()的相互关系是 A．同系物 B．官能团异构 C．位置异构 D．碳链异构 15．乙醛能与HCN发生加成反应，，NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．HCN分子构型为直线形 B．生成物分子中有两种官能团 C．该反应的反应类型为加成反应 D．每1mol乙醛分子中含有的σ键数目为7NA 二、非选择题 16．某有机化合物9.3g在足量O2中完全燃烧，燃烧后的混合物全部导入过量的澄清石灰水，石灰水共增重21.3g，经过滤得到30g沉淀。试通过计算确定： (1)该有机物的实验式为_______(写出计算过程)。 (2)该有机物的分子式_______。 17．I.下列物质中： ①液氯和氯气②白磷和红磷③和④Cl和Cl⑤(CH3)2CHCH3和CH3(CH2)2CH3⑥CH4和CH3CH2CH3 (1)互为同分异构体的有_______ (2)互为同素异形体的有_______ (3)属于同位素的有_______ (4)属于同一种物质的有_______。(填序号) Ⅱ.“立方烷”是新合成的一种烃，其分子呈正方体结构。该分子的碳架结构如下图所示，其中每个顶点表示一个碳原子，棱表示碳碳单键，氢原子未画出。 (1)“立方烷”的分子式为_______； (2)其一氯代物共有_______种； (3)其二氯代物共有_______种。 18．乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一、实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下： 水杨酸 醋酸酐 乙酰水杨酸 熔点/℃ 157~159 -72~-74 135~138 相对密度/(g·cm﹣3) 1.44 1.10 1.35 相对分子质量 138 102 180 实验过程：在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70 ℃左右，充分反应。稍冷后进行如下操作。 ①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。 ②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。 ③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。 ④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。 回答下列问题： (1)该合成反应中应采用___________加热。(填标号) A．热水浴 B．酒精灯 C．煤气灯 D．电炉 (2)④采用的纯化方法为___________。 19．有机碱，例如二甲基胺()苯胺()、吡啶()等，在有机合成中应用很普遍。已知：苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体。 E()的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为的有_______种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为_______。 20．化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如图： A中的官能团名称是____。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．分子中与六元环相连的N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，为sp3杂化，故A错误； B．Cl原子核外有17个电子，电子位于不同的轨道，17个电子分别位于9个轨道，存在9种空间运动状态，故B正确； C．的价层电子对数=4+=4，无孤电子对，则其VSEPR模型与空间构型相同，为正四面体，故C正确； D．有机物含有1个手性碳原子，该分子为手性分子，故D正确； 故选：A。 2．A 解析：8.8g二氧化碳中碳元素的质量=8.8g×=2.4g；5.4g水中氢元素的质量=5.4g×=0.6g；根据质量守恒定律，因为2.4g+0.6g=3g，说明该物质只含有碳、氢两元素，一定不含有氧元素。该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比为∶ =1∶3，只有A正确； 故选A。 3．D 解析：A．可通过红外看出，有C-H、O-H、C-O三种化学键，但不能确定其只有该三种化学键，A项错误； B．从核磁共振氢谱可看出有三种不同环境的氢原子，B项错误； C．从红外看该物质中存在O-H键，其结构简式为CH3CH2OH，C项错误； D．核磁共振氢谱只能看出其氢的种类，不提供氢原子总数信息，D项正确； 故选D。 4．D 【分析】核磁共振氢谱中有几个峰，分子中就有几种H原子，峰的面积之比等于H原子数目之比，有机物C3H6O2的核磁共振氢谱有三个信号蜂，其强度比为3∶2∶1，分子中有3种化学环境不同的H原子，且H原子数目依次为3、2、1，据此分析判断。 解析：A．若A的分子式为C3H6O2，核磁共振氢谱中有3个峰，且强度比为3∶2∶1，有3种H原子，且H原子数目依次为3、2、1，CH3COCH2OH有3种H原子，且H原子数目依次为3∶2∶1满足题意，故A正确； B．根据核磁共振氢谱，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子，且个数之比为1∶2∶3，故B正确； C．核磁共振氢谱能确定H原子的种类和H原子的数目比，仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数，故C正确； D．若A的化学式为C3H6O2，有3种化学环境不同的H原子，且不同化学环境的H原子数目为3、2、1，可能的链状结构有：CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、CH3COCH2OH，故不止2种，故D错误； 故选：D。 5．A 解析：A．结构相似、组成上相差若干的有机化合物为同系物，乙二醇()是饱和二元醇，甲醇是饱和一元醇，两者虽均含-OH，但所含官能团(-OH)数目不同，不互为同系物，A错误； B．质子数相同、中子数不同的核素互为同位素，的质子数为7，中子数为7，的质子数为7，中子数为8，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确； C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，和是由硫元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C正确； D．分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，和)(1，4-二氧六环)的分子式()相同，但结构不同，两者互为同分异构体，D正确； 故选A。 6．C 解析：A．H2的结构式：H-H，A正确； B．CO2的电子式为：，B正确； C． 是乙酸，甲酸的键线式为，C错误； D．根据知，利用AA和Lys可以在温和的条件下按需储存H2和CO2，D正确； 故答案为C。 7．C 解析：A．乙炔含有碳碳三键，结构简式，故A错误； B．洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同。则基态碳原子的轨道表示式：，故B错误； C．键线式：将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示有1个碳原子。则丙炔的键线式：，故C正确； D．球棍模型：用来表现化学分子的三维空间分布，棍代表共价键，球表示构成有机物分子的原子。比例模型：是一种与球棍模型类似，用来表现分子三维空间分布的分子模型，球代表原子，球的大小代表原子直径的大小，球和球紧靠在一起。乙烷的比例模型：，故D错误； 故选C。 8．D 解析：A．分子中含有2种H原子，用“定一移一”的方法，一个氯原子连在甲基碳原子上，另一个碳原子有3种不同位置，二氯代物有3种； B．CH3CH2CH2CH3分子中含有2种H原子，若一个氯原子连在甲基碳原子上，则另一个碳原子有4种不同位置，若一个氯原子连在中间碳原子上，则另一个碳原子有2种不同位置，所以二氯代物有6种； C．分子中含有1种H原子，两个氯原子可以连在同一个碳原子上，也可以连在不同碳原子上，二氯代物有2种； D．分子中含有4种H原子，同样的方法可以确定二氯代物有10种： 、、、； 故选D。 9．B 解析：A．只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃；偏二甲肼含有氮元素，不属于烃类，A错误； B．火箭发动机环境决定了使用的钛合金具有密度小、强度高、耐高温等特点，B正确； C．碳纤维主要由碳元素组成，属于无机非金属材料，C错误； D．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，D错误； 故选B。 10．D 解析：A．氢氧化钠溶液除去乙酸后仍然是水溶液，乙醇溶于水，无法通过分液分离出去，A错误； B．溴化钾溶液和碘化钾溶液都能与氯水反应，则不能用氯水、四氯化碳除去溴化钾溶液中混有的碘化钾，B错误； C．氯化铝溶液和氯化铁溶液都能与氨水反应生成氢氧化物的沉淀，则不能用氨水除去氯化铝溶液中混有的氯化铁，C错误； D．混合气体通过饱和碳酸氢钠溶液时，二氧化硫气体易溶于水，并与水反应而被溶液吸收除去，D正确； 答案选D。 11．D 解析：由实验式的整数倍，即可得到有机物的分子式。据烷烃通式，当碳原子数为n时，则氢原子数最多为2n＋2。符合实验式为CH3的只有C2H6；符合实验式为CH的有C2H2、C6H6等；符合实验式为CH2的有C2H4、C3H6等；符合实验式为C2H5的只有C4H10。答案选D。 12．C 解析：A．核磁共振氢谱能分析等效氢的种类 ，A项错误； B．质谱分析相对分子质量，B项错误； C．红外光谱判断有机物分子中官能团的种类，C项正确； D．色谱分析是指按物质在固定相和流动相间分配系数的差别而进行分离、分析的方法，D项错误； 答案选C。 13．B 解析：由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3，因此该分子中有2个CH3，由图也可以看出含有C=O双键、C-O-C单键，则有机物的结构简式为CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3，故选B。 14．B 解析：丙醛和丙酮()分子式相同，结构不同，互为官能团异构；故答案选B。 15．D 解析：A．HCN结构式为H-C≡N，则HCN分子为直线形结构，故A正确； B．中含有-OH和-CN两种官能团，故B正确； C．根据题干信息可知该反应属于加成反应，故C正确； D．每个CH3CHO分子含有4个C-H键、1个C-C键、1个C=O双键，单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，则每1mol乙醛分子中含有的σ键数目为6NA，故D错误； 故答案选D。 二、非选择题 16．(1)CH3O (2)C2H6O2 解析：(1)由碳原子守恒：； 根据质量守恒：，，根据质量守恒：； 所以该有机物的实验式：CH3O； (2)实验式为CH3O，分子式中C原子个数为1时，无满足条件的分子式；C原子个数为2时，分子式为C2H6O2；当C原子个数为3时，最多有8个氢原子，而按比例算出的氢原子个数为9，不符合，同理碳原子个数大于3时都不满足，故分子式：C2H6O2。 17． ③⑤ ② ④ ① C8H8 1 3 【分析】根据同分异构体、同素异形体、同位素的定义及特点进行判断；根据碳和氢原子的成键特点：碳形成4个化学键、氢原子形成1个化学键判断物质的化学式；根据等效氢法判断一氯、二氯的同分异构体个数。 解析：I. (1)根据分子式相同结构不同的特点判断互为同分异构体的是：③⑤； (2)根据同一种元素组成的不同单质判断互为同素异形体的是：②； (3)根据质子数相同、中子数不同的同一种元素互为同位素的是：④； (4)液氯和氯气是同一种物质的不同状态，故选①； Ⅱ.(1)根据顶点表示的碳原子接三个碳原子，故每个碳原子还接1个氢原子判断，立方烷的化学式为：C8H8； (2)根据等效氢法中的对称性判断，立方烷中的氢原子都是一样的，故一氯代物只有1种； (3)根据立方烷的特点，其二氯代物分别是相邻位置的棱上，和面对角线上的及体对角线上的二氯取代，共有3种。 18．(1)A (2)重结晶 解析：(1)因为反应温度在70℃，低于水的沸点，且需维温度不变，故采用热水浴的方法加热；故答案为热水浴； (2)每次结晶过程中会有少量杂质一起析出，可以通过多次结晶的方法进行纯化，也就是重结晶；故答案为重结晶。 19． 解析：可按照思维程序将任务进行分解如下： 共6种，其中芳香环上为二取代的结构简式为。 20．羟基 解析：根据A的结构简式可知A中的官能团名称是羟基。 学科网（北京）股份有限公司 $$