专题2 有机物的结构与分类(含解析) 测试卷 2023-2024学年高二下学期化学苏教版(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(含解析) 测试卷 2023-2024学年高二下学期化学苏教版(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 2023-10-28 11:55:32

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文档简介

专题2《有机物的结构与分类》测试卷
一、单选题
1.下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是
A.4 硝基甲苯的结构简式:
B.分子的空间填充模型:
C.醛基的电子式:
D.乙醇的分子式:
2.分子式为C3H6BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
3.2021年3月,中国国家航天局发布高清火星影像图,以中国之眼向全世界展示“荧荧火光、离离乱惑”。据载:火星表面富含铁的氧化物,在气流中形成红棕色尘暴。火星南北极冠覆盖冰与干冰,随季节消长。下列说法正确的是
A.冰与干冰互为同分异构体
B.火星表面含铁氧化物可作颜料入画
C.长征5号火箭只需携带液氢燃料,氧气可来自大气
D.传统的火箭推进剂为肼(N2H4)和,作还原剂
4.下列关于烃的衍生物的说法不正确的是
A.苯酚可看作是苯分子中的氢原子被-OH取代后的产物
B.甲胺可看作是甲烷分子中的氢原子被-NH2取代后的产物
C.乙酰胺可看作是乙酸分子羧基中的氢原子被-NH2取代后的产物
D.乙酸乙酯可看作是乙酸分子羧基中的-OH被-OC2H5取代后的产物
5.下列物质一定属于同系物的是
①②③④C2H4⑤CH2=CH-CH=CH2⑥C3H6⑦⑧
A.①和② B.④和⑥ C.⑤和⑦ D.④和⑦
6.下列化学用语的表示正确的是
A.羟基的电子式: B.苯的结构简式:
C.质量数为18的氧原子:18O D.乙酸的结构式:
7.有两种烃,相关信息如下,下列说法错误的是
A ①完全燃烧的产物中 ② ③不能使溴的四氯化碳溶液褪色 ④一氯代物只有一种结构
B ①饱和链烃,通常情况下呈气态 ②有同分异构体 ③二溴代物有三种
A.烃A的最简式为,存在能使溴的四氯化碳溶液褪色的同分异构体
B.烃A的结构简式为,其二氯代物也只有一种结构
C.烃B的一种二溴代物的名称为二溴丁烷
D.烃B的同系物中,标准状况下为气态且只有一种一溴代物的有2种
8.如果甲烷的三个氢原子被三个不同的原子取代,例如,氯溴碘代甲烷( ),它有两种异构体。这两种异构体就像人的左手和右手,互为镜像却不能重合,通常将这样的异构现象称为对映异构,也称手性异构。有手性异构体的分子叫手性分子。下列说法正确的是
A.是手性分子 B.邻环戊二醇( )是手性分子
C. 和 互为手性异构体 D. 和 互为手性异构体
9.含苯环的化合物能与反应生成,该化合物连在碳原子上的氢原子被氯原子取代后的一氯代物共有(不含立体异构)
A.15种 B.16种 C.17种 D.18种
10.下列说法正确的是
A.金刚石和足球烯互为同素异形体 B.乙二醇和丙三醇互为同系物
C.和互为同位素,化学性质相同 D.的同分异构体共有2种,其沸点各不相同
11.由60个碱基组成的DNA,最多能形成约多少种不同的DNA分子
A.460 B.430 C.604 D.304
12.下列有关化学用语表示不正确的是
A.乙酸乙酯的键线式: B.羟基的电子式:
C.苯酚的结构简式: D.分子的比例模型:
13.下列说法正确的是
A.乙醇的键线式为
B.碳骨架为的烃的结构简式为(CH3)2C=CH2
C.乳酸分子( )中不存在手性碳原子
D.有机物分子里一定既有非极性键也有极性键
14.下列物质的一氯代物的同分异构体数目相同的是
①②③④
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
15.杯芳烃是由对叔丁基苯酚()和甲醛()在一定条件下发生反应构成的大环化合物,根据所含酚的单元数将其命名为“杯[n]芳烃”。某种杯[n]芳烃的结构简式如图所示,下列有关说法正确的是
A.该化合物属于烃,其名称是“杯[6]芳烃”
B.该化合物的核磁共振氢谱图中共有6个吸收峰
C.某种杯[n]芳烃可以分离和,杯酚装入,加入甲苯溶解未装入的
D.该化合物由5个羟基构成杯底,羟基间的相互作用力为共价键
二、填空题
16.填写下列空白:
(1)2,4,6—三甲基—5—乙基辛烷的结构简式是 。
(2)的系统名称是 。
17.M为H(O2N-HNCH2CH2OH)的同分异构体,同时满足下列条件的M有 种(不考虑立体构);其中核磁共振氢谱显示6种不同环境的氢,且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶2∶4的结构简式为 (写出任意一种)。
①苯环上有三个取代基且其中两个为氨基
②1molM分别与足量Na或NaHCO3溶液反应,均能产生气体且生成气体的物质的量相同。
18.实验测得某烃中碳元素的质量分数为91.3%,相对分子质量为92,则该烃的分子式为 。若该烃为芳香烃,在其分子的“C-C”键或“H-C”键中插入基团“”可形成六种含苯环的酯,请写出其中四种酯的结构简式: 、 、 、 。
三、实验题
19.水合肼(N2H4 H2O)可用作抗氧剂等,工业上常用尿素[CO(NH2)2]和NaClO溶液反应制备水合肼。
已知:
I.N2H4 H2O的结构如图: 。
II.N2H4 H2O沸点118℃,具有强还原性。
(1)图中“…”表示 。
(2)将Cl2通入过量NaOH溶液中制备NaClO,得到NaClO溶液。写出NaClO电子式: 。
(3)制备水合肼:将NaClO溶液滴入尿素水溶液中,控制一定温度,装置如图(夹持及控温装置已略)。充分反应后,A中的溶液经蒸馏获得水合肼粗品后,剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3 10H2O。
①A中反应的化学方程式是 。
②冷凝管的作用是 。
③若滴加NaClO溶液的速度较快时,水合肼的产率会下降,原因是: 。
④NaCl和Na2CO3的溶解度曲线如图。由蒸馏后的剩余溶液获得NaCl粗品的操作是 。
(4)水合肼在溶液中可发生类似NH3 H2O的电离,呈弱碱性。
①写出水合肼和盐酸按物质的量之比1:1反应的离子方程式 。
②碳酰胼(CH6N4O)是目前去除锅炉水中氧气的最先进材料,由水合肼与DEC(,碳酸二乙酯)发生取代反应制得。DEC分子中是否存在手性碳? (填“有”或“无”)。
20.醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置(省略加热和部分夹持装置)如图:
可能用到的有关数据如表:
性质物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度/g·cm-3 溶解性
环己醇 100 161 0.9618 微溶于水
环己烯 82 83 0.8102 难溶于水
合成反应:
在a中加入20g环己醇和少量碎瓷片,在搅动下慢慢加入1mL浓H2SO4;b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离、提纯:
反应得到的粗产物倒入分液漏斗中,分别用少量5%的碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到10g纯净环己烯。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是 。
(2)加入碎瓷片的作用是 ;如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是 (填字母)。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.继续加热 D.重新配料
(3)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ,在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4)分离、提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。
21.李比希法常用于测定有机物的组成。如图是确定有机物化学式常用的装置,其中管式炉可提供有机物燃烧所需的高温。
(1)盛放双氧水的仪器名称为 ,装置B中浓硫酸的作用为 。
(2)装置C中CuO的作用是 装置F的作用是 。
(3)准确称取13.60g有机物(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,D管质量增加7.20g,E管质量增加35.20g。
①该有机物的最简式为 。
②若该有机物的相对分子质量为68,能发生斐林反应(结构中存在 CHO),分子中存在碳碳三键,且有2种不同化学环境的氢原子,该有机物的结构简式为 。
③若该有机物的相对分子质量为136,分子内含有一个苯环,且能与NaHCO3反应,符合条件的异构体有 种。写出符合条件的任一种异构体的结构简式 。
试卷第2页,共7页
参考答案:
1.B
【详解】A.硝基书写错误,因此4 硝基甲苯的结构简式:,故A错误;
B.分子的空间填充模型,又为比例模型:,故B正确;
C.氧还有孤对电子,则醛基的电子式:,故C错误;
D.乙醇的分子式:,故D错误。
综上所述,答案为B。
2.B
【详解】分子式为C3H6BrCl的有机物共有 共5种
答案为B。
3.B
【详解】A.冰是固体水而干冰是二氧化碳固体两者分子式不同,A错误;
B.氧化铁呈红棕色可作颜料入画,B正确;
C.大气层无氧气,长征5号火箭只需携带液氢燃料和液氧燃料,C错误;
D.传统的火箭推进剂为肼(N2H4)和发生反应为N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O,作氧化剂,D错误;
答案选B。
4.C
【分析】只含C、H元素的为烃,含-X、-OH、硝基、-CHO等均为烃的衍生物。
【详解】A. 苯酚中羟基和苯环直接相连,苯酚可看作是苯分子中的氢原子被-OH取代后的产物,故A正确;
B. 甲胺中氨基和甲基直接相连,甲胺可看作是甲烷分子中的氢原子被-NH2取代后的产物,故B正确;
C. 乙酰胺可看作是乙酸分子羧基中的羟基被-NH2取代后的产物,故C错误;
D. 酸和醇采用“酸脱羟基醇脱氢”的方式形成酯,乙酸乙酯可看作是乙酸分子羧基中的-OH被-OC2H5取代后的产物,故D正确;
故选C。
5.C
【分析】结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互称为同系物,互为同系物中官能团的种类相同,个数相等。
【详解】A.①和②,①有1个苯环,②有2个苯环,二者结构不同,故A不选;
B.④和⑥通式相同,官能团不一定相同,不一定是同系物,故B不选;
C.⑤和⑦结构相似,组成上相差1个CH2为同系物,故A选;
D.④和⑦通式不相同,结构不相似,故D不选;
故选C。
6.D
【详解】A.羟基不带电荷,电子式: ,故A错误;
B.为环己烷的结构简式,苯的结构简式为,故B错误;
C.质量数为18的氧原子:18O,故C错误;
D.乙酸的结构简式为CH3COOH,结构式为:,故D正确;
故选D。
7.C
【分析】A完全燃烧的产物中n(CO2):n(H2O)=2:1,故A的组成可以表示为(CH)n,由于28<M(A)<60,故28<13n<60,解得2.2<n<4.7,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明分子中不含不饱和键,一氯代物只有一种结构,说明分子中H原子为等效H原子,故n=4,为正四面体结构,A为;
B是饱和链烃,通常情况下呈气态,碳原子数目小于5(新戊烷除外),有同分异构体,碳原子数目大于3,二溴代物有三种为,故B为CH(CH3)3,据此解答;
【详解】A.烃A分子式为C4H4,最简式是CH,同分异构体如CH2=CH-C≡CH存在碳碳双键,可与溴发生加成反应而使溶液褪色,故A正确;
B.由上述分析可知,烃A的结构简式是,其二氯代物只有一种结构,故B正确;
C.B为CH(CH3)3,三种二溴代物的结构简式为:CHBr2CH(CH3)2、CH2BrCBr(CH3)2、CH2BrCH(CH3)CH2Br,其中一种CHBr2CH(CH3)2名称为2-甲基-二溴丙烷,故C错误;
D.烃B为烷烃,其同系物标准状况下为气态且只有一种一溴代物的有甲烷或乙烷共2种,故D正确;
故选:C。
8.B
【详解】A.CH2Cl2中C原子连接的原子有相同的,没有手性碳原子,不是手性分子,选项A错误;
B.邻环戊二醇( )中羟基所在的C原子连接的四个原子或原子团各不相同,该C原子为手性碳原子,该分子为手性分子,选项B正确;
C. 中C原子连接3个原子或原子团,不存在手性碳原子,不是手性分子,不存在手性异构, 和 为同一分子,选项C错误;
D. 和 中C原子连接3个原子或原子团,不存在手性碳原子,不是手性分子,不存在手性异构, 和 为顺反异构,选项D错误;
答案选B。
9.C
【详解】含苯环的化合物能与反应生成,则该化合物中含,其可能的结构简式为 ,则该化合物连在碳原子上的氢原子被氯原子取代后的一氯代物分别有4、5、5、3种,共17种,综上所述C符合题意;
答案选C。
10.A
【详解】A.金刚石和足球烯为不同结构的碳单质,互为同素异形体,故A正确;
B.乙二醇和丙三醇官能团个数不同,结构不相似,不互为同系物,故B错误;
C.和互为同素异形体,故C错误;
D.的同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种,故D错误;
故选:A。
11.B
【详解】含有60个碱基的DNA,只有30个碱基对,所以碱基排列方式有430种,即最多能形成约430种不同的DNA分子,故B项正确。
12.D
【详解】A.乙酸乙酯的结构简式为,则其键线式为,故A正确;
B.羟基中的氧原子和氢原子各提供一个电子形成共用电子对,则其电子式:,故B正确;
C.苯酚的结构简式也可写成,故C正确;
D.分子的比例模型,为甲烷的球棍模型,故D错;
答案选D。
13.B
【详解】A.乙醇的键线式为,故A错误;
B.碳骨架为的烃,根据价键规律,结构简式为(CH3)2C=CH2,故B正确,
C.乳酸分子中标注*的碳原子是手性碳原子,故C错误;
D.甲烷分子中只有极性键,故D错误;
故选B。
14.C
【详解】根据等效氢法可知,①有7种不同位置的H原子,标注为:;②有4种不同位置的H原子,标注为:;
③有4种不同位置的H原子,标注为:;
④7种不同位置的H原子,标注为:有。
综上所述可知:物质②③一氯代物均为4种,物质①④一氯代物均为7种,故合理选项是C。
15.C
【详解】A.该化合物含有C、H、O三种元素,不属于烃类物质,故A错误;
B.该分子中含有4种不同化学环境的氢,分别处于酚羟基、亚甲基、苯环、叔丁基中,故B错误;
C.向C6o和C70的混合物中加入某种空腔大小适配C6o的杯[n]芳烃,再加入甲苯溶剂,溶解未装入杯[n]芳烃的C7o,过滤后分离C7o,再向不溶物中加入氯仿,溶解某种杯[n]芳烃而将不溶解的C60释放出来并沉淀,故C正确;
D.该化合物由5个羟基构成杯底,羟基间的相互作用力为氢键,故D错误;
故选:C。
16. 3,3,4—三甲基庚烷
【详解】(1)根据名称书写有机化合物的结构简式时,一般先写碳主链,并且从左边开始编号,然后写出支链。2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷的破骨架为。根据碳原子的成键特点,补齐氢原子:。
(2)根据题给有机化合物的结构简式可看出其最长的碳链含有7个碳原子,以左端为起点给主链碳原子编号时取代基位次和最小,因此的系统名称为3,3,4-三甲基庚烷。
17. 6 或
【详解】M为H的同分异构体,苯环上有三个取代基且其中两个为氨基,1molM分别与足量Na或NaHCO3溶液反应,均能产生气体且生成气体的物质的量相同,则M中含有1个一COOH和1个-OH,且二者都连在一个碳原子上,该碳原子连接在苯环上,当苯环上的两个氨基在邻位,则第三个取代基有2个位置结构,当苯环上的两个氨基在间位,则第三个取代基有3个位置,当苯环上的两个氨基在对位,则第三个取代基有1个位置,则同时满足下列条件的M的同分异构体有6种(不考虑立体构);其中核磁共振氢谱显示6种不同环境的氢,且峰面积之比为1∶1∶1∶1∶2∶4的结构简式为或。
18. C7H8 (邻、间、对)
【解析】略
19.(1)氢键
(2)
(3) NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4 H2O+NaCl+Na2CO3 冷凝回流 N2H4 H2O被NaClO氧化 加热至有大量固体析出,趁热过滤
(4) N2H4 H2O+H+=N2H+H2O 无
【分析】由图可知,三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下,尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应制备水合肼,装置中温度计起控制反应温度的作用,球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用。
(1)
由水合肼的结构可知,结构中虚线代表肼中氢原子与水分子中的氧原子形成的氢键,故答案为:氢键;
(2)
次氯酸钠是离子化合物,电子式为 ;
(3)
①由分析可知,三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下,尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应生成水合肼、氯化钠和碳酸钠,反应的化学方程式为NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4 H2O+NaCl+Na2CO3,故答案为:NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4 H2O+NaCl+Na2CO3;
②水合肼的沸点低,受热易挥发,则球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用,故答案为:冷凝回流;
③水合肼具有还原性,若滴加次氯酸钠溶液的速度较快,过量的次氯酸钠具有强氧化性,能将水合肼氧化,导致产率会下降,故答案为:N2H4 H2O被NaClO氧化;
④由图可知,碳酸钠的溶解度随温度变化大,而氯化钠的溶解度随温度变化不大,则由蒸馏后的剩余溶液获得氯化钠粗品的操作为当加热至有大量固体析出时,趁热过滤得到氯化钠,故答案为:加热至有大量固体析出,趁热过滤;
(4)
①等物质的量的水合肼和盐酸反应生成N2H5Cl和水,反应的离子方程式为N2H4 H2O+H+=N2H+H2O,故答案为:N2H4 H2O+H+=N2H+H2O;
②由结构简式可知,碳酸二乙酯分子中不否存在连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故答案为:无。
20.(1)直形冷凝管
(2) 防止暴沸 B
(3) 检漏 上口倒出
(4)干燥环己烯
【详解】(1)根据仪器的构造可知装置b的名称是直形冷凝管;
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应冷却后补加,答案选B;
(3)分液漏斗在使用前应清洗干净并检查是否漏水。产物中环己烯难溶于水且密度比水的小,静置后在上层,无机相在下层,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出;
(4)加入无水氯化钙的目的是干燥环己烯。
21.(1) 分液漏斗 干燥氧气,防止干扰有机物中氢元素的计量
(2) 将可能存在的CO转化为CO2 防止E吸收空气中的水和二氧化碳
(3) C4H4O CH3 C≡C CHO 4 、、、
【分析】双氧水在催化剂二氧化锰作用下反应生成水和氧气,氧气中含有水蒸气杂质,因此用浓硫酸干燥氧气,在石英管中氧气和有机物反应,生成的二氧化碳和水蒸气分别被碱石灰和无水氯化钙吸收,F装置防止空气中水蒸气和二氧化碳进入到E装置中。
【详解】(1)根据图中信息得到盛放双氧水的仪器名称为分液漏斗,氧气中含有水蒸气杂质,因此装置B中浓硫酸的作用为干燥氧气,防止干扰有机物中氢元素的计量;故答案为:分液漏斗;干燥氧气,防止干扰有机物中氢元素的计量。
(2)装置C中有机物可能燃烧不充分,会生成CO气体,因此装置C中CuO的作用是将可能存在的CO转化为CO2,空气中的二氧化碳和水蒸气可能会进入到E装置中,因此装置F的作用是防止E吸收空气中的水和二氧化碳;故答案为:将可能存在的CO转化为CO2;防止E吸收空气中的水和二氧化碳。
(3)①根据D管质量增加7.20g(水的质量为7.20g,物质的量为0.4mol),E管质量增加35.20g(二氧化碳质量为35.20g,物质的量为0.8mol)。则氧的质量为13.60g 0.4mol×2×1 g mol 1 0.8mol×12 g mol 1=3.2g,氧原子的物质的量为0.2mol,n(C):n(H):n(O)= 0.8mol:0.8mol:0.2mol=4:4:1,该有机物的最简式为C4H4O;故答案为:C4H4O。
②若该有机物的相对分子质量为68,则该有机物分子式为C4H4O,能发生斐林反应(结构中存在 CHO),分子中存在碳碳三键,且有2种不同化学环境的氢原子,该有机物的结构简式为CH3 C≡C CHO;故答案为:CH3 C≡C CHO。
③若该有机物的相对分子质量为136,则该有机物分子式为C8H8O2,分子内含有一个苯环,且能与NaHCO3反应,说明含有羧基,若含有 CH2COOH即一种结构,若含有 COOH、 CH3即邻、间、对三种结构,因此符合条件的异构体有4种。写出符合条件的任一种异构体的结构简式、、、 (任写一种结构);故答案为:4;、、、 (任写一种结构)