第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 测试题（含解析）2022-2023学年高二化学人教版（2023）选择性必修3

第第页第一章有机化合物的结构特点与研究方法测试题（含解析）2022-2023学年高二化学人教版（2023）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、选择题

1．下列化学用语正确的是

A．丙烷分子的空间填充模型：B．甘油(丙三醇)的最简式为：CH2OH

C．-CHO的电子式D．不属于芳香族化合物

2．已知某有机物分子中只含碳、氢、氧三种元素，其相对分子质量在150到180范围之间，且碳、氢的质量分数之和为40%，则该有机物中最多含有的数目为

A．3B．4C．5D．6

3．某物质在空气中完全燃烧时，生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，则该物质可能是

A．C2H6B．C2H4C．C2H5OHD．CH3OH

4．随着科学技术的发展，人们可以利用很多先进的方法和手段来测定物质的组成和结构。下列说法正确的是

A．李比希元素分析仪可以测定有机物的结构简式

B．质谱仪能根据最小的碎片离子确定有机物的相对分子质量

C．红外光谱仪能测出有机物中所含元素的种类

D．对固体进行X射线衍射测定是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法

5．有机物a、b、c的转化关系如图，下列说法中错误的是

A．有机物a、b、c苯环上的一氯代物种类数目相同

B．a中加入酸性高锰酸钾溶液可使a转化为b

C．c的沸点低于邻氨基苯甲酸

D．b分子中，碳原子的杂化方式均为

6．有机化合物含有的官能团有

A．3种B．4种C．5种D．6种

7．下列化学式所表示的有机化合物，核磁共振氢谱一定有三个峰的是

A．C2H6OB．C3H6

C．C3H7ClD．C3H6O（能发生银镜反应）

8．青蒿素、双氢青蒿素结构如图所示，都是治疗疟疾的有效药物。下列有关这两种物质的说法正确的是

A．均能发生水解反应

B．均属于芳香族化合物

C．含有不同数目的手性碳原子

D．分子中碳原子轨道的杂化方式相同

9．已知芳香化合物M(C8H8Cl2)分子中只有两种不同化学环境的氢原子且数目比为3：1，则M结构简式不可能是

A．B．

C．D．

10．化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列说法不正确的是

A．双氧水可用于处理泄漏的有毒物质

B．在钢铁设备上连接金属铜保护钢铁

C．高纯硅可用于制作通信设备的芯片

D．可用核磁共振氢谱区分苯甲醇和对甲基苯酚

11．从碘水中萃取碘的正确实验操作顺序是

①将混合物倒入分液漏斗中，并放在铁架台铁圈上静置，分层；

②从分液漏斗上口倒出上层溶液

③将分液漏斗玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔

④分液漏斗下面导管紧贴烧杯内壁，旋开活塞，用烧杯接收溶液

⑤检查分液漏斗活塞和颈部的玻璃塞是否漏水

A．⑤①③④②B．⑥①③②④C．①③②④⑤D．⑤③①②④

12．下列说法正确的是

A．丙烷、丙烯、丙炔的球棍模型分别为如图

B．有机物中碳的质量分数最高的物质是乙炔

C．卤代烃均难溶于水，且密度比水大

D．利用溴水可以区分乙醇、己烯、四氯化碳、己烷

13．下列化学反应中属于加成反应的是

A．

B．

C．

D．

14．下列烃的一氯代物只有2种的是

A．CH3CH2CH2CH2CH3B．

C．D．

15．下列有关化学用语的表示中正确的是

A．甲烷的球棍模型：B．乙烯的结构简式：CH2CH2

C．8个中子的碳原子的符号：12CD．甲基的电子式：

二、填空题

16．用波谱方法测定某有机化合物的结构，质谱图表明其相对分子质量为60；红外光谱图上发现有键、键、键的振动吸收；核磁共振氢谱图如图所示(峰面积之比为2：1：2：3)。

(1)该有机化合物分子中共有_______种不同化学环境的氢原子。

(2)该有机化合物属于哪一类物质？

(3)该有机化合物的分子式为_______，结构简式为_______。

(4)写出该有机化合物所有同分异构体的结构简式：_______。

17．某物质只含C、H、O三种元素，其分子模型如图所示，分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。

(1)该物质的结构简式为______。

(2)下列物质中，与该产品互为同系物的是(填序号，下同)_____，互为同分异构体的是_____。

①CH3CH=CHCOOH②CH2=CHCOOCH3③CH3CH2CH=CHCOOH④CH3CH(CH3)COOH

18．按照官能团分类，下列物质分别属于哪类有机化合物？

(1)____________

(2)____________

(3)____________

(4)____________

(5)____________

(6)____________

(7)___________

(8)____________

19．由碳、氢、氧三种元素组成的有机物的相对分子质量为102，所含氢元素的质量分数为，分子中氢原子数为氧原子数的5倍。

(1)的分子式是______。

(2)中含有2个不同的含氧官能团，分别为羟基和醛基。一定条件下，与氢气反应生成，分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团，则的结构简式为______。

(3)写出两个与具有相同官能团，并带有支链的同分异构体的结构简式：_____________________。

20．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：

(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得生成7.2gH2O和13.2gCO2，消耗氧气10.08L(标准状况)，则该物质中C、H、O元素的原子个数之比是_______。

(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则该物质的分子式是_______。

(3)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目。经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图②，则A的结构简式为_______。

三、计算题

21．回答下列问题：

(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)。则该物质中各元素的原子个数比是________。

(2)质谱仪测定有机化合物A的相对分子质量为46，则该物质的分子式是________。

(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：________、________。

【结构式的确定】

(4)经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图所示，则A的结构简式为________。官能团名称是________。

四、元素或物质推断题

22．A～I是常见有机物，A是烃，E的分子式为C4H8O2，H为有香味的油状物质。

已知：CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr

(1)0.2molA完全燃烧生成17.6gCO2和7.2gH2O，则A的结构简式为_______。

(2)D分子中含有官能团的名称为_______。

(3)①的反应类型为_______。

(4)G可能具有的性质为_______(填序号)。

a．与钠反应b．与NaOH溶液反应c．易溶于水

(5)请写出②和⑥的化学方程式：

反应②_______；

反应⑥_______。

(6)J是有机物B的同系物，且比B多3个碳原子，J可能的结构有_______种，写出其中含3个甲基可能的结构简式：_______。

五、实验题

23．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行了探究。下列装置是用燃烧法确定有机物X的分子式的常用装置。

(1)仪器M的名称是___________。

(2)产生的按从左到右的流向，所选装置正确的连接顺序是___________→___________→___________→。

(3)燃烧管中的作用是___________。

(4)氧化有机物X的蒸气，生成了二氧化碳和水，通过仪器分析得知X的相对分子质量为106，用核磁共振氢谱仪测出X的核磁共振氢谱中有2组峰，其峰面积之比为，用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图所示。

上述测X的相对分子质量的方法称为___________。

(5)写出符合下列条件的X的同分异构体的结构简式：___________。

①属于芳香烃②苯环上的一氯代物有三种

(6)以醋酸为溶剂，在催化剂作用下用氧气氧化X得到另一种重要的化工原料，查阅资料得知的溶解度：时为时为时为。得到的粗产品中有部分不溶性杂质，请简述实验室中提纯的实验方案：___________。

【参考答案】

一、选择题

1．D

解析：A．是丙烷分子的球棍模型，丙烷的空间填充模型为：，A错误；

B．已知甘油(丙三醇)的分子式为：C3H8O3，故其最简式为：C3H8O3，B错误；

C．已知醛基中碳原子与氧原子之间形成双键，且醛基不带电，则-CHO的电子式为：，C错误；

D．由图可知，不含苯环，故不属于芳香族化合物，D正确；

故答案为：D。

2．B

解析：碳、氢的质量分数之和为40%，则氧的质量分数为1-40%=60%，其相对分子质量在150到180范围之间，则分子中含有O的个数小于，但大于，则该有机物分子中含有6个O原子，其相质量为，设该有机物分子式为CxHyO6，则12x+y=160-6×16=64，解得x=5，y=4，分子式为C5H4O6，不饱和度为4，则最多含有的数目为4；

故选：B。

3．D

解析：该物质完全燃烧生成水和二氧化碳的分子数比为2∶1，即N(H2O)∶N(CO2)=2∶1，则该物质中氢原子与碳原子个数之比为(2×2)∶1=4∶1，化学式满足N(C)∶N(H)=1∶4的有机物是CH4、CH3OH等，D项符合题意。

故选D。

4．D

解析：A．李比希的元素分析仪只能测定出元素种类，不能确定有机物的结构简式，A错误；

B．质谱仪能根据最大的碎片离子确定有机物的相对分子质量，B错误；

C．红外光谱仪能测出有机物中的各种化学键和官能团，无法确定所含元素种类，C错误；

D．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，所以区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，D正确；

综上所述答案为D。

5．C

解析：A．有机物a、b、c的苯环中均含有2种不同化学环境的氢原子，则苯环上的一氯代物均为2种，A项正确；

B．a→b是甲基被氧化为羧基的过程，属于氧化反应，可以通过加入酸性高锰酸钾溶液实现，B项正确；

C．邻氨基苯甲酸能形成分子内氢键，而c能形成分子间氢键，故c的沸点更高，C项错误；

D．b分子中，苯环上碳原子及羧基碳原子均采取杂化，D项正确；

故选C。

6．C

解析：有机物含有的官能团有：酯基、醚键、溴原子、羧基、碳碳双键五种官能团，故C正确；

故选C。

7．D

解析：有机物分子中含有几类氢原子，则核磁共振氢谱就一定有几个峰，据此解答。

A．C2H6O如果是二甲醚，则只有一类氢原子，核磁共振氢谱只有1个峰，故A错误；

B．C3H6如果是环丙烷，则只有一类氢原子，核磁共振氢谱只有1个峰，故B错误；

C．C3H7Cl如果是2－氯丙烷，则只有2类氢原子，核磁共振氢谱只有2个峰，故C错误；

D．C3H6O中能发生银镜反应的是CH3CH2CHO，有3类氢原子，核磁共振氢谱有3个峰，故D正确；

故答案选D。

8．C

解析：A．青蒿素含酯基可发生水解，而双氢青蒿素不能水解，A项错误；

B．两者均不含苯环，不属于芳香族化合物，B项错误；

C．青蒿素含有7个手性碳，而双氢青蒿素含有8个，C项正确；

D．青蒿素C的杂化为sp3和sp2，而双氢青蒿素只有sp3杂化，D项错误；

故选C。

9．A

解析：A．有三种不同化学环境的氢原子且数目比为3：3：2，故A不可能；

B．有两种不同化学环境的氢原子且数目比为3：1，故B可能；

C．有两种不同化学环境的氢原子且数目比为3：1，故C可能；

D．有两种不同化学环境的氢原子且数目比为3：1，故D可能；

故选A。

10．B

解析：A．双氧水有氧化性，有还原性，S2-可被氧化成硫单质，A项正确；

B．在钢铁设备上连接金属铜时，会发生电化学腐蚀，铁作负极，铜作正极，会加快铁的腐蚀，应连接比铁更活泼的金属来保护钢铁，B项错误；

C．硅单质可用于制作通信设备的芯片，太阳能电池板等，C项正确；

D．核磁共振氢谱可用于测定等效氢的种类，苯甲醇有5种等效氢而对甲基苯酚有4种等效氢，所以可以进行区分，D项正确；

答案选B。

11．A

解析：萃取碘操作顺序为：分液漏斗查漏→装液、振荡、静置分层→打开分液漏斗玻璃塞，将下层液体从下端放出，上层液体从上口倒出，顺序为⑤①③④②，故答案选A。

12．D

解析：A．丙烷均为单键、丙烯中含有一个C=C键、丙炔中含有一个碳碳三键但分子中三个碳为直线型，A项错误；

B．萘的化学式为C10H8碳的质量分数比乙炔高，B项错误；

C．卤代烃不溶于水，但密度不一定大于水，C项错误；

D．溴水不与乙醇反应互溶。己烯与溴水反应褪色且分层。四氯化碳萃取使溴水褪色且分层上层为无色下层为橙色。己烷萃取溴水中的溴分层上层为橙色下层为无色，D项正确；

故选D。

13．A

解析：A．CH2=CH2与Cl2在一定条件下发生加成反应CH2Cl-CH2Cl，A符合题意；

B．CH3Cl与Cl2在光照条件下发生取代反应产生CH2Cl2、HCl，B不符合题意；

C．CH3CH3与Cl2在光照条件下发生取代反应产生CH3CH2Cl、HCl，C不符合题意；

D．CH3—CH2—Br与H2O在NaOH的水溶液中加热，发生取代反应产生CH3—CH2—OH、HBr，D不符合题意；

答案选A。

14．D

解析：A．根据等效氢原理可知，CH3CH2CH2CH2CH3的一氯代物有CH3CH2CHClCH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3和ClCH2CH2CH2CH2CH3，A不合题意；

B．根据等效氢原理可知，的一氯代物有4种，如图所示：，B不合题意；

C．根据等效氢原理可知，的一氯代物有3种，如图所示：，C不合题意；

D．根据等效氢原理可知，的一氯代物有2种，如图所示：D符合题意；

故答案为：D。

15．D

解析：A．甲烷分子中碳原子的原子半径大于氢原子，球棍模型为，故A错误；

B．乙烯分子中含有碳碳双键，结构简式为CH2=CH2，故B错误；

C．8个中子的碳原子的质子数为6、质量数为14，原子符号为14C，故C错误；

D．甲烷分子去掉一个氢原子得到甲基，甲基的电子式为，故D正确；

故选：D。

二、填空题

16．(1)4

(2)醇

(3)C3H8OCH3CH2CH2OH

(4)、CH3CH2OCH3

解析：（1）核磁共振氢谱图中有4组吸收峰，则该有机化合物分子中共有4种不同化学环境的氢原子。

（2）红外光谱图上发现有键、键、键的振动吸收；则该有机化合物含有羟基、属于醇类。

（3）红外光谱图上发现有键、键、键的振动吸收，则属于醇，质谱图表明其相对分子质量为60，则该有机化合物的分子式为C3H8O；核磁共振氢谱图中峰面积之比即四种氢原子数目为2：1：2：3，则结构简式为CH3CH2CH2OH。

（4）该有机化合物所有同分异构体的结构简式：、CH3CH2OCH3。

17．(1)

(2)③①②

解析：（1）根据上述的球棍模型，结合原子半径大小关系可知，小白球代表氢原子，黑色球代表碳原子，另一个球代表氧原子，结合“碳四价键”的成键规律可知，上述表示的有机物结构简式为：；

（2）官能团种类与个数相同，分子组成上相差n个“CH2”的有机物互称为同系物；分子式相同，结构不同的有机物互称为同分异构体。上述有机物为，分子中含碳碳双键和羧基，所以与该物质互为同系物的是③；互为同分异构体的是①②，故答案为：③；①②。

18．(1)烯烃(2)炔烃(3)卤代烃(4)醇(5)酚(6)醛(7)羧酸(8)酯

解析：(1)的官能团为碳碳双键，属于烯烃；

(2)的官能团为碳碳三键，属于炔烃；

(3)的官能团为卤素原子，属于卤代烃；

(4)的官能团为羟基，且羟基连在连在链烃基上，属于醇；

(5)羟基连在苯环上，属于酚；

(6)的官能团为醛基，属于醛；

(7)的官能团为羧基，属于羧酸；

(8)的官能团为酯基，属于酯。

19．、、、、、、

【分析】由碳、氢、氧三种元素组成的有机物的相对分子质量为102，所含氢元素的质量分数为，且氢原子的相对原子质量为1，则氢原子个数为9.996≈10个；分子中氢原子数为氧原子数的5倍，即氧原子为2个；根据有机物的相对分子质量为102，分子中碳原子个数为5个。综上所述，分子数为C5H10O2。

解析：(1)的分子式是。

(2)中含有2个不同的含氧官能团，分别为羟基和醛基。一定条件下，与氢气发生加成反应，生成，分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个羟基，即B的结构简式为(CH3)2C(CH2OH)2，则的结构简式为。

(3)与具有相同官能团，并带有支链的同分异构体的结构简式：、、、、、、。

20．(1)3∶8∶1

(2)C3H8O

(3)CH3OCH2CH3

解析：（1）实验测得生成7.2gH2O，即=0.4mol，所以有机物A中含有0.8molH原子，13.2gCO2即=0.3mol，所以有机物A中含有0.3molC原子，消耗氧气10.08L(标准状况)，即=0.45mol，则有机物A中含有0.4mol+0.3mol×2-0.45mol×2=0.1molO原子，所以C、H、O元素的原子个数之比为0.3mol∶0.8mol∶0.1mol=3∶8∶1；

（2）据图可知该有机物的相对分子质量为60，根据1的计算可知该有机物的实验式为C3H8O，设分子式为(C3H8O)n，则有60n=60，n=1，所以分子式为C3H8O；

（3）据图可知该物质中有3种环境的氢原子，且个数之比为3:2:3，则满足条件的结构只有CH3CH2OCH3。

三、计算题

21．(1)2∶6∶1

(2)C2H6O

(3)CH3CH2OHCH3OCH3

(4)CH3CH2OH羟基

解析：（1）有机物A充分燃烧生成水的物质的量为：n（H2O）==0.3mol，则含有的氢原子的物质的量为：n（H）=0.6mol，8.8g二氧化碳的物质的量为：n（CO2）==0.2mol，则n（C）=0.2mol，据氧原子守恒有：n（O）=n（H2O）+2n（CO2）-2n（O2）=0.3mol+2×0.2mol-2×=0.1mol，则：N（C）：N（H）：N（O）=n（C）：n（H）：n（O）=2：6：1，则A的实验式为C2H6O，

故答案为：2：6：1。

（2）该有机物A的实验式为C2H6O，设该有机物的分子式为（C2H6O）m，质谱仪测定有机化合物A的相对分子质量为46，则：46m=46，解得：m=1，故其分子式为C2H6O，

故答案为：C2H6O。

（3）A可能为乙醇或二甲醚，结构简式为CH3CH2OH、CH3OCH3，

故答案为：CH3CH2OH、CH3OCH3。

（4）根据A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的H原子，而CH3OCH3只有一种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH，官能团名称为羟基，

故答案为：CH3CH2OH；羟基。

四、元素或物质推断题

22．(1)CH2=CH2

(2)羧基

(3)加成反应

(4)ac

(5)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCH2BrCH2Br+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaBr

(6)8(CH3)3CCH2OH、(CH3)2COHCH2CH3、(CH3)2CHCHOHCH3

解析：17.6gCO2的物质的量为：n(CO2)==0.4mol，7.2g水的物质的量为=0.4mol，A是一种烃，则n（A）：n（C）：n（H）=0.2mol：0.4mol：0.8mol=1:2:4，A的分子式为C2H4，A的结构简式为CH2=CH2，A与水加成生成B，B为CH3CH2OH，B发生氧化反应生成的C为乙醛，乙醛发生氧化反应生成的D为乙酸，乙醇和乙酸发生酯化反应生成的E为乙酸乙酯；乙烯与氢气加成生成的I为乙烷；乙烯与溴加成生成的F为1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷发生水解生成的G为乙二醇，乙二醇和过量乙酸反应生成二乙酸乙二酯，据此答题。

（1）根据以上分析可知A为乙烯，A的结构简式为CH2=CH2，故答案为CH2=CH2；

（2）D为乙酸，含有的官能团为羧基，故答案为羧基；

（3）反应①为CH2=CH2与水在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2OH，反应方程式CH2=CH2+H2OCH3CH2OH，故答案为加成反应；

（4）G为CH2OHCH2OH，属于二元醇；

a．含羟基，能与金属钠反应HOCH2CH2OH+2Na→NaOCH2CH2ONa+H2↑，故a正确；b．醇不能与NaOH溶液反应，故b错误；

c．乙二醇易溶于水，故c正确；

故答案为ac；

（5）反应②：乙醇在Cu或Ag作催化剂条件下发生氧化反应，反应的化学方程式为：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O，

反应⑥为卤代烃的水解反