专题1 第2单元 科学家怎样研究有机物（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第三册（苏教版）

一、单项选择题(共10题) 1．某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙。用重结晶法提纯苯甲酸的实验步骤中，下列操作未涉及的是(　　) A．加热溶解 B．冷却结晶 C．萃取后分液 D．趁热过滤 解析　苯甲酸、氯化钠易溶于水，泥沙不溶于水，加热溶解便于分离泥沙，A正确；冷却结晶可析出苯甲酸晶体，B正确；重结晶实验中不涉及萃取、分液，C错误；苯甲酸在水中溶解度随温度降低而减小，除去泥沙时需要趁热过滤，防止苯甲酸损失，D正确。 答案　C 2．(2024·山东卷)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　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； 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；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类及其数目之比，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；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。 答案　C 3．某气态有机物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件中所需的最少条件是(　　) ①X中碳的质量分数　②X中氢的质量分数　③X在标准状况下的体积　④质谱图确定X的相对分子质量　⑤X的质量 A．①② B．①②④ C．①②⑤ D．③④⑤ 解析　由①②可得有机物的实验式，由①②④可知有机物的分子式。 答案　B 4．下列每组中各有三对物质，它们都能用分液漏斗分离的是(　　) A．乙酸乙酯和水，酒精和水，植物油和水 B．四氯化碳和水，溴和水，硝基苯和水 C．甘油和水，乙酸和水，乙酸和乙醇 D．汽油和水，苯和水，己烷和水 解析　酒精和水互溶，二者不能用分液漏斗进行分离，A不符合题意；溴可溶于水，二者不能用分液漏斗分离，B不符合题意；甘油和水、乙酸和水、乙酸和乙醇三对物质均可互溶，不能用分液漏斗进行分离，C不符合题意；汽油和水、苯和水、己烷和水三对物质均不互溶，可以用分液漏斗分离，D符合题意。 答案　D 5．一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共0.1 mol，完全燃烧得0.16 mol二氧化碳和3.6 g水。下列说法正确的是(　　) A．一定有甲烷 B．一定是甲烷和乙烯 C．可能有乙烷 D．一定有乙炔 解析　3.6 g水的物质的量为0.2 mol，则0.1 mol混合物中含0.4 mol H和0.16 mol C，混合烃的平均分子式为C1.6H4。则该混合烃中一定含有甲烷，可能含有乙烯，不可能含有乙烷和乙炔，综上分析，A项正确。 答案　A 6．下列有关叙述正确的是(　　) A．质谱法通常用来确定有机物的分子结构 B．将有机物燃烧进行定量分析，可以直接确定该有机物的分子式 C．在核磁共振氢谱中能出现三组峰，峰面积之比为3∶1∶4 D．二甲醚与乙醇不能利用红外光谱法进行鉴别 解析　质谱法通常用来确定有机物的相对分子质量，A项错误；有机物燃烧进行定量分析，不能直接确定该有机物的分子式，B项错误；根据有机物的结构简式可知该物质在核磁共振氢谱中能出现三组峰，峰面积之比为6∶2∶8＝3∶1∶4，C项正确；二甲醚与乙醇含有的官能团不同，可以利用红外光谱法进行鉴别，D项错误。 答案　C 7．化学反应的实质就是旧键的断裂和新键的形成。欲探讨发生化学反应时分子中化学键在何处断裂的问题，近代科技常用同位素示踪法。如有下列反应： 2R—14CH===CH—R′R—14CH===CH—R＋R′—14CH===CH —R′ 可以推知，下面的物质反应时断裂的化学键应是(　　) A．①③ B．①④ C．② D．②③ 解析　根据已知反应后所得产物可推知断裂的位置与连接方式。即断裂的化学键为双键两侧的键。 答案　A 8．(2024·浙江6月卷)有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素，红外光谱显示A分子中没有醚键，质谱和核磁共振氢谱示意图如下。下列关于A的说法正确的是(　　) A．能发生水解反应 B． 能与NaHCO3溶液反应生成CO2 C．能与O2反应生成丙酮 D. 能与Na反应生成H2 解析　由质谱图可知，有机物A相对分子质量为60，A只含C、H、O三种元素，因此A的分子式为C3H8O或C2H4O2，由核磁共振氢谱可知，A有4种等效氢，个数比等于峰面积之比为3∶2∶2∶1，因此A为CH3CH2CH2OH。A为CH3CH2CH2OH，不能发生水解反应，故A错误；A中官能团为羟基，不能与NaHCO3溶液反应生成CO2，故B错误；CH3CH2CH2OH的羟基位于末端C上，与O2反应生成丙醛，无法生成丙酮，故C错误；CH3CH2CH2OH中含有羟基，能与Na反应生成H2，故D正确。 答案　D 9．环己烯是重要的化工原料，实验室制备流程如图。下列说法错误的是(　　) A．环己烯粗品加饱和食盐水前应先用盐酸洗涤 B．饱和食盐水能降低环己烯在水相中的溶解度，利于分层 C．分液时，有机相应从分液漏斗上口倒出 D．操作a用到的仪器有酒精灯、球形冷凝管、牛角管等 解析　环己烯粗品加饱和食盐水前先用盐酸洗涤，更有利于表层吸附的铁离子的去除，A正确；饱和食盐水的作用是降低环己烯的溶解度，便于液体分层，B正确；环己烯密度为0.81 g·cm－3，其密度小于水，所以分液后有机相在上层，从分液漏斗上口倒出，C正确；操作a为蒸馏，用到的仪器有酒精灯、直形冷凝管、牛角管、温度计等，D错误。 答案　D 10．(2025·河南卷)在MoS2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，其可能的反应机理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．该反应的原子利用率为100% B．每消耗1 mol O2可生成1 mol CH3COOH C．反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化 D．若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH 解析　由反应历程可知，总反应为2CO＋2CH4＋O2===2CH3COOH，该反应为化合反应，原子利用率为100%，A正确；由方程式可知，每消耗1 mol O2可生成2 mol CH3COOH，B错误；由反应历程可知，催化剂Rh-Fe有连接4个S原子和2个S原子的，这两种类型的原子成键数目均会发生改变，所以Rh和Fe的化合价均发生变化，C正确；若以CD4为原料，由反应历程可知，会生成CD3COOD，用H2O吸收产物时，其存在电离平衡：CD3COODCD3COO－＋D＋，CD3COO－结合水电离出的H＋可得到CD3COOH，D正确。 答案　B 二、非选择题(共3题) 11．能够水解的某有机化合物A经李比希法测得其中含碳量为72.0%、含氢量为6.67%，其余含有氧。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：用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。 方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。如下图A。 方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如下图B。 图A 图B 回答下列问题： (1)A的分子式为________。 (2)A的分子中只含一个甲基的依据是________(填字母)。 a．A的相对分子质量 b．A的分子式 c．A的核磁共振氢谱图 d．A分子的红外光谱图 (3)A的结构简式为_________________________(写出一种即可)。 解析　(1)A的相对分子质量为150，其中含碳量为72.0%、含氢量为6.67%，其余含有氧，则碳原子个数是(150×72.0%)÷12＝9；氢原子个数是(150×6.67%)÷1＝10；含有氧原子个数是[150×(1－72.0%－6.67%)]÷16＝2，所以物质的分子式是C9H10O2。 (2)A的分子中只含一个甲基的依据是A的分子式和A的核磁共振氢谱图，故选项是bc。 (3)核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3，说明分子中含有5种不同的氢原子，个数比是1∶2∶2∶2∶3。红外光谱仪测得A分子的红外光谱所示可知物质A含有C—H键、C===O键、C—O—C键、C—C键及苯环和与苯环连接的C—C键，则A的结构简式是或。 答案　(1)C9H10O2　(2)bc (3) 或 12．实验室制备苯甲醇和苯甲酸的反应原理为： 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下： 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中温度计水银球放置的位置应是________(填“a”“b”“c”或“d”)，收集产品甲的适宜温度为________。 解析　(1)由题意可知，白色糊状物为苯甲醇和苯甲酸钾，加入水和乙醚后，根据相似相溶原理，乙醚中溶有苯甲醇，水中溶有苯甲酸钾，操作Ⅰ为萃取、分液。 (2)溶解在乙醚中的苯甲醇沸点高于乙醚，且沸点相差较大，可蒸馏分离。 (3)加入HCl后生成的苯甲酸为微溶于水的固体，可过滤分离。 答案　(1)萃取、分液　苯甲醇　(2)蒸馏　苯甲醇　(3)过滤　苯甲酸　(4)b　34.8 ℃ 13．有机化合物乙偶姻存在于啤酒中，是酒类调香中一个极其重要的品种，某研究性学习小组为确定乙偶姻的结构，进行如下探究。 步骤一：如图甲，将乙偶姻蒸气通过热的氧化铜(催化剂)氧化成水和二氧化碳，再分别用无水氯化钙和固体氢氧化钠完全吸收，2.64 g乙偶姻的蒸气氧化产生5.28 g二氧化碳和2.16 g水。 甲 步骤二：通过仪器分析得知乙偶姻的相对分子质量为88。 步骤三：用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图乙，图中4组峰的峰面积比为1∶3∶1∶3。 乙 步骤四：利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图丙。 丙 (1)步骤二中的仪器分析方法称为________。 (2)乙偶姻的分子式为________。 (3)乙偶姻的结构简式为________。 解析　(1)步骤二中的仪器分析方法称为质谱法。 (2)n(乙偶姻)＝＝0.03 mol，n(CO2)＝＝0.12 mol，n(H2O)＝＝0.12 mol，n(H)＝0.24 mol，则2.64 g乙偶姻中n(O)＝＝0.06 mol，因n(乙偶姻)∶n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.03 mol∶0.12 mol∶0.24 mol∶0.06 mol＝1∶4∶8∶2，所以乙偶姻的分子式为C4H8O2。 (3)由于分子中共有8个氢原子，结合不同化学环境的氢原子个数比可知，分子结构中含有2种不同化学环境的—CH3，由题图丙可知分子结构中含有和—OH，故另一个碳原子上也含有一个氢原子，且—OH连在该碳原子上，所以乙偶姻的结构简式为。 答案　(1)质谱法　(2)C4H8O2 (3) 学科网（北京）股份有限公司 $