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.下列有机化合物属于脂环化合物的是( )
A.
B.
C.
D.
2.分离乙苯和乙醇,需要用到的仪器是
A. B. C. D.
3.有机化合物Z可用于治疗阿尔茨海默症,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.1 mol X最多能消耗4 mol B.X、Y分子中含有的手性碳原子个数相同
C.Z的消去反应产物具有顺反异构体 D.Z的同分异构体可能含两个苯环
4.为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.100g 60%的乙酸溶液中,其中杂化的氧原子数为
B.用惰性电极电解1L 0.2 溶液,当两极产生气体的物质的量相等时,电路中通过电子数为0.4
C.常温下1L pH=9的醋酸钠溶液中,由水电离出的数目为
D.32g Cu与足量的S完全反应转移电子数为
5.科学家通过、酚/酮和三个氧化还原循环对构建电子传递链,实现了80℃条件下直接氧化甲烷合成甲醇,其原理如下图所示。下列说法不正确的是
A.水解生成甲醇
B.反应I中将甲烷氧化成
C.反应II中1mol对苯醌被还原为1mol对苯酚得到
D.反应III的化学方程式:
6.有人设想合成具有以下结构的烃分子,下列说法不正确的是
A.Ⅳ不可能合成得到 B.Ⅱ与苯互为同分异构体
C.Ⅲ(立方烷)的六氯代物共有3种 D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的实验式不同
7.下列说法错误的是
A.有机化合物都含有极性键和非极性键
B.有机化合物一定含有σ键,不一定含有π键
C.1个碳原子可以与其他原子形成4个共价键
D.乙烯和乙炔都含有π键,都能发生加成反应
8.下列表示正确的是
A.乙酸乙酯的实验式:C2H4O2
B.羰基的电子式:
C.2—甲基—1,3—丁二烯的分子式:C5H10
D.2,4,4—三甲基己烷的键线式:
9.下列关于有机物的分离提纯方法,正确的是
A.直接蒸馏乙醇和水的混合物,可以获得无水酒精
B.甲烷中混有乙炔时,可用酸性高锰酸钾溶液洗气
C.用饱和氢氧化钠溶液来除去乙酸乙酯中混有的乙醇和乙酸
D.苯甲酸中混有NaCl时,可用重结晶的方法提纯苯甲酸
10.下列化学用语的表达正确的是
A.羟基的电子式:
B.的电离方程式:
C.乙醇的球棍模型:
D.中子数为20的氯离子:
11.将一定量的有机物充分燃烧,产物先通入浓硫酸,浓硫酸增重5.4 g,然后通入足量澄清石灰水中,完全吸收后,经过滤得到20 g沉淀,则该有机物可能是( )
A.乙醇 B.乙烯 C.甲酸甲酯 D.乙酸
12.下列性质或方法能确定乙醇为结构的是
A.乙醇可以用来做溶剂
B.1摩尔乙醇完全燃烧时生成3摩尔水
C.用质谱法测出乙醇的相对分子质量为46
D.核磁共振氢谱测得乙醇中含有3种不同类型的氢
13.某有机物的结构简式为,它在一定条件下不可能发生的反应有
①加成,②水解,③消去,④酯化,⑤银镜,⑥中和。
A.①⑤ B.②④
C.②③ D.③⑤
二、填空题
14.帕比司他是治疗某些恶性肿瘤的药物,其中间体(E)的合成路线如图:
A分子含有的官能团名称为 。
15.X射线衍射
(1)原理
X射线是一种波长很短的 ,它和晶体中的原子相互作用可以产生 。
(2)X射线衍射图
经过计算可获得分子结构的有关数据,如 、 等,用于有机化合物 的测定。
目前,X射线衍射已成为物质结构测定的一种重要技术。
16.根据要求,回答下列问题:
(1)下列各组物质中互为同分异构体的是 (填序号,下同),为同种物质的是 ,为同系物的是 ,互为同素异形体的是 。
①和
②和
③和
④和
⑤和
⑥和
(2)依据氧化还原反应设计的原电池如图所示。电解质溶液是 (填化学式)溶液。石墨电极上发生反应的类型为 (填“氧化”或“还原”)反应。
17.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成7.2g H2O和13.2gCO2,消耗氧气10.08L(标准状况),则该物质中C、H、O元素的原子个数之比是 。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则该物质的分子式是 。
(3)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目。经测定,有机物A的核磁共振氢谱如图②,则A的结构简式为 。
18.某芳香烃A的质谱图如图所示:
(1)A的名称为 。
(2)A的一氯代物共有 种。
(3)A中最多有 个原子共平面。
(4)A分子的核磁共振氢谱有 个峰,峰面积之比为 。
19.现有下列5种有机物:
① CH3—CH2—CH3 ③CH3—CH=CH —CH3 ④ ⑤
请回答:
(1)其中不属于烃的是 (填序号,下同),与①互为同系物的是 ,与③互为同分异构体的是 。
(2)用系统命名法给④命名,其名称为 。
20.(1)下图为金刚烷的空间结构(碳架):
它的一氯代物有 种,二氯代物有 种。
(2)二噁英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称,其母体结构如图:
①已知该物质的一氯代物有二种,则该物质的七溴代物共有 种;
②该物质的二氯取代物共有 种。
21.回答下列问题:
(1)有机物A的质谱图和红外光谱图分别如下:
①A的结构简式为 。
②写出属于醇类,与A互为同分异构体的结构简式: 。
(2)相对分子质量不超过100的有机物B,既能与金属钠反应产生无色气体,又能与碳酸钠反应产生无色气体,还可以使溴的四氯化碳溶液褪色。B完全燃烧只生成和。经分析,其含氧元素的质量分数为37.21%。经核磁共振仪检测发现B的氢谱如下:
B的结构简式为 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【分析】分子中含有环状结构(不是苯环)的化合物称为脂环化合物,据此解答。
【详解】A. 有机物分子中含有苯环,属于芳香烃,A错误;
B. 有机物分子中含有碳原子形成的环状,属于脂环化合物,B正确;
C. 有机物分子中含有苯环,属于芳香族化合物,C错误;
D. 有机物分子中不存在环状,属于烷烃,D错误。
答案选B。
【点睛】明确脂环化合物与芳香化合物的区别是解答的关键,另外需要注意苯的同系物、芳香烃、芳香化合物之间的关系:含有苯环的烃叫芳香烃;含有苯环且除C、H外还有其他元素(如O、Cl等)的化合物叫芳香化合物;芳香化合物、芳香烃、苯的同系物之间的关系为。
2.A
【详解】乙醇和乙苯互溶,且根据二者的沸点相差较大,采用蒸馏法分离,蒸馏操作所需的仪器有:蒸馏烧瓶、锥形瓶、冷凝管、温度计等,A为冷凝管,B为容量瓶,C为分液漏斗,D为漏斗,故选:A。
3.D
【详解】A.化合物X中含有苯环和醛基,则1 mol X最多能消耗4 mol H2,A正确;
B.X、Y分子中含有的手性碳原子个数相同,都有1个手性碳原子,B正确;
C.Z中羟基发生消去反应形成碳碳双键,产物中碳碳双键中每个不饱和碳原子均连接2个不同的原子或原子团,具有顺反异构,C正确;
D.Z的不饱和度为7,苯环的不饱和度为4,Z的同分异构体不可能含两个苯环,D错误;
故选D。
4.B
【详解】A.100g 60%的乙酸溶液中,含1mol乙酸,1mol乙酸中杂化的氧原子数为,水分子中也含有杂化的氧原子数,故溶液中杂化的氧原子数大于NA,A错误;
B.阳极发生的电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2,阴极电极反应为Ag++e-=Ag、2H++2e-=H2,当两极产生气体的物质的量均为0.2mol时,电路中通过的电子数为0.4NA,B正确;
C.醋酸钠为强碱弱酸盐,水的电离被促进,由水电离出的数目为,C错误;
D.铜与硫反应生成硫化亚铜,故32g Cu与足量的S完全反应转移电子数为0.5,D错误;
答案选B。
5.C
【详解】A.中含有酯基,水解可生成和,故A正确;
B.由反应流程图可知,反应I中将甲烷氧化合成,自身被还原为Pd,故B正确;
C.对苯醌被还原为对苯酚为加氢反应,加两个H,所以反应II中1mol对苯醌被还原为1mol对苯酚得到,故C错误;
D.反应III为对苯酚生成对苯醌,化学方程式为;故D正确;
故答案选C。
6.D
【详解】A.分子Ⅳ中碳原子形成5个共价键,所以不可能合成,故A正确;
B.Ⅱ的分子式为C6H6,与苯分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故B正确;
C.分子的二氯代物有3种,所二氯取代产物和六氯取代产物种数一样,所以Ⅲ(立方烷)的六氯代物共有3种,故C正确;
D.Ⅰ的化学式为C4H4、Ⅱ的化学式为C6H6、Ⅲ的化学式为C8H8,实验式都是CH,故D错误;
故选D。
7.A
【详解】A.甲烷、甲醇、甲醛、甲酸均只含有极性键,不含有非极性键,A选项错误;
B.有机化合物原子间一定含有σ键,但不一定含有键,B选项正确;
C.1个碳原子最多有4个单电子,可以与其他原子形成4个共价键,C选项正确;
D.乙烯中含有C=C,乙炔中含有C≡C,其中都含有键,且都能发生加成反应,D选项正确;
答案选A。
8.D
【详解】A.乙酸乙酯的实验式即最简式为:CH2O,A错误;
B.羰基中 O原子达到8e稳定结构,C原子有2个孤电子,B错误;
C.2-甲基-1,3-丁二烯,一共5个碳,二烯含有两个双键,不饱和度为2,比饱和烃少4个H,所以分子式为:C5H8,C错误;
D. 为烷烃的键线式,最长碳链含有6个C原子,主链为己烷,在2、4、4号碳原子各含有1个甲基,其名2,4,4—三甲基己烷,D正确;
故选D。
9.D
【详解】A.酒精与水的沸点相差只有20多度,蒸馏不能得到无水酒精,部分水蒸气也会蒸发进入蒸馏液中,故A错误;
B.酸性高锰酸钾与乙烯反应生成二氧化碳,会引入新的杂质,故B错误;
C.乙酸乙酯在NaOH溶液里会发生水解,故C错误;
D.苯甲酸是固体,它的沸点较高,室温下微溶于水,而氯化钠较易溶于水,所以可利用重结晶的方法将两者分离,故D正确;
故答案为D。
10.C
【详解】A.羟基中氧原子最外层为7个电子,故羟基的电子式为,A错误;
B.为二元弱酸,以第一步电离为主,故的电离方程式为、,B错误;
C.乙醇的结构简式为CH3CH2OH,原子半径:C>O>H,小球表示原子,短棍表示共价键得到球棍模型,则乙醇的球棍模型为,C正确;
D.核素组成符号的左.上角标注质量数,左下角标注质子数,质量数=质子数+中子数,中子数为20的氯离子应表示为,D错误;
故选:C。
11.A
【分析】有机物燃烧充分燃烧生成CO2和H2O,通入浓硫酸增重5.4g为生成水的质量,再通过足量的石灰水,发生反应:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,得到沉淀20g为CaCO3质量,根据水和碳酸钙质量计算水、碳酸钙物质的量,根据原子守恒确定有机物中C、H原子数目之比。
【详解】有机物燃烧产物有二氧化碳和水,通入浓硫酸增重5.4g为生成水的质量,再通过足量的石灰水,经过滤可得沉淀20g为CaCO3的质量,则n(H2O)==0.3mol,n(CaCO3)==0.2mol,根据原子守恒可知,n(H)=2n(H2O)=0.6mol,n(C)=n(CaCO3)=0.2mol,则有机物中碳、氢原子个数比为0.2mol:0.6mol=1:3,选项中只有乙醇中C、H原子数目之比符合1:3,故选A。
【点睛】本题考查有机物分子式的计算,注意利用原子守恒确定有机物中C、H原子数目之比是解答关键。
12.D
【详解】一般用质谱法测定有机物的相对分子质量;用红外光谱得到分子中含有的化学键或官能团信息;核磁共振氢谱可以测定不同环境的氢;在乙醇分子中存在3种情况的氢,说明乙醇结构为;
故选D。
13.D
【详解】该有机物含有羧基和酯基,羧基可以发生酯化反应和中和反应,酯基可以发生水解反应,含有苯环,可以发生加成反应,所以该物质不能发生银镜反应和消去反应。故选D。
14.醛基
【详解】A为,由结构简式可知所含官能为醛基,故答案为:醛基。
15.(1) 电磁波 衍射图
(2) 键长 键角 晶体结构
【解析】略
16.(1) ③、④ ⑤ ⑥ ①
(2) 或 还原
【分析】(1)
①和是由氧元素组成的不同单质,属于同素异形体;
②和质子数相同为6,中子数不同分别为6、8,是碳元素不同核素,互为同位素;
③和它们的结构不同但分子式相同,所以二者互为同分异构体;
④和它们的结构不同但分子式相同,所以二者互为同分异构体;
⑤和组成和结构都相同,为同一物质;
⑥和它们结构相似都为烷烃,在分子组成上相差1个CH2原子团,互为同系物;
故答案为:③、④;⑤;⑥;①;
(2)
依据氧化还原反应设计的原电池,可知该反应Cu失去电子,为电池负极,发生氧化反应,石墨为正极,铁离子将会得到电子,发生还原反应,则电解质溶液是或溶液,故答案为:或;还原。
17.(1)3∶8∶1
(2)C3H8O
(3)CH3OCH2CH3
【详解】(1)实验测得生成7.2g H2O,即=0.4mol,所以有机物A中含有0.8molH原子,13.2gCO2即=0.3mol,所以有机物A中含有0.3molC原子,消耗氧气10.08L(标准状况),即=0.45mol,则有机物A中含有0.4mol+0.3mol×2-0.45mol×2=0.1molO原子,所以C、H、O元素的原子个数之比为0.3mol∶0.8mol∶0.1mol=3∶8∶1;
(2)据图可知该有机物的相对分子质量为60,根据1的计算可知该有机物的实验式为C3H8O,设分子式为(C3H8O)n,则有60n=60,n=1,所以分子式为C3H8O;
(3)据图可知该物质中有3种环境的氢原子,且个数之比为3:2:3,则满足条件的结构只有CH3CH2OCH3。
18.(1)甲苯
(2)4
(3)13
(4) 4 1:2:2:3
【解析】(1)
根据芳香烃知必含苯环,根据质荷比为92可知相对分子质量为92,可得A为甲苯;
(2)
甲苯中苯环上的一氯代物有三种,分别为与甲基相邻、相间、相对,甲基上还有一种,共4种;
(3)
苯环上的12个原子肯定在一个平面上,甲基中的碳原子相当于苯环上的一个氢原子肯定在平面上,甲烷分子中与碳原子共平面的氢原子最多有两个,将甲基的共面问题类比甲烷的共面,所以最多有13个原子共平面;
(4)
A为甲苯,有4种等效氢,则A分子的核磁共振氢谱有4个峰,峰面积之比为1:2:2:3。
19.(1) ② ⑤ ④
(2)2-甲基丙烯(或2-甲基-1-丙烯)
【详解】(1)烃是只含碳、氢元素的化合物,仅②中含C、H、Br元素,属于卤代烃;同系物结构相似、分子组成相差若干CH2的有机物互为同系物,则①与⑤互为同系物;同分异构体的分子式相同、结构不同,③与④分子式都是C4H8、结构不同,互为同分异构体;
(2)用系统命名法命名烯烃时,主链必须是包含双键碳原子在内的最长碳链,④的名称为2-甲基丙烯(或2-甲基-1-丙烯)。
20. 2 6 2 10
【详解】(1)为清楚说明,先对碳编号,从图中可看出,分子内由碳原子构成的最小的环为6元环,这样的环共有4个,且4个环完全等同,整个分子结构中,1、3、5、8号位碳等同,每个C上有1个H,2、6、7、4、9、10号位C等同,每个C上有2个H。由于只存在两种不同位置的H,故一氯代物只有2种。
寻找二氯代物的方法:对两种不同位置的H分类为a、b,如图:,
(注意:b位上有2个H),故答案为:2;6;
(2)①该物质的分子式为C12H8O2,可被取代的氢原子有8个,根据替代法可知其一氯代物和七溴代物的种类数应相同,都是两种,故答案为:2;
②该物质的二氯取代物的查找方法可以采用固定一个氯原子,移动另一个氯原子的方法来寻找。该分子中的H原子有2种,一氯代物有2种:,所以该物质的二氯代物一个氯原子在1号碳上时,另一个氯原子共有在2、3、4、5、6、7、8号碳7种位置,此时二氯代物有7种;一个氯原子在2号碳上时,另一个氯原子共有在3、6、7号碳3种位置,此时二氯代物有3种,总共10种,故答案为:10。
21.(1) 、、、
(2)
【解析】(1)
①质谱图中,质荷比的最大值表示样品的相对分子质量,故A的相对分子质量为74,由红外光谱图能够推断出A中含有对称的与和醚键,所以A为;
②由于有4种结构,故A属于醇类的同分异构体有4种;
(2)
B能与金属钠反应产生无色气体,也能与碳酸钠反应产生无色气体,说明B中至少含有一个羧基,同时还可能含有羟基等。B中含氧元素的质量分数为37.21%,若每个B分子中含有2个氧原子,则B的相对分子质量为86;若每个B分子中含有3个氧原子,则B的相对分子质量为129,大于100,不符合要求,所以每个B分子中只含有一个羧基。又因为B可以使溴的四氯化碳溶液褪色,所以B还含有碳碳不饱和键,再结合核磁共振氢谱图显示B中含有三种等效氢原子且个数比为1:2:3,可以推断其结构简式为。
答案第1页,共2页
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