第一单元 有机化合物的结构特点与研究方法（单元复习与测试）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第一单元 有机化合物的结构特点与研究方法（单元复习与测试） (考试试卷：75分钟 满分：100分) 一、选择题(本题包括20小题，每小题2分，共40分。每小题只有一个选项符合题意) 1．下列化学用语表达不正确的是（ ） A．HClO 的结构式：H-O-Cl B．NH3的电子式： C．乙烯的空间填充模型： D．异丁烷的结构简式： 2．下列说法正确的是（ ） A．碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键均能绕键轴旋转 B．烷烃分子中一个碳原子形成的四个键中每两个键的夹角均为109°28´ C．甲烷、乙烯、乙炔分子中碳原子均为杂化 D．乙炔分子中碳碳三键与碳氢键的夹角为180° 3．某有机物A用质谱仪测定得到如图所示的质谱图，则A的相对分子质量为（ ） A．46 B．31 C．45 D．29 4．下列说法正确的是（ ） A． 与含有相同的官能团，互为同系物 B．属于醛类，官能团为 C．的名称为：乙基丁烯 D．乙醚与乙醇互为同分异构体 5．有机物M(结构简式如图所示)具有广谱抗菌活性，该分子结构中所含官能团的种类有（ ） A．8种 B．7种 C．6种 D．5种 6．为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法都正确的是（ ） 选项 不纯物 除杂试剂 分离方法 A 乙烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气 B CO2(SO2) 碳酸钠溶液 洗气 C C2H5OH(H2O) 新制生石灰 重结晶 D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和Na2CO3溶液 分液 A．A B．B C．C D．D 7．下列有机化合物的分类正确的是（ ） A．属于醇类化合物 B．属于芳香烃 C． 属于脂环化合物 D．CH3CH(CH3)2属于链状化合物 8．在检测领域，有四大名谱，分别为色谱、光谱、质谱、波谱。下列有关说法错误的是（ ） A．X射线衍射仪可测定晶体结构 B．红外光谱仪可测定有机化合物的化学键或官能团的信息 C．质谱法能快速、精确地测定有机物中氢原子的种类和数目 D．发射光谱是光谱仪摄取元素原子的电子发生跃迁时吸收不同光的光谱 9．某有机物的核磁共振氢谱图如图所示，该有机物可能是（ ） A． B．CH3CH2CH2CH3 C． D．CH3CH2CHO 10．下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是（ ） A．分子式为的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有2种 B．分子式为且含有碳碳双键和的结构有8种 C．组成和结构可用表示的有机物共有16种 D．分子式为且分子中有两个、两个、一个和一个的结构有6种 11．多位化学家用简单的偶联反应合成了如下这个有趣的“纳米小人”分子。有关该分子的结构说法不正确的是（ ） A．该分子中的C原子采取的杂化方式有：、、 B．该分子中的O原子采取杂化 C．“纳米小人”头部的所有原子不能在同一平面内 D．“纳米小人”手、脚部位的碳原子不杂化 12．具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图，它属于（ ） ①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃 A．③⑤ B．②③ C．①③ D．①④ 13．奥司他韦是目前治疗流感的常用药物之一(如图所示)，下列说法中正确的是（ ） A．奥司他韦分子中只有2个手性碳原子 B．通过红外光谱有可能确定奥司他韦分子中含有酯基、氨基、醚键和酰胺基等官能团 C．通过质谱法可以测定奥司他韦分子中键长和键角等分子结构信息 D．奥司他韦中所有原子可能共平面 14．主链上有5个碳原子，含甲基，乙基两个支链的烷烃有（ ） A．5种 B．4种 C．3种 D．2种 15．下列实验选择的实验方案(部分夹持和加热装置略)正确的是 （ ） A．装置①可将酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 B．装置②可用于趁热过滤出苯甲酸溶液中的所有杂质 C．装置③可用于加热除去I2中NaCl D．装置④可用于测CO2体积前除去含有的HCl 16．下列各组物质中，互为同分异构体且属于官能团位置异构的是（ ） A．金刚石和石墨 B．和 C．和 D．和 17．某有机物其结构如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该有机物属于烃 B．该有机物属于链状化合物 C．该有机物含有的含氧官能团为羟基和酮羰基 D．该有机物分子中含有11个碳碳双键 18．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱与核磁共振氢谱如图所示。关于A的下列说法正确的是（ ） A．A分子中含有酯基和苯环两种官能团 B．在一定条件下，A可发生取代反应，但不能发生加成反应 C．A属于环状化合物、芳香烃 D．符合题中A分子结构特征的有机物只有1种 19．分析下列六种有机物的结构简式，下列说法不正确的是（ ） A．六种有机物都属于环状化合物、烃的衍生物 B．①②③⑤都属于芳香族化合物，④和⑥都属于脂环化合物 C．②和③都属于醇类，⑤和⑥的官能团都是羧基 D．六种有机物分子中都含有σ键和π键 20．某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙，提纯苯甲酸按如下流程： 下列说法正确的是（ ） A．甲操作，可用蒸发皿代替烧杯 B．乙操作，漏斗颈部可能有晶体析出影响过滤 C．丙操作，采用冰水冷却可得大颗粒晶体便于后续操作 D．丁与乙操作，均采用冷水洗涤可提高产率 2、 非选择题(本题包括4小题，共60分) 21．（ 12分）借助李比希法和现代科学仪器可以确定分子结构。 I．某化学实验小组利用如图所示的装置测定某有机化合物X的组成及结构，取 X与足量氧气充分燃烧，实验结束后，高氯酸镁的质量增加，碱石棉的质量增加。 (1)根据实验数据，可确定X分子中 填“含”或“不含”氧元素，X的实验式为 。 II．使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定(已知A中只含一种官能团)，相关结果如下： (2)根据图1、2，推测A可能所属有机化合物的类别 ，分子式为 。 (3)根据以上结果和图3(三组峰的面积比为3：3：2)，推测A的结构简式可能为 。(写出一种即可) Ⅲ．同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一，根据题意回答下列问题。 (4)10个碳原子以下一氯代物只有1种的烷烃有4种，写出相对分子质量最大的烷烃的结构简式： 。 (5)分子式为，主链为5个碳的烯烃有 种。 (6)芳香烃中存在顺反异构的有机物，其顺式结构简式为 。 (7)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳，含有1个手性碳的有机物存在“对映异构体”(如同左手和右手)。下列有机物存在对映异构体的是 (写序号)。 ① ②2-氯丁烷 ③甲基环己烷 22．（12分）A和B两种有机物可以互溶，有关性质如下： 物质 密度(g·cm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 A 0.7893 −117.3 78.5 与水以任意比混溶 B 0.7137 −116.6 34.5 不溶于水 (1)要除去A和B的混合物中的少量B，可采用的___________方法可得到A。 A．蒸馏 B．重结晶 C．萃取 D．加水充分振荡，分液 (2)某种有机物的核磁共振氢谱和红外光谱如图所示，该物质的结构简式为 。 (3)B的质谱图和红外光谱如图所示，则B的结构简式为 。            (4)准确称取一定质量的乙醇和B的混合物，在足量氧气充分燃烧，将产物依次通过足量的无水氯化钙和碱石灰，发现质量分别增加14.4g和26.4g。计算混合物中乙醇和B的物质的量之比 。 (5)实验室可由环己醇制备环己烯实验装置如下图所示，将10 mL环己醇加入试管A中，再加入1 mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。环己醇和环己烯的部分物理性质如下： 密度(g/cm3) 熔点(℃) 沸点(℃) 溶解性 环己醇 0.96 25 161 能溶于水 环己烯 0.81 -103 83 难溶于水 ①A中碎瓷片的作用是 ；导管B除了导气外还具有的作用是 。 ②试管C置于冰水浴中的目的是 。 23．（12分）回答下列问题： (1)观察下列有机物，并按碳骨架把它们分类，完成填空： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 属于链状化合物的是 (填序号，下同)，属于脂环化合物的是 ，属于芳香族化合物的是 。 (2)下列3种有机化合物 A． B． C． 写出化合物A、B、C中的官能团的名称： 、 、 。 (3)分子式为的同分异构体中属于醇类的有 种；有机物中碳原子的杂化方式为 。 (4)乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别为和，通过下列方法或检测仪得出的信息或信号完全相同的是___________(填选项字母)。 A．李比希元素分析法 B．红外光谱仪 C．核磁共振仪 D．质谱仪 24．（ 12分）某化学小组为测定某有机物样品G的组成和结构，设计如图实验装置； 回答下列问题： (1)装置D中浓硫酸的作用是 。 (2)装置F中碱石灰的作用是 。 (3)若准确称取2.2g样品G(只含三种元素)，经充分燃烧后(CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成和)，装置D质量增加1.8g，U形管E质量增加4.4g。又知样品G的质谱图如图所示： 该有机物的分子式为 。 (4)若该有机物的水溶液呈酸性，且结构中不含支链，则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为 。 (5)若实验测得该有机物中不含 结构，利用红外光谱仪测得该有机物的红外光谱如图所示。则该有机物的结构简式可能是 、 、 。 25．（ 12分）我国科学家屠呦呦因提取抗疟药物青蒿素而获得诺贝尔奖。从青蒿(粉末)中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础，乙醚浸提法的具体操作如下： 已知：青蒿素为白色针状晶体，易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂，不溶于水，熔点为156~157℃，沸点为389.9℃，热稳定性差。屠呦呦团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程，实验结果如下： 溶剂 水 乙醇 乙醚 沸点/℃ 100 78 35 提取效率 几乎为0 35% 95% (1)用水作溶剂，提取无效的原因可能是 。 (2)研究发现，青蒿素分子中的某个基团对热不稳定。分析用乙醚作溶剂，提取效率高于乙醇的原因是 。 (3)下列说法不正确的是___________。 A．粉碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率 B．操作I需要用到玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯 C．操作Ⅱ蒸馏时最好选用水浴加热 D．操作Ⅲ的主要过程为加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (4)科研小组通过控制其他实验条件不变，来研究原料粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响，其结果如图所示： 由图可知控制其他实验条件不变，采用的最佳粒度、时间和温度为 。 (5)在进行操作II时往往采用减压的条件，目的是 。 (6)提取青蒿素的原理和过程在工业上有较多的应用。如从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3，其流程如图所示： 关于步骤Ⅰ~Ⅳ的说法错误的是___________。 A．步骤Ⅰ和青蒿素中操作Ⅰ相同，其中苯可以用四氯化碳替代 B．步骤Ⅱ中分离得到的苯可循环利用 C．步骤Ⅲ可在图示装置中完成 D．步骤Ⅳ为蒸发结晶，当有少量晶体析出时，停止加热 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一单元 有机化合物的结构特点与研究方法（单元复习与测试） (考试试卷：75分钟 满分：100分) 一、选择题(本题包括20小题，每小题2分，共40分。每小题只有一个选项符合题意) 1．下列化学用语表达不正确的是（ ） A．HClO 的结构式：H-O-Cl B．NH3的电子式： C．乙烯的空间填充模型： D．异丁烷的结构简式： 【答案】B 【详解】A．HClO为共价化合物，结构式为H-O-Cl，A正确； B．NH3的电子式为，B错误； C．乙烯含有碳碳双键，空间填充模型，C正确； D．异丁烷为含有一个支链的烷烃，结构简式：，D正确； 故选B。 2．下列说法正确的是（ ） A．碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键均能绕键轴旋转 B．烷烃分子中一个碳原子形成的四个键中每两个键的夹角均为109°28´ C．甲烷、乙烯、乙炔分子中碳原子均为杂化 D．乙炔分子中碳碳三键与碳氢键的夹角为180° 【答案】D 【详解】A. 碳碳单键能绕键轴旋转，碳碳双键、碳碳三键均不能绕键轴旋转，故A错误。 B. 甲烷是正四面体结构，键角为109°28´，其他烷烃分子中一个碳原子形成的四个键，不一定是正四面体，则每两个键的夹角不一定为109°28´，故B错误； C. 甲烷分子中碳原子采用sp3杂化，乙烯分子中碳原子采用sp2杂化，乙炔分子中碳原子用sp杂化，故C错误； D. 乙炔分子是直线形结构，分子中碳碳三键与碳氢键的夹角为180°，故D正确。 综上所述，答案为D。 3．某有机物A用质谱仪测定得到如图所示的质谱图，则A的相对分子质量为（ ） A．46 B．31 C．45 D．29 【答案】A 【详解】如图所示质谱图，其最大质荷比为46，即A的相对分子质量为46，故选A。 4．下列说法正确的是（ ） A． 与含有相同的官能团，互为同系物 B．属于醛类，官能团为 C．的名称为：乙基丁烯 D．乙醚与乙醇互为同分异构体 【答案】C 【详解】 A．属于醇，含醇羟基，属于酚，含酚羟基，两者物质类别不固体，不互为同系物，故A错误； B．属于酯类，官能团为−COO−R，故B错误； C．主链为含碳碳双键的最长碳链，其名称为： 2−乙基−1−丁烯，故C正确； D．乙醚是CH3CH2OCH2CH3，乙醇是CH3CH2OH，两者分子式不相同，不互为同分异构体，故D错误； 故答案为C。 5．有机物M(结构简式如图所示)具有广谱抗菌活性，该分子结构中所含官能团的种类有（ ） A．8种 B．7种 C．6种 D．5种 【答案】D 【详解】该分子结构中所含官能团有碳碳双键、(酚)羟基、酯基、羧基、酰胺基，共5种，答案选D。 6．为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法都正确的是（ ） 选项 不纯物 除杂试剂 分离方法 A 乙烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气 B CO2(SO2) 碳酸钠溶液 洗气 C C2H5OH(H2O) 新制生石灰 重结晶 D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和Na2CO3溶液 分液 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．乙烯能被高锰酸钾氧化，生成CO2，会引入新杂质，故A错误； B．CO2、SO2都能与碳酸钠溶液反应，不能用于除杂，故B错误； C．CaO与水反应后，增大与乙醇的沸点差异，然后蒸馏可分离，故C错误； D．乙酸与碳酸钠反应后，与乙酸乙酯分层，然后分液可分离，故D正确； 故答案选D。 7．下列有机化合物的分类正确的是（ ） A．属于醇类化合物 B．属于芳香烃 C． 属于脂环化合物 D．CH3CH(CH3)2属于链状化合物 【答案】D 【详解】A．羟基和苯环直接相连，这类有机物属于酚类，A错误； B．该有机物不含苯环，属于脂环烃，B错误； C．该有机物含有苯环，且仅含有C、H两种元素，属于芳香烃，C错误；   D．分子式为C4H10，属于烷烃，属于链状化合物，D正确； 故选D。 8．在检测领域，有四大名谱，分别为色谱、光谱、质谱、波谱。下列有关说法错误的是（ ） A．X射线衍射仪可测定晶体结构 B．红外光谱仪可测定有机化合物的化学键或官能团的信息 C．质谱法能快速、精确地测定有机物中氢原子的种类和数目 D．发射光谱是光谱仪摄取元素原子的电子发生跃迁时吸收不同光的光谱 【答案】C 【详解】A．X 射线衍射仪可用于测定键长、键角等键参数分子结构信息，可测定晶体结构， 故A 正确； B．不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上处于不同的位置，根据红外光 谱图可获得分子中含有的化学键或官能团的信息， 故B正确； C．核磁共振氢谱可用于测定有机物中不同类型的氢原子及对应数目等信息， 一般用质谱法测定有机物的相对分子质量，故C错误； D．当原子中的电子从高能级跃迁到低能级时，将释放能量，释放出不同的光，用光谱仪摄取得到发射光谱， 故D正确。 答案C 9．某有机物的核磁共振氢谱图如图所示，该有机物可能是（ ） A． B．CH3CH2CH2CH3 C． D．CH3CH2CHO 【答案】A 【分析】核磁共振氢谱有4个吸收峰，故有机物分子中有4种不同化学环境的H原子，各组峰的峰高比为1:1:2:2；即分子中所含4种氢原子的原子个数比为1:1:2:2； 【详解】 A．有4中不同化学环境的氢原子，个数比为1:1:2:2，A符合题意； B．有2种不同化学环境的氢原子，个数比为2:3，B不符合题意； C．中有5种不同化学环境的氢原子，个数比为1:1:1:2:3，C不符合题意； D．有3种不同化学环境的氢原子，个数比为1:2:3，D不符合题意； 故选A。 10．下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是（ ） A．分子式为的同分异构体有多种，其中含有三个甲基的结构有2种 B．分子式为且含有碳碳双键和的结构有8种 C．组成和结构可用表示的有机物共有16种 D．分子式为且分子中有两个、两个、一个和一个的结构有6种 【答案】B 【详解】A．C7H16含三个甲基的同分异构体有三种：(CH3)2CH(CH2)3CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3，A错误； B．含有碳碳双键和羧基时有三种：CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH，含有碳碳双键和酯基时有五种：HCOOCH=CHCH3、HCOOCH2CH=CH2、CH2=C(CH3) OOCH、CH3COOCH=CH2、CH2=CHCOOCH3，B正确； C．C4H9―有4种结构，但由于两个取代基相同，有6种结构重复，根据排列组合规律共有4+3+2+1=10种，C错误； D．有四种：CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、CH3CH(CH2Cl)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2Cl，D错误； 故答案为：B。 11．多位化学家用简单的偶联反应合成了如下这个有趣的“纳米小人”分子。有关该分子的结构说法不正确的是（ ） A．该分子中的C原子采取的杂化方式有：、、 B．该分子中的O原子采取杂化 C．“纳米小人”头部的所有原子不能在同一平面内 D．“纳米小人”手、脚部位的碳原子不杂化 【答案】D 【详解】A．该分子中碳碳三键上的C原子采取杂化，苯环上的C原子采取杂化，其他碳原子采取杂化，A正确； B．该分子中的O原子有2对σ键电子对，有2对孤电子对，故其采取杂化，B正确； C．“纳米小人”头部的C原子均为杂化，C原子与周围的H原子形成四面体，不在同一平面上，C正确； D．“纳米小人”手、脚部位的碳原子都属于饱和碳原子，均采取杂化，D错误； 12．具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图，它属于（ ） ①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃 A．③⑤ B．②③ C．①③ D．①④ 【答案】C 【详解】由题给结构可知，该有机物含苯环、-COOH，其余结构饱和。 ①该有机物含苯环，属于芳香族化合物，①正确； ②含苯环的有机物不属于脂肪族化合物，②错误； ③该有机物含-COOH，属于有机羧酸，③正确； ④该有机物相对分子质量不够大，不属于有机高分子化合物，④错误； ⑤该有机物含O，不属于芳香烃，⑤错误； 综上所述，①③正确，故答案选C。 13．奥司他韦是目前治疗流感的常用药物之一(如图所示)，下列说法中正确的是（ ） A．奥司他韦分子中只有2个手性碳原子 B．通过红外光谱有可能确定奥司他韦分子中含有酯基、氨基、醚键和酰胺基等官能团 C．通过质谱法可以测定奥司他韦分子中键长和键角等分子结构信息 D．奥司他韦中所有原子可能共平面 【答案】B 【详解】 A．手性碳原子是指与四个不同的原子或基团相连的碳原子，奥司他韦分子中有3个手性碳原子，位置为，A错误； B．不同的化学键或官能团在红外光谱中的峰值不同，通过红外光谱有可能确定奥司他韦分子中含有酯基、氨基、醚键和酰胺基等官能团，B正确； C．质谱图中质荷比的最大值即为相对分子质量，通过质谱法可以测定奥司他韦分子的相对分子质量，不能测定键长和键角等分子结构信息，C错误； D．存在多个sp3杂化的碳原子，与其直接连接的4个原子不可能都共平面，D错误； 故选B。 14．主链上有5个碳原子，含甲基，乙基两个支链的烷烃有（ ） A．5种 B．4种 C．3种 D．2种 【答案】D 【详解】 主链含5个C，则乙基只能在中间C上，甲基有2种位置，所以该烷烃有2种结构：、； 故选D。 15．下列实验选择的实验方案(部分夹持和加热装置略)正确的是 （ ） A．装置①可将酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 B．装置②可用于趁热过滤出苯甲酸溶液中的所有杂质 C．装置③可用于加热除去I2中NaCl D．装置④可用于测CO2体积前除去含有的HCl 【答案】C 【详解】A．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，故A错误； B．苯甲酸在水中溶解度不大，溶解度随温度的升高而增大，则趁热过滤出苯甲酸溶液，但是NaCl杂质在溶液中，不能通过过滤除掉，故B错误； C．I2能升华，NaCl熔点较高，可以通过加热升华除去I2中NaCl，故C正确； D．HCl和碳酸氢钠生成二氧化碳，干扰二氧化碳气体的体积测定，故D错误； 答案选C。 16．下列各组物质中，互为同分异构体且属于官能团位置异构的是（ ） A．金刚石和石墨 B．和 C．和 D．和 【答案】C 【详解】A．金刚石和石墨互为同素异形体，A错误； B．和的分子式不同，不是同分异构体，B错误； C．和的分子式相同，碳架形式相同，但是碳碳双键的位置不同，二者互为同分异构体且属于官能团位置异构，C正确； D．和的分子式相同，官能团的种类不同，是同分异构体，属于官能团异构，D错误； 故选C。 17．某有机物其结构如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该有机物属于烃 B．该有机物属于链状化合物 C．该有机物含有的含氧官能团为羟基和酮羰基 D．该有机物分子中含有11个碳碳双键 【答案】C 【详解】A．该有机物分子中含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，A错误； B．分子结构中含有一个五元环、一个六元环，因此属于环状化合物，B错误； C．该有机物含有的含氧官能团为羟基和酮羰基，C正确； D．分子中含有10个碳碳双键，D错误； 故答案选C。 18．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱与核磁共振氢谱如图所示。关于A的下列说法正确的是（ ） A．A分子中含有酯基和苯环两种官能团 B．在一定条件下，A可发生取代反应，但不能发生加成反应 C．A属于环状化合物、芳香烃 D．符合题中A分子结构特征的有机物只有1种 【答案】D 【详解】 A．有机物A的分子式为C8H8O2，不饱和度为5，A分子中只含一个苯环且苯环上只有1个取代基，其核磁共振氢谱有4组吸收峰，说明分子中含有4种H原子，峰面积之比为1∶2∶2∶3，则4种氢原子个数之比＝1∶2∶2∶3，结合红外光谱可知，分子中存在酯基等基团，且苯环与C原子相连，故A的结构简式为，苯环不是官能团，A错误； B．A分子中含有苯环，存在π键，则A能发生加成反应，B错误； C．A分子中含有O原子，不属于烃类化合物，C错误； D．符合题中A分子结构特征的有机物只有1种，即，D正确； 故选D。 19．分析下列六种有机物的结构简式，下列说法不正确的是（ ） A．六种有机物都属于环状化合物、烃的衍生物 B．①②③⑤都属于芳香族化合物，④和⑥都属于脂环化合物 C．②和③都属于醇类，⑤和⑥的官能团都是羧基 D．六种有机物分子中都含有σ键和π键 【答案】C 【详解】A．六种有机物分子中含有苯环或脂环结构，且都含有官能团，故都属于环状化合物、烃的衍生物，A正确； B．①②③⑤分子中都含苯环结构，都属于芳香族化合物，④和⑥分子中都含六元单键碳环，都属于脂环化合物，B正确； C．②分子中羟基直接连在苯环上，属于酚类，③中羟基连在苯环侧链上，属于醇类，⑤属于甲酸酯类，官能团是酯基，⑥属于羧酸，官能团是羧基，C错误； D．单键碳都是σ键，双键碳中含有1个σ键和1个π键，苯环中含有σ键和π键，由六种有机物的结构简式可知，都含有σ键和π键，D正确； 故选C。 20．某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙，提纯苯甲酸按如下流程： 下列说法正确的是（ ） A．甲操作，可用蒸发皿代替烧杯 B．乙操作，漏斗颈部可能有晶体析出影响过滤 C．丙操作，采用冰水冷却可得大颗粒晶体便于后续操作 D．丁与乙操作，均采用冷水洗涤可提高产率 【答案】B 【详解】A．蒸发皿用于蒸发结晶，不能用于药品溶解，A错误； B．过滤时热量散失，导致溶液温度降低，漏斗颈部可能有晶体析出影响过滤，B正确； C．采用冰水冷却得到的是小颗粒晶体，C错误； D．苯甲酸溶解度受温度影响较大，温度高，溶解度大，乙采用热水洗涤可提高产率，D错误； 故选B。 2、 非选择题(本题包括4小题，共60分) 21．（ 12分）借助李比希法和现代科学仪器可以确定分子结构。 I．某化学实验小组利用如图所示的装置测定某有机化合物X的组成及结构，取 X与足量氧气充分燃烧，实验结束后，高氯酸镁的质量增加，碱石棉的质量增加。 (1)根据实验数据，可确定X分子中 填“含”或“不含”氧元素，X的实验式为 。 II．使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定(已知A中只含一种官能团)，相关结果如下： (2)根据图1、2，推测A可能所属有机化合物的类别 ，分子式为 。 (3)根据以上结果和图3(三组峰的面积比为3：3：2)，推测A的结构简式可能为 。(写出一种即可) Ⅲ．同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一，根据题意回答下列问题。 (4)10个碳原子以下一氯代物只有1种的烷烃有4种，写出相对分子质量最大的烷烃的结构简式： 。 (5)分子式为，主链为5个碳的烯烃有 种。 (6)芳香烃中存在顺反异构的有机物，其顺式结构简式为 。 (7)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳，含有1个手性碳的有机物存在“对映异构体”(如同左手和右手)。下列有机物存在对映异构体的是 (写序号)。 ① ②2-氯丁烷 ③甲基环己烷 【答案】(1) 不含 (2) 酯 C4H8O2 (3)CH3CH2COOCH3或CH3COOCH2CH3 (4) (5)12 (6) (7)①② 【分析】有机化合物燃烧生成二氧化碳和水，吸收称重后通过计算，可算出该有机物中各元素含量，从而求出分子式，质谱图、红外光谱图和核磁共振氢谱图，可帮助判断有机物中具体结构。 【详解】（1）高氯酸镁的质量增加，，，碱石棉的质量增加，，，，所以X分子中不含氧元素，其实验式为CH2； （2）根据图1质谱图可知该化合物相对分子质量为88，图2红外光谱图可知有不对称的两个甲基，有C=O键和C-O-C键，该物质可能是CH3COOCH2CH3或者CH3CH2COOCH3，属于酯类，分子式为C4H8O2； （3）根据以上结果和图3(三组峰的面积比为3：3：2)，推测A的结构简式可能是CH3COOCH2CH3或者CH3CH2COOCH3； （4） 10个碳原子以下一氯代物只有1种的烷烃有4种，分别是甲烷、乙烷、新戊烷、2,2,3,3-四甲基丁烷，相对分子质量最大的烷烃的结构简式：； （5） 分子式为C7H14，主链为5个碳的烯烃以碳架表示，存在：，共计12种； （6） 芳香烃中存在顺反异构的有机物，其顺式结构简式：； （7）①中与羟基相连的碳原子为手性碳原子，存在对映异构体； ②2-氯丁烷中与氯原子连接的碳原子为手性碳原子，存在对映异构体； ③甲基环己烷无手性碳原子，不存在对映异构体； 答案选①②。 22．（12分）A和B两种有机物可以互溶，有关性质如下： 物质 密度(g·cm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 A 0.7893 −117.3 78.5 与水以任意比混溶 B 0.7137 −116.6 34.5 不溶于水 (1)要除去A和B的混合物中的少量B，可采用的___________方法可得到A。 A．蒸馏 B．重结晶 C．萃取 D．加水充分振荡，分液 (2)某种有机物的核磁共振氢谱和红外光谱如图所示，该物质的结构简式为 。 (3)B的质谱图和红外光谱如图所示，则B的结构简式为 。            (4)准确称取一定质量的乙醇和B的混合物，在足量氧气充分燃烧，将产物依次通过足量的无水氯化钙和碱石灰，发现质量分别增加14.4g和26.4g。计算混合物中乙醇和B的物质的量之比 。 (5)实验室可由环己醇制备环己烯实验装置如下图所示，将10 mL环己醇加入试管A中，再加入1 mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。环己醇和环己烯的部分物理性质如下： 密度(g/cm3) 熔点(℃) 沸点(℃) 溶解性 环己醇 0.96 25 161 能溶于水 环己烯 0.81 -103 83 难溶于水 ①A中碎瓷片的作用是 ；导管B除了导气外还具有的作用是 。 ②试管C置于冰水浴中的目的是 。 【答案】(1)A (2) (3)CH3CH2OCH2CH3 (4)1：1 (5) 防止液体暴沸 冷凝气体 防止环己烯挥发(或液化收集环己烯) 【详解】（1）B不溶于水，A与水以任意比混溶，但两者的沸点相差较大，因此要除去A和B的混合物中的少量B，可采用蒸馏的方法即可得到A，答案选A。 （2） 核磁共振氢谱图显示有机物的峰面积比为1:3:1:3，红外光谱图显示有机物中含有的结构有C-H、O-H和C=O，则有机物的结构简式为。 （3）质谱图显示B的相对分子质量为74，红外光谱图显示B中含有的结构有对称甲基、对称亚甲基和醚键，则B的结构简式为CH3CH2-O-CH2CH3。 （4）产物依次通过足量的无水氯化钙和碱石灰，发现质量分别增重14.4g和26.4g，则n（H2O）=14.4g÷18g/mol=0.8mol，n（CO2）=26.4g÷44g/mol=0.6mol，设CH3CH2OH、CH3CH2OCH2CH3的物质的量分别为xmol、ymol，则6x+10y=0.8×2，2x+4y=0.6，解得x=0.1，y=0.1，则乙醇和B的物质的量之比为1：1。 （5）①根据制乙烯实验的知识，发生装置A中碎瓷片的作用是防止液体暴沸；由于生成的环己烯的沸点为83℃，要得到液态环己烯，导管B除了导气外还具有冷凝作用，便于环己烯冷凝。 ②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度，使其液化，防止环己烯挥发。 23．（12分）回答下列问题： (1)观察下列有机物，并按碳骨架把它们分类，完成填空： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 属于链状化合物的是 (填序号，下同)，属于脂环化合物的是 ，属于芳香族化合物的是 。 (2)下列3种有机化合物 A． B． C． 写出化合物A、B、C中的官能团的名称： 、 、 。 (3)分子式为的同分异构体中属于醇类的有 种；有机物中碳原子的杂化方式为 。 (4)乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别为和，通过下列方法或检测仪得出的信息或信号完全相同的是___________(填选项字母)。 A．李比希元素分析法 B．红外光谱仪 C．核磁共振仪 D．质谱仪 【答案】(1) ①②③④⑤⑦ ⑧ ⑥⑨⑩ (2) 碳碳双键 羟基 酯基 (3) 8 (4)A 【详解】（1）链状化合物就是没有环状结构，因此属于链状化合物的是①②③④⑤⑦，脂环化合物是指有环状，但不是苯环，属于脂环化合物的是⑧，芳香族化合物是指含苯环的化合物，属于芳香族化合物的是⑥⑨⑩；故答案为：①②③④⑤⑦；⑧；⑥⑨⑩； （2）化合物A、B、C中的官能团的名称：碳碳双键、羟基、酯基； （3） 分子式为C5H12O的同分异构体中属于醇类，说明含有羟基即C5H11OH，相当于戊烷中一个氢原子被羟基取代，戊烷有三种结构，正戊烷有三种位置的氢，异戊烷有四种位置的氢，新戊烷有一种位置的氢，因此分子式为C5H12O的同分异构体中属于醇类的有8种；有机物中饱和碳原子价层电子对数为4，C采取sp3杂化，碳碳双键上碳原子价层电子对数为3，杂化方式为sp2； （4）A．二者互为同分异构体，则通过李比希元素分析法得出的信息完全相同，A项符合题意； B．官能团分别为羧基、酯基，基团不同，红外光谱信号不同，B项不符合题意； C．二者含有的氢原子的种类和个数虽然相同，但峰出现的位置不同，核磁共振氢谱信号不完全相同，C项不符合题意； D．二者的相对分子质量相等，质谱法测定的最大质荷比相同，但信号不完全相同，D项不符合题意； 故选A。 24．（ 12分）某化学小组为测定某有机物样品G的组成和结构，设计如图实验装置； 回答下列问题： (1)装置D中浓硫酸的作用是 。 (2)装置F中碱石灰的作用是 。 (3)若准确称取2.2g样品G(只含三种元素)，经充分燃烧后(CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成和)，装置D质量增加1.8g，U形管E质量增加4.4g。又知样品G的质谱图如图所示： 该有机物的分子式为 。 (4)若该有机物的水溶液呈酸性，且结构中不含支链，则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为 。 (5)若实验测得该有机物中不含 结构，利用红外光谱仪测得该有机物的红外光谱如图所示。则该有机物的结构简式可能是 、 、 。 【答案】(1)吸收有机物燃烧生成的水蒸气 (2)吸收空气中的和 (3) (4)3：2：2：1 (5) 【分析】A装置制备氧气，实验开始之前，先用A中产生的氧气将装置中的空气排干净；B的目的是干燥氧气，氧气进入C装置中，有机物与氧气反应，CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成和；D的作用是吸收有机物与氧气反应生成的水蒸气，E的作用是吸收有机物燃烧生成的，F的作用是防外界空气中的和进入E，由此作答； 【详解】（1）根据分析，装置D中浓硫酸的作用是吸收有机物燃烧生成的水蒸气； （2）根据分析，装置F中碱石灰的作用是吸收空气中的和，防外界空气中的H2O和CO2进入E； （3）由质谱图可知G的相对分子质量为88；装置D质量增加，说明生成水的质量为，H的物质的量为，质量为；U形管E质量增加，即增加的的质量为，则C元素的物质的量为，C元素的质量为；样品G只含C、H、O三种元素，根据质量守恒，氧元素质量为，O的物质的量为，C、H、O原子个数之比为0.1mol∶0.2mol∶0.05mol=2∶4∶1，有机物G的实验式为，由于G的相对分子质量为88，故有机物G的分子式为； （4）若该有机物的水溶液呈酸性，说明含有羧基，结构中不含支链，则该有机物的结构简式为，则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为3：2：2：1； （5） 由图结合有机物G的分子式可知，该有机物分子中有2个、1个 、1个结构或2个、1个结构，据此可写出该有机物可能的结构简式有：、、。 25．（ 12分）我国科学家屠呦呦因提取抗疟药物青蒿素而获得诺贝尔奖。从青蒿(粉末)中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础，乙醚浸提法的具体操作如下： 已知：青蒿素为白色针状晶体，易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂，不溶于水，熔点为156~157℃，沸点为389.9℃，热稳定性差。屠呦呦团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程，实验结果如下： 溶剂 水 乙醇 乙醚 沸点/℃ 100 78 35 提取效率 几乎为0 35% 95% (1)用水作溶剂，提取无效的原因可能是 。 (2)研究发现，青蒿素分子中的某个基团对热不稳定。分析用乙醚作溶剂，提取效率高于乙醇的原因是 。 (3)下列说法不正确的是___________。 A．粉碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率 B．操作I需要用到玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯 C．操作Ⅱ蒸馏时最好选用水浴加热 D．操作Ⅲ的主要过程为加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (4)科研小组通过控制其他实验条件不变，来研究原料粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响，其结果如图所示： 由图可知控制其他实验条件不变，采用的最佳粒度、时间和温度为 。 (5)在进行操作II时往往采用减压的条件，目的是 。 (6)提取青蒿素的原理和过程在工业上有较多的应用。如从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3，其流程如图所示： 关于步骤Ⅰ~Ⅳ的说法错误的是___________。 A．步骤Ⅰ和青蒿素中操作Ⅰ相同，其中苯可以用四氯化碳替代 B．步骤Ⅱ中分离得到的苯可循环利用 C．步骤Ⅲ可在图示装置中完成 D．步骤Ⅳ为蒸发结晶，当有少量晶体析出时，停止加热 【答案】(1)青蒿素不溶于水 (2)乙醚的沸点比乙醇的低，在低温下易分离，可防止温度较高导致青蒿素发生副反应 (3)D (4)60目、100分钟、50℃ (5)降低青蒿素的沸点，防止青蒿素受热分解 (6)AD 【分析】根据乙醚浸取法的流程可知，对青蒿进行干燥粉碎，可以增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率，用乙醚对青蒿素进行浸取后，过滤，可得提取液和残渣，提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品，对粗品加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可得精品。 【详解】（1）青蒿素不溶于水，所以用水作溶剂时，提取无效。 （2）青蒿素分子对热不稳定，乙醚的沸点比乙醇低，在低温下易分离，则可防止温度较高导致青蒿素发生副反应，所以乙醚作溶剂提取效率高于乙醇。 （3）A．粉碎可以增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率，故A正确； B．操作I是固液分离，操作名称是过滤，过滤用到玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，故B正确； C．乙醚的沸点为35℃，为便于控制温度，操作Ⅱ蒸馏时最好选用水浴加热，故C正确； D．操作Ⅲ是重结晶，根据乙醚浸取法的流程可知，对粗品加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可得精品，青蒿素不溶于水，不能用水溶解青蒿素粗品，故D错误； 故选D。 （4）由图可知控制其他实验条件不变，粒度为60目时青蒿素提取率最高，提取时间为100min时提取率达到最大值，提取温度为50℃时青蒿素提取率最高，所以采用的最佳粒度、时间和温度为60目、100min、50℃。 （5）青蒿素热稳定性差，在进行操作II时往往采用减压的条件是因为：降低青蒿素的沸点，防止青蒿素受热分解。 （6）A．由分析可知，步骤Ⅰ是萃取操作，青蒿素中操作Ⅰ为过滤，故A错误； B．步骤Ⅱ分离得到的苯可在步骤I中循环使用，故B正确； C．受热时碘升华变为碘蒸气，遇到盛有冷水的烧瓶，会在烧瓶外壁又凝华析出，从而达到提纯碘的目的，故C正确； D．由于硝酸钾溶解度随温度变化幅度较大，故制备硝酸钾晶体，应采用蒸发浓缩，冷却结晶的方法，而不是蒸发结晶，故D错误； 故选AD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$