专题2《有机物的结构与分类》测试题(含解析)2022--2023学年下学期高二化学苏教版(2019)选择性必修3

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名称 专题2《有机物的结构与分类》测试题(含解析)2022--2023学年下学期高二化学苏教版(2019)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-24 10:02:06

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专题2《有机物的结构与分类》测试题
一、单选题
1.某有机物的结构式为,该有机物中不存在的官能团是
A.羧基 B.醛基 C.酯基 D.羟基
2.下列表示正确的是
A.苯的实验式:CH B.甲酸的结构式:HCOOH
C.2-甲基戊烷的键线式: D.丙烷的比例模型:
3.某有机物的结构简式如图所示(已知羟基连在碳碳双键上不稳定)。下列说法错误的是
A.该有机物的核磁共振氢谱图中有6组吸收峰
B.该有机物可通过加聚反应形成有机高分子化合物
C.1mol该有机物可与2molNa反应
D.保持官能团种类和支链数不变,该有机物的同分异构体有4种
4.下列关于环状有机物的说法正确的是
A.和都属于芳香烃
B.和的一氯代物均有4种(不考虑立体异构)
C.与互为同系物
D.与互为同分异构体
5.下列说法正确的是
A.金刚石和石墨互为同素异形体,熔点和硬度都很高
B.氕、氘、氚是氢元素的三种核素,质子数都为1
C.乙醇和二甲醚(CH3-O-CH3)互为同系物
D.C4H10的一氯取代物只有一种
6.与可以形成化合物,关于该化合物的结构表示正确的是
A. B. C. D.
7.下列说法正确的是
A.和属于同分异构体 B.和属于同位素
C.水杨酸和阿司匹林属于同系物 D.与属于同素异形体
8.有4种碳架如下的烃,下列说法正确的是
①a和d是同分异构体②b和c是同系物
③a和b都能发生加成反应④只有b和c能发生取代反应
A.①④ B.①② C.②③ D.①②③
9.对下列化学用语的理解正确的是
A.苯的分子式
B.丙烷分子的球棍模型
C.甲酸乙酯的结构简式
D.空间充填模型既可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
10.下列化学用语正确的是
A B C D
二氧化碳的结构式 中子数为20的氯原子 四氯化碳的比例模型 过氧化钠的电子式
O=C=O Cl
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
11.化合物中含有的官能团名称是_______
12.请指出下列物质的官能团名称和所属类别
(1) ___________、___________;
(2) ___________、___________;
(3) ___________、___________;
(4) ___________、___________;
(5) ___________、___________;
(6) ___________、___________;
(7)(1)~(6)中六种物质均含有___________,均属于___________。
13.下列烃发生一氯取代后,能得到几种同分异构体?(不考虑立体异构)
(1) _______种;
(2) _______种;
(3)_______种;
(4) _______种
14.常见烷基的同分异构体数目
烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基
分子式 ________ _______ ________ ________ _______
个数 _______ ________ _______ _______ ________
三、实验题
15.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:_______。
16.我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。青蒿素是治疗疟疾的有效药物,属于酯类化合物,其分子结构如图所示。
(1)从黄花高中提取青蒿素的流程如下:
研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程,实验结果如下:
溶剂 水 乙醇 乙醚
沸点/℃ 100 78 35
提取效率 几乎为0 35% 95%
①分离黄花蒿残渣与提取液的实验操作是___________。
②提取青蒿素使用的溶剂最好选择___________。
③研究发现,青蒿素分子中的某个基团受热不稳定,据此分析用乙醇作溶剂,提取效率偏低,不能达到理想效果的原因是___________。
④蒸馏操作中用到的玻璃仪器有:蒸馏烧瓶、___________、冷凝管、尾接管、锥形瓶;为防止发生燃烧、爆炸,加热过程中不宜用明火,综合考虑受热均匀等因素宜采用______加热方式。
(2)研究还发现,将青蒿素通过下面反应转化为双氢青蒿素,治疗疟疾的效果更好。
该反应的反应类型是___________。
(3)提取并转化青蒿素治疗疟疾的过程中,应考虑物质的_______、________等性质。
四、计算题
17.某气态链烃能使溴水褪色,经测定该烃存在支链,并且0.1 mol该烃充分燃烧可以生成7.2 g水,请据此回答下列问题。
(1)通过计算确定该烃具有的分子式____________和结构简式____________。
(2)请对(1)中所确定的烃进行系统命名____________。
五、有机推断题
18.按要求回答下列问题:
(1)键线式 的系统命名为___________;
(2)1mol结构简式为 的物质在一定条件下和氧气发生催化氧化反应,消耗氧气的物质的量为___________;
(3)ClCH=CH-CH=CH2发生1,4-加聚反应后,所得产物的结构简式为___________。
(4)相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的系统命名为___________。
(5)下列实验能获得成功的是___________(填序号)
①将与NaOH的醇溶液共热制备CH3—CH=CH2
②用新制Cu(OH)2悬浊液来鉴别乙醇、乙醛、乙酸和甲酸甲酯
③用足量的NaOH溶液与矿物油和地沟油加热,可鉴别出地沟油。
④与适量Na2CO3溶液反应制备
⑤将1-氯丙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴加AgNO3溶液,得白色沉淀,证明其中含有氯元素;
19.某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.59%、含氢为5.88%,其余含有氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为136。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰,其面积之比1∶2∶2∶3。如下图A。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱,如图B。
(1)A分子中共有_______种化学环境不同的氢原子;
(2)A的分子式为_______。
(3)该物质属于哪一类有机物_______。
(4)A的分子中只含一个甲基的依据是_______填序号)。
a.A的相对分子质量 b.A的分子式 c.A的核磁共振氢谱图 d.A分子的红外光谱图
(5)A的结构简式为_______。
(6)A的芳香类同分异构体有多种,其中又同时符合下列条件:①能发生水解反应;②分子结构中含有一个甲基。则该类A的同分异构体共有_______种。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】根据结构简式,1是羟基、2是酯基、3是羧基,不含醛基,故选B。
2.A
【详解】A.实验式即最简式,故苯的实验式:CH,A正确;
B.甲酸分子中有一个碳原子,官能团为羧基,故结构简式为HCOOH,B错误;
C.的名称为2-甲基丁烷,故C错误;
D.丙烷分子中含有3个碳原子,球棍模型为,故D错误;
故选:A。
3.D
【详解】A.该有机物中含有6种不同化学环境的氢原子,分别为:,A正确;
B.该有机物含有碳碳双键,可发生加聚反应,生成高分子化合物,B正确;
C.羧基和酚羟基都可以与Na反应,1mol该有机物可与2molNa反应,C正确;
D.支链为和的有机物还有邻位和间位两种,支链为和的分别有邻、间、对三种同分异构体,共5种,D错误;
答案为:D。
4.D
【详解】A.中的环不是苯环,不属于芳香烃,故A错误;
B.的一氯代物有3种,故B错误;
C.为醇类,为酚类,不是同类物质,不是同系物,故C错误;
D.与的分子式均为C8H8O3,结构不同,互为同分异构体,故D正确;
故选D。
5.B
【详解】A.金刚石和石墨都是有碳元素组成的不同单质,互为同素异形体,石墨的硬度小,故A错误;
B.氕、氘、氚是质子数相同,中子数不同的同元素的不同原子,三者是氢元素的三种核素,质子数都是1,故B正确;
C.乙醇和二甲醚不属于一类物质,官能团不同,不是同系物,故C错误;
D.分子式为C4H10的烷烃为丁烷,丁烷存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体,正丁烷CH3CH2CH2CH3有2氢原子,所以其一氯代物有2;异丁烷CH3CH(CH3)CH3有2氢原子,其一氯代物有2种,所以丁烷的一氯代物的同分异构体总共有4种,故D错误;
故选B。
6.D
【详解】通过配位键形成酸位化合物,N原子最外层有5个电子提供共用电子对,B原子最外层有3个电子提供空轨道,所以箭头由N指向B;
答案选D。
7.D
【详解】A.同分异构体是分子式相同,结构不同的化合物,H2O和D2O结构相同,不属于同分异构体,故A错误;
B.同位素是质子数相同,中子数不同的同一元素不同原子,14C和14N质子数分别为6、7,两者不互为同位素,故B错误;
C.水杨酸的结构简式为,阿司匹林的结构简式为,前者含有羧基和酚羟基,后者含有羧基和酯基,因此两者不互为同系物,故C错误;
D.同素异形体是同种元素不同结构的单质,S2和S8互为同素异形体,故D正确;
答案为D。
8.B
【详解】由碳架结构可知a为(CH3)2C=CH2,b为CH3CH2CH2CH3,c为C(CH3)4,d为环丁烷,则
①a和d的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故①正确;
②b和c都属于烷烃,分子式不同,互为同系物,故②正确;
③b是正丁烷,不能发生加成反应,故③错误;
④都属于烃,一定条件下都可以发生取代反应,故④错误;
答案选B。
9.B
【详解】A.苯的分子式为C6H6,苯的结构简式为,A错误;
B.丙烷分子的球棍模型为,B正确;
C.甲酸乙酯的结构简式为HCOOCH2CH3,是乙酸甲酯,C错误;
D.氯原子半径大于碳原子半径,空间充填模型不能表示四氯化碳分子,D错误;
答案选B。
10.A
【详解】A.二氧化碳的结构式是O=C=O,A项正确;
B.原子左上角表示质量数,左下角表示质子数,所以中子数为20的氯原子是Cl,B项错误;
C.四氯化碳中碳原子的半径比氯原子小,比例模型是,C项错误;
D.过氧化钠是离子化合物,电子式是,D项错误;
故答案选A。
11.羧基、氨基
【详解】分子中含有的官能团分别为-COOH、-NH2,名称分别为:羧基、氨基,故答案为:羧基、氨基。
12.(1) 碳溴键 卤代烃
(2) 羟基 酚
(3) 羟基 醇
(4) 醛基 醛
(5) 羧基 羧酸
(6) 酯基 酯
(7) 苯环 芳香族化合物
【解析】略
13. 2 3 4 5
【详解】(1) 中有甲基上的氢和次甲基上的氢两种氢原子,所以一氯代物有2种;
(2)该物质有如图所示3种氢原子,所以一氯代物有3种;
(3)该物质有如图所示4种氢原子,所以一氯代物有4种;
(4)该物质有如图所示5种氢原子,所以一氯代物有5种。
14. -CH3 -C2H5 -C3H7 -C4H9 -C5H11 1 1 2 4 8
【详解】甲基分子式为-CH3,同分异构体数目为1;乙基分子式为-C2H5,同分异构体数目为1;丙基分子式为-C3H7,有-CH2-CH2-CH3、-CH(CH3)2共2种同分异构体;丁基分子式为-C4H9,有-CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-C(CH3)3、-CH2CH(CH3)2共4种同分异构体;戊基分子式为-C5H11,有-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH2CH3、-CH2CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH2CH(CH3)2、-CH(C2H5)2、-C(CH3)2CH2CH3、-CH(CH3)CH(CH3)2、-CH2C(CH3)3共8种同分异构体。
15.(1) 蒸馏烧瓶 仪器y
(2) 88
(3) 羟基、羰基
(4)、、、
【详解】(1)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;
(2)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;;
(3)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;;
(4)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:、、、。
16.(1) 过滤 乙醚 乙醇沸点较高,分离时造成青蒿素受热被破坏,提取效率偏低 温度计 水浴
(2)还原反应或加成反应
(3) 沸点 稳定性、溶解性
【解析】(1)
①分离黄花蒿残渣与提取液的操作是分离难溶性固体与可溶性液体混合物,该实验操作方法是名称是过滤;
②由已知信息可知:青蒿素不溶于水,在酒精中溶解度不大,而易溶于乙醚,而且水与乙醇互溶,而与乙醚互不相溶,所以提取青蒿素使用的溶剂最好选择乙醚;
③研究发现,青蒿素分子中的某个基团受热不稳定,据此分析用乙醇作溶剂,提取效率偏低,不能达到理想效果的原因是乙醇沸点相对乙醚来说较高,分离时易造成青蒿素受热被破坏,导致其提取效率偏低;
④蒸馏操作中用到的玻璃仪器有:蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶;为防止发生燃烧、爆炸,加热过程中不宜用明火,综合考虑受热均匀等因素宜采用加热方式是水浴加热;
(2)
根据青蒿素与双氢青蒿素分子结构的不同,可知是青蒿素分子中的羰基变为羟基,青蒿素发生加成反应产生双氢青蒿素,由于得氢被还原,得氧被氧化,所以青蒿素与氢的加成反应又叫还原反应;
(3)
根据前边已知信息可知:在提取并转化青蒿素治疗疟疾的过程中,应考虑到物质的稳定性、溶解性等性质。
17. C4H8 CH2=C(CH3)2 2-甲基丙烯
【详解】(1)0.1mol该烃充分燃烧可以生成7.2g水,物质的量为7.2g÷18g/mol=0.4mol,所以1mol烃反应生成水4mol,说明1mol烃分子中含有8molH,可能为C3H8、C4H8、C5H8等;气态链烃能使溴水褪色,说明碳原子数小于等于4,且为不饱和烃,所以判断分子式为C4H8,为烯烃,该烃存在支链,结构简式CH2=C(CH3)2,故答案为:C4H8;CH2=C(CH3)2;
(2)依据系统命名方法,该烃主链有3个碳,在2号碳上有一个甲基取代基,所以名称为:2-甲基丙烯,故答案为:2-甲基丙烯。
18.(1)3-甲基-1-丁醇
(2)1.5mol
(3)
(4)2,2-二甲基丙烷
(5)②③
【解析】(1)
主链有个碳原子,号碳上有个甲基,系统命名为:3-甲基-1-丁醇
(2)
与0H相连的C上有H时能发生催化氧化,且有关系式则1mol结构简式为 的物质在一定条件下和氧气发生催化氧化反应,消耗氧气的物质的量为1.5mol
(3)
由加聚反应规律可知ClCH=CH-CH=CH2发生1,4-加聚反应后,所得产物的结构简式为
(4)
设该烷烃中碳原子个数是n,通式为CnH2n+2,14n+2=72, n=5所以该烷烃是戊烷,烷烃的同分异构体中,支链越多,其沸点越低,所以相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的系统命名为:2,2-二甲基丙烷
(5)
①将与NaOH的醇溶液共热有副反应发生
②新制Cu(OH)2悬浊液与乙醇不反应
③NaOH溶液与矿物油不反应,与地沟油加热可以发生水解反应,可鉴别出地沟油。
将1-氯丙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴加AgNO3溶液NaOH溶液也会反应,得白色沉淀,无法证明其中含有氯元素
19.(1)4
(2)C8H8O2
(3)酯类
(4)bc
(5)
(6)4
【解析】(1)
由图A知,A有4个峰,则A中有4种氢原子;
(2)
N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶=4∶4∶1,则A的实验式为C4H4O,设A的分子式为(C4H4O)n,又Mr(A)=136,可得n=2,则分子式为C8H8O2;
(3)
从红外光谱可知8个碳原子中有6个C在苯环中,还有C=O、C-O-C、C-H这些基团,可推测含有的官能团为酯基,所以A是酯类;
(4)
A的分子式为C8H8O2,A的核磁共振氢谱有4个峰,其面积之比为1∶2∶2∶3,因为1个甲基含有3个氢原子,结合A的分子式,可知A分子中只含一个甲基,故选bc;
(5)
综上所述,A的结构简式为;
(6)
A的芳香类同分异构体有多种,能发生水解反应的一定含有酯基官能团,又分子结构中含有一个甲基,所以该类A的同分异构体有CH3-C6H4OOCH,可以有苯环上邻位、间位、对位三种结构,再加上C6H5COOCH3,所以共有4种结构。
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