第1章 有机化合物的结构特点与研究方法 章末检测卷(word练习)-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步练测（人教版2019）

章末检测卷（一）　有机化合物的结构特点与研究方法 [对应素能提升训练第51页] （满分：100分；时间：75分钟） 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.化学科学需要借助化学专用语言描述，下列有关化学用语正确的是 （　　） A.丙烷的球棍模型： B.一氯甲烷的电子式：H︰︰H C.乙炔的结构简式：CHCH D.乙酸乙酯的实验式：C4H8O2 解析　丙烷的分子式为C3H8，且碳原子半径大于氢原子，则球棍模型为，A用语正确；一氯甲烷中的氯原子最外层有8个电子，电子式错误，B用语错误；乙炔中含有碳碳三键，其结构简式为，C用语错误；乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，实验式为C2H4O，D用语错误。 答案　A 2.下列说法中，正确的是 （　　） A.苯分子中含有碳碳双键，可使溴的CCl4溶液褪色 B.有机物属于酯类 C.CH3CH2NH2和CH3CH2CONH2均属于胺类化合物 D.甲基的电子式是H︰︰H 解析　苯分子中不存在碳碳双键，不能使溴的CCl4溶液褪色，A错误；有机物分子中含有羧基，属于羧酸类，B错误；CH3CH2NH2属于胺类，CH3CH2CONH2则属于酰胺类，C错误；甲基不带电荷，其电子式是H︰︰H，D正确。 答案　D 3.(广东广州段考)下列是我国古代常见的操作方法，其中带着重号部分的操作原理与化学实验中的分离提纯方法的原理相似的是(　　) ① ② ③ ④ 凡煮汤，欲微火，令小沸……箅渣取液 经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮 凡渍药酒，皆须细切……便可漉出 海陆取卤，日晒火煎，煮海熬波，卤水成盐 A.过滤、蒸馏、萃取、蒸发 B.过滤、蒸发、萃取、蒸馏 C.蒸发、萃取、蒸馏、过滤 D.萃取、蒸馏、萃取、蒸发 解析　①中的“箅渣取液”，是用细网将固液混合物中的固体和液体分开，其原理与过滤的原理相似；②中的“蒸烤之”，是通过加热的方法将酒精等物质从混合液中分离出来，其原理与蒸馏的原理相似；③中将草药浸泡在酒中，草药中的有效成分溶于酒中，“漉出”的原理与萃取的原理相似；④中的“日晒火煎”，是将水分蒸发得到食盐，其原理与蒸发的原理相似。 答案　A 4.(湘鄂冀三省七校联考)乙醛能与HCN发生加成反应，CH3CHO＋HCN―→，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.1 mol乙醛分子中含有的σ键数目为7NA 解析　HCN结构式为H—C≡N，则HCN分子为直线形结构，A正确；中含有—OH和—CN两种官能团，B正确；根据题干信息可知该反应属于加成反应，C正确；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 1 mol乙醛分子中含有的σ键数目为6NA，D错误。 答案　D 5.核磁共振氢谱仪测定某有机物的结构得到如图所示的核磁共振氢谱，则该有机物可能是 （　　） A.C2H5OH B. C. D. 解析　核磁共振氢谱有3个吸收峰，故有机物分子中有3种H原子，C2H5OH即CH3CH2OH中，羟基上1种H原子，甲基上有1种H原子，亚甲基上有1种H原子，故核磁共振氢谱中有3个峰，故A正确；中有2种H原子，该核磁共振氢谱中有2个峰， 故B错误；有4个氢原子，核磁共振氢谱有4个峰，故C错误；有2种氢原子，核磁共振氢谱有2个峰，故D错误。 答案　A 6.碳原子的杂化轨道中s成分的含量多，该碳原子形成的C—H键长会短一些。则下列化合物中，编号所指三根C—H的键长正确的顺序是 （　　） A.①＞②＞③ B.①＞③＞② C.②＞③＞① D.②＞①＞③ 解析　由图中C原子的空间构型可知：①号C原子采用sp2杂化，②号C原子采用sp3杂化，③号C原子采用sp杂化。碳原子的杂化轨道中s成分的含量越多，即p成分越少，该碳原子形成的C—H键长越短，而sp杂化时p成分少，碳原子形成的C—H键长短，sp3杂化时p成分多，碳原子形成的C—H键长长，所以编号所指三根C—H键长的正确顺序为②＞①＞③。 答案　D 7.为提纯下列物质（括号内的物质为杂质），所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是 （　　） 选项 A B C D 被提纯物质 乙醇（水） 乙醇（乙酸） 乙烷（乙烯） 溴苯（溴） 除杂试剂 生石灰 氢氧化钠溶液 酸性高锰酸钾溶液 KI溶液 分离方法 蒸馏 分液 洗气 分液 解析　生石灰与水反应，消耗了乙醇中混有的水，蒸馏可得到乙醇，A项正确；乙醇易溶于水，利用分液的方法不能将乙醇与盐溶液分离开，B项错误；酸性高锰酸钾溶液可将乙烯氧化为二氧化碳，引入了新的杂质，C项错误；溴可将KI氧化为碘单质，而碘易溶于溴苯，引入了新的杂质，D项错误。 答案　A 8.某气态烃对空气的相对密度为2，1.16 g该烃在氧气中充分燃烧，将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管，当称量这两个干燥管的质量时，它们的质量分别增加1.8 g和3.52 g。这种烃的化学式是 （　　） A.C2H6 B.C4H10 C.C5H10 D.C5H12 解析　气态烃对空气（空气的平均相对分子质量为29）的相对密度为2，则该烃的相对分子质量为29×2＝58。1.16 g该烃的物质的量为＝0.02 mol，装有无水氯化钙的干燥管增加的1.8 g为生成水的质量，其物质的量为＝0.1 mol。装有碱石灰的干燥管增加的3.52 g为生成二氧化碳的质量，其物质的量为＝0.08 mol。根据原子守恒可知该烃分子中N（C）＝＝4、N（H）＝＝10，则该烃的分子式为C4H10，故B正确。 答案　B 9.(广东广州期中)常温常压下，某金属有机多孔材料(MOFA)对CO2具有超高的吸附能力，并能催化CO2与环氧丙烷的反应，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.a分子只有一种官能团 B.该反应的原子利用率为100% C.b的一氯代物有2种 D.该材料的吸附作用具有选择性，利用此法可减少CO2的排放 解析　中只含有醚键一种官能团，A正确；CO2与环氧丙烷的反应可表示为＋CO2，无其他物质生成，所以原子利用率为100%，B正确；有3种等效氢，一氯代物有3种，C错误；该材料对CO2具有超高的吸附能力，和CO2发生反应生成，利用此法可减少CO2的排放，D正确。 答案　C 10.(江西新余一中高二开学考试)纳米分子机器日益受到关注，机器的“车轮”常用组件如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.①③中均有σ键和π键 B.①②④的一氯代物分别有3种、3种、2种 C.②④互为同分异构体 D.①②③④均属于烃 解析　①③中均存在sp2杂化的碳原子，碳原子形成的化学键中包括σ键和π键，A正确；烃中有几种不同化学环境的H原子，则其一氯代物就有几种，①中有3种不同化学环境的H原子，故其一氯代物有3种，②中有3种不同化学环境的H原子，故其一氯代物有3种，④中有2种不同化学环境的H原子，故其一氯代物有2种，B正确；②④的分子式均为C10H16，结构不同，互为同分异构体，C正确；③为富勒烯，只含有碳原子，无氢原子，不属于烃，D错误。 答案　D 11.(山西太原高二期中)多巴胺是一种神经传导物质，其部分合成路线如图所示，下列说法正确的是(　　) A.多巴胺的分子式为C8H12NO2 B.1 mol甲分子中含有8 mol σ键 C.乙分子与H2完全加成后含有手性碳原子 D.多巴胺分子中有5种不同化学环境的氢原子 解析　键线式中端点和拐点均为C原子，按照C的四价原则补充H，多巴胺的分子式为C8H11NO2，A项错误；1 mol甲分子中含有14 mol σ键，B项错误；乙与H2完全加成后得到，图中*标记的为手性碳原子，C项正确；多巴胺分子为不对称分子，分子中有8种不同化学环境的氢原子，D项错误。 答案　C 12.(山东高考卷)我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中，下列叙述错误的是(　　) A.通过萃取法可获得含青蒿素的提取液 B.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构 C.通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量 D.通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团 解析　A.某些植物中含有青蒿素，可以通过用有机溶剂浸泡的方法将其中所含的青蒿素浸取出来，这种方法也叫萃取，固液分离后可以获得含青蒿素的提取液，A正确；B.晶体中结构粒子的排列是有规律的，通过X射线衍射实验可以得到晶体的衍射图，通过分析晶体的衍射图可以判断晶体的结构特征，故X射线衍射可测定青蒿素晶体结构，B正确；C.通过核磁共振谱可推测青蒿素分子中不同化学环境的氢原子的种数及其数目之比，但不能测定青蒿素的相对分子质量，要测定青蒿素相对分子质量应该用质谱法，C不正确；D.红外光谱可推测有机物分子中含有的官能团和化学键，故通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团，D正确。故选C。 答案　C 13.如图是立方烷的球棍模型，下列有关说法不正确的是 （　　） A.它的一氯代物只有一种 B.它的二氯代物有两种 C.它的核磁共振氢谱图上只有一组峰 D.它与苯乙烯（）互为同分异构体 解析　立方烷分子中仅有1种等效氢原子，因此它的一氯代物只有一种，且核磁共振氢谱图上只有一组峰，A、C项正确；立方烷和苯乙烯的分子式均为C8H8，二者互为同分异构体，D项正确；立方烷分子中的碳原子形成正方体结构，其二氯代物的两个氯原子可分别在正方体的棱、面对角线、体对角线上，共3种，B项错误。 答案　B 14.(山东淄博第一中学期中)下列有关同分异构体的叙述正确的是(　　) A.苯环上的一氯代物有5种 B.丁烷(C4H10)的一氯代物有6种 C.菲的结构简式为，其一硝基代物有10种 D.和互为同分异构体 解析　以甲基和甲基对位上的碳原子的连线为对称轴：，其苯环上的一氯代物有3种，A项错误；丁烷(C4H10)存在同分异构体：和，其一氯代物有4种，B项错误；菲分子结构对称：，则其一硝基代物有5种，C项错误；和的分子式都是C7H8O，结构不同，二者互为同分异构体，D项正确。 答案　D 15.(大连高二期中)某学习小组研究某烃的含氧衍生物A的组成和结构，研究过程如下：称取9 g A在足量氧气中充分燃烧，并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4 g和13.2 g，对A进行波谱分析结果如图。下列说法错误的是(　　) A.由质谱图可知A的实验式为C3H6O3 B.结合红外光谱和核磁共振氢谱可知A的结构简式为CH3CH(OH)COOH C.B是A的位置异构体，则B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶1∶1 D.取1 mol A、C2H6O、C2H4的混合物，三者无论以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的物质的量均为3 mol 解析　由题意知，9 g A完全燃烧生成水的物质的量是＝0.3 mol，生成二氧化碳的物质的量是＝0.3 mol，n(O)＝ ＝0.3 mol，所以A的实验式为CH2O，通过质谱法测得A的相对分子质量为90，设A的分子式为(CH2O)n，则(12＋2＋16)n＝90，n＝3，故A的分子式为C3H6O3，A错误；根据红外光谱知A中含有—OH和—COOH，由核磁共振氢谱知A中含有4种氢原子，其数目之比为1∶1∶1∶3，故A的结构简式为CH3CH(OH)COOH，B正确；B是A的位置异构体，则B为CH2(OH)CH2COOH，共有4种氢原子，B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶1∶1，C正确；根据1 mol CxHyOz完全燃烧消耗氧气的量为(x＋－)mol知，1 mol C3H6O3完全燃烧消耗(3＋－)mol＝3 mol氧气，1 mol C2H6O完全燃烧消耗(2＋－)mol＝3 mol氧气，1 mol C2H4完全燃烧消耗(2＋)mol＝3 mol氧气，所以三者无论以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的物质的量均为3 mol，D正确。 答案　A 二、非选择题（本题共4小题，共55分） 16.（10分）如图所示为4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，假设碳原子上其余的化学键都与氢原子结合。 回答下列问题： （1）图中属于烷烃的是　　　　（填字母，下同）。 （2）在如图所示的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成　　　和　　　　；不仅可以形成　　　　，还可以形成碳环。 （3）含有双键的是　　　　，含有三键的是　　　　。 （4）图中互为同分异构体的是A与　　　　；B与　　　　；D与　　　　。 （5）G中含有σ键与π键的个数比为　　　　。 解析　（1）分子中碳原子之间都以单键结合的烃为烷烃，由此可以判断，题中属于烷烃的是A、C。（2）观察题中的有机化合物，可以看出碳原子与碳原子之间不仅可以形成单键，还可以形成双键、三键；碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。（3）含双键的是B、E、F，含三键的是D、G。（4）每个小球表示一个碳原子，可知A的分子式为C4H10；B的分子式为C4H8，分子中存在双键；C的分子式为C4H10；D的分子式为C4H6，分子中存在三键；E的分子式为C4H8，分子中存在双键；F的分子式为C4H8，分子中存在双键；G的分子式为C4H6，分子中存在三键；H的分子式为C4H8，分子中碳原子之间形成碳环。A与C互为同分异构体，B与E、F、H互为同分异构体，D与G互为同分异构体。（5）G的结构简式为，σ键为9个，π键为2个，二者的个数比为9∶2。 答案　（1）AC　（2）双键　三键　碳链　（3）BEF　DG （4）C　EFH　G　（5）9∶2 17.（14分）（1）大豆黄酮主要存在于大豆及其他豆科植物中。大豆黄酮是一种天然的有效活性成分。 ①大豆黄酮的结构简式如图所示，它的分子式是　　　　，结构式中含有　　　　个苯环，是　　　　（填“芳香烃”或“芳香烃的衍生物”）。 ②一种化合物根据所含的官能团不同可以将其归为不同的类别，下列对大豆黄酮的归类正确的是　　　　（填编号）。 A.醇类 B.酚类 C.酮类 D.醚类 E.酯类 F.烯烃 （2）某烷烃的相对分子质量为128，其分子式为　　　　。若该烷烃不能由任何一种烯烃与H2加成反应而得到，则该烷烃的结构简式为　　　　，其一氯代物有　　　种。 解析　（1）①根据大豆黄酮的结构简式知其分子式为C15H10O4，分子中含有2个苯环，属于芳香烃的衍生物；②大豆黄酮含有的官能团有（酚）羟基、羰基、醚键、碳碳双键。（2）根据烷烃的通式，结合相对分子质量为128可以确定烷烃的分子式为C9H20。 答案　（1）①C15H10O4　2　芳香烃的衍生物　②BCD （2）C9H20　（CH3）3CCH2C（CH3）3　2 18.(16分)(吉林长春高二月考)2022年北京冬奥会准备了678道营养丰富的餐点，其中重要的营养素维生素C的结构如图甲所示： (1)维生素C的分子式是________，其中含有________种官能团。 (2)维生素C易溶于水，可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。 (3)提取维生素C常用萃取的方法，有机化合物A是常用的有机萃取剂，也可以在手术时作麻醉剂，使用现代分析仪器对其分子结构进行测定，相关结果如图乙、丙、丁所示。 ①利用有机化合物A萃取时用到的主要玻璃仪器是________。 ②有机化合物A的相对分子质量是________。 ③图丁中两组峰的面积之比为2∶3，有机化合物A的结构简式是__________________。 ④有机化合物B是A的同分异构体，分子中含有一个羟基，核磁共振氢谱中含有两组峰，峰面积之比为1∶9，写出有机化合物B的结构简式：________________。 (4)分子式为C8H18的有机化合物中，含有乙基支链的同分异构体有________________________________(写出结构简式)。 解析　(1)根据维生素C的结构，可知其分子式是C6H8O6，其中含有羟基、碳碳双键、酯基3种官能团。 (2)羟基易和水分子形成分子间氢键，维生素C分子中含有多个羟基，与水分子形成的分子间氢键增大了其在水中的溶解度。 (3)①萃取时用到的主要玻璃仪器是分液漏斗。②质谱图中最大质荷比为物质的相对分子质量，则有机化合物A的相对分子质量是74。③根据红外光谱图可知其化学键的类型为烷基和醚键，醚的通式为CnH2n＋2O，则12n＋2n＋2＋16＝74，解得n＝4，分子式为C4H10O；核磁共振氢谱有两组吸收峰且峰面积比为2∶3，说明有机化合物A中有2种不同化学环境的氢原子，并且个数比为2∶3，因此有机化合物A的结构简式是CH3CH2OCH2CH3。④有机化合物B是A的同分异构体，分子中含有一个羟基，核磁共振氢谱中含有两组峰，峰面积之比为1∶9，说明有机化合物B中有2种不同化学环境的氢原子，且个数比为1∶9，则该物质含有3个—CH3且3个—CH3等效，则有机化合物B的结构简式为(CH3)3COH。 (4)C8H18为辛烷，若主链碳原子为6个，则含有乙基支链的结构简式为，若主链碳原子为5个，则含有乙基支链的结构简式为、。 答案　(1)C6H8O6　3 (2)维生素C分子中含有多个羟基，与水形成分子间氢键，增大了其在水中的溶解度 (3)①分液漏斗　②74　③CH3CH2OCH2CH3 ④(CH3)3COH (4) 、、 19.(15分)(浙江杭州四校联盟高二期中)某研究小组用10.6 g苯甲醛制备苯甲醇与苯甲酸，发生如下反应： 充分反应后，将所得到的反应液按如图甲所示步骤处理： 甲 下表列出了有关物质的部分物理性质： 物质 相对分子质量 溶解性 苯甲醇 108 在水中溶解度较小，易溶于醚、醇 苯甲醛 106 微溶于水，易溶于醇、醚 苯甲酸 122 微溶于冷水，易溶于醚、醇 (1)操作Ⅰ用到的关键仪器名称为________。 (2)操作Ⅱ为蒸馏，蒸馏装置如图乙所示，其中温度计所处的正确位置是________(填“a”“b”或“c”)。方框内未画出的仪器为________。 (3)重结晶过程为：热水溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。 其中趁热过滤的目的是____________________。 (4)下列仪器中，可鉴别苯甲酸和苯甲醇的是________(填序号)。 A.元素分析仪 B.红外光谱仪 C.质谱仪 D.核磁共振仪 (5)最终得到苯甲酸产品4.0 g，则苯甲酸的产率为________%(保留小数点后1位，产率＝×100%)。 (6)如何检验重结晶后的苯甲酸晶体中无机物杂质是否完全除尽？写出实验的具体操作：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　苯甲醛在NaOH溶液中发生反应生成苯甲醇和苯甲酸钠，用乙醚萃取反应液中的有机物，得到苯甲醇、乙醚和苯甲醛的混合物，蒸馏分离出苯甲醇。苯甲酸钠水溶液中加盐酸，得到苯甲酸和氯化钠水溶液，一系列操作后得到粗苯甲酸，重结晶得到苯甲酸纯品。 (1)操作Ⅰ是将有机相和水相分开，应用分液的方法，关键仪器为分液漏斗。 (2)蒸馏实验中，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口下沿处，目的是测蒸气温度，故选b；蒸馏需要用直形冷凝管将蒸气冷凝为液体。 (3)重结晶时，趁热过滤的目的是过滤出活性炭和其他不溶性杂质，同时防止苯甲酸析出。 (4)元素分析仪能确定组成元素和原子个数比，苯甲酸和苯甲醇的组成元素相同，但原子个数比不同，可以用元素分析仪鉴别两者，故A正确；红外光谱仪可以鉴别出化学键和官能团，苯甲酸中含有羧基，苯甲醇中有羟基，可以用红外光谱仪鉴别，故B正确；质谱仪可以测出相对分子质量，苯甲酸和苯甲醇相对分子质量不同，可以用质谱仪鉴别，故C正确；核磁共振仪可以测出分子中的等效氢种类及其个数比，苯甲酸中有4种等效氢，比例为1∶2∶2∶1，苯甲醇中有5种等效氢，比例为1∶2∶2∶2∶1，故核磁共振仪可以鉴别苯甲酸和苯甲醇，故D正确。 (5)10.6 g苯甲醛的物质的量为0.1 mol，理论上得到的苯甲酸为0.05 mol，质量为6.1 g，实际得到的苯甲酸为4.0 g，所以苯甲酸的产率为×100%≈65.6%。 (6)苯甲酸晶体中含有的无机杂质为NaCl，可以通过检验Cl－是否存在判断无机杂质是否除尽，具体操作：取少量样品于试管中，加入适量的水溶解，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则无机杂质已完全除尽。 答案　(1)分液漏斗　(2)b　直形冷凝管 (3)过滤出活性炭和其他不溶性杂质，同时苯甲酸不析出　(4)ABCD　(5)65.6 (6)取少量样品于试管中，加入适量的水溶解，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则无机杂质已完全除尽 学科网（北京）股份有限公司 $$