第2章章末检测-2020-2021学年高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

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第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
章末测试题
一、单选题
1．研究有机物的一般步骤：分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式。以下研究有机物的方法错误的是( )
A．蒸馏——分离提纯液态有机混合物
B．燃烧法——研究确定有机物成分的有效方法
C．对粗苯甲酸提纯时操作为：加热溶解，蒸发结晶，过滤
D．红外光谱图——确定有机物分子中的官能团或化学键
【答案】C
【详解】
A．蒸馏是利用互溶液态混合物中各成分的沸点不同而进行物质分离的方法，液态有机混合物中各成分沸点不同，因而可采取蒸馏，故A正确；
B．利用燃烧法，能得到有机物燃烧后的无机产物，并作定量测定，最后算出各元素原子的质量分数，得到实验式或最简式，故B正确；
C．对粗苯甲酸提纯时操作为：加热溶解，蒸发浓缩，趁热过滤，冷却结晶得到，故C错误；
D．不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上处于不同的位置，所以红外光谱图能确定有机物分子中的化学键或官能团，故D正确；
故选：C。
2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1：1，由此可以得出的结论是( )
A．该有机物分子中C：H：O原子个数比为1：2：1
B．该有机物是烃，C：H原子个数比为1：2
C．有机物必定含O
D．无法判断有机物是否含O
【答案】D
【详解】
有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1:1，只能判断有机物含有碳元素和氢元素，且C和H原子个数之比是1:2，不能确定是否含有氧元素，因为氧元素可能来自有机物，也可能来自氧气，所以不能确定是烃还是烃的含氧衍生物，也就不能确定是只含C、H两种元素，还是C、H、O三种元素，故ABC说法都不准确，只有D正确，故答案选D。
3．下列有机物中，含有两种官能团的是
A． B．CH≡CH
C． D．
【答案】A
【详解】
A．含碳碳双键、，两种官能团，故A正确；
B．只含碳碳叁键一种官能团，故B错误；
C．只含一种官能团，故C错误；
D．只含碳碳双键一种官能团，故D错误。
答案选A。
4．某有机物的结构式为，该有机物中不存在的官能团是( )
A．羧基 B．醛基 C．酯基 D．羟基
【答案】B
【详解】
根据结构简式，1是羟基、2是酯基、3是羧基，不含醛基，故选B。
5．下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是( )
A．羟基的电子式： B．氨基乙酸的分子式：
C．溴乙烷分子的球棍模型： D．聚丙烯的结构简式：
【答案】B
【详解】
A．羟基是电中性微粒，电子式为：，故A错误；
B．氨基乙酸的结构简式为：，分子式为：，故B正确；
C．该模型为溴乙烷的比例模型，故C错误；
D．聚丙烯的结构简式为：，故D错误；
故选：B。
6．下列化学式只能表示一种物质的是( )
A．C B．C4H10 C．CF2Cl2 D．C3H7Cl
【答案】C
【详解】
A．C可以表示金刚石、石墨等，不能只表示一种物质，故A不选；
B．C4H10有正丁烷、异丁烷，不能只表示一种物质，故B不选；
C．CF2Cl2只有一种结构，只表示一种物质，故C选；
D．C3H7Cl有1-氯-丙烷、2-氯-丙烷两种物质，不能只表示一种物质，故D不选；
故选：C。
7．已知甲苯苯环上发生二溴取代时，可得六种二溴甲苯，那么当甲苯苯环上发生三溴取代时，能得三溴甲苯有( )
A．二种 B．四种 C．六种 D．八种
【答案】C
【详解】
甲苯苯环上的二溴取代物可以看作苯中3个H原子被1个甲基与2个溴原子取代，而甲苯苯环上的三溴取代物可以看作六溴苯中3个溴原子被1个甲基与2个氢原子取代，具有相同的同分异构体数目，故甲苯苯环上的三溴取代物有6种；
答案选C。
8．某有机物的结构式(键线式)及球棍模型如图：

该有机物分子的核磁共振氢谱如图：

下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A．该有机物不同化学环境的氢原子有8种
B．该有机物属于芳香族化合物
C．键线式中的Et代表的基团为—CH3
D．该有机物的分子式为C9H10O4
【答案】A
【详解】
A．根据该有机物的核磁共振氢谱及球棍模型判断，不同化学环境的氢原子有8种，A正确；
B．该有机物分子中不含苯环，所以不属于芳香族化合物，B错误；
C．根据该有机物的球棍模型判断Et为乙基，C错误；
D．根据球棍模型可知，该有机物的分子式是C9H12O4，D错误；
答案选A。
9．为提纯下列物质(括号内的物质为杂质)，所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是(　　)
选项
A
B
C
D
被提纯物质
酒精(水)
乙醇(乙酸)
乙酸乙酯(乙醇)
溴苯(溴)
除杂试剂
生石灰
氢氧化钠溶液
水
KI溶液
分离方法
蒸馏
分液
过滤
分液
【答案】A
【详解】
A．CaO与水反应后生成氢氧化钙（属于离子化合物，沸点高），增大了与酒精的沸点差异，然后蒸馏可分离，故A正确；
B．乙酸与NaOH反应后，与乙醇互溶，不能用分液方法分离，沸点不同，蒸馏法可分离，故B错误；
C．乙酸乙酯不溶于水，分离不互溶的液体应用分液的方法，且除杂试剂应选饱和碳酸钠溶液，故C错误；
D．溴与KI反应生成碘，碘易溶于溴苯，引入新杂质，应选NaOH分液，故D错误；
故选A。
10．某有机物A用质谱仪测定如图①，核磁共振氢谱示意图如图②，则A的结构简式可能为( )

A．CH3CH2OH B．CH3CHO C．HCOOH D．CH3CH2CH2COOH
【答案】A
【详解】
根据图示可知，该有机物的最大质荷比为46，则A的相对分子质量为46；根据图示核磁共振氢谱可知，A分子的核磁共振氢谱有3个吸收峰，则其分子中有3种H原子；
A．乙醇的相对分子质量为46，分子中含有3种H原子；
B．乙醛的相对分子质量为44，分子中含有2种H原子；
C．甲酸的相对分子质量为46，分子中含有2种H原子；
D．丁酸的相对分子质量为88，分子中含有4种H原子；
综上所述，乙醇符合题意，故选A。
11．下列分子式只表示一种分子的是
A．C2H6 B．C2H6O C．C2H4O D．C8H8
【答案】A
【详解】
A．C2H6为乙烷，没有同分异构体，只表示一种分析，故A正确；
B．C2H6O存在同分异构体，可以是CH3CH2OH、CH3OCH3，所以不能只表示一种物质，故B错误；
C．C2H4O存在同分异构体，可以是CH3CHO 、，所以不能只表示一种物质, 故C错误；
D．C8H8可能为立方烷、苯乙烯等物质，故D错误；
故选A。
12．测得某有机物M相对分子质量为164，分子中C、H、O元素质量含量分别为73.17%、7.32%、19.51%，且分子中只含有1个苯环，苯环上只有一个取代基，现测出M的核磁共振氢谱谱图有5个峰，其面积之比为1：2：2：1：6，下列说法正确的是( )
A．M的分子式为C10H10O2
B．1 mol的M最多能被4 mol H2还原
C．M能使溴水褪色
D．与M含有相同官能团，苯环有两个取代基且位于对位的同分异构体有5种
【答案】D
【分析】
测得某有机物M相对分子质量为164，分子中C、H、O元素质量含量分别为73.17%、7.32%、19.51%，则分子内含有C原子数为：，含有H原子数为：，含有O原子数为：，则M的分子式为C10H12O2，分子中只含有1个苯环，苯环上只有一个取代基，现测出M的核磁共振氢谱谱图有5个峰，其面积之比为1：2：2：1：6，则M的结构简式为，据此分析解答。
【详解】
A．由以上分析可知M的分子式为C10H12O2，故A错误；
B．含有1个苯环，则1 mol的M最多能被3 molH2还原，故B错误；
C．M中不含碳碳双键，不能使溴水褪色，故C错误；
D．与M含有相同官能团，则含有酯基，处在对位的两个取代基有-CH3和-OOCCH2CH3、-CH3和-CH2OOCCH3、-CH3和-CH2CH2OOCH、-CH2CH3和-OOCCH3、-CH2CH3和-CH2OOCH，共5种，故D正确；
故选D。
13．下列物质的类别与所含官能团都正确的是
①醇类–OH ②羧酸-COOH
③酯类–CHO ④CH3-O-CH3醇
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】A
【详解】
①属于醇类，含有的官能团为–OH，①符合题意；
②属于酸，含有的官能团为-COOH，②符合题意；
③属于酯类，含有的官能团为–COO-，③与题意不符；
④属于醚类，含有的官能团为-O-，④与题意不符；
综上所述，①②符合题意，答案为A。
14．有机物有多种同分异构体，其中属于酯类且氯原子直接连在苯环上的同分异构体有多少种(不考虑立体异构)( )
A．13种 B．16种 C．9种 D．19种
【答案】D
【详解】
有机物的同分异构体中属于酯类且氯原子直接连在苯环上的同分异构体有多种，其中苯环可能有2个取代基，也可能有3个取代基。若苯环上有2个取代基，则取代基有3种情况，分别为—Cl和—OOCCH3、—Cl和—CH2OOCH、—Cl和—COOCH3，2个取代基的位置也有3种情况，分别是邻、间、对，即若苯环上有2个取代基，共有9种同分异构体；若苯环上有3个取代基，分别是—Cl和—OOCH、—CH3，先将2个取代基分别定于邻、间、对三种位置，第3个取代基共有4+4+2=10种连接方式，共有10种同分异构体，则一共有19种同分异构体，故D项正确，答案选D。
15．桥环烃，又称桥烃，是指两个碳环共用两个或两个以上碳原子的一类多环脂环烃。下图①和②是两种简单的桥环烃。下列说法正确的是

A．①与1-丁烯互为同分异构体
B．②分子中所有碳原子处于同一平面内
C．①与②不互为同系物
D．①的二氯代物有4种，②的二氯代物有7种(不考虑立体异构)
【答案】D
【详解】
A．①的分子式为C4H6，1-丁烯的分子式为C4H8，分子式不同，不是同分异构体，A错误；
B．②中都是饱和碳原子，没有碳碳双键，不可能所有碳原子共面，B错误；
C．①的分子式为C4H6，②的分子式为C6H10，二者结构相似都有连个碳环，分子组成上相差两个（CH2），是同系物，C错误；
D．二元取代物一般采取定一移二的方法，①先固定如图位置的，有三种，再固定，只有一种，共四种， ②先确定如图位置有6种，再固定，只有一种，共七种，D正确；
故选D。
16．分子式为C5H10Cl2且结构中只含有一个甲基的有机物共有(不考虑立体异构)( )
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
【答案】B
【详解】
写出C5H12的同分异构体：、、，分子式为C5H10Cl2且结构中只含有一个甲基的有机物：主链为的二氯代物为：、、、；主链为的二氯代物为、；主链为的，没有符合条件的二氯代物。符合题意的同分异构体为6种，故选B。
二、非选择题
17．I．写出下列有机物所属的类别及所含官能团的名称。
(1)：______；______。
(2)：_____；______。
(3)：______；______。
II．莽草酸是一种可从中药八角茴香中提取的有机物，具有抗炎、镇痛作用，可用作抗病毒和抗癌药物的中间体。莽草酸的结构简式如图所示：

(4)在横线上写出对应官能团的名称_____、_____、______。
(5)莽草酸的分子式为_______。
(6)若按官能团分类，则莽草酸属于_____类、______类。
【答案】烯烃 碳碳双键 炔烃 碳碳三键 醛 醛基 羧基 碳碳双键 羟基 C7H10O5 羧酸 醇
【详解】
I．根据有机物的结构简式可知，
(1) 中含有碳碳双键，属于烯烃；
(2) 中含有碳碳三键，属于炔烃；
(3) 中含有醛基，属于醛。
II．(4)其结构中所含的官能团为羧基()，羟基()和碳碳双键()；
(5)根据莽草酸的结构简式可知，其分子式为；
(6)根据所含官能团判断，莽草酸属于羧酸类、醇类。
18．某有机物A含C、H、O三种元素，为了确定A的结构，进行如下实验：
(1)取6.8g A在O2中充分燃烧，将燃烧的产物依次通入浓硫酸和碱石灰，分别增重3.6g和17.6g，则A的实验式是_______
(2)用质谱法对A进行分析，其质谱图如下，则有机物A的分子式是_______

(3)用红外光谱法分析，有机物A中含有苯环、羧基、甲基；用核磁共振氢谱法分析该物质，其核磁共振氢谱图如下，则A中含有_______种氢原子，由此推断有机物A的结构简式为_______

(4)B与A互为同系物，且相对分子量比A大14，请写出满足下列要求的B的同分异构体的结构简式：_______。
①属于芳香族化合物 ②与B具有相同的官能团 ③分子中有4种氢原子，个数比为1：1：2：6
【答案】C4H4O C8H8O2 4 、
【详解】
(1)有机物A含C、H、O三种元素，充分燃烧生成CO2、H2O，浓硫酸的增重即为水的质量，所以A中n(H)=2(H2O)==0.4mol，碱石灰的增重即为CO2的质量，所以A中n(C)=2(CO2)==0.4mol，则A中n(O)==0.1mol，则A中n(H)：n(C)：n(O)=4：4：1，所以实验式为C4H4O；
(2)根据质谱图可知A的相对分子质量为136，设分子式为(C4H4O)n，则有(12´4+1´4+16)n=136，解得n=2，所以A的分子式为C8H8O2；
(3)核磁共振氢谱有四个峰，所以有4种氢原子，A中含有苯环、羧基、甲基，且有四种环境的氢原子，各环境氢原子个数比为2:2:1:3，则A的结构简式为；
(4)B与A互为同系物且相对分子量比A大14，则B的分子式为C9H12O2，含有苯环和羧基，B的同分异构体满足：①属于芳香族化合物 ，则含有苯环；②与B具有相同的官能团，含有苯环和羧基，③分子中有4种氢原子，个数比为1：1：2：6，结构对称且含有两个位置相同的甲基，满足条件的有、。
19．某化学小组为测定有机物G的组成和结构，设计如图实验装置：

回答下列问题：
(1)实验开始时，先打开分液漏斗活塞，一段时间后再加热反应管C，目的是___。
(2)装置B和装置D中浓硫酸的作用分别是___和___。
(3)装置E和装置F中碱石灰的作用分别是___和___。
(4)若准确称取4.4g样品G(只含C、H、O三种元素)，经充分燃烧后(CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成CO2和H2O)，装置D质量增加3.6g，U形管E质量增加8.8g。又知有机物G的质谱图如图所示。

该有机物的分子式为___。
(5)已知有机物G中含有羧基，经测定其核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6：1：1。综上所述，G的结构简式为___。
【答案】排出装置中的空气 干燥O2 吸收有机物燃烧生成的水蒸气 吸收有机物燃烧生成的CO2 吸收空气中的H2O和CO2 C4H8O2
【分析】
实验开始时先制氧气，把装置中空气排出来，防止二氧化碳干扰，B干燥氧气，加热C，样品燃烧生成二氧化碳和水，CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成CO2和H2O，D用于吸收生成物中的水，E用于吸收生成物中的二氧化碳，F防止空气中的二氧化碳和水进入E装置，根据称量的质量进行有关的计算。
【详解】
(1) 实验开始时先制氧气，把装置中空气排出来，防止二氧化碳干扰，答案为排出装置中的空气；
(2) B中浓硫酸用于干燥氧气，防止干扰生成的水，D用于吸收生成物中的水，答案为干燥O2 吸收有机物燃烧生成的水蒸气；
(3) E用于吸收生成物中的二氧化碳，F防止空气中的二氧化碳和水进入E装置，答案为吸收有机物燃烧生成的CO2 吸收空气中的H2O和CO2；
(4)装置D的质量增加3.6g，样品中的H的物质的量为3.6g÷18g/mol×2=0.4mol，质量为0.4g，U形管E质量增加8.8g，样品中C的物质的量为8.8g÷44g/mol=0.2mol，质量为2.4g，所以样品中O的质量为4.4g-0.4g-2.4g=1.6g，O的物质的量为1.6g÷16g/mol=0.1mol，样品中C：H：O=0.2mol： 0.4mol：0.1mol=2：4：1，由图可知，该物质的相对分子质量为88，因此该物质的分子式为C4H8O2。
(5)有机物G的分子式为C4H8O2，其中有羧基，经测定其核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6：1：1，符合条件的结构简式为。
20．苯甲酸广泛存在于自然界，常用于合成杀菌剂和香料等。KMnO4具有强氧化性，其氧化甲苯可生成苯甲酸钾和MnO2。已知：甲苯不溶于水；苯甲酸是一元弱酸，微溶于冷水，易溶于热水，100 ℃升华。实验室制备苯甲酸的步骤如下：

步骤a：向图中所示装置中加入KMnO4、H2O和甲苯，搅拌，加热至反应完全。
步骤b：冷却片刻后，加适量饱和NaHSO3溶液，充分反应。
步骤c：趁热过滤，将滤液在冰水浴中冷却。
步骤d：加浓盐酸至苯甲酸晶体完全析出。
步骤e：过滤，洗涤，干燥。
(1)水从图中仪器A的____(填“M”或“N”)端通入，仪器A的作用是____。
(2)步骤a中反应完全的现象是____。
(3)为提高苯甲酸的产率，可以洗涤步骤c中过滤所得滤渣，并将洗涤所得液体与滤液合并。
①滤渣的主要成分是____。
②洗涤滤渣适宜选用____(填字母)。
a．冷水 b．热水 c．NaOH溶液 d．盐酸
(4)步骤d中浓盐酸的作用是____(用离子方程式表示)。
(5)步骤e中，干燥时温度过高，苯甲酸的产率会降低，其主要原因是____。
【答案】M 冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率 回流液无油珠 MnO2 b C6H5COO-+H+→C6H5COOH 苯甲酸升华而损失
【分析】
一定量的甲苯和适量KMnO4反应一段时间后停止反应生成苯甲酸钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，冷却片刻后，加适量饱和NaHSO3溶液，除去过量的高锰酸钾，加入浓盐酸酸化，生成苯甲酸，苯甲酸是一元弱酸，微溶于冷水，易溶于热水，加热浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤滤渣得苯甲酸，据此分析解题。
【详解】
(1)冷凝管应该是M进水N出水，使水与冷凝物充分接触，冷凝管的作用冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率，故答案为：M；冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率；
(2)由题意可知，甲苯不溶于水，苯甲酸微溶于冷水，当回流液不再出现油珠即可判断反应完全，故答案为：回流液无油珠；
(3)①甲苯和适量KMnO4反应生成苯甲酸钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，步骤c过滤得到滤渣MnO2，故答案为：MnO2；
②由于苯甲酸是微溶于冷水，易溶于热水的一元弱酸，将滤渣用热水洗涤，可减小苯甲酸钾的损耗，故答案为：b；
(4)加入浓盐酸酸化，生成苯甲酸，离子方程式：C6H5COO-+H+→C6H5COOH，故答案为：C6H5COO-+H+→C6H5COOH；
(5)由题干信息可知，苯甲酸在100 ℃升华，步骤e中，干燥时温度过高，苯甲酸的产率会降低，其主要原因是：苯甲酸升华而损失，故答案为：苯甲酸升华而损失。
21．电炉加热时用纯O2氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。

(1)按气体从左到右的流向，所选装置各接口的正确连接顺序是___。
(2)C装置中浓硫酸的作用是___。
(3)D装置中MnO2的作用是___。
(4)燃烧管中CuO的作用是___。
(5)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.92g样品，经充分反应后，A管质量增加1.76g，B管质量增加1.08g，则该样品的实验式为___。
【答案】g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a) 干燥O2 做催化剂，加快O2的生成 使有机物充分氧化生成CO2和H2O C2H6O
【分析】
根据实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式。因此生成O2后必须除杂（主要是除H2O）明确各装置的作用是解题的前提，A用来吸收二氧化碳、B用来吸收水、C用于干燥通入E中的氧气、D用来制取反应所需的氧气、E是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品；根据一氧化碳能与氧化铜反应，可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2，据此分析解答。
【详解】
(1) D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，所选择装置连接顺序是DCEBA，故答案为：g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)；
(2) 根据上述分析，C装置中浓硫酸的作用是干燥O2，故答案为：干燥O2；
(3) D装置为制备氧气的装置，MnO2的作用是催化剂，故答案为做催化剂，加快O2的生成；
(4) 根据上述分析，燃烧管中CuO的作用是使有机物充分氧化生成CO2和H2O，故答案为：使有机物充分氧化生成CO2和H2O；
(5) A管增加的质量1.76 g为CO2的质量，n(CO2)＝＝0.04 mol，B管增加的质量1.08 g为H2O的质量，则n(H2O)＝＝0.06 mol，n(H)＝0.12 mol，根据质量守恒可知，样品中含n(O)＝＝0.02 mol，则样品中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.04 mol∶0.12 mol∶0.02 mol＝2∶6∶1，则该样品的实验式为C2H6O，故答案为：C2H6O。