第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 单元测试 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（共12小题）1．下列说法正确的是A．的一溴代物有5种B．分子式是C5H10O2且属于羧酸的结构有5种C．分子式是C4H8O且属于醛的结构有3种D．C4H10的同分异构体有3种2．下列有机物的核磁共振氢谱有6组峰的是A． B． C． D．3．某有机物X对氢气的相对密度为30，分子中碳的质量分数为40%，氢的质量分数为6.7%，其余为氧，X可与碳酸氢钠反应。下列关于X的说法不正确的是A．X的相对分子质量为60B．X的分子式为C2H4O2C．X的结构简式为CH3COOHD．X的同分异构体中含的只有一种(不考虑立体异构)4．实验室可利用呋喃甲醛()在碱性环境下发生交叉的Cannizzaro反应，生成呋喃甲酸()和呋喃甲醇()，反应过程如下：2+操作流程如下：已知：①呋喃甲酸在水中的溶解度如下表：T(℃)0515100S(g)2.73.63.825.0②呋喃甲醇与乙醚混溶；乙醚沸点为34.6℃，呋喃甲醇沸点为171.0℃。下列说法错误的是A．呋喃甲醛在NaOH溶液中的反应较为剧烈B．向乙醚提取液中加入无水碳酸钾干燥、过滤后，应采取蒸馏的方法得到呋喃甲醇C．在分离乙醚提取液后的水溶液中加盐酸后，得到粗呋喃甲酸晶体的方法是萃取D．粗呋喃甲酸晶体的提纯可采用重结晶的方法5．对如图所示两种化合物的结构或性质描述正确的是A．均含有σ键和π键且均存在碳原子的sp3和sp2杂化B．均为芳香族化合物C．二者的分子式均为C10H12OD．可用红外光谱区分，但不能用核磁共振氢谱区分6．下列有机化合物按碳骨架分类，结果正确的是A．乙烯()、苯()、环己烷()都属于脂肪烃B．苯()、环戊烷()、环己烷()都属于芳香烃C．属于脂环化合物D．均属于环烷烃7．下列分离混合物的实验方法中不正确的是A．分离乙酸(沸点77.1℃)与某种液态有机物(沸点120℃)的混合物-蒸馏B．从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取KNO3-热水溶解、降温结晶、过滤C．用CCl4萃取碘水中的碘，液体分层后-下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出D．将溴水中的溴转移到有机溶剂中-加入乙醇萃取8．某烃的相对分子质量为134，该烃的所有的可能结构中属于芳香烃且苯环上只有1条交链的有A．10种 B．8种 C．6种 D．4种9．某有机物A的结构简式如图所示，它是最早被禁用的兴奋剂之一，下列有关有机物A的叙述不正确的是A．有机物A属于烃的衍生物B．有机物A的分子式是C13H12O4Cl2C．有机物A既可看作卤代烃，也可看作芳香族化合物D．有机物A分子中含有5种官能团10．苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体，结构简式如图。关于该化合物，下列说法正确的是A．是苯的同系物B．分子中最多8个碳原子共平面C．一氯代物有6种(不考虑立体异构)D．分子中含有4个碳碳双键11．下列表示不正确的是A．乙烯的结构式： B．甲酸甲酯的结构简式：C．甲基丁烷的键线式： D．甲基的电子式：12．下列化合物中不属于有机化合物的是A．醋酸 B．尿素 C．碳酸钙 D．蔗糖二、填空题（共4小题）13．按要求回答下列问题：(1)乙烷的结构式为____。(2)丙烷的结构简式为_____。(3)分子中含有30个氢原子的饱和链状烷烃的分子式为____。(4)相对分子质量为58的饱和链状烷烃的结构有____种，分别写出它们的结构简式：_____。(5)分子式为C5H12的直链烷烃的习惯命名为____，其一氯代物只有一种的同分异构体的结构简式为___。14．(1)键线式表示的物质的分子式为___________。(2)中含有的官能团的名称为___________。(3)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，试书写它的结构简式：___________。(4)某芳香烃的结构为，它的分子式为___________，一氯代物有种___________。(5)分子式为的某烃的所有碳原子都在同一平面上，则该烃的结构简式为___________，若分子式为的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上，则该烃的结构简式为___________。15．按要求写出下列物质的同分异构体。(1)写出与互为同分异构体的链状烃的结构简式：___________。(2)分子式与苯丙氨酸[]相同，且满足下列两个条件的有机物的结构简式有___________。①苯环上有两个取代基；②硝基()直接连在苯环上。16．某有机化合物经李比希法测得其中含碳的质量分数为54.5%、含氢的质量分数为9.1%，其余为氧。用质谱法分析知该有机物的相对分子质量为88.请回答下列有关问题：(1)该有机物的分子式为_______。(2)若该有机物的水溶液呈酸性，且结构中不含支链，则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为_______。(3)若实验测得该有机物中不含结构，利用红外光谱仪测得该有机物的红外光谱如图所示。则该有机物的结构简式可能是_______、_______(写出两种即可)。三、实验题（共3小题）17．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)。18．如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置，这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。回答下列问题：(1)A装置分液漏斗中盛放的物质是______，写出有关反应的化学方程式：________。(2)C装置(燃烧管)中CuO的作用是_____；写出E装置中所盛放试剂的名称：______；若将B装置去掉会对实验造成什么影响？_______。(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管质量增加0.36g，E管质量增加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，则其结构简式为______；该化合物具有的性质是：_______。(填序号)A．能与水、乙醇、氯仿等互溶B．无色、无味液体C．能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色D．任何条件下不能与H2反应(5)若符合下列条件，则该有机物的结构简式为___________。①环状化合物

②只有一种类型的氢原子(6)某同学认E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E后再增加一个装置E，其主要目的是___________。19．某化学小组为测定有机物G的组成和结构，设计实验装置及实验步骤如图：回答下列问题：(1)“加热反应管C”和“打开分液漏斗活塞”这两步操作应先进行___。(2)装置B中浓H2SO4的作用是___。(3)装置F中碱石灰的作用是___。(4)若准确称取8.8g样品G(只含C、H、O三种元素)，经充分燃烧后(CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成CO2和H2O)，洗气瓶D质量增加7.2g。U型管E质量增加17.6g，又知有机物G的质谱图(如图所示)为：该有机物的分子式为___。(5)另取有机物G8.8g，跟足量NaHCO3溶液反应，生成2.24LCO2(标准状况)，经测定其核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6：1：1，综上所述，G的结构简式为___。四、计算题（共2小题）20．(1)有两种有机物都含有碳92.3%，含有氢7.7%，第一种有机物对氢气的相对密度为13，第二种有机物的密度为3.49g/L(标准状况下)，则第一种有机物的结构简式为___，第二种有机物的分子式为___。(2)某仅由C、H、O三种元素组成的有机化合物，经测定相对分子质量为90，取该有机化合物样品1.8g，在纯氧中完全燃烧将产物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重1.08g和2.64g，则该有机化合物分子式为___。21．用如图所示的实验装置测定某有机物样品实验式的方法如下：将27.6g有机物样品放在装置C的硬质玻璃管中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。测得的数据如表所示：装置实验前/g实验后/gE125.6143.6F183.2253.6(1)燃烧产物中水的物质的量为___________。(2)该有机物的实验式是___________(写出计算过程)。参考答案：1．A【解析】A．该有机物中含有5种氢，故一溴代物种类为5种，A正确；B．C5H10O2属于羧酸的结构如下：CH3CH2CH2CH2COOH、HOOCCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2COOH、(CH3)3CCOOH，共4种，B错误；C．C4H8O属于醛的结构如下：CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO，共2种，C错误；D．C4H10同分异构体如下：CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2，共2种，D错误；故答案选A。2．A【解析】A．该分子结构不对称，含6种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有6组峰，峰面积比为1:1:1:1:1:3，A正确；B．该分子中含4种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1:1:1:3，B错误；C．该分子中含4种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1:2:2:3，C错误；D．苯中的六个氢原子是完全相同的，核磁共振氢谱有1组峰，D错误；故选A。3．D【解析】由有机物X对氢气的相对密度为30可知，该有机物的相对分子质量为30×2=60，由分子中含碳40%，含氢6.7%，其余为氧可知，分子中碳原子、氢原子、氧原子的个数分别为＝2、≈4、＝2，则X的分子式为C2H4O2，由X可以和碳酸氢钠反应可知，有机物分子中含有—COOH，结构简式为CH3COOH；CH3COOH的同分异构体中含有的结构简式为CH3OOCH、HOCH2CHO。【解析】A．由分析可知，X的相对分子质量为60，故A正确；B．由分析可知，X的分子式为C2H4O2，故C正确；C．由分析可知，X的分子式为C2H4O2，X可以和碳酸氢钠反应，则有机物分子中含有—COOH，结构简式为CH3COOH，故C正确；D．由分析可知，CH3COOH的同分异构体中含有的结构简式为CH3OOCH、HOCH2CHO，故D错误；故选D。4．C【解析】A．呋喃甲醛在NaOH溶液中的反应在冰水浴中进行，是为了降低反应速率，A正确；B．乙醚提取的是混合溶液中的呋喃甲醇，呋喃甲酸盐留在水溶液中，乙醚提取液中加入无水碳酸钾干燥、过滤后，得到呋喃甲醇和乙醚的混合液，应采取蒸馏的方法得到呋喃甲醇，B正确；C．在分离乙醚提取液后的水溶液中加盐酸会生成呋喃甲酸，温度较低时呋喃甲酸在水中溶解度较小，为得到粗呋喃甲酸晶体，采用的方法应是冷却、过滤，C错误；D．根据呋喃甲酸在水中的溶解度随温度的变化情况，可知提纯粗呋喃甲酸晶体可采用重结晶的方法，D正确；故选：C。5．A【解析】A．两种化合物中，前者存在苯环、碳碳单键、碳氢键，后者存在碳碳双键、碳碳单键、碳氢键，苯环和碳碳双键中含有π键和σ键，碳碳单键和碳氢键属于σ键；其中苯环和碳碳双键中的碳原子为杂化、甲基中的碳原子为杂化，故A正确；B．芳香族化合物是指含有苯环的有机化合物，其中的结构中不含苯环结构，不属于芳香族化合物，故B错误；C．的分子式为，的分子式为，故C错误；D．核磁共振氢谱可以确定有机物的结构，也可以区分有机物，故D错误；故选A。6．D【解析】烃是只含C、H两种元素的有机化合物，按照碳骨架可将有机化合物分为链状化合物和环状化合物，根据是否含有苯环又将环状化合物分为脂环化合物和芳香族化合物。【解析】Ａ．按碳骨架分类可知，乙烯属于脂肪烃，苯属于芳香烃，环己烷属于脂环烃，苯和环己烷不属于脂肪烃，故A错误；Ｂ．按碳骨架分类可知，环戊烷、环己烷属于脂环烃，不属于芳香烃，故B错误；Ｃ．按碳骨架分类可知，萘属于芳香族化合物，不属于脂环化合物，故C错误；Ｄ．按碳骨架分类可知，环戊烷、环丁烷和乙基环己烷均属于环烷烃，故D正确；故选D。7．D【解析】A．两种有机物互溶且沸点相差较大，则选择蒸馏法分离，A正确；B．NaCl和KNO3的溶解度受温度影响变化程度不同，则从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取KNO3可采取热水溶解、降温结晶、过滤的方法，B正确；C．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，C正确；D．乙醇与水互溶，则乙醇不能萃取溴水中的溴，D错误；故选：D。8．D【解析】烃只有C、H元素组成，相对分子质量为134，，分子式为C10H14的单取代芳烃，不饱和度为=4，故分子中含有一个苯环，侧链是烷基，为-C4H9，-C4H9的异构体有：-CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH(CH3)2、-C(CH3)3，故符合条件的结构有4种，故选：D。9．C【解析】A．观察有机物A的结构简式可知，它是由碳、氢、氧、氯4种元素组成的，属于烃的衍生物，故A正确；B．从结构简式可推得A的分子式为C13H12O4Cl2，故B正确；C．其结构中虽含有氯原子，但因含有氧原子，所以不属于卤代烃，故C错误；D．有机物A分子中含有碳碳双键、酮羰基、氯原子、醚键、羧基5种官能团，故D正确；选C。10．B【解析】A．苯的同系物必须是只含有1个苯环，侧链为烷烃基的同类芳香烃，由结构简式可知，苯并降冰片烯的侧链不是烷烃基，不属于苯的同系物，故A错误；B．由结构简式可知，苯并降冰片烯分子中苯环上的6个碳原子和连在苯环上的2个碳原子共平面，共有8个碳原子，故B正确；C．由结构简式可知，苯并降冰片烯分子的结构上下对称，分子中含有5类氢原子，则一氯代物有5种，故C错误；D．苯环不是单双键交替的结构，由结构简式可知，苯并降冰片烯分子中只含有1个碳碳双键，故D错误；故选B。11．B【解析】A．结构式是每一对共用电子对用一个短横来表示，乙烯分子中每个碳原子和每个氢原子形成一对共用电子对，碳原子和碳原子形成两对共用电子对，故A正确；B．结构简式中需要体现出特殊结构和官能团，甲酸甲酯中要体现出酯基，其结构简式为HCOOCH3，故B错误；C．键线式中每个端点为一个C原子，省略C—H键，故C正确；D．甲基中碳原子和三个氢原子形成3对共用电子对，还剩一个成单电子，故D正确；答案选B。12．C【解析】有机物是指含有碳元素的化合物．有机物的特点是：属于化合物，含有碳元素，不是一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等物质，可以根据这些特点进行分析和判断。【解析】A．醋酸含有碳元素，属于有机物，故A不符合题意。B．尿素是含有碳元素的化合物，属于有机物，故B不符合题意；C．碳酸钙虽然含有碳元素的化合物，但属于无机物，故C符合题意；D．蔗糖是含有碳元素的化合物，属于有机物，故D不符合题意；故选C。13．(1)(2)CH3CH2CH3(3)C14H30(4)

2

CH3CH2CH2CH3、(5)

正戊烷

C(CH3)4【解析】(1)乙烷的分子式为，其结构式为；(2)丙烷的分子式为，其结构简式为；(3)由烷烃的分子通式（n为正整数）可知，，，其分子式为；(4)由烷烃的分子通式可知，，，的同分异构体有2种，分别为和；(5)分子式为的直链烷烃的习惯命名为正戊烷,其一氯代物只有一种的同分异构体则其分子中只有一种化学环境的氢原子,其结构简式为C(CH3)4。14．

羟基、酯基

4

【解析】(1)由键线式可知，该物质属于饱和烃，分子中含有6个碳原子，分子式为。(2)中含有的官能团的名称为羟基、酯基。(3)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，则该有机化合物分子中只含1种化学环境的氢原子，该烃的结构简式为。(4)芳香烃的结构简式是，则其分子式是。该有机化合物的结构对称，分子中有4种化学环境的氢原子，所以其一氯代物有4种。(5)根据乙烯是平面形分子，，可看作乙烯中的四个氢原子被甲基取代，所以分子式为，所有碳原子都在同一平面上的烃的结构简式为；乙炔是直线形分子，，可看作甲基取代乙炔分子中的氢原子，所以分子式为，所有的碳原子都在同一条直线上的烃的结构简式是。15．(1)、(2)、、、、、【解析】（1）符合要求的碳架结构只有，根据位置异构有，根据官能团异构有。（2）当苯环上连有1个硝基以后，余下的取代基只能是正丙基或异丙基，再考虑到苯环上的二元取代物本身有3种位置关系，符合条件的结构简式如下：、、、、、。16．

3：2：2：1

【解析】(1)根据已知：有机物的相对分子质量为88，含碳的质量分数为54.5%、含氢的质量分数为9.1%，其余为氧，所以1mol该有机物中，，，，故该有机物的分子式为，故答案：；(2)若该有机物的水溶液呈酸性，说明含有羧基，；结构中不含支链，则该有机物的结构简式为，则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为3：2：2：1。故答案：3：2：2：1；(3)由图可知，该有机物分子中有2个、1个、1个-C-O-C-结构或2个、1个-COO-结构，据此可写出该有机物可能的结构简式有：、、，故答案：；。17．

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%【解析】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。【解析】(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%。18．(1)

H2O2或H2O

2H2O22H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑(2)

使有机物充分氧化生成CO2和H2O

碱石灰或氢氧化钠

造成测得有机物中含氢量增大(3)C2H4O(4)

CH3CHO

AC(5)(6)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气【解析】根据题意，装置A为制取氧气的装置，其中的固体可以是过氧化钠或者二氧化锰，其反应为或者；装置B为干燥装置；装置C为反应装置；装置D为吸收水的装置，用于测量水的质量；装置E用于吸收氧化产生的二氧化碳，测定有机物中碳的含量。（1）(1)根据题意，装置A为制取氧气的装置，其中的固体可以是过氧化钠或者二氧化锰，其反应为或者，故填H2O2或H2O、或者；（2）(2)装置C中的氧化铜相当于催化剂，使有机物充分氧化生成CO2和H2O；装置E用于吸收氧化产生的二氧化碳，测定有机物中碳的含量，其中所盛试剂为碱石灰或氢氧化钠；装置B为干燥装置，若撤去，则D中的水的质量偏多，测量结果造成测得有机物中含氢量增大，故填使有机物充分氧化生成CO2和H2O、碱石灰或氢氧化钠、造成测得有机物中含氢量增大；（3）(3)设该有机物的分子式为，其完全燃烧的化学方程式为，根据题意，D中质量增加0.36g，则生成的水的质量为0.36g，其物质的量为；E中质量增加0.88g，则二氧化碳的质量为0.88g，其物质的量为，该有机物相对分子质量为44，质量为0.44，则其物质的量为，根据反应，可得、，解得x=2，y=4，即其分子式可表示为，根据其相对分子质量为44可得，，解得z=1，所以该有机物的分子式为，故填；（4）(4)如图所示，其核磁共振氢谱有两组峰，根据其峰面积之比，可得其结构简式为，其中醛基受氧原子的影响，其吸收强度远大于甲基，与题意相符；A.该化合物为乙醛，易溶于水、乙醇、氯仿等，故A正确；B.乙醛具有刺激性气味，故B错误；C.乙醛具有还原性，能使强氧化性的酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；D.该有机物在一定条件下可以与氢气加成生成乙醇，故D错误；故填AC；（5）(5)该有机物为环状，则根据其分子式其为三元环，又其只有一种H，所以其结构简式为，故填；（6）(6)空气中含有二氧化碳和水，进入装置E会使得有机物的含碳量增加，所以在装置E后面加一个装置E可以吸收空气中的水和二氧化碳，防止进入装置E干扰实验，故填吸收空气中的二氧化碳和水蒸气。19．(1)打开分液漏斗活塞(2)除去O2中的水蒸气(3)防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E中(4)C4H8O2(5)(CH3)2CHCOOH【解析】实验开始时先制氧气，把装置中空气排出来，防止二氧化碳干扰，B干燥氧气，加热C，样品燃烧生成二氧化碳和水，CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成CO2和H2O，D用于吸收生成物中的水，E用于吸收生成物中的二氧化碳，F防止空气中的二氧化碳和水进入E装置，根据称量的质量进行有关的计算。(1)先打开分液漏斗活塞，使A中产生的O2将装置中的空气排出，防止影响有机物燃烧生成CO2和H2O的质量的测定，故答案为：打开分液漏斗活塞；(2)装置B中浓H2SO4的作用是除去O2中的水蒸气，防止影响有机物燃烧生成H2O的质量的测定，故答案为：除去O2中的水蒸气；(3)装置F中碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E中，影响有机物燃烧生成CO2质量的测定，故答案为：防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E中；(4)由图二G的质谱图可知，G的相对分子质量为88，则8.8g样品G的物质的量为0.1mol，经充分燃烧后，洗气瓶D增加的质量为反应生成水的质量，水的物质的量为，U型管E增加的质量为反应生成CO2的质量，CO2的物质的量为，则，，，该有机物的分子式为C4H8O2，故答案为C4H8O2；(5)8.8g(物质的量为0.1mol)有机物G跟足量NaHCO3溶液反应，生成标准状况下2.24LCO2(物质的量为0.1mol)，说明1