第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 单元卷 2024-2025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．有一瓶无色、有特殊气味的液体，是甲醇()或乙醇()。通过测定该液体充分燃烧后生成的二氧化碳和水的质量，再根据二氧化碳和水的质量可确定是哪种物质，对原理解释错误的是 A．求出碳、氢元素的质量比，与甲醇和乙醇中碳氢质量比对照，即可确定 B．求出碳、氢原子的个数比，与甲醇和乙醇中碳氢个数比对照，即可确定 C．求出碳、氢原子的物质的量比，与甲醇和乙醇中的碳氢物质的量比对照，即可确定 D．求出碳、氧原子的个数比，与甲醇和乙醇中的碳、氧个数比对照，即可确定 2．下列实验中，所采取的分离或提纯方法与对应原理都正确的是 目的 分离方法 原理 A 分离水和乙醇 蒸馏 水和乙醇的沸点不同 B 分离溶于水的溴 乙醇萃取 溴在乙醇中的溶解度较大 C 除去中少量气体 通入足量溶液中洗气 会与溶液反应且产生更多 D 除去固体中混有的少量杂质 加水溶解配成热的浓溶液，冷却结晶，过滤 和溶解度随温度变化有较大差异 A．A B．B C．C D．D 3．粗苯甲酸的提纯实验中，涉及到的操作是 A． B． C． D． 4．实验室合成洋茉莉醛的反应如图： 实验室模拟生产的流程如图。 下列说法错误的是 A．水洗的目的是除去KOH B．试剂X应选用有机溶剂 C．加入Na2CO3溶液的目的是除去酸 D．进行蒸馏操作时应选用球形冷凝管 5．下列烷烃发生一氯取代，能得到2种同分异构体的是 A．CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3 B．CH3-C(CH3)2-CH2-CH3 C．(CH3CH2)3C-CH3 D．(CH3)3C-C(CH3)3 6．下列有关化学用语使用正确的是 A．四氯化碳分子的大小模型： B．NH4Br的电子式： C．CO2的电子式： D．H2O2的结构式：H-O-O-H 7．下列物质酸性最强的是 A．蚁酸 B．苯磺酸 C．石炭酸 D．安息香酸 8．与CH2=CH2  CH2Br-CH2Br的变化属于同一反应类型的是 A．CH3CHO  C2H5OH B．C2H5Cl  CH2=CH2 C．CH4CH3Cl D．CH3COOH  CH3COOC2H5 9．下列叙述中属于烃的是( ) A．只含有碳元素的有机物 B．含有碳元素和氢元素的有机物 C．仅含有碳元素和氢元素的有机物 D．燃烧后生成二氧化碳和水的有机物 10．现有四组分散系：①汽油和水形成的乳浊液②含有泥沙的食盐水③溶有碘(I2)的氯化钾溶液④乙二醇和丙三醇混合溶液(乙二醇和丙三醇的部分物理性质见下表)。 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ 溶解性 乙二醇 -11.5 198 1.11 易溶于水和乙醇 丙三醇 17.9 290 1.26 能跟水、酒精以任意比互溶 请用下图所示的仪器分离以上各混合液，仪器和方法不能对应的是 (1) (2) (3) (4) A．①—(3)—分液 B．②—(1)—过滤 C．③—(1)—萃取 D．④—(2)—蒸馏 11．从碘水中萃取碘的正确实验操作顺序是 ①将混合物倒入分液漏斗中，并放在铁架台铁圈上静置，分层； ②从分液漏斗上口倒出上层溶液 ③将分液漏斗玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔 ④分液漏斗下面导管紧贴烧杯内壁，旋开活塞，用烧杯接收溶液 ⑤检查分液漏斗活塞和颈部的玻璃塞是否漏水 A．⑤①③④② B．⑥①③②④ C．①③②④⑤ D．⑤③①②④ 12．某有机物常用于生产聚酯纤维和树脂，是一种重要化工合成原料，使用现代仪器对该有机物的结构进行测定，相关谱图如下。下列有关说法错误的是 A．由质谱图可知该有机物相对分子质量为91 B．由核磁共振氢谱可知该有机物中有2种不同化学环境的氢原子 C．由红外光谱可获得该有机物化学键或官能团信息 D．综合以上信息可知该有机物为对二甲苯 13．若NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．1mol2-甲基丁烷分子中含有的σ键数为16NA B．溶液中粒子数大于0.5NA C．30gHCHO与混合物中含C原子数为NA D．2.3gNa与完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间 14．如图是一些常见有机物的转化关系，关于反应①～⑧的说法不正确的是 A．反应①是加成反应，反应③是氧化反应 B．只有反应②是加聚反应 C．反应⑧是消去反应，反应的副产物中只有SO2气体 D．反应④⑤⑥⑦是取代反应 15．下列化合物中含有手性碳原子的是 A． B． C． D． 二、非选择题 16．回答下列问题： (1)曲酸是一种非常有潜力的食品添加剂，经测定曲酸的分子式为C6H6O4，结构简式为 ，其含有的官能团有____。 (2)L—多巴的结构简式为 ，L—多巴分子中所含的官能团的名称是____。 17．回答下列问题： (1)有下列几组物质，请将序号填入下列空格内： A、和油酸() B、和石墨 C、和 D、和 E、乙醇和乙二醇 ①互为同位素的是_______； ②互为同系物的是_______； ③互为同素异形体的是_______； ④互为同分异构体的是_______； ⑤既不是同系物，又不是同分异构体，也不是同素异形体，但可看成是同一类物质的是_______。 (2)分子式为的同分异构体共有多种，其中含有三个甲基的结构有_______种；含有手性碳的结构有_______种。 18．按要求回答下列问题： (1)的系统命名为_____。 (2)3－甲基－2－戊烯的键线式为______。 (3)实验室制备乙炔的反应方程式______。 (4)乙烯与乙烷的混合气体共amol，与bmol氧气共存于一密闭容器中，点燃后充分反应，乙烯和乙烷完全消耗完，得到CO和CO2的混合气体和45g水。试求：当a=1时，乙烯和乙烷的物质的量之比n(C2H4)：n(C2H6)=______。 (5)某有机化合物A经李比希法测得其分子内C、H、O原子个数比为4：4：1。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。 方法一：质谱仪测得A的质谱图，如图甲。 方法二：核磁共振仪测得A的核磁共振氢谱有4组峰，其面积之比为1：2：2：3，如图乙。 方法三：利用红外光谱仪测得A的红外光谱，如图丙。 已知：A分子中含有苯环，且苯环上只有一个取代基。试回答下列问题。 ①A的分子式为_____，其官能团名称为_____。 ②写出A的结构简式______。 19．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验： (1)将4.6的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，则该物质的实验式是_______。 (2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，则其相对分子质量为_______，该物质的分子式是_______。 (3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：_______。 (4)经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图所示，则A的结构简式为_______。 20．（1）写出下列基团的名称： —C═C— ─C≡C─ ─CH3 ─CH2CH3或─C2H5 _____ _____ _____ _____ （2）有下列机物，请将它所对应的类别用序号填入下列表格中： （1）CH3CH2CH3 ①酯 （2）CH2=CH—CH3 ②羧酸 （3）CH3COOCH3 ③醛 （4）CH3-CHO ④醇 （5）CH3-OH ⑤烯烃 （6）CH3CH2COOH ⑥烷烃 物质编号 所属类别编号 物质编号 所属类别编号 （1） _____ （4） （2） （5） （3） （6） 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：反应后生成了二氧化碳和水，则根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类质量不变，则反应物中一定含有C、H元素；已知生成的二氧化碳和水的质量，则根据二氧化碳和水的质量，利用某元素的质量=化合物的质量×该元素的质量分数可求出碳元素和氢元素的质量比；再根据碳元素和氢元素的质量比即可求得碳元素与氢元素的原子个数比；最后与反应前甲醇和乙醇中的碳氢个数比对照，即可知道是哪种物质。碳、氢原子的物质的量比，与其原子个数比类似；只有D项答案是错误的，因为生成物二氧化碳和水中的氧只有一部分来自甲醇和乙醇，一部分来自氧气，不能根据求出碳、氧原子的个数比，与甲醇和乙醇中的碳、氧原子的个数比对照，故选D项。 2．A 解析：A．水和乙醇互溶且沸点不同，通过蒸馏可基本分离，A符合题意； B．由于乙醇和水互溶，故不可用乙醇作萃取剂萃取溶于水中的溴单质，B不符合题意； C．不能将混有少量HCl的CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中，原因是发生反应：，即CO2能被Na2CO3溶液吸收，混合气体应通入饱和NaHCO3溶液中洗气，原因是CO2难溶于饱和NaHCO3溶液，即饱和NaHCO3只吸收HCl、不吸收CO2，且产生更多的CO2，达到除杂目的，C不符合题意； D．NaCl的溶解度随着温度变化不大，KNO3的溶解度随着温度的升高明显增大，故除去NaCl固体中混有的少量KNO3杂质的方法是：溶解、蒸发结晶、趁热过滤，若采用加水溶解配成热的浓溶液、冷却结晶、过滤所得固体仍是NaCl和KNO3的混合物，D不符合题意； 答案选A。 3．A 解析：粗苯甲酸的提纯步骤为将粗苯甲酸制成热的饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质，缓慢冷却结晶，滤出晶体，洗涤晶体，由提纯步骤可知，提纯过程中涉及了溶解、过滤，不涉及蒸馏、溶液配制和分液，故选A。 4．D 【分析】由流程图可知黄樟油素通过反应I生成异黄樟油素，异黄樟油素水洗过滤除去KOH，通过反应Ⅱ得到洋茉莉醛，利用有机溶剂X将洋茉莉醛萃取出来，再加入Na2CO3除去酸，再通过蒸馏分离得到洋茉莉醛，以此分析。 解析：A．黄樟油素和异黄樟油素不溶于水，水洗的目的是除去KOH，故A正确； B．洋茉莉醛不溶于水，而溶于有机溶剂，则试剂X应选用有机溶剂，故B正确； C．加入Na2CO3溶液的目的是除去稀硫酸，故C正确； D．进行蒸馏操作时应选用直形冷凝管，故D错误； 故选D。 5．A 解析：A．该物质有如图两种环境的氢原子，所以一氯代物有2种，故A符合题意； B．该物质有如图三种环境的氢原子，所以一氯代物有3种，故B不符合题意； C．该物质有如图三种环境的氢原子，所以一氯代物有3种，故C不符合题意； D．该物质有如图一种环境的氢原子，所以一氯代物有1种，故D不符合题意； 综上所述答案为A。 6．D 解析：A．四氯化碳分子中碳原子半径小于氯原子半径，A错误； B．溴化铵的电子式中阴离子溴离子错误，一般非金属原子在形成阴离子时，得到电子，使最外层达到稳定结构，这些电子都应画出，并将符号用中括号括上,右上角标出所带的电荷数，B错误； C．二氧化碳分子中碳氧之间是双键，有两对共用电子对，C错误； D．双氧水的结构式：H-O-O-H，D正确； 故选D。 7．B 解析：蚁酸的化学式HCOOH，属于羧酸类物质，在水中部分电离，酸性比碳酸强，但也属于弱酸；苯磺酸的酸性基本等于硫酸，属于强酸；石炭酸是苯酚，酸性比碳酸弱；安息香酸又叫苯甲酸，属于弱酸；故酸性最强的是苯磺酸， 故答案选B。 8．A 【分析】CH2=CH2  CH2Br-CH2Br的变化属于加成反应，以此解答。 解析：A．乙醛与氢气在一定条件下发生加成反应生成乙醇，故A选； B．氯乙烷转化为乙烯，属于消去反应，故B不选； C．CH4中H原子被氯原子取代生成CH3Cl，属于取代反应，故C不选； D．乙酸与乙醇反应，乙酸中-OH被-OC2H5取代生成乙酸乙酯，属于取代反应，故D不选； 故选A。 9．C 解析：某些含有C元素的化合物（除碳酸盐、碳酸氢盐、CO、CO2、氰盐等）成为有机物，有机物分为烃和烃的衍生物，只含有C、H两种元素的化合物叫做烃，含有其他杂原子的化合物叫做烃的衍生物，故C项符合定义，选择C。 10．C 解析：A．分液是分离互不相溶的两种液体的方法，汽油和水不相溶，故可用分液的方法分离，分液时用分液漏斗，故A正确； B．过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离开来的一种方法，泥沙和食盐水不相溶，故可用过滤的方法分离，过滤时用漏斗，故B正确； C．萃取利用溶质在不同溶剂中溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来，碘（I2）微溶于碘化钾溶液，故可用萃取的方法分离，萃取时用分液漏斗，不能用漏斗，故C错误； D．蒸馏是分离相溶的两种液体的方法，乙二醇和丙三醇互溶，故可用蒸馏的方法分离，蒸馏时用蒸馏烧瓶，故D正确； 所以答案为C。 11．A 解析：萃取碘操作顺序为：分液漏斗查漏→装液、振荡、静置分层→打开分液漏斗玻璃塞，将下层液体从下端放出，上层液体从上口倒出，顺序为⑤①③④②，故答案选A。 12．A 解析：A．由质谱图可知该有机物相对分子质量为106，故A错误； B．由核磁共振氢谱图，图中有2种不同化学环境的氢原子，则该有机物中有2种不同化学环境的氢原子，故B正确； C．由红外光谱可获得该有机物化学键或官能团信息，该有机物中含有碳氢键、苯环、苯环连碳，故C正确； D．根据红外光谱、核磁共振氢谱图，质谱图分析得到该有机物为对二甲苯，故D正确。 综上所述，答案为A。 13．D 解析：A．2-甲基丁烷分子中共有5×3+1=16个共价单键，无双键、三键，故1mol2-甲基丁烷分子中含有16mol的σ键，故A正确； B．由物料守恒可知溶液中一水合氨分子、铵根离子、氯离子总物质的量为0.5mol，除有铵根离子、一水合氨分子和氯离子外还有水分子，所以粒子数大于0.5NA，故B正确； C．HCHO与的最简式均为CH2O，30g混合物含有1molCH2O，含有的碳原子数为1mol×NAmol-1=NA，故C正确； D．2.3gNa与完全反应，反应中转移的电子数为0.1NA，故D错误； 故答案选D。 14．C 解析：A．反应①是乙烯和溴单质发生加成反应，反应③是乙烯被氧化生成乙醛，选项A正确； B．所有反应中，只有反应②是加聚反应，选项B正确； C．反应⑧是乙醇在浓硫酸催化下迅速加热到170℃发生消去反应生成乙烯和水，反应的副产物中可能有乙醚、SO2、CO2等，选项C不正确； D．乙酸乙酯的水解及乙醇与乙酸发生的酯化反应均为取代反应，④⑤⑥⑦是取代反应，选项D正确； 答案选C。 15．C 解析：A．该分子中，碳原子所连接的四个基团只有两种，不含手性碳原子，A错误； B．该分子中，所有的碳原子所连接的四个基团都有一样的，故不含手性碳原子，B错误； C．该分子中，有一个碳原子所连的四个取代基分别是羟基、甲基、氢原子和羧基，该碳原子具有手性，C正确； D．该分子中，所有的碳原子所连接的四个基团中都有相同的，故不含手性碳原子，D错误； 故选：C。 二、非选择题 16．(1)—OH、 、 、 (2)酚羟基、氨基、羧基 解析：(1)根据该物质的结构简式可知，其含有的官能团为羟基(—OH)、羰基( )、醚键( )、碳碳双键( )，如图 ； (2)根据该物质的结构简式可知，其含有的官能团为酚羟基、氨基、羧基，如图 。 17．(1) D A B C E (2) 3 2 解析：（1）同种原子的不同核素为同位素，D组为同位素。同系物，结构相似且相差n个CH2的物质，CH2=CHCOOH中含有C=C和羧基而油酸中也含有这两种官能团，它们互为同系物，A组为同系物。同素异形体为同种元素的不同结构的单质，B组为同素异形体。同分异构体为分子式相同而结构不同的有机物，C组为同分异构体。乙醇和乙二醇均含有-OH均为醇类。答案为D；A；B；C；E； （2）C7H16为烷烃，含三个甲基的同分异构体为6个碳的烷烃上-CH3取代有2种。5个碳的烷烃-CH2CH3取代有1种。满足该条件的同分异构体共有3种。手性碳要求连接4个不同基团或原子，依次改变烷烃的碳架移动支链最终只有共2种。答案为3；2。 18．(1)4－甲基－3－己醇 (2) (3)CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ (4)1：1 (5) C8H8O2 酯基 解析：（1）含有羟基，属于醇类，根据醇的命名原则，其名称为4-甲基-3-己醇； （2）根据烯烃的命名原则，3－甲基－2－戊烯的结构简式为CH3CH=C(CH3) CH2CH3，键线式为； （3）实验室中用电石和水反应制备乙炔，反应方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑； （4）1mol乙烯与乙烷的混合气体，与bmol氧气共存于一密闭容器中，点燃后充分反应，乙烯和乙烷完全消耗完，得到CO和CO2的混合气体和45g水，反应生成2.5molH2O，可知1mol乙烯与乙烷的混合气体中共含有5mol的H原子，设乙烯的物质的量为xmol、乙烷的物质的量为(1-x)mol，则4x+6(1-x)=5，解得x=0.5mol，所以乙烯和乙烷的物质的量之比n(C2H4)：n(C2H6)=1:1。 （5）①根据A的质谱图，A的最大质荷比为136，则A的相对分子质量为136，C、H、O原子个数比为4：4：1，设A的分子式为(C4H4O)n，则n=2，所以A的分子式为C8H8O2，A分子中含有苯环，且苯环上只有一个取代基，核磁共振仪测得A的核磁共振氢谱有4组峰，其面积之比为1：2：2：3，说明含有1个甲基，结合A的A的红外光谱图，可知A含有官能团名称为酯基。 ②根据以上分析A的结构简式。 19．(1)C2H6O (2) 46 C2H6O (3)CH3OCH3、CH3CH2OH (4)CH3CH2OH 解析：（1）生成5.4 g H2O，物质的量是0.3mol，则含有H原子0.6mol，质量是0.6g；生成8.8 g CO2，物质的量是0.2mol，则含有C原子0.2mol，质量是2.4g， 则4.6的有机物A中含有O原子的质量4.6-0.6-2.4=1.6g，物质的量为0.1mol，则其中 C、H、O原子个数比为0.2：0.6：0.1=2：6：1，则该物质的实验式是C2H6O。 （2）从图中分析可知，该有机物相对分子质量为46，结合其实验室可知，该物质的分子式是C2H6O。 （3）根据价键理论，H原子形成一个单键，O原子可形成两个单键，C原子可形成四个单键，A的可能结构：CH3OCH3、CH3CH2OH。 （4）根据图示可知，有机物A含有三种不同化学环境的H原子，个数比为1：2：3，则A的结构简式为CH3CH2OH。 20． 双键 三键 甲基 乙基 物质编号 所属类别编号 物质编号 所属类别编号 （1） ⑥ （4） ③ （2） ⑤ （5） ④ （3） ① （6） ② 解析：（1）由有机物基团的结构简式可得基团的名称分别为：碳碳双键、碳碳三键 、甲基、乙基（2）CH3CH2CH3类别为烷烃；CH2=CH—CH3中的官能团为碳碳双键，类别为烯烃； CH3COOCH3的官能团为酯键，类别为酯；CH3-CHO的官能团为醛基，类别为醛；CH3-OH的官能团为羟基，类别为醇；CH3CH2COOH的官能团为羧基，类别为羧酸；故答案为 物质编号 所属类别编号 物质编号 所属类别编号 （1） ⑥ （4） ③ （2） ⑤ （5） ④ （3） ① （6） ② 学科网（北京）股份有限公司 $$