专题1 有机化学的发展及研究思路专题检测试卷(1)-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修3（苏教版2019）

专题检测试卷(一) (满分：100分) 一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意) 1．下列有关叙述正确的是(　　) ①在世界上我国科学家第一次人工合成了结晶牛胰岛素　②塑料属于天然有机物　③最早实现无机物转化为有机物的科学家是维勒　④首先提出有机化学概念的是贝采利乌斯 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 答案　C 2.由中国研制成功的全球唯一的治疗疟疾特效药——青蒿素，是数亿外国人眼中的“中国神药”，其结构如图所示。下列关于青蒿素的说法正确的是(　　) A．是一种烃 B．属于高分子化合物 C．属于无机物 D．属于有机物 答案　D 3．下列有关如图所示实验的叙述正确的是(　　) A．用装置①来分离苯和溴苯的混合物 B．用装置②蒸馏工业乙醇可得到无水乙醇 C．重结晶提纯苯甲酸过程中要用到装置③进行分离操作 D．装置④为蒸发结晶装置，实验时用玻璃棒不断搅拌溶液，以促进液体挥发，烧杯底部垫上石棉网，能让容器受热更加均匀 答案　C 解析　苯和溴苯互溶，不能用分液方法分离，二者沸点不同，可用蒸馏方法分离，故A错误；②中温度计水银球位置及冷凝管中水流方向都错误，故B错误；重结晶提纯苯甲酸时，得到晶体后用过滤方法分离出晶体，故C正确；蒸发结晶应在蒸发皿中进行，故D错误。 4．(2023·重庆高二月考)溶解度曲线代表的物质适合用降温结晶的方法进行提纯的是(　　) 答案　D 解析　适合用降温结晶的方法进行提纯的应该是溶解度随着温度的升高明显增大的物质，若降低温度，其溶解度大幅度减小，则会析出晶体。A物质溶解度随温度升高而减小，B、C物质溶解度受温度影响不大，D物质溶解度随着温度的升高明显增大。 5．下列实验式中，不用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 答案　D 解析　实验式乘以整数倍，即可得到有机物的分子式。根据链状烷烃通式，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。 6．若乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，二者在浓硫酸作用下加热发生反应，一段时间后，分子中含有18O的物质有(　　) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 答案　C 7．某有机物样品的质谱图如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是(　　) A．甲醇 B．甲烷 C．丙烷 D．乙烯 答案　B 解析　由有机物样品的质谱图可知，质荷比最大值为16，则该有机物的相对分子质量为16。甲醇、甲烷、丙烷、乙烯的相对分子质量分别为32、16、44、28，则该有机物可能为甲烷。 8．(2021·浙江6月选考，24)制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph—代表苯基)。下列说法不正确的是(　　) A．可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯 B．反应过程涉及氧化反应 C．化合物3和4互为同分异构体 D．化合物1直接催化反应的进行 答案　D 解析　由图中信息可知，苯甲醛和甲醇分子在化合物2的催化作用下，参与催化循环，最后得到产物苯甲酸甲酯，故A项正确；由图中信息可知，化合物4在H2O2的作用下转化为化合物5，即醇转化为酮，该过程是失氢的氧化反应，故B项正确；化合物3和化合物4所含原子种类及数目均相同，结构不同，两者互为同分异构体，故C项正确；由图中信息可知，化合物1在NaH的作用下形成化合物2，化合物2再参与催化循环，所以直接催化反应进行的是化合物2，化合物1间接催化反应的进行，故D项错误。 9．某有机物完全燃烧生成CO2和H2O。将12.4 g该有机物完全燃烧的产物通过浓硫酸，浓硫酸增重10.8 g，再通过碱石灰，碱石灰增重17.6 g。下列说法不正确的是(　　) A．该有机物的最简式为CH3O B．该有机物的分子式可能为CH3O C．该有机物的分子式一定为C2H6O2 D．该有机物可能属于醇类 答案　B 解析　n(H2O)＝＝0.6 mol，n(H)＝0.6 mol×2＝1.2 mol，m(H)＝1 g·mol－1×1.2 mol＝1.2 g；n(CO2)＝＝0.4 mol，m(C)＝12 g·mol－1×0.4 mol＝4.8 g；含有氧原子的物质的量为＝0.4 mol；该有机物分子中C、H、O原子个数之比为＝1∶3∶1，其最简式为CH3O。该有机物分子中只含有C、H、O三种元素，H原子数只能为偶数，其分子式不可能为CH3O；设该有机物的分子式为(CH3O)n，当n＝2时，分子式为C2H6O2，H原子已经达到饱和，所以该有机物的分子式为C2H6O2；该有机物分子中的氧原子有可能形成羟基，该有机物可能属于醇类。 10．(2023·杭州高二检测)某种医用胶的结构简式是，在1H核磁共振谱上显示的吸收峰的数目是(已知：中d、c代表除氢原子以外的不同原子或基团，Ha和Hb两个氢原子在该分子的1H核磁共振谱中会显示出两组峰，且峰面积相等)(　　) A．3 B．4 C．5 D．6 答案　C 解析　，共5种H原子，1H核磁共振谱有5组峰。 11．经李比希定量分析法和质谱法分析得知化合物A的分子式是C8H8O2，相对分子质量为136。A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，其1H核磁共振谱与红外光谱如图所示。下列说法正确的是(　　) A．A分子属于羧酸化合物， 在一定条件下能发生酯化反应 B．符合题中A分子结构特征的有机物只有一种 C．1 mol A在一定条件下可与4 mol H2发生加成反应 D．A可以使紫色石蕊溶液变红 答案　B 解析　A项，A含有酯基，属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应，错误；B项，符合题中A分子结构特征的有机物为，只有一种，正确；C项，1 mol有机物A含有1 mol苯环，可以与3 mol氢气发生加成反应，酯基与氢气不反应，错误。 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。咖啡因的结构式为，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加入乙醇进行浸泡，过滤得到提取液，步骤2、3、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 答案　A 解析　在步骤1中加入了乙醇，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。 13．准确测定有机物的分子结构，对从分子水平去认识物质世界，推动近代有机化学的发展十分重要。采用现代仪器分析方法，可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构，例如质谱、红外光谱、1H核磁共振谱等。有机化合物A的谱图如下，根据谱图可推测其结构简式为(　　) A．CH3OCH3 B．CH3CH2CHO C．HCOOH D．CH3CH2OH 答案　D 解析　由1H核磁共振谱图可知该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子，符合该条件的有B、D两个选项，由质谱图可知该有机物的相对分子质量为46，故选D。 14．(2022·长沙高二月考)8.8 g某有机物C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7.2 g和17.6 g，经检验剩余气体为O2。已知C的质谱与红外光谱如图所示。下列说法错误的是(　　) A．有机物C中含有C、H、O三种元素 B．有机物C的分子式为C4H8O2 C．有机物C在稀硫酸中可发生取代反应 D．符合C分子结构特征的有机物只有一种 答案　D 解析　某有机物C在足量O2中充分燃烧，生成水7.2 g，n(H2O)＝＝0.4 mol，生成二氧化碳气体17.6 g，n(CO2)＝＝0.4 mol，由质量守恒定律，消耗的氧气为7.2 g＋17.6 g－8.8 g＝16 g，n(O2)＝＝0.5 mol，则8.8 g有机物C中含有O原子的物质的量为0.4 mol×2＋0.4 mol－0.5 mol×2＝0.2 mol，可知有机物C中含有C、H、O三种元素，A正确；有机物C中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.4 mol∶(0.4 mol×2)∶0.2 mol＝2∶4∶1，最简式为C2H4O，从质谱图中可知C的相对分子质量为88，可以确定有机物的分子式为C4H8O2，B正确；从红外光谱图中可知，有机物C为乙酸乙酯或丙酸甲酯，在稀硫酸中可水解生成羧酸和醇，C正确、D错误。 15．氮气在催化剂FeWSx@FeWO4表面经过电催化制备NH3的不同机理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．机理一与机理二步骤中，都有加成反应 B．机理一与机理二的慢反应分别是反应③和反应⑥ C．消耗等物质的量氮气，机理二产生的NH3是机理一的2倍 D．氨气在阴极区生成 答案　C 解析　①②④⑤都是加成反应，故A正确；③⑥都是决速步，说明是慢反应，故B正确；两种机理消耗等物质的量氮气时，生成NH3总量一样多，故C错误；由于氮分子得电子，所以氨气是在阴极区生成的，故D正确。 二、非选择题(本题包括4小题，共55分) 16．(12分)实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是 2＋KOH―→＋ ＋HCl―→＋KCl 已知苯甲醛易被空气氧化，苯甲醇的沸点为205.3 ℃；苯甲酸的熔点为121.7 ℃，沸点为249 ℃，溶解度为0.34 g；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： 试根据上述信息回答下列问题： (1)操作Ⅰ的名称是________，乙醚溶液中所溶解的主要成分是________。 (2)操作Ⅱ的名称是________，产品甲是________。 (3)操作Ⅲ的名称是________，产品乙是________。 (4)如图所示，操作Ⅱ中温度计水银球上沿放置的位置应是________(填“a”“b”“c”或“d”)处，该操作中，除需蒸馏烧瓶、温度计外，还需要的玻璃仪器是_____________________，本实验控制的温度为________。 答案　(1)萃取、分液　苯甲醇　(2)蒸馏　苯甲醇 (3)过滤　苯甲酸　(4)b　冷凝管、酒精灯、锥形瓶、牛角管　34.8 ℃ 解析　由流程可知，苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，则乙醚溶液中含苯甲醇，操作Ⅱ为蒸馏，得到产品甲为苯甲醇；水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作Ⅲ为过滤，产品乙为苯甲酸。 (4)蒸馏时，温度计的水银球应在蒸馏烧瓶支管口处，则温度计水银球的放置位置为b处；蒸馏实验中需要的玻璃仪器有：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(尾接管)、酒精灯、锥形瓶，通过蒸馏分离出的是乙醚，根据乙醚的沸点可知控制温度为34.8 ℃。 17.(14分)正丁醛是一种化工原料。某化学实验小组利用如图装置合成正丁醛。 发生的反应如下： CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO。 反应物和产物的相关数据列表如下： 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 水中溶解性 正丁醇 117.2 0.810 9 微溶 正丁醛 75.7 0.801 7 微溶 实验步骤如下： 将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中，加30 mL水溶解，再缓慢加入5 mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90～95 ℃，在E中收集90 ℃以下的馏分。 将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77 ℃的馏分，产量为2.0 g。 回答下列问题： (1)实验中，能否将Na2Cr2O7溶液滴加到浓硫酸中，并说明理由：__________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)加入沸石的作用是____________。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是_______________________________________________________________________________。 (3)上述装置图中，仪器B的名称是____________，仪器D的名称是____________。 (4)分液漏斗使用前必须进行的操作是______(填字母)。 a．润湿 b．干燥 c．检漏 d．标定 (5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时，水在____________(填“上”或“下”)层。 (6)反应温度应保持在90～95 ℃，其原因是___________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案　(1)不能，易造成液体飞溅　(2)防止暴沸　冷却后补加　(3)分液漏斗　(直形)冷凝管　(4)c (5)下　(6)既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化 解析　(1)由于浓硫酸的密度大，且溶于水放热，所以实验中不能将Na2Cr2O7溶液滴加到浓硫酸中，否则容易导致液体飞溅。(5)正丁醛的密度为0.801 7 g·cm－3，小于水的密度，则水在下层。(6)根据各物质的沸点可知，反应温度应保持在90～95 ℃，既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化。 18．(16分)化学上常用燃烧法确定有机物的组成。如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置，这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。 回答下列问题： (1)A装置分液漏斗中盛放的物质是________________________________________________， 写出有关反应的化学方程式：______________________________________________________。 (2)C装置(燃烧管)中CuO的作用是_________________________________________________。 (3)写出E装置中所盛放试剂的名称：_______________________________________________， 它的作用是_____________________________________________________________________。 (4)若将B装置去掉会对实验造成什么影响？ ________________________________________________________________________。 (5)若准确称取1.20 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，E管质量增加1.76 g，D管质量增加0.72 g，则该有机物的最简式为__________________。 (6)要确定该有机物的分子式，还需要测定________________________________，目前最精确、最快捷的测定方法是__________________。 (7)若1H核磁共振谱中有2组峰且峰面积比为3∶1，则该分子可能为________________(填名称)，确定该有机物的方法是________。 答案　(1)H2O2(或双氧水)　2H2O22H2O＋O2↑(或H2O　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑) (2)使有机物充分氧化生成CO2和H2O (3)碱石灰(或氢氧化钠)　吸收CO2 (4)造成测得有机物中含氢量增大　(5)CH2O (6)有机物的相对分子质量　质谱法 (7)乙酸(或甲酸甲酯)　红外光谱法 解析　(1)电炉内样品需纯氧氧化，因此A装置为制备O2的装置，属于固＋液―→气体，H2O2分解或Na2O2与水反应都合适。(3)无水CaCl2能吸收水，故D装置用于测定H2O的质量，生成的CO2则用E装置来吸收，故E中可盛装碱石灰或氢氧化钠。(4)若去掉B，D中增加的质量包括O2中混有的水蒸气和有机物被氧化生成的水的质量，会使测得的有机物中含氢量增大。 (5)n(CO2)＝＝0.04 mol， n(H2O)＝＝0.04 mol， m(O)＝1.20 g－m(C)－m(H)＝1.20 g－0.04 mol×12 g·mol－1－0.04 mol×2×1 g·mol－1＝0.64 g，n(O)＝＝0.04 mol，则n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.04 mol∶(0.04 mol×2)∶0.04 mol＝1∶2∶1，故该有机物的实验式为CH2O。(7)1H核磁共振谱中有2组峰，峰面积比为3∶1，说明该有机物中有2种不同化学环境的氢原子且个数比为3∶1，则可能为CH3COOH(乙酸)或HCOOCH3(甲酸甲酯)，可通过红外光谱确定其官能团和化学键。 19．(13分)有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等香精，是我国批准使用的香料产品，其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化 (1)蒸馏装置如图所示，仪器a的名称是________，图中虚线框内应选用右侧的____________(填“仪器x”或“仪器y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式 (2)利用李比希法测得4.4 g有机物M完全燃烧后产生CO2 8.8 g和H2O 3.6 g。 ①M的实验式为____________。 ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为____________，分子式为____________。 步骤三：确定M的结构简式 (3)M的1H核磁共振谱如图1所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；M的红外光谱如图2所示。 M中官能团的名称为____________，M的结构简式为____________(填键线式)。 答案　(1)蒸馏烧瓶　仪器y　(2)①C2H4O　②88　C4H8O2　(3)羟基、羰基　 解析　(2)①由题目可知，8.8 g CO2 含碳元素的质量是2.4 g,3.6 g H2O中含氢元素的质量是 0.4 g，根据反应中元素守恒，4.4 g有机物M含碳元素的质量是2.4 g，含氢元素的质量是 0.4 g，含氧元素的质量是1.6 g，则有机物M分子中C、H、O原子个数比为∶∶＝2∶4∶1，则有机物M的实验式是C2H4O。②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为2×44＝88，即(C2H4O)n的相对分子质量是88，则n＝2，则有机物M的分子式是C4H8O2。(3)由图2的红外光谱判断有机物M中含有的官能团是羟基和羰基；由峰面积之比是1∶3∶1∶3可知，M中含有两个甲基，则M的结构简式是CH3CH(OH)COCH3，则其键线式是。 学科网（北京）股份有限公司 $$