第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 测试卷 高中化学人教版（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．共同提出碳价四面体学说的科学家是A．范霍夫和门捷列夫 B．勒·贝尔和维勒C．范霍夫和勒·贝尔 D．拉瓦锡和范德华2．下列化学用语表示正确的是A．乙醇的官能团电子式为： B．丙烯的键线式：C．对硝基甲苯的结构简式： D．乙炔的球棍模型：3．下列实验操作不正确的是A．用蒸馏方法除去中混有的B．用标准溶液测定溶液的浓度，可以选择酚酞或者甲基橙为指示剂C．进行铝热反应实验需要用到氯酸钾、镁条、氧化铁、铝粉等药品和细沙D．进行蔗糖水解及检验水解产物，需要两次加热(或水浴加热)4．下列有关化学用语表示正确的是A．羟基的电子式 B．丙烯的球棍模型C．乙炔的电子式 D．乙酸的实验式5．近日，中南大学的刘敏教授与暨南大学朱明山教授合作，设计并制备了超薄氧掺杂碳纳米片催化剂，在电催化合成反应中展现高选择性和高活性，其反应原理如图所示(反应本质可以看成两步，第一步N原子进攻醛基中碳原子)。下列叙述正确的是

A．上述物质中，共有5种含氧官能团B．有机物PH中C、N原子杂化类型相同C．熔化上述三种晶体均只破坏了分子间作用力D．和都能形成分子内氢键6．乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构简式如图，它含有的官能团有A．1种 B．2种 C．3种 D．4种7．下列分子中含有手性碳原子的是A．CH3COOH B．(CH3)3CC(CH3)2CH2CH3C．HOCHCH3COOH D．CO(NH2)2(尿素)8．1H核磁共振谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。现有一物质的1H核磁共振谱如图所示：则该物质可能是下列中的A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OHC．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CHO9．休眠素是抑制植物细胞生长的激素，能使芽进入休眠状态，其结构简式如图所示。下列说法正确的是A．该分子能与发生加成反应 B．分子中不存在手性碳原子C．该物质在碱性环境下能稳定存在 D．分子中六元环上一氯代物有3种10．某化合物6.4g在氧气中充分燃烧，只生成8.8gCO2，和7.2gH2O。下列说法正确的是A．该化合物中碳、氢原子个数比为1：4B．该化合物中碳、氧原子个数比为2：1C．无法确定该化合物是否含有氧元素D．该化合物仅含碳、氢两种元素11．如图为某超分子一部分(黑球代表碳原子，灰球代表氧原子，氢原子省略)，如图为15-冠醚-5的键线式。下列叙述正确的是

A．超分子在红外光谱上只有1个峰B．1mol15-冠醚-5含15mol非极性键C．超分子中短周期元素的电负性：O>C>HD．超分子和15-冠醚-5中所含的官能团不同12．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AC5H10O含有，且主链有4个碳原子3BC6H12O2能与NaHCO3溶液反应9CC5H12O含有2个甲基的醇5DC5H10O2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4A．A B．B C．C D．D13．下列各组有机物的同分异构体数目相等的是(不考虑立体异构)A．和 B．和C．和 D．和14．薄荷脑(结构简式如图所示)是一种具有清鲜薄荷特征香气的物质，常在香水、牙膏等产品中作为赋香剂。下列有关该有机化合物类别的说法正确的是A．属于醇 B．属于环烃C．属于芳香烃 D．不是烃的衍生物15．下列有机反应属于加成反应的是A．+HNO3+H2OB．CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2BrC．2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑D．2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O二、填空题16．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%，分子中氢原子个数为氧的5倍。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。且B的核磁共振氢谱显示有3组不同的峰。（1）A的分子式是。（2）下列物质与A以任意比例混合，若总物质的量一定，充分燃烧消耗氧气的量相等且生成水的量也相等的是（填序号）。A．C5H12O3B．C4H10C．C6H10O4D．C5H10O（3）①B的结构简式是。②A不能发生的反应是（填序号）。A．取代反应

B．消去反应

C．酯化反应

D．还原反应（4）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，该异构体的结构简式是：。17．某气态的烷烃A与烯烃B的混合气体9g，其密度为同状况下H2密度的11.25倍，将混合气体通过足量的溴水，溴水增重4.2g，回答下列问题：(1)写出结构简式：A．，B．。(2)B与丁烯互为(填“同分异构体”或“同系物”)。(3)写出B与溴水反应的化学方程式：。三、实验题18．席夫碱在有机合成、液晶材料、植物生长调节等多个领域有重要用途。学习小组在实验室中探究由对甲基苯胺()与苯甲醛()在酸催化下制备对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱(，M，有关信息和装置如表。物质相对分子质量密度/(gcm-3)熔点/℃沸点/℃溶解性对甲基苯胺1070.9644200微溶于水，易溶于乙醇乙醇460.78-11478溶于水苯甲醛1061.0-26179微溶于水，与乙醇互溶回答下列问题：(1)实验步骤：①按图安装好制备装置，检验装置的气密性。向A中加入6.0g对甲基苯胺、5.0mL苯甲醛、50mL乙醇和适量乙酸。其中分水器可接收并分离生成的水。乙醇的作用为。②控制反应温度为50℃，加热回流至反应结束。合适的加热方式为；能说明反应结束的实验现象为。(2)纯化产品：①按图安装好水蒸气蒸馏装置，检验装置的气密性。将A中反应后余液转移至D中，在C中加入适量水，进行蒸馏，将产品中的乙醇、对甲基苯胺和苯甲醛蒸出。管a的作用为；仪器b的名称为。②蒸馏操作结束后，需先打开止水夹再停止加热的原因为。③实验后将D中固体洗涤、干燥后，进一步通过(填操作名称)纯化后，得到纯品6.0g。本实验的产品产率为(保留三位有效数字)。19．甲苯（）是一种重要的化工原料，能用于生产苯甲醛（）、苯甲酸（）等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质，请回答：名称性状熔点(℃)沸点(℃)相对密度(ρ=1g/cm3)溶解性(常温)水乙醇甲苯无色液体易燃易挥发-95110.60.8660不溶互溶苯甲醛无色液体-261791.0440微溶互溶苯甲酸白色片状或针状晶体122.12491.2659微溶易溶注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈烧瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂，再加入2mL甲苯和一定量其它试剂，搅拌升温至70℃，同时缓慢加入12mL过氧化氢，在此温度下搅拌反应3小时。（1）仪器a的名称是，写出三颈烧瓶中发生的反应的化学方程式为。（2）经测定，温度过高时，苯甲醛的产量却有所减少，可能的原因是。（3）反应完毕，反应混合液经过自然冷却至室温后，还应先过滤，然后将滤液进行（填操作名称）操作，才能得到苯甲醛产品。（4）实验中加入过量的过氧化氢并延长反应时间时，会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。①若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸，正确的实验步骤是：首先与适量碳酸氢钠溶液混合振荡，后续实验步骤先后顺序为（用字母填写）。a.对混合液进行分液b.过滤、洗涤、干燥c.水层中加入盐酸调节pH=2②若对实验①中获得的苯甲酸（相对分子质量为122）产品进行纯度测定，可称取4.00g产品，溶于乙醇配成200mL溶液，量取所得溶液20.00mL于锥形瓶，滴加2～3滴酚酞指示剂，然后用预先配好的0.1000mol/LKOH标准液滴定，到达滴定终点时消耗KOH溶液20.00mL。产品中苯甲酸的质量分数为。下列情况会使测定结果偏低的是（填字母）。a.碱式滴定管滴定前读数正确，滴定终了仰视读取数据b.振荡锥形瓶时部分液体溅出c.配制KOH标准液时仰视定容d.将指示剂换为甲基橙溶液四、计算题20．某研究性学习小组为确定某有机物A(仅含C、H、O元素，分子中苯环上只有一个取代基)的结构，进行如下探究。请回答下列问题：步骤一：将6.8g有机物A放入如图1所示的装置中进行实验，假设生成的产物被完全吸收，实验结束后，无水氯化钙增重3.6g，氢氧化钠固体增重17.6g。步骤二：升温使有机物A汽化，测得其密度是相同条件下的68倍。步骤三：利用红外光谱仪测得A的红外光谱信息如图2所示。(1)A的相对分子质量是，实验式为，分子式为。(2)若A能发生银镜反应，则其结构简式为，与NaOH溶液在加热条件下反应的化学方程式为。(3)若A不能发生银镜反应，则其结构简式为，其核磁共振氢谱图上有组峰，且峰面积之比为。21．在4000C，101.3kPa时，3L某烃A在mL氧气中完全燃烧，燃烧后测得气体体积(m+6)L(气体体积均在同温同压下测定)，试回答下列问题：(1)烃A的组成中应满足的条件；(2)当m=27时，烃A可能的分子式(只要求写出三种可能的分子式)。三种可能的分子式是：，，；(3)若烃A在常温常压下为气态物质时，m的取值范围。参考答案：1．C【详解】1874年22岁的范霍夫和27岁的勒贝尔提出碳价四面体学说，建立了分子的立体概念；故答案选C。2．D【详解】A．乙醇的官能团为羟基，羟基不带电，故其电子式为：，A错误；B．丙烯的键线式：，B错误；C．对硝基甲苯的结构简式：，C错误；

D．乙炔的球棍模型：，D正确；故答案为：D。3．A【详解】A．蒸馏用于分离沸点相差较大的液体混合物，和的沸点分别为77℃、78.5℃，两者沸点相差较小，故不能采取蒸馏的方法分离，不溶于水，易溶于水，故可用水作萃取剂，萃取后分液除去，A错误；B．用溶液测定溶液的浓度，为酸滴定碱的过程，若用酚酞(变色范围是8~10)作指示剂，待测液可由红色变为无色，若用甲基橙(变色范围是3.1~4)作指示剂，待测液可由黄色变为橙色，故酚酞或甲基橙均可用作指示剂，B正确；C．铝热反应中氯酸钾作供氧剂，镁作点火剂，铝粉、氧化铁作主要反应物，该反应过程放出大量热，且反应迅速、作用时间短，加入细沙，可使作用缓和，C正确；D．蔗糖在加热条件下水解生成葡萄糖，葡萄糖结构中含有醛基，检验醛基用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液，反应条件为加热，D正确。故选：A。4．B【详解】A．羟基的结构式为-O-H，电子式，A不正确；B．丙烷的结构简式为CH2=CH-CH3，球棍模型为，B正确；C．乙炔的电子式，C不正确；D．乙酸的分子式为，实验式为CH2O，D不正确；故选B。5．C【详解】A．由结构可知，上述物质中，共有醛基、羧基、酚羟基3种含氧官能团，A错误；B．PH分子含2个N原子，每个N原子上有1个孤电子对，N原子采用杂化，C原子采用杂化，B错误；C．三种晶体均为分子晶体，故熔化上述三种晶体均只破坏了分子间作用力，C正确；D．和分子内氢键形成的条件是羟基离羧基近(互为邻位)，而和中羟基和羧基不在同一苯环上且距离较远，不可能形成分子内氢键，D错误；故选C。6．B【详解】由结构简式可知，分子中含碳碳双键、酯基(-COOR)，只有2种官能团；故答案为B。7．C【分析】据手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子，手性碳原子判断注意：（1）手性碳原子一定是饱和碳原子；（2）手性碳原子所连接的四个基团要是不同的。【详解】A．CH3COOH中一个碳原子所连接的四个基团有3个是一样的，另一个碳是不饱和碳，故A不符；B．(CH3)3CC(CH3)2CH2CH3的2号碳上所连接的四个基团有3个是一样的，3号碳上所连接的四个基团有2个是一样的，4号碳上所连接的四个基团有2个是一样的，5号碳上所连接的四个基团有3个是一样的，故B不符；C．HO*CHCH3COOH的2号碳上所连接的四个基团不相同，故C符合；D．CO(NH2)2(尿素)中碳是不饱和碳，故D不符；故选C。8．B【详解】①分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。③分子中处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。核磁共振氢谱图中出现几个峰，就说明在分子中有几种不同的氢原子，A中是2种，B中是4种，C中是2种，D中是3种。答案选B。9．A【详解】A．羧基中的碳氧双键不与氢气反应，该反应含有1个酮羰基和3个碳碳双键，1mol该有机物最多可与4mol氢气发生加成反应，A正确；B．分子中与-OH相连的C为手性碳原子，B错误；C．该物质中羧基在碱性环境下不能稳定存在，C错误；D．分子中六元环上等效氢只有2种，故一氯代物有2种，D错误；故选A。10．A【分析】n(CO2)==0.2mol，根据C守恒，该化合物中n(C)=0.2mol，m(C)=0.2mol×12g/mol=2.4g；n(H2O)==0.4mol，根据H守恒，该化合物中n(H)=0.8mol，m(H)=0.8g；m(C)+m(H)=2.4g+0.8g=3.2g＜6.4g，故该化合物中还含有O元素，n(O)==0.2mol；据此分析解答。【详解】A．该化合物中C、H原子的个数比为0.2mol：0.8mol=1：4，A正确；B．该化合物中C、O原子的个数比为0.2mol：0.2mol=1：1，B错误；C．根据分析，该化合物中含有O元素，C错误；D．该化合物中含C、H、O三种元素，且C、H、O的原子个数之比为0.2mol：0.8mol：0.2mol=1：4：1，D错误；答案选A。11．C【详解】A．红外光谱仪测定分子中化学键和官能团，核磁共振氢谱仪测定氢原子种数和数目，A项错误；B．根据结构简式可知，碳碳键是非极性键，1mol15-冠醚-5含5mol非极性键，B项错误；C．观察图示可知，超分子中涉及的短周期元素为C、H、O，其电负性：O>C>H，C项正确；D．由图可知，超分子和15-冠醚-5的官能团相同，均为醚键，D项错误；故选C。12．A【详解】A．C5H10O的主链含有4个碳原子，主链为CH3CH(CH3)CH2CH3，除CH外其它C原子均可变为，有3种，故A正确；B．能与NaHCO3溶液反应的有机物含有-COOH，C6H12O2可以看作C5H11-COOH，C5H11-有8种，所以C5H11-COOH有8种，故B错误；C．分子式为C5H12O的含有两个甲基的醇可看作C5H11OH，含有两个甲基的-C5H11有4种，所以含有两个甲基的醇C5H11OH有4种，故C错误；D．分子式为C5H10O2的有机物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，说明该有机物为CH3COOC3H7，丙醇有两种，所以该有机物有两种，故D错误；答案选A。13．D【详解】A．是戊烷，只存在碳链异构，根据减碳法可知戊烷的同分异构体有三种：CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4；分子式为，其同分异构体可能为烯烃也可能是环烷烃，若为烯烃，则同分异构体有3种：CH2=CHCH2CH3，CH3CH=CHCH3,CH2=C(CH3)2；若为环烷烃，则可能有2种：甲基环丙烷，环丁烷，故的同分异构体共有5种，故A不符合；B．为丁烷，只存在碳链异构，有正丁烷和异丁烷2种；分子式为的可以为丙醇，根据官能团异构可知其同分异构体可能是醇类也可能是醚类，如果是醇类，则有2种：CH3CH2CH2OH，CH3CH(OH)CH3；如果是醚类，则有1种：CH3OCH2CH3，总共3种，故B不符合；CH2ClCH2CH2CH3，CH3CHClCH2CH3，CH2ClCH(CH3)2，CCl(CH3)3，故C不符合；D．丙基有2种，故有2种同分异构体，可以为乙醇和甲醚，也只有2种，二者相同，故D符合；故选D。14．A【详解】A．该物质的结构简式中含羟基，属于醇，故A正确；B．该物质含有氧，因此不能叫环烃，故B错误；C．该物质不含苯环，因此不属芳香化合物，故C错误；D．该物质属于醇，醇是烃的衍生物，故D错误；故选：A。15．B【详解】A．+HNO3+H2O是苯环上的H原子被硝基代替，属于取代反应，故不选A；B．CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br属于加成反应，故选B；C．2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故不选C；D．2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O属于氧化反应，故不选D；选B。16．C5H10O2BCBCH3COOCH(CH3)2【分析】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%，则氢原子个数是。分子中氢原子个数为氧的5倍，则氧原子个数是2，所以碳原子个数是，即分子式为C5H10O2。一定条件下，A与氢气反应生成B，说明A分子中含有双键。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。且B的核磁共振氢谱显示有3组不同的峰，则B的结构简式为，因此A的结构简式为。【详解】（1）根据以上分析可知A的分子式是C5H10O2。（2）下列物质与A以任意比例混合，若总物质的量一定，充分燃烧消耗氧气的量相等且生成水的量也相等，这说明分子中均含有10个氢原子。由于A可以看作是的是C4H10·CO2，C4H10符合条件；又因为C6H10O4可以看作是的是C4H10·2CO2，因此也符合条件；C5H10O则不符合条件，答案选BC。（3）①根据以上分析可知B的结构简式是。②A中含有醛基和羟基，则能发生取代反应、酯化反应、还原反应。由于与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，则不能发生消去反应，答案选B。（4）与A互为同分异构体的羧酸是戊酸，即C4H9—COOH，丁基有4种，则戊酸有4种。（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，则是乙酸和丙醇形成的酯。其中一种的分子中有2个甲基，即是异丙醇，所以该异构体的结构简式是CH3COOCH(CH3)2。17．CH4CH2=CH-CH3同系物CH2=CH-CH3＋Br2→CH2BrCHBrCH3【分析】密度为同状况下H2密度的11.25倍，则混合气体的平均相对分子质量为11.25×2=22.5，则A与B的相对分子质量一个比22.5大，一个比22.5小，最简单的烯烃为C2H4，相对分子质量为28，则烷烃A的相对分子质量比22.5小，A只能为CH4；A和B的平均相对分子质量为22.5，则混合气体总物质的量为=0.4mol，将混合气体通过足量的溴水，溴水增重4.2g，则烯烃B的质量为4.2g，那么甲烷的质量为9-4.2g=4.8g，甲烷物质的量为=0.3mol，因此烯烃B的物质的量为0.4mol-0.3mol=0.1mol，B的相对分子质量为4.2÷0.1=42，则烯烃B的分子式为C3H6，结构简式为CH2=CH-CH3。【详解】(1)由分析可知A的结构简式为CH4；B的结构简式为CH2=CH-CH3；(2)B的结构简式为CH2=CH-CH3，与丁烯均含一个碳碳双键，结构相似，相差一个CH2，二者互为同系物；(3)B的结构简式为CH2=CH-CH3，含碳碳双键，能与溴发生加成反应，反应的化学方程式为CH2=CH-CH3＋Br2→CH2BrCHBrCH3。18．作溶剂，使反应物充分混合水浴加热分水器中水不再增加平衡压强，检验固体产品是否堵塞导管牛角管防止D中液体倒吸入C中重结晶65.2%【分析】有机物的制备原理为+H2O，水浴加热，蒸馏分离，结晶纯化，计算纯度。【详解】(1)①反应物都是有机物，加入乙醇的作用是作溶剂，使反应物充分混合；②需要准确控制反应温度为50℃，则应采用水浴加热的方式；对甲基苯胺()与苯甲醛()在酸催化下生成对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱()，反应方程式为+H2O；当分水器中水不再增加时，说明反应结束；(2)①制备水蒸气的装置中压强较大，管a的作用为平衡压强，检验固体产品是否堵塞导管；仪器b的名称为牛角管；②反应停止后，装置C内压强较小，若此时打开止水夹，D中液体倒吸入C中；③晶体经重结晶后可进一步纯化；5.0ml苯甲醛的质量为m=1.0g/ml×5.0ml=5g，由关系式可得理论上制得产品的质量为，m=9.198g，产率为=65.2%。19．球形冷凝管+2H2O2+3H2OH2O2在较高温度时分解速度加快，使实际参加反应的H2O2减少影响产量蒸馏acb61%bd【分析】甲苯（）是一种重要的化工原料，能用于生产苯甲醛（）、苯甲酸（）等产品。实验室可以利用上图制备苯甲醛，实验时先在三颈烧瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂，再加入2mL甲苯和一定量其它试剂，搅拌升温至70℃，同时缓慢加入12mL过氧化氢，在此温度下搅拌反应3小时，停止反应，冷却，将难溶性固态催化剂过滤，然后用蒸馏的方法得到苯甲醛；若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸，首先用适量的碳酸氢钠反应得到苯甲酸钠，对混合液进行分液，水层中加入盐酸调节pH=2，得到苯甲酸晶体，最后过滤分离得到苯甲酸，再洗涤、干燥得到苯甲酸；用酸碱中和滴定的方法测得苯甲酸的纯度，据此分析；【详解】(1)由仪器a的结构可知，仪器a为球形冷凝管，三颈瓶中甲苯被过氧化氢生成苯甲醛，同时还生成水，反应方程式为：+2H2O2+3H2O，故答案为：球形冷凝管，+2H2O2+3H2O；(2)温度过高时过氧化氢分解速度加快，实际参加反应的过氧化氢质量减小，苯甲醛的产量有所减少，故答案为：H2O2在较高温度时分解速度加快，使实际参加反应的H2O2减少影响产量；(3)反应完成后，反应混合液经过自然冷却至室温时，过滤后，然后将滤液进行蒸馏，才能得到苯甲醛产品，故答案为：蒸馏；(4)①与碳酸氢钠反应之后为苯甲酸钠，对混合液进行分液，水层中加入盐酸调节pH=2，得到苯甲酸晶体，最后过滤分离得到苯甲酸，再洗涤、干燥得到苯甲酸，故正确步骤为：acb，故答案为：acb；②0.1000mol/L20.00mLKOH溶液中氢氧化