第一章有机化合物的结构特点与研究方法测试卷(含解析)高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3

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名称 第一章有机化合物的结构特点与研究方法测试卷(含解析)高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-23 09:34:14

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第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》测试卷
一、单选题
1.下列反应中,属于加成反应的是
A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B.乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯
C.乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷 D.甲烷与氯气在光照条件下反应
2.分子式为C4H8Cl2,且不考虑立体异构,下列说法正确的是
A.分子中不含甲基的同分异构体共有2种
B.分子中含有一个甲基的同分异构体共有3种
C.分子中含有两个甲基的同分异构体共有4种
D.同分异构体共有5种
3.2021年诺贝尔化学奖授予本杰明。李斯特、大卫·麦克米兰,以表彰在“不对称有机催化的发展”中的贡献,用脯氨酸催化合成酮醛反应如图:
下列说法错误的是
A.c可发生消去反应形成双键
B.该反应原子利用率100%
C.脯氨酸与互为同分异构体
D.a、b、c均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
4.将有机物完全燃烧,生成CO2和H2O。将12.4 g该有机物的完全燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸增重10.8 g,再通过碱石灰,碱石灰又增重了17.6 g。下列说法不正确的是
A.该有机物的最简式为CH3O
B.该有机物的分子式可能为CH3O
C.该有机物的分子式一定为C2H6O2
D.该有机物核磁共振氢谱中可能有两个吸收峰
5.苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是
A.是苯的同系物
B.分子中最多8个碳原子共平面
C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)
D.分子中含有4个碳碳双键
6.下列生产和生活常见用品的主要成分不属于有机物的是
A.蔗糖() B.尿素[] C.乙醇() D.纯碱()
7.下列化合物的类别与所含官能团都正确的是
选项 物质 类别 官能团
A 酚类 -OH
B CH3CH2CH2COOH 羧酸
C 醛类 -CHO
D CH3-O-CH3 醚类
A.A B.B C.C D.D
8.德国科学家Benjamin List获得2021年诺贝尔化学奖,他通过实验发现了脯氨酸可以催化羟醛缩合反应,其机理如下图所示。下列说法错误的是
A.有机物①能够降低反应的活化能
B.反应中涉及的氢离子均符合2电子稳定结构
C.反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
D.有机物⑥中含有2个手性碳原子
9.某有机物的结构如图所示,关于该有机物下列说法正确的是
A.分子与足量溶液完全反应后生成的钠盐只有1种
B.分子完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为2个
C.分子中所有碳原子可能共平面
D.分子可以在醇溶液加热条件下发生消去反应
10.某有机化合物9.0 g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧,将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重9.0 g,碱石灰增重17.6 g,下列说法不正确的是
A.该有机化合物中一定含有氧元素
B.该有机化合物的分子式为C4H10O2
C.不能确定该有机化合物的分子式
D.该有机化合物分子中碳原子数和氢原子数之比一定是2∶5
11.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是
A.CH3CH=CH2 B.CH3-C≡CH C.CH3CH2OH D.CH≡CH
12.阿魏酸甲酯有抗肿瘤活性,其结构简式如下图,有关阿魏酸甲酯的说法正确的是
A.所有原子可能处于同一平面
B.分子中的含三种官能团
C.能发生加聚、水解和氧化反应
D.阿魏酸甲酯最多可与加成
二、填空题
13.(1)键线式表示的物质的分子式为___________。
(2)中含有的官能团的名称为___________。
(3)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物,试书写它的结构简式:___________。
(4)某芳香烃的结构为,它的分子式为___________,一氯代物有种___________。
(5)分子式为的某烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烃的结构简式为___________,若分子式为的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为___________。
14.巴豆酸甲酯()常用于有机合成和配制香料等。其同分异构体中符合下列条件的有________种(考虑顺反异构)。
①能使酸性高锰酸钾溶液褪色;②该同分异构体分别与足量的Na或溶液反应生成气体的物质的量相等。
15.塑料、合成橡胶和合成纤维都是聚合物,这些物质都是人工合成的,目前人们已经合成出6万种以上的聚合物。塑料制品是我们生活中接触最多的聚合物之一。请查阅资料或根据生活经验,指出日常生活中常见的塑料制品,并说明它们的使用对人类生活质量和生存环境的影响_________。
16.回答下列问题:
(1)某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2。该烷烃的名称是__。该烷烃可用不饱和烃与足量氢气反应得到。
(2)若不饱和烃为烯烃A,则烯烃的结构简式可能有__种。
(3)若不饱和烃为炔烃B,则炔烃的结构简式可能有__种。
(4)有一种烷烃C与上述烷烃是同分异构体,它却不能由任何烯烃催化加氢得到。则C的结构简式为__。
17.化合物VI()有多种同分异构体,其中含结构的有_______种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为_______。
18.满足以下条件的(A)的同分异构体共有________种。
①能与溶液发生显色反应;②能使酸性高锰酸钾溶液褪色;③环上连有三个侧链,且含氧原子的不含碳原子,含碳原子的不含氧原子。
写出其中一种核磁共振氢谱峰面积之比为1:2:2:9的同分异构体的结构简式:________________________。
19.H是G()的同系物,其碳原子数比G少4个,则H可能的结构有_______种(不考虑立体异构),其中在链端的结构简式为_______。
20.C()的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有___________种。
21.写出同时符合下列条件的化合物F()的同分异构体的结构简式_______。
①1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有键。
②分子中含一个环,其成环原子数。
22.某芳香烃A的质谱图如图所示:
(1)A的名称为___________。
(2)A的一氯代物共有___________种。
(3)A分子中最多有___________个原子共平面。
(4)已知9.2gA在足量中充分燃烧,混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重___________g、___________g。
(5)A分子的核磁共振氢谱有___________组峰,峰面积之比为___________。
参考答案:
1.C
【分析】加成反应是有机物发生化学反应生成唯一产物的反应类型,常见于具有不饱和键的有机物中,据此回答问题。
【详解】A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水,产物不唯一,属于氧化反应,选项A错误;
B.乙醇与乙酸发生取代反应制备乙酸乙酯,属于取代反应或酯化反应,选项B错误;
C.乙烯与溴反应生成1,2—二溴乙烷,产物唯一,发生加成反应,选项C正确;
D.甲烷与氯气反应生成一氯甲烷等卤代烃和氯化氢,产物不唯一,属于取代反应,选项D错误。
答案选C。
2.C
【详解】A.C4H8Cl2分子中不含甲基的同分异构体为,只有1种,A错误;
B.分子中含有一个甲基的同分异构体有、、、,共有4种,B错误;
C.分子中含有两个甲基的同分异构体有、、、,共有4种,C正确;
D.综合分析前三个选项可知,C4H8Cl2的同分异构体共有9种,D错误;
故选C。
3.D
【详解】A.c中连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上含有氢原子,所以c能发生消去反应,A正确;
B.该反应为加成反应,只有c生成,该反应原子利用率为100%,B正确;
C.脯氨酸的不饱和度是2,的不饱和度是2,两者的分子式相同结构式不同,互为同分异构体,C正确;
D.-CHO、-CH(OH)-能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以b、c能使酸性高锰酸钾溶液褪色,a和酸性高锰酸钾溶液不反应,D错误;
答案选D。
4.B
【分析】浓硫酸增重的为水的质量,碱石灰增重的为二氧化碳的质量,根据n=计算出水、二氧化碳的物质的量,再根据质量守恒确定含有氧元素的质量及物质的量;根据C、H、O元素的物质的量之比得出该有机物达到最简式,根据有机物结构与性质及核磁共振氢谱的知识对各选项进行判断。
【详解】有机物完全燃烧,生成CO2和H2O。将12.4 g该有机物的完全燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸增重10.8 g,增加质量为水的质量,m(H2O)=10.8 g,n(H2O)=,n(H)=2n(H2O)=2×0.6 mol=1.2 mol,m(H)=1.2 g;再通过碱石灰,碱石灰增重17.6 g为CO2的质量,n(CO2)=,m(C)=0.4 mol×12 g/mol=4.8 g,m(C)+m(H)= 1.2 g +4.8 g =6 g<12.4 g,则m(O)=2.4 g-6 g=6.4 g,n(O)=,n(C):n(H):n(O)=0.4 mol:1.2 mol:0.4 mol=1:3:1,所以物质中N(C):N(H):N(O)=1:3:1,故该有机物的最简式为CH3O。
A.根据分析可知,该有机物的最简式为CH3O,A正确;
B.该有机物分子中只含有C、H、O三种元素,H原子数只能为偶数,其分子式不可能为CH3O,B错误;
C.设该有机物分子式为(CH3O)n,当n=2时,得到的分子式C2H6O2中H原子已经达到饱和,所以该有机物分子式为C2H6O2,C正确;
D.若该有机物为乙二醇,乙二醇的分子中含有两种等效H,则其核磁共振氢谱有两个吸收峰,D正确;
故合理选项是B。
5.B
【详解】A.苯的同系物必须是只含有1个苯环,侧链为烷烃基的同类芳香烃,由结构简式可知,苯并降冰片烯的侧链不是烷烃基,不属于苯的同系物,故A错误;
B.由结构简式可知,苯并降冰片烯分子中苯环上的6个碳原子和连在苯环上的2个碳原子共平面,共有8个碳原子,故B正确;
C.由结构简式可知,苯并降冰片烯分子的结构上下对称,分子中含有5类氢原子,则一氯代物有5种,故C错误;
D.苯环不是单双键交替的结构,由结构简式可知,苯并降冰片烯分子中只含有1个碳碳双键,故D错误;
故选B。
6.D
【详解】A.蔗糖()是含有碳元素的化合物,属于有机物,故A错误;
B.尿素[]是含有碳元素的化合物,属于有机物,故B错误;
C.乙醇()是含有碳元素的化合物,属于有机物,故C错误;
D.纯碱(是含有碳元素的化合物,性质与无机物相似,为无机物,不属于有机物,故D正确;
故选:D。
7.D
【详解】A.含有醇羟基,属于醇类,A错误;
B.含有羧基,官能团是-COOH,属于羧酸,B错误;
C.含有酯基,官能团是-COO-,属于酯类,C错误;
D.含有醚键,属于醚类,D正确。
答案选D。
8.B
【详解】A.由图可知,有机物①是第一个反应的反应物,是最后一个反应的生成物,所以是该反应的催化剂,能降低反应所需活化能,故A正确;
B.H+离子中不含有电子,不符合2电子稳定结构,故B错误;
C.反应中,有机物①生成③,有极性键N—H、C=O极性键的断裂,C=N极性键的形成;有机物③生成有机物④的过程中有C=C非极性键的形成,有机物④生成⑥的过程中,有C=C键的断裂,所以反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成,故C正确;
D.由结构简式可知,有机物⑥中连接醇羟基、羧基的两个碳原子为手性碳原子,所以分子中含有2个手性碳原子,故D正确;
故选B。
9.A
【详解】A.分子中含有1个酰胺基,分子与足量NaOH溶液完全反应后生成和碳酸钠溶液,钠盐只有破酸钠这1种,A正确;
B.分子完全水解后所得有机物分子中手性破原子数目为1个,如图所示,B错误;
C.苯分子是平面结构、醛基是平面结构、碳碳单键是四面体结构,饱和碳原子及其相连的原子最多三个共面,则分子中所有碳原子不可能共平面,C错误;
D.含醇羟基的有机物发生消去反应的条件为:浓硫酸、加热,D错误;
答案选A。
10.C
【详解】浓硫酸增重9.0 g,碱石灰增重17.6 g,即生成水的质量是9.0 g,二氧化碳质量是17.6 g,根据原子守恒:n(C)=n(CO2)=17.6g÷44g/mol=0.4mol,n(H)=2n(H2O)==2×0.5mol=1mol,则分子式n(O)==0.2mol,则分子中C、H、O原子数目之比为0.4mol:1mol:0.2mol=2:5:1,该有机物的最简式为C2H5O,分子式表示为(C2H5O)n,由于H原子为偶数,则n为偶数,且5n≤2×2n+2,即n≤2,故n=2,则有机物分子式为C4H10O2,综上分析可知,A、B、D正确,C错误,故选C。
11.B
【详解】A.CH3CH=CH2中双键碳为sp2、单键碳为sp3,故不选A;
B.CH3-C≡CH中三键碳为sp、单键碳为sp3,故选B;
C.CH3CH2OH中碳原子均为sp3杂化,故不选C;
D.CH≡CH中碳原子只有sp杂化,故不选D;
选B。
12.C
【详解】A.分子结构中含有甲基,甲基为四面体结构,分子中所有原子不可能位于同一平面上,故A错误;
B.分子中的含有醚键、羟基、酯基和碳碳双键四种官能团,故B错误;
C.含有酯基,能够发生水解反应,含有碳碳双键,能够发生加聚反应,含有酚羟基,能够发生氧化反应,故C正确;
D.苯环和碳碳双键能够与氢气发生加成反应,酯基不能与氢气加成,阿魏酸甲酯最多可与加成,故D错误;
故选C。
13. 羟基、酯基 4
【详解】(1)由键线式可知,该物质属于饱和烃,分子中含有6个碳原子,分子式为。
(2)中含有的官能团的名称为羟基、酯基。
(3)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物,则该有机化合物分子中只含1种化学环境的氢原子,该烃的结构简式为。
(4)芳香烃的结构简式是,则其分子式是。该有机化合物的结构对称,分子中有4种化学环境的氢原子,所以其一氯代物有4种。
(5)根据乙烯是平面形分子,,可看作乙烯中的四个氢原子被甲基取代,所以分子式为,所有碳原子都在同一平面上的烃的结构简式为;乙炔是直线形分子,,可看作甲基取代乙炔分子中的氢原子,所以分子式为,所有的碳原子都在同一条直线上的烃的结构简式是。
14.11
【详解】巴豆酸甲酯的结构简式为。1 mol该同分异构体分别与足量的Na或溶液反应生成气体的物质的量相等,则含有。巴豆酸甲酯的同分异构体能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则含有。【“定—动—法”判断同分异构体数目】
共11种。
15.日常生活中常见的塑料制品有方便袋、保鲜膜、泡沫、橡胶轮胎等,它们的使用极大的提高了人类生活质量,同时也造成白色污染,产生了严重的环境问题,要增强环保意识,提倡一袋、一物多用,减少污染物的产生,加快合成可降解塑料,做到提高生活质量和保护环境两手抓,两方面齐头并进。
【详解】在日常生活中常见的塑料制品有方便袋、保鲜膜、泡沫、橡胶轮胎等等,方便袋可以为我们提拿东西、保存物质提供便利,保鲜膜可以使食物保鲜,防止食物氧化变质;地膜可以促进种子发芽,提高地温,加快植物生长,塑料大棚可以用于冬季果蔬种植,丰富我们的餐桌食物;泡沫可以用于易碎、生冷海鲜等物品的包装及运输,合成橡胶可用于制造车用轮胎、雨具的制造等,它们为我们生活带来的极大的便利,但这些合成物质难于在短时间内降解,会导致白色污染,造成严重的环境污染,我们要合理使用、一物多用,减少污染物的乱丢弃现象,合成可降解塑料,如聚乳酸塑料、聚乙二酸乙二酯塑料等,既能够满足人类需求,同时也保护了环境。
16.(1)2-甲基-3-乙基戊烷
(2)4
(3)1
(4)
【详解】(1)根据烷烃命名原则,该烃最长碳链为5个碳原子,命名为2-甲基-3-乙基戊烷;
(2)该烷烃若由烯烃加氢而成,则凡是相邻碳原子上有氢原子的位置均可插入双键,这样的位置有4种:,故烯烃有4种;
(3)该烷烃若由炔烃加氢而成,则凡是相邻碳原子上都有两个氢原子的位置均可插入三键,这样的位置有1种,,故炔烃有1种。
(4)烷烃C与CH3CH(CH3)CH(C2H5)2互为同分异构体,且不能由任何烯烃加氢而成,说明C与CH3CH(CH3)CH(C2H5)2含有相同的碳原子数,且C中相邻的碳原子上至少有一个碳原子上没有氢原子,故C的结构高度对称,结构简式为。
17. 2
【详解】的同分异构体中,含结构的分别有和;核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为;故答案为2;。
18. 24 或
【详解】A的分子式为。A的同分异构体能与溶液发生显色反应,则其含有酚羟基,即含有苯环,且苯环上连有;能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则苯环连有或含C的侧链;环上连有三个侧链,且含氧原子的不含碳原子,含碳原子的不含氧原子,结合A的分子式可知三个侧链中有两个,一个:
其中侧链有4种异构,故共有(种)。其中核磁共振氢谱峰面积之比为1:2:2:9(【小贴士】分子中有9个等效氢原子,考虑3个等效的甲基。),含有四种不同的氢原子,只能是轴对称分子,即或。
19. 5 、
【详解】①审限定条件,确定官能团:H是G的同系物,其碳原子数比G少4个,即H中有4个碳原子,又因其与G具有相同的官能团,则H中应含有氨基和羧基。②根据不饱和度,确定其他官能团:观察G的结构及由①可知,H的不饱和度为1,H中含有1个氨基、1个羧基,其余为3个饱和碳原子。③写出碳链,组装官能团:用“定—移—法”可得,
④确定同分异构体的种类或结构简式:符合题意的同分异构体共有5种;其中在链端的有 、;
故答案为:5种; 、。
20.10
【详解】含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为:含有醛基,氟原子,氯原子,即苯环上含有三个不同的取代基,可能出现的结构有体有、、、、、、、、、,共10种。
21. 、 、 、
【详解】的同分异构体含一个环,其成环原子数,所以成环原子数为4、5、6;分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有键;所以符合的同分异构体的结构简式为 、 、 、;故答案为 、 、 、。
22. 甲苯 4 13 30.8 4 1:2:2:3
【详解】(1)根据A为芳香烃可知A含苯环,根据质荷比最大值为92可知A的相对分子质量为92,用商余法知A的分子式为C7H8,A为甲苯。故答案为:甲苯;
(2)甲苯中苯环上的一氯代物有3种,即氯原子取代与甲基相邻、相间、相对的位置上的氢原子,甲基上还有1种,即氯原子取代甲基上的氢原子,共4种。故答案为:4;
(3)苯的所有原子共平面,甲烷分子中与碳原子共平面的氢原子最多有两个,甲苯是由甲基取代苯的一个氢原子构成的,所以最多有13个原子共平面。故答案为:13;
(4)9.2 g甲苯的物质的量是0.1mol,完全燃烧可得和,即和。故答案为:7.2;30.8;
(5)甲苯分子中有4种氢,A分子的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1:2:2:3。故答案为:4;1:2:2:3。