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．已知有机物a和b的结构简式分别为和。下列说法正确的是(不考虑立体异构)A．a分子中含有6个键，2个键 B．a与苯互为同分异构体C．b可使溴水褪色，反应时键断裂 D．b的一氯代物有5种2．德国科学家BenjaminList获得2021年诺贝尔化学奖，他通过实验发现了脯氨酸可以催化羟醛缩合反应，其机理如下图所示。下列说法错误的是A．有机物①能够降低反应的活化能B．反应中涉及的氢离子均符合2电子稳定结构C．反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成D．有机物⑥中含有2个手性碳原子3．下列物质的类别与所含官能团都正确的是()A．酚类—OH B．羧酸—COOHC．醛类—CHO D．CH3OCH3酮类—O—4．下列有机物的官能团名称和分类错误的是A．，碳碳三键，炔烃 B．，羟基，二元醇C．，酯基，酯类 D．，羟基、醛基，单糖5．下列有机物分子中属于手性分子的是A．甘氨酸(NH2CH2COOH) B．氯仿(CHCl3)C．乳酸[CH3CH(OH)COOH] D．丙醛(CH3CH2CHO)6．有科学研究提出:锂电池负极材料(Li)由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下，利用足量重水(D2O）与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n(D2)/n(HD)可以获知n(Li)/n(LiH)。已知：①LiH+H2O=LiOH+H2↑②2Li(s)+H2⇌2LiH△H＜0下列说法不正确的是A．可用质谱区分D2和HDB．Li与D2O的反应：2Li+2D2O=2LiOD+D2↑C．若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D2)/n(HD)越小D．80℃反应所得n(D2)/n(HD)比25℃反应所得n(D2)/n(HD)大7．关于有机反应类型，下列判断正确的是A．(消去反应)B．(氧化反应)C．+3nHNO3+3nH2O(缩聚反应)D．(加成反应)8．由E(金属铁)制备的E(C5H5)2的结构如图甲所示，其中氢原子的类型完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构如图乙所示。核磁共振氢谱能够区分这两种结构。甲和乙的核磁共振氢谱中，分别有几种吸收峰A．1种1种 B．1种2种C．1种3种 D．2种3种9．A、B两种有机物都属于烃类，都含有6个氢原子，它们的核磁共振氢谱如图。下列说法一定错误的是A．A是，B是B．A是，B是C．A是，B是D．A是，B是10．有机物Y的分子式为C4H8O2，其红外光谱如图所示，则该有机物可能的结构简式为（）A．CH3COOCH2CH3 B．OHCCH2CH2OCH3C．HCOOCH2CH2CH3 D．（CH3）2CHCOOH11．分子式为C4H8Cl2，且不考虑立体异构，下列说法正确的是A．分子中不含甲基的同分异构体共有2种B．分子中含有一个甲基的同分异构体共有3种C．分子中含有两个甲基的同分异构体共有4种D．同分异构体共有5种12．某有机物的结构如图所示，关于该有机物下列说法正确的是A．分子与足量溶液完全反应后生成的钠盐只有1种B．分子完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为2个C．分子中所有碳原子可能共平面D．分子可以在醇溶液加热条件下发生消去反应二、非选择题（共10题）13．具有一种官能团且苯环上有两个取代基的有机物W是E()的同分异构体，0.5molW与足量NaHCO3溶液反应生成44gCO2，W共有___种结构(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为____。14．已知分子式为的有机物有多种结构，下面给出其中的四种：A．B．C．D．根据上述信息完成下列各题：(1)根据所含官能团判断，A属于_______类有机化合物，B物质的官能团名称为_______。B、C、D中，与A互为官能团异构的是_______(填字母，下同)，与A互为碳架异构的是_______，与A互为位置异构的是_______。(2)写出与A互为位置异构(与B、C、D不重复)的有机物的结构简式：_______。(3)与A互为碳架异构的同分异构体共有5种，除B、C、D中的一种外，其中两种的结构简式为、，写出另外两种同分异构体的结构简式：_______、_______。15．回答下列问题。(1)酚酞是常用的酸碱指示剂，其结构简式如图所示：①酚酞的分子式为_______。②从结构上看酚酞可看作_______(填字母)。A．烯烃

B．芳香族化合物

C．醇

D．酚

E.醚

F.酯(2)莽草酸是从中药八角茴香中提取的一种有机物，具有消炎、镇痛作用，常用作合成抗病毒和抗癌药物的中间体。莽草酸的结构简式如下图：①在横线上写出官能团的名称_______、_______、_______。②莽草酸按含氧官能团分类，属于_______类、_______类。16．写出下列有机化合物中官能团的名称。(1)____________(2)____________(3)____________17．现有某有机化合物样品，对其进行如下操作：i.充分燃烧6.51g该样品，得到20.47g二氧化碳和8.36g水。ii.质谱分析得该物质的相对分子质量为84，(1)该有机化合物的分子式为_______。(2)向该有机化合物中加入少量溴的四氯化碳溶液，溶液褪色，用酸性溶液氧化该物质只能得到丙酸，该有机化合物的结构简式为_______。18．燃烧法是测定有机化合物分子式的一种方法，准确称取某有机物样品3.0g完全燃烧，产物依次通过浓硫酸、浓碱溶液，实验结束后，称得浓硫酸质量增加1.8g，浓碱溶液质量增加4.4g。(1)求该有机物的实验式为_______。(2)若有机物相对氢气的密度为30，该有机物的核磁共振氢谱如下图所示，且该有机物能与溶液反应产生气体，则其结构简式为_______；(3)若该有机物既能与Na反应产生气体，又能发生银镜反应，则结构简式为_______。19．将3.00g某有机物(仅含C、H、O元素，相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧，依次通过吸水剂、CO2吸收剂，燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表：吸水剂CO2吸收剂实验前质量/g20.0026.48实验后质量/g21.0830.00请回答：(1)燃烧产物中水的物质的量为_______mol。(2)该有机物的分子式为_______(写出计算过程)。20．扁桃酸是唯一具有脂溶性的果酸，实验室用如下原理制备：合成扁桃酸的实验步骤、装置示意图及相关数据如下：物质状态熔点/℃沸点/℃溶解性扁桃酸无色透明晶体119300易溶于热水、乙醚和异丙醇乙醚无色透明液体-116.334.6溶于低碳醇、苯、氯仿，微溶于水苯甲醛无色液体-26179微溶于水，能与乙醇、乙醚、苯、氯仿等混溶氯仿无色液体-63.561.3易溶于醇、醚、苯、不溶于水实验步骤：步骤一：向如图所示的实验装置中加入0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛、0.2mol（约16mL）氯仿，慢慢滴入含19g氢氧化钠的溶液，维持温度在55～60℃，搅拌并继续反应1h，当反应液的pH接近中性时可停止反应。步骤二：将反应液用200mL水稀释，每次用20mL。乙醚萃取两次，合并醚层，待回收。步骤三：水相用50%的硫酸酸化至pH为2～3后，再每次用40mL乙醚分两次萃取，合并萃取液并加入适量无水硫酸钠，蒸出乙醚，得粗产品约11.5g。请回答下列问题：(1)图中仪器C的名称是___。(2)装置B的作用是___。(3)步骤一中合适的加热方式是___。(4)步骤二中用乙醚的目的是___。(5)步骤三中用乙醚的目的是___；加入适量无水硫酸钠的目的是___。(6)该实验的产率为___（保留三位有效数字）。21．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)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，已知该物质对H2的相对密度是22，则该样品的实验式为________，分子式为________。(3)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________。(4)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________。22．有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，原子序数由A到F逐渐增大。①A是短周期元素中原子半径最小的元素②B元素最外层电子数是次外层电子数的2倍。③C的阴离子和D的阳离子与氖原子的电子层结构相同。④在通常状况下，C的单质是气体，0.1molC的气体与足量的氢气完全反应共有0.4mol电子转移。⑤D的单质在点燃时与C的单质充分反应，生成淡黄色的固体，此淡黄色固体能与BC2反应可生成C的单质。⑥E的气态氢化物与其最高价含氧酸间能发生氧化还原反应。请写出：(1)B元素的最高价氧化物的结构式_____________。(2)符合分子式B4A10的所有同分异构结构简式______________________________。(3)C、D、E、F简单离子半径由大到小的顺序______________（用离子符号表示）。(4)E元素的低价氧化物与F的单质的水溶液反应的离子方程式为______________。(5)D与E能形成2:1的化合物，用电子式表示该化合物的形成过程______________。(6)元素E与元素F相比，非金属性较强的是___________（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是_________________（填选项序号）。a．常温下E的单质和F的单质状态不同

b．F的氢化物比E的氢化物稳定c．一定条件下E和F的单质都能与钠反应d．E的最高价含氧酸酸性弱于F的最高价含氧酸e．F的单质能与E氢化物反应生成E单质参考答案：1．CA．a分子中含有14个键，2个键，A项错误；B．a的分子式为，苯的分子式为，二者不互为同分异构体，B项错误；C．b中含有碳碳双键，与溴发生加成反应时，键断裂，C项正确；D．b分子中有6种不同化学环境的氢原子，则b的一氯代物有6种，D项错误。故选：C。2．BA．由图可知，有机物①是第一个反应的反应物，是最后一个反应的生成物，所以是该反应的催化剂，能降低反应所需活化能，故A正确；B．H+离子中不含有电子，不符合2电子稳定结构，故B错误；C．反应中，有机物①生成③，有极性键N—H、C=O极性键的断裂，C=N极性键的形成；有机物③生成有机物④的过程中有C=C非极性键的形成，有机物④生成⑥的过程中，有C=C键的断裂，所以反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成，故C正确；D．由结构简式可知，有机物⑥中连接醇羟基、羧基的两个碳原子为手性碳原子，所以分子中含有2个手性碳原子，故D正确；故选B。3．BA．的官能团为酯基(-COOC-)属于酯类，故A错误；B．的官能团为-COOH，属于羧酸，故B正确；C．的官能团为醇羟基(-OH)，属于醇类，故C错误；D．CH3OCH3的官能团为醚键(-COC-)，属于醚类，故D错误；综上所述答案为B。4．BA．丙炔，官能团及分类均正确，不符题意；B．对苯二酚，官能团名称正确，分类错误，该有机物应属于酚，描述错误，符合题意；C．甲酸乙酯，官能团及分类均正确，不符题意；D．葡萄糖，官能团及分类均正确，不符题意；综上，本题选B。5．C连4个不同原子或原子团的C为手性碳原子，含有手性碳原子的分子为手性分子，甘氨酸(NH2CH2COOH)、氯仿(CHCl3)、丙醛(CH3CH2CHO)均不含有手性碳原子，不属于手性分子，乳酸[CH3CH(OH)COOH]中连接甲基、羟基、羧基的碳是手性碳原子，属于手性分子；故选C。6．CA．D2和HD的相对分子质量不同，可以用质谱区分，A正确；B．类似于钠和水的反应，Li与D2O反应生成LiOD与D2，化学方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑，B正确；C．D2由Li与D2O反应生成，HD通过反应LiH+D2O=LiOD+HD，n(D2)/n(HD)越大，n(Li)/n(LiH)越大，C不正确；D．升温，2LiH⇌2Li+H2△H>0平衡右移，Li增多LiH减少，则结合选项C可知：80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD)，D正确；答案为：C。7．DA．反应，属于酯化反应，选项A错误；B．反应属于还原反应,选项B错误；C．+3nHNO3+3nH2O属于酯化反应或取代反应，选项C错误；D．反应属于加成反应，选项D正确；答案选D。8．C图甲E(C5H5)2的结构中氢原子的类型完全相同、则只有1种氢原子，图乙E的结构为轴对称、则有3种氢原子，C符合；答案选C。9．A由题干有机物A、B的核磁共振氢谱图信息可知，A只有1种吸收峰，B有3种吸收峰，据此分析解题。A．A是只有1种氢原子，B是也是1种氢原子，A符合题意；B．A是只有1种氢原子，B是含有3种氢原子，B不合题意；C．A是只有1种氢原子，B是含有3种氢原子，C不合题意；D．A是只有1种氢原子，B是含有3种氢原子，D不合题意；故答案为：A。10．A由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3，因此该分子中有2个CH3，由图也可以看出含有C=O双键、C-O-C单键，则A的结构简式为CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3，故选A。11．CA．C4H8Cl2分子中不含甲基的同分异构体为，只有1种，A错误；B．分子中含有一个甲基的同分异构体有、、、，共有4种，B错误；C．分子中含有两个甲基的同分异构体有、、、，共有4种，C正确；D．综合分析前三个选项可知，C4H8Cl2的同分异构体共有9种，D错误；故选C。12．AA．分子中含有1个酰胺基，分子与足量NaOH溶液完全反应后生成和碳酸钠溶液，钠盐只有破酸钠这1种，A正确；B．分子完全水解后所得有机物分子中手性破原子数目为1个，如图所示，B错误；C．苯分子是平面结构、醛基是平面结构、碳碳单键是四面体结构，饱和碳原子及其相连的原子最多三个共面，则分子中所有碳原子不可能共平面，C错误；D．含醇羟基的有机物发生消去反应的条件为：浓硫酸、加热，D错误；答案选A。13．

12

根据题干信息可知，W的分子结构中含有苯环，且苯环上有2个取代基。根据“0.5molW与足量NaHCO3溶液反应生成44gCO2”可知，W分子结构中含有2个-COOH。由分析可知，W具有一种官能团，含有两个-COOH，由E的结构简式可知，W分子结构中除苯环外还存在4种情况：①-CH2COOH、-CH2COOH，②-COOH、-CH2CH2COOH，③-COOH、，④-CH3、。每组取代基在苯环上有邻、间、对三种位置关系，故W共有4×3=12种结构；核磁共振氢谱上只有3组峰，说明分子是对称结构，其结构简式为。答案为：12；。14．(1)

醇

醚键

B

D

C(2)(3)

【解析】（1）A含羟基，属于醇类；B中所含官能团为醚键；羟基与醚键互为官能团异构，故与A互为官能团异构的为B；与A互为碳架异构的为D；与A互为位置异构的为C；（2）A中主链上含3种不同化学环境的氢原子，与A互为位置异构(与B、C、D不重复)的有机物的结构简式为：；（3）A的另外两种同分异构体的结构简式为：、。15．(1)

BDF(2)

羧基

碳碳双键

羟基

羧酸

醇【解析】（1）①根据酚酞的结构简式可知，其分子式为：；②从结构上看酚酞中含有苯环，故属于芳香族化合物，其中含有酚羟基，故属于酚类物质，其中含有酯基，故属于酯类物质，故选BDF；（2）①根据莽草酸的结构简式可知其中含有的官能团分别为：羧基、碳碳双键、羟基；②莽草酸中含有羧基，故属于羧酸；其中含有羟基，故属于醇。16．(1)碳碳双键和醛基(2)酯基和羧基(3)碳溴键和酚羟基【解析】(1)根据该有机物的结构简式可判断官能团有碳碳双键和醛基；(2)根据该有机物的结构简式可判断官能团有酯基和羧基；(3)根据该有机物的结构简式可判断官能团有碳溴键和酚羟基。17．(1)C6H12(2)CH3CH2CH=CHCH2CH3（1）充分燃烧6.51g该样品，得到20.47g二氧化碳和8.36g水。生成n(H2O)=mol，所含有H原子的物质的量n(H)=0.464mol×2=0.929mol，生成n(CO2)==0.465mol，则n(C)=0.465mol，0.929g+12g/mol×0.465mol=6.51g，则6.51g该样品中不含氧，所以n(C):n(H)=0.465mol:0.929mol=1:2，即样品的实验式为CH2，设其分子式为(CH2)x，该物质的相对分子质量为84，则14x=84，故x=6，则该有机化合物的分子式为C6H12。（2）向该有机化合物中加入少量溴的四氯化碳溶液，溶液褪色，结合分子式可知分子内含一个碳碳双键，用酸性溶液氧化该物质只能得到丙酸，则分子结构对称，该有机化合物的结构简式为CH3CH2CH=CHCH2CH3。18．(1)CH2O(2)CH3COOH(3)HOCH2CHO【解析】（1）由已知：有机化合物完全燃烧，产物仅为CO2和水蒸气，将生成物依次用浓硫酸和碱石灰充分吸收，浓硫酸增重1.8g，碱石灰增重4.4g；因为浓硫酸吸收水质量增加，所以H2O的质量是1.8g；因为碱石灰吸收CO2，所以CO2质量是4.4g；3.0g有机物中：n(H)＝×2=0.2mol，n(C)＝=0.1mol，所以氢、碳两种元素的质量分别为0.2g、1.2g，n(O)＝=0.1mol，故该有机物的（最简式）实验式为CH2O；（2）若有机物相对氢气的密度为30，则其相对分子质量为氢气相对分子质量的30倍，即为60，又该有机物能与溶液反应产生气体，则分子中有羧基；且该有机物的核磁共振氢谱有两种吸收峰，则说明分子中含2种不同环境的氢原子，且氢原子的个数比等于吸收强度之比，为1:3，则推知该有机物为乙酸，其结构简式为CH3COOH。（3）若该有机物既能与Na反应产生气体，说明分子中含羟基，又能发生银镜反应，说明含醛基，则结合最简式为CH2O可推知该有机物的结构简式为HOCH2CHO。19．

0.0600

C4H6O6(1)根据表格中的数据，吸水剂增加的质量全部为有机物完全燃烧生成水的质量，则生成水的物质的量n(H2O)===0.0600mol；(2)n(H)=0.0600mol×2=0.120mol，n(C)==0.0800mol，n(O)==0.120mol，则最简式为C2H3O3，由于相对分子质量为150，则可以得到有机物的分子式为C4H6O6。20．

(球形)冷凝管

吸收逸出的有机物(乙醚)，并防止倒吸

水浴加热

除去反应液中未反应完的反应物

萃取扁桃酸

作干燥剂

75.7%苯甲醛与氯仿在氢氧化钠溶液中发生反应，生成扁桃酸等，需要加热且维持温度在55～60℃。由于有机反应物易挥发，所以需冷凝回流，并将产生的气体用乙醇吸收。反应后所得的混合物中，既有反应生成的扁桃酸，又有剩余的反应物。先用乙醚萃取剩余的有机反应物，然后分液；在分液后所得的水溶液中加硫酸，将扁桃酸钠转化为扁桃酸，再用乙醚萃取出来，蒸馏进行分离提纯。(1)图中仪器C的名称是(球形)冷凝管。答案为：(球形)冷凝管；(2)装置B中有倒置的漏斗，且蒸馏出的有机物易溶于乙醇，所以其作用是吸收逸出的有机物(乙醚)，并防止倒吸。答案为：吸收逸出的有机物(乙醚)，并防止倒吸；(3)步骤一中，温度需控制在55～60℃之间，则合适的加热方式是水浴加热。答案为：水浴加热；(4)步骤二中，“将反应液用200mL水稀释”，则加入乙醚，是为了萃取未反应的有机反应物，所以用乙醚的目的是除去反应液中未反应完的反应物。答案为：除去反应液中未反应完的反应物；(5)步骤三中，“水相用50%的硫酸酸化至pH为2～3后，再每次用40mL乙醚分两次萃取”，因为加酸后扁桃酸钠转化为扁桃酸，所以用乙醚的目的是萃取扁桃酸；为了去除扁桃酸中溶有的少量水，加入适量无水硫酸钠，其目的是作干燥剂。答案为：萃取扁桃酸；作干燥剂；(6)该实验中，0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛理论上可生成0.1mol扁桃酸，则其产率为=75.7%。答案为：75.7%。21．(1)浓硫酸(2)

C2H4O

C2H4O(3)CH3CHO(4)防止空气中H2O(g)、CO2进入E装置，影响测定结果A装置中，在MnO2的催化作用下，H2O2发生分解，生成O2等；B装置内盛有浓硫酸，用于干燥O2；在C装置内，样品燃烧生成二氧化碳和水，水被D装置中的无水氯化钙吸收