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.下列表示不正确的是
A.次氯酸的电子式:
B.丁烷的球棍模型:
C.乙烯的结构简式:CH2=CH2
D.R2+离子核外有a个电子,b个中子,R原子可表示为:R
2.以金属钌作催化剂,经过以下步骤可直接转化为甲醇,有助于实现碳中和,转化原理如图所示。下列叙述不正确的是
A.也是该转化过程的催化剂
B.第1步转化过程涉及的反应类型是加成反应和复分解反应
C.第4步转化,参加反应的物质个数之比为
D.该转化过程的总反应式为:
3.满足下列条件的有机物的种类数正确的是
选项 有机物 条件 种类数
A 该有机物的一氯代物 4
B C6H12O2 能与NaHCO3溶液反应 3
C C3H8 该有机物的二氯代物 5
D C5H10O2 在酸性条件下会水解生成甲和乙,且甲、乙的相对分子质量相等 4
A.A B.B C.C D.D
4.下列说法不正确的是
A.乳酸分子( )是手性分子
B.水蒸气、液态水和冰中均存在氢键
C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2
D.FeS2与ZnS晶格能分别为1157.2kJ/mol、771.4kJ/mol,岩浆晶出次序为FeS2>ZnS
5.化学用语是学习化学的基本工具。下列有关的化学用语正确的是
A.—OH与都表示羟基 B.基态Cr原子的价层电子排布式:
C.乙烷分子的空间填充模型 D.丙烯的键线式为:
6.某有机物3.0g在足量氧气中完全燃烧,生成4.4gCO2和1.8gH2O,下列有关该有机物的说法不正确的是
A.该有机物中一定含有氧元素
B.该有机物中只含碳元素和氢元素
C.该有机物的分子式可能为C2H4O2
D.该有机化合物分子中氢原子和碳原子数之比一定是2:1
7.2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,中国航天又站在了一个新的起点。火箭和飞船升空所需的巨大能量可由下列化学反应提供:。有关该反应的说法正确的是
A.该反应是分解反应 B.反应中碳元素的化合价降低
C.反应中作氧化剂 D.属于烃
8.下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是
A.甘油醛 B.丙氨酸
C.葡萄糖 D.苹果酸
9.可以用分液漏斗分离的一组液体混合物是
A.苯酚和四氯化碳 B.苯和溴苯 C.水和硝基苯 D.油脂和乙醇
10.下列物质在给定条件下的同分异构体数目正确的是
A.含有碳碳三键的的同分异构体有3种
B.分子式是且属于羧酸的同分异构体有5种
C.含苯环的的同分异构体有3种
D.的一溴代物有5种
11.同分异构体现象在有机化学中是非常普遍的,下列有机物互为同分异构体的是( )
①CH2=CHCH3 ②③CH3CH2CH3④HCCCH3⑤⑥CH3CH=CHCH2CH3
A.①和② B.①和③ C.①和④ D.⑤和⑥
12.并六苯的某衍生物结构简式为,其苯环上的氢原子再被1个Cl原子取代的产物有
A.3种 B.6种 C.7种 D.8种
13.下列有机化合物的分类正确的是
A.属于醇类化合物 B.属于芳香族化合物 C.属于脂环化合物 D.属于链状化合物
A.A B.B C.C D.D
14.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法一定正确的是
A.标准状况下,2.24L C4H8分子中的σ键的数目为1.1NA
B.4.6gNa在空气中反应完全生成Na2O、Na2O2,转移电子数为0.2NA
C.室温下,pH=5的醋酸溶液中,由水电离的H+离子数目为10-9NA
D.电解CuSO4溶液时,当阴极产生3.2g O2时,转移的电子数为0.4NA
15.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L氖气含有的质子数为
B.1mol雄黄(,结构为)含有个S—S键
C.7.8g分子式为的有机物与氢气反应后,最多消耗氢气分子数目为
D.标准状况下,1.12LO2发生还原反应,转移的电子数不一定是0.2 NA
二、填空题
16.丙烯酸乙酯是一种食用香料,用乙烯、丙烯等石油化工产品为原料合成丙烯酸乙酯的路线如图所示。
回答下列问题:
(1)是重要的化工原料,能使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应的化学方程式为 。
(2)化合物B中所含官能团的名称为 。
(3)→A的反应类型为 。
(4)丁醇与互为同系物,丁醇的醇类同分异构体有 种。
(5)丙烯酸乙酯一定条件下会发生聚合反应,该聚合物有较好的弹性,可用于生产织物。该聚合反应的化学方程式为 。
17.化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑,防护器材、消毒药剂等等都与化学有关,回答下列问题。
(1)口罩面罩所用的无纺布成分是聚丙烯,由丙烯制得聚丙烯的方程式是 ,一种口罩的滤材被提前注入了电荷,并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在,该滤材对 成分的吸附效果较好。
a. b.胶体 c.水蒸气 d.NO
(2)用于口罩灭菌处理的环氧乙烷,常用乙烯氧化法制备,其中一种目前比较认可的反应机理为
乙烯合成环氧乙烷的选择性为 %[选择性= ]。氧化过程中,产物的生成速率与温度的关系如图,该反应适宜的反应温度为 ℃。
(3)过氧乙酸()也是一种常用的消毒剂,过氧乙酸中,极性键与非极性键数目之比为 ,过氧乙酸的优点是杀菌速度快,缺点可能是 。
18.碳、氢、氧3种元素组成的有机物A,相对分子质量为102,含氢的质量分数为9.8%,分子氢原子个数为氧的5倍。
(1)A的分子式是 。
(2)A有2个不同的含氧官能团,其名称是 。
(3)一定条件下,A与氢气反应生成B,B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。
①A的结构简式是 。
②A不能发生的反应是(填写序号字母) 。
a.取代反应 b.消去反应 c.酯化反应 d.还原反应
(4)写出两个与A具有相同官能团、并带有支链的同分异构体的结构简式: 、 。
(5)A还有另一类酯类同分异构体,该异构体在酸性条件下水解,生成两种相对分子质量相同的化合物,其中一种的分子中有2个甲基,此反应的化学方程式是 。
(6)已知环氧氯丙烷可与乙二醇发生如下聚合反应:
B也能与环氧氯丙烷发生类似反应生成高聚物,该高聚物的结构简式是 。
三、实验题
19.实验室利用 Perkin 反应制备肉桂酸的一种方法如下:
+ +CH3COOH
名称 相对分子质量 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g·cm-3) 溶解度(25℃)
水 乙醇
苯甲醛 106 -26 179 1.04 微溶 ∞
醋酸酐 102 -73 140 1.08 易溶 溶
肉桂酸 148 133 300 —— 微溶 溶
合成过程:在如图所示装置中加入 1.5g污水醋酸钾、3.8mL醋酸酐(约0.040mol)和 2.5ml 苯甲醛(约 0.025mol),加热、搅拌、165~167℃回流 1.5~2h。提纯过程(水蒸气提取装置如图):
(1)合成过程应采用 加热(填标号)
A.甘油浴(甘油沸点 290℃) B.水浴 C.煤气灯 D.电炉
(2)空气冷凝管的作用是 。
(3)“煮沸吸附”中树脂状物是肉桂酸发生脱羧反应产生苯乙烯聚合而成的。写出苯乙烯聚合的化学方程式 。
(4)“酸化”的目的是 。
(5)下列相关说法不正确的是 (填标号)
A.“调节 pH”过程,分批加入Na2CO3以防止大量气体将反应液冲出
B.“水蒸气提取”过程,当馏出液无油珠时,说明蒸馏结束
C.“洗涤”肉桂酸粗品使用的溶剂是乙醇
D.“纯化”过程可使用体积比为 3:1 的水和乙醇混合液进行重结晶
(6)本实验的产率约为 %。
20.教材中有两个关于混合物分离的实验,请回答下列有关问题。
实验一:通过蒸馏的方法除去自来水中含有的氯离子等杂质制取纯净水,如图所示。
(1)写出下列仪器的名称:① ,② 。
(2)若利用以上装置分离酒精和四氯化碳两种液体的混合物,还缺少的仪器是 ,将仪器补充完整后进行的实验操作的名称是 ;①的进水口是 (填“f”或“g”)。
(3)仪器②中常加入碎瓷片,这样做的目的是 。
实验二:用CCl4从碘水中萃取I2并用分液漏斗分离两种液体。
其实验操作中有如下两步:①将漏斗上口玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗的小孔。
(4)这样做的目的是 。
②静置分层后,旋开活塞,用烧杯接收下层液体。
(5)下层流出的是 溶液(填名称),上层液体从 得到(填“上口”或“下口”)。
(6)萃取碘水中的I2单质时要用到萃取剂,下列关于所加萃取剂的说法正确的是___________。
A.不与碘反应 B.碘在其中的溶解度大于在水中的溶解度
C.该萃取剂与水不互溶且密度不同 D.可以选用CCl4、酒精等作萃取剂
试卷第4页,共8页
参考答案:
1.A
【详解】A.次氯酸分子中O原子最外层有6个电子,需要两个共用电子对达到稳定结构,Cl原子最外层有7个电子,需要一个共用电子对达到稳定结构,故次氯酸的电子式应为:,A项错误;
B.丁烷的分子式为C4H10,用线表示化学键,球型表示原子中心,可知丁烷的球棍模型为:,B项正确;
C.乙烯的分子式为C2H4。分子中碳原子与碳原子通过两对共用电子对相连接,碳原子与氢原子通过一对共用电子对相连接。结构简式为CH2=CH2。C项正确;
D.依据阳离子核外电子数=质子数-带电荷数,可知质子数=阳离子核外电子数+带电荷数,R2+离子核外有a个电子,所以其质子数为:a+2;依据质量数=质子数+中子数,R2+离子有b个中子,所用其质量数为:a+b+2,所以R原子符号为R,D项正确;
答案选A。
2.C
【详解】A.在反应过程中参加反应,在最后又反应产生,A正确;
B.第1步转化过程先加成生成羧基,羧基和氨基发生中和反应,B正确;
C.第4步转化是聚合物与氢气发生反应,故参加反应的物质个数之比为1∶2n,C错误;
D.二氧化碳和氢气为反应物,甲醇和水为生成物,所以化学反应方程式为:,D正确;
故选C。
3.A
【详解】A.该有机物结构对称,有4种不同的H原子,则该有机物的一氯代物有4种,故A正确;
B.能与NaHCO3溶液反应,说明含有羧基,由于-C5H11的异构体有8种,所以C5H11-COOH也有8种,故B错误;
C.C3H8的二氯代物有CH2ClCHClCH3、CH2ClCH2CH2Cl、CHCl2CH2CH3、CH3CCl2CH3,共计是4种,故C错误;
D.C5H10O2在酸性条件下会水解生成甲和乙,且甲、乙的相对分子质量相等,应水解生成乙酸和丙醇,丙醇有1-丙醇和2-丙醇,则C5H10O2符合条件的同分异构体有2种,故D错误。
故选A。
4.B
【详解】A.若一个碳原子连有4个不同的原子或原子团,则该碳原子为手性碳原子。乳酸分子( )中与羟基相连的碳原子是手性碳原子,乳酸分子是手性分子,故A正确;
B.液态水和冰中均存在氢键,水蒸气中水分子间距离较大,分子间不能产生氢键,故B错误;
C.根据“相似相溶”原理,硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2,故C正确;
D.晶格能越大,岩浆晶出越容易,由晶格能可知,岩浆晶出次序为FeS2>ZnS,故D正确;
答案选B。
5.A
【详解】A.羟基属于中性基团,氧原子与氢原子共用1对电子对,其电子式为、羟基的结构简式为—OH,A正确;
B.由洪特规则及其特例:基态Cr原子的价层电子排布式: ,B错误;
C.图为乙烷分子的球棍模型,不是空间填充模型,C错误;
D.键线式中用短线“ ”表示化学键,端点、转折点表示碳原子,C原子、H原子不需要标出,所以丙烯的键线式为,图示为2-丁烯的键线式,D错误;
故选A。
6.B
【分析】有机物燃烧生成4.4gCO2和1.8gH2O,根据元素守恒,则有机物一定含有C、H元素,4.4g二氧化碳的物质的量为0.1mol ,n(C)=n(CO2)=0.1mol,m(C)=0.1mol×12g/mol=1.2g,1.8g水的物质的量为0.1mol,n(H)=2n(H2O)=0.2mol,m(H)=0.2g,故化合物中n(C):n(H)=0.1mol:0.2mol=1:2,由于m(C)+m(H)=1.2g+0.2g=1.4g<3g,所以该化合物中一定含有氧元素,n(O)= 0.1mol,n(C):n(H):n(O)= =1:2:1,据此解答。
【详解】A.由分析可知,有机物中一定含有氧元素,故A正确;
B.由分析可知,该有机物中含有碳元素、氢元素和氧元素,故B错误;
C.由分析可知,有机物的分子中n(C):n(H):n(O)= =1:2:1,分子式可能为C2H4O2,故C正确;
D.由分析可知,有机化合物分子中氢原子和碳原子数之比一定是2:1,故D正确;
故答案选B。
7.C
【分析】中,C元素的化合价由-1价升高为+4价,N元素的化合价由-3价升高为0,N2O4中N元素的化合价由+4价降低为0,以此来解答。
【详解】A.反应物有2种,不是分解反应,故A错误;
B.C元素的化合价升高,故B错误;
C.N2O4中N元素的化合价由+4价降低为0,作氧化剂,故C正确;
D.中还含有氮元素,不属于烃,故D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.该碳原子是饱和碳原子,且连接的原子或原子团互不相同,A项不选;
B.该碳原子是饱和碳原子,且连接的原子或原子团互不相同,B项不选;
C.该碳原子是饱和碳原子,且连接的原子或原子团互不相同,C项不选;
D.该碳原子连接两个-H,不属于手性碳原子,A项选;
故选D。
9.C
【分析】用分液漏斗分离的一组液体混合物,二者不互溶,出现分层,以此来解答。
【详解】A、B、D中的物质不出现分层,不能利用分液分离,只有C中硝基苯不溶于水,分层后水在上层,可用分液漏斗分离。
故选C。
10.D
【详解】A.的不饱和度为2,可以含1个碳碳三键,含有碳碳三键的的同分异构体有2种,即 (①②表示碳碳三键所在的位置),A错误;
B.分子式是且属于羧酸的同分异构体即,由于戊基的结构有8种,故分子式是且属于羧酸的同分异构体有8种,B错误;
C.易认为除苯环外,支链只能是2个甲基而出错,其支链还可以是1个乙基,支链是2个甲基的结构有邻、间、对3种,支链是1个乙基的结构有1种,共4种,C错误。
D.的一溴代物有5种,即,D正确;
故答案选D。
11.A
【详解】A.①CH2=CHCH3 和②的分子式相同,且结构不同,两者互为同分异构体,故A正确;
B.①CH2=CHCH3和③CH3CH2CH3的分子式不相同,两者不可能为同分异构体,故B错误;
C.①CH2=CHCH3 和④HCCCH3的分子式不相同,两者不可能为同分异构体,故C错误;
D.⑤和⑥CH3CH=CHCH2CH3的分子式不相同,两者不可能为同分异构体,故D错误;
故答案为A。
12.C
【详解】并六苯的氯代物为对称结构,则其一氯代物的种类如图,合计7种,答案为C。
13.D
【详解】A.羟基和苯环之间相连,这类有机物属于酚类,故A错误;
B.该有机物不含苯环,属于脂环烃,故B错误;
C.该有机物含有苯环,且仅含有C、H两种元素,属于芳香烃,故C错误;
D.分子式为C4H10,属于烷烃,属于链状化合物,故D正确;
答案为D。
14.B
【详解】A.C4H8可以是丁烯或环丁烷或甲基环丙烷,若为丁烯一个C4H8分子含有11个σ键,若为环丁烷或甲基环丙烷一个C4H8分子含有12个σ键,所以无法确定2.24LC4H8分子中的σ键的数目,故A错误;
B.4.6gNa的物质的量为0.2mol,完全反应生成Na2O、Na2O2时,全部转化为Na+,所以转移电子数为0.2NA,故B正确;
C.溶液体积未知,无法确定溶液中微粒的数目,故C错误;
D.电解硫酸铜溶液时,阳极上水电离出的氢氧根被氧化生成氧气,阴极不产生氧气,故D错误;
综上所述答案为B。
15.D
【详解】A.标准状况下,2.24L氖气物质的量为0.1mol,含有的质子数为 ,A错误;
B.所有原子都满足8电子稳定结构,As原子最外层有5个电子,形成3个共用电子对,结合结构图可知:黑球表示As原子,白球表示S原子,可见雄黄分子中不含有S-S键,B错误;
C.C6H6的有机物有很多种同分异构体,结构未知,无法计算消耗氢气的量,C错误;
D.标准状况下,1.12LO2即0.05mol发生还原反应,如氧元素变为-1价,转移电子数 ,如氧元素变为-2价,转移电子数,D正确;
故选D。
16.(1)
(2)碳碳双键、羧基
(3)加成反应
(4)4
(5)
【解析】(1)
CH2=CH2能和溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br。
(2)
化合物B的结构简式为CH2=CHCOOH,其中所含官能团的名称为碳碳双键、羧基。
(3)
CH2=CH2和水发生加成反应生成A即乙醇,故反应类型为加成反应。
(4)
丁醇是C4H10O,也可以写成C4H9OH,可以看作丁烷(C4H10)分子内的1个氢原子被羟基取代,丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3,(CH3)2CHCH,丁烷的氢原子共有4种,所以丁醇属于醇类的同分异构体共有4种。
(5)
丙烯酸乙酯含有碳碳双键,一定条件下会发生聚合反应,该聚合反应的化学方程式为nCH2=CH-COOC2H5 。
17.(1) b
(2) 85.7或85.71或86 180~200
(3) 3:1 不稳定或有刺激性异味或有腐蚀性等
【详解】(1)丙烯发生加聚反应生成聚丙烯 ,带电荷的材料,对胶体有较强的吸附作用,胶体粒子带有电荷,可以被吸引;
(2)根据题意,6mol乙烯转化为环氧乙烷生成6mol O(吸附),6mol O(吸附)和1mol乙烯生成,选择性为。温度200℃时,生成环氧乙烷反应速率最快,生成的速率较慢;
(3)过氧乙酸的结构为 ,一分子中,极性键数目为6,非极性键数目为2,比例为3:1,过氧乙酸有较强的酸性,具有腐蚀性,含有过氧键,不稳定,较浓时,有难闻的刺激性气味,稀溶液也有一定的异味。
18. C5H10O2 羟基 醛基 b 、 、 、 、 、(任写2个) CH3COOCH(CH3)2+H2OCH3COOH+(CH3)2CH-OH
【分析】N(H)=102×9.8%≈10,分子氢原子个数为氧的5倍,即含有O原子个数为2,N(C)==5,则分子式为C5H10O2。
【详解】(1)分析可知,A的分子式是C5H10O2;
(2)A中只含有2个氧原子,且有2个含氧官能团,则含氧官能团名称是羟基、醛基;
(3)①B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团,有机物A含有5个碳原子,则2个相同基团为-CH2OH,A中的醛基与氢气加成生成-CH2OH,A的结构简式是 ;
②A中与羟基相连碳原子的相邻碳原子没有氢原子,则不能发生消去反应,含有羟基能发酯化反应(取代反应),含有醛基,能与氢气发生还原反应,答案为b;
(4) A具有羟基、醛基,且带有支链的同分异构体的结构简式有 、 、 、 、 、 、 ;
(5)A还有另一类酯类同分异构体,即含有酯基,水解生成两种相对分子质量相同的化合物,即生成酸比醇少一个碳原子,且醇中含有2个甲基,则酸为乙酸,醇为异丙醇,反应的化学方程式是CH3COOCH(CH3)2+H2OCH3COOH+(CH3)2CH-OH;
(6)根据反应的方程式,B中含有2个羟基,且由A加成生成,则B为HOCH2C(CH3)2CH2OH,则高聚物的结构简式是。
19. A 冷凝回流 n 将肉桂酸盐转化为肉桂酸 C 80%
【分析】苯实验通过苯甲醛和乙酸酐的反应制备肉桂酸,反应开始时向三颈瓶中加入无水醋酸钠、乙酸酐和苯甲醛,控制反应温度在165~167℃反应1.5~2h,得到混合产物,混合产物经水蒸气提取、煮沸吸附、趁热过滤得到肉桂酸盐,将肉桂酸盐与浓盐酸酸化得到肉桂酸粗产品,将肉桂酸粗产品纯化得到纯净的肉桂酸,据此分析。
【详解】(1)加热需要温度为:165~167℃,水浴温度不够,甘油浴温度够且好控制,受热均匀,故选择A;
(2)空气冷凝管垂直放置,使挥发的反应物冷凝回流;
(3)加聚反应,双键打开,苯环放在支链上,故反应方程式为:n;
(4)前面加入碳酸钠,将肉桂酸转化为肉桂酸盐,熔沸点增大,加热除去苯甲醛,加入酸,再将肉桂酸盐转化为肉桂酸;
(5)A选项,体系中有大量的酸,分批加入碳酸钠可以防止酸与碳酸钠反应放出的气体将反应液冲出,A正确;
B选项,“水蒸气提取”过程中,当馏出液无油珠时,说明肉桂酸盐已经完全提取出来,此时说明提取结束,B正确;
C选项,肉桂酸溶于乙醇,不能能用于洗涤肉桂酸,C错误;
D选项,“纯化”过程中使用体积比为3:1的水和乙醇的混合液进行重结晶,此时溶于水的杂质转移到水中,而肉桂酸没有转移,D正确;
故选择C;
(6)产率=得到产品的量÷理论上应该得到的产品的量,通过少量0.025mol苯甲醛理论可以获得3.7g产品,实际获得2.96g,产率=×100%=80%。
20.(1) 直形冷凝管 蒸馏烧瓶
(2) 酒精灯 蒸馏 g
(3)防止液体暴沸
(4)平衡分液漏斗内外气压,使下层液体顺利流下
(5) I2的CCl4 上口
(6)ABC
【分析】蒸馏适用于分离互溶的沸点不同液体混合物,给液体混合物加热,沸点低的液体先挥发,经直形冷凝管冷凝后冷却成液体分离出来;采用萃取分离某些溶质时,不能发生反应、萃取剂与原溶剂互不相溶、溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度,互不相溶的2层液体再用分液法分离,据此回答。
【详解】(1)仪器的名称:①直形冷凝管,②蒸馏烧瓶。
(2)酒精和四氯化碳是互溶的沸点不同液体混合物,采用蒸馏法分离。若利用以上装置分离酒精和四氯化碳两种溶液的混合物,还缺少的仪器是酒精灯;将仪器补充完整后进行的实验操作的名称是蒸馏;为了冷凝效果好、冷凝水的流向是“下进上出”,①的进水口是g。
(3)仪器②中常加入碎瓷片,这样做的目的是防止液体暴沸。
(4)分液操作中,有步骤:将漏斗上口玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗的小孔。这样做的目的是平衡分液漏斗内外气压,使下层液体顺利流下。
(5)水的密度小于四氯化碳,则下层流出的是I2的CCl4溶液(填名称),为了防止污染、上层液体从上口得到。
(6)萃取碘水中的I2单质时要用到萃取剂,关于所加萃取剂的说法:据分析,则:
A.不与碘反应,故A正确;
B.碘在其中的溶解度大于在水中的溶解度,保证萃取效果,故B正确;
C.该萃取剂与水不互溶且密度不同,保证液体显著分层,故C正确;
D.酒精溶于水,不能用作萃取剂,故D错误。
说法正确的是ABC