第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 测试题（含解析） 高二化学人教版（2019）选择性必修3

第一章 有机化合物的结构特点与研究方法测试题
一、选择题
1．下列说法正确的是
A．可以利用质谱仪测得某未知物的结构
B．区别晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验
C．可燃冰中甲烷分子和水分子间形成了氢键
D．臭氧分子是非极性分子
2．为了提纯表中所列物质(括号内为杂质)，有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是
选项 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法
A 己烷(己烯) 溴水 分液
B 淀粉溶液() 水 过滤
C 蒸馏
D 饱和溶液 分液
A．A B．B C．C D．D
3．有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12 g该有机物完全燃烧，所得的产物依次通过足量浓硫酸和足量碱石灰，浓硫酸增重14.4 g，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分子式是
A．C4H10 B．C3H8O C．C2H6O D．C2H4O2
4．某有机物在氧气里充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，由此可以得出该有机物
A．分子中肯定只含C、H两种元素
B．分子中C和H的个数比为1∶2
C．分子中肯定含有氧原子
D．分子中C、H、O的个数比为1∶2∶3
5．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法中正确的是
A．用质谱法确定有机物分子的元素组成 B．用核磁共振氢谱确定有机物分子中氢原子类型等
C．用燃烧法确定有机物分子中所含的官能团 D．用红外光谱确定有机物的相对分子质量
6．下列有机化合物中，在核磁共振氢谱中出现三组峰，且其峰面积之比为的是
A． B． C． D．
7．现有一物质的核磁共振氢谱如下图所示，则可能是下列物质中的
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OH
C． D．CH3CH2CHO
8．休眠素是抑制植物细胞生长的激素，能使芽进入休眠状态，其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A．该分子能与发生加成反应 B．分子中不存在手性碳原子
C．该物质在碱性环境下能稳定存在 D．分子中六元环上一氯代物有3种
9．下列说法不正确的是
A．2，3-二甲基丁烷的键线式 B．离子电子式
C．的比例模型 D．Fe的原子结构示意图：
10．下列说法正确的是
A．和互为同位素
B．和互为同素异形体
C．乙醇和乙醛互为同分异构体
D．和具有相同的官能团，互为同系物
11．下列有机物互为同分异构体的是
A．和HC≡CCH2CH2C≡CH B．和
C．CH3CH2CH2OH和CH3COCH3 D．CH3OCH3和HCHO
12．下列物质转化常通过加成反应实现的是（ ）
A．→ B．CH3CH2OH→CH3CHO
C．CH4→CH3Cl D．CH2=CH2→CH3CH2Br
13．化学用语具有简便表达化学知识与化学思维的特点。下列化学用语表述正确的是
A．异丁烷的结构简式：
B．醛基的电子式：
C．质子数为78，中子数为124的铂(Pt)的原子符号：
D．原子序数为31的镓原子结构示意图：
14．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式，以下用于研究有机物的方法错误的是
A．蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物
B．对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团
C．燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
D．核磁共振氢常用于分析有机物的相对分子质量
15．下列物质所属的类别及其所含官能团的对应关系不正确的是
A B C D
物质
类别 烯烃 醛类 羧酸 醇类
官能团
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
16．“兴尽晚归舟，误入藕花深处”。我国劳动人民从南北朝时期就开始普遍种植藕，回答下列有关问题：
(1)藕中含有较多的矿物质，其中含量最高的是钾，它属于___________(填“常量元素”或“微量元素”)。请分别写出含有钾元素的一种碱和一种硝酸盐：___________、___________(填化学式)。
(2)①藕中含有的维生素C(以下用Vc表示)是一种___________(填“水溶性维生素”或“脂溶性维生素”)。
②已知Vc的结构为，其中含氧官能团有酯基和___________。
③向Vc溶液中滴入2～3滴紫色石蕊试液，溶液颜色变红，说明Vc溶液具有__________(填“酸性”或“碱性”)；Ve可使碘水褪色，说明Vc具有___________性。
(3)藕中含有的膳食纤维对人体的作用是__________________________________________，下列营养物质属于天然高分子化合物的是___________。(填字母)
A．油脂 B．蛋白质 C．蔗糖 D．葡萄糖
17．已知2.72g的CxHyOz完全燃烧可得7.04gCO2和1.44gH2O，
(1)请通过计算确定实验式____。（书写计算过程）
(2)欲确定有机物的分子式，还需要的数据是____。
18．已知和的一些物理性质如下表所示：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度 水溶性
54 238 1.1581 难溶
-10 212 1.1622 难溶
(1)分离这两种物质的混合物可采用的方法是___________(填字母)。
a、过滤 b、分液 c、蒸发 d、蒸镏
(2)该分离方法需要用到的主要玻璃仪器是___________、___________、___________、___________、___________、牛角管。
19．芳香族化合物X是E()的同分异构体，X具有以下特点：①只有一个环状结构；②具有两个相同的官能团；③能发生银镜反应，X共有_______种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢，且峰面积之比为3∶2∶2∶1，写出满足条件的所有结构：_______(写结构简式)。
20．某芳香族化合物A为无色片状结晶，易溶于热水。为研究A的组成与结构，进行了如表实验：
实验步骤 解释或实验结论
I.称取3.4gA升温使其汽化，测其密度约为相同条件下氧气的4.25倍 通过计算填空：(1)A的相对分子质量为____
II.将此3.4gA在足量纯O2中充分燃烧，只生成8.8gCO2和1.8gH2O (2)A的分子式为____
III.另取A6.8g，与足量的NaHCO3溶液反应，生成1.12LCO2(标准状况) (3)写出A中含有的官能团的结构简式：____
IV.A的核磁共振氢谱如图 (4)A中含有___种不同化学环境的氢原子，个数之比为___
(5)综上所述，A的结构简式为_____。
(6)写出A与NaHCO3溶液发生反应的化学方程式：____。
21．有一元羧酸和一元醇形成的酯A。燃烧7.4gA，可得5.4g水和6.72L(标准状况)CO2。3.7gA与100mL0.8mol·L-1NaOH溶液共热，当完全水解后，为中和剩余的碱液，耗去0.5mol·L-1盐酸60mL。
(1)A的分子式为_______
(2)符合条件的A有_______种同分异构体，其可能的结构简式为_______。
22．某气态烃在标准状况下密度为2.59 g·L－1。
(1)其相对分子质量等于________。
(2)该烃的含碳量为82.8%，则分子中碳、氢原子的个数比是________，分子式是________。
(3)可能的结构简式及名称是______________________。
23．由苯酚和叔丁基氯((CH3)3CCl)制取对叔丁基苯酚[]的流程如下
(1)若反应I过于剧烈，可采取的一种措施为_______。
(2)AlCl3是反应Ⅰ的催化剂，则反应Ⅰ的化学方程式为_______。
(3)对原料分析得到以下谱图，其中属于红外光谱的谱图是_______。
(4)产品中对叔丁基苯酚纯度的测定方法如下：
步骤1：取16.00g样品用NaOH溶液溶解，定容成250.0mL溶液；
步骤2：移取25.00mL溶液加入足量HCl酸化，再加入10.00mL 2.5molL-1的溴水。充分反应后，加入足量KI溶液。
步骤3：向步骤2的溶液中加入指示剂，用0.5mol·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定，发生反应：I2＋2Na2S2O3=Na2S4O6＋2NaI。滴定至终点时共消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
①加入的指示剂为____；
②计算对叔丁基苯酚[摩尔质量为150g·mol-1]的纯度_____。(写出计算过程)
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．质谱仪用于确定未知物的相对分子质量，不能确定结构，故A错误；
B．X射线衍射可用来确定固体是否为晶体，故B正确；
C．可燃冰中甲烷分子和水分子间通过化学键相连，不是氢键作用，故C错误；
D．臭氧分子正负电荷中心不重合，为极性分子，故D错误；
故选：B。
2．C
解析：A．己烯与溴水发生加成反应，且溴易溶于己烷，引入新杂质，不能除杂，A错误；
B．溶液与胶体均可透过滤纸，不能分离，应用半透膜进行分离，B错误；
C．水与CaO反应后，产物增大与乙醇的沸点差异，然后蒸馏可分离，C正确；
D．二者均与NaOH溶液反应，不能除杂，应用饱和碳酸钠溶液，D错误；
故答案选：C。
3．B
解析：浓硫酸具有吸水性，浓硫酸增重14.4 g，即有机物A完全燃烧产生水的质量为14.4 g，即n(H2O)=，n(H)=2n(H2O)=1.6 mol，m(H)=1.6 mol×1 g/mol=1.6 g，碱石灰吸收CO2气体，碱石灰增重26.4 g，即有机物A完全燃烧产生CO2的质量为26.4 g，n(CO2)=，则n(C)=0.6 mol，m(C)=0.6 mol×12 g/mol=7.2 g。根据反应过程中各种元素守恒，可知有机物中m(C)+m(H)=7.2 g+1.6 g=8.8 g＜12 g，说明该有机物中一定含有氧元素，12 g有机物中含有的氧元素的质量为m(O)=12 g-8.8 g=3.2 g，n(O)==0.2 mol，n(C)：n(H)：n(O)=0.6 mol：1.6 mol：0.2 mol=3：8：1，即该有机物的实验式为C3H8O，由于C3H8O中碳原子已经饱和，所以该有机物的分子式为C3H8O，故合理选项是B。
4．B
解析：某有机物在氧气里充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1：1，说明有机物分子中C. H原子数目之比为1：2，该有机物可能为烃，也可能为烃的含氧衍生物，不能确定是否含有氧元素，只有B正确。
故选：B。
5．B
解析：A．质谱法可确定分子的相对分子质量，不可确定分子中的元素组成，A错误；
B．核磁共振氢谱可确定有机物分子中氢原子的类型与个数比，B正确；
C．燃烧法可确定有机物的最简式，不可确定有机物分子中所含的官能团，C错误；
D．红外光谱可确定有机物中化学键或官能团，不可确定有机物的相对分子质量，D错误；
故选B。
6．B
解析：A．有四组峰即，其峰面积之比为3：1：2：3，故A不符合题意；
B．有一条对称性，有三组峰即，其峰面积之比为3：1：1，故B符合题意；
C．有两条对称轴，有三组峰即，其峰面积之比为3：1：2，故C不符合题意；
D．有两条对称轴，有两组峰即，其峰面积之比为3：2，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
7．B
【分析】由图可知该物质核磁共振氢谱有四组峰，即该有机物有四种氢原子
解析：A．CH3CH2CH3有两种碳原子，两种氢原子，不符合题意，A错误；
B．CH3CH2CH2OH有三种碳原子，四种氢原子，符合题意，B正确；
C．有两种碳原子，两种氢原子，不符合题意，C错误；
D．CH3CH2CHO含有三种碳原子，三种氢原子，不符合题意，D错误；
答案选B
8．A
解析：A．羧基中的碳氧双键不与氢气反应，该反应含有1个酮羰基和3个碳碳双键，1mol该有机物最多可与4mol氢气发生加成反应，A正确；
B．分子中与-OH相连的C为手性碳原子，B错误；
C．该物质中羧基在碱性环境下不能稳定存在，C错误；
D．分子中六元环上等效氢只有2种，故一氯代物有2种，D错误；
故选A。
9．C
解析：A．2，3-二甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2，键线式为，故A正确；
B．离子可看成是由甲基失去1个电子形成的，电子式为，故B正确；
C．分子中每个碳原子与另一个碳原子及3个氢原子形成共价键，且碳原子半径大于氢原子半径，比例模型为，故C错误；
D．Fe为26号元素，核电荷数为26，各层电子数分别为2、8、14、2，原子结构示意图为：，故D正确；
答案选C。
10．B
解析：A．14O和14N的质子数分别为8、7，不是同种元素的核素，不互为同位素，A项错误；
B．S2和S8是S元素形成的不同单质，互为同素异形体，B项正确；
C．乙醇的分子式为C2H6O、结构简式为CH3CH2OH，乙醛的分子式为C2H4O、结构简式为CH3CHO，乙醇和乙醛分子式不同，不互为同分异构体，C项错误；
D．CH2=CH2中只有1个碳碳双键、属于单烯烃，CH2=CH—CH=CH2中有2个碳碳双键、属于二烯烃，碳碳双键的个数不相同，且分子组成上相差C2H2，不是2个“CH2”，两者不互为同系物，D项错误；
答案选B。
11．A
【分析】分子式相同而结构不同的两种有机物互称为同分异构体。
解析：A．和HC≡CCH2CH2C≡CH的分子式相同且结构不同，二者互为同分异构体，A符合题意；
B．和的分子式不同，不能互称同分异构体，B不符合题意；
C．CH3CH2CH2OH和CH3COCH3的分子式不同，不能互称同分异构体，C不符合题意；
D．CH3OCH3和HCHO的分子式不同，不能互称同分异构体，D不符合题意；
故答案选A。
12．D
解析：A.通过取代反应转化，故A错误；
B.通过氧化反应转化，故B错误；
C.通过取代反应转化，故C错误；
D.有双键可通过加成反应转化，故D正确。
故答案为D。
13．D
解析：A．该结构简式为异戊烷，故A错误；
B．醛基结构简式为：-CHO，其电子式为：，故B错误；
C．质子数为78，中子数为124的铂(Pt)的原子符号：，故C错误；
D．原子序数为31的镓原子结构示意图：，故D正确；
故选：D。
14．D
解析：A．蒸馏常用于分离互溶的沸点相差较大的液体，故常用于提纯液态有机混合物，A正确；
B．不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图.上处于不同的位置，所以红外光谱图能确定有机物分子中的化学键或官能团，B正确；
C．利用燃烧法，能得到有机物燃烧后的无机产物，并作定量测定，最后算出各元素原子的质量分数，得到实验式，C正确；
D．核磁主要是分析官能团的，通过不同化学条件下的氢的核磁共振吸收的能量不同来分析结构式，分析相对分子质量的是质谱，D错误；
故选D。
15．B
解析：A．是丙烯，属于烯烃，官能团为 ，故A正确；
B． 属于酯类，官能团为-COOR，故B错误；
C．为羧酸，官能团为，故C正确；
D． 属于醇，官能团为，故D正确；
故答案选B。
二、填空题
16． 常量元素 KOH KNO3 水溶性维生素 羟基 酸性 还原性 刺激肠道蠕动，防止便秘 B
解析：(1)钾元素属于人体内的常量元素；含有钾元素的一种碱如KOH；含有钾元素的一种硝酸盐如KNO3；
(2) ①脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K四族；水溶性维生素包括B族维生素与维生素C两族；藕中含有的维生素C(以下用Vc表示)是一种水溶性维生素；
②根据Vc的结构式，可知含氧官能团有酯基和羟基；
③石蕊试液遇酸变红，则向Vc溶液中滴入2～3滴紫色石蕊试液，溶液颜色变红，说明Vc溶液具有酸性；Ve可使碘水褪色，说明Vc具有还原性，将碘单质还原为碘离子；
(3)藕中含有的膳食纤维对人体的作用是刺激肠道蠕动，防止便秘；
油脂、蔗糖和葡萄糖不是高分子化合物，蛋白质是天然的高分子化合物，答案选B。
17．(1)
(2)相对分子质量
解析：（1）2.72g的完全燃烧可得7.04g，，1.44g，，，所以，所以该分子的最简式为：；
（2）现在已知最简式，欲确定有机物的分子式，还需要的数据是相对分子质量。
18．(1)d
(2) 酒精灯 蒸馏烧瓶 温度计 冷凝管 锥形瓶
解析：由表格信息可知，分离这两种物质混合物的方法为蒸馏。
（1）由于这两种有机物均难溶于水，有机物间易互溶，而二者沸点相差较大，故采用蒸馏的方法分离。
（2）蒸馏时需要用到的主要玻璃仪器是酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管和锥形瓶等。
19．
解析：芳香族化合物X是E()的同分异构体，X具有以下特点：①只有一个环状结构，结合E的不饱和度判断该异构体中含有一个苯环；②具有两个相同的官能团；③能发生银镜反应，说明该同分异构体中含有两个-CHO；综上所述，该同分异构体中含有1个苯环、2个-CHO和1个-CH3或者1个苯环、1个-CHO和1个-CH2CHO或者1个苯环、1个-CH(CHO)CHO；满足条件的分异构体共有10种；其中核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢，且峰面积之比为3∶2∶2∶1，说明该结构是对称的，且含有2个-CHO和1个-CH3，满足条件的结构：、。
20．C8H8O2 －COOH 5 2∶2∶2∶1∶1 +NaHCO3→+H2O+CO2↑
解析：(1)称取3.4gA升温使其汽化，测其密度约为相同条件下氧气的4.25倍，说明其相对分子质量为氧气的4.25倍，即为32*4.25=136。
(2)3.4克的物质的量为 。将此3.4gA在足量纯O2中充分燃烧，只生成8.8gCO2和1.8gH2O，即生成了0.2mol二氧化碳和0.1mol水，说明分子中的碳原子数为 ，氢原子数为 ，根据相对分子质量分析，该分子中还有氧元素，氧原子个数为 ，则分子式为C8H8O2。
(3)另取A6.8g，即0.05mol，与足量的NaHCO3溶液反应，生成1.12LCO2(标准状况)即0.05mol，说明每个分子含有一个羧基。
(4)根据核磁共振氢谱分析，该分子有5种峰，即含有5种氢原子，峰面积比为2:2:2:1:1。
(5)根据以上分析，该物质的结构简式为。
(6)该物质与碳酸氢钠反应的化学方程式为：+NaHCO3→+H2O+CO2↑。
21． C3H6O2 2 HCOOCH2CH3、CH3COOCH3
解析：(1)与A水解产生的羧酸反应时消耗NaOH的物质的量n(NaOH)＝0.1L×0.8mol／L—0.5L×0.06mol／L＝0.05mol，则3.7gA的物质的量为0.05mol，所以MA===74g/mol，
设A的分子式为CxHyOz，
联立方程：解得：x＝3，y＝6，z==2，所以A的分子式为C3H6O2；
(2) 符合条件的A有HCOOCH2CH3、CH3COOCH3共2种同分异构体。
22．2∶5 C4H10 CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CHCH3CH3(异丁烷)
解析：(1)M＝2.59 g·L－1×22.4 L·mol－1≈58 g·mol－1，则相对分子质量为58；
(2)N(C)∶N(H)＝：≈2∶5，则烃的最简式为C2H5。设其分子式为(C2H5)x，
则有(12×2＋5)x＝58，x＝2，所以烃的分子式为C4H10；
(3)可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CHCH3CH3(异丁烷)。
23． 用冰水浴冷却 A 淀粉溶液 93.75%
解析：(1)若反应I过于剧烈，可采用降低温度的方式减缓反应速率，可采取冰水浴冷却的方法，故答案为：用冰水浴冷却；
(2)和在氯化铝催化条件下发生生成和HCl，反应的方程式为：；
(3)A为红外光谱、B为氢核磁共振谱、C为质谱，故答案为：C；
(4)滴定的终点可用淀粉检验碘单质，故用淀粉作指示剂，与KI反应的
与叔丁基苯酚反应的
(叔丁基苯酚)
叔丁基苯酚的纯度，故答案为：淀粉；93.75%；