第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 测试题 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题一、单选题（共12题）1．已知碳碳单键可绕键轴自由旋转,某烃的结构简式如下图所示,下列说法中正确的是

A．该物质所有原子均可共面B．分子中至少有10个碳原子处于同一平面上C．分子中至少有11个碳原子处于同一平面上D．该烃与苯互为同系物2．为测定某有机物的结构，用核磁共振仪处理后得到的核磁共振氢谱如图所示，则该有机物可能是A． B．(CH3)4C C．CH3CH2OH D．CH3OCH33．下列说法正确的是A．乙醇与金属钠能反应，且在相同条件下比水与金属钠的反应更剧烈B．苯都能与发生加成反应，说明苯的分子中含碳碳双键C．新戊烷有一种一氯取代物D．金属钠在加热条件下生成氧化钠4．下列说法正确的是(均不考虑立体异构)A．和互为同分异构体B．的一氯代物有7种C．(CH3)2CHCHClCH3的同分异构体有7种D．分子式为C4H8O2且官能团与相同的物质共有5种5．人类对有机化学的研究经历了以下几个阶段：①研究有机化合物组成、结构、性质和应用②根据需要对有机化合物分子进行设计和合成③从天然的动植物中提取、分离出一些纯净物。这是有机化学发展的必经之路。下列按先后顺序排列的是A．①②③ B．③②① C．③①② D．②①③6．某苯的同系物的分子式为C11H16，经分析分子式中除含苯环外(不含其它环状结构)，还含有两个“—CH3”，两个“—CH2—”、一个“”它的可能结构式有A．2种 B．3种 C．4种 D．5种7．下列说法正确的是A．有和两种结构B．分子中可能所有原子均共面C．在碳原子数小于10的烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的有4种D．异戊烷有9种二氯代物8．1mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况下)。已知它的核磁共振氢谱图中共有3组峰，则该烃的结构简式是A．

B．CH3CH2CH2CH2CH3C．

D．

9．有机物M由C、H、O三种元素组成，可作为溶剂从中草药中提取青蒿素。有关M的结构信息如下：ⅰ.M的红外光谱显示有C-H、C-O的吸收峰，无O-H的吸收峰。ⅱ.M的核磁共振氢谱(图1，两组峰面积之比为2:3)、质谱(图2)如下所示。下列分析不正确的是A．M不属于醇类物质 B．M的分子中含羧基和醛基C．M的结构简式为 D．M的相对分子质量为7410．下列物质中互为同分异构体的是A．O2和O3 B．C．CH3COOH和HCOOCH3 D．和11．下列关于有机化学史的说法，正确的是A．贝采利乌斯提出了测定有机物元素组成的方法B．凯库勒提出了碳价四面体学说C．李比希提出了有机化学概念D．维勒最早用人工方法将无机物转变为有机物12．下列关于丙氨酸的说法中，正确的是A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，都是非极性分子C．Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目不完全相同二、非选择题（共10题）13．乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：

该新药分子中有种不同化学环境的C原子。14．单键、双键和三键成键类型碳碳单键碳碳双键碳碳三键表示方式—C≡C—成键方式1个碳原子与周围个原子成键1个碳原子与周围个原子成键1个碳原子与周围个原子成键成键类型碳碳单键碳碳双键碳碳三键碳原子的饱和性空间构型碳原子与周围4个原子形成结构形成双键的碳原子以及与之相连的原子处于同一上形成三键的碳原子以及与之相连的原子处于同一上15．共价键的类型σ键π键轨道重叠方式轨道重叠程度对称类型键的强度旋转情况与反应类型的关系成键规律16．下列装置中有机物样品在电炉中充分燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量，来确定有机物的分子式。

请回答下列问题：(1)B装置中试剂X可选用。(2)D装置中无水氯化钙的作用是；E装置中碱石灰的作用是。(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36g，E装置质量增加0.88g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的化学式为。(4)若该有机物的核磁共振氢谱如下图所示，峰面积之比为1：3.则其结构简式为。

(5)某同学认为E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E后再增加一个F装置，其主要目的是。17．实验室用环己醇脱水的方法合成环己烯，该实验的装置如图所示：可能用到的有关数据如下：相对分子质量密度/(g·cm-3)沸点/℃溶解性环己醇1000.9618161微溶于水环己烯820.810283难溶于水按下列实验步骤回答问题：Ⅰ．产物合成：在a中加入10.0g环己醇和2片碎瓷片，冷却搅拌下慢慢加入1mL浓硫酸，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度接近90℃。(1)碎瓷片的作用是；(2)a中发生主要反应的化学方程式为；(3)本实验最容易产生的有机副产物的结构简式为。Ⅱ．分离提纯：将反应粗产物倒入分液漏斗中，依次用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过操作X得到纯净的环己烯，称量，其质量为6.15g。(4)用碳酸钠溶液洗涤的作用是，操作X的名称为。Ⅲ．产物分析及产率计算：(5)①核磁共振氢谱可以帮助鉴定产物是否为环己烯，环己烯分子中有种不同化学环境的氢原子。②本实验所得环己烯的产率是。18．选用适当的试剂（写化学式）和除杂方法除去下列各物质中的杂质（括号中为杂质），将所选试剂和操作的名称填写在表格中。序号物质试剂除杂方法①乙炔（H2S）②溴苯（Br2）③苯甲酸（NaCl）④95.6％工业乙醇制无水乙醇19．为了测定某有机物A的结构，做如下实验：①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1molCO2和2.7g水；②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图1所示的质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2所示图谱，图中三个峰的面积之比是1：2：3。试回答下列问题：(1)有机物A的相对分子质量是；(2)有机物A的最简式分子式是，分子式是(3)写出有机物A的结构简式：。(4)写出有机物A的一种同分异构体结构简式：。20．由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X，只含有羟基和羧基两种官能团，且羟基数目大于羧基数目。称取2.04g纯净的X，与足量金属钠充分反应，生成672mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。21．0.2mol某有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后，产物通过浓H2SO4后，浓H2SO4增重10.8g；通过灼热的CuO充分反应后，CuO失重3.2g；再将气体通入足量澄清石灰水，得到沉淀40g，无气体剩余。若已知等量该有机物与9.2gNa恰好完全反应，请回答：(1)该有机物的结构简式是。(2)写出该有机物的一种主要用途：。22．某含、、三种元素的未知物，现对进行分析探究。（1）经燃烧分析实验测定，该未知物中碳的质量分数为41.38%，氢的质量分数为3.45%，则的实验式为。（2）利用质谱法测定得的相对分子质量为116，则的分子式为。（3）的红外光谱图如下，分析该图得出中含2种官能团，官能团的名称是、。（4）的核磁共振氢谱图如下，综合分析的结构简式为。参考答案：1．CA．甲基与苯环平面结构通过单键相连，甲基的C原子处于苯的H原子位置，所以处于苯环这个平面，两个苯环相连，与苯环相连的碳原子处于另一个苯的H原子位置，也处于另一个苯环这个平面，如图所示（已编号）的甲基碳原子、甲基与苯环相连的碳原子、苯环与苯环相连的碳原子，处于一条直线，共有6个原子共线，所以至少有11个碳原子共面，所有原子不可能共面，A错误；B．由A分析可知，分子中至少有11个碳原子处于同一平面上，B错误；C．由A分析可知，分子中至少有11个碳原子处于同一平面上，C正确；D．该有机物含有2个苯环，不是苯的同系物，D错误；故选C。2．AA．由核磁共振氢谱可知，该有机物中有两种氢原子，个数比为，选项A符合题意；B．的核磁共振氢谱有1组峰，选项B不符合题意；C．的核磁共振氢谱有3组峰，选项C不符合题意；D．的核磁共振氢谱有1组峰，选项D不符合题意；答案选A。3．CA．乙醇与Na反应比水与Na反应更缓和，因乙醇中羟基H不如水中H活泼，故A错误；B．苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，故B错误；C．新戊烷（C(CH3)4）中有1种H原子，其一氯代物有1种，故C正确；D．金属钠在加热条件下生成过氧化钠，故D错误；故选C。4．CA．的分子式为C10H14O，的分子式为C10H16O，不是同分异构体，A错误；B．的一氯代物有苯环上4种、苯环上甲基1种、丙醇基上两甲基算1种，共6种，B错误；C．(CH3)2CHCHClCH3的同分异构体，即戊烷的一氯取代，有碳链异构正、异、新三种，正戊烷的一氯取代有3种，异戊烷的一氯取代有4种，新戊烷的一氯取代有1种，故(CH3)2CHCHClCH3的同分异构体有7种，C正确；D．具有的官能团是酯基，分子式为C4H8O2的同分异构体有、、、，共4种，D错误；故答案选择C。5．C研究有机物首先要从天然植物中提取分离，再研究有机物的组成、结构和性质，再根据需要对有机物进行设计和合成，所以顺序为③①②。故选：C。6．C计算该分子的不饱和度为，含有苯环那么其不再含有其他不饱和键。已知还含有两个“—CH3”，两个“—CH2—”、一个“”，苯环为一取代。若-CH2-不与甲基相连，若一个-CH2-与一个-CH3相连为，若两个-CH2-与两个-CH3为，共有4种。故选C。7．CA．有机物CF2Cl2是四面体结构，不是平面构型，故和是同一种结构，A错误；B．中含有C原子周围连接4个单键的结构，则不可能所有原子均共面，B错误；C．在碳原子数小于10的烷烃中，一氯代物不存在同分异构体，说明该烷烃只有一种等效氢，符合条件的为甲烷、乙烷、2，2-二甲基丙烷、2，2，3，3-四甲基丁烷，共4种，C正确；D．异戊烷二氯代物为(CH3)2CHCH2CHCl2、(CH3)2CHCHClCH2Cl、(CH3)2CClCH2CH2Cl、CH2ClCH(CH3)CH2CH2Cl、(CH3)2CHCCl2CH3、(CH3)2CClCHClCH3、CH2ClCH(CH3)CHClCH3、CH2ClC(CH3)ClCH2CH3、CHCl2CH(CH3)CH2CH3、(CH2Cl)2CHCH2CH3，共有10种，D错误；故选C。8．B1mol该烃燃烧需氧气179.2L(标准状况)，即，由核磁共振氢谱可知，该烃有3种不同化学环境的氢原子，据此分析：A．该烃的分子式为C6H14，1molC6H14的耗氧量为9.5mol，A错误；B．CH3CH2CH2CH2CH3有3种等效氢原子，分子式为C5H12，1molC5H12耗氧量为8mol，B正确；C．该烃有4种不同化学环境的氢原子，C错误；D．该烃有2种不同化学环境的氢原子，D错误；故选B。9．B由图2可知有机物M的相对分子质量为74；M的红外光谱显示有C-H、C-O的吸收峰，无O-H的吸收峰，则M为醚类，饱和一元醚的结构通式为CnH2n+2O，则12n+2n+2+16=74，n=4，则分子式为C4H10O；又M的核磁共振氢谱(图1，两组峰面积之比为2:3)，则M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。A．根据分析，M为醚类，M不属于醇类物质，A正确；B．M的分子中含醚键，B错误；C．M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3，C正确；D．M的相对分子质量为74，D正确；故选B。10．CA．O2和O3是由氧元素形成的性质不同的单质，二者互为同素异形体，A错误；B．根据甲烷的正四面体结构判断，图示结构表示同一种物质，B错误；C．CH3COOH和HCOOCH3分子式均为C2H4O2，结构不同，二者互为同分异构体，C正确；D．2-甲基丙烷和2-甲基丁烷结构相似，分子组成相差1个CH2原子团，二者互为同系物，D错误。故选C。11．DA．贝采利乌斯在1806年最早提出“有机化学”这个名称，李比希最早提出了测定有机物元素组成的方法，A错误；B．范托夫提出了碳价四面体学说，凯库勒提出了苯的分子结构，B错误；C．从A选项的分析中可知，有机化学概念是由贝采利乌斯在1806年最早提出，C错误；D．德国化学家维勒用氰酸铵合成尿素，最早用人工方法将无机物转变为有机物，D正确；故选D。12．CA．Ⅰ和Ⅱ在某些性质上有所不同，但它们有着相同的官能团，化学性质相似，故A错误；B．根据其结构可知，结构不对称，两种分子都是极性分子，故B错误；C．根据其结构可知，Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列，故C正确；D．Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体，所含化学键的种类与数目是相同的，故D错误。答案选C。13．8根据该物质的结构简式可知，分子属于中心对称，存在8种不同化学环境的C（）。14．432饱和不饱和不饱和四面体平面直线四面体平面直线【解析】略15．“头碰头”“肩并肩”大小轴对称镜面对称轨道重叠程度较大，强度较大，较牢固轨道重叠程度较小，不如σ键牢固，易断裂可绕键轴旋转而不破坏化学键不能绕键轴旋转取代反应加成反应一般情况下，有机化合物中的单键是σ键；双键中含有一个σ键和一个π键；三键中含有一个σ键和两个π键根据σ键、π键的形成及结构特点可知，答案为：σ键π键轨道重叠方式“头碰头”“肩并肩”轨道重叠程度大小对称类型轴对称镜面对称键的强度轨道重叠程度较大，强度较大，较牢固轨道重叠程度较小，不如σ键牢固，易断裂旋转情况可绕键轴旋转而不破坏化学键可绕键轴旋转而不破坏化学键与反应类型的关系取代反应加成反应成键规律一般情况下，有机化合物中的单键是σ键；双键中含有一个σ键和一个π键；三键中含有一个σ键和两个π键16．浓硫酸吸收生成的水吸收生成的二氧化碳C2H4OCH3CHO吸收空气中的二氧化碳和水蒸气实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式；因此生成O2后必须除杂(主要是除H2O)，E用来吸收二氧化碳，测定生成二氧化碳的质量，D用来吸收水，测定生成水的质量，B用于干燥通入E中的氧气、A用来制取反应所需的氧气、C是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品；核磁共振氢谱可以确定有机物分子中有多少种氢原子，以及不同环境氢原子的个数比；据此解答。(1)A中生成氧气中由水蒸气，会干扰实验测定，因此B中应加浓硫酸吸收氧气中水蒸气或干燥氧气，故答案为：浓硫酸；(2)实验需测定生成的CO2和H2O的质量，无水氯化钙用于吸收生成的水测定水的质量，碱石灰用于吸收二氧化碳，确定其质量，故答案为：吸收生成的水；吸收生成的二氧化碳；(3)D管增重的质量为水的质量，所以n(H2O)==0.02mol，所以有机物中n(H)=0.04mol，E管增重的质量为二氧化碳的质量，所以n(CO2)==0.02mol，所以该有机物中n(C)=0.02mol，有机物中C、H元素总质量为0.04mol×1g/mol+0.02mol×12g/mol=0.28g，所以还有0.44g-0.28g=0.16g氧原子，n(O)==0.01mol，所以有机物中n(C)：n(H)：n(O)=0.02：0.04：0.01=2：4：1，已知该物质的相对分子质量为44，则分子式为：C2H4O；故答案为：C2H4O；(3)若该有机物的核磁共振氢谱如图所示，峰面积之比为1：3，所以分子中含两种氢原子，且数量比为1：3，则其结构简式应为CH3CHO；故答案为：CH3CHO；(4)E装置直接与空气接触，可能吸收空气中的水和二氧化碳，导致测得结果不准确，所以在E后再增加一个F装置，吸收空气中的二氧化碳和水蒸气。故答案为：吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；17．防止a中液体暴沸+H2O）除去粗产品中的硫酸蒸馏375%由环己醇分子内脱水制环己烯，需加入浓硫酸作催化剂和吸水剂，同时加热，并需将温度迅速升至消去所需温度，防止分子内脱水成醚；为防止冷凝管因受热不均而破裂，应先通冷却水，再给蒸馏烧瓶加热，并收集苯乙烯沸点附近的馏分。(1)液体加热时，易产生受热不均现象，所以加入碎瓷片的作用是防止a中液体暴沸；答案为：防止a中液体暴沸；(2)a中，环己醇在浓硫酸作用下发生消去反应，生成环己烯和水，反应的化学方程式为+H2O；答案为：+H2O；(3)因为环己醇消去所需温度高于环己醇分子间脱水的温度，所以本实验最容易产生的有机副产物的结构简式为。答案为：；(4)因为反应混合物中加入硫酸，所以用碳酸钠溶液洗涤的作用是除去粗产品中的硫酸，操作X是将产品与杂质利用沸点差异分开，所以其名称为蒸馏。答案为：除去粗产品中的硫酸；蒸馏；(5)①核磁共振氢谱可以帮助鉴定产物是否为环己烯，环己烯分子中氢原子有3种，所以有3种不同化学环境的氢原子。答案为：3；②本实验中，+H2O，则10.0g环己醇的物质的量为=0.1mol，理论上生成环己烯的物质的量为0.1mol，质量为8.2g，所得环己烯的产率是=75%。答案为：75%。【点睛】依据乙醇消去制乙烯的经验，环己醇分子内脱水的温度应高于环己醇分子间脱水的温度，所以制得的环己烯中一定混有环己醚，为减少副产物的生成，需将温度迅速升高。18．NaOH或CuSO4溶液洗气NaOH溶液分液H2O重结晶CaO蒸馏①乙炔与NaOH或CuSO4溶液不反应，H2S与NaOH或CuSO4溶液反应，则除杂试剂为NaOH或CuSO4溶液，除杂方法为洗气；②溴苯与NaOH溶液不反应，且互不相溶；而Br2与NaOH溶液反应，则除杂试剂为NaOH溶液，除杂方法为分液；③苯甲酸溶解度随温度变化较大，NaCl溶解度随温度变化较小，因此除杂试剂为H2O，除杂方法为重结晶；④乙醇与氧化钙不反应，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，因此除杂试剂为氧化钙；由于乙醇的沸点较低，除杂方法为蒸馏；故正确答案为：序号物质试剂除杂方法①乙炔（H2S）NaOH或CuSO4溶液洗气②溴苯（Br2）NaOH溶液分液③苯甲酸（NaCl）H2O重结晶④95.6％工业乙醇制无水乙醇CaO蒸馏19．46C2H6OC2H6OCH3CH2OHCH3OCH3(1)由A的质谱图中最大质荷比为46可知，有机物A的相对分子质量是46，故答案为：46；(2)由二氧化碳的物质的量和水的质量可知，2.3g有机物A中碳原子的质量为0.1mol×12g/mol=1.2g，氢原子的质量为×2×1g/mol=0.3g，则有机物A中氧原子的物质的量为=0.05mol，由碳原子、氢原子和氧原子的物质的量比为0.1mol：0.3mol：0.05mol=2:6:1可知，有机物A的最简式为C2H6O，由有机物A的相对分子质量是46可知，有机物A的分子式为C2H6O，故答案为：C2H6O；C2H6O；(3)分子式为C2H6O的有机物可能为CH3CH2OH和CH3OCH3，由有机物A的核磁共振氢谱有3组峰，三个峰的面积之比是1：2：3可知，A的结构简式为CH3CH2OH，故答案为：CH3CH2OH；(4)CH3CH2OH和CH3OCH3的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，则A的同分异构体结构简式为CH3OCH3，故答案为：CH3OCH3。20．n(H2)＝0.03mol，设X中羟基和羧基的总数为m个(m≥3)则n(X)＝(0.03×2)/m＝0.06/mmol，M(X)＝2.04m/0.06＝34mg·mol−1

m＝4，M(X)＝136g·mol−1，含有3个羟基和1个羧基，相对分子质量为136。利用X和足量金属钠反应计算羟基和羧基的总数目，其关系为2-OH~H2、H2~2-COOH，进而推理出摩尔质量最小的X。n(H2)==0.03mol，由于2-OH~H2、2-COOH~H2，设X中羟基和羧基的总数为m个（m>2，且为整数），则n(X)==，34mg/mol。当m=3，M(X)=102g/mol,羟基数目大于羧基数目，说明含有2个羟基和1个羧基，说明X分子式有4个O，碳和氢的摩尔质量=102-16×4=38g/mol，分子式为C3H2O4，2个羟基和1个羧基就占了3个H原子，可知这个分子式不合理，m=3不成立；当m=4，M(X)=136g/mol,说明含有3个羟基和1个羧基，同上分析可知分子式为