专题1 专题检测(一)有机化学的发展及研究思路-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（苏教版）

专题检测(一) 优化探究 专题1　有机化学的发展及研究思路 2 3 4 5 6 7 8 1 一、选择题 1.质谱图表明某有机物的相对分子质量为70,红外光谱表征到C==C和C==O的存在,1H核磁共振谱如图(峰面积之比依次为1∶1∶1∶3),下列说法正确的是(　　) 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 A.该分子中共有5种化学环境不同的氢原子 B.该物质的分子式为C4H8O C.该有机物的结构简式为CH3CH==CHCHO D.在一定条件下,1 mol该有机物可与3 mol的氢气加成 答案:C 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:根据1H核磁共振谱图可知该分子中共有4种化学环境不同的氢原子,A错误;质谱图表明某有机物的相对分子质量为70,红外光谱表征到C==C和C==O的存在,1H核磁共振谱如图(峰面积之比依次为1∶1∶1∶3),则该有机物的结构简式为CH3CH==CHCHO,因此该物质的分子式为C4H6O,B错误;质谱图表明某有机物的相对分子质量为70,分子式为C4H6O,根据红外光谱、1H核磁共振谱可以推知,该有机物的结构简式为CH3CH==CHCHO,C正确;碳碳双键和醛基均能与氢气加成,则在一定条件下,1 mol该有机物可与2 mol的氢气加成,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图中有C—H键、 O—H键、C—O键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是74,则该有机物的结构简式是(　　) A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3 C.CH3CH2CH2CH2OH D.CH3 CH2CHO 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:CH3CH2OCH3相对分子质量为60,分子中含有C—H键、C—O键,不含有O—H键,A项错误;CH3CH(OH)CH3相对分子质量为60,B项错误; CH3CH2CH2CH2OH相对分子质量为74,分子中有C—H键、O—H键、C—O键,C项正确;CH3CH2CHO相对分子质量为58,分子中含有C—H键、C==O键、不含O—H键、C—O键,D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4.现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是(　　) A.元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量,还可以测定其分子的空间结构 B. 的1H核磁共振谱中有四组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶3 C.通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯 D.质谱法和红外光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:元素分析仪可对物质中的元素及含量进行定量分析,但无法确定有机化合物的空间结构,故A错误; 的1H核磁共振谱中有5组峰,峰面积之比为2∶4∶4∶1∶3,故B错误;C.红外光谱可确定物质中的基团,乙醇和乙酸乙酯中的基团不同,则通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯,故C正确;质谱法可以测定有机物的相对分子质量,红外光谱法可以测定分子中的基团,属于测定有机物组成和结构的现代分析法,故D错误。 5.“有机”一词译自“Organic”,词源解释为“属于、关于或者源自生物的”。下列关于有机化学的说法错误的是(　　) A.3D打印技术用于有机合成,可以促进工艺的精准化和简易化 B.1828年,维勒在制备氰酸铵时得到了尿素,实现了实验室中无机物到有机物的转化 C.宣德青花瓷所用青料“苏麻离青”属于低锰高铁类钴料,是纯天然有机材料 D.我国非遗中以板蓝根、蓝靛等为染料的扎染工艺是经验性利用有机化合物的典范 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:3D打印技术用于有机合成,可以促进工艺的精准化和简易化,故A正确;1828年,维勒在制备氰酸铵时得到了尿素,实现了实验室中无机物到有机物的转化,故B正确;低锰高铁类钴料属于无机材料,故C错误;板蓝根、蓝靛均为植物,是传统的染料,我国非遗中以板蓝根、蓝靛等为染料的扎染工艺是经验性利用有机化合物的典范,故D正确。 6.精油的护肤和调养功效非常显著。如图是工业常用的精油提取方法,下列说法错误的是(　　) A.该提取方法其原理为蒸馏 B.提取过程中采用了水浴加热 C.在实验室中乙部分可以用蛇形冷凝管代替 D.丙部分利用水与精油的密度差异进行了分离 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:图中实验利用植物中各物质的沸点不同进行分离,为蒸馏法,A项正确;由富含精油的水蒸气可知,温度不低于100℃,不能水浴加热,B项错误;乙为冷凝装置,可用蛇形冷凝管代替,C项正确;丙中水与精油的密度不同,精油难溶于水,可分液分离,D项正确。 7.下列实验过程中出现的异常情况,其可能原因分析错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 选项 异常情况 可能原因分析 A 蒸发结晶:蒸发皿破裂 将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部 B 分液:分液漏斗中的液体难以滴下 没有打开分液漏斗活塞或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐 C 萃取:液体静置不分层 加入萃取剂的量较多 D 蒸馏:冷凝管破裂 冷凝管没有通水或先加热后通水 C 解析:将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部,由于受热不均匀,有可能导致蒸发皿破裂,A正确;没有打开分液漏斗活塞或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐,漏斗内压强小于外界大气压,可能导致分液漏斗中的液体难以滴下,B正确;萃取时液体静置不分层,是因为选择的萃取剂与原溶剂互溶,而不是加入的萃取剂过多,C错误;冷凝管没有通水或先加热后通水,导致受热不均,冷凝管易破裂,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8.某混合气体由两种气态烃组成。2.24 L该混合气体完全燃烧后,得到4.48 L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6 g水。则这两种气体可能是(　　) A.CH4和C3H8 B.CH4和C3H4 C.C2H4和C3H4 D.C2H4和C2H6 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:2.24 L该混合气体即0.1 mol完全燃烧后,得到4.48 L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6 g水。即二氧化碳的物质的量为0.2 mol,水的物质的量为0.2 mol,则平均分子式为C2H4。CH4和C3H8的平均分子式中氢原子个数不可能是4,A错误;CH4和C3H4若按1∶1混合,则平均分子式为C2H4,B正确;C2H4和C3H4混合气体的平均分子式中碳原子个数不可能为2,C错误;C2H4和C2H6混合气体的平均分子式中氢原子个数不可能是4,D错误。 9.将6.8 g的X完全燃烧生成3.6 g的H2O和8.96 L(标准状况)的CO2。X的1H核磁共振谱有4个峰且面积之比为3∶2∶2∶1。X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、1H核磁共振谱与红外光谱如图。关于X的下列叙述正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A.化合物X的相对分子质量为106 B.化合物X分子中含有官能团的名称为醚键、羰基 C.符合题中X分子结构特征的有机物有1种 D.X分子中所有的原子在同一个平面上 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10.(2024·全国高二课时练习)能够测定有机物分子结构和化学键的方法是(　　) ①质谱法　②红外光谱法　③元素分析法　④1H核磁共振谱法 A.①②　　　　　　　　　 B.③④ C.② D.①④ 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:由红外光谱图可确定有机物分子中所含有的化学键类型和基团;由1H核磁共振谱图可确定有机物分子中氢原子的种类和相对数目;质谱法用于测定有机物的相对分子质量;元素分析法可确定有机物所含元素种类,故选C。 11.某有机化合物的结构(图1),球棍模型(图2)及1H核磁共振谱图(图3) 如下: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 下列关于该有机物的叙述正确的是(　　) A.该有机物分子中不同化学环境的氢原子有7种 B.该有机物属于芳香族化合物 C.Et代表的基团为—CH3 D.该有机物在一定条件下能完全燃烧生成CO2和H2O 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:由1H核磁共振谱图可知该有机物分子中有8种不同化学环境的氢原子,A错误;由题给信息可看出,该物质中无苯环,不属于芳香族化合物,B错误;由题给结构和球棍模型对照可知Et为—CH2CH3,C错误;该化合物只含有碳、氢、氧三种元素,一定条件下可完全燃烧生成CO2和H2O,D正确。 12.下列有关有机物的应用说法不正确的是(　　) A.糖类、油脂、蛋白质均为有机物,除用于生活中为人类提供能量和营养成分外,还可用作化工原料 B.用于国家游泳中心水立方的膜材料ETFE是由四氟乙烯与乙烯聚合而成的,它是一种有机物,难溶于水,不易燃 C.乙醇汽油的推广使用可减少对环境的污染,是因为乙醇汽油燃烧不产生CO、NOx等有害物质 D.合成纤维、合成树脂等在宇航服、飞行器中的应用说明航空航天工业离不开有机化学的支持 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:糖类、油脂、蛋白质能为人类提供能量和营养成分,同时它们也是非常重要的化工原料,A选项正确;ETFE由四氟乙烯与乙烯聚合而成,故它为有机物,它用作建筑膜材料,应防水防火,即难溶于水并且不易燃烧,B选项正确;乙醇汽油不完全燃烧可产生CO,在发动机中,N2与O2可生成NOx,C选项错误;有机化学产品尤其是高分子复合材料在航空航天工业中应用广泛,因此航空航天工业离不开有机化学的支持,D选项正确。 13.随着科学技术的发展,人们可以利用很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法正确的是(　　) A.元素分析仪可以测定有机物的结构简式 B.质谱仪能根据质荷比最小的碎片离子确定有机物的相对分子质量 C.红外光谱能测出有机物分子中的基团种类 D.对有机物CH3CHCH3进行核磁共振分析,能得到4组峰,且峰面积之比为1∶1∶3∶3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:元素分析仪只能测出元素种类,不能确定有机物的结构简式,A项错误;质谱仪能根据质荷比最大的碎片离子确定有机物的相对分子质量,B项错误;不同的基团吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以确定有机物中的基团,C项正确;有机物CH3CHCH3含有3种化学环境不同的氢原子,且峰面积之比为1∶1∶6,D项错误。 14.下列有关除杂质(括号中为杂质)的操作中,正确的是(　　) A.苯(乙烯):加入足量的溴水,过滤 B.溴乙烷(乙醇):多次加水振荡,分液,弃水层 C.乙醇(乙酸):加入足量饱和碳酸钠溶液充分振荡,分液,弃水层 D.乙酸乙酯(乙酸):加入适量乙醇、浓硫酸,加热,蒸馏,收集馏出物 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:A.加入溴水,乙烯与溴水反应生成CH2BrCH2Br,但CH2BrCH2Br能溶于苯,所以不能通过过滤除去,A项错误;B.溴乙烷不溶于水,乙醇易溶于水,所以多次加水振荡,分液,可以除去乙醇,B项正确;C.乙醇易溶于水,最后液体不分层,不能通过分液除去,C项错误;D.酯化反应是可逆反应,不可能进行彻底,D项错误。 二、非选择题 15.有机化合物分子式的确定 (1)确定有机化合物分子式的关键 首先要知道该物质的　　　　　、　　　　　,必要时还要测定其 　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)确定有机化合物的元素组成 ①碳、氢元素质量分数的测定——燃烧分析法: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (3)有机化合物相对分子质量的测定 测定有机化合物的相对分子质量的方法很多,如使用　　　　　进行测定。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案:(1)组成元素　各元素的质量分数　相对分子质量　(3)质谱法 16.确定分子结构——波谱分析 (1)红外光谱 ①作用:初步判断某有机物分子中所含有的　　　　　。  ②原理:不同的化学键或官能团的吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置。 例如:分子式为C2H6O的红外光谱上发现有O—H键、C—H键和C—O键的吸收峰,可推知该分子的结构简式为　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)1H核磁共振谱 ①作用:测定有机物分子中氢原子的类型和它们的相对数目。 ②原理:处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,相应的信号在谱图上出现的位置也不同,具有不同的化学位移,而且吸收峰的面积与　　　　　成正比。  ③分析:吸收峰数目=　　　　　,吸收峰面积比=　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ④示例分析:某未知物A的分子式为C2H6O,1H核磁共振谱如下图,则有　　　　　种处于不同化学环境的氢原子,个数比为　　　　　,说明该未知物A的结构简式为　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案:(1)①化学键或官能团　②CH3CH2OH (2)②氢原子数　③氢原子的种类　氢原子数之比　④3　3∶2∶1　CH3CH2OH 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:(1)红外光谱的作用是初步判断某有机物分子中所含有的化学键或官能团,分子式为C2H6O的红外光谱上发现有O—H键、C—H键和C—O键的吸收峰,可推知该分子的结构简式为CH3CH2OH; (2)处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,相应的信号在谱图中出现的位置不同,具有不同的化学位移,而且吸收峰的面积与氢原子数成正比,吸收峰的数目等于氢原子的种类;分子式为C2H6O的有机物A的1H核磁共振谱如图,峰的位置有3种,可知A中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶1,可推知该有机物的结构简式应为CH3CH2OH。 17.某烃M含碳碳双键,相对分子质量为84,经燃烧实验测得其中碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%。 (1)利用　　　　　法测得M中含有碳碳双键,利用　　　　　法测定M的相对分子质量。  (2)M的分子式为　　　　　,若M的1H核磁共振谱只有一组峰,则M的化学名称为　　　　　;写出M发生加聚反应的化学方程式: 　 　 。  (3)若M与氢气通过加成反应生成2-甲基戊烷,则M的可能结构有 　　　　　种(不考虑立体异构)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (4)已知:烯烃(其中R1、R2、R3代表烃基)通过臭氧氧化并经锌和水处理可得到醛或酮,例如: 若M通过臭氧氧化并经锌和水处理得到X、Y,X、Y互为同系物且X的相对分子质量大于Y,X的1H核磁共振谱存在3组峰,且峰面积之比为6∶1∶1,则M的键线式为　　　　　(不考虑立体异构)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案:(1)红外光谱　质谱 (2)C6H12　2,3-二甲基-2-丁烯　 (3)4　(4) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:(1)红外光谱可以探测有机物中所含的官能团,利用质谱法可以测定有机物的相对分子质量。 (2)碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%,故C原子与H原子的数目之比为∶≈1∶2,由于该烃的相对分子质量为84,设组成为,则有14n=84,n=6,故该分子式为C6H12;若它的1H核磁共振谱只有一组峰,说明只有一种氢原子,所以它的结构简式为C==C,它的化学名称为2,3-二甲基-2-丁烯,发生加聚反应时的化学方程式为 。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (4)由于X、Y互为同系物,根据题目给出的已知信息,烯烃被氧化后的产物中有一个物质属于醛类,所以可知X、Y两个物质都属于醛类,也就是M中碳碳双键的两个碳原子上都必须连有一个氢原子,由于X的1H核磁共振谱存在3组峰,峰面积之比为6∶1∶1可知,X中含有两个甲基,并且连在同一个碳原子上,所以可以推出M的键线式为 。 18.回答下列问题。 (1)青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式, 取14.10 g青蒿素在足量氧气中完全燃烧,生成33 g CO2和9.9 g H2O,通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为 　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)青蒿素可用有机溶剂A从中药中提取,对其进行研究,相关结果如下: ①如图是该有机物A的质谱图,则其相对分子质量为　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ②元素分析仪测出A含碳、氢、氧三种元素,若A的红外光谱如图所示,则该有机物的结构简式为　　　　,官能团名称为　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ③A的同分异构体共有　　　　　种(包括A本身)。其中一种同分异构体甲的1H核磁共振谱如图所示,试写出甲的结构简式　　　　　　,其按官能团分类属于　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案:(1)C15H22O5 (2)①74　②CH3CH2OCH2CH3　醚键　③7　 C(CH3)3OH　醇 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:(1)14.10 g青蒿素在足量氧气中完全燃烧,生成33 g CO2和9.9 g H2O,其中碳元素的质量是×12 g/mol=9 g,物质的量是0.75 mol,氢元素的质量是×2×1 g/mol=1.1 g,物质的量是1.1 mol,根据质量守恒定律可知青蒿素中氧元素的质量是14.1 g-9 g-1.1 g=4 g,物质的量是 0.25 mol,因此最简式为C15H22O5,通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,由于15×12+22+5×16=282,因此得出青蒿素的分子式为 C15H22O5。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)①如图是该有机物A的质谱图,质荷比最大值是74,则其相对分子质量为 74。 ②元素分析仪测出A含碳、氢、氧三种元素,若A的红外光谱如图所示,含有对称的甲基和—CH2—,以及—C—O—C—,根据相对分子质量可知该有机物应该是乙醚,则其结构简式为CH3CH2OCH2CH3,官能团名称为醚键。 ③A的同分异构体可以是醇类,即丁醇,由于丁基有四种,相应的醇就有四种,可以是醚类,有CH3OCH2CH2CH3、CH3OCH(CH3)2和乙醚,共有7种(包括A本 身)。其中一种同分异构体甲的1H核磁共振谱如图所示,共有两类氢原子,个数之比为1∶9,因此甲的结构简式为(CH3)3COH,其按官能团分类属于醇类。 3.下列化合物中,1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是(　　) A. B. C. D. 解析:中含有3种不同化学环境的氢原子,故A错误;中含有2种不同化学环境的氢原子,两种氢原子个数比为6∶2=3∶1,故B正确;中含有3种不同化学环境的氢原子,故C错误; 中含有2种不同化学环境的氢原子,两种氢原子的个数比为6∶4=3∶2,故D错误。 解析:由质谱图可知,X的相对分子质量为136,故A错误;X的结构简式为,则化合物X分子中含有官能团的名称为酯基,故B错误;由上述分析可知,符合题中X分子结构特征的有机物有1种,其结构简式为,故C正确;由上述分析可知,X分子的侧链中含有—CH3,将连有苯环的酯基当作整体R,则R—CH3中原子不可能全部共平面,故D错误。 ②氮元素质量分数的测定:样品N2→v(N2)氮元素的质量分数 ③卤素质量分数的测定:样品AgX卤素的质量分数 ④氧元素质量分数的计算: 氧元素的质量分数=100%-其他元素质量分数之和 (3)2-甲基戊烷的碳链结构为,其中碳碳双键可以存在的位置有,一共有4种。 $$