专题1有机化学的发展及研究思路综合练习（含解析）高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修3

专题1有机化学的发展及研究思路综合练习
单选题
1. 将与样品分别送入以下仪器进行分析，能得到相同结果的是( )
元素分析仪 质谱仪 红外光谱仪 核磁共振仪
A. B. C. D.
2. 下列有机物的核磁共振氢谱中只出现两组峰且峰面积之比为的是( )
A. B. C. D.
3. 标准状况下的某气态烷烃和分子中只有一个碳碳双键的某气态烯烃的混合物在时完全燃烧后，将反应产生的气体缓慢通过浓硫酸，浓硫酸增重，剩余气体通过碱石灰，碱石灰增重。另再取标准状况下的该混合气体，将它通入过量的溴水中，溴水增重。下列说法不正确的是( )
A. 混合气体中一定含有甲烷 B. 混合气体中的烯烃为丁烯
C. 混合气体中的烯烃存在同分异构体 D. 混合气体中烷烃与烯烃的体积比为：
4. 某有机化合物的结构图，球棍模型图及核磁共振氢谱图图如下：
下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A. 该有机物分子中不同化学环境的氢原子有种
B. 该有机物属于芳香族化合物
C. 代表的基团为
D. 该有机物在一定条件下能完全燃烧生成和
5. 为提纯下列物质括号中为杂质，所选除杂试剂和分离方法均正确的是( )
选项 被提纯的物质杂质 除杂试剂 分离方法
溶液 过滤
氨水 过滤
酸性高锰酸钾溶液 洗气
水 重结晶
A. B. C. D.
6. 某小组在实验室研究一种有机物，按顺序采取以下步骤确定其结构，采用的方法不正确的是( )
A. 利用沸点不同蒸馏提纯该有机物
B. 利用燃烧法确定该有机物的实验式为
C. 利用质谱图确定该有机物的相对分子质量为
D. 利用红外光谱图确定该有机物分子中某种化学键的个数
7. 下列说法不正确的是( )
A. 向溶液中滴加氨水至深蓝色溶液，再向深蓝色溶液中加入乙醇，有晶体析出
B. 计可用于酸碱中和滴定终点的判断
C. 用红外光谱仪可区别与
D. 通过晶体的射线衍射实验可以确定键长、键角和键能
8. 下列化学用语或图示表达不正确的是( )
A. 图甲的结构示意图 B. 图乙甲基丁烷的结构模型
C. 图丙乙醇的核磁共振氢谱 D. 图丁基态的轨道表示式
9. 有机物是一种重要的有机合成中间体。为研究的组成与结构，进行了如下实验：
有机物的质谱图如下所示。
将在足量中充分燃烧，并将其产物依次通过足量的无水和浓溶液，发现无水增重，浓溶液增重。
经红外光谱测定，有机物分子中含有醛基；有机物的核磁共振氢谱图上有组吸收峰，且峰面积之比为：。
下列有关说法中，正确的是( )
A. 该有机物的分子式为
B. 该有机物的相对分子质量为
C. 该有机物的结构简式为
D. 与官能团种类、数量完全相同的的同分异构体有种
10. 下列反应属于取代反应的是( )



A. B. C. D.
11. 年月日科学杂志发表了中国科学家的原创性重大突破首次在实验室实现到淀粉的合成。其合成路线如图所示：
下列说法错误的是( )
A. 反应是加成反应 B. 该成果有利于解决粮食危机
C. 该成果有利于“碳中和”目标的实现 D. 合成淀粉过程中会发生聚合反应
12. 法国化学家肖万、美国化学家格拉布斯和施罗克在有机化学领域研究中作出了重要贡献，其研究成果可以简单描述为如下的反应(R1~R8为H–、CH3–、C2H5–……等)。
上述反应类似于无机反应中的（ ）
A. 置换反应 B. 分解反应 C. 化合反应 D. 复分解反应
13. 甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是( )
A. 利用金属钠或金属钾 B. 利用质谱法 C. 利用红外光谱法 D. 利用核磁共振氢谱法
14. 科学家用同位素示踪法进行反应机理研究，下列反应或转化中同位素示踪最正确的是( )
A.
B.
C.
D.
15. 如图为氟利昂破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是( )
A. 过程中断裂极性键键
B. 过程Ⅲ中是吸热过程
C. 过程Ⅱ可表示为
D. 上述过程说明氟利昂中氯原子起到破坏的催化作用
二、实验题
16. 某研究性学习小组为了解有机物的性质，对的结构进行了如下实验。
实验一：通过质谱分析仪分析得知有机物的相对分子质量为。
实验二：红外光谱分析：图中不同吸收峰峰谷代表不同基团，图中有机物中含氧官能团名称为____和____。
实验三：取有机物完全燃烧后，测得生成物为和，有机物的分子式为____。
实验四：经核磁共振检测发现图中有机物的谱图中原子峰值比为____。
根据以上实验回答下列问题：
有机物的结构简式为____。
有机物在一定条件下可以发生的反应有____填字母。
消去反应 取代反应 氧化反应 加聚反应
有机物在浓硫酸作用下可生成多种产物。其中一种产物的分子式为，能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，则的结构简式为____。
17. 某同学为确定某分子式为的液态有机物的结构，准备按下列程序进行：
查阅资料。已知：一个碳原子上连两个羟基的物质不稳定。
预测。若分子中不存在过氧键，则的结构简式可能是：_____。
设计实验方案验证的结构。取一定量与足量钠反应，通过测定生成氢气的体积来确定分子中能与金属钠反应的氢原子数目，进而确定的结构。若取与足量金属钠反应，测得在标准状况下生成，对应的名称为：_____。
根据实验方案讲行实验。
选取如图仪器胶管和固定装置略去，必要试剂自选，接口连接顺序为：_____。
如何检验整套装置气密性_____。
请指出能使实验比较安全、准确进行的关键实验步骤_____至少指出两个关键步骤。
三、简答题
18. 完成下列问题。
根据核磁共振氢谱图可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如：乙醚的结构式为，其核磁共振氢谱中有个信号如下图。
下列分子中，其核磁共振氢谱中只有一种峰信号的物质是_______填字母。
A.B.D.
化合物和的分子式都是，的核磁共振氢谱如下图所示，则的结构简式为_______，请预测的核磁共振氢谱上有_______个峰信号。
用核磁共振氢谱的方法来研究的结构，请简要说明根据核磁共振氢谱的结果来确定分子结构的方法是_______。
有机物常用于食品行业。已知在足量中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重和，经检验剩余气体为。
分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是_______，则的分子式是_______。
能与溶液发生反应，一定含有的官能团名称是_______。
分子的核磁共振氢谱有个峰，峰面积之比是，则的结构简式是_______。
与足量反应，在标准状况下产生的体积是_______。
19. 按要求填写：
化合物是汽油燃烧抗震性能的参照物，它的结构简式如图，按系统命名，它的名称是_______。核磁共振仪测出其核磁共振氢谱面积之比为________。
的同分异构体中，属于醇类且含有“手性碳原子”注：连有四个不同原子或基团的碳原子的结构简式为_______。
“温室效应”是全球关注的环境问题之一。是目前大气中含量最高的一种温室气体，因此，控制和治理是解决温室效应的有效途径，其中将转化成有机物实现碳循环是减少的一种方法。
和反应生成和水，反应如下：
若与以：混合完全反应生成的式量为，则的结构简式为______。
在一定条件下发生下列反应：
其中原子利用率最高的是_______填序号。
答案和解析
1.【答案】
【解析】元素分析仪用来确定元素种类；质谱仪有不同的碎片峰，还可以用来确定相对分子质量；红外光谱仪用来确定化学键或官能团；核磁共振仪用来确定氢原子的种类和数目；题目中与具有相同的元素种类，尽管相对分子质量相同，但是碎片峰不同，另外化学键或官能团以及氢原子的种类和数目也各不相同；
故选A。
2.【答案】
【解析】A.该物质有三种氢原子，峰面积之比为，项错误；
B.该物质有两种氢原子，峰面积之比为，项错误；
C.该物质有两种氢原子，峰面积之比为，项错误；
D.该物质有两种氢原子，峰面积之比为，项正确；
故选D。
3.【答案】
【解析】标准状况下该混合气体的物质的量为，在时完全燃烧产生水蒸气和二氧化碳，浓硫酸增加的质量即产生水的质量，，则混合烃中含有氢原子；碱石灰增加的质量即产生二氧化碳的质量，，则混合烃中含有碳原子；混合烃的总质量为，所以混合烃的平均摩尔质量为，摩尔质量小于的烃只有甲烷，则混合气体中一定含有甲烷；将混合气体通入溴水，溴水增加的质量为烯烃的质量，则可得，所以，，结合可得该烯烃的摩尔质量为，设烯烃的分子式为，则有，所以该烯烃为，结构简式为。
A.由分析可知混合烃中的烷烃为，烯烃为丙烯，A正确；
B.由分析可知混合烃中的烯烃为丙烯，B错误；
C.环丙烷与丙烯互为同分异构体，分子式均为，C正确；
D.根据分析可知混合烃中，，同温同压下气体体积之比等于物质的量之比，烷烃与烯烃的体积比为，D正确；
故选B。
4.【答案】
【解析】A.由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中有种不同化学环境的氢原子，A错误；
B.由题给信息可看出，该物质中无苯环，不属于芳香族化合物，B错误；
C.由题给结构和球棍模型对照可知为，C错误；
D.该化合物只含有碳、氢、氧三种元素，一定条件下可完全燃烧生成和，D正确；
故选D。
5.【答案】
【解析】A.铁离子易水解，加入适量后过滤，调节，可促进铁离子的水解生成氢氧化铁沉淀而除去，达到除杂的目的，选项A正确；
B.氨水中一水合氨属于弱碱，氢氧化镁和氢氧化铝均不能被溶解，选项B错误；
C.可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，使乙烷中引入新的杂质，选项C错误；
D.和都易溶于水，两者混合会发生双水解，不能利用重结晶的方法分离提纯混合物，选项D错误；
答案选A。
6.【答案】
【解析】A.有机物往往易挥发，沸点低，且有机物间沸点相差较大，可利用沸点不同蒸馏提纯该有机物，A正确；
B.利用燃烧法，可确定该有机物含有的元素种类及生成物的物质的量之比，进而确定其实验式，B正确；
C.利用质谱图可确定该有机物的结构片断的相对分子质量，其中的最大数值就是该有机物的相对分子质量，C正确；
D.利用红外光谱图可确定该有机物分子中含有的化学键类型，可确定有机物的结构，但不能确定某种化学键的个数，不正确；
故选D。
7.【答案】
【解析】A.向溶液中滴加氨水至深蓝色溶液，得到溶液，向深蓝色透明溶液加入乙醇，由于乙醇能降低的溶解度，会析出深蓝色的晶体，故A正确；
B.在酸碱中和滴定过程中，滴定终点判断的主要依据是溶液的值变化，计是一种精确测量溶液的仪器，故计可用于酸碱中和滴定终点的判断，故B正确；
C.与的官能团不同，用红外光谱仪可区别与，故C正确；
D.键长、键角决定分子的空间结构，通过晶体的射线衍射实验可以确定键长、键角，射线衍射实验不能确定键能，故D错误；
故选D。
8.【答案】
【解析】A.是得到一个电子，最外层有个电子，故A正确；
B.图乙主链上有四个碳原子，侧链有一个甲基，根据系统命名法可知为甲基丁烷的结构模型，故B正确；
C.乙醇有三种不同化学环境的，核磁共振氢谱应有三个峰，故C错误；
D.基态的电子排布式为，轨道上每个轨道均有一个电子，故D正确；
故选C。
9.【答案】
【解析】A.无水增重，说明燃烧生成的水是，，，浓溶液增重，说明生成的是，，，剩余的是氧元素的质量，，，则该分子中碳、氢、氧原子的个数比是，则有机物的实验式是，由质谱图可知的相对分子质量是，则的分子式是，A错误；
B.质谱图中质荷比最大值即为相对分子质量，由质谱图可知有机物的相对分子质量是，B错误；
C.有机物中含有醛基；有机物的核磁共振氢谱图上有个吸收峰，则分子中含有两种氢原子，又因为分子式是，且两种氢原子之比是，所以的结构简式为，C错误；
D.有机物含有两个醛基，还有三个碳原子，符合条件的同分异构体为、、共种，D正确；
答案选D。
10.【答案】
【解析】取代反应的定义是有机物中的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应，它的特点是“有上有下”，据此可以判断：
是的氢原子被氯原子替换的反应，有上有下是取代反应，符合题意；
是烯烃的加成反应，只上不下，不符合题意；
是氧化反应不是取代反应，不符合题意；
是饱和碳原子上的氢被替换的反应，有上有下，是取代反应，符合题意；
是苯环上的氢被溴原子替换的反应，有上有下，是取代反应，符合题意；
上的溴原子被羟基取代，有上有下，是取代反应，符合题意；
所以答案为。
11.【答案】
【解析】A.和两物质中碳氧原子个数比不同，故还至少有一种产物，则反应不是加成反应，项错误；
B.该成果可将无机物质转化为人类所需的营养物质供人类食用，项正确；
C.该成果可减少向大气中排放的量，有利于“碳中和”目标的实现，项正确；
D.淀粉是高分子化合物，小分子制备高分子的过程中会发生聚合反应，项正确；
故选：。
12.【答案】D
【解析】由方程式可知，反应前的两种化合物分别为C元素与R1、R2、R3、R4，C元素与R5、R6、R7、R8组成，反应后的两种化合物的组成分别为C元素与R1、R2、R3、R8，C元素与R5、R6、R7、R4，反应前后R4与R8相互交换，此反应为两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，类似于复分解反应，故选D。
13.【答案】
【解析】和的最大质荷比相同，均为，项符合题意。
14.【答案】
【解析】项，过氧化钠与水反应的实质是过氧根离子结合水提供的氢离子生成过氧化氢，同时生成氢氧化钠，过氧化氢在碱性条件下不稳定，分解为水和氧气，因此同时在水中和氧气中，不出现在氢氧化钠中，错误；
项，反应中中元素化合价降低，中元素化合价升高，化合价升降相等，高锰酸钾将过氧根离子氧化为氧气，全部在氧气中，正确；
项，乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯时，乙醇羟基上氢、氧原子之间的化学键断裂，乙酸分子中羟基和碳原子之间的化学键断裂，因此乙醇中的示踪原子应在生成物乙酸乙酯中，错误；
项，硝酸铵分解生成氮气、硝酸和水，氮气分子中的氮原子部分来自铵根离子，部分来自硝酸根离子，硝酸中的硝酸根离子来自硝酸铵中的硝酸根离子，所以示踪原子应出现在氮气和硝酸中，错误。
15.【答案】
【解析】项，据图可知过程中生成和氯原子，不同元素形成的共价键为极性键，因此过程中断裂极性键键，正确；项，成键释放能量，因此是放热过程，错误；项，据图可知过程Ⅱ中氯原子与臭氧反应生成氧气和一氧化氯，可以表示为，正确；项，过程Ⅱ中氯原子反应生成一氧化氯，过程Ⅲ中一氧化氯和氧原子反应又生成了氯原子，说明氟利昂中氯原子是破坏的催化剂，正确。
16.【答案】实验二：羟基；羧基
实验三：；
实验四：

【解析】实验二：由图可知，中含氧官能团名称为羟基和羧基，故答案为：羟基、羧基；
实验三：的相对分子质量为，则有机物的物质的量，完全燃烧后，，，则，，即含、，所以有机物分子中碳原子个数是，氢原子个数是，相对分子质量是，所以氧原子个数，即分子式为，故答案为：；
实验四：由图可知，经核磁共振检测发现有机物的谱图中原子峰值比为，故答案为：；
综上所述，的分子式为、含和，分子里有四种不同的氢原子，且数目比为为，则的结构简式为 ；
．中含且与相连的邻位上有，可以发生消去反应，故正确；
中含和，能发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，故正确；
与相连的上有，可以发生催化氧化，还可以燃烧，二者均属于氧化反应，故正确；
不含碳碳双键、碳碳三键等能发生加聚反应的结构，故A不能发生加聚反应，故错误；
故答案为：；
的分子式为，能和溴发生加成反应，是在浓硫酸作用下发生消去反应生成的产物，即的结构简式为，故答案为：。
17.【答案】、
乙二醇
、、、、、
连接好仪器，关闭分液漏斗活塞，在量筒水槽中加水至浸没导管口，微热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管内有一段水柱产生，说明气密性良好
检查实验装置的气密性；加入稍过量的金属钠；从漏斗中缓慢滴加；待实验装置冷却后再读数；上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平；视线与凹液面的最低点水平，读取量筒中水的体积

【解析】是饱和有机物，说明结构中不存在不饱和结构，可能含有醚键或羟基，根据结合题示数据计算判断的结构；根据装置图，是利用排水量气法测量与钠反应生成的氢气，结合实验的注意事项分析解答。
有机物是饱和有机物，可能含有醚键或羟基，分子中不存在过氧键，且一个碳原子上连两个羟基的物质不稳定，故其结构可能为或，故答案为：、；
有机物的，标准状况下生成，氢气的物质的量为，根据，说明分子中含有个羟基，则为，名称为乙二醇；
根据图示，第一个装置为乙二醇与钠生成氢气的反应装置，第二个装置与量筒组装成排水量气装置，各仪器接口的连接顺序为、、、、、，故答案为：、、、、、；
检验整套装置气密性的方法为：连接好仪器，关闭分液漏斗活塞，在量筒水槽中加水至浸没导管口，微热烧瓶或用双手捂住烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热或松开双手，导管内有一段水柱产生，说明气密性良好；
安全、准确进行本实验的关键步骤有：检查实验装置的气密性；加入稍过量的金属钠；从漏斗中缓慢滴加；待实验装置冷却后再读数；上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平；视线与凹液面的最低点水平，读取量筒中水的体积。
18.【答案】
；
核磁共振氢谱中有个吸收峰的是，有个吸收峰的是
；
羧基

【解析】核磁共振氢谱中只有一种峰，说明该分子中的原子都是等效的，只有种原子，
A.中个原子都是等效的，核磁共振氢谱中只有一种峰，故A选；
B.中甲基中的原子与羧基中的原子所处化学环境不同，有种原子，核磁共振氢谱中有个峰，故B不选；
C.中甲基所处化学环境不同，甲基原子不同，有种原子，核磁共振氢谱中有个峰，故C不选；
D.中个甲基连在同一个羰基上，个原子都是等效的，核磁共振氢谱中只有一种峰，故D选；
故选AD；
由的核磁共振氢谱可知，分子中只有一种原子，分子中个原子连接不同的碳原子，故A的结构简式为，与互为同分异构体，分子中个原子连接在同一碳原子上，为，分子中有种原子，故核磁共振氢谱图有个峰；
通过其核磁共振氢谱中的峰信号可以判断有个信号时，分子结构为；个信号时，分子结构为；
由分子的质谱图，可知的相对分子质量为，的物质的量为，燃烧生成二氧化碳为，生成水为，则个有机物分子中、，则分子中 ，故有机物的分子式为；
能与溶液发生反应，一定含有羧基；
有机物的分子式为，含有羧基，分子的核磁共振氢谱有个吸收峰，说明含有种原子，峰面积之比是，则种原子数目为、、、，则的结构简式为：；
含羟基和羧基，与足量反应，共产生，在标况下的体积为
。
19.【答案】，，三甲基戊烷；
；

【解析】化合物中主链含有个原子，号原子上有个甲基，号原子上有个甲基，其名称为，，三甲基戊烷；化合物中含有种不同环境的原子，其个数比为，故其核磁共振氢谱面积之比为；
的同分异构体中，属于醇类的有：、 、 、 ，其中含有手性碳原子的结构简式为 ；
若与以：混合完全反应，生成的式量为，由质量守恒定律可知，生成水分子的数目为，根据原子守恒定律可知，的分子式为，则的结构简式为；
反应为化合反应，所有原子都变为产物，其原子利用率最高，答案选。