第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 检测卷 （含答案） -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 检测卷 （含答案） -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 578.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-11 15:18:42 | ||
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文档简介
第一章 检测卷
(有机化合物的结构特点与研究方法)
一、选择题：本题共16小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2023·云南西双版纳傣族自治州第一中学期末)按碳骨架对有机化合物进行分类，下列说法正确的是( )
A．属于脂肪烃衍生物
B．属于芳香族化合物
C．属于脂环化合物
D．属于芳香族化合物
2．一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该物质含有3种官能团 B．该物质属于脂环烃
C．该物质属于脂肪族化合物 D．该物质属于烃的衍生物
3．(2024·辽宁辽东南协作体第一次月考)下列选项属于官能团种类异构的是( )
A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B．CH2===C(CH3)2和CH3CH===CHCH3
C．CH3CH2OH和CH3OCH2CH3
D．CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3
4．(2024·安徽阜阳第三中学月考)下表物质中所含官能团名称命名错误的是( )
选项 物质 官能团的名称
A 醚键、氨基
B 酯基、羧基
C 碳溴键、羟基
D 碳碳双键、醛基
5．(2024·四川绵阳南山中学月考)下列各组物质中，不属于同分异构体的是( )
A．H2NCH2COOH和CH3CH2NO2
B．CH3CH2CH2OH和CH3OCH2CH3
C．CH3CH2CH2CHO和CH2===CHCH2CH2OH
D．和
6．S-诱抗素是一种植物生长调节剂，具有促进植物协调生长的作用，S-诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是( )
A．S-诱抗素分子中含有苯环
B．S-诱抗素分子中只含有极性键
C．S-诱抗素分子中所有原子共面
D．S-诱抗素属于烃的衍生物
7．(2024·江苏徐州第七中学期中)使用现代仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下图所示：
则该有机化合物A的结构简式是( )
A．CH3CHO B．
C．HCOO(CH2)2CH3 D．CH3COOCH2CH3
8．(2024·山东淄博期中检测)苯胺的提纯过程如图所示，已知苯胺微溶于水，易溶于乙醚(密度为0.714 g·cm-3)。下列说法正确的是( )
A．盐析的作用是降低苯胺在水中的溶解度
B．萃取分液时从分液漏斗下口放出有机层
C．干燥时可选用P2O5作为干燥剂
D．蒸馏时用到的仪器有球形冷凝管、温度计等
9．下列说法中正确的是( )
A．在核磁共振氢谱中有5个吸收峰
B．红外光谱图能确定有机化合物中所含官能团的种类和个数
C．质谱法不能用于相对分子质量的测定
D．核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于分析有机化合物结构
10．历史上最早应用的还原性染料是靛蓝，其结构简式如下图，下列关于靛蓝的叙述中错误的是( )
A．碳原子均为sp2杂化 B．它的分子式是C16H10N2O2
C．该物质属于芳香族化合物 D．它含有碳碳双键和酯基
11．结构简式为的有机化合物，下列有关它的分析中错误的是( )
A．核磁共振氢谱峰有7个 B．苯环上的一氯代物有2种
C．碳原子的轨道杂化类型为sp2和sp3 D．属于芳香酸或芳香醇
12．某烃室温时为气态，完全燃烧后，生成的H2O和CO2的物质的量之比为3∶4。该不饱和烃的链状同分异构体有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
13．下列有关基团的表示方法不正确的是( )
A．乙基：—CH2CH3
B．羟基电子式： H
C．丁烷的结构简式：CH3CH2CH2CH3
D．乙烷的结构式：
14．下面是有关不同类别物质间的关系，其中错误的是( )
A． B．
C． D．
15．(2024·佛山月考)现有下图所示的两种分子模型，其中“”为碳原子，“”为氧原子，“”为氢原子。下列说法中正确的是( )
A．分子式相同，是同种物质 B．两者互为同系物
C．两者互为同分异构体 D．分子中都含有羟基
16．下列各组操作中不能得到相应纯净物的是( )
选项 被提纯的物质(括号内物质是杂质) 除杂试剂或方法
A 丙烷(丙烯) 溴水 洗气
B 乙醇(乙酸) CaO 蒸馏
C 苯(溴) NaOH溶液 分液
D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和NaOH溶液 分液
二、非选择题：本大题共4个小题，共56分，请按要求作答。
17．(12分)(2024·辽宁辽东南协作体月考)有机物种类繁多，广泛存在，在生产和生活中有着重要的应用。
(1)下列各组有机物中，一定互为同系物的是________(填序号，下同)，属于同一物质的是________，一定互为同分异构体的是________。
①乙烷和异丁烷 ②CH3CH2Cl和CH3CHClCH2Cl ③和C3H6 ④和 ⑤二甲醚和乙醇 ⑥和(大球表示碳原子，小球表示氢原子) ⑦和 ⑧和
(2)由碳、氢、氧三种元素组成的有机物A，相对分子质量为102，其中氢元素的质量分数为9.8%, 分子中氢原子数为氧原子数的5倍。A的分子式为______________。
(3)M的分子式为C4H9Cl, 核磁共振氢谱表明其只有一种氢原子，则M的结构简式为__________________。
(4)写出中所含官能团的结构简式：_______________。
18．(12分)化合物A经李比希法测得其中含C 72.0%、H 6.67%，其余为氧，质谱法分析得知A的相对分子质量为150。现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法。
方法一：核磁共振仪可以测定有机化合物分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3个峰，其面积之比为3∶2∶1，如图1所示。现测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。
方法二：利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如图2所示。
已知：A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基。试回答下列问题：
(1)A的分子式为____________。
(2)A的结构简式为________________(任写一种)。
(3)A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出所有符合条件的结构简式。
①分子中不含甲基的芳香酸：____________________________。
②苯环上有两个对位取代基(其中一个是—OH)的芳香醛：___________________。
19．(18分)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：
＋KMnO4―→＋MnO2
＋HCl―→＋KCl
名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·mL-1) 溶解性
甲苯 92 －95 110.6 0.867 不溶于水，易溶于乙醇
苯甲酸 122 122.4(100 ℃左右开始升华) 248 — 微溶于冷水，易溶于乙醇、热水
已知：酸性KMnO4能将Cl－氧化成Cl2。
实验步骤：
①在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
②停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。
③纯度测定：称取0.122 g 粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25.00 mL 溶液，用0.010 00 mol·L-1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。
回答下列问题：
(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______(填字母)。
A．100 mL B．250 mL
C．500 mL D．1 000 mL
(2)在反应装置中应选用______(填“直形”或“球形”)冷凝管，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是___________________。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是__________________________；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理_______________________(已知KMnO4的还原产物为Mn2+)。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是____________。
(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是__________________。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为______；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于______(填字母)。
A．70% B．60%
C．50% D．40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中__________的方法提纯。
20．(14分)(2024·辽宁辽东南协作体第一次月考)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献，成为首个获科学类诺贝尔奖的中国人，青蒿素的结构简式如图所示，回答下列问题：
(1)青蒿素属于____________(填“烃”或“烃的衍生物”)，是____________(填“脂肪化合物”或“脂环化合物”)。
(2)青蒿素分子中具有的官能团有________。
A．羟基 B．醚键
C．羧基 D．酯基
(3)对二甲苯()的一氯代物有________种。
(4)分离CHCl3与CH2Cl2混合物的方法是________。
(5)庚烷含有三个甲基的同分异构体有________种。
(6)关于下列有机物分子结构的研究中说法不正确的是______。
A．通过核磁共振氢谱能确定有机物中有五种氢原子
B．通过质谱法能确定有机物的相对分子质量
C．通过红外光谱能确定该分子中含有酯基
D．通过化学反应证明分子中含有过氧基
参考答案
选择题
1.【答案】D 【解析】是异丁烷，属于脂肪烃，A错误；不含苯环，不属于芳香族化合物，B错误；含有苯环，属于芳香族化合物，C错误；含有苯环，属于芳香族化合物，D正确。
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】A 【解析】含有的官能团为酮羰基、胺基，A错误；含有的官能团为酯基和羧基，B正确；含有的官能团为碳溴键、羟基，C正确；含有的官能团为碳碳双键、醛基，D正确。
5.【答案】D 【解析】H2NCH2COOH和CH3CH2NO2的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，A不符合题意；CH3CH2CH2OH和CH3OCH2CH3中，前者属于醇，后者属于醚，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B不符合题意；CH3CH2CH2CHO和CH2===CHCH2CH2OH的分子式相同，结构不同，前者属于醛，后者属于烯醇，互为同分异构体，C不符合题意；和的分子式不同，前者比后者多了2个H原子，不互为同分异构体，D符合题意。
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】A
9.【答案】D 【解析】 A中物质有3种不等效氢原子，有3个吸收峰，A错误；红外光谱只能确定化学键和官能团的种类，B错误；质谱图中，用最大质荷比可确定有机化合物的相对分子质量，C错误。
10.【答案】D 【解析】 观察靛蓝的结构简式知，苯环外的碳原子全部形成双键，均为sp2杂化，苯环上的碳原子也是sp2杂化，A 正确；其结构中含有碳碳双键、酮羰基等，但不含酯基，D错误。
11.【答案】B 【解析】分子中不存在对称结构，A正确，B错误；碳原子杂化类型有sp2、sp3两种，C正确；含有苯环、—COOH、—OH，D正确。
12.【答案】B 【解析】由题设可知分子式中C、H个数比为2∶3或4∶6，C2H3不是合理的分子式，C4H6合理。C4H6分子的不饱和度为2，如果限定链状，则只能是二烯烃或炔烃，可知其同分异构体为CH2===CHCH===CH2、HC≡CCH2CH3、CH3—C≡C—CH3，共3种，B正确。
13.【答案】B
14.【答案】B
15.【答案】C
16.【答案】D
二、非选择题
17.【答案】(12分，除标注外每空2分)
(1)①⑦ ④ ⑤⑥ (2)C5H10O2 (3)(CH3)3CCl (4) 、、—OH
【解析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物，一定互为同系物的是①⑦；属于同一物质的是④；分子式相同、结构不同的有机物互为同分异构体，则一定互为同分异构体的是⑤⑥。
18.【答案】(12分，每空3分)(1)C9H10O2
(2)(或或)
(3)① ②(或)
【解析】(3)①A的芳香类同分异构体中不含甲基的芳香酸是；②因为含醛基，除去—OH、苯环后还剩余3个碳原子、1个O原子，故相应的结构简式为或。
19.【答案】(18分，除标注外每空2分)
(1)B(1分) (2)球形(1分) 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(3)除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气
2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O (3分)
(4)MnO2 (5)苯甲酸升华而损失(1分) (6)86.0%(3分) C (7)重结晶(1分)
【解析】(1)试剂总体积约为101.5 mL，加热时液体量不超过容器容积的三分之二，故选用250 mL三颈烧瓶较好。(2)反应中甲苯易气化，需要用冷凝管使气化了的甲苯液化重新流回到反应容器中继续反应，故应使用球形冷凝管。甲苯不溶于水，无油珠出现说明不溶于水的甲苯被完全氧化为可溶于水的有机化合物。(3)甲苯物质的量为(1.5×0.867÷92)mol≈0.014 mol<0.03 mol，KMnO4过量。加入NaHSO3溶液的目的是除去过量的KMnO4溶液，避免在用盐酸酸化时产生有毒的氯气。草酸的氧化产物是CO2，KMnO4的还原产物是Mn2+，依得失电子守恒及质量守恒得6H＋＋2MnO＋5H2C2O4===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O。(4)由题干信息知，KMnO4的还原产物是难溶于水的MnO2，故热水洗涤后过滤得到的滤渣是MnO2。(5)由表中信息知，苯甲酸在100 ℃左右时会升华，故温度过高时会导致其气化损失。(6)n(KOH)＝2.15×10-4 mol，反应时苯甲酸的物质的量与KOH的物质的量相等，其质量为4×2.15×10-4 mol ×122 g·mol-1＝0.104 9 g，纯度为×100%≈86%。理论上生成苯甲酸的物质的量与消耗的甲苯的物质的量相等，故苯甲酸的理论产量是(1.5×0.867÷92) mol×122 g·mol-1≈1.725 g, 实际产量为1 g×86%＝0.86 g，产率＝0.86 g÷1.725 g×100%≈50%。(6)苯甲酸溶于热水、微溶于冷水，故可利用重结晶的方法进一步提纯。
20.【答案】(14分，每空2分)
(1)烃的衍生物 脂环化合物 (2)BD (3)2 (4)蒸馏 (5)3 (6)A
【解析】(1)由题干有机物结构简式可知，青蒿素含有碳、氢、氧三种元素，故属于烃的衍生物，含有碳环和杂环，则是脂环化合物。(2)由题干有机物结构简式可知，青蒿素分子中具有的官能团有醚键和酯基。(3)对二甲苯()的一氯代物有2种，即甲基上一种和苯环上一种。(4)CHCl3与CH2Cl2沸点相差较大，可以用蒸馏的方法分离。(5)该烃结构中含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为—CH3，主链含有6个碳原子，符合条件的有CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支链为—CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件的有CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3。支链不可能大于3个碳原子，故符合条件的烷烃有3种。(6)核磁共振氢谱可确定有机物中不同化学环境的氢原子的种类以及它们的个数比，该物质有12种氢原子，A错误；质谱图中的最大质荷比为有机物的相对分子质量，B正确；红外光谱图可确定分子的化学键或官能团的类型，C正确；根据图知，该分子中存在—O—O—，具有强氧化性，可用还原性物质与该物质发生化学反应，可证明分子中含有过氧基，D正确。
(有机化合物的结构特点与研究方法)
一、选择题：本题共16小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2023·云南西双版纳傣族自治州第一中学期末)按碳骨架对有机化合物进行分类，下列说法正确的是( )
A．属于脂肪烃衍生物
B．属于芳香族化合物
C．属于脂环化合物
D．属于芳香族化合物
2．一种植物生长调节剂的分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该物质含有3种官能团 B．该物质属于脂环烃
C．该物质属于脂肪族化合物 D．该物质属于烃的衍生物
3．(2024·辽宁辽东南协作体第一次月考)下列选项属于官能团种类异构的是( )
A．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B．CH2===C(CH3)2和CH3CH===CHCH3
C．CH3CH2OH和CH3OCH2CH3
D．CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3
4．(2024·安徽阜阳第三中学月考)下表物质中所含官能团名称命名错误的是( )
选项 物质 官能团的名称
A 醚键、氨基
B 酯基、羧基
C 碳溴键、羟基
D 碳碳双键、醛基
5．(2024·四川绵阳南山中学月考)下列各组物质中，不属于同分异构体的是( )
A．H2NCH2COOH和CH3CH2NO2
B．CH3CH2CH2OH和CH3OCH2CH3
C．CH3CH2CH2CHO和CH2===CHCH2CH2OH
D．和
6．S-诱抗素是一种植物生长调节剂，具有促进植物协调生长的作用，S-诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是( )
A．S-诱抗素分子中含有苯环
B．S-诱抗素分子中只含有极性键
C．S-诱抗素分子中所有原子共面
D．S-诱抗素属于烃的衍生物
7．(2024·江苏徐州第七中学期中)使用现代仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下图所示：
则该有机化合物A的结构简式是( )
A．CH3CHO B．
C．HCOO(CH2)2CH3 D．CH3COOCH2CH3
8．(2024·山东淄博期中检测)苯胺的提纯过程如图所示，已知苯胺微溶于水，易溶于乙醚(密度为0.714 g·cm-3)。下列说法正确的是( )
A．盐析的作用是降低苯胺在水中的溶解度
B．萃取分液时从分液漏斗下口放出有机层
C．干燥时可选用P2O5作为干燥剂
D．蒸馏时用到的仪器有球形冷凝管、温度计等
9．下列说法中正确的是( )
A．在核磁共振氢谱中有5个吸收峰
B．红外光谱图能确定有机化合物中所含官能团的种类和个数
C．质谱法不能用于相对分子质量的测定
D．核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于分析有机化合物结构
10．历史上最早应用的还原性染料是靛蓝，其结构简式如下图，下列关于靛蓝的叙述中错误的是( )
A．碳原子均为sp2杂化 B．它的分子式是C16H10N2O2
C．该物质属于芳香族化合物 D．它含有碳碳双键和酯基
11．结构简式为的有机化合物，下列有关它的分析中错误的是( )
A．核磁共振氢谱峰有7个 B．苯环上的一氯代物有2种
C．碳原子的轨道杂化类型为sp2和sp3 D．属于芳香酸或芳香醇
12．某烃室温时为气态，完全燃烧后，生成的H2O和CO2的物质的量之比为3∶4。该不饱和烃的链状同分异构体有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
13．下列有关基团的表示方法不正确的是( )
A．乙基：—CH2CH3
B．羟基电子式： H
C．丁烷的结构简式：CH3CH2CH2CH3
D．乙烷的结构式：
14．下面是有关不同类别物质间的关系，其中错误的是( )
A． B．
C． D．
15．(2024·佛山月考)现有下图所示的两种分子模型，其中“”为碳原子，“”为氧原子，“”为氢原子。下列说法中正确的是( )
A．分子式相同，是同种物质 B．两者互为同系物
C．两者互为同分异构体 D．分子中都含有羟基
16．下列各组操作中不能得到相应纯净物的是( )
选项 被提纯的物质(括号内物质是杂质) 除杂试剂或方法
A 丙烷(丙烯) 溴水 洗气
B 乙醇(乙酸) CaO 蒸馏
C 苯(溴) NaOH溶液 分液
D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和NaOH溶液 分液
二、非选择题：本大题共4个小题，共56分，请按要求作答。
17．(12分)(2024·辽宁辽东南协作体月考)有机物种类繁多，广泛存在，在生产和生活中有着重要的应用。
(1)下列各组有机物中，一定互为同系物的是________(填序号，下同)，属于同一物质的是________，一定互为同分异构体的是________。
①乙烷和异丁烷 ②CH3CH2Cl和CH3CHClCH2Cl ③和C3H6 ④和 ⑤二甲醚和乙醇 ⑥和(大球表示碳原子，小球表示氢原子) ⑦和 ⑧和
(2)由碳、氢、氧三种元素组成的有机物A，相对分子质量为102，其中氢元素的质量分数为9.8%, 分子中氢原子数为氧原子数的5倍。A的分子式为______________。
(3)M的分子式为C4H9Cl, 核磁共振氢谱表明其只有一种氢原子，则M的结构简式为__________________。
(4)写出中所含官能团的结构简式：_______________。
18．(12分)化合物A经李比希法测得其中含C 72.0%、H 6.67%，其余为氧，质谱法分析得知A的相对分子质量为150。现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法。
方法一：核磁共振仪可以测定有机化合物分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3个峰，其面积之比为3∶2∶1，如图1所示。现测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。
方法二：利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如图2所示。
已知：A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基。试回答下列问题：
(1)A的分子式为____________。
(2)A的结构简式为________________(任写一种)。
(3)A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出所有符合条件的结构简式。
①分子中不含甲基的芳香酸：____________________________。
②苯环上有两个对位取代基(其中一个是—OH)的芳香醛：___________________。
19．(18分)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：
＋KMnO4―→＋MnO2
＋HCl―→＋KCl
名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·mL-1) 溶解性
甲苯 92 －95 110.6 0.867 不溶于水，易溶于乙醇
苯甲酸 122 122.4(100 ℃左右开始升华) 248 — 微溶于冷水，易溶于乙醇、热水
已知：酸性KMnO4能将Cl－氧化成Cl2。
实验步骤：
①在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
②停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。
③纯度测定：称取0.122 g 粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25.00 mL 溶液，用0.010 00 mol·L-1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。
回答下列问题：
(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______(填字母)。
A．100 mL B．250 mL
C．500 mL D．1 000 mL
(2)在反应装置中应选用______(填“直形”或“球形”)冷凝管，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是___________________。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是__________________________；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理_______________________(已知KMnO4的还原产物为Mn2+)。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是____________。
(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是__________________。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为______；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于______(填字母)。
A．70% B．60%
C．50% D．40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中__________的方法提纯。
20．(14分)(2024·辽宁辽东南协作体第一次月考)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献，成为首个获科学类诺贝尔奖的中国人，青蒿素的结构简式如图所示，回答下列问题：
(1)青蒿素属于____________(填“烃”或“烃的衍生物”)，是____________(填“脂肪化合物”或“脂环化合物”)。
(2)青蒿素分子中具有的官能团有________。
A．羟基 B．醚键
C．羧基 D．酯基
(3)对二甲苯()的一氯代物有________种。
(4)分离CHCl3与CH2Cl2混合物的方法是________。
(5)庚烷含有三个甲基的同分异构体有________种。
(6)关于下列有机物分子结构的研究中说法不正确的是______。
A．通过核磁共振氢谱能确定有机物中有五种氢原子
B．通过质谱法能确定有机物的相对分子质量
C．通过红外光谱能确定该分子中含有酯基
D．通过化学反应证明分子中含有过氧基
参考答案
选择题
1.【答案】D 【解析】是异丁烷，属于脂肪烃，A错误；不含苯环，不属于芳香族化合物，B错误；含有苯环，属于芳香族化合物，C错误；含有苯环，属于芳香族化合物，D正确。
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】A 【解析】含有的官能团为酮羰基、胺基，A错误；含有的官能团为酯基和羧基，B正确；含有的官能团为碳溴键、羟基，C正确；含有的官能团为碳碳双键、醛基，D正确。
5.【答案】D 【解析】H2NCH2COOH和CH3CH2NO2的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，A不符合题意；CH3CH2CH2OH和CH3OCH2CH3中，前者属于醇，后者属于醚，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B不符合题意；CH3CH2CH2CHO和CH2===CHCH2CH2OH的分子式相同，结构不同，前者属于醛，后者属于烯醇，互为同分异构体，C不符合题意；和的分子式不同，前者比后者多了2个H原子，不互为同分异构体，D符合题意。
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】A
9.【答案】D 【解析】 A中物质有3种不等效氢原子，有3个吸收峰，A错误；红外光谱只能确定化学键和官能团的种类，B错误；质谱图中，用最大质荷比可确定有机化合物的相对分子质量，C错误。
10.【答案】D 【解析】 观察靛蓝的结构简式知，苯环外的碳原子全部形成双键，均为sp2杂化，苯环上的碳原子也是sp2杂化，A 正确；其结构中含有碳碳双键、酮羰基等，但不含酯基，D错误。
11.【答案】B 【解析】分子中不存在对称结构，A正确，B错误；碳原子杂化类型有sp2、sp3两种，C正确；含有苯环、—COOH、—OH，D正确。
12.【答案】B 【解析】由题设可知分子式中C、H个数比为2∶3或4∶6，C2H3不是合理的分子式，C4H6合理。C4H6分子的不饱和度为2，如果限定链状，则只能是二烯烃或炔烃，可知其同分异构体为CH2===CHCH===CH2、HC≡CCH2CH3、CH3—C≡C—CH3，共3种，B正确。
13.【答案】B
14.【答案】B
15.【答案】C
16.【答案】D
二、非选择题
17.【答案】(12分，除标注外每空2分)
(1)①⑦ ④ ⑤⑥ (2)C5H10O2 (3)(CH3)3CCl (4) 、、—OH
【解析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物，一定互为同系物的是①⑦；属于同一物质的是④；分子式相同、结构不同的有机物互为同分异构体，则一定互为同分异构体的是⑤⑥。
18.【答案】(12分，每空3分)(1)C9H10O2
(2)(或或)
(3)① ②(或)
【解析】(3)①A的芳香类同分异构体中不含甲基的芳香酸是；②因为含醛基，除去—OH、苯环后还剩余3个碳原子、1个O原子，故相应的结构简式为或。
19.【答案】(18分，除标注外每空2分)
(1)B(1分) (2)球形(1分) 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(3)除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气
2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O (3分)
(4)MnO2 (5)苯甲酸升华而损失(1分) (6)86.0%(3分) C (7)重结晶(1分)
【解析】(1)试剂总体积约为101.5 mL，加热时液体量不超过容器容积的三分之二，故选用250 mL三颈烧瓶较好。(2)反应中甲苯易气化，需要用冷凝管使气化了的甲苯液化重新流回到反应容器中继续反应，故应使用球形冷凝管。甲苯不溶于水，无油珠出现说明不溶于水的甲苯被完全氧化为可溶于水的有机化合物。(3)甲苯物质的量为(1.5×0.867÷92)mol≈0.014 mol<0.03 mol，KMnO4过量。加入NaHSO3溶液的目的是除去过量的KMnO4溶液，避免在用盐酸酸化时产生有毒的氯气。草酸的氧化产物是CO2，KMnO4的还原产物是Mn2+，依得失电子守恒及质量守恒得6H＋＋2MnO＋5H2C2O4===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O。(4)由题干信息知，KMnO4的还原产物是难溶于水的MnO2，故热水洗涤后过滤得到的滤渣是MnO2。(5)由表中信息知，苯甲酸在100 ℃左右时会升华，故温度过高时会导致其气化损失。(6)n(KOH)＝2.15×10-4 mol，反应时苯甲酸的物质的量与KOH的物质的量相等，其质量为4×2.15×10-4 mol ×122 g·mol-1＝0.104 9 g，纯度为×100%≈86%。理论上生成苯甲酸的物质的量与消耗的甲苯的物质的量相等，故苯甲酸的理论产量是(1.5×0.867÷92) mol×122 g·mol-1≈1.725 g, 实际产量为1 g×86%＝0.86 g，产率＝0.86 g÷1.725 g×100%≈50%。(6)苯甲酸溶于热水、微溶于冷水，故可利用重结晶的方法进一步提纯。
20.【答案】(14分，每空2分)
(1)烃的衍生物 脂环化合物 (2)BD (3)2 (4)蒸馏 (5)3 (6)A
【解析】(1)由题干有机物结构简式可知，青蒿素含有碳、氢、氧三种元素，故属于烃的衍生物，含有碳环和杂环，则是脂环化合物。(2)由题干有机物结构简式可知，青蒿素分子中具有的官能团有醚键和酯基。(3)对二甲苯()的一氯代物有2种，即甲基上一种和苯环上一种。(4)CHCl3与CH2Cl2沸点相差较大，可以用蒸馏的方法分离。(5)该烃结构中含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为—CH3，主链含有6个碳原子，符合条件的有CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支链为—CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件的有CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3。支链不可能大于3个碳原子，故符合条件的烷烃有3种。(6)核磁共振氢谱可确定有机物中不同化学环境的氢原子的种类以及它们的个数比，该物质有12种氢原子，A错误；质谱图中的最大质荷比为有机物的相对分子质量，B正确；红外光谱图可确定分子的化学键或官能团的类型，C正确；根据图知，该分子中存在—O—O—，具有强氧化性，可用还原性物质与该物质发生化学反应，可证明分子中含有过氧基，D正确。