第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》 测试题-高二化学人教版（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．下列说法正确的是A．σ键强度小，容易断裂，而π键强度较大，不易断裂B．共价键都具有方向性C．π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键2．下列说法中不正确的是A．红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机物的结构分析B．HCHO中含有的官能团是羟基C．中含有酯基D．2，5—二甲基己烷的核磁共振氢谱中出现了三个峰3．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4．下列有机物中，一氯取代物不止一种的是A．新戊烷 B．环己烷() C．立方烷() D．对二甲苯5．某有机物A质谱图、核磁共振氢谱图如图，则A的结构简式可能为A．CH3OCH2CH3 B．CH3CH2OHC．CH3CHO D．CH3CH2CH2COOH6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．标准状况下，中含有的氢原子数为0.2NAB．在过氧化钠与水的反应中，每生成氧气，转移电子的数目为0.4NAC．常温下，的Ba(OH)2溶液中含有的数目为0.3NAD．分子中所含的碳碳双键数目一定为0.1NA7．乙酸、水和乙醇的分子结构如表所示，三者结构中的相同点是都含有羟基，下列说法错误的是乙酸：水：乙醇：A．羟基的极性：乙酸>水>乙醇B．与金属钠反应的强烈程度：水>乙醇C．羟基连接不同的基团可影响羟基的活性D．羟基极性不同的原因是基中的共价键类型不同8．下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是A．CH3CH=CH2 B．CH3-C≡CH C．CH3CH2OH D．CH≡CH9．下列说法不正确的是A．提纯苯甲酸可采用重结晶的方法B．分离正己烷(沸点69℃)和正庚烷(沸点98℃)可采用蒸馏的方法C．某有机化合物的相对分子质量为58，则其分子式一定为C4H10D．某烃完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，则其最简式为CH210．某有机物4.6g在空气中完全燃烧，生成二氧化碳4.48L(标准状况)和水5.4g。已知这种有机物的蒸汽密度是相同状况下氢气密度的23倍，且能和金属钠反应，则该有机物的结构简式为A．CH3CH3 B．C2H5OH C．CH3-O-CH3 D．HO-CH2CH2-OH11．有一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂，其中对光稳定的氯氰菊酯的结构简式如图所示，下列对该化合物的叙述正确的是A．属于芳香烃B．属于芳香族化合物，也含有醚键和酮羰基等官能团C．属于卤代烃D．可使酸性KMnO4溶液褪色12．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)二、非选择题（共10题）13．(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___________。14．回答下列问题:(1)写出具有六元环结构并能发生银镜反应的B()的同分异构体的结构简式___________。(不考虑立体异构，只需写出3个)(2)写出与E()互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1：1)___________。(3)已知：吡啶(、苯胺()属于有机碱，且苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体。则E()的六元芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢有四组峰，峰面积之比为6：2：2：1的有___________种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为___________。(4)化合物C()的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有___________个(不考虑立体异构体，填标号)。(i)含有两个甲基；(ii)含有酮羰基(但不含)；(iii)不含有环状结构。(a)4

(b)6

(c)8

(d)10其中，含有手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为___________。15．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)。16．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、酸奶和草莓等型香精，是我国批准使用的香料产品，其沸点为。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”)。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。M中官能团的名称为_______，M的结构简式为_______。17．按要求回答问题(1)某有机化合物的结构简式如下，，写出含氧官能团的名称___________；(2)相对分子质量为84的烃，能使溴水褪色。①若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内，则该烃的结构简式为___________；名称是___________。②若该烃和溴化氢加成只能生成一种产物，则满足该要求的烃有___________种。(3)如图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。现准确称取1.8g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经燃烧后A管增重1.76g，B管增重0.36g,请回答：①根据气流方向将装置进行连接，连接的顺序是___________(用小写字母表示)②该有机物的最简式为___________。③该有机物蒸汽密度相对于氢气为45，核磁共振氢谱显示只有一组峰，写出结构简式___________。18．将12.9g某有机物在过量氧气中完全燃烧后的产物分为两等分，一份通入足量硝酸酸化的硝酸银溶液中，经过滤、洗涤、干燥后称量，得到14.35g白色沉淀。另一份通过足量干燥氯化钙，再通过足量碱石灰。其中氯化钙增重3.6g，碱石灰增重12.45g。试计算：(1)由产生14.35g白色沉淀，可确定有机物中含___________元素(写出元素符号)。(2)该有机物的分子式___________。(写出计算过程)。19．某气态烷烃和某气态单烯烃组成的混合气体，同温、同压下测得其相对于的密度为11。将此混合气体4.48L(标准状况)中通入足量的溴水，溴水质量增重2.8g．求这两种烃的化学式___________(要求写出推理过程)。20．由C、H、O三种元素组成的有机物X，，X含有两种官能团。称取8.8gX，与足量金属钠充分反应，生成1.12L氢气(标准状况)。另取8.8gX，在Cu丝作用下，加热与足量反应得到产物Y，Y与足量新制氢氧化铜溶液反应，析出砖红色固体，经洗涤、干燥称量得28.8g。试求出X的相对分子质量以及写出X的结构简式。(1)X的相对分子质量_______(2)X的结构简式_______(要求写出简要推理过程)21．有机物是合成某治疗高血压药物的重要中间体，有关物质的部分物理性质如表所示：常温下的状态沸点/℃密度2-羟基-4-苯基丁酸液体357P液体212实验步骤：①按如图所示装置(夹持、加热装置已略去)连接好仪器：②取20mL(2-羟基-4-苯基丁酸)加入A中，再加入20mL无水乙醇(过量)和适量浓硫酸，最后加入几粒沸石；③加热至70℃左右，恒温回流半小时；④分离提纯A中的粗产品；⑤将操作④后所得到的产品进行精制，得到。(1)仪器A的名称是_______，仪器B的作用是_______。(2)步骤④中，使用的试剂最好是_______，加入该试剂后的_______主要操作是(按先后顺序填写字母)。a.充分振荡b.打开分液漏斗活塞c.将上层液体从分液漏斗上口倒出d.当下层液体恰好流出时关闭活塞e.静置(3)整个实验中P的产率为_______(保留三位有效数字)。22．元素周期表与元素周期律在化学学习研究中有很重要的作用。如表所示是五种元素的相关信息，W、X都位于第三周期。元素信息Q在元素周期表中，原子半径最小W最高化合价为+7X最高价氧化物对应的水化物在第三周期中碱性最强Y原子的最外层电子数为次外层电子数的2倍Z阳离子结构示意图为(1)W在元素周期表中的位置是____。(2)Y的气态氢化物的空间结构是____，W、Z、X的简单离子半径由大到小的顺序为____。(3)X单质、W单质均能与水反应，写出实验室制备W单质的离子方程式为____，X单质与乙醇反应的化学方程式是____。(4)金属性Z>X，用原子结构解释原因：____，失电子能力Z>X，金属性Z>X。(5)化合物M是由Q和Y两种元素组成的，其相对分子质量为72，写出其含有支链的同分异构体的结构简式____。参考答案：1．DA．一般σ键比π键更稳定，不易断裂，A项错误；B．s-sσ键无方向性，B项错误；C．原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的，C项错误；D．两个原子之间形成共价键时，单键为σ键，双键和三键中都只有一个σ键，所以两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键，D项正确。答案选D。2．BA．红外光谱、核磁共振氢谱是应用于有机结构分析的现代物理方法，A正确；B．HCHO是甲醛，含有的官能团是醛基，B错误；C．可以看作，其中含有酯基，C正确；D．2，5­二甲基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2，核磁共振氢谱中出现三个峰，D正确；故答案为：B。3．AA．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。4．DA．新戊烷分子为C(CH3)4为对称结构，只有1种氢原子，一氯取代物只有1种，故A不符合题意；B．环己烷()的分子为对称结构，只有1种氢原子，一氯取代物只有1种，故B不符合题意；C．立方烷()的分子为对称结构，只有1种氢原子，一氯取代物只有1种，故C不符合题意；D．对二甲苯()分子中有2种氢原子，如图中数字，其一氯取代物有2种，故D符合题意；答案选D。5．B根据图中信息得到该有机物A的质荷比为46，有三种位置的氢。A．CH3OCH2CH3质荷比为60，而有机物A质荷比为46，故A不符合题意；B．CH3CH2OH质荷比为46，有三种位置的氢，与题中信息一致，故B符合题意；C．CH3CHO质荷比为44，有两种位置的氢，与题中信息不一致，故C不符合题意；D．CH3CH2CH2COOH质荷比为88，有四种位置的氢，与题中信息不一致，故D不符合题意。综上所述，答案为B。6．AA．的物质的量为=0.1mol，含有的氢原子数为0.2NA，A项正确；B．过氧化钠与水反应的化学程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，每生成，转移电子的数目为，B项错误；C．溶液体积未知，无法计算Ba(OH)2的物质的量，也就无法计算出Ba2+的数目，C项错误；D．若为环丙烷，则其分子中不含有碳碳双键，D项错误；故选A。7．DA．电离出氢离子的能力：乙酸＞水＞乙醇，则羟基的极性：乙酸＞水＞乙醇，故A正确；B．钠与水反应比与乙醇反应剧烈，则与金属钠反应的强烈程度：水＞乙醇，故B正确；C．基团之间相互影响，则羟基连接不同的基团可影响羟基的活性，故C正确；D．羟基中共价键相同，羟基极性不同的原因是羟基连接的基团不同，故D错误；故选：D。8．BA．CH3CH=CH2中双键碳为sp2、单键碳为sp3，故不选A；B．CH3-C≡CH中三键碳为sp、单键碳为sp3，故选B；C．CH3CH2OH中碳原子均为sp3杂化，故不选C；D．CH≡CH中碳原子只有sp杂化，故不选D；选B。9．CA．苯甲酸在水中的溶解度不大，因此可以采用重结晶方法提纯，A正确；B．正己烷(沸点69℃)和正庚烷(沸点98℃)是是互溶的沸点不同的液体混合物，可以采用蒸馏方法分离，B正确；C．某有机化合物的相对分子质量为58，则其分子式可能为C4H10，也可能是C3H6O，因此该物质的分子式不一定是C4H10，C错误；D．某烃完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，则该烃分子中C、H原子个数比是1∶2，故该烃的最简式为CH2，D正确；故合理选项是B。10．B该有机物的蒸气密度是相同条件下H2密度的23倍，则该有机物的相对分子质量为46，物质的量为=0.1mol，n(H2O)==0.3mol，则n(H)=2n(H2O)=0.6mol，则该有机物中含有H原子的个数为6，n(CO2)==0.2mol，n(C)=n(CO2)=0.2mol，则该有机物中含有C原子的个数2，所以有机物中应含有O原子个数为=1，所以有机物的分子式为C2H6O，该物质能与金属钠反应，则分子中含-OH，应为：CH3CH2OH，故选B。11．DA．该有机物除含C、H外，还含有Cl、O、N，不属于烃，故A错误；B．该有机物中含有苯环，属于芳香族化合物，也含有醚键，其中的是酯基，不是酮羰基()，故B错误；C．该有机物除含C、H、Cl外，还含有O、N等元素，不属于卤代烃，故C错误；D．该有机物中含有碳碳双键()，可以使酸性KMnO4溶液褪色，故D正确；选D。12．D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。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。13．

羟基、酯基

4

(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。14．(1)、、、、(任写三个即可)(2)、(3)

6

(4)

c

CH3COCH(CH3)CH=CH2【解析】（1）具有六元环结构并能发生银镜反应的B的同分异构体中含有醛基，则可能的结构为、、、、。（2）题给物质的同分异构体中属于酯类化合物的含有2个(酯基)，核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1：1，说明分子结构具有对称性，2个酯基处于对称位置，符合条件的物质的结构简式为、。（3）根据题给条件，E()的六元环芳香同分异构体中，应含有一个、两个，且分子结构高度对称，结合已知信息可得，符合条件的E的同分异构体有、、、、、，共6种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为。（4）满足条件的C的同分异构体共有8种结构，如下：①CH3COCH=CHCH2CH3、②CH3COCH2CH=CHCH3、③CH3COCH2C(CH3)=CH2、④CH3COC(CH2CH3)=CH2、⑤CH3COCH(CH3)CH=CH2、⑥CH3CH2COCH=CHCH3、⑦CH3CH2COC(CH3)=CH2、⑧CH2=CHCOCH(CH3)2，答案选c；其中含有手性碳原子的是CH3COCH(CH3)CH=CH2。15．

3：2：2：1

(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：；。16．(1)

蒸馏烧瓶

仪器y(2)

88

(3)

羟基、羰基

【解析】（1）根据装置图，仪器a的名称为蒸馏烧瓶；蒸馏时使用仪器直形冷凝管，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，分子内各元素原子的个数比，所以实验式为；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，设分子式为，则，n=2，则分子式为。（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。17．(1)羟基、羧基(2)

(CH3)2C=C(CH3)2

2，3-二甲基-2-丁烯

CH3CH2C=CCH2CH3、(CH3)2C=C(CH3)2(3)

g接f，e接h，I接c或(d)，d或(c)接a或(b)

CHO2

HOOC-COOH【解析】(1)某结构简式如下，，官能团的名称为羟基、羧基；(2)相对分子质量为84的烃，C原子数目最大值为84÷12=7，能使溴水褪色说明含有不饱和键，若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内，则该烃的结构简式为：(CH3)2C=C(CH3)2，2，3-二甲基-2-丁烯；如该烃和溴化氢加成只能生成一种产物，含有碳碳双键，且关于碳碳双键对称，符合条件的结构简式有：CH3CH2C=CCH2CH3、(CH3)2C=C(CH3)2；(3)1.8g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经燃烧后A管增重1.76g，吸收二氧化碳，二氧化碳的物质的量为0.04mol，B管增重0.36g吸收水，水的物质的量为0.02mol。①D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在F中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则F中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B(吸收水)、A(吸收二氧化碳)中，根据产物的质量推断有机物的组成，则产生的氧气按从左到右流向，所选置的连接顺序应是：D→C→F→B→A，所选用的各导管口连接的顺序是g接f，e接h，I接c或(d)，d或(c)接a或(b)，故答案为；g接f，e接h，I接c或(d)，d或(c)接a或(b)；

②A管质量增加1.76g为二氧化碳的质量，可得碳元素的质量：0.48g，B管质量增加0.36g是水的质量，可得氢元素的质量：0.04g，从而可推出含氧元素的质量为：1.8g-0.48-0.04=1.28g，设最简式为CxHyOz，则X：Y：Z=1：1：2即最简式为CHO2，故答案为：CHO2。③该有机物相对分子质量为90，分子式为C2H2O4核磁共振氢谱显示只有一组峰，结构简式：HOOC-COOH。18．(1)Cl(2)C2H5Cl【解析】(1)将该有机物完全燃烧后的产物通入足量硝酸酸化的硝酸银溶液中，得到白色沉淀，该白色沉淀是氯化银，可确定该有机物中含Cl元素；(2)根据题给信息可知，白色沉淀AgCl质量14.35g，则一半产物中Cl原子的物质的量为，燃烧产物中有0.1molHCl；氯化钙吸H2O增重，得知产物中H2O的质量3.6g，则一半产物中H原子的物质的量为；碱石灰吸收CO2和HCl增重，得知产物中CO2和HCl的质量12.45g，其中HCl的质量为3.65g，则一半产物中C原子的物质的量为；故该完全燃烧后的一半产物中含0.2molC、0.5molH、0.1molCl，该有机物的摩尔质量为，则该有机物不含O元素，其分子式为C2H5Cl。19．CH4、C2H4同温、同压下测得其相对于的密度为11，则，由于烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28，故一定含有，，故，因为，故，故，所以，，故该烯烃为。综上所述，这两种烃的化学式分别为和。20．(1)88(2)HOCH2CH2CH2CHO、HOCH2CH(CH3)CHO【解析】（1）含C、H、O三种元素的有机物X含有两种官能团，根据其能与Na反应放出氢气，说明含有-OH或-COOH，能在铜作催化剂条件下，催化氧化为可与新制氢氧化铜悬浊液发生反应生成砖红色沉淀的Y，确定X中含有-OH，另外一种官能团为-CHO，设X的分子组成为R(OH)x(CHO)y，R为烃基，已知1mol-OH可与Na反应产生0.5molH2，1mol-CHO可与Cu(OH)2反应产生1molCu2O，设X的式量为M，根据题中反应可列关系式，14.4x=7.2(x+y)，得x=y，-OH式量为17，-CHO式量为29，因为X的式量<100，所以X中只有一个-OH和一个-CHO，则M=；（2）从以上推断可知X的分子组成可表示为R(OH)(CHO)，因为相对分子质量为88，所以烃基R的式量=88-17-29=42，根据商余法42÷12=3……6，得其分子组成为C3H6(OH)(CHO)，因其能够发生催化氧化制醛，所以-OH所连C上有两个H原子，则X可能的结构简式为HOCH2CH2CH2CHO、HOCH2CH(CH3)CHO。21．(1)

三颈烧瓶

冷凝、回流，提高反应物的转化率(2)

饱和溶液

ae