专题1 有机化学的发展及研究思路 检测卷 (含答案）2024-2025学年高中化学选择性必修3（苏教版2019）

专题1　　有机化学的发展及研究思路 检测卷
一、 选择题：共13小题，每小题只有一个选项符合题意。
1. (连云港灌南高级中学月考)屠呦呦因发现青蒿素(分子式为C15H22O5)对疟疾的治疗作用而成为2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一。下列说法不正确的是(　　)
A. 利用青蒿研究青蒿素结构的基本步骤：元素分析确定结构式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定实验式
B. 青蒿素属于有机物
C. 人工合成青蒿素经过了长期的实验研究，实验是化学研究的重要手段
D. 现代化学分析测试中，可用元素分析仪确定青蒿素中的C、H、O元素
2. (扬州中学月考)由江苏团队参与生产的2022年北京冬奥会火炬“飞扬”，首创以复合碳纤维为外壳材料，以氢气为燃料，在出火口格栅喷涂碱金属。下列说法正确的是(　　)
A. 石化产品碳纤维属于有机高分子材料
B. 不选丙烷选氢气，主要是因为后者的燃点低、易压缩
C. 工业上可以通过甲烷的裂解生产绿氢
D. 喷涂碱金属目的是利用焰色反应让火焰可视化
3. 下列有关有机物的分离、提纯或鉴别的方法不正确的是(　　)
A. 用蒸馏的方法除去丁醇中的乙醚
B. 用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇
C. 用 Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯
D. 用核磁共振氢谱鉴别 CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3
4. (衡水安平中学月考)下列分别是某有机物的质谱图、核磁共振氢谱图，其结构简式为(　　)
　　　　　　
A. CH3CH2OH B. CH3CHO C. CH3CH2COOH D. HCOOH
5. (扬州江都大桥高级中学月考)青蒿素是高效的抗疟疾药，为无色针状晶体，易溶于有机溶剂，在水中几乎不溶，熔点为156～157 ℃，热稳定性差。提取青蒿素的主要工艺如下(已知：乙醚的沸点为35 ℃)。下列说法不正确的是(　　)
A. 破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率
B. 操作Ⅰ为过滤
C. 操作Ⅱ蒸馏时最好选用水浴加热
D. 操作Ⅲ的主要过程为加水溶解后进行重结晶
6. (开封期末)某化学研究小组通过以下步骤研究乙醇的结构，其中错误的是(　　)
A. 利用燃烧法确定该有机物的实验式为C2H6O
B. 利用红外光谱图确定该有机物的相对分子质量为46
C. 利用核磁共振氢谱确定该有机物分子中有3种不同类型的氢原子
D. 利用是否与Na反应确定该有机物中氧原子的连接方式
7. (无锡江阴四校期中联考)3.2 g某有机化合物在氧气中充分燃烧只生成CO2和H2O，将生成物依次通入盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有碱石灰的干燥管，实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6 g，盛有碱石灰的干燥管增重4.4 g。则下列判断正确的是(　　)
A. 该有机物只含碳、氢两种元素
B. 该有机化合物中碳原子数和氢原子数之比是1∶2
C. 该有机物的分子式一定为CH4O
D. 根据题目条件可求出该有机物的实验式，无法求出该有机物的分子式
8. (湖北部分省级示范高中期末)溴化苄是重要的有机合成工业原料，可由苯甲醇为原料合成，实验原理及装置如图所示。
下列有关说法不正确的是(　　)
A. 先加热至反应温度，然后从冷凝管接口b处通水
B. 该实验适宜用热水浴加热
C. 浓硫酸作催化剂和吸水剂
D. 反应液可按下列步骤分离和纯化：静置→分液→水洗→纯碱洗→水洗→干燥→减压蒸馏
9. （南通海安高级中学月考）下列各组物质，最适宜使用红外光谱法进行区分的是(　　)
A.
B. CH3CH2CH2OH，CH3CH2CH2CH2OH
C.
D. CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH2CH2Br
10. （常州前黄高级中学调研测试）麻黄素有平喘作用，我国药物学家从中药麻黄中提取麻黄素作为平喘药。某实验兴趣小组用李比希法、现代仪器等测定麻黄素的分子式，测得含C、H、O、N四种元素中的若干种，其中含氮8.48%；同时将5.0 g麻黄素完全燃烧可得13.335 g CO2，4.09 g H2O，据此，判断麻黄素的分子式为(　　)
A. C2H3NO B. C10H15N2 C. C10H15NO D. C15H15N2O
11. 为了提纯下表所列物质（括号内为杂质），有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是(　　)
选项 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法
A 己烷（己烯） 溴水 分液
B 淀粉溶液(NaCl) 水 过滤
C CH3CH2OH(CH3COOH) CaO 蒸馏
D CH3COOC2H5(CH3COOH) NaOH溶液 分液
12. 下列说法正确的是(　　)
A. 右图可能是CH3CH2OH的核磁共振氢谱
B. 乙烷与氯气在光照下发生的反应为自由基反应
C. 所有的有机化合物都易燃烧
D. 除去甲烷中的乙烯可以将气体通入盛有足量酸性KMnO4溶液的洗气瓶
13. （常州前黄高级中学学情检测）烃的含氧衍生物X的蒸气密度是相同状况下H2的37倍。将7.4 g X在足量氧气中充分燃烧，并将产物依次通过足量浓硫酸和碱石灰，分别增重9.0 g 和17.6 g，X能与金属钠反应放出气体，其核磁共振氢谱如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. X的结构简式为CH3CH(OH)CH2CH3
B. X在铜催化作用下能被O2氧化成醛
C. X显酸性，能使紫色石蕊试液变红
D. X的同分异构体共有3种
二、 非选择题：共2小题。
14. （盐城响水中学期初检测）有机物M（只含C、H、O三种元素中的两种或三种）具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等香精，是我国批准使用的香料产品，其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下：
步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1) 蒸馏装置如图1所示，仪器a的名称是　　　　，图中虚线框内应选用图中的　　　　（填“仪器x”或“仪器y”）。
图1
步骤二：确定M的实验式和分子式。
(2) 利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为　　　　。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为　　　　，分子式为　　　　。
步骤三：确定M的结构简式。
(3) 用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
图2 图3
M中官能团的名称为　　　　　　　，M的结构简式为　　　　　　　。
15. （常州前黄高级中学学情检测）有机物A常用于食品行业。已知9.0 g A在足量O2中充分燃烧，混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，质量分别增加5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2
(1) A分子的质谱图如图所示，A的分子式是　　　　。
(2) A能与NaHCO3溶液发生反应，则A一定含有的官能团名称是　　　　。
(3) A分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则A的结构简式是　　　　　　。
(4) 0.1 mol A与足量Na反应，在标准状况下产生H2的体积是　　　　L。
专题1　检测卷
1. A　利用青蒿研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式，A错误；青蒿素属于有机物，B正确；实验是化学研究的重要手段之一，C正确；现代化学分析测试中，可用元素分析仪确定青蒿素中的C、H、O元素，D正确。
2. D　碳纤维属于碳单质，属于无机非金属材料，不属于有机物，A错误；选择氢气的原因是氢气燃烧只生成水，不生成二氧化碳，B错误；甲烷在隔绝空气的条件下分解成碳单质和氢气，而裂解专指石油中高级烃断裂成含碳原子少的烃，C错误；碱金属燃烧火焰带有颜色，因此喷涂碱金属的目的是利用焰色反应让火焰可视化，D正确。
3. B　丁醇、乙醚互溶，但沸点不同，可用蒸馏分离，A正确；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能通过分液的方法分离，应选蒸馏法，B错误；乙酸与碳酸钠反应生成气体，乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层，现象不同可鉴别，C正确；CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3中均含3种H，但各类氢原子的具体位置不同，则二者的核磁共振氢谱中峰的位置不相同，可以用核磁共振氢谱来鉴别，D正确。
4. A　质谱图中最大质荷比为该有机物的相对分子质量，观察质谱图可知该有机物的相对分子质量为46，A、D符合；核磁共振氢谱有三组吸收峰，说明该有机物有3种处于不同化学环境的氢原子，CH3CH2OH有3种处于不同化学环境的氢原子，HCOOH有2种处于不同化学环境的氢原子，故选A。
5. D　破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率，A正确；操作Ⅰ为分离固体和溶液的操作，为过滤，B正确；青蒿素的热稳定性差，操作Ⅱ蒸馏时最好选用略高于35 ℃的水浴加热，控制温度，防止青蒿素分解，C正确；青蒿素易溶于有机溶剂，在水中几乎不溶，无法通过加水溶解进行重结晶，D错误。
6. B　利用燃烧法可确定该有机物的实验式为C2H6O，A正确；利用红外光谱图确定该有机物的化学键和官能团，用质谱法确定相对分子质量为46，B错误；核磁共振氢谱可用于测定有机物中氢的化学环境，故利用核磁共振氢谱确定该有机物分子中含3种不同化学环境的氢原子，C正确；利用是否与Na反应确定该有机物中氧原子的连接方式，若为—O—H 则能反应产生氢气，若为—C—O—C— 则不能反应产生氢气，D正确。
7. C　有机化合物3.2 g在氧气中充分燃烧只生成CO2和H2O，将生成物依次通入盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有碱石灰的干燥管，实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6 g，故n(H2O)＝＝0.2 mol，盛有碱石灰的干燥管增重4.4 g，故二氧化碳的物质的量为n(CO2)＝＝0.1 mol。有机化合物中O元素的质量为3.2－0.2×2－0.1×12＝1.6 g，n(O)＝＝0.1 mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1∶0.4∶0.1＝1∶4∶1，该有机物的实验式为CH4O。根据分析可知该有机物含有C、H、O三种元素，A错误；根据分析可知该有机化合物中碳原子数和氢原子数之比是1∶4，B错误；根据题目条件可求出该有机物的实验式为CH4O，氢原子已经饱和，可以确定该有机物的分子式一定为CH4O，C正确，D错误。
8. A　为防止原料加热蒸发损失，应先从冷凝管接口b处通水，再加热至反应温度，A错误；该实验要求温度较准确，适宜用热水浴加热，以便控制温度，B正确；从反应方程式看，浓硫酸作催化剂，产物中有水，通过浓硫酸吸水，促进反应更完全，C正确；反应液经水洗可溶解反应物中的醇类，碱洗可除去氢溴酸，再水洗除去碱和盐类，可按下列步骤分离和纯化：静置→分液→水洗→纯碱洗→水洗→干燥→减压蒸馏，D正确。
9. D　红外光谱法可以测定有机化合物分子中所含的化学键或官能团，若两种有机化合物中的化学键或官能团不同，则可以用红外光谱法进行区分。A项分子中都没有官能团，化学键相同(C—C和C—H)，无法用红外光谱法进行区分，A错误；B项分子中的官能团都是—OH，化学键相同(C—C、C—H、C—O和O—H)，无法用红外光谱法进行区分，B错误；C项分子中都没有官能团，化学键相同，无法用红外光谱法进行区分，C错误；CH3CH2CH2CH2OH的官能团是—OH，CH3CH2CH2CH2Br的官能团是碳溴键，化学键不完全相同，可以用红外光谱法进行区分，D正确。
10. C　5.0 g麻黄素其中含氮8.48%，含N质量为5.0 g×8.48%＝0.424 g，含N的物质的量为＝0.03 mol；完全燃烧可得13.335 g CO2，物质的量为＝0.30 mol，C为0.30 mol、C的质量为0.30 mol×12 g·mol-1＝3.6 g；4.09 g H2O的物质的量为＝0.227 mol，其中H的物质的量为0.45 mol、H质量为0.45 g；则含有氧元素的质量为5.0 g－3.6 g－0.45 g－0.424 g＝0.526 g，为0.03 mol，则C、H、N、O原子数目比为0.3∶0.45∶0.03∶0.03＝10∶15∶1∶1，对照4个答案可知，分子式为C10H15NO，故选C。
11. C　向A试样中加入溴水，己烯与Br2反应的产物与己烷仍互溶，用分液法不能将己烷提纯，A错误；B中淀粉溶液和NaCl溶液均可透过滤纸，B错误；C中CaO与CH3COOH反应，用蒸馏法将CH3CH2OH蒸出，C正确；D中CH3COOC2H5能与NaOH溶液发生水解反应而被消耗，应选用饱和Na2CO3溶液降低乙酸乙酯溶解度并与CH3COOH反应除去乙酸，然后用分液的方法分离，D错误。
12. B　乙醇中含有3种不同环境的氢原子，且峰面积之比为3∶2∶1，所以题图不是乙醇的核磁共振氢谱，A错误。乙烷与氯气反应，先是链引发阶段，Cl2先在光照或高温条件下均裂成两个氯自由基，就相当于氯原子；然后链增长阶段第一步：Cl·(氯自由基)＋CH3CH3―→CH3CH2·(乙基自由基)＋HCl，接着再继续第二步：CH3CH2·＋ Cl2―→CH3CH2Cl＋Cl·，新生成的氯自由基再重复第一步，所以乙烷与氯气在光照下发生的反应为自由基反应，B正确。四氯化碳等有机物不易燃烧，C错误。乙烯能与酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化碳和水，虽然乙烯被除去但又引入新的杂质二氧化碳，D错误。
13. B　X的蒸气密度是相同状况下H2的37倍，所以其相对分子质量为37×2＝74，7.4 g X的物质的量为0.1 mol，在足量氧气中充分燃烧，并将产物依次通过足量浓硫酸和碱石灰，分别增重9.0 g和17.6 g，则生成水的物质的量为＝0.5 mol，生成CO2的物质的量为＝0.4 mol，据元素守恒，0.1 mol X中含有0.5 mol×2＝1 mol 氢原子和0.4 mol C原子，根据质量守恒定律7.4 g X含有氧元素的质量为7.4 g－1 mol×1 g·mol-1－0.4 mol×12 g·mol-1＝1.6 g，故含有氧原子的物质的量为0.1 mol，该有机物中C、H、O的个数比为4∶10∶1，X的分子式为C4H10O，根据核磁共振氢谱可知，X中含4种化学环境的氢，峰面积之比为1∶1∶2∶6，能与金属钠反应放出气体，则X为醇，含有醇羟基，由此推知该物质的结构简式为(CH3)2CHCH2OH，A错误；该物质的结构简式为(CH3)2CHCH2OH，在铜催化作用下能被氧气氧化生成(CH3)2CHCHO，B正确；X为醇，不具有酸性，不能使紫色石蕊试液变红，C错误；X的同分异构体共有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH2CH3、(CH3)3COH、
CH3OCH2CH2CH3、CH3CH2OCH2CH3等，不止3种，D错误。
14. (1) 蒸馏烧瓶　仪器y
(2) ①C2H4O　②88　C4H8O2
(3) 羟基、羰基　
解析：(1) 根据装置图，仪器a的名称为蒸馏烧瓶；蒸馏时使用直形冷凝管，球形冷凝管一般用于冷凝回流装置中，选仪器y。(2) ①M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%，所以该有机物中还一定含有氧元素，氧元素的质量分数为w(O)＝100%－54.5%－9.1%＝36.4%，分子内各元素原子的个数比N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶＝2∶4∶1，所以实验式为C2H4O。②同温同压，密度比等于相对分子量之比，M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为2×44＝88，设分子式为(C2H4O)n，则44n＝88，n＝2，分子式为C4H8O2。(3) 根据核磁共振氢谱图中有4组峰，说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子，且个数比为1∶3∶1∶3，结合红外光谱图所示含有C—H、H—O、C===O等化学键，其结构简式为，所含官能团为羟基、羰基。
15. (1) C3H6O3
(2) 羧基
(3)
(4) 2.24
解析：浓硫酸的作用是吸收水蒸气，浓硫酸前后质量差为水的质量，即水的物质的量为＝0.3 mol，碱石灰的作用是吸收二氧化碳，碱石灰前后质量差为二氧化碳的质量，即二氧化碳的物质的量为＝0.3 mol，根据原子守恒，有机物中含碳的物质的量为0.3 mol，氢原子物质的量为0.6 mol，碳原子、氢原子质量和为0.3 mol×12 g·mol-1＋0.6 mol×1 g·mol-1＝4.2 g，说明该有机物还含有氧元素，则氧原子物质的量为＝0.3 mol，则该有机物的实验式为CH2O。(1) 根据质谱图，有机物A的相对分子质量为90，则A的化学式为C3H6O3。(2) A能与碳酸氢钠溶液发生反应，说明A中含有羧基。(3) A中的核磁共振氢谱有4个峰，说明有4种不同化学环境的氢原子，根据峰面积之比，说明A中含有甲基，根据分子式，推出A中还含有羟基，即A的结构简式为。(4) 羧基、羟基均能与金属钠反应生成氢气，因此0.1 mol A与足量Na反应，标准状况下生成氢气的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1＝2.24 L。