1.2研究有机化合物的一般方法【能力提升卷】-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

人教版高中化学选择性必修3 颍上二中（东校区）能力提升卷 高二化学同步教学资源（作业设计） 第1章 有机化合物的结构特点与研究方法 第二节 研究有机化合物的一般方法 限时练习 分数：___________ 学校:___________班级：___________姓名：___________ 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级等信息； 2．请将答案正确填写在题目对应处； 3.检测卷满分100分，考试时间45分钟。 可能用到的相对原子质量 H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Fe-56 Cu-63.5 第I卷（选择题） 评卷人 得分 一、单选题（每小题仅有一个选择符合要求，每题4分，共40分） 1．下列化学用语或图示表达不正确的是（ ） A．乙腈(CH3CN)的电子式： B．Fe3+价层电子轨道表示式为： C．无手性碳原子 D．核磁共振氢谱图为： 2．以下关于物质鉴定与分析方法的说法中，错误的是（ ） A．色谱法可分离提纯有机化合物 B．利用原子光谱上的特征谱线可鉴定元素 C．红外光谱可测定苯甲酸晶体中碳氧双键的键长 D．X射线衍射实验可测定分子结构 3．某有机物R的质谱图和红外光谱图如图所示。下列说法错误的是（ ） A．R属于醇 B．R可与Na反应，且反应时断裂键 C．通过X射线衍射实验可获得R中化学键的键长、键角等 D．R的核磁共振氢谱图中有三组峰，且峰面积之比为 4．有机物M在一定条件下可转化成N，下列有关M、N的说法正确的是（ ） A．M和N分别与足量加成后的产物互为同分异构体 B．可以利用红外光谱法区分M和N C．M和N的分子中都含有手性碳原子 D．M和N中所含碳原子杂化类型不同 5．下列实验中，所选装置或实验设计合理的是（ ） A．用图①所示装置可以趁热过滤提纯苯甲酸 B．用图②所示装置可以用乙醇提取溴水中的溴 C．用图③所示装置可以分离二氯甲烷和三氯甲烷的混合物 D．用图④所示装置可除去中混有少量HCl 6．下列实验装置或操作，能达到实验目的的是（ ） 选项及目的 A．趁热过滤除去苯甲酸溶液中的泥沙 B．除去甲烷中的乙烯 装置或操作 选项及目的 C．从石油中分离汽油、柴油 D．用乙醚萃取青蒿中的青蒿素 装置或操作 A．A B．B C．C D．D 7．下列物质组成或性质与分离提纯方法对应关系正确的是（ ） A．苯甲酸常温下是固体，可用重结晶法提纯苯甲酸 B．难溶于水、比水易溶解，可用萃取碘水中的 C．乙醚与青蒿素组成元素相同，可用乙醚提取青蒿素 D．易溶于热水，可通过将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的操作得晶体 8．若要除去下列有机物中混入的杂质（括号中为杂质），所选用的方法不正确的是（ ） A．乙醇（水）：加入新制的生石灰，然后蒸馏 B．苯（溴）：加入氢氧化钠溶液，然后分液 C．乙烷（乙烯）：通入酸性高锰酸钾溶液中洗气 D．乙酸乙酯（乙酸）：加入饱和碳酸钠溶液，然后分液 9．一种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的阴阳离子结构如图所示，下列有关说法错误的是（ ） A．该离子液体难挥发 B．该离子液体可用作锂电池的电解质 C．1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的阴离子为正八面体结构 D．1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的阳离子的核磁共振氢谱有5组峰 10．青蒿素是一种无色针状晶体，易溶于有机溶剂，几乎不溶于水，熔点为156～157 ℃，热稳定性差。提取青蒿素的流程如图所示(已知：乙醚的沸点为35 ℃)，下列说法错误的是（ ） A．操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯 B．破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率 C．操作Ⅲ的主要过程是加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 D．操作Ⅱ利用了乙醚与青蒿素的沸点相差较大 第II卷（非选择题） 评卷人 得分 二、填空题（共3小题，共60分） 11．（除标注外每空3分，共20分）按要求回答下列问题： (1)取3.0 g有机物A，测得完全燃烧后生成3.6 g和3.36 L(标准状况)，已知该有机物的蒸气在标准状况下的密度是2.67 g/L，则该有机物的分子式为___________（2分），该物质能与金属钠反应放出氢气，则该有机物可能的结构简式为___________、___________。 (2)有机物B的分子式为，其红外光谱图如下所示。 又测得其核磁共振氢谱图中有3组峰，且峰面积比为6：1：1，试推测该有机物的结构简式：___________。 (3)主链含6个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有(不考虑、立体异构)___________(填标号)（2分）。 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 (4)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。某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56，该有机物的核磁共振氢谱如图所示。 ①X的结构简式为___________（2分）。 ②写出X发生加聚反应的化学方程式：___________。 ③有机物Y与X互为同分异构体，且Y分子结构中只有一种等效氢，则Y的结构简式为___________（2分）。 12．（除标注外每空3分，共18分）按要求回答下列问题。 (1)正辛烷有多种同分异构体，其中一种结构如图所示。 ①若该烃由简单烯烃X与H2加成得到，则X的结构可能有_______种(不考虑顺反异构)。 ②正辛烷的某种同分异构体若只有1种一氯代物，则其结构简式为_______。 (2)链状有机物A是药物合成的一种溶剂，使用现代分析仪器测定的相关结果如图所示： ①根据图-1、图-2可知，A的分子式为_______（2分）。 ②核磁共振氢谱显示，A分子中不同化学环境的氢原子个数比为2:3，则其结构简式为_______。 (3)苯甲醛在医药、染料、香料等行业中都有着广泛的应用。实验室通过下图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛，试回答下列问题： ①Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断搅拌，搅拌的作用是_______（2分）。 ②甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离，该过程中需将混合物冷却，其目的是_______。 ③分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是_______（2分）。 13．（除标注外每空2分，共22分）学习有机化学，掌握有机物的组成、结构和官能团性质是重中之重。 (1)的分子式为___________，含有的官能团名称为___________，分子中手性碳原子的数目为___________（3分）。 (2)与烃A()具有相同碳骨架结构，属于单烯烃(分子中仅含有一个官能团)的同分异构体有___________种（3分）。 (3)某有机物分子的结构简式为，根据共价键的类型和极性可推测该物质可发生___________反应和取代反应，与钠反应的剧烈程度比水与钠反应的剧烈程度___________(填“大”、“小”或“一样剧烈”)。原因是___________。 (4)准确称取4.4 g样品X(只含C、H、O三种元素)，充分燃烧后，产物依次通过浓硫酸和碱石灰，二者的质量分别增加3.6 g和8.8 g。已知X的质谱图和红外光谱图分别如图所示，核磁共振氢谱有3组峰，则X的分子式为___________，结构简式可能为___________（3分）。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B B A A B C D C 1．D 【详解】A. 乙腈(CH3CN)中-CN基团内C与N共用3对电子对，碳与氢形成1对共用电子对，碳原子与-CN之间共用1对电子对，上述电子式表述正确，A正确； B.Fe的原子序数为26，其核外价层电子排布式为：3d64s2，失去最外层的3个电子后形成的Fe3+价层电子轨道表示式为，B正确； C.手性碳原子周围连接的四个原子或原子团均不相同，在三维空间不能叠合，没有符合条件的碳原子，故无手性碳原子，C正确； D.有机物分子中，同一个碳原子连接的甲基是等效的，则 中等效氢原子种类为3，所以核磁共振氢谱图中应该有3组吸收峰，峰面积比为6:1:1，D错误； 故选D。 2．C 【详解】A．色谱法是一种利用混合物的各组分在互不相溶的两相（称为固定相和流动相）作用的差异实现分离的方法，常用于分离提纯有机化合物，A正确； B．不同元素的原子光谱具有特征谱线，可通过特征谱线鉴定元素，B正确； C．红外光谱可测定有机物中官能团、化学键的种类，无法测定键长，C错误； D．X射线衍射实验利用电磁波和晶体中的原子的相互作用产生衍射图，可获得分子键长键角等结构信息，进而测定分子结构，D正确； 故选C。 3．B 【详解】A．根据质谱图可知R的相对分子质量为46，根据红外光谱图可知R中含有羟基、C-O键、C-H键，结合两个谱图信息可知R为乙醇，A正确； B．乙醇与Na反应生成乙醇钠时断裂O-H键，B错误； C．X射线衍射可获得晶体的结构信息，故通过X射线衍射实验可获得R中化学键的键长、键角等，C正确； D．乙醇的核磁共振氢谱图中有三组峰，且峰面积之比为，D正确； 故选B。 4．B 【详解】A．M与N分别与足量加成后得到同一种物质，故A错误； B．M与N所含官能团不完全一样，可以用红外光谱区分，故B正确； C．M中含一个手性碳原子(羟基所连的那个饱和碳原子)，N分子中没有手性碳，故C错误； D．该结构中形成四个单键的碳原子采取sp3杂化，形成双键的碳原子采取sp2杂化，M和N中所含碳原子杂化类型均为sp3、sp2，故D错误； 选B。 5．A 【详解】A．苯甲酸溶解度随温度降低大幅减小，提纯苯甲酸时需要趁热过滤，防止苯甲酸提前析出，装置①为过滤操作装置，设计合理，A正确； B．乙醇与水互溶，不能作为溴水的萃取剂，无法提取溴，B错误； C．分离二氯甲烷和三氯甲烷需要用蒸馏，要有温度计，C错误； D． 溶液会吸收，发生反应，会消耗原气体，除去中HCl应选用饱和溶液，D错误； 故选A。 6．A 【详解】A．趁热过滤的目的，是除去泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出，图示装置操作也正确，A正确； B．酸性高锰酸钾溶液能将乙烯氧化为二氧化碳，引入新杂质，B错误； C．蒸馏时，温度计置于蒸馏烧瓶支管口，C错误； D．青蒿干燥破碎后，青蒿素溶于乙醚，利用乙醚提取青蒿素，应通过过滤的方法将提取液和残渣分离，D错误； 故选A。 7．B 【详解】A．重结晶的适用依据是被提纯物质与杂质在溶剂中溶解度随温度变化的差异较大，与物质常温下是否为固体无直接因果关系，对应关系不成立，A错误； B．萃取剂需满足与原溶剂不互溶、溶质在萃取剂中溶解度远大于原溶剂、与溶质和原溶剂均不反应的条件，符合萃取碘水中的要求，对应关系成立，B正确； C．乙醚提取青蒿素的原理是相似相溶，青蒿素在乙醚中溶解度大，与二者组成元素是否相同无关，对应关系不成立，C错误； D．的溶解度随温度变化很小，应采用蒸发结晶的方法获得晶体，冷却结晶无法析出大量，对应关系不成立，D错误； 答案选B。 8．C 【详解】A．水和生石灰反应生成氢氧化钙，乙醇易挥发，可用蒸馏的方法分离，A正确； B．溴会与氢氧化钠溶液反应，苯不溶于氢氧化钠溶液，加入氢氧化钠溶液，然后分液可以除去苯中的杂质溴，B正确； C．乙烯会被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳，引入了新的杂质气体，C错误； D．乙酸与碳酸钠溶液反应，乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，加入饱和碳酸钠溶液，然后分液可以除去乙酸乙酯中的乙酸，D正确； 故选C。 9．D 【详解】A．离子液体中存在离子键，离子间作用力强，所以难挥发，故A正确； B．该离子液体与锂不反应，存在自由移动的离子，能导电，所以该离子液体可用作锂电池的电解质，故B正确； C．中P原子价电子对数为，无孤电子对，为正八面体结构，故C正确； D．1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的阳离子结构不对称，有8种等效氢，所以核磁共振氢谱有8组峰，故D错误； 答案选D。 10．C 【详解】A．操作Ⅰ是过滤，过滤需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，A正确； B．将青蒿破碎，可以增大青蒿与乙醚的接触面积，使浸取更充分，提高青蒿素的浸取率，B正确； C．题干明确说明青蒿素几乎不溶于水，且热稳定性差，不能进行加水溶解、蒸发浓缩操作，青蒿素易溶于有机溶剂，实际是用有机溶剂对粗青蒿素进行重结晶提纯，C错误； D．乙醚沸点为，与青蒿素沸点相差较大，操作Ⅱ为蒸馏，正是利用二者沸点差异分离乙醚和青蒿素，D正确； 答案选C。 11．(1)    (2)(CH3)2CHOOCH (3)C (4) nCH2=CHCH2CH3      【详解】（1）有机物的蒸气密度是2.67 g/L，，，而，，根据原子守恒可知，A分子中，，，故A的分子式为。若该物质能与金属钠反应放出氢气，则该有机物为醇，可能的结构有、两种。 （2） 有机物B的分子式为，不饱和度为1。核磁共振氢谱有3组峰，峰面积比为6：1：1，说明含有3种化学环境不同的氢原子，说明有2个对称的甲基，红外光谱显示还含有、，满足条件的结构简式为 （3）主链有6个C原子，则乙基只能在3号C上，甲基可以在中间所有的C上，该分子不对称，甲基分别在中间四个碳原子上，共有4种。 （4）①某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56，则X相对分子质量为56，根据，可知分子中最大碳原子数目为4，故X分子式为，其核磁共振氢谱有4种化学环境不同的氢原子，且数目之比为2：1：2：3，故X为。 ②发生加聚反应的化学方程式为nCH2=CHCH2CH3 。 ③有机物Y与X互为同分异构体，且Y分子结构中只有一种等效氢，为环丁烷结构： 。 12．(1) 4 (CH3)3CC(CH3)3 (2) C4H10O CH3CH2-O-CH2CH3 (3) 使反应物充分接触，加快反应速率 降低MnSO4的溶解度 蒸馏 【详解】（1） ①该烃加氢得到，烯烃X的结构取决于双键的位置。分析碳链的对称性结构，双键可在1-2、2-3、3-支链C、3-4号碳之间，共4种，双键位置如图所示，故答案为：4； ②正辛烷的某种同分异构体若只有1种一氯代物，说明分子中所有氢原子等效，结构简式为(CH3)3CC(CH3)3，故答案为：(CH3)3CC(CH3)3； （2）①图1质荷比最大为74，即相对分子质量为74；图2含C-H、C-O-C键，推测为醚类。设分子式为CxHyO，则12x+y+16=74，结合链状结构和红外光谱，推出分子式为C4H10O，故答案为：C4H10O； ②核磁共振氢谱氢原子个数比为2：3，结构简式为CH3CH2-O-CH2CH3，故答案为：CH3CH2-O-CH2CH3； （3）①搅拌可以增大反应物之间的接触面积，使反应更充分，加快反应速率，故答案为：使反应物充分接触，加快反应速率； ②冷却可以降低MnSO4的溶解度，使其结晶析出，便于分离，故答案为：降低MnSO4的溶解度； ③甲苯和苯甲醛的沸点不同，分离它们采用的操作Ⅰ是蒸馏，故答案为：蒸馏。 13．(1) C10H18O 羟基、碳碳双键 1 (2)4 (3) 加成 大 CH2=CHCOOH中-COOH中的氢氧键受羰基影响，极性更强，更易断裂 (4) C4H8O2 CH3COOCH2CH3 【详解】（1） 由结构，的分子式为C10H18O，含有的官能团名称为羟基、碳碳双键，分子中手性碳原子（如图所示）的数目为1； （2） 与烃A()具有相同碳骨架结构，属于单烯烃(分子中仅含有一个官能团)，则其双键位置可以为：，故其同分异构体有4种； （3）分子中含碳碳双键，则可以发生加成反应，含羧基，则可以发生取代反应；CH2=CHCOOH中-COOH中的氢氧键受羰基影响，极性更强，更易断裂，故与钠反应的剧烈程度比水与钠反应的剧烈程度大； （4）有机物X经充分燃烧后的产物依次通过浓硫酸和碱石灰，二者质量分别增加3.6 g和8.8 g，浓硫酸吸收水，碱石灰吸收二氧化碳，则X中碳、氢元素的质量分别为、，则氧元素的质量为4.4 g-2.4 g-0.4 g=1.6 g，碳、氢、氧的物质的量之比为，故分子式为(C2H4O)n，由质谱图可知相对分子质量为88，则44n=88，n=2，分子式为C4H8O2；由红外光谱图可知，分子中含有不对称-CH3、C=O、C-O-C，则结构简式为CH3COOCH2CH3。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $