新教材人教版高中化学选择性必修3第一章有机化合物的结构特点与研究方法 章末综合测验含两套附答案.docx
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新教材人教版高中化学选择性必修3第一章有机化合物的结构特点与研究方法章末综合测验含两套附答案
第一章有机化合物的结构特点与研究方法综合测验
第一套
一、选择题
1.下列四组物质的分子式或化学式都相同,按物质的分类方法属于同一类物质的是( )
A.
和CH2===CH—CH2CH2CH2CH3
B.正戊烷和新戊烷
C.CH3—O—CH3和CH3CH2OH
D.
2.下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是( )
A.甲苯B.乙烷
C.丙炔(CH3—C≡CH)D.1,3-丁二烯
3.已知某有机物A的核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中,错误的是( )
A.若A的分子式为C3H6O2,则其结构简式为CH3COOCH3
B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子,且个数之比为1:
2:
3
C.仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D.若A的化学式为C3H6O2,则其可能的结构有三种
4.已知利用某些有机物之间的转化可贮存太阳能,如降冰片二烯(NBD)经太阳光照射转化成四环烷(Q)的反应为吸热反应,下列叙述中错误的是( )
A.NBD和Q互为同分异构体
B.Q可使溴水褪色
C.Q的一氯代物只有3种
D.NBD的同分异构体可以是芳香烃
5.某有机化合物3.2g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3.6g,盛有碱石灰的干燥管增重4.4g。
则下列判断正确的是( )
A.只含碳、氢两种元素
B.肯定含有碳、氢、氧三种元素
C.肯定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.根据题目条件可求出该有机物的最简式,无法求出该有机物的分子式
6.现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。
下列有关说法正确的是( )
A.元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量,还可以测定其分子的空间结构
B.
的核磁共振氢谱中有四组峰值1:
2:
2:
3
C.通过红外线光谱图分析可以区分乙醇和乙酸乙酯
D.质谱法和紫外线光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法
7.有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物,假设给你一种这样的有机混合物让你研究,一般要采取的几个步骤是( )
A.分离、提纯→确定分子式→确定实验式→确定结构式
B.分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式
C.分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定分子式
D.确定分子式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯
8.下列关于同分异构体的分类错误的是( )
A.CH3CH(CH3)CH2CH3与CH3(CH2)3CH3 属于碳链异构
B.CH3—CH===CH—CH3与CH2===CH—CH2—CH3 属于官能团异构
C.CH≡C—C2H5与CH3—C≡C—CH3 属于位置异构
D.CH2===CH—CH===CH2与CH3—C≡C—CH3 属于官能团异构
9.金刚烷(C10H16)的结构如图1所示,它可以看成四个等同的六元环组成的立体构型。
立方烷(C8H8)的结构如图2所示。
其中金刚烷的二氯代物和立方烷的六氯代物的同分异构体分别有( )
A.4种和1种B.5种和3种
C.6种和3种D.6种和4种
10.下列化合物的1H—NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是( )
11.下列有机化合物的同分异构体数目判断正确的是( )
A.分子式为C5H10,含碳碳双键的烯烃为6种
B.分子式为C8H10,含苯环的有机物为3种
C.分子式为C5H12O,且能与Na反应的有机物为8种
D.分子式为C5H10O2,且能与Na2CO3反应的有机物为10种
12.为测定某有机物的结构,用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱,则该有机物可能是( )
A.C2H5OHB.
C.CH3CH2CH2COOHD.
二、非选择题
13.请根据官能团的不同对下列有机物进行分类(填序号)。
①CH3CH2OH ②
③CH3CH2Br
④
⑤
(1)芳香烃:
________;
(2)卤代烃:
________;
(3)醇:
________;(4)酚:
________;
(5)醛:
________;(6)酮:
________;
(7)羧酸:
________;(8)酯:
________。
14.烷基取代苯可以被KMnO4酸性溶液氧化成
,但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有C—H键,则不容易被氧化得到
。
现有分子式为C11H16的一烷基取代苯,已知它可以被氧化的异构体有7种,其中的三种是
,
,
请写出其他四种的结构简式:
____________________________________________________________,
____________________________________________________________,
____________________________________________________________,
____________________________________________________________。
15.某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为6.67%,其余为氧。
现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:
用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。
方法二:
核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1:
2:
2:
2:
3,如图A所示。
方法三:
利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图B所示。
请填空:
(1)A的分子式为________。
(2)A的分子式中含一个甲基的依据是________(填字母序号)。
a.A的相对分子质量
b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图
d.A分子的红外光谱图
(3)A的结构简式为
__________________________________________________________________
________________________。
16.环己酮是一种重要的有机化工原料。
实验室合成环己酮的反应如下:
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表:
物质
相对分
子质量
沸点(℃)
密度(g·cm-3,
20℃)
溶解性
环己醇
100
161.1
0.9624
能溶于水和醚
环己酮
98
155.6
0.9478
微溶于水,
能溶于醚
现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应,制得主要含环己酮和水的粗产品,然后进行分离提纯。
分离提纯过程中涉及的主要步骤(未排序):
a.蒸馏,除去乙醚后,收集151~156℃馏分;
b.水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧)萃取;
c.过滤;
d.往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液;
e.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。
回答下列问题:
(1)上述分离提纯步骤的正确顺序是________(填字母)。
(2)b中水层用乙醚萃取的目的是______________________。
(3)
以下关于萃取分液操作的叙述中,不正确的是________。
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,如图用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振荡并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.分液时,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔,再打开旋塞待下层液体全部流尽时,再从上口倒出上层液体
(4)在上述操作d中,加入NaCl固体的作用是____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
蒸馏除去乙醚的操作中采用的加热方式为____________________________。
(5)蒸馏操作时,一段时间后发现未通冷凝水,应采取的正确方法是__________________________________________________________________。
(6)恢复至室温时,分离得到纯产品体积为12mL,则环己酮的产率约是________。
1.解析:
四个选项中的物质均为同分异构体组合,其中A项中环烷烃和烯烃是两类物质,C、D两项中两种物质含有不同的官能团,属于不同类物质;而B项中正戊烷和新戊烷均为饱和烃,属于同类物质,故选B项。
答案:
B
2.解析:
甲苯中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,A不选;乙烷是烷烃,所有原子不可能共平面,B不选;丙炔中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,C不选;碳碳双键是平面形结构,因此1,3-丁二烯分子中所有原子共平面,D选。
答案:
D
3.解析:
由核磁共振氢谱可知,其分子中含有三种不同化学环境的氢原子,峰的面积之比等于其原子个数之比,但不能确定具体个数,故B、C正确,A错误;由A的分子式C3H6O2可知,其同分异构体有6种;CH3COOCH3、CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、
、
和
,其中有三种不同化学环境的氢原子且个数之比为1:
2:
3的有机物的结构简式为CH3CH2COOH、
或HCOOCH2CH3,故D正确。
答案:
A
4.解析:
从反应方程式看出,NBD和Q的分子式相同,但结构不同,不是同一种物质,两者互为同分异构体,A正确;Q中无不饱和键,不能使溴水褪色,B错误;NBD和Q均为对称结构,都只有3种位置的氢原子,因此一氯代物都是3种,C正确;NBD的同分异构体可以是甲苯,D正确。
答案:
B
5.解析:
3.2g该有机物在氧气中燃烧后生成的产物依次通过浓硫酸和碱石灰,分别增重3.6g和4.4g,生成水的质量是3.6g,所以氢原子的物质的量是
×2=0.4mol;生成的二氧化碳的质量是4.4g,碳原子的物质的量是
=0.1mol,根据氢原子和碳原子守恒,可以知道有机物中含有0.1mol碳原子和0.4mol氢原子,m(C)+m(H)=0.1mol×12g·mol-1+0.4mol×1g·mol-1=1.6g<3.2g,则该有机物中含n(O)=(3.2g-1.6g)÷16g·mol-1=0.1mol,该有机物中C、H、O的个数比为0.1mol:
0.4mol:
0.1mol=1:
4:
1,该有机物的最简式为CH4O,由于最简式中H原子已经饱和,该有机物的分子式为CH4O。
答案:
B
6.解析:
元素分析仪是实验室一种常规仪器,可同时对有机的固体、高挥发性和敏感性物质中C、H、N、S元素的含量进行定量分析测定,无法帮助人们确定有机化合物的空间结构,故A错误;
的核磁共振氢谱中有5种氢原子,峰值:
2:
4:
4:
1:
3,故B错误;红外光谱可确定物质中的化学键和官能团,乙醇和乙酸乙酯中的化学键、官能团不同,则通过红外光谱分析可以区分,故C正确;质谱法可以测定相对分子质量,紫外光谱法可以确定物质的结构,故D错误;故选C。
答案:
C
7.解析:
从天然资源提取的有机物,首先得到的是含有机物的粗品,需经过分离、提纯才能得到纯品,再进行鉴定和研究未知有机物的结构与性质,一般先利用元素定量分析确定实验式,再测定相对分子质量确定分子式,因为有机物存在同分异构现象,所以最后利用波谱分析确定结构式,故对其进行研究一般采取的研究步骤是:
分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式,故选B。
答案:
B
8.解析:
同分异构有碳链异构、官能团异构(又称类别异构)、位置异构。
B项中有机物的官能团均为
且数目相同,不属于官能团异构,其中官能团位置不同,应属于位置异构。
答案:
B
9.解析:
金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型,分子中含4个—CH—,6个—CH2,共2种位置的H,所以该物质的一氯代物有2种,当次甲基由一个氯原子取代后,二氯代物有3种,当亚甲基由一个氯原子取代后,二氯代物有3种,共6种;立方烷的同分异构体分别是:
一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替,所以二氯代物的同分异构体有3种,则立方烷的六氯代物有3种。
答案:
C
10.解析:
A有两个对称轴,有3种等效氢原子,有3组峰;B有一个对称轴,有5种等效氢原子,有5组峰;C中要注意单键可以转动,因此左边两个甲基是相同的,右边3个甲基也是相同的,因此有3种等效氢原子,有3组峰;D中有一个对称中心,因此有4种等效氢原子,有4组峰。
答案:
A
11.解析:
选项A,当主链为5个碳原子时,有1-戊烯和2-戊烯2种;当主链为4个碳原子时,有2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯和3-甲基-1-丁烯3种;当主链为3个碳原子时,无烯烃结构,故共5种烯烃,A项错误。
选项B,分子式为C8H10且含苯环的有机物,当苯环上含有2个甲基时,有邻、间、对3种结构;当苯环上只有1个乙基时,有1种结构,共4种,B项错误。
选项C,分子式为C5H12O且能与Na反应的是醇,当主链为5个碳原子时,有3种结构;当主链为4个碳原子时,有4种结构;当主链为3个碳原子时,有1种结构,故共有8种,C项正确。
选项D,分子式为C5H10O2且能与Na2CO3反应的是羧酸,羧基占有1个碳原子,故当主链为5个碳原子时,有1种结构;当主链为4个碳原子时,有2种结构;当主链为3个碳原子时,有1种结构,故共有4种,D项错误。
答案:
C
12.答案:
A
13.解析:
准确记忆各官能团的结构→找出所给物质中的官能团→判断其类别。
答案:
(1)⑨
(2)③⑥ (3)① (4)⑤ (5)⑦ (6)② (7)⑧⑩ (8)④
14.解析:
从题意可知,该苯的同系物的各同分异构体的苯环上都只有一个侧链,在写其同分异构体时,可以把苯环看作是C5H12的一个取代基,这样只要写出—C5H11的8种同分异构体,此题就可解决。
注意
不能被氧化,不符合题意。
答案:
15.解析:
(1)根据题意可知有机物A中C原子个数为
=9,H原子个数为
≈10,则O原子个数为
=2,则A的分子式为C9H10O2。
(2)A的核磁共振氢谱有5个峰,说明A含有5种氢原子,其面积之比即为氢原子个数之比,根据分子式即可确定甲基数目,因此需要知道A的分子式和A的核磁共振氢谱,故选bc项。
(3)根据A的红外光谱图可知A含有苯环结构,且含有C===O、C—O、C—C、C—H四种键,结合A的分子式可推出A的结构简式为
。
答案:
(1)C9H10O2
(2)bc (3)
16.解析:
(1)利用题中有关物质的物理性质和粗产品的成分可知分离提纯首先可加入NaCl固体,降低环己酮的溶解度,同时增加水层的密度,有利于分层,分液得到含少量水的粗环己酮,然后利用乙醚萃取水层中环己酮以提高产品的产量,将萃取液并入前面得到的有机层中,再加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水、过滤,得到环己酮的乙醚溶液,最后通过蒸馏,除去乙醚后,收集151~156℃时的馏分即可得到环己酮。
(3)水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,然后将分液漏斗倒置,用力振荡;振荡后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气,而不能等振荡几次后再放气;经几次振荡并放气后,需将分液漏斗放在铁架台的铁圈上静置,待液体分层。
(4)乙醚的沸点为34.6℃,温度很低,因此蒸馏除去乙醚的加热方式应采取水浴加热。
(6)理论产量为0.9624g·mL-1×20mL×98÷100=18.86g,实际产量为0.9478g·mL-1×12mL=11.37g,故环己酮的产率为11.37g÷18.86g×100%=60.3%。
答案:
(1)dbeca
(2)使水层中少量的有机物进一步被提取,提高产品的产量
(3)ABC
(4)降低环己酮的溶解度;增加水层的密度,有利于分层 水浴加热
(5)停止加热,冷却后通自来水
(6)60%(或60.3%)
第二套
(时间:
90分钟 分值:
100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。
每小题只有1个选项符合题意)
1.下列化学用语中正确的是( )
A.乙烯的结构简式为CH2CH2
B.羟基的电子式为
H
C.2-丁烯的键线式为
D.乙醇的分子式为CH3CH2OH
答案C
解析书写乙烯的结构简式时,官能团碳碳双键不能省略,故乙烯的结构简式为CH2
CH2;羟基电子式为
H;CH3CH2OH为乙醇的结构简式,乙醇的分子式为C2H6O。
2.下列物质中既属于芳香族化合物又属于醇的是( )
A.
B.
C.
D.CH3CH2OH
答案B
3.下列说法正确的是( )
A.C2H4与C4H8一定是同系物
B.分子式是C8H10的苯的同系物有3种同分异构体
C.1-丁烯与2-丁烯互为同分异构体
D.新戊烷和2,2-二甲基丙烷互为同分异构体
答案C
解析C4H8可以是烯烃也可以是环烷烃,A错;分子式是C8H10的苯的同系物有4种同分异构体,它们分别是邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯,B错;新戊烷和2,2-二甲基丙烷是同一种物质,D错。
4.下列说法不正确的是( )
A.通过质谱法只能确认有机化合物的相对分子质量,一般无法确定其结构
B.甲苯分子的核磁共振氢谱中有4个不同的吸收峰
C.红外光谱可以帮助确定许多有机化合物的结构
D.某有机化合物完全燃烧只生成CO2和H2O,两者物质的量之比为1∶2,则该有机化合物为甲烷
答案D
解析通过质谱图可以确认有机化合物的相对分子质量,但由于没有涉及具体的结构,所以要结合其他物理或化学方法才能确定其结构,A项正确;甲苯分子中由于存在着4种处于不同化学环境的氢原子,所以在核磁共振氢谱中会出现4个不同的吸收峰,B项正确;红外光谱与分子的结构密切相关,是研究分子结构的一种有效手段,C项正确;由产物的物质的量之比可确定该有机化合物分子中碳原子与氢原子个数之比为1∶4,但不能确定氧原子存在与否,D项错误。
5.将CH3CHO(易溶于水,沸点为20.8℃的液体)和CH3COOH分离的正确方法是( )
A.加热蒸馏
B.加入Na2CO3后,通过萃取的方法分离
C.先加入烧碱溶液蒸出乙醛,再加入浓硫酸,蒸出乙酸
D.和Na反应后进行分离
答案C
解析乙醛、乙酸均为低沸点物质,都易挥发,直接蒸馏得不到相应的纯净物,故分离前先将CH3COOH转化为高沸点的CH3COONa。
6.现代家居装修材料中,普遍存在着甲醛、苯及苯的同系物等有毒物质,如果不注意处理就会对人体产生极大的危害。
按照有机化合物的分类,甲醛属于醛。
下面各项对有机化合物的分类方法与此方法相同的是( )
①
属于环状化合物
②
属于卤代烃
③
属于链状化合物
④
属于醚
A.①②B.②③C.②④D.①④
答案C
解析对于有机化合物分类,有两种依据:
一是按碳原子构成的骨架进行分类,如①和③;二是按官能团分类,如②和④。
题目中所给的甲醛是含有醛基的化合物,因此属于醛,是按官能团进行分类,故②和④是与之相同的分类方法。
7.下列实验操作不正确的是( )
A.过滤时如果发现滤液是浑浊的,则滤液还要进行过滤
B.在进行蒸馏时,要加少量碎瓷片,防止液体暴沸
C.在进行分液操作时,分液漏斗内外气体相通,眼睛要注视烧杯中的溶液
D.在进行蒸馏时,温度计不要插入溶液中
答案C
解析在进行分液操作时,分液漏斗内外气体相通,眼睛要注视分液漏斗中溶液液面的变化,C项不正确。
8.某有机化合物分子,仅由C、H、O三种元素组成,分子中含13个原子,其分子中的电子总数为42。
充分燃烧该有机化合物,所生成的CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4,则其分子式为( )
A.C3H8OB.C4H8OC.C3H8O2D.C6H6O
答案C
解析V(CO2)∶V(H2O)=3∶4,则n(CO2)∶n(H2O)=3∶4,n(C)∶n(H)=3∶8,该分子中共有13个原子,42个电子,则分子式为C3H8O2。
9.某化合物的结构、球棍模型、核磁共振氢谱图如下(单位是ppm)。
下列关于该有机化合物的叙述正确的是( )
A.该有机化合物中处于不同化学环境的氢原子有9种
B.该有机化合物属于芳香族化合物
C.结构简式中的Et代表的基团为—CH3
D.该有机化合物中含有羟基
答案D
解析据图示写出该有机化合物的结构简式:
。
分子中没有苯环,不属于芳香族化合物,Et代表CH3CH2—,分子中含有—OH,B、C项均错,D项正确。
根据核磁共振氢谱图分析,图上有8个峰,故分子中应有8种处于不同化学环境的氢原子,A项错。
10.某烃的蒸气对H2的相对密度为39,该烃中碳元素的质量分数为92.3%,氢元素的质量分数为7.7%,则该有机化合物的分子式为( )
A.C2H2B.C2H4C.C6H6D.C3H6
答案C
解析由题意知,该烃的相对分子质量为39×2=78,含碳原子个数为
=6,含氢原子个数为
=6,故该有机化合物的分子式为C6H6。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。
每小题有1~2个选项符合题意)
11.有机化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱与红外光谱如下图。
下列关于有机化合物A的说法中正确的是( )
A.有机化合物A可能有多种结构
B.有机化合物A的结构简式可能为
C.有机化合物A不能与H2发生反应
D.有机化合物A的结构简式为
答案D
解析A分子中至少存在8个C原子、2个O原子,再结合其相对分子质量为136,可推测其分子式为C8H8O2,显然A分子中含有一个“C—O—C”、一个“
”和一个“C
O”,再结合核磁共振氢谱,推测A分子中有4种处于不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶2∶1,则A的结构简式为
能与H2发生加成反应。
12.已知利用某些有机化合物之间的转化可贮存太阳能,如降冰片二烯(NBD)经太阳光照射转化成四环烷(Q)的反应如下(反应吸热),下列叙述中错误的是( )
A.NBD和Q互为同分异构体
B.Q可使溴水褪色
C.NBD和Q的一氯代物均有4种
D.NBD的同分异构体可以是芳香烃
答案BC
解析从两物质的键线式看出,NBD和Q的分子式相同,但结构不同,二者互为同分异构体,A正确;Q中无不饱和键,不能使溴水褪色,B错误;NBD和Q均为对称结构,都只有3种位置的氢原子,因此一氯代物都是3种,C错误;NBD的分子式为C7H8,其同分异构体可以是甲苯,D正确。
13.萜品油烯(D)可用作香料的原料,它可由A合成得到:
→
→
→
下列说法正确的是( )
A.有机化合物B的分子式为C11H19O3
B.有机化合物D分子中所有碳原子一定共面
C.1mol有机化合物A中含有1.204×1024个双键
D.有机化合物C的同分异构体中不可能有芳香族化合物
答案C
解析有机化合物B的分子式为C11H18O3;有机化合物D分子中的环状结构并不是苯环,故有机化合物D分子中所有碳原子不一定共面;由于有机化合物C的不饱和度为4,故其同分异构体中可能有芳香族化合物。
14.食用酱油中的“氯丙醇”是多种氯代丙醇的总称。
其中,二氯丙醇(不含有
结构)共有( )
A.2种B.3种C.4
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