2023-2024学年人教版新教材选择性必修三 第一章第二节 研究有机化合物的一般方法 作业

第二节研究有机化合物的一般方法测试题一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）1．二甲醚和乙醇互为同分异构体，鉴别两者可采用化学方法或物理方法，下列方法中不能对二者进行鉴别的是()A．利用金属钠或金属钾 B．利用质谱法C．利用红外光谱法 D．利用核磁共振氢谱2．下列混合物的分离方法不可行的是()A．互溶的液态混合物可用分液的方法分离B．互不相溶的液态混合物可用分液的方法分离C．沸点不同的液态混合物可用蒸馏的方法分离D．氯化钠和氧化铜形成的混合物可以按溶解、过滤、蒸发的顺序分离3．在核磁共振氢谱中出现两组峰，且峰面积之比为3∶2的化合物是()4．下列说法中正确的是()A．在核磁共振氢谱中有5个吸收峰B．红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类和数目C．质谱法不能用于相对分子质量的测定D．核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于分析有机物结构5．只含有C、H、O、N的某有机物的简易球棍模型如图所示，下列关于该有机物的说法不正确的是()A．该有机物属于氨基酸B．该有机物的分子式为C3H7NO2C．该有机物与CH3CH2CH2NO2互为同系物D．该有机物的核磁共振氢谱有4组峰6．下列有关有机化合物的分离、提纯、鉴别的方法不正确的是()A．用蒸馏的方法除去丁醇中的乙醚B．用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇C．用Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯D．用核磁共振氢谱鉴别CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH37．将CH3CHO(易溶于水，沸点为20.8℃的易挥发性液体)和CH3COOH分离的最佳方法是(A．加热蒸馏B．加入Na2CO3后，通过萃取的方法分离C．加入烧碱溶液之后蒸出乙醛，再加入浓硫酸，蒸出乙酸D．和Na反应后进行分离8．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CH3COOCH3B．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123C．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，则其同分异构体有三种9．分子式为C8H8的两种同分异构体X和Y。X是一种芳香烃，分子中只有一个环；Y俗称立方烷，其核磁共振氢谱显示只有一个吸收峰(即一种等效氢)。下列有关说法错误的是()A．X既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也能使溴水褪色，还能发生加聚反应B．X苯环上的二氯代物有5种C．X、Y均能燃烧，都有大量浓烟产生D．Y的二氯代物有三种10．按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是()A．步骤(1)需要过滤装置B．步骤(2)需要用到分液漏斗C．步骤(3)需要用到坩埚D．步骤(4)需要蒸馏装置二、填空题（本题包括5个小题，共60分）11．(8分)可用于分离或提纯的方法有：①分液；②盐析；③过滤；④重结晶；⑤升华；⑥渗析；⑦萃取；⑧加热分解；⑨蒸馏或分馏。(1)除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3颗粒_________________；(2)除去Fe(OH)3胶体中混有的Cl－____________；(3)除去乙醇中溶解的少量食盐____________；(4)分离石油中各种不同沸点范围的成分____________；(5)除去固体碘中的少量碘化钠____________；(6)除去氧化钙中的碳酸钙____________；(7)将苯和乙醚的混合物分离____________；(8)从溴苯和水中分离出溴苯____________。12．(12分)利用核磁共振技术可测定有机物分子的三维结构。在有机物分子中，不同位置的氢原子的核磁共振氢谱中给出的特征峰也不同，根据特征峰可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如，乙醚的结构简式为CH3CH2OCH2CH3，其核磁共振氢谱中给出的特征峰有两个，如图所示：(1)下列物质中，其核磁共振氢谱给出的特征峰只有一个的是________。A．CH3CH3 B．CH3COOHC．CH3COOCH3 D．CH3COCH3(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的核磁共振氢谱如图所示，A的结构简式为________，请预测B的核磁共振氢谱上有________个特征峰。(3)用核磁共振氢谱的方法来研究C2H6O的结构，请简要说明根据核磁共振氢谱的结果来确定C2H6O分子的结构简式的方法：___________________________________________________。13．(12分)一定条件下，有机化合物Y可发生重排反应：回答下列问题。(1)X中含氧官能团的名称是________；鉴别Y、Z可选用的试剂是__________。(2)实验测得Z的沸点比X的高，其原因是。(3)Y与足量NaOH溶液反应的化学方程式是。(4)与Y具有相同官能团且属于芳香化合物的同分异构体还有________种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式是(任写一种)。14．(12分)回答下列问题。Ⅰ.麻黄素又称黄碱，是我国特定中药材麻黄中所含有的一种生物碱。经科学家研究发现其结构为，下列各物质与麻黄素互为同分异构体的是__________(填字母，下同)，互为同系物的是__________。Ⅱ.有机化合物C常用于食品行业。已知9.0gC在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4g和13.2g，经检验剩余气体为O2。(1)C分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是____，则C的分子式是________。(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团是____________(写结构简式)。(3)C分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是________。(4)0.1molC与1.0mol·L－1的氢氧化钠溶液反应，需溶液的体积是____mL。15．(16分)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃已知：苯甲酸的相对分子质量为122，熔点为122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g(1)操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。(2)无色液体A是________，定性检验A的试剂是__________________，现象是________________。(3)测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔。该同学推测白色固体B是苯甲酸与序号实验方案实验现象结论①将白色固体B加入水中，加热溶解，____________得到白色晶体和无色滤液—②取少量滤液于试管中，_____________生成白色沉淀滤液含Cl－③干燥白色晶体，______________白色晶体是苯甲酸(4)纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10－3mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为____________________，计算结果为________(保留两位有效数字)。答案及解析1．答案：B解析：二甲醚和乙醇的相对分子质量相等，故不能采用质谱法鉴别。2．答案：A解析：A互溶的液态混合物可用蒸馏的方法分离。3．答案：D解析：A中化合物有2种氢，氢原子数之比为3∶1；B中化合物有3种氢，氢原子数之比为3∶1∶1；C中有3种氢，氢原子数之比为1∶3∶4；D中有2种氢，氢原子数之比为3∶2。4．答案：D解析：A项，此物质有3种不同化学环境的氢原子，有3个吸收峰；B项，红外光谱只能确定化学键和官能团的种类，不能确定其数目；C项，质谱图中，最大质荷比即为有机物的相对分子质量。5．答案：C解析：根据有机物的成键特点，该有机物为，含有氨基和羧基，属于氨基酸，A对；其分子式为C3H7NO2，与CH3CH2CH2NO2互为同分异构体，B对，C错；该有机物中含有4种不同化学环境的氢原子，则核磁共振氢谱有4组峰，D对。6．答案：B解析：丁醇、乙醚互溶，但沸点不同，则蒸馏可分离，故A正确；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能分液分离，应选蒸馏法，故B错误；乙酸与碳酸钠反应生成气体，乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层，现象不同可鉴别，故C正确；CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3中均含3种H，但各种氢原子的具体位置不同，则二者的核磁共振氢谱中峰的位置不相同，可以用核磁共振氢谱来鉴别，故D正确。7．答案：C解析：尽管乙醛沸点仅为20.8℃，而乙酸沸点为117.9℃，但考虑到两者均易挥发，因此8．答案：A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；由A的分子式C3H6O2可知，其同分异构体有3种：CH3COOCH3、CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3。其中有三种不同化学环境的氢原子且个数之比为123的有机物的结构简式为CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3。故正确答案为A。9．答案：B解析：分子式为C8H8的X是一种芳香烃，分子中只有一个环，则X是苯乙烯，其苯环上的二氯代物采用定一移一法有：共6种，故B错误。10．答案：C解析：步骤(1)的操作应为过滤，需要过滤装置；步骤(2)分液得到水层和有机层，需用到分液漏斗；步骤(3)的操作应为蒸发结晶，需用蒸发皿而不是坩埚；步骤(4)从有机层中分离出甲苯需用蒸馏的方法。11.答案：(1)③(2)⑥(3)⑨(4)⑨(5)⑤(6)⑧(7)⑨(8)①12.答案：(1)AD(2)BrCH2CH2Br两(3)若图谱中给出了3个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构简式是CH3CH2OH；若图谱中给出了1个吸收峰，则说明C2H6O的结构简式为CH3OCH3解析：(1)由题意可知，核磁共振氢谱中峰的数目与分子中氢原子化学环境相关，有几种化学环境的氢原子就有几个峰，要求该化合物的核磁共振氢谱只有一个峰，则只有一种化学环境的氢原子，所以A、D都符合；(2)由A的氢谱图中只有一个峰，可得A的结构简式为BrCH2CH2Br，而B的结构简式只能是CH3CHBr2；(3)根据C2H6O能写出的结构简式只有2种：CH3CH2OH和CH3OCH3，所以如果氢谱中存在3个峰，则为乙醇；如果氢谱中存在1个峰，则为甲醚。13.答案：(1)(酚)羟基、羰基(或酮基)浓溴水或FeCl3溶液(2)Z形成分子间氢键，X形成分子内氢键，故Z的沸点比X的高(3)＋＋CH3COONa＋H2O(4)5或解析：(1)由X的结构可知，其中所含的官能团有羰基和羟基；Z中存在酚羟基，可通过浓溴水或氯化铁溶液鉴别Y和Z；(2)实验测得Z的沸点比X的高，是因为X中羟基和羰基处于邻位，易形成分子内氢键，而Z容易形成分子间氢键，导致其沸点较高；(3)Y中含有酯基，与足量NaOH溶液发生水解反应，反应为＋＋CH3COONa＋H2O；(4)与Y具有相同官能团且属于芳香化合物，若取代基只有一个，有—COOCH3和HCOOCH2—两种，若取代基有两个：分别为—CH3和—OOCH，在苯环上有邻、间、对三种结构，共5种符合题意，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为或。14.答案：Ⅰ.DECⅡ.(1)90C3H6O3(3)(4)100解析：Ⅰ.麻黄素的分子式为C10H15ON，属于醇类，A的分子式为C9H13ON，属于酚类，与麻黄素不是同系物，不是同分异构体；B的分子式为C11H17ON，属于醚类，与麻黄素不是同系物，不是同分异构体；C的分子式为C9H13ON，属于醇类，与麻黄素是同系物，不是同分异构体；D的分子式为C10H15ON，属于酚类，含有羟基，与麻黄素不是同系物，是同分异构体；E的分子式为C10H15ON，属于醇类，与麻黄素不是同系物，是同分异构体。Ⅱ.(1)根据图像可知，C分子的相对分子质量为90；9.0gC即0.1mol，生成0.3mol的水和0.3mol的二氧化碳，则含有3个碳原子、6个氢原子，其余为氧原子，分子式为C3H6O3；(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，则一定含有羧基；(3)C分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则含有一个羧基、一个羟基、一个甲基，结构简式为；(4)0.1molC中含有0.1mol的羧基，羧基可与NaOH反应，而醇羟基不反应，则与100mL1.0mol·L－1的氢氧化钠溶液恰好完全反应。1