第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 测试卷 （含解析）2023-2024学年高二化学人教版（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》测试卷
一、单选题
1．酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶黏剂、阻燃材料、砂轮片制造等。用苯酚和HCHO合成 的原理反应如下所示，下列说法正确的是

A．合成路线涉及的有机物中的所有C原子均为杂化
B．该反应为加成反应
C．酚醛树脂属于离子晶体
D．HCHO的VSEPR模型的名称为平面三角形
2．下列8种有机物①； ②；③；④CH3CH2Cl ⑤CCl4⑥CH3CH2C≡CH ⑦HOCH2CH2OH ⑧CH3OH 根据官能团的不同可分为
A．5类 B．6类 C．7类 D．8类
3．下列有关乙烯分子的描述不正确的是
A．两个碳原子采用sp杂化方式
B．两个碳原子采用杂化方式
C．两个碳原子未参与杂化的2p轨道形成键
D．两个碳原子之间形成一个键和一个键
4．据长江日报报道，中国工程院院士李兰娟团队于2022年2月4日公布治疗新型冠状病毒肺炎的最新研究成果：“达芦那韦”是抗击新型冠状病毒潜在用药，合成“达芦那韦”的部分路线如图所示，下列说法不正确的是
A．分子可以发生银镜反应
B．B的同分异构体有8种(含B且不考虑立体异构)
C．C的分子式为
D．反应①、②均为取代反应
5．下列仪器不能用于测定物质的组成或结构的是
A．显微红外光谱仪 B．电子天平
C．原子吸收分光光度计 D．X射线衍射仪
6．能较好说明乙醇分子结构简式为C2H5OH，而不是CH3OCH3的事实是（　　）
A．1mol乙醇完全燃烧只生成2molCO2和3molH2O
B．乙醇无同分异构体
C．0.1mol乙醇与足量钠反应只产生0.05mol氢气
D．乙醇与水以任意比例互溶
7．下列有机化合物中，不属于烃的衍生物的有
A．CH3CH3 B．CH2=CHCl
C．CH3CH2OH D．CH3COOCH2CH3
8．下列表达式只能表示一种结构的是
A．C3H6 B．－C3H7 C．CH2Cl2 D．C2H6O
9．乙酸苯甲酯的结构简式如图，它有很多种同分异构体，其中含有酯基的一取代苯结构的同分异构体，除所给出的乙酸苯甲酯外，还有多少种

A．3 B．4 C．5 D．6
10．有机物有多种同分异构体，其中属于酯类并含有苯环的同分异构体有(不考虑立体异构)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
11．3.0g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4g CO2和1.8g H2O。下列说法不正确的是
A．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素
B．该有机化合物中一定含有氧元素
C．该有机化合物的最简式是CH2O
D．该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2
12．抗癌药阿霉素与环糊精在水溶液中形成超分子包合物，增大了阿霉素的水溶性，控制了阿霉素的释放速度，从而提高其药效。下列说法错误的是
A．阿霉素分子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
B．红外光谱法可推测阿霉素分子中的官能团
C．阿霉素分子含有羟基、羧基和氨基
D．阿霉素分子中，基态原子的第一电离能最大的元素为N
13．下列说法不正确的是
A．工业上，冶炼铁、制备普通硅酸盐水泥、制备玻璃等都用到石灰石
B．牺牲阴极的阳极保护法、外加电流的阳极保护法都可以用来保护金属
C．，该反应为取代反应
D．从非手性的原料合成手性化合物单一对映体时，以有机小分子为催化剂可降低反应活化能
14．德国科学家BenjaminList获得2021年诺贝尔化学奖，他发现了脯氨酸可以催化羟醛缩合反应，其反应历程可简化如图所示。下列说法错误的是
A．有机物①是催化剂 B．有机物③是反应的中间产物
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3个手性碳原子
15．对某化合物进行结构分析，其红外、质谱和核磁谱图分别如图所示。则该化合物可能是

A．CH3CH2COOH B．CH3COOCH3
C．HOCH2CH2CHO D．CH3CH2CHO
二、填空题
16．按照官能团分类，下列物质分别属于哪类有机化合物？
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
17．下列各物质，有的含有多个官能团。
① ②CH3CH2CH2CH3③④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
请填写下列空白(填序号)：
(1)属于脂肪烃的有 。
(2)属于芳香烃的有 。
(3)属于醇类的有 。
(4)属于酚类的有 。
(5)属于羧酸类的有 。
(6)属于酯类的有 。
18．(1)烷基取代苯()可以被酸性溶液氧化生成，但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子没有C—H键，则不容易被氧化得到。现有分子式是的烷基一取代苯，则它可以被氧化为的同分异构体共有 种，并写出一种不能被氧化为的同分异构体的结构简式： 。
(2)已知某气态烃含碳85.7%，在标准状况下，该气态烃的密度为。该气态烃分子可能的结构简式为 。
(3)分子式为的烃A，催化加氢后生成2，2-二甲基丁烷，则A的结构简式为 。
三、实验题
19．通常用燃烧的方法测定有机物的分子式，可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧，根据产品的质量确定有机物的组成。如图所示的是用燃烧法确定有机物物分子式的常用装置.
现准确称取0.72g某烃样品，经燃烧后A管增重2.2g，B管增重1.08g。请回答:
(1)产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺是: ；
(2)A、B管内均盛有固态试剂，A管的作用是 。
(3)燃烧管中CuO的作用是 ；如果把CuO网去掉，A管重量将 ；(填“增大”、“减小”、或“不变”)；
(4)请改进这套装置的一个不足之处 。
(5)若该有机物分子中含有4个甲基，则该有机物的结构简式为 ；该有机物的二氯代物有 种。
20．下列装置中有机物样品在电炉中充分燃烧，通过测定生成的和的质量，来确定有机物的分子式。

请回答下列问题：
(1)B装置中试剂X可选用 。
(2)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36g，E装置质量增加0.88g，已知该物质对的相对密度是22，则该样品的分子式为 。
(3)若该有机物的核磁共振氢谱如下图所示，峰面积之比为1：3。则其结构简式为 。若只有一种类型的氢原子，则该有机物的结构简式为 。

(4)某同学认为测定结果存在误差，应在E后再增加一个F装置，其主要目是 。
试卷第4页，共7页
参考答案：
1．D
【详解】A．产物中的C采取sp2和sp3杂化，A项错误；
B．该反应为缩聚反应，B项错误；
C．醛树脂中没有离子键为分子晶体，C项错误；
D．HCHO的价层电子对为3+，该分子的立体构型为平面三角形，D项正确；
故选D。
2．A
【详解】① 属于烯烃；②属于酚；④CH3CH2Cl、⑤CCl4属于卤代烃；③、⑦HOCH2CH2OH、⑧CH3CH2OH属于醇；⑥CH3CH2C≡CH属于炔烃，共5类，故选：A。
3．A
【详解】A．乙烯分子中两个碳原子之间为双键，两个碳原子均为杂化，A错误；
B．乙烯分子中两个碳原子均为杂化，B正确；
C．乙烯分子中两个碳原子未参与杂化的2p轨道以“肩并肩”的形式重叠形成键，C正确；
D．两个碳原子之间形成一个键和一个键，D正确；
故选A。
4．D
【分析】A到B发生了取代反应，B到C发生了加成反应。
【详解】A．A中含醛基，可以发生银镜反应，A正确；
B．B的同分异构体可分别含有1个C-N键，含有丁基，有4种同分异构体，含有2个C-N键时，可分别为甲基、丙基或两个乙基，有3种同分异构体，如含有3个C-N键，则有1种，共8种，B正确；
C．由结构简式可知C的分子式为C11H15N，C正确；
D．反应②N=C键生成C-N键，为加成反应，D错误；
故选D。
5．B
【详解】A．显微红外光谱仪可以用来鉴别未知物的结构组成或确定其化学基团，A项正确；
B．电子天平用来称量物体重量，不能用于测定物质的组成或结构，B项错误；
C．原子吸收分光光度计可以进行金属元素分析，C项正确；
D．X射线衍射仪可以测定晶体结构，D项正确；
答案选B。
6．C
【详解】A．1mol乙醇和1mol乙醚完全燃烧都只生成2mol二氧化碳和1mol水，无法根据燃烧情况判断有机物结构简式，A错误；
B．乙醇存在同分异构体，甲醚与乙醇互为同分异构体，B错误；
C．0.1mo乙醇与足量钠反应只产生0.05mol氢气，则1mol乙醇能够与足量钠反应生成0.5mol氢气，说明乙醇分子中含有1个羟基，从而证明乙醇分子结构简式为C2H5OH，而不是CH3OCH3，C正确；
D．乙醇的水溶性的大小不能判断乙醇的结构简式，D错误；
正确选项C。
7．A
【详解】A．CH3CH3只含C、H两元素，故属于烃类，选项A选；
B．CH2═CHCl可以认为是乙烯中的一个H原子被一个Cl取代后的产物，故属于烃的衍生物，选项B不选；
C．CH3CH2OH可以认为是用-OH取代了乙烷中的一个H原子后得到的，故为烃的衍生物，选项C不选；
D．乙酸乙酯可以认为是用CH3COO-取代了乙烷分子中的一个H原子得到，故为烃的衍生物，选项D不选。
答案选A。
8．C
【详解】A. 根据分子式C3H6判断，该分子有一个不饱和度，可以成环，或者含双键，所以结构不可能只有一种，故A错误；
B. 丙基的同分异构体有两种，分别为、，故B错误；
C. 二氯甲烷只有一种结构，故C正确；
D. 根据分子式C2H6O判断，该分子有CH3OCH3，CH3CH2OH两种结构，故D错误；
故选C。
9．C
【详解】含有酯基和一取代苯结构的同分异构体有5个
所以除所给出的乙酸苯甲酯外，还有5种；故选C。
10．D
【详解】求该物质属于酯类并含有苯环的同分异构体，如苯环上有两个取代基，则两个取代基为-OOCH和-CH3，这两个取代基存在邻、间、对三种位置关系，如苯环上只有一个取代基，则取代基可以为-CH2OOCH、-OOCCH3和COOCH3，共3+3=6种，因此属于酯类并含有苯环的同分异构体有6种，答案选D。
11．A
【详解】4.4g CO2的物质的量为0.1mol，含有0.1mol碳，其质量为1.2克，1.8g H2O含有0.2mol氢原子，质量为0.2克。则 3.0g某有机化合物中含有氧元素，氧原子的物质的量为 mol，则碳：氢：氧=0.1:0.2：0.1=1:2:1，最简式为CH2O。
A．该有机物中含有氧元素，A项错误；
B．经计算该有机物一定有氧元素，B项正确；
C．该有机物最简式为CH2O，C项正确；
D．碳原子和氢原子个数比为1：2，D项正确。
故选A。
12．C
【详解】A．阿霉素分子中含有苯环和亚甲基，碳原子的杂化方式为sp2、sp3，故A正确；
B．红外光谱仪能测定出有机物的官能团和化学键，故B正确；
C．阿霉素分子含有羟基、氨基和羰基，没有羧基，故C错误；
D．阿霉素分子中含有H、C、N、O四种元素，同周期元素，从左往右第一电离能呈增大的趋势，N位于第VA族，p轨道电子半充满较稳定，第一电离能大于O，则这四种元素中第一电离能最大的元素为N，故D正确；
故选C。
13．B
【详解】A． 高炉炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石，制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土，制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱，所以高炉炼铁、生产普通硅酸盐水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石，故A正确；
B． 牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法都可以用来保护金属，故B错误；
C． ，2号碳上的氢被氯原子取代，同时生成氯化氢，该反应为取代反应，故C正确；
D． 催化剂能降低反应所需活化能，提高活化分子百分数，从非手性的原料合成手性化合物单一对映体时，以有机小分子为催化剂可降低反应活化能，故D正确；
故选B。
14．D
【分析】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，③④⑥是前边反应的产物、是后续反应的反应物，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，有机物⑥中连接醇羟基、羧基的碳原子为手性碳原子，所以有2个手性碳原子。
【详解】A．在整个反应历程看，有机物①最开始参与了化学反应，最后又生成了，是催化剂，A项正确；
B．有机物③④⑥是前边反应的产物、是后续反应的反应物，都是反应中间产物，B项正确；
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，反应中有极性键和非极性键的断裂与生成，C项正确；
D．有机物⑥中含有2个手性碳原子，D项错误；
故选D。
15．A
【分析】由红外光谱图可知，该化合物中含O—H键、C—H键、C=O键；由质谱图知，该化合物的相对分子质量为74；核磁谱图说明该化合物中有3种不同化学环境的氢原子；据此作答。
【详解】A．CH3CH2COOH的相对分子质量为74，其中含O—H键、C—H键、C=O键，有3种不同化学环境的氢原子，个数比为3∶2∶1，A项可能；
B．CH3COOCH3中有2种不同化学环境的氢原子，B项不可能；
C．HOCH2CH2CHO中有4种不同化学环境的氢原子，C项不可能；
D．CH3CH2CHO中没有O—H键，相对分子质量为58，D项不可能；
答案选A。
16．(1)烯烃
(2)炔烃
(3)卤代烃
(4)醇
(5)酚
(6)醛
(7)羧酸
(8)酯
【解析】(1)
的官能团为碳碳双键，属于烯烃；
(2)
的官能团为碳碳三键，属于炔烃；
(3)
的官能团为卤素原子，属于卤代烃；
(4)
的官能团为羟基，且羟基连在连在链烃基上，属于醇；
(5)
羟基连在苯环上，属于酚；
(6)
的官能团为醛基，属于醛；
(7)
的官能团为羧基，属于羧酸；
(8)
的官能团为酯基，属于酯。
17．(1)②④
(2)⑦
(3)⑥
(4)⑤
(5)①③
(6)⑧
【分析】①含羧基，为羧酸，属于烃的含氧衍生物；②CH3CH2CH2CH3仅含有碳氢两种元素，属于烃且属于脂链烃；③ 含苯环和羧基，属于芳香族化合物；④ 仅含碳氢两种元素，且为环状化合物，属于脂环烃；⑤ 含苯环和酚羟基，属于芳香族化合物；⑥ 含羟基和，属于烃的含氧衍生物；⑦ 仅含碳氢两种元素且含苯环，属于芳香烃；⑧含碳碳双键和酯基，属于之类化合物；据此分析可得：
【详解】（1）属于脂肪烃的有②CH3CH2CH2CH3、④ ，故答案为：②④；
（2）含苯环的烃属于芳香烃，则属于芳香烃的有⑦ ，故答案为：⑦；
（3）含有羟基且羟基不直接与苯环相连的有机化合物属于醇，则属于醇类的有⑥ ，故答案为：⑥；
（4）是羟基（-OH）与芳烃核（苯环或稠苯环）直接相连形成的有机化合物，则属于酚类的有⑤ ，故答案为：⑤；
（5）含有羧基的有机化合物为羧酸，属于羧酸类的有① 、③ ，故答案为：①③；
（6）化合物⑧ 酯基，属于酯类化合物，故答案为：⑧。
18． 7 )
【详解】(1)分子式为的烷基一取代苯，R基为，其结构可能为、、、、、、、，共8种。其中不能被氧化为苯甲酸的有一种，即，可以被氧化为苯甲酸的同分异构体共7种。
(2)标准状况下该气态烃的密度为，则其摩尔质量为，其中碳的质量分数为85.7%，则该烃的分子式为，其可能的结构简式为和△。
(3)2，2-二甲基丁烷的结构简式为，分子式为的烃A催化加氢后生成2，2-二甲基丁烷，则烃A结构简式应为。
刷素养
19． g-f-e-h-i-c-d-a-b(或g-f-e-h-i-d-c-b-a) 吸收生成二氧化碳 使有机物分子中的碳尽可能转化为CO2 减小 在A装置后连接一个装有碱石灰的干燥管 (CH3)4C 2
【详解】分析：(1) D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，按照上述分析进行装置的连接。
(2)氢氧化钠固体，吸收二氧化碳气体；，以便测定有机物中碳的量。
(3)燃烧管中CuO的作用是把反应生成的一氧化碳转化为二氧化碳，减小实验误差。
(4)空气中二氧化碳、水蒸气直接进入A装置中，影响实验。
(5)根据A管质量增加2.2g为二氧化碳的质量，计算出碳的量，B管质量增加1.08g是水的质量，计算出氢原子的量，算出碳氢原子个数比，确定烃的分子式，再根据题意要求写出结构简式。
详解：（1）D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，根据产物的质量推断有机物的组成，则产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺是g-f-e-h-i-c-d-a-b(或g-f-e-h-i-d-c-b-a)；正确答案：g-f-e-h-i-c-d-a-b(或g-f-e-h-i-d-c-b-a)。
(2) A中盛放氢氧化钠固体，它能够吸收二氧化碳气体；正确答案：吸收生成二氧化碳。
(3) 在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，使有机物分子中的碳尽可能转化为CO2 ；如果把CuO网去掉，一氧化碳不能被氢氧化钠吸收， A管重量将减小；正确答案：吸收生成二氧化碳；使有机物分子中的碳尽可能转化为CO2 ；减小。
(4) A装置中氢氧化钠吸收反应产生的二氧化碳，但是空气中水蒸气、二氧化碳也能够进入A装置，影响实验，因此在A装置后连接一个装有碱石灰的干燥管；正确答案：在A装置后连接一个装有碱石灰的干燥管。
（5）A管质量增加2.2g为二氧化碳的质量，n（CO2）=2.2g÷44g·mol﹣1=0.05mol，n（C）=n（CO2）=0.05mol，B管质量增加1.08g是水的质量，n（H2O）=1.08g÷18g．mol﹣1=0.6mol，n（H）=2n（H2O）=1.2mol，此有机物为烃，故只含有C和H两种元素，且个数比为：0.05：1.2=5：12，故可以确定为戊烷（C5H12），该有机物分子中含有4个甲基，则该有机物的结构简式为，该有机物的二氯代物有2种，可在相同、不同的甲基上，和；正确答案：(CH3)4C ； 2。
20．(1)浓硫酸
(2)C2H4O
(3) CH3CHO
(4)防止空气中H2O(g)、CO2进入E装置，影响测定结果
【分析】实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式，因此生成O2后必须除杂（主要是除H2O），明确各装置的作用是解题的前提，A是生成氧气的装置，B用于干燥通入C中的氧气，C是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，D用来吸收水，测定生成水的质量，E用来吸收二氧化碳，测定生成二氧化碳的质量；根据一氧化碳能与氧化铜反应，可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2。
【详解】（1）B装置用于干燥通入C中的氧气，试剂X可选用浓硫酸；
（2）E管质量增加0.88g为二氧化碳的质量，可得碳元素的质量：0.88g×=0.24g，D管质量增加0.36g是水的质量，可得氢元素的质量：0.36g×=0.04g，从而可推出含氧元素的质量为：0.44-0.24-0.04=0.16g，设最简式为CXHYOZ，则X：Y：Z=：：=2：4：1，即最简式为C2H4O，该物质对H2的相对密度是22，则该样品的相对分子质量为44，分子式为C2H4O；
（3）根据该有机物的核磁共振氢谱图，峰面积之比为1:3，则其结构简式为CH3CHO；若该物质只有一种类型的氢原子，说明结构中含有2个CH2，且具有对称性，则该有机物的结构简式为 ；
（4）某同学认为测定结果存在误差，应在E后再增加一个E装置，目的是防止空气中H2O(g)、CO2进入E装置，影响测定结果