（新教材适用）高中化学专题1有机化学的发展及研究思路测评（A）选择性必修3

专题1测评(A)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。1.生活中有很多化学问题。下列判断正确的是()。A.病毒由C、H、O三种元素组成B.可乐饮料中含有的兴奋性物质咖啡因(C8H10O2N4)属于有机物C.石墨烯是一种新型有机材料D.油脂在人体内水解为氨基酸和甘油等小分子后被人体吸收答案:B解析:病毒含有蛋白质,由C、H、O、N等元素组成,A项错误。咖啡因(C8H10O2N4)含有C、H、O、N四种元素,该物质属于有机物,B项正确。石墨烯是一种碳单质,属于无机材料,C项错误。油脂水解产物为高级脂肪酸和甘油,D项错误。2.要证明有机物中是否存在卤素,最方便的方法是()。A.钠熔法 B.铜丝燃烧法C.核磁共振法 D.红外光谱法答案:B解析:A、B均能确定有机物中是否含有卤素,相比钠熔法,铜丝燃烧法更方便。3.下列叙述中错误的是()。A.我国科学家在世界上第一次人工合成结晶牛胰岛素B.最早发现电子的是英国科学家汤姆生C.创造联合制碱法的是我国著名科学家侯德榜D.首先在实验室合成有机物尿素的是贝采利乌斯答案:D4.下图是化学中的常用仪器,从左至右,可以进行的分离操作分别是()。A.蒸馏、蒸发、分液、过滤B.蒸馏、过滤、分液、蒸发C.萃取、过滤、蒸馏、蒸发D.过滤、蒸发、分液、蒸馏答案:B5.质谱法能够对有机分子进行结构分析,其方法是让极少量的(109g)化合物通过质谱仪的离子化室,样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子,然后测定其质荷比。其有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷,相对强度与该离子的多少有关),该有机物可能是()。A.甲醇(CH3OH) B.甲烷C.丙烷 D.乙烯答案:B解析:从题图看出质荷比的最大值是16,该物质的相对分子质量是16,所以是甲烷,选B。6.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1H核磁共振谱图,则该有机物可能是 ()。A.CH3CH2CH2COOHB.C.CH3CH2OHD.答案:C解析:根据1H核磁共振谱图,有3组峰,可知该有机物有3种等效氢,且3种等效氢个数比为1∶2∶3。CH3CH2CH2COOH有4种等效氢,A项错误。有2种等效氢,B项错误。CH3CH2OH有3种等效氢,且3种等效氢个数比为1∶2∶3,C项正确。有2种等效氢,D项错误。7.A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机物。已知:A中碳元素的质量分数为44.1%,氢元素的质量分数为8.82%,那么A的实验式是()。A.C5H12O4 B.C5H12O3C.C4H10O4 D.C5H10O4答案:A解析:由于A中碳的质量分数为44.1%,氢的质量分数为8.82%,故A中氧的质量分数为144.1%8.82%=47.08%。由此可算出N(C)∶N(H)∶N(O)=44.1%12∶8.82%1∶8.关于重结晶的说法,错误的是()。A.被重结晶提纯的物质的溶解度随温度变化大B.溶解度很小的杂质留在了热滤的滤渣里C.重结晶的步骤为:加热溶解、冷却过滤、结晶D.重结晶的首要工作是选择适当的溶剂答案:C解析:重结晶提纯物质的溶解度随温度变化大,这样物质易结晶出来而分离,A项正确。溶解度小的杂质留在滤渣中,趁热过滤,B项正确。步骤是加热溶解、结晶、过滤,C项错误。重结晶是利用物质在溶剂中的溶解度进行的,因此首要工作是选择适当的溶剂,D项正确。9.将甲、乙两种有机物的混合物在常温常压下分离。已知它们的物理性质如下:物质密度/(g·cm3)沸点/℃水溶性溶解性甲0.789368.5溶溶于乙乙1.220100.7溶溶于甲则应采用的分离方法是()。A.分液 B.蒸馏 C.过滤 D.萃取答案:B解析:由表格中数据可以知道,两者互溶,但沸点不同,可利用蒸馏法分离甲、乙两种混合物,而萃取、分液不能分离两者,过滤用于固体与溶液的分离。10.有机物X、Y分子式不同,它们只含C、H、O元素中的两种或三种。将X、Y不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时消耗氧气量和生成水的物质的量也不变。X、Y可能是()。A.C2H4、C2H6O B.C2H2、C6H6C.CH2O、C3H6O2 D.CH4、C2H4O2答案:D解析:根据有机物燃烧的通式:CxHyOz+(x+y4-z2)O2xCO2+y2H2O,只要X、Y的物质的量之和不变,完全燃烧时消耗氧气量和生成水的物质的量也不变,说明两种有机物分子中氢原子数一定相同,(二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。11.某有机物完全燃烧生成CO2和H2O。将12.4g该有机物的完全燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸增重10.8g,再通过碱石灰,碱石灰增重了17.6g。下列说法不正确的是 ()。A.该有机物的最简式为CH3OB.该有机物的分子式可能为CH3OC.该有机物的分子式一定为C2H6O2D.该有机物一定属于醇类,只含—OH官能团答案:BD解析:n(H2O)=10.8g18g·mol-1=0.6mol,n(H)=0.6mol×2=1.2mol,m(H)=1g·mol1×1.2mol=1.2g;n(CO2)=17.6g44g·mol-1=0.4mol,m(C)=12g·mol1×0.4mol=4.8g;含有氧原子的物质的量为12.4g-6g16g·mol-1=0.4mol;该有机物分子中C、H、O原子个数之比为0.4mol∶1.2mol∶0.4mol=112.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,沸点142℃。实验室制备乙酸异戊酯的反应装置(加热和夹持装置省略)及试剂如图所示,以下叙述正确的是()。A.冷水从a端通入B.浓硫酸作脱水剂和催化剂C.生成乙酸异戊酯的反应类型为取代反应D.反应后的混合液经饱和纯碱溶液洗涤、分液,得到乙酸异戊酯答案:CD解析:冷水应从b端通入,A项错误。该实验中浓硫酸作吸水剂和催化剂,除去反应生成的水,使反应向着生成乙酸异戊酯的方向进行,B项错误。酯化反应属于取代反应的一种,C项正确。乙酸异戊酯与水互不相溶,反应后的混合溶液经饱和Na2CO3溶液洗涤、分液,得到乙酸异戊酯,D项正确。13.绿原酸具有抗病毒、降血压、延缓衰老等保健作用。利用乙醚、95%乙醇浸泡杜仲干叶,得到提取液,进一步提取绿原酸的流程如下:下列说法错误的是()。A.从“提取液”获取“有机层”的操作为分液B.蒸馏时温度计应在液面以下C.过滤时所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒D.粗产品可通过重结晶的方法提纯答案:B解析:由流程可知,乙酸乙酯作萃取剂,得到有机层的实验操作为萃取、分液,A项正确。蒸馏时温度计下端应在蒸馏烧瓶的支管口处,B项错误。过滤时所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C项正确。绿原酸难溶于水,易溶于有机溶剂,因此可利用重结晶的方法进一步提纯,D项正确。14.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。欲探讨发生化学反应时分子中化学键在何处断裂的问题,近代科技常用同位素示踪法。已知:2R—14CHCH—R'R—14CHCH—R+R'—14CHCH—R'可以推知,CH3—CHCH—CH2—CH3↑↑↑↑① ②③ ④发生反应时断裂的化学键应是()。A.① B.②C.③ D.④答案:AC解析:根据原题反应后所得产物可推知断键位置与连接方式。即断键为双键两侧的键。15.我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2OPt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂,其中Fe2+和Fe3+渗透某种高分子膜可协同CO2、H2O分别反应,构建了一个人工光合作用体系,其反应机理如图:下列说法错误的是()。A.该反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2B.该反应能量转化形式为光能→化学能C.图中a、b分别代表Fe2+、Fe3+D.反应过程中涉及非极性键、极性键的断裂和形成答案:D解析:根据图示可知,反应物为二氧化碳和水,生成物为甲酸和氧气,因此该反应的化学方程式为2CO2+2H2O2HCOOH+O2,A项正确。由“人工光合作用体系”可知,该反应能量转化形式为光能→化学能,B项正确。观察图中物质转化关系可知,b代表Fe3+,用于氧化H2O,a代表Fe2+,用于还原CO2,C项正确。根据A项总反应可知,反应过程中不涉及非极性共价键的断裂,D项错误。三、非选择题:共5小题,共60分。16.(12分)咖啡因是一种生物碱,易溶于水、乙醇,熔点为234.5℃,当温度达到100℃以上时咖啡因开始升华。茶叶中约含1%~5%咖啡因、3%~10%单宁酸以及含色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图Ⅰ所示。图Ⅰ图Ⅱ索氏提取装置如图Ⅱ所示。(1)实验时需将待测样品研细,放入滤纸包中,研细的目的是。

(2)利用索氏提取器从茶叶末中提取咖啡因属于操作。

(3)从粉状物中分离咖啡因的操作方法是。

(4)利用索氏提取器可以从玫瑰花中提取玫瑰油,其主要成分是乙酸橙花酯,键线式如图Ⅲ所示。图Ⅲ①乙酸橙花酯分子中所含官能团的名称为。

②该物质的1H核磁共振谱图中有组吸收峰。

③若用乙酸与橙花醇制备乙酸橙花酯,如何除去所收集的乙酸橙花酯中的乙酸和橙花醇?。

答案:(1)增大固液接触面积,提高提取效率(2)萃取(3)升华(4)①碳碳双键、酯基②8③加入适量饱和碳酸钠溶液,充分振荡、静置、分液,上层为乙酸橙花酯解析:(2)根据索氏提取装置图可知,从茶叶末中提取咖啡因属于萃取。(3)粉状物中含有多种沸点较高的物质,而咖啡因在100℃以上开始升华,故采用升华法分离咖啡因。(4)根据乙酸橙花酯的键线式可知,其分子中含有碳碳双键和酯基,分子中有8种不同化学环境的氢原子,1H核磁共振谱图中有8组吸收峰。可以利用乙酸橙花酯、乙酸、橙花醇的性质差异进行分离。17.(12分)(1)质谱图显示A的相对分子质量为80.5,A分子中氧元素的质量分数为19.88%,碳元素的质量分数为29.81%,其余为氢元素和氯元素,且A的1H核磁共振谱图上有三组峰,峰面积比为2∶2∶1,则A分子中含有个氢原子,A的分子式为,A的结构简式为。

(2)为测定某有机物B的结构,进行如下实验:将有机物B置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成2.7gH2O和4.4gCO2,消耗氧气3.36L(标准状况下)。则该物质中各元素的原子个数之比是。

答案:(1)5C2H5OClClCH2CH2OH(2)N(C)∶N(H)∶N(O)=2∶6∶1解析:(1)A分子中碳和氧的原子个数分别为:N(C)=80.5×29.81%12=2,N(O)=80.5×19.88%16=1,则80.5(12×(2)根据题意有:n(H2O)=2.7g18g·mol-1=0.15mol,则有n(H)=0.3mol;n(CO2)=4.4g44g·mol-1=0.1mol,则有n(C)=0.1mol。根据氧原子守恒有n(O)=n(H2O)+2n(CO2)2n(O2)=0.15mol+2×0.1mol2×3.36L22.4L·mol-1=0.05mol,则N(C)∶N18.(12分)实验室用燃烧法测定某氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成,取wg该氨基酸放在纯氧中充分燃烧,生成CO2、H2O和N2。现用如图所示装置进行实验(铁架台、铁夹、酒精灯等未画出),请回答有关问题:(1)实验开始时,首先要打开a,关闭b,通一段时间的纯氧,这样做的目的是。

(2)以上装置中需要加热的有(填装置代号)。操作时应先点燃处的酒精灯。

(3)装置A中发生反应的化学方程式为

。

(4)实验中测得N2的体积为V0mL(已折算为标准状况),为确定此氨基酸的分子式,还需要得到的数据有(填字母)。

A.生成二氧化碳气体的质量B.生成水的质量C.通入氧气的质量D.该氨基酸的相对分子质量(5)如果将装置B、C的连接顺序变为C、B,该实验的目的能否达到(填“能”或“不能”),简述理由

。

答案:(1)将装置中的空气排净(2)A和DD(3)CxHyOzNp+(x+y4-z2)O2xCO2+y2H2(4)ABD(5)不能因为烧碱将同时吸收CO2和H2O两种气体,使实验结果缺少必要的数据,无法确定该氨基酸的分子组成解析:根据题意可知,用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成,用纯氧气将CxHyOzNp完全氧化成二氧化碳、水和氮气,用浓硫酸吸收水,用碱石灰吸收二氧化碳,用铜网吸收未反应的氧气,用排水量气法测得氮气的体积,为了准确测得各成分的质量,实验开始先用氧气将装置中的空气排尽,同时应先吸收水,再吸收二氧化碳,再除去氧气,最后测氮气的体积,根据元素守恒可计算出CxHyOzNp的组成。(2)氨基酸和氧气的反应,以及铜网和氧气的反应都需要加热,因此需要加热的装置有A和D;操作时应先点燃D处的酒精灯,吸收未反应的氧气,保证最终收集的气体为N2。(3)在装置A中氨基酸和氧气在加热时发生氧化反应,化学方程式是CxHyOzNp+(x+y4-z2)O2xCO2+y2H2O+p2N219.(12分)三聚氰胺最早被李比希于1834年合成,它有毒,不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知,三聚氰胺分子中,氮元素的含量高达66.67%,氢元素的质量分数为4.76%,其余为碳元素。它的相对分子质量大于100,但小于150。试回答下列问题:(1)分子式中原子个数比N(C)∶N(H)∶N(N)=。

(2)三聚氰胺分子中碳原子数为,理由是

(写出计算式)。

(3)三聚氰胺的分子式为。

(4)若1H核磁共振谱图显示只有1组峰,红外光谱表明有1个由碳、氮两种元素组成的六元杂环,则三聚氰胺的结构简式为。

答案:(1)1∶2∶2(2)3100×28.57%12<N(C)<150×28.57%(3)C3H6N6(4)解析:(1)N(C)∶N(H)∶N(N)=28.57%12∶(3)因为N(C)∶N(H)∶N(N)=1∶2∶2,又N(C)=3,所以分子中N(C)、N(H)、N(N)分别为3、6、6。(4)1H核磁共振谱图显示只有1组峰,说明是对称结构,这6个氢原子的化学环境相同,又因为碳可以形成4个共价键,氮可以形成3个共价键,六元环中C、N各有3个原子交替出现。20.(12分)借助于李比希法、现代科学仪器及化学实验可以测定有机物的组成和结构。如图是确定有机物化学式常用的装置,其中管式炉可提供有机物燃烧所需的高温。(1)装置C中CuO的作用是。

(2)装置F的作用是

。

(3)准确称取23.20g有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,D管质量增加7.20g,E管质量增加35.20g,则该有机物的最简式为。

(4)若利用质谱法测定M的相对分子质量,其质谱图如图(图1),则