阶段质量检测(1) 有机化学的发展及研究思路-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3配套练习word（苏教版）

阶段质量检测(一)　有机化学的发展及研究思路 一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分) 1.从19世纪20年代开始,人们用从非生物体内取得的物质合成了许多有机物,下列属于最早合成的有机物是 (　　) 2.屠呦呦等人使用乙醚从中药中提取并分离得到青蒿素(相对分子质量为282,分子式为C15H22O5),并测定了青蒿素的分子结构。下列说法正确的是　 (　　) A.青蒿素是一种高分子化合物 B.“使用乙醚从中药中提取青蒿素”利用了萃取原理 C.利用元素分析和红外光谱法能确定青蒿素的分子式 D.仅利用1H核磁共振谱能确定青蒿素的相对分子质量 3.“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,维勒用氰酸铵合成了尿素,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 4.要确定某有机物的分子式,通常需要下列哪些分析方法 (　　) ①元素分析法　②质谱法　③核磁共振氢谱法　④红外光谱法 A.①②　　　　　　　　　 B.②③ C.③④ D.①④ 5.下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或做法,正确的是 (　　) A.在组装蒸馏装置时,温度计的水银球应伸入液面下 B.用96%的工业酒精制取无水乙醇,可采用直接蒸馏的方法 C.在苯甲酸重结晶实验中,粗苯甲酸加热溶解后还要加少量蒸馏水 D.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后,要冷却到常温才过滤 6.下列有关有机物的分离、提纯、鉴别的方法不正确的是 (　　) A.用蒸馏的方法除去硝基苯中的苯 B.用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇 C.用 Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯 D.用1H核磁共振谱鉴别CH3COOCH2CH3与CH3CH2CH2COOH 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 8.某有机物X对氢气的相对密度为30,分子中含碳40%,含氢6.7%,其余为氧,X可与碳酸氢钠溶液反应。下列关于X的说法不正确的是 (　　) A.X的相对分子质量为60 B.X的分子式为C2H4O2 C.X的官能团为羧基 D.X的结构简式为HCOOCH3 9.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. 10.某有机物A的分子式为C4H10O,红外光谱图如图所示,则A的结构简式为 (　　) A.CH3CH2OCH2CH3 B.CH3OCH2CH2CH3 C.CH3CH2CH2OCH3 D.(CH3)2CHOCH3 11.离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子组成。某离子液体中的阳离子EMIM+结构如图所示。下列有关EMIM+的说法错误的是 (　　) A.存在4种不同环境的氢原子 B.某些无机盐在离子液体中具有良好的溶解性 C.离子液体中存在离子键 D.与Cl-形成的离子液体可导电 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。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加入酒精进行浸泡,过滤得到提取液,步骤2、步骤3、步骤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 13.同位素示踪法可用于反应机理的研究,下列反应或转化中同位素示踪表示正确的是 (　　) A.2NO2+2H2O==4Na18OH+O2↑ B.2KMnO4+5O2+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+518O2↑+8H2O C.NH4Cl+2H2O==NH3·2H2O+HCl D.K37ClO3+6HCl==K37Cl+3Cl2↑+3H2O 14.精油被誉为西方的中草药,其护肤和调养的功效非常显著。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 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 二、非选择题(本题共4小题,共55分) 16.(10分)(1)0.2 mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各1.2 mol。 试回答: ①烃A的分子式为　　　　　　。  ②若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯取代物只有一种,则烃A的结构简式为　　　　　　。  (2)将6.2 g有机物B与足量O2在密闭容器中充分燃烧,产物只有H2O和CO2,产物通过浓H2SO4后,质量增加5.4 g,再通过碱石灰完全吸收,质量增加8.8 g。用质谱法测得B的相对分子质量为62。 ①写出其分子式　　　　　　;  ②若0.2 mol的该有机物恰好与9.2 g的金属钠完全反应,计算并推断出该有机物的结构简式　　　　　　。  ③它在核磁共振氢谱中将会出现　　　　个信号。  17.(15分)确定某液态有机物甲的结构简式的过程如下: (1)测定甲的实验式:含C、H、O三种元素的有机物甲,经燃烧分析实验测得其所含碳元素的质量分数是64.86%,氢元素的质量分数是13.51%,则其实验式是　　　　　　。  (2)确定甲的分子式:如图为有机物甲的质谱图,则其相对分子质量为　　　　　　,分子式为　　　　　　　　。  (3)确定甲的官能团:将小颗粒钠投入甲中,有气泡产生,则甲中存在的官能团的名称是　　　　　;甲可能的结构有　　　　种。  (4)确定甲的结构简式:经测定有机物甲的1H核磁共振谱如上图所示,则甲的结构简式为　　　 　　。  18.(15分)青蒿素为无色针状晶体,熔点为156~157 ℃,易溶于丙酮、氯仿和苯,在水中几乎不溶。 Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如图所示。 (1)在操作ⅰ前要对青蒿进行粉碎,其目的是 　。  (2)操作ⅱ的名称是　　　　。  (3)操作ⅲ涉及重结晶,则操作ⅲ的步骤为加热溶解、　　　　　　　　　　　、过滤、洗涤、干燥。  Ⅱ .已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式,进行如图实验: 实验步骤: ①按图所示连接装置,检查装置的气密性; ②称量装置E、F中仪器及试剂的质量; ③取14.10 g青蒿素放入硬质玻璃管C中,点燃装置C、D处的酒精灯; ④实验结束后冷却至室温,称量装置E、F中仪器及试剂的质量。 (4)装置E、F应装入的试剂分别为　　　　　　、　　　　　　。  (5)实验测得数据如表: 装置 实验前 实验后 E 24.00 g 33.90 g F 100.00 g 133.00 g 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　　　　　　。  (6)某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差,你的改进方法是 　。  19.(15分)两种有机化合物A和B可以互溶,有关性质如下: 相对密度/20 ℃ 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 A 0.789 3 -117.3 78.5 与水以任 意比混溶 B 0.713 7 -116.6 34.5 不溶于水 (1)若要除去A和B的混合物中少量的B,采用　　　　(填标号)方法即可得到A。  a.重结晶　　　　b.蒸馏 c.萃取 d.加水充分振荡,分液 (2)将有机化合物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,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质的最简式为　　　　　,若要确定其分子式,是否需要其他条件　　　　(填“是”或“否”)。已知有机化合物A的1H核磁共振谱如图所示,则A的结构简式为　　　　　。  (3)若质谱图显示B的相对分子质量为74,红外光谱如图所示,则B的结构简式为　　　　　　　　,其官能团的名称为　　　　　　。  (4) 准确称取一定质量的A和B的混合物,在足量氧气中充分燃烧,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19.8 g和35.2 g。计算混合物中A和B的物质的量之比为　　　　。  阶段质量检测(一) 1.选B　1828年德国化学家维勒,将一种无机物NH4CNO的水溶液加热得到了尿素,结构简式为NH2CONH2,开创了有机化学人工合成的新纪元。 2.选B　青蒿素的分子式为C15H22O5,不是高分子化合物,A项错误;乙醚提取青蒿素利用了萃取原理,B项正确;元素分析只能确定元素种类,而红外光谱只能确定分子中官能团,两种方法无法确定分子式,C项错误;1H核磁共振谱可确定分子中氢的种类,但无法确定相对分子质量,相对分子质量需要借助质谱仪进行测定,D项错误。 3.选C　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,A项正确;1828年,维勒用氰酸铵合成了尿素,实现了实验室中无机物到有机物的转化,B项正确;低锰高铁类钴料属于无机材料,C项错误;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,D项正确。 4.选A　①元素分析法可用于确定有机物中的元素组成,②质谱法可以确定有机物的相对分子质量,③核磁共振氢谱法和④红外光谱法用于确定有机物的结构以及特殊的化学键结构,因此用于确定有机物分子式的是①②。 5.选C　蒸馏时,测定馏分的温度,则温度计的水银球应在蒸馏烧瓶支管口处,故A错误;加生石灰,与水反应,且增大与乙醇的沸点差异,再蒸馏可制取无水乙醇,直接蒸馏易形成共沸混合物,故B错误;水在加热过程中会蒸发,苯甲酸能溶于水,减少过滤时苯甲酸的损失,防止过饱和提前析出结晶,加热溶解后还要加少量蒸馏水,故C正确;苯甲酸的溶解度不大,温度高时溶解度大,所以待粗苯甲酸完全溶解后要先趁热过滤,减少苯甲酸的损耗,故D错误。 6.选B　硝基苯和苯蒸馏法可分离,故A正确;乙酸乙酯和乙醇互溶,不能用分液法分离,应选蒸馏法,B项错误;乙酸与碳酸钠反应生成气体,乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层,现象不同可鉴别,C项正确;CH3COOCH2CH3含3种H,CH3CH2CH2COOH中含4种H,可以用1H核磁共振谱来鉴别,D项正确。 7.选B　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.选D　某有机物X对氢气的相对密度为30,所以该有机物的相对分子质量为60,分子中含碳40%,含氢6.7%,其余为氧,C原子的个数为=2,H原子的个数为≈4,O原子的个数为≈2,所以X的分子式为C2H4O2,X可与碳酸氢钠溶液反应,可知X含有羧基,结构简式是CH3COOH。 9.选B　1H核磁共振谱只出现两组峰,说明只有两种环境的氢原子,峰面积之比为3∶1,说明两种环境氢原子的个数比为3∶1。A中含有3种环境的氢原子(甲基上一种、苯环上两种),错误;B中含有2种环境的氢原子(甲基上的氢以及双键碳上的氢),两种环境的氢原子个数比为6∶2=3∶1,正确;C中含有3种环境的氢原子(两个甲基上的氢和一个亚甲基上的氢),错误;D中含有2种环境的氢原子(甲基和亚甲基上的氢),个数比为6∶4=3∶2,错误。 10.选A　红外光谱图中显示存在对称的甲基、对称的亚甲基和醚键可得分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。 11.选A　由阳离子的结构示意图可知,离子中存在6种不同环境的氢原子,故A错误;离子液体中含有有机阳离子和无机阴离子,有利于增大某些无机盐在离子液体中的溶解性,故B正确;离子液体中含有有机阳离子和无机阴离子,阴、阳离子间能形成离子键,故C正确;EMIM+与氯离子形成的离子液体中存在自由移动的阳离子和氯离子,能导电,故D正确。 12.选A　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,因咖啡易升华,为进一步得到较为纯净的咖啡因,可进行升华。 13.选B　A项中NO2中的氧元素化合价既升高也降低,所以生成物中既有-2价18O也有0价18O,错误;B项中KMnO4将O2中-1价氧原子全部氧化成18O2,正确;C项中铵根结合水电离出的氢氧根,2H一部分进入NH3·H2O中,一部分进入HCl中,错误;D项中氧化还原反应为归中反应,K37ClO3中的37Cl全部进入Cl2中,错误。 14.选B　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。 15.选C　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。 16.解析:(1)①0.2 mol某烃A在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各1.2 mol,则根据元素守恒可知其中含有C原子的物质的量是n(C)=n(CO2)=1.2 mol;n(H)=2n(H2O)=2.4 mol,故该烃分子中含有C:=6;含有H:=12,故该烃分子式是C6H12;②若烃A不能使溴水褪色,说明该烃为环烷烃。在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯取代物只有一种,说明分子中只有一种H原子,烃A为环己烷,结构简式为。(2)①燃烧产物通过浓H2SO4后,质量增加5.4 g为水的质量,生成水的物质的量n(H2O)==0.3 mol,则在6.2 g B中含有0.6 mol的H原子;碱石灰增重的8.8 g为CO2的质量,生成CO2的物质的量n(CO2)==0.2 mol,可推知6.2 g B中含有0.2 mol C原子,可推知B中含有O原子的物质的量n(O)= =0.2 mol,n(C) ∶n(H)∶n(O) =0.2 mol∶0.6 mol∶0.2 mol=1∶3∶1,所以有机物A的最简式为CH3O,其式量是31,由于该有机物A的相对分子质量为62,假设B的分子式为(CH3O)n,=2,故有机物A的分子式为C2H6O2;②若0.2 mol的该有机物恰好与9.2 g的金属钠完全反应,9.2 g钠的物质的量n(Na)==0.4 mol。根据醇与反应产生氢气的物质的量关系式2—OH~H2可知:该有机物的分子中含有羟基数目为=2,故其结构简式为HOCH2—CH2OH;③根据分子结构的对称性可知在HOCH2—CH2OH中含有两种化学环境不同的H原子,故它在核磁共振氢谱中将会出现2个信号峰。 答案:(1)①C6H12　② (2)①C2H6O2　②HOCH2CH2OH　③2 17.解析:(1)根据题意可知,有机物甲中各元素的原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶=4∶10∶1,故该有机物的实验式为C4H10O。(2)假设甲的分子式为(C4H10O)m,由质谱图知其相对分子质量为74,则74m=74,即m=1,故其分子式为C4H10O。(3)由甲的分子式为C4H10O可知甲为饱和有机物,推测甲可能是醇或醚,钠与甲反应有气泡生成,说明甲是醇,含有的官能团是羟基;甲的结构为C4H9—OH,故甲属于醇的可能结构有4种。(4)分析甲的1H核磁共振谱图可知甲有两种不同类型的H原子,故甲的结构简式为C(CH3)3OH。 答案:(1)C4H10O　(2)74　C4H10O　(3)羟基　4　(4)C(CH3)3OH 18.解析:从青蒿中提取青蒿素时,先将青蒿粉碎,用乙醚萃取,然后过滤;将提取液进行蒸馏,收集乙醚,并得到青蒿素粗品;将粗品进行重结晶,从而获得精品。(1)为增大青蒿中有效成分与有机溶剂的接触面积,提高青蒿素的浸出率,常需将青蒿粉碎。(2)由分析可知,操作ⅱ的名称是蒸馏。(3)操作ⅲ涉及重结晶,需要分离出粗品中的杂质,并让青蒿素结晶析出,则操作ⅲ的步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(4)青蒿素燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳通常用碱石灰吸收,水用无水氯化钙等吸收,且应先吸收水,后吸收二氧化碳,则装置E、F应装入的试剂分别为无水氯化钙(或五氧化二磷等)、碱石灰。(5)m(H2O)=33.90 g-24.00 g=9.9 g,m(CO2)=133.00 g -100.00 g =33.00 g,n(H2O)==0.55 mol,n(CO2)==0.75 mol,则青蒿素中含氧元素的质量为m(O)=14.10 g-0.55 mol ×2×1 g·mol-1-0.75 mol×12 g·mol-1=4.00 g,n(O)==0.25 mol,N(C)∶N(H)∶N(O)=0.75 mol∶1.1 mol∶0.25 mol =15∶22∶5,青蒿素的最简式为C15H22O5,其相对分子质量刚好为282,所以青蒿素的分子式为C15H22O5。(6)由于通入的空气中含有CO2和水蒸气,会干扰测定结果,空气也会从F装置右侧的导管进入E、F装置,所以使用题述方法会产生较大实验误差,改进方法是在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置,同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置。 答案:(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出率 (2)蒸馏　(3)趁热过滤、冷却结晶 (4)无水氯化钙(或五氧化二磷等)　碱石灰 (5)C15H22O5　(6)在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置,同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置 19.解析:(1)由表格数据可知,A易溶于水,B不溶于水,但A、B互溶,二者沸点差异较大,除去A和B混合物中少量B得到A可采用的方法是蒸馏。(2)由题意可知,n(H2O)==0.3 mol,n(CO2)==0.2 mol,n(O2)==0.3 mol,则有机化合物中含有氧原子的物质的量是0.3 mol+0.4 mol-0.6 mol=0.1 mol,所以该物质的最简式为C2H6O;由于分子中碳、氢原子的个数比符合n∶(2n+2),已经达到饱和,所以其最简式就是分子式。1H核磁共振谱表明其分子中有三种不同化学环境的氢原子,则A的结构简式为CH3CH2OH。(3)B的相对分子质量为74,根据红外光谱,B中存在对称的甲基、亚甲基和醚键,根据对称性,B的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。(4)A和B的分子式分别为C2H6O、C4H10O,设它们的物质的量分别是x mol、y mol,则 3x mol+5y mol=,2x mol+4y mol=,解得x=0.2,y=0.1,即A和B的物质的量之比为2∶1。 答案:(1)b　(2)C2H6O　否　CH3CH2OH (3)CH3CH2OCH2CH3　醚键　(4)2∶1 (5) 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $