人教版 (2019)选择性必修3第一节 有机化合物的结构特点巩固练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修3第一节 有机化合物的结构特点巩固练习，共10页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题，推断题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
1. 已知苯甲酸乙酯的沸点为212.6℃，“乙醚−环己烷−水共沸物”的沸点为62.1℃。实验室初步分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的流程如下。下列说法错误的是( )
A. 饱和碳酸钠溶液有反应苯甲酸和降低苯甲酸乙酯溶解度的作用
B. 操作b为萃取分液，操作c为重结晶
C. 对有机相Ⅰ的操作为蒸馏，在62.1℃和212.6℃分别收集蒸馏产物
D. 该流程中苯甲酸先转化为苯甲酸钠，后转化为苯甲酸
2. 咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用，结构简式如图所示，下列关于咖啡鞣酸的叙述错误的是( )
A. 分子式为C16H18O9
B. 分子中含有4个手性碳原子
C. 1ml咖啡鞣酸与浓溴水反应时最多可消耗6mlBr2
D. 在一定条件下可以发生取代反应、加聚反应和缩聚反应
3. 混合物的分离方法选择，取决于混合物中各物质的性质差异。现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物，已知它们的性质如下表。据此，将乙二醇和丙三醇相互分离的最佳方法是( )
A. 萃取法B. 结晶法C. 分液法D. 蒸馏法
4. 下列图示正确的是( )
A. 质子数和中子数均为16的核素： 1632S
B. 2p电子的电子云轮廓图：
C. H−Cl的形成过程：
D. 测定CH3OH相对分子质量的质谱图如图
5. 下列化学式及结构式中，从成键情况分析，不合理的是( )
A. B. CH4Si/′
C. CH2SOH—C||—O—HSD. HCH4SH—C|｜—S—HH
6. 厚朴酚结构如图所示，下列叙述错误的是( )
A. 属于芳香烃B. 分子式为C18H18O2
C. 苯环上的一取代产物有3种D. 1ml厚朴酚最多能和8ml H2反应
7. 某无色气体可能含有甲烷、一氧化碳、氢气中的一种或几种，依次进行下列实验(假设每步反应或吸收均完全)：①无色气体在足量氧气中燃烧；②燃烧生成的气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，装置增重3.6克；③再将剩余气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶，装置增重4.4克。下列推断正确的是( )
A. 该气体可能只含有一氧化碳、氢气B. 该气体可能只含有甲烷、一氧化碳
C. 该气体一定只含有甲烷D. 该气体一定只含有甲烷、氢气
8. 下列对有关图谱说法正确的是( )
A. AB. BC. CD. D
9. 药物瑞德西韦(Remdesivir)对新冠病毒有明显抑制作用，化合物M是合成瑞德西韦的中间体。下列关于M的说法错误的是( )
A. 分子中含有3种含氧官能团
B. 核磁共振氢谱共有10个吸收峰
C. 分子中N原子一个是sp2杂化，一个是sp3杂化
D. 组成元素电负性：O>N>C>H，第一电离能：N>O>C
10. 某有机物A的分子式为C4H10O，对其结构进行光谱分析如图所示，则A的结构简式为( )
A. (CH3)2CHOCH3B. CH3CH2OCH2CH3
C. CH3CH2CH2CH2OHD. CH3OCH2CH2CH3
11. 某有机物在氧气里充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，由此可以得出该有机物( )
A. 分子中肯定只含C、H两种元素B. 分子中C和H的个数比为1∶2
C. 分子中肯定含有氧原子D. 分子中C、H、O的个数比为1∶2∶3
12. 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趁热过滤的滤渣里
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
13. 2021年诺贝尔化学奖颁给了“在不对称催化方面”做出贡献的两位科学家。脯氨酸(结构如图)可参与诱导不对称催化反应，下列关于脯氨酸的说法错误的是( )
A. 既可以与酸反应，又可以与碱反应B. 饱和碳原子上的一氯代物有3种
C. 能形成分子间氢键和分子内氢键D. 与互为同分异构体
14. 下列有机化合物的一氯代物存在同分异构体的是。( )
A. CH4B. CH3CH3
C. D.
15. 下列有关化学用语表示不正确的是( )
A. 羟基的电子式：
B. 对硝基甲苯的结构简式：
C. 1−丁烯的键线式：
D. 聚丙烯的结构简式：
二、实验题（本大题共3小题，共30.0分）
16. 为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4g H2O和8.8g CO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该物质的实验式是_______。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，则其相对分子质量为_______，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(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如甲基氯甲基醚(Cl−CH2−O−CH3，有2种氢原子)的核磁共振氢谱如左图所示，经测定，有机物A的核磁共振氢谱图如右图所示，则A的结构简式为_______。
17. 正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。所发生的转化过程为。
反应物和产物的相关物理性质如表所示。
实验步骤如下：
将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90∼95∘C，在E中收集90∘C以上的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，将有机层干燥后蒸馏，收集75∼77∘C馏分，产量为2.0g。
回答下列问题：
(1)实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加入浓硫酸中，说明理由：________________。
(2)加入沸石的作用是______________，若加热后发现未加入沸石，应采取的正确措施是_____________。
(3)上述装置图中，B仪器的名称是______，D仪器的名称是______。
(4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时，水在______(填“上”或“下”)层。
(5)反应温度应保持在90∼95∘C，其原因是______________________________。
(6)本实验中，正丁醛的产率为______%。
18. 青蒿素为无色针状晶体，熔点为156～157℃，易溶于丙酮、氯仿和苯，在水中几乎不溶。
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如图所示。
(1)在操作i前要对青蒿进行粉碎，其目的是______。
(2)操作ii的名称是______。
(3)操作iii涉及重结晶，则操作iii的步骤为加热溶解、______、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物，某同学为确定其化学式，进行如图实验：
实验步骤：
①按图所示连接装置，检查装置的气密性；
②称量装置E、F中仪器及试剂的质量；
③取14.10g青蒿素放入硬质玻璃管C中，点燃装置C、D处的酒精灯；
④实验结束后冷却至室温，称量装置E、F中仪器及试剂的质量。
(4)装置E、F应装入的试剂分别为______、______。
(5)实验测得数据如表：
通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282，结合上述数据，得出青蒿素的分子式为______。
(6)某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差，你的改进方法是______。
三、简答题（本大题共1小题，共8.0分）
19. I.用燃烧法确定有机物M的元素组成，其实验装置如图所示。
(1)若有机物M样品中只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取14.8g样品，经充分反应后，D装置质量增加10.8g，E装置质量增加26.4g，则该M的实验式为_____。
(2)该样品的质谱图、核磁共振氢谱图如图，则M的结构简式可能为_____(填字母)。
A.CH3OCH3 B.CH3CH2OH
C.CH3CH2CHO D.CH3CH2COOH
(3)仅根据质谱图和下列红外光谱图中信息_____(填“能”或“不能”)确定该有机物M的结构。
II.按要求回答下列问题：
(4)的系统命名为_____。
(5)中含有的官能团名称为_____。
(6)2−甲基−1−丁烯的结构简式为(不考虑顺反异构)_____。
(7)丙烯在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为_____。
四、推断题（本大题共2小题，共20.0分）
20. (1)下列物质中，其核磁共振氢谱给出的峰值(信号)只有一个的是________。
A.CH3CH3 B.CH3COOH
C.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________个峰(信号)。
(3)烷烃C6H14的同分异构体有五种，如①CH3CH2CH2CH2CH2CH3，
②，另外三种的结构简式是③____________________________，④______________________，⑤________________________。其核磁共振氢谱有5组峰的是________(写键线式)。
21. 某有机化合物A经李比希法测得其中含碳元素为70.6%、含氢元素为5.9%，其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和确定分子结构。方法一：用质谱法分析得知A的质谱图如下所示。
方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱如图所示。
方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱，如下图所示。
已知：A分子中苯环上只有一个取代基，试回答下列问题。
(1)A的相对分子质量是________。其有________种化学环境不同的氢原子。
(2)A的分子式为________。
(3)该有机物中含有的官能团是________。
(4)A的分子中只含一个甲基的直接依据是________(填字母)。
a.A的相对分子质量
b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图
d.A分子的红外光谱图
(5)A的结构简式为________。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】向混合物中加入饱和碳酸钠溶液洗涤，将苯甲酸转化为苯甲酸钠，分液得到含有苯甲酸乙酯和环己烷的有机相和水相；向水相中加入乙醚，萃取水相中的苯甲酸乙酯和环己烷，分液得到有机相和萃取液；有机相混合得到有机相Ⅰ，有机相Ⅰ经蒸馏得到共沸物和有机相Ⅱ，向有机相Ⅱ中加入无水硫酸镁除去水分，干燥有机相，过滤、蒸馏得到苯甲酸乙酯，向萃取液中加入稀硫酸，将苯甲酸钠转化为苯甲酸，过滤得到苯甲酸粗品，经重结晶得到苯甲酸，据此分析。
A.根据分析，饱和碳酸钠溶液有反应苯甲酸和降低苯甲酸乙酯溶解度的作用，A正确；
B.操作b为蒸馏，操作c为重结晶，B错误；
C.根据分析，有机相Ⅰ的操作为蒸馏，苯甲酸乙酯的沸点为212.6℃，“乙醚−环己烷−水共沸物”的沸点为62.1℃，在62.1℃和212.6℃分别收集蒸馏产物，C正确：
D.该流程中苯甲酸先与饱和碳酸钠溶液反应转化为苯甲酸钠，苯甲酸钠再与稀硫酸反应转化为苯甲酸，D正确；
故答案为：B。
2.【答案】C
【解析】A.该化合物分子式为C16H18O9，故Ａ正确；
B.该分子的六元环(非苯环)上含有4个手性碳原子，故Ｂ正确；
C.1ml咖啡鞣酸与浓溴水反应时最多可消耗4ml Br2，即与碳碳双键发生加成反应消耗1ml，与苯环发生取代反应消耗3ml，故C错误；
D.该分子中有醇羟基、酚羟基、碳碳双键、羧基等官能团，在一定条件下可以发生取代反应、加聚反应和缩聚反应，故D正确；
故选C。
3.【答案】D
【解析】根据表中数据，可知乙二醇和丙三醇二者是互溶的，且沸点相差比较大，应选择蒸馏方法将二者分离。故选D。
4.【答案】A
【解析】A.核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；中子数为16的硫原子的质量数、质子数分别为32、16，表示为： 1632S，故A正确；
B.2p电子的电子云轮廓图：，故B错误；
C.HCl为共价化合物，H−Cl的形成过程：，故C错误；
D.甲醇的相对分子质量为32，测定CH3OH相对分子质量的质谱图：，故D错误；
故选A。
5.【答案】B
【解析】一般情况下，有机化合物中碳、硅原子形成4个共价键，氮原子形成3个共价键，氧、硫原子形成2个共价键，氢原子形成1个共价键。
A.该分子中氢原子形成1个共价键，氮原子形成3个共价键，碳原子形成4个共价键，各原子达到稳定结构，故A正确；
B.该分子中碳、硅原子均只形成3个共价键，故B错误；
C.该分子中碳原子形成4个共价键，氢原子形成1个共价键，氧、硫原子均形成2个共价键，各原子达到稳定结构，故C正确；
D.该分子中碳原子形成4个共价键，氢原子形成1个共价键，硫原子形成2个共价键，各原子达到稳定结构，故D正确。
故选：B。
6.【答案】A
【解析】A.厚朴酚分子中含有C、H、O三种元素，则不属于芳香烃，A错误；
B.厚朴酚分子中含有18个C原子、2个O原子，不饱和度为10，则H原子数为18×2+2−10×2=18，所以分子式为C18H18O2，B正确；
C.厚朴酚分子中，苯环上有三种氢原子，则苯环上的一取代产物有3种，C正确；
D.厚朴酚分子中含有2个苯环、2个碳碳双键，则1ml厚朴酚最多能和8ml H2反应，D正确；
故选A。
7.【答案】A
【解析】生成的气体通过浓硫酸，装置质量增加3.6g，由此可判断燃烧生成了3.6g水，说明混合气体中含氢元素，且氢元素质量=3.6g×218×100%=0.4g；气体通过氢氧化钠溶液，装置质量增加4.4g，可判断燃烧生成了4.4g二氧化碳，说明混合气体中含碳元素，且碳元素质量=4.4g×1244×100%=1.2g；甲烷气体中C、H元素质量比=12:(1×4)=3:1，则混合气体中C、H元素质量比=1.2g:0.4g=3:1，由此可判断混合气体可能只有甲烷，也可能只含有CO和H2，也可能是甲烷、氢气、一氧化碳同时存在，不可能含有甲烷和另外任何一种气体，所以A正确，BCD错误，
故选A。
8.【答案】C
【解析】A.相对分子质量为98的质谱，A错误；
B.此图是红外光谱图，B错误；
C.此图是原子吸收光谱，C正确；
D.此图是X射线衍射光谱，D错误；
故选C。
9.【答案】B
【解析】A.分子中含有酯基、硝基、，3种含氧官能团，故A正确；
B.分子中有11种氢，核磁共振氢谱共有11个吸收峰，故B错误；
C.分子中硝基中N原子是sp2杂化，−NH−中氮是sp3杂化，故C正确；
D.同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱，组成元素电负性：O>N>C>H；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：N>O>C，故D正确；
故选B。
10.【答案】B
【解析】该有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱显示存在甲基、亚甲基和醚键；核磁共振氢谱显示该有机物有2组吸收峰，峰面积比为3：2；因此该有机物分子的结构简式为：CH3CH2OCH2CH3；故选B。
11.【答案】B
【解析】某有机物在氧气里充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1：1，说明有机物分子中C、H原子数目之比为1：2，该有机物可能为烃，也可能为烃的含氧衍生物，不能确定是否含有氧元素，只有B正确。
故选：B。
12.【答案】C
【解析】A.重结晶提纯物质的溶解度随温度变化大，这样物质会被结晶出来，故说法正确；
B.溶解度小的杂质留在趁热过滤的滤渣中，故说法正确；
C.步骤是加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，故说法错误；
D.重结晶利用物质在溶剂的溶解度进行的，因此首要工作是选择适当的溶剂，故说法正确。
故选C。
13.【答案】B
【解析】A.通过结构简式可知，结构中含有羧基可以和碱反应，结构中含有氨基，可以和酸反应，A正确；
B.由结构可知，五元环上的碳都是饱和碳，其中的4个碳上的氢是不同的，故饱和碳原子上的一氯代物有4种，B错误；
C.由结构简式可知，脯氨酸分子中含有羧基和亚氨基，能形成分子间氢键和分子内氢键，故C正确；
D.由结构简式可知，脯氨酸与硝基环戊烷的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D正确；
故选B。
14.【答案】C
【解析】的一氯代物有2种，Cl分别位于伯碳、叔碳上。
15.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查常见化学用语的表示方法，题目难度不大，涉及电子式、结构简式、键线式等知识，明确常见化学用语的书写原则为解答关键，试题培养了学生的分析能力及规范答题能力。
【解答】
A.羟基是电中性基团，氧原子与氢原子以1对共用电子对连接，电子式为，故A正确；
B.硝基中氮原子与苯环上的碳原子相连，对硝基甲苯的结构简式为：，故B错误；
C.键线式中线表示化学键，折点为C原子，1−丁烯键线式为，故C正确；
D.聚丙烯为丙烯通过加聚反应生成的，聚丙烯的结构简式为，故D正确；
故选B。
16.【答案】(1)C2H6O
(2)46；C2H6O
(3)CH3CH2OH

【解析】(1)由题意可知，有机物A燃烧消耗标准状况下氧气6.72L，生成5.4g水和8.8g二氧化碳，由原子个数守恒可知，有机物A中含有的碳原子个数为8.8g44g/ml×1=0.2ml、氢原子个数为5.4g18g/ml×2=0.6ml、氧原子个数为8.8g44g/ml×2+5.4g18g/ml×1−×2=0.1ml，则有机物A的实验式为C2H6O；
(2)由图可知，有机物A的最大质荷比为46，则有机物A的的相对分子质量为46，设A的分子式为(C2H6O)n，由实验式可得：n=4646=1，所以A的分子式为C2H6O；
(3)符合分子式为C2H6O的结构简式可能为核磁共振氢谱有3组峰的CH3CH2OH、核磁共振氢谱有1组峰的CH3OCH3，由图可知，有机物A的核磁共振氢谱有3组峰，则有机物A的结构简式为CH3CH2OH。
17.【答案】(1)不能，易造成液体迸溅
(2)防止暴沸；冷却后补加
(3)分液漏斗；直形冷凝管
(4)下
(5)既可保证正丁醛及时蒸出，又可避免其被进一步氧化
(6)51.4
【解析】酸性Na2Cr2O7溶液有强氧化性，能将伯醇氧化成醛，并能将生成的醛进一步氧化为酸，所以本实验需将生成的醛及时分离出来。
将浓硫酸加入到Na2Cr2O7溶液中，再装入到B中，加热时不断滴入反应器中发生反应，生成正丁醛，正丁醛的沸点比正丁醇沸点低，加热到90～95℃，得到馏分为产物正丁醛粗品，利用分液漏斗分离出水，再计算产率。
(1)Na2Cr2O7溶液为水溶液，与浓硫酸混合应遵循浓硫酸稀释原则，添加的顺序为：向Na2Cr2O7溶液中加入浓硫酸，并不断搅拌(或振荡)，否则，易造成液体迸溅；
(2)加入沸石的作用是防止暴沸。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是：冷却后补加，切忌加热时补加，以免液体暴沸，发生危险；
(3)根据上述装置图，可以得出B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管；
(4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，因正丁醛的密度比水小，因此正丁醛在上层，水在下层；
(5)正丁醛的沸点是75.7℃，正丁醇沸点是117.2℃，反应温度保持在90～95℃，其原因是保证正丁醛及时蒸出，与氧化剂分离，尽量避免正丁醛被进一步氧化；
(6)设生成正丁醛质量为x，则有：
CH3CH2CH2CH2OH−N2C00H20013CH3CH2CH2CHO
74g4g=72gx
解得x≈3.892g
ω=2g3.892g×100%≈51.4%。
18.【答案】(1)增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率
(2)蒸馏
(3)趁热过滤、冷却结晶
(4)无水氯化钙(或五氧化二磷等)；碱石灰
(5)C15H22O5
(6)在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置，同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置

【解析】从青蒿中提取青蒿素时，先将青蒿粉碎，用乙醚萃取，然后过滤；将提取液进行蒸馏，收集乙醚，并得到青蒿素粗品；将粗品进行重结晶，从而获得精品；
(1)为增大青蒿中有效成分与有机溶剂的接触面积，常需将青蒿粉碎，则在操作i前要对青蒿进行粉碎，其目的是：增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率；
(2)由分析可知，操作ii的名称是蒸馏；
(3)操作iii涉及重结晶，需要分离出粗品中的杂质，并让青蒿素结晶析出，则操作iii的步骤为：加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
(4)青蒿素燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳通常用碱石灰吸收，水用无水氯化钙等吸收，且应先吸收水，后吸收二氧化碳，则装置E、F应装入的试剂分别为无水氯化钙(或五氧化二磷等)、碱石灰；
(5)m(H2O)=33.90g−24.00g=9.9g，m(CO2)=133.00g −100.00g=33.00g，n(H2O)=9.9g18g/ml=0.55ml，n(CO2)=33.00g44g/ml=0.75ml，则青蒿素中含氧元素的质量为m(O)=14.10g−0.55ml×2×1g/ml−0.75ml×12g/ml=4.00g，n(O)= 4.00g16g/ml=0.25ml，C:H:O=0.75ml:1.1ml:0.25ml=15:22:5，青蒿素的最简式为C15H22O5，其式量刚好为282，所以青蒿素的分子式为C15H22O5；
(6)由于通入的空气中含有CO2和水蒸气，会干扰测定结果，空气也会从F装置右侧的导管进入E、F装置，所以使用上述方法会产生较大实验误差，改进方法是：在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置，同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置。
19.【答案】(1)C3H6O2
(2)D
(3)不能
(4)2，2，4，5−四甲基−3−乙基己烷
(5)酯基
(6)CH2=C(CH3)CH2CH3

【解析】在装置A中H2O2在MnO2催化下分解产生O2，O2经装置B中浓硫酸干燥后通入装置C中，与样品在电炉加热条件下发生燃烧反应，装置C中CuO可以将燃烧产生的CO反应转化为CO2。产生的H2O被装置D的浓硫酸吸收，反应产生的CO2被装置E的碱石灰吸收，根据D、E增加质量确定H2O、CO2的质量，进而可确定化合物M的元素组成及各种元素的原子个数比。装置F碱石灰作用是吸收空气中的CO2、H2O，防止干扰实验；
(1)D中质量增加10.8g，则m(H2O)=10.8g，n(H2O)=10.8g18g/ml=0.6ml，n(H)=1.2ml；E装置质量增加26.4g，m(CO2)= 26.4g，n(CO2)=26.4g44g/ml=0.6ml，n(C)=0.6ml；m(C)+m(H)=0.6ml×12g/ml+1.2ml×1g/ml=8.4g