巩固提高专题一 有机化合物的结构特点与研究方法-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

巩固提高专题一 有机化合物的结构特点与研究方法 一、单选题 1. 下列说法正确的是 A. 和属于同系物 B. 羟基的电子式： C. 2-甲基丁烷的键线式： D. 分子式为C4H10O属于醇类的有机物有3种 2．下列各组物质中，按官能团进行分类，属于同一类物质的是 A． B． C． D． 3. 下列有机物结构简式、系统命名、官能团名称对应错误的是 选项 结构简式 系统命名 官能团名称 A 溴乙烷 碳溴键 B 丙酮 羰基 C 乙酸乙酯 酯基 D 乙酰胺 胺基 A. A B. B C. C D. D 4. 乳酸分子的结构式如图所示。关于乳酸的说法不正确的是 A. σ键与π键数目之比为10：1 B. 该分子中含有1个手性碳原子 C. 含有2种官能团 D. 1 mol该分子可以消耗2 mol Na 5. 已知有机物的结构简式如图所示，下列说法不正确的是 A. 该有机物含有一种官能团，名称为酰胺基 B. 一氯代物有10种 C. 所有碳原子不可能共平面 D. 该有机物中C的杂化方式有两种，分别为sp2杂化、sp3杂化 6．下列有关研究有机物的方法，不正确的是 A．乙醇和水的混合物中加入生石灰再蒸馏，可以获得无水酒精 B．分离正己烷（沸点）和正庚烷（沸点）可采用蒸馏的方法 C．利用植物油的密度比水小的原理，可用分液的方法分离这两种液体混合物 D．重结晶法提纯苯甲酸时，杂质的溶解度很小或很大均易于除去 7．乙酰苯胺(常温下，微溶于冷水，溶于热水)样品中混入了少量氯化钠杂质，可采用水作溶剂进行重结晶的方法提纯，该提纯过程中，不需要用到的仪器有 A．漏斗 B．烧杯 C．玻璃棒 D．分液漏斗 8. 下列操作中选择的仪器正确的是：①分离汽油和氯化钠溶液 ②从含Fe3+的自来水中到蒸馏水③分离氯化钾和二氧化锰混合物 ④从氯化钠溶液中得到氯化钠晶体 A. ①-丁 ②-丙 ③-甲 ④-乙 B. ①-乙 ②-丙 ③-甲 ④-丁 C. ①-丁 ②-丙 ③-乙 ④-甲 D. ①-丙 ②-乙 ③-丁 ④-甲 9．某萜类化合物结构如图所示，一氯取代物共有(不含立体异构) A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 10、 某学习小组研究某烃的含氧衍生物A的研究过程如下：称取6.8 g有机物 A在足量氧气中充分燃烧，并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重3.6 g和17.6 g。A的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。下列关于有机物A的叙述错误的是 A. A的分子式为C8H8O2 B. 1 mol A分子中含有18 NA个σ键 C. A属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 D. 符合题中A分子结构的有机物的结构简式为 11 使用红外光谱仪和质谱仪测定某实验制备的产品，两种仪器显示的图谱如图1和图2所示，该有机物产品分子结构中只含1种官能团。下列说法正确的是 A. 图1为核磁共振氢谱图，图2为红外光谱图 B. 该实验制备的原料可以是乙酸与乙醇 C. 该产品分子中的官能团为羧基 D. 该产品的核磁共振氢谱中峰面积之比为 12、有机物X经元素分析仪测得含碳、氢、氧、氮4种元素，图1为红外光谱图，图2为质谱图，图3为核磁共振氢谱(峰面积比为1：1：2：2：3)，已知有机物X遇显紫色，下列关于有机物X的说法不正确的是( ) A．据图2信息，X的相对分子质量为151 B．X分子中苯环上的一氯代物有2种 C．1molX可与3molNaOH反应 D．质荷比为107的峰可能是： 13．将6.8g有机物X完全燃烧可生成3.6gH2O和8.96L(标准状况下)CO2。X的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。下列关于有机物X的叙述不正确的是 A．该有机物的分子式为 B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子 C．由以上信息可以推测A分子可能为含有酯基的芳香族化合物 D．X属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 14. 春节期间很多人喜欢相互发送祝福的话语或图片，一种“本宝宝福禄双全”的有机物曾被化学爱好者大量转发，其结构为  ，该有机物的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”称号且“双全”处于间位的有几种 A. 4种 B. 6种 C. 7种 D. 9种 15．是N的同系物，相对分子质量比N大14，则N的可能结构的种数为 A．14 B．15 C．16 D．17 二、填空题 16．有机物A是常用的萃取剂，经元素分析测定，该有机物中碳、氢两种元素的质量分数为：碳，氢。使用现代分析仪器对A的分子结构进行测定，相关结果如图所示，回答下列问题： (1)根据图1，A的相对分子质量为__________。 (2)根据图1和图2(两组峰的面积之比为2：3)，A属于醚的结构简式是__________。 (3)有机物B是A的同分异构体。若B能与金属钠反应产生H2，原因是__________(从共价键的极性解释)。 (4)分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛的应用。 ①有机物甲的核磁共振氢谱有_________组峰。 ②对布洛芬进行分子修饰的目的是_________。 17. 有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精，是我国批准使用的香料产品，其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 （1）蒸馏装置如图1所示，仪器a的名称是_______，图中虚线框内应选用右侧的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式。 （2）利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为_______。 ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为_______，分子式为_______。 步骤三：确定M的结构简式。 （3）用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。 M中官能团的名称为_______，M的结构简式为_______(填键线式)。 （4）写出两种含有酯基的M的同分异构体的结构简式：_______。 18．回答下列问题： (1)有机物A的结构简式为，若A的一种同分异构体只能由一种烯烃加氢得到，且该烯烃是一个高度对称的结构，存在顺反异构体。 a．写出符合上述条件的A的同分异构体的结构简式：___________。 b．写出对应烯烃的反式异构体的结构简式：___________。 (2)利用核磁共振技术测定有机物分子三维结构的研究获得了2002年诺贝尔化学奖。某研究小组为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验： ①将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成9.0gH2O和17.6gCO2，消耗氧气13.44L(标准状况下)，则该物质的实验式是___________。 ②使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下： ③根据图1、图2、图3(峰面积之比为2：3)推测：A的结构简式___________。 ④化合物A属于醇类的同分异构体有___________种，写出其中核磁共振氢谱有两组吸收峰的结构简式___________。 19．研究有机物的一般方法是先对有机物进行分离、提纯，然后采用现代仪器分析方法测定有机化合物的分子结构。 Ⅰ．实验小组甲设计提取橘精油(主要成分为柠檬烯，其键线式为，沸点为176.0℃)的实验流程如图所示。请按要求回答下列问题： (1)柠檬烯的分子式为______，官能团名称为______。 (2)下图所示装置中仪器a的名称是______。 (3)下列关于实验的说法正确的是______。 A．利用如上图所示装置对橘皮进行反复滴萃可提高柠檬烯的提取率 B．有机试剂X可选用苯，分液时有机层从下口放出 C．无水硫酸钠的作用是除去水 D．蒸馏获得柠檬烯时，蒸馏烧瓶中温度计的位置应该插入液面以下 Ⅱ．有机物X广泛分布于植物、动物和真菌体中，可用作还原剂、漂白剂、助染剂、调节剂、添加剂等。实验小组乙为了解有机物X的性质，对X的结构进行了如下实验： (4)采用李比希燃烧法，取0.9g有机物X充分燃烧，将产物依次通过装有浓硫酸、碱石灰的装置，充分吸收后，测得两装置分别增重0.18g和0.88g。计算可知有机物X的最简式是______。 (5)对其进行质谱分析，得下图可知有机物X的分子式是______。 (6)对其进行红外光谱分析得下左图，氢核磁共振检测得下右图，有机物X的结构简式为______。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 巩固提高专题一 有机化合物的结构特点与研究方法 一、单选题 1. 下列说法正确的是 A. 和属于同系物 B. 羟基的电子式： C. 2-甲基丁烷的键线式： D. 分子式为C4H10O属于醇类的有机物有3种 【答案】C 【解析】 【详解】A．图1是苯酚，羟基直接连接苯环，属于酚类；图2中羟基连接在侧链烷基上，属于芳香醇，二者结构不相似，不属于同系物，A错误； B．羟基是中性基团，不带电荷，题给的带括号和负电荷的电子式是氢氧根离子的电子式，羟基正确电子式为，B错误； C．2-甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH3，主链含4个碳，2号位碳原子上连1个甲基；键线式中端点和折点都代表碳原子，该键线式对应结构正好符合2-甲基丁烷的结构，C正确； D．分子式的醇类，结构可写为，丁基（）共有4种同分异构体，因此符合条件的醇共有4种，不是3种，D错误； 故选C。 2．下列各组物质中，按官能团进行分类，属于同一类物质的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 A．含有酚羟基，属于酚类，含有醛基，属于醛类，不属于同一类物质，A不符合题意； B．含有酚羟基，属于酚类，含有醚键，属于醚类，不属于同一类物质，B不符合题意； C．含有醇羟基，属于醇类，含有酚羟基，属于酚类，不属于同一类物质，C不符合题意； D．均含有酯基，属于酯类，属于同一类物质，D符合题意； 故选D。 3. 下列有机物结构简式、系统命名、官能团名称对应错误的是 选项 结构简式 系统命名 官能团名称 A 溴乙烷 碳溴键 B 丙酮 羰基 C 乙酸乙酯 酯基 D 乙酰胺 胺基 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．的系统命名为溴乙烷，官能团名称为碳溴键，A项正确； B．的系统命名为丙酮，官能团名称为羰基，B项正确； C．的系统命名为乙酸乙酯，官能团名称为酯基，C项正确； D．的系统命名为乙酰胺，官能团名称为酰胺基，D项错误； 故选D。 4. 乳酸分子的结构式如图所示。关于乳酸的说法不正确的是 A. σ键与π键数目之比为10：1 B. 该分子中含有1个手性碳原子 C. 含有2种官能团 D. 1 mol该分子可以消耗2 mol Na 【答案】A 【解析】 【详解】A．1个乳酸分子中含4个C—H键、2个C—C键、2个C—O键、2个O—H键、1个C=O键，单键全为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，则σ键与π键数目之比为11∶1，故A错误； B．连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，乳酸中与醇羟基直接相连的碳原子为手性碳原子，只有1个手性碳原子，故B正确； C．乳酸中含有羧基和(醇)羟基两种官能团，故C正确； D．乳酸中含有羧基和(醇)羟基，均能与Na发生反应产生氢气，1 mol羟基能与1 mol Na反应，1 mol羧基能与1 mol Na反应，即1 mol该分子可以消耗2 mol Na，故D正确； 故答案选A。 5. 已知有机物的结构简式如图所示，下列说法不正确的是 A. 该有机物含有一种官能团，名称为酰胺基 B. 一氯代物有10种 C. 所有碳原子不可能共平面 D. 该有机物中C的杂化方式有两种，分别为sp2杂化、sp3杂化 【答案】B 【解析】 【详解】A．由结构简式可知，该有机物的官能团只有一种，名称为酰胺基，A正确； B．该分子中共有如图所示的12种氢原子：，故一氯取代产物有12种，B错误； C． 该分子中含有环己烷结构，其中有6个饱和C原子，具有四面体结构，所以分子中不可能所有碳原子共平面，C正确； D．由结构简式可知，该分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，双键碳原子和苯环上的碳原子的杂化方式都为sp2杂化，则分子中碳原子的杂化方式有两种，D正确； 故选B。 6．下列有关研究有机物的方法，不正确的是 A．乙醇和水的混合物中加入生石灰再蒸馏，可以获得无水酒精 B．分离正己烷（沸点）和正庚烷（沸点）可采用蒸馏的方法 C．利用植物油的密度比水小的原理，可用分液的方法分离这两种液体混合物 D．重结晶法提纯苯甲酸时，杂质的溶解度很小或很大均易于除去 【答案】C 【详解】A．生石灰与水反应生成氢氧化钙，蒸馏时乙醇被蒸出、氢氧化钙留在蒸馏烧瓶中，可得到无水乙醇，故A正确； B．正己烷和正庚烷互溶、沸点相差29℃，通过蒸馏可有效分离，故B正确； C．分液的原理是两种液体不互溶，而非密度差异，能用分液法分离植物油与水的混合物是因为植物油难溶于水、两者的混合物静置后分层，故C错误； D．重结晶中，杂质溶解度很大（留在母液）或很小（热过滤除去）均易分离，故D正确； 故答案为：C。 7．乙酰苯胺(常温下，微溶于冷水，溶于热水)样品中混入了少量氯化钠杂质，可采用水作溶剂进行重结晶的方法提纯，该提纯过程中，不需要用到的仪器有 A．漏斗 B．烧杯 C．玻璃棒 D．分液漏斗 【答案】D 【分析】重结晶包括加热溶解、趁热过滤、冷却结晶等步骤，以此作答。 【详解】A．趁热过滤操作需要用到漏斗，A正确； B．加热溶解、趁热过滤、冷却结晶均需用到烧杯，B正确； C．加热溶解和趁热过滤都需要用到玻璃棒，C正确； D．分液漏斗用于分液操作，重结晶过程中不涉及分液，不需用到分液漏斗，D错误； 故答案选D。 8. 下列操作中选择的仪器正确的是：①分离汽油和氯化钠溶液 ②从含Fe3+的自来水中到蒸馏水③分离氯化钾和二氧化锰混合物 ④从氯化钠溶液中得到氯化钠晶体 A. ①-丁 ②-丙 ③-甲 ④-乙 B. ①-乙 ②-丙 ③-甲 ④-丁 C. ①-丁 ②-丙 ③-乙 ④-甲 D. ①-丙 ②-乙 ③-丁 ④-甲 【答案】A 【解析】 【详解】①汽油和氯化钠溶液互不相溶，可用分液法分离，丁为分液装置，故①-丁；②从含Fe3+的自来水中得到蒸馏水，可通过蒸馏的方法制取蒸馏水，丙为蒸馏装置，故②-丙；③氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水，可用过滤的方法分离，甲为过滤装置，故③-甲；④氯化钠易溶于水，溶解度受温度影响变化不大，可用蒸发结晶的方法从氯化钠溶液中得到氯化钠晶体，乙为蒸发结晶装置，故④-乙；故选A。 点睛：本题考查物质的分离，主要考查混合物分离的物理方法，明确混合物分离方法的装置及原理和常见物质的物理性质是解答的关键。过滤可以把不溶于液体的固体物质和液体分离；蒸发结晶可以从溶液中提取晶体；蒸馏通常用于分离提纯沸点差别较大的互溶的混合物，自来水中含有一些难以挥发的无机盐类物质，可通过蒸馏的方法制取蒸馏水；互不相溶的两种液体因密度不同而分层，可用分液法分离。 9．某萜类化合物结构如图所示，一氯取代物共有(不含立体异构) A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 【答案】C 【分析】一个氯原子替代有机物中的一个氢原子后得到一氯代物，有机物中含几种氢原子，其一氯取代物就有多少种。确定氢原子的种类时需注意连在同一个碳原子上的氢原子等效，连在同一个碳原子上的甲基中的氢原子等效。 【详解】 结合该有机物的结构知，其中含7种氢原子：，则一氯取代物共有7种，故选C。 10、 某学习小组研究某烃的含氧衍生物A的研究过程如下：称取6.8 g有机物 A在足量氧气中充分燃烧，并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重3.6 g和17.6 g。A的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。下列关于有机物A的叙述错误的是 A. A的分子式为C8H8O2 B. 1 mol A分子中含有18 NA个σ键 C. A属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 D. 符合题中A分子结构的有机物的结构简式为 【答案】C 【解析】 【分析】浓硫酸增重为水的质量，碱石灰增重为​的质量，质谱图中最大质荷比等于A的相对分子质量，即，的物质的量为：，得，含；，得含；结合相对分子质量，中的物质的量为，因此A的分子式为，根据题干信息：只含一个苯环、苯环上只有一个取代基，红外光谱显示含苯环、、，核磁共振氢谱有4组峰（说明有4种等效氢），因此A为苯甲酸甲酯，结构简式为。 【详解】A．根据分析，A的分子式为C8H8O2，A正确； B．单键均为键，双键含1个键，中苯环含6个键+5个苯环键+苯环与羰基的键；羰基含1个键+1个键；醚键含1个键；甲基含3个键，总和为，因此含个键，B正确； C．分子式​，属于芳香族化合物（含苯环）且含羧基的同分异构体共4种：单取代：苯乙酸，1种；双取代：甲基和羧基在苯环上有邻、间、对3种位置异构； 总计种，C错误； D．根据分析，A为苯甲酸甲酯，结构简式为，D正确； 故选C。 11 使用红外光谱仪和质谱仪测定某实验制备的产品，两种仪器显示的图谱如图1和图2所示，该有机物产品分子结构中只含1种官能团。下列说法正确的是 A. 图1为核磁共振氢谱图，图2为红外光谱图 B. 该实验制备的原料可以是乙酸与乙醇 C. 该产品分子中的官能团为羧基 D. 该产品的核磁共振氢谱中峰面积之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A. 质谱图显示化合物的相对分子质量，红外光谱图显示化学键及官能团，核磁共振氢谱图显示有几种化学环境的氢原子，据此可知：图1为质谱图，图2为红外光谱图，故 A项错误； B. 由图1可知，该产物相对分子质量为88；由图2可知，该产品中至少含2个不等效的甲基，结合图2显示的及“该产品分子结构中只含1种官能团”等信息可知，该产物为，故制备该物质的原料可以是乙酸、乙醇，故B项正确； C. 中的官能团是酯基，故C项错误； D.根据分析可知，有三种化学环境的氢原子，其数目比为，故其核磁共振氢谱中峰面积之比为，故D项错误。 12、有机物X经元素分析仪测得含碳、氢、氧、氮4种元素，图1为红外光谱图，图2为质谱图，图3为核磁共振氢谱(峰面积比为1：1：2：2：3)，已知有机物X遇显紫色，下列关于有机物X的说法不正确的是( ) A．据图2信息，X的相对分子质量为151 B．X分子中苯环上的一氯代物有2种 C．1molX可与3molNaOH反应 D．质荷比为107的峰可能是： 【答案】C 【解析】有机物X含碳、氢、氧、氮4种元素。红外光谱图(图1)：显示有O-H(可能是酚羟基等)、C=O、C-N(含氮官能团相关)、苯环(特征吸收峰)等官能团的特征吸收。由图2可知，该有机物相对分子质量为151，由图3核磁共振氢谱(峰面积比为1:1:2:2:3)可知，该有机物分子中有五种等效氢原子，个数比为1:1:2:2:3，含有-CH3，X遇FeCl3显紫色，说明含有酚羟基。推知该有机物结构简式为或。A项，质谱图中最大质荷比就是相对分子质量，由图2可知，X的相对分子质量为151，A正确；B项，有机物X遇FeCl3显紫色，说明含酚羟基。结合红外光谱和核磁共振氢谱(峰面积比1:1:2:2:3)，可推出其结构，苯环上氢环境有2种，所以苯环上一氯代物有2种，B正确；C项，1mol X与NaOH反应时，酚羟基消耗1molNaOH，酰胺键水解消耗1molNaOH，共2mol，不是3mol，C错误；D项， 的式量为107，质荷比为107的峰可能是：，D正确；故选C。 13．将6.8g有机物X完全燃烧可生成3.6gH2O和8.96L(标准状况下)CO2。X的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。下列关于有机物X的叙述不正确的是 A．该有机物的分子式为 B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子 C．由以上信息可以推测A分子可能为含有酯基的芳香族化合物 D．X属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 【答案】D 【分析】 由质谱图可知，X的相对分子质量为136，n(X)=，3.6gH2O的物质的量n(H2O)= ，8.96L(标准状况)CO2的物质的量n(CO2)= ，则X中n(H)=2n(H2O)=0.4mol，n(C)=n(CO2)=0.4mol，m(H)=nM=0.4mol×1g/mol=0.4g，m(C)=0.4mol×12g/mol=4.8g，0.4g+4.8g＜6.8g，所以X中含有O元素，m(O)=6.8g-4.8g-0.4g=1.6g，n(O)= ，n(X)：n(C)：n(H)：n(O)=0.05mol：0.4mol：0.4mol：0.1mol=1：8：8：2，化合物X的分子式为C8H8O2，其核磁共振氢谱有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，说明X分子中含有4种H原子，苯环上有三种氢原子，个数分别为1、2、2，所以侧链中含有-CH3，结合红外光谱可知，分子中存在酯基，且存在结构，故有机物X的结构简式为，据此分析解答。 【详解】A．由质谱图可知，X的相对分子质量为136，分析可知n(C)：n(H)：n(O)=0.4mol：0.4mol：0.1mol=8：8：2，化合物X的分子式为C8H8O2，故A正确； B．X的核磁共振氢谱有4个峰，故含有H种类为4种，故B正确； C．由上述分析可知， X分子结构简式为，为含有酯基的芳香族化合物，故C正确； D．X属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有4种，分别为、、、，故D错误； 故答案选D。 14. 春节期间很多人喜欢相互发送祝福的话语或图片，一种“本宝宝福禄双全”的有机物曾被化学爱好者大量转发，其结构为  ，该有机物的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”称号且“双全”处于间位的有几种 A. 4种 B. 6种 C. 7种 D. 9种 【答案】C 【解析】 【详解】该物质的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”谐音且两个醛基位于苯环间位的有机物，同分异构体书写方法是先写出间位两个醛基的结构，固定F原子，氯原子在苯环上的连接方式数目为同分异构体数目，依次挪动F原子位置，连接氯原子得到同分异构体的数目。两个醛基位于苯环间位的有机物苯环上有三种氢原子位置可以连接F、Cl，，1号连接F，则Cl原子连接在2号和3号位置，存在2种同分异构体，F原子连接在2号，则Cl原子连接3、2、1号碳存在3种同分异构体，F原子连接3号位置，Cl原子连接2号、1号存在2种同分异构体，共存在7种同分异构体，故选C。 15．是N的同系物，相对分子质量比N大14，则N的可能结构的种数为 A．14 B．15 C．16 D．17 【答案】A 【详解】根据题意，则N的分子式为C9H10O，且N中含有-CHO及苯环，所以N的结构可能是：若苯环上只有1个取代基，则取代基为-CH2-CH2-CHO或-CH(CHO)-CH3，共2种同分异构体；若苯环上有2个取代基，是-CHO与-CH2-CH3、-CH2-CHO与-CH3，分别有邻间对三种，共6种同分异构体；若苯环上有3个取代基，是-CH3、-CH3、-CHO，属于AAB型，有6种同分异构体，所以同分异构体的数目共6+6+2=14种，故选A。 二、填空题 16．有机物A是常用的萃取剂，经元素分析测定，该有机物中碳、氢两种元素的质量分数为：碳，氢。使用现代分析仪器对A的分子结构进行测定，相关结果如图所示，回答下列问题： (1)根据图1，A的相对分子质量为__________。 (2)根据图1和图2(两组峰的面积之比为2：3)，A属于醚的结构简式是__________。 (3)有机物B是A的同分异构体。若B能与金属钠反应产生H2，原因是__________(从共价键的极性解释)。 (4)分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛的应用。 ①有机物甲的核磁共振氢谱有_________组峰。 ②对布洛芬进行分子修饰的目的是_________。 【答案】(1)74 (2)CH3CH2OCH2CH3 (3)O电负性大(O-H键中电子云偏向O)，O-H键极性大，易断裂 (4) 8 降低酸性；减小该药对胃，肠道的刺激；增强稳定性；改善药物吸收代谢等特性；改善剂型和给药途径；降低毒副作用；提高抗炎镇痛效果 【解析】(1)从质谱图看，该物质的最大质荷比为74，则相对分子质量为74； (2)红外知该物质中存在C—O和C—H，同时相对分子质量为74，则该物质化学式为C4H10O，物质中氢谱峰面积为2：3，则两种氢，所以结构为CH3CH2OCH2CH3； (3)B为A的同分异构体，化学式为C4H10O分子中没有不饱和度且能与Na产生H2，则该物质为C4H9OH醇类，由于O电负性大(O—H键中电子云偏向O)，O—H键极性大，易断裂； (4)①，氢谱中有8组峰； ②对布洛芬进行分子修饰的目的是降低酸性，减小该药对胃，肠道的刺激；增强稳定性；改善药物吸收代谢等特性；改善剂型和给药途径；降低毒副作用；提高抗炎镇痛效果。 17. 有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精，是我国批准使用的香料产品，其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 （1）蒸馏装置如图1所示，仪器a的名称是_______，图中虚线框内应选用右侧的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式。 （2）利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为_______。 ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为_______，分子式为_______。 步骤三：确定M的结构简式。 （3）用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。 M中官能团的名称为_______，M的结构简式为_______(填键线式)。 （4）写出两种含有酯基的M的同分异构体的结构简式：_______。 【答案】（1） ①. 蒸馏烧瓶 ②. 仪器y （2） ①. ②. 88 ③. （3） ①. 羟基、羰基 ②. （4）、、、 【解析】 【小问1详解】 仪器a的名称为蒸馏烧瓶；蒸馏时使用仪器y(直形冷凝管)，仪器x(球形冷凝管)一般用于冷凝回流装置中，故答案为：蒸馏烧瓶；仪器y； 【小问2详解】 ①计算该有机物中氧元素的质量分数：，分子内各元素原子的个数比：，即实验式为：，故答案为：； ②M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为，设分子式为，则，n=2，则分子式为，故答案为：88；； 【小问3详解】 根据核磁共振氢谱图中有4组峰，且峰面积之比为1∶3∶1∶3，说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子，且个数比为1∶3∶1∶3，结合红外光谱图所示含有C-H、H-O、C=O等化学键，其结构简式为，所含官能团为羟基、羰基，其键线式写作，故答案为：羟基、羰基；； 【小问4详解】 酯基为，含有酯基的M的同分异构体的结构简式为、、、，故答案为：、、、。 18．回答下列问题： (1)有机物A的结构简式为，若A的一种同分异构体只能由一种烯烃加氢得到，且该烯烃是一个高度对称的结构，存在顺反异构体。 a．写出符合上述条件的A的同分异构体的结构简式：___________。 b．写出对应烯烃的反式异构体的结构简式：___________。 (2)利用核磁共振技术测定有机物分子三维结构的研究获得了2002年诺贝尔化学奖。某研究小组为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验： ①将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成9.0gH2O和17.6gCO2，消耗氧气13.44L(标准状况下)，则该物质的实验式是___________。 ②使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下： ③根据图1、图2、图3(峰面积之比为2：3)推测：A的结构简式___________。 ④化合物A属于醇类的同分异构体有___________种，写出其中核磁共振氢谱有两组吸收峰的结构简式___________。 【答案】(1) (CH3)3C-CH2-CH2-C(CH3)3； ； (2) C4H10O； CH3CH2OCH2CH3； 4； 。 【详解】（1）a．A的分子式是C10H22，一种同分异构体只能由一种烯烃加氢得到，且该烯烃的分子式为C10H20，是一个高度对称的结构，存在顺反异构体，烯烃的结构简式为：(CH3)3C-CH=CH-C(CH3)3，则满足条件A的同分异构体的结构简式是：(CH3)3C-CH2-CH2-C(CH3)3； b．根据烯烃的结构简式可以写出反式异构体的结构为：。 （2）①由燃烧产物可以得到：n(H)=2n(H2O)=2=1mol，n(C)=n(CO 2)==0.4mol，所以，n(O)=2 n(CO 2)+n(H2O)-2n(O2)=0.8mol+0.5mol-2=0.1mol，，所以实验式为C4H10O。 ②由图1可以看出相对分子质量略大于70，分子式为C4H10O相对分子质量74，满足条件；由图2可以得到结构中含有烷基和醚键；由图3可以得到核磁共振氢谱有两种峰且峰面积之比为2∶3，所以氢原子种类有2种，个数比为2∶3。综合以上信息可以判断出有机物的结构简式为CH3CH2OCH2CH3； ④化合物A属于醇类的同分异构体有4种，分别为：、、、，其中核磁共振氢谱有两组吸收峰的结构简式为： 19．研究有机物的一般方法是先对有机物进行分离、提纯，然后采用现代仪器分析方法测定有机化合物的分子结构。 Ⅰ．实验小组甲设计提取橘精油(主要成分为柠檬烯，其键线式为，沸点为176.0℃)的实验流程如图所示。请按要求回答下列问题： (1)柠檬烯的分子式为______，官能团名称为______。 (2)下图所示装置中仪器a的名称是______。 (3)下列关于实验的说法正确的是______。 A．利用如上图所示装置对橘皮进行反复滴萃可提高柠檬烯的提取率 B．有机试剂X可选用苯，分液时有机层从下口放出 C．无水硫酸钠的作用是除去水 D．蒸馏获得柠檬烯时，蒸馏烧瓶中温度计的位置应该插入液面以下 Ⅱ．有机物X广泛分布于植物、动物和真菌体中，可用作还原剂、漂白剂、助染剂、调节剂、添加剂等。实验小组乙为了解有机物X的性质，对X的结构进行了如下实验： (4)采用李比希燃烧法，取0.9g有机物X充分燃烧，将产物依次通过装有浓硫酸、碱石灰的装置，充分吸收后，测得两装置分别增重0.18g和0.88g。计算可知有机物X的最简式是______。 (5)对其进行质谱分析，得下图可知有机物X的分子式是______。 (6)对其进行红外光谱分析得下左图，氢核磁共振检测得下右图，有机物X的结构简式为______。 【答案】 (1)C10H16 碳碳双键 (2)球形冷凝管 (3)AC (4)CHO2 (5) C2H2O4 (6)HOOCOOH 【解析】由题给流程可知，向碎橘皮中加入水和乙醇用提取器滴萃取提取得到提取液，向提取液中加入有机萃取剂萃取、分液得到有机相，向有机相中加入无水硫酸钠除去有机层中的水后，蒸馏得到橘皮精油。 (1)根据柠檬烯的结构，可知分子式为C10H16，官能团名称为碳碳双键； (2)仪器a的名称是球形冷凝管； (3)A．由萃取规律可知，理由如图装置，对橘皮进行反复多次萃取可以获得更多的橘皮精油，有利于提高橘皮精油提取率，故A正确；B．苯可以做萃取橘皮精油的萃取剂，且分液时下层溶液从下口流出，上层溶液应从上口倒出，苯密度小于水，应该从上口倒出，故B错误；C．由分析可知，加入无水硫酸钠的目的是除去有机层中的水，干燥有机相，故C正确；D．蒸馏获得柠檬烯时，蒸馏烧瓶中温度计的位置应该在支管口处，故D错误；故选AC； (4)得水质量0.18g和二氧化碳质量为0.88g，则n(H)=2n(H2O)=，n(C)=n(CO2)=，0.9gA中m(O)=0.9g-0.02mol×1g/mol-0.02mol×12g/mol=0.64g，n(O)=，C、H、O个数比为0.02:0.02:0.04=1：1：2，A的最简式是CHO2； (5)由质谱图可知，有机物A的相对分子质量为90，分子式为：(CHO2)n，，A的分子式为C2H2O4； (6)红外光谱分可知分子中含-OH、C=O、C-C键，氢谱可知只有一种等效氢，说明高度对称，有机物X的结构简式为HOOCOOH。 1 学科网（北京）股份有限公司 $