第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 B卷 能力提升——2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修3单元AB卷

第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 B卷 能力提升

——2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修3单元AB卷

1.李时珍在《本草纲目》中写到：“烧酒非古法也，自元时始创其法。用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承取滴露。”“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”“以烧酒复烧二次，，价值数倍也。”这里用到的方法可用于分离(   )

A.硝酸钾和氯化钾  B.四氯化碳利水

C.甲醇和正丁醇  D.碘水

2.下列说法不正确的是(   )

A.互为同位素

B.金刚石和石墨互为同素异形体

C. 互为同系物

D.互为同分异构体

3.最简式相同，但既不是同系物，又不是同分异构体的是(   )

A.辛烯和3-甲基-1-丁烯 B.苯和乙烯

C.1-氯丙烷和2-氯丙烷  D.甲基环己烷和乙烯

4.某有机化合物X含C、H、O三种元素，现已知下列条件：

①碳的质量分数；②氢的质量分数；③蒸气的体积(已折算成标准状况下的体积)；

④X对氢气的相对密度；⑤X的质量；⑥X的沸点。

确定X的分子式所需要的最少条件是(   )

A.①②⑥ B.①②④ C.①③⑤ D.①②③④⑤

5.轴烯是一类独特的星形环烃。下列关于三元轴烯()与苯的说法正确的是(   )

A.均为芳香烃  B.互为同素异形体

C.互为同分异构体  D.互为同系物

6.分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为3:2的化合物有(   )

A.  B.                  C.   D.

7.组成和结构可用表示的有机化合物共有(不考虑立体异构)(   )

A.12种 B.28种 C.32种 D.36种

8.近年来，人们利用合成方法制备了多种具有特殊结构的有机化合物，例如分子具有以下立体结构的环状化合物(其中氢原子均已略去)。

有人认为上述有机化合物中：

①立方烷、棱晶烷、金刚烷都是烷烃的同系物；

②盆烯能与溴水发生加成反应；

③棱晶烷、盆烯都是苯的同分异构体：

④立方烷的二氯代物有3种同分异构体；

⑤金刚烷是癸烷的同分异构体。

你认为上述判断中正确的是(   )

A.只有③ B.②③ C.①③⑤ D.②③④

9.下列关于苯乙炔的说法错误的是(   )

A.该分子有8个键和5个键

B.该分子中碳原子有sp和杂化

C.该分子中存在非极性键

D.该分子中有8个碳原子在同一平面上

10.用下列装置完成相关实验，不合理的是(   )

A.用a趁热过滤提纯苯甲酸 B.用b制备并检验乙烯

C.用c除去溴苯中的苯  D.用d分离硝基苯与水

11.已知9.2 g某有机化合物与足量氧气在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰。浓硫酸质量增加10.8 g，碱石灰质量增加17.6 g，该有机化合物的化学式是(   )

A.  B.  C. D.

12.从煤焦油中分离出的芳香烃——萘()是一种重要的化工原料，萘环上一个氢原子被丁基()所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有(   )

A.2种 B.4种 C.8种 D.16种

13.某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.59%、含氢为5.88%，其余为氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。

方法一：用质谱法分析得知A的质谱图如图甲。

方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4组峰，其面积之比为1:2:2:3，如图乙。

方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱，如图丙。

试回答下列问题。

(1)分子中共有______________种化学环境的氢原子。

(2)A的分子式为___________________。

(3)该物质属于________________类有机化合物。

(4)A的分子中只含一个甲基的依据是____________(填序号)。

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______________。

14.2019年3月8日，联合国妇女署在某社交平台上发布了一张中国女科学家屠呦呦的照片，致敬她从传统中医药中找到了治疗疟疾的药物——青蒿素。

已知：青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体。乙醚的沸点为35℃。

(1)我国提取中草药有效成分的常用溶剂有：水、亲水性溶剂(如乙醇，与水互溶)、亲脂性溶剂(如乙醚，与水不互溶)。诺贝尔奖获得者屠呦呦及其团队在提取青蒿素治疗疟疾的过程中，记录如下：“青蒿素的水煎剂无效；乙醇提取物的效用为30%~40%；乙醚提取物的效用为95%。”下列推测不合理的是_______________(填序号)。

A.青蒿素在水中的溶解度很大

B.青蒿素含有亲脂的官能团

C.在低温下提取青蒿素，效果会更好

D.乙二醇提取青蒿素的能力强于乙醚

(2)用下列实验装置测定青蒿素实验式的方法如下：将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。

①装置D的作用是_______________，装置E中吸收的物质是______________，装置F中盛放的物质是_________________。

②实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是____________________。

③用合理改进后的装置进行实验，称得：

则测得青蒿素的实验式是___________________。

答案以及解析

1.答案：C

解析：题中所述方法为蒸馏法。利用硝酸钾和氯化钾在水中的溶解度随温度变化的差异，用结晶的方法分离，故A错误；四氯化碳和水不互溶，可以用分液的方法分离，故B错误；甲醇(沸点为64.7℃)和正丁醇(沸点为117.7℃)沸点相差较大，可采用蒸馏的方法分离，故C正确；利用碘在有机溶剂中的溶解度比在水中的大，用萃取分液的方法分离，故D错误。

2.答案：C

解析：的质子数相同，中子数不同，互为同位素，A项正确；金刚石和石墨是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，B项正确；同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或若干个原子团的有机化合物，属于酚类，属于芳香醇，结构不相似，不互为同系物，C项错误；和的分子式都为，结构不同，互为同分异构体，D项正确。

3.答案：D

解析：辛烯和3-甲基-1-丁烯的最简式都是，都含有1个碳碳双键，通式相同，结构相似，分子式不同，互为同系物，A错误；苯和乙烯的最简式不同，B错误；1-氯丙烷和2-氯丙烷的分子组成相同，结构不同，互为同分异构体，C错误；甲基环己烷和乙烯的最简式都是，二者结构不同，分子式不同，二者既不是同系物，又不是同分异构体，D正确。

4.答案：B

解析：确定烃的含氧衍生物的分子式时，可以先根据其中两种组成元素的质量分数确定实验式，再根据相对分子质量确定其分子式，根据X对氢气的相对密度可求出X的相对分子质量，故B项正确。

5.答案：C

解析：含有苯环且只由碳、氢元素组成的化合物是芳香烃，轴烯不属于芳香烃，故A错误；由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，轴烯与苯均不是单质，不互为同素异形体，故B错误；二者的分子式都是，分子组成相同，结构不同，互为同分异构体，故C正确；结构相似，在分子组成上相差一个或若干个原子团的物质互称为同系物，轴烯与苯的结构不相似，不互为同系物，故D错误。

6.答案：CD

解析：有两种不同化学环境的氢，且数目比为1:1， A错误；有三种不同化学环境的氢，且数目比为1:1:l ，B错误；中都有两种不同化学环境的氢，且数目比为3:2，C、D正确。

7.答案：A

解析：丁基有4种：、、、；可看作中的2个H原子被Cl原子取代，2个Cl在同一个碳原子上有和2种结构，2个氯原子在不同碳原子上只有1种结构，共有3种结构；所以满足条件的同分异构体有3×4=12种。故A正确。

8.答案：D

解析：立方烷、棱晶烷、金刚烷中都含有碳环，与烷烃分子的通式不相似，①错误；盆烯中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，②正确；棱晶烷、盆烯、苯三者分子组成相同，而结构不同，互为同分异构体，③正确；立方烷的二氯代物有3种同分异构体，即棱上相邻、面对角线、体对角线，④正确；金刚烷的分子式为，癸烷的分子式为，二者分子式不同，不是同分异构体，⑤错误。

9.答案：A

解析：苯乙炔分子中含有14个键，苯环中有1个大键，键中有2个键，故共含有3个键，故A错误；苯环中碳原子都采取杂化，碳碳三键碳原子采取sp杂化，该分子中碳原子有sp和杂化，故B正确；同种原子间形成的共价键为非极性键，该分子中碳原子间形成非极性键，故C正确；苯环是平面形结构，碳碳三键是直线形结构，因此该分子中有8个碳原子在同一平面上，故D正确。

10.答案：B

解析：用a趁热过滤提纯苯甲酸，图示过滤装置满足“一贴、二低、三靠”的要求，且用玻璃棒引流，合理，故A不符合题意；利用乙醇在浓硫酸、加热的条件下制取的乙烯中会混有等杂质，能与溴水反应而使其褪色，对乙烯的检验产生干扰，且b中没有收集、除杂装置，导管直接插入溴水中会产生倒吸，不合理，故B符合题意；溴苯与苯的沸点相差较大，可以通过蒸馏将两者分离，且c中温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处，冷凝水下口进、上口出，合理，故C不符合题意；硝基苯不溶于水，且密度比水大，因此可通过分液的方法将硝基苯与水分离开，硝基苯从下端放出，合理，故D不符合题意。

11.答案：A

解析：将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增加的10.8 g为生成水的质量，碱石灰增加的17.6 g为生成二氧化碳的质量。生成水的物质的量为，氢原子的物质的量为0.6 mol×2=1.2 mol；生成二氧化碳的物质的量为，碳原子的物质的量为0.4 mol；9.2 g该有机化合物分子中含有氧原子的物质的量为。1 mol该有机化合物分子中含有C、H、O原子的物质的量之比为0.4 mol：1.2 mol：0.2 mol=2:6:1，该有机化合物的最简式为，由于氢原子已经饱和，故该有机化合物分子式为， A正确。

12.答案：C

解析：丁基有四种结构：，萘环上有2种化学环境的氢原子：，则萘环上一个氢原子被丁基()所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有8种，故C正确。

13.答案：(1)4

(2)

(3)酯

(4)be

(5)

解析：(1)A的核磁共振氢谱显示有4组峰，说明A中有4种化学环境的氢原子。

(2)A分子中C、H、O原子数目之比，则A的实验式为；根据质谱图可知A的相对分子质量为136，设A的分子式为，则，解得=2，则分子式为。

(3)由分子式可知，A分子中只含有一个苯环，由图丙知，还含有、、COC、CC、CH，A分子中有4种化学环境的H原子，则含有的官能团为酯基，该物质为酯类。

(4)A分子中有4种化学环境的氢原子，且其数目比为1:2:2:3，结合A的分子式为，又由于中氢原子数为3，所以只能有一个，b、c符合题意。

(5)根据以上分析可知，A的结构简式为。

14.答案：(1)AD

(2)①将可能生成的CO氧化为；(水蒸气)；碱石灰

②在装置F后连接一个防止空气中的和水蒸气进入F的装置

③

解析：(1)根据青蒿素的水煎剂无效，可知青蒿素在水中的溶解度很小，A错误；青蒿素易溶于乙醚，而乙醚为亲脂性溶剂，可说明青蒿素含有亲脂的官能团，B正确；因乙醚的沸点较低，则在低温下提取青蒿素，效果会更好，C正确；乙醇提取物的效用为30%~40%，乙醚提取物的效用为95%，乙二醇与乙醇类似，属于亲水性溶剂，提取青蒿素的能力弱于乙醚，D错误。

(2)①装置D将可能生成的CO氧化为，减小实验误差，装置E和F一个吸收生成的，一个吸收生成的，应先吸水后吸收，所以装置E内盛放，装置F内盛放碱石灰。

②该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是在装置F后连接一个防止空气中的和水蒸气进入F的装置。

③由数据可知，，，所以，则青蒿素中氧原子的质量为，所以，青蒿素分子中，则青蒿素的实验式为。