高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一节 有机化合物的结构特点精品一课一练

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第01单元  有机化合物的结构特点与研究方法

（A卷·夯实基础）

（时间：75分钟，满分：100分）

一、选择题（本题共16小题，每小题3分，共48分。）

1．下列物质属于脂肪烃的是

A．CH2=CHCl B．乙苯

C．CH≡C—CH=CH2 D．硝基苯

【答案】C

【分析】

掌握有机物的分类标准和分类依据是解答的关键，脂肪烃是由C、H两种元素组成，是除芳香烃以外的所有烃的总称；芳香烃是含有苯环的碳氢化合物；烃分子中的氢原子被其他原子或者原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物，据此解答。

【详解】

A.分子中含有氯元素，为卤代烃，A错误；

B.乙苯含有苯环，属于芳香烃，B错误；

C.CH≡C—CH=CH2属于脂肪烃，C正确；

D.分子中含有硝基，为硝基化合物，不属于烃，D错误；

故选C。

2．下列各组物质按官能团进行分类，属于同一类物质的是

A． B．

C． D．

【答案】A

【详解】

A．两种有机化合物的羟基均与苯环直接相连，均为酚，故选A；

B．前者为酚，后者为醚，故不选B；

C．前者为醇，后者为酚，故不选C；

D．前者为羧酸，后者为酯，故不选D；

选A。

3．薄荷脑(结构简式如图所示)是一种具有清鲜薄荷特征香气的物质，常在香水、牙膏等产品中作为赋香剂。下列有关该有机化合物类别的说法正确的是

A．属于醇 B．属于环烃

C．属于芳香烃 D．不是烃的衍生物

【答案】A

【详解】

A．该物质的结构简式中含羟基，属于醇，故A正确；

B．该物质含有氧，因此不能叫环烃，故B错误；

C．该物质不含苯环，因此不属芳香化合物，故C错误；

D．该物质属于醇，醇是烃的衍生物，故D错误；

故选：A。

4．下列说法中不正确的是

A．甲烷分子中形成的共价键均为σ键

B．两个p轨道之间不能形成σ键，只能形成π键

C．乙烯分子碳碳双键中含有一个σ键和一个π键

D．炔烃分子碳碳三键中含有一个σ键，两个π键

【答案】B

【详解】

A．甲烷中都是单键，故都是σ键，A正确；

B．两个p轨道可以通过头碰头形成σ键，B错误；

C．乙烯分子碳碳双键中含有一个σ键和一个π键，C正确；

D．炔烃分子碳碳三键中含有一个σ键，两个π键，D正确；

故选B。

5．下列说法不正确的是

A．C60、碳纳米管、金刚石、石墨互为同素异形体

B．H与D互为同位素

C．和互为同系物

D．C3H8不存在同分异构体，而C3H8O有3种同分异构体

【答案】C

【详解】

A．C60、碳纳米管、金刚石、石墨均为C元素形成的单质，互为同素异形体，A正确；

B．H和D为氢元素的不同核素，互为同位素，B正确；

C．中的官能团为酚羟基，中的官能团为醇羟基，二者结构不相似，不是同系物，C错误；

D．C3H8只有CH3CH2CH3一种结构，不存在同分异构体，C3H8O有3种同分异构体，分别为1-丙醇、2-丙醇、甲乙醚，D正确；

综上所述答案为C。

6．下列化学式代表的物质有固定沸点的是

A．C3H6 B．C2H4O2 C．CFCl3 D．C3H7OH

【答案】C

【详解】

已知纯净物有固定的沸点，混合物没有，则有：

A．C3H6    可以代表丙烯、环丙烷等物质，为混合物，没有固定的沸点，A不合题意；

B．C2H4O2可以代表CH3COOH、HCOOCH3，HOCH2CHO物质，为混合物，没有固定的沸点，B不合题意；   

C．CFCl3只有一种结构，代表一种物质，是纯净物，有固定的沸点，C符合题意；   

D．C3H7OH可代表CH3CH2CH2OH，(CH3)2CHOH物质，为混合物，没有固定的沸点，D不合题意；

故答案为：C。

7．分子式为C4H10的烃一氯代物的同分异构体有

A．4种 B．5种 C．6种 D．10种

【答案】A

【详解】

分子式为C4H10的丁烷结构有两种，分别为CH3CH2CH2CH3和，而CH3CH2CH2CH3中有两种氢原子，一氯代物有两种；中也有两种氢原子，一氯代物也有两种，故C4H10的一氯代物的同分异构体有4种；

故选A。

8．下列仪器在提纯粗苯甲酸的实验中不涉及的是

A． B． C． D．

【答案】A

【详解】

粗苯甲酸提纯过程为重结晶，经过升温溶解，降温结晶，过滤，没有分液操作，故不需要用到的仪器是分液漏斗，故答案为：A。

9．下列有关除杂或分离方法不正确的是

A．将乙烯和乙烷的混合气体通入溴的四氯化碳溶液除去乙烯

B．苯甲酸提纯采用重结晶的方法

C．用蒸馏的方法分离甲烷与氯气光照反应生成的液态有机混合物

D．使用分液漏斗分离乙醇、乙醛的混合物

【答案】D

【详解】

A．乙烯和溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，乙烷不能，可以达到除杂目的，A正确；

B． 苯甲酸是微溶于水的固体，可采用重结晶的方法提纯， B正确；

C．甲烷与氯气光照反应生成的液态有机物有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，为互溶的沸点不同的混合物，可用蒸馏的方法分离，C正确；

D．乙醇、乙醛是互溶的液体，无法使用分液漏斗分离，D不正确；

答案选D。

10．将溴水分别与酒精、己烯、己烷和四氯化碳四种试剂混合，充分振荡后静置，下列现象与所加试剂不相吻合的是（   ）

【答案】A

【详解】

A．酒精与溴水混合不分层，现象不合理，选项A选；

B．己烯与溴水发生加成反应，溶液褪色，分层后水在上层，现象合理，选项B不选；

C．己烷与溴水混合发生萃取，水在下层，现象合理，选项C不选；

D．四氯化碳与溴水混合发生萃取，水在上层，现象合理，选项D不选。答案选A。

【点睛】

把握有机物的性质及萃取现象为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，将溴水分别与酒精、己烯、己烷和四氯化碳四种试剂混合的现象为：不分层、溴水褪色且分层后上层为无色、分层下层为无色、分层后上层为无色，以此来解答。

11．某化学研究小组在实验室采取以下步骤研究乙醇的结构，其中不正确的是

A．利用沸点不同蒸馏提纯该有机物

B．利用燃烧法确定该有机物的实验式为C2H6O

C．利用红外光谱图确定该有机物的相对分子质量为46

D．利用核磁共振氢谱确定该有机物分子中含3种不同环境的氢原子

【答案】C

【详解】

A．乙醇是常见的有机溶剂，乙醇能以任意比例和水互溶，故常利用沸点不同蒸馏提纯该有机物，A正确；

B．利用燃烧法确定烃、烃的含氧衍生物的实验式，故利用燃烧法可确定该有机物的实验式为C2H6O，B正确；

C．利用红外光谱图确定该有机物的化学键和官能团，能用质谱法确定相对分子质量为46，C不正确；

D．氢核磁共振可用于测定有机物中氢的化学环境，故利用核磁共振氢谱确定该有机物分子中含3种不同环境的氢原子，D正确；

答案选C。

12．二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是(    )

A．利用金属钠或者金属钾 B．利用元素分析法

C．利用红外光谱法 D．利用核磁共振氢谱

【答案】B

【详解】

A．乙醇中含有-OH，可与金属钠或金属钾反应生成氢气，可鉴别，选项A正确；

B．元素分析法只能测得所含元素种类，而两者所含元素相同，利用元素分析法不能鉴别，选项B错误；

C．二甲醚和乙醇中分别含有-O-和-OH，官能团不同，可用红外光谱法鉴别，选项C正确；

D．二者含有的H原子的种类和性质不同，可用核磁共振氢谱鉴别，选项D正确；

答案选B。

13．在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为1：1的化合物是

A．CH3CH2CH3 B．

C．CH3—O—CH3 D．

【答案】D

【详解】

A．CH3CH2CH3有2种等效氢，其氢原子数之比为3：1，核磁共振氢谱中出现两组峰，故不选A；

B． 有3种等效氢，其氢原子数之比为3：3：2，核磁共振氢谱中出现三组峰，故不选B；

C．CH3—O—CH3有1种等效氢，核磁共振氢谱中出现一组峰，故不选C；

D．有2种等效氢，其氢原子数之比为1：1，核磁共振氢谱中出现两组峰，故选D；

故答案选D。

14．1H核磁共振谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。现有一物质的1H核磁共振谱如图所示：

则该物质可能是下列中的

A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OH

C．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CHO

【答案】B

【详解】

①分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。③分子中处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。核磁共振氢谱图中出现几个峰，就说明在分子中有几种不同的氢原子，A中是2种，B中是4种，C中是2种，D中是3种。

答案选B。

15．1.4g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4gCO2和1.8gH2O。下列说法不正确的是

A．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素

B．该有机化合物中一定含有氧元素

C．该有机化合物的分子式可能是C2H4

D．该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1：2

【答案】B

【详解】

A．1.4g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4gCO2和1.8gH2O，有机物中碳质量为，氢质量为，因此该有机化合物中只含有碳元素和氢元素，故A正确；

B．根据A选项分析得到该有机化合物中只含有碳元素和氢元素，一定不含有氧元素，故B错误；

C．根据A得到有机物碳、氢质量分别为1.2g、0.2g，则有机物中n(C)：n(H)= ，因此该有机化合物的分子式可能是C2H4，故C正确；

D．根据前面C选项分子得到该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1：2，故D正确。

综上所述，答案为B。

16．某有机物X的红外光谱图如图所示。下列说法错误的是

A．X可能是丙酮            

B．X中可能只含碳、氢、氧三种元素

C．X中可能含有醛基        

D．红外光谱图可获得X中所含化学键和官能团信息

【答案】A

【详解】

A．由红外光谱图可知X中含两种C-H键，而丙酮只含有一种C-H键，故A错误；

B．由红外光谱图可知X中含C-H键和C=O键，故X中可能只含碳、氢、氧三种元素，故B正确；

C．由红外光谱图可知X中含C-H键和C=O键，X中可能含有醛基，故C正确；

D．由红外光谱图可知X中含C-H键和C=O键，故D正确；

故选A。

二、非选择题（本题共4小题，共52分。）

17．（11分）请根据官能团的不同对下列有机物进行分类：

①CH3CH2OH②③CH3CH2Br④⑤⑥⑦⑧⑨⑩

(1)芳香烃：_______。卤代烃：_______。

(2)醇：_______。酚：_______。醛：_______。酮：_______。羧酸：_______。酯：_______。

(3)键线式表示的有机物的分子式为_______。

(4) 中含有的官能团的名称为_______、_______。

【答案】（每空1分）⑨    ③⑥    ①    ⑤    ⑦    ②    ⑧⑩    ④    C6H14    羟基    酯基   

18．（12分）白藜芦醇的结构简式为。根据要求回答下列问题：

(1)白藜芦醇的分子式为________。

(2)白藜芦醇所含官能团的名称为________。

(3)下列关于白藜芦醇的分类判断正确的是________。

A．它属于链状烯烃   B．它属于脂环化合物

C．它属于芳香化合物   D．它属于烃的衍生物

(4)具备下列条件的白藜芦醇的同分异构体有________种，写出其中一种同分异构体的结构简式：______________________。

①碳的骨架和官能团种类不变　②两个苯环上都有官能团　③仅改变含氧官能团的位置

(5)乙醇(CH3CH2OH)和苯酚()都含有与白藜芦醇相同的官能团，有关它们之间关系的说法正确的是________。

A．乙醇和白藜芦醇属于同一类别的有机物质

B．苯酚与白藜芦醇互为同系物

C．三者的组成元素相同

D．三者分子中碳、氧原子个数比相同

【答案】（每空2分）(1)C14H12O3　

(2)碳碳双键、羟基　

(3)CD

(4)17　 (或其他合理答案)　

(5)C

【详解】

(3)白藜芦醇含有氧，不属于烃类，A错误；白藜芦醇含苯环，属于芳香化合物，不是脂环化合物，B错误，C正确；白藜芦醇可以看成是烃类氢原子被—OH取代的产物，D正确。

(4)依题意，白藜芦醇的同分异构体只改变苯环上—OH位置，且—OH分别占据两个苯环，其他结构不变。2个—OH在左边苯环的位置有6种，—OH在右边苯环上位置有3种，故同分异构体共有6×3＝18(种)，减去本身一种，还有17种。

(5)白藜芦醇叫做醇，但不是醇，因其—OH与苯环直接相连，属于酚类，A错误；苯酚和白藜芦醇的通式不同，不属于同系物，B错误；它们都含碳、氢、氧三种元素，C正确；乙醇中碳、氧原子个数之比为2∶1，苯酚中碳、氧原子个数之比为6∶1，白藜芦醇中碳、氧原子个数之比为14∶3，D错误。

19．(15分)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。回答下列问题：

(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL 70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是____________________。

(2)将a中的溶液加热至100 ℃，缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温到130 ℃继续反应。在装置中，仪器b的作用是________；仪器c的名称是________，其作用是________。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是________。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是________(填标号)。

A．分液漏斗      B．漏斗      C．烧杯      D．直形冷凝管      E．玻璃棒

(3)提纯粗苯乙酸的方法是________，最终得到44 g纯品，则苯乙酸的产率是________。

(4)用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是______________________________。

(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30 min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是_____________________________________。

【答案】(1)先加水、再加入浓硫酸（2分）

(2)滴加苯乙腈　球形冷凝管　回流(或使汽化的反应液冷凝)　便于苯乙酸析出（3分）　BCE（2分）

(3)重结晶（1分）　95%（3分）

(4)取少量最后一次洗涤液于试管中，加入稀硝酸，再加AgNO3溶液，无白色浑浊出现（2分）

(5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反应（2分）

【详解】

 (1)稀释浓硫酸时，应将浓硫酸加入水中。

(2)b是滴液漏斗，用来滴加苯乙腈；c是球形冷凝管，作用是冷凝回流或使汽化的反应液冷凝。因苯乙酸微溶于冷水，故实验结束后加入冷水的目的是使苯乙酸结晶析出，然后过滤出苯乙酸粗品，过滤所需仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。

(3)苯乙酸的产率＝×100%≈95%。

(4)可用检验Cl－是否存在的方法来判断沉淀是否洗净。

(5)加入乙醇，可增大苯乙酸的溶解度，便于反应充分进行。

20．（14分）某化学小组为测定有机物G的组成和结构，设计实验装置及实验步骤如图：

回答下列问题：

（1）“加热反应管C”和“打开分液漏斗活塞”这两步操作应先进行____________________。

（2）装置B中浓H2SO4的作用是_____________________________________。

（3）装置F中碱石灰的作用是_____________________________________。

（4）若准确称取8.8g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)，洗气瓶D质量增加7.2g。U型管E质量增加17.6g，又知有机物G的质谱图(如图所示)为：

该有机物的分子式为_____________________________________。

（5）另取有机物G8.8g，跟足量NaHCO3溶液反应，生成2.24LCO2(标准状况)，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】（1）打开分液漏斗活塞（2分）

（2）除去O2中的水蒸气（2分）

（3）防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E中（2分）

（4）C4H8O2（4分）

（5）(CH3)2CHCOOH（4分）

【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。

（1）先打开分液漏斗活塞，使A中产生的O2将装置中的空气排出，防止影响有机物燃烧生成CO2和H2O的质量的测定，故答案为：打开分液漏斗活塞；

（2）装置B中浓H2SO4的作用是除去O2中的水蒸气，防止影响有机物燃烧生成H2O的质量的测定，故答案为：除去O2中的水蒸气；

（3）装置F中碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E中，影响有机物燃烧生成CO2质量的测定，故答案为：防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E中；

（4）由图二G的质谱图可知，G的相对分子质量为88，则8.8g样品G的物质的量为0.1mol，经充分燃烧后，洗气瓶D增加的质量为反应生成水的质量，水的物质的量为，U型管E增加的质量为反应生成CO2的质量，CO2的物质的量为，则，，，该有机物的分子式为C4H8O2，故答案为C4H8O2；

（5）8.8g(物质的量为0.1mol)有机物G跟足量NaHCO3溶液反应，生成标准状况下2.24LCO2(物质的量为0.1mol)，说明1个G分子中含有1个羧基，核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6: 1: 1，说明G分子中有3种氢原子，3种氢原子的个数比为6:1:1，则G的结构简式为(CH3)2CHCOOH，故答案为：(CH3)2CHCOOH。