高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第2节 有机化合物结构的测定练习

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第2节 有机化合物结构的测定练习，共14页。试卷主要包含了单选题，实验题，有机推断题等内容，欢迎下载使用。

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
2．NM-3是处于临床试验阶段的小分子抗癌药物，其分子结构如图。下列说法不正确的是
A．该有机化合物的分子式为C12H10O6
B．该有机化合物含有4种官能团
C．该物质不属于芳香族化合物
D．该有机化合物可属于羧酸类
3．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核磁共振氢谱，则该有机物可能是
A．B．(CH3)3CHC．CH3CH2OHD．CH3CH2CH2COOH
4．下列有机化合物分子中，不饱和度为2的是
A．B．
C．D．
5．化合物 X 的相对分子质量为 136，分子式为 C8H8O2。X 分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱和核磁共振氢谱如图。下列关于 X 的说法中不正确的是
A．X 分子属于酯类化合物
B．X 在一定条件下可与3ml H2发生加成反应
C．符合题中 X 分子结构特征的有机物有 1 种
D．与 X 属于同类化合物的同分异构体只有 2 种
6．碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，结构如图所示，下列说法正确的是
A．分子式为B．分子中既有极性键也有非极性键
C．分子中键与键个数之比为D．碳酸亚乙酯不可水解
7．有机化合物K的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A．K的分子式为C8H12NO3Cl，属于芳香族化合物
B．K分子中共有3个C-Hσ键
C．K分子中的碳原子与氨原子的杂化方式完全相同
D．K分子中含有σ键、π键，分子间可以形成氢键
8．叶蝉散对水稻叶蝉和飞虱具有较强的触杀作用，防效迅速，但残效不长。工业上用邻异丙基苯酚合成叶蝉散的过程如下：
下列有关说法正确的是
A．叶蝉散的分子式是B．叶蝉散分子中含有羧基
C．叶蝉散的核磁共振氢谱有8组吸收峰D．邻异丙基苯酚与互为同系物
9．下列有关苯的结构和性质的说法正确的是
A．与是同一种物质，说明苯分子中碳碳双键、碳碳单键交替排列
B．苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟，说明苯含碳量较高
C．常温下苯是无色无味的液态烃
D．向苯中加入溴的四氯化碳溶液，振荡后静置，可观察到液体分层，上层呈橙红色
10．(标准状况下)的某气态烷烃和分子中只有一个碳碳双键的某气态烯烃的混合物在时完全燃烧后，将反应产生的气体缓慢通过浓硫酸，浓硫酸增重，剩余气体通过碱石灰，碱石灰增重。另再取标准状况下的该混合气体，将它通入过量的溴水中，溴水增重。下列说法不正确的是
A．混合气体中一定含有甲烷B．混合气体中的烯烃为丁烯
C．混合气体中的烯烃存在同分异构体D．混合气体中烷烃与烯烃的体积比为
11．下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3：1的是
A．B．
C．D．
12．某超分子的结构如图所示。下列说法不正确的是
A．此超分子中含有酰胺基
B．的分子式为C14H10，其一氯代物有3种
C．此超分子属于高分子
D．此超分子完全燃烧后会生成CO2，干冰晶胞中CO2的配位数为12
13．下列有机物的核磁共振氢谱有6组峰的是
A．B．C．D．
14．腺嘌呤核苷是生产核酸类药物的中间体，结构如图所示，下列说法正确的是
A．腺嘌呤核苷单体发生缩聚反应可以生成核酸
B．该化合物不能发生水解反应
C．核磁共振氢谱有9组峰
D．该化合物中含有4个手性碳原子
15．下列有关溴乙烷的说法正确的是
A．溴乙烷的电子式
B．向溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素：Br-+Ag+=AgBr↓
C．溴乙烷与KOH溶液反应：CH3CH2Br+H2OC2H5OH+KBr
D．用溴乙烷制取乙二醇经过以下几步：消去→加成→水解
二、实验题
16．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___。
17．化学上常用燃烧法确定有机物的组成，这种方法是在电炉加热下用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。本实验是通过A、B装置的质量改变，确定有机物M的组成。
回答下列问题：
(1)装置的连接顺序(从左到右)是_______(填序号，装置不能重复使用)。
(2)C装置的作用是_______
(3)E装置中反应的化学方程式为_______
(4)F装置(燃烧管)中CuO的作用是_______
(5)本实验中，F装置反应完全后继续通入一段时间O2的目的是_______
(6)若实验中所取纯样品M只含C、H、O三种元素中的两种或三种，M的相对分子质量小于150，准确称取2.44gM，经充分反应后，A管质量增加6.16g，B管质量增加1.08g。
①该样品M的实验式为_______
②能否确定M的分子式_______(填“能”或“不能”)。
三、有机推断题
18．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行了如下实验探究。
步骤一：这种烃X的蒸气通过热的氧化铜，可被氧化成二氧化碳和水，再用无水氯化钙吸收水，氢氧化钠浓溶液吸收二氧化碳。实验测得，2.12 g烃X的蒸气通过热的氧化铜被氧化生成7.04 g二氧化碳和1.80 g水。
步骤二：通过仪器分析知X的相对分子质量为106。
步骤三：如图Ⅰ，用核磁共振仪测出X的核磁共振氢谱有2组峰，其面积之比为2∶3。
步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ。
试回答下列问题：
(1)X的分子式为___________，名称为___________。
(2)步骤二中的仪器分析方法为___________。
(3)写出符合下列条件的X的同分异构体的结构简式：___________。
①芳香烃 ②苯环上的一氯代物有三种
(4)以X为原料可制得另一种重要的化工产品邻苯二甲酸(PTA)，查阅资料得知PTA在水中的溶解度随着温度的升高明显增大。若得到的PTA粗产品中有部分不溶性杂质，请简述实验室中提纯PTA的方法：___________。
19．某种具有菠萝气味的香料M是有机化合物A与苯氧乙酸发生酯化反应的产物。苯氧乙酸的结构可表示为：
(1)有机化合物A中一定含有的官能团的名称是_______。
(2)5.8g A完全燃烧可产生0.3ml CO2和0.3ml H2O，A的蒸气对氢气的相对密度是29，A分子中不含甲基，且为链状结构，其结构简式是_______。
(3)苯氧乙酸有多种属于酯类的同分异构体，请写出能与FeCl3溶液发生显色反应，且苯环上有2种一硝基取代物的同分异构体的结构简式_______。
(4)已知：
R-CH2-COOH
R-ONaR-O-R’
M的合成路线如下：
①试剂X可选用的是_______
a.CH3COONa溶液 b.NaOH溶液 c.NaHCO3溶液 d.Na2CO3溶液
②C的结构简式是_______，反应②的反应类型是_______。
③请写出反应④的化学方程式_______。
参考答案：
1．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，选项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，选项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，选项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，选项D正确；
答案选C。
2．C
【详解】A．根据该有机化合物的结构简式可知,其分子式为，A正确；
B．有机化合物含有4种官能团，分别是羧基、酯基、碳碳双键和酚羟基，B正确；
C．分子中含有苯环，故该物质属于芳香族化合物，C错误；
D．分子中含有羧基，该有机化合物可属于羧酸类，D正确；
故选C。
3．A
【详解】A．由核磁共振氢谱可知，该有机物中有两种位置的氢原子，比值为3：2，故A项符合题意；
B．(CH3)3CH的核磁共振氢谱有两组峰，峰面积之比为9：1，故B项不符合题意；
C．CH3CH2OH的核磁共振氢谱有三组峰，故C项不符合题意；
D．CH3CH2CH2COOH的核磁共振氢谱有四组峰，故D项不符合题意；
故答案选A。
4．C
【详解】A．苯酚分子内含1个苯环，不饱和度为4，A不符合；
B．羟基取代环己烷中1个氢原子，不饱和度为1，B不符合；
C．分子内含1个碳碳三键，不饱和度为2，C符合；
D． 分子内含1个酯基，不饱和度为1，D不符合；
答案选C。
5．D
【分析】化合物X的分子式为C8H8O2，X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1：2：2：3，说明分子中含有4种H原子，根据含有一个取代基的苯环上有三种氢原子，个数分别为1、2、2，所以剩余侧链上的3个氢等效，为-CH3，结合红外光谱可知，分子中存在酯基，且存在结构，故有机物X的结构简式为。
【详解】A． X为，含有酯基，属于酯类化合物，故A正确；
B．X含有一个苯环，苯环在一定条件下可与3ml H2发生加成反应，故B正确；
C．结合分析，X只有一种，故C正确；
D．含有酯基、苯环，若为羧酸与醇形成的酯有：甲酸苯甲酯，苯甲酸甲酯，若为羧酸与酚形成的酯，可以是乙酸酚酯，可以是甲酸与酚形成的酯，甲基有邻、间、对三种位置，所以共6种异构体，与A属于同类化合物的同分异构体只有5种，故D错误；
故选：D。
6．B
【详解】A．该有机物分子中含有3个C原子、3个O原子，不饱和度为2，则H原子数为4，从而确定分子式为，故A错误；
B．C原子之间存在非极性键，C原子与O原子、C原子与H原子之间存在极性键，故B正确；
C．1个该分子中含有10个键、1个键，所以分子中键与键个数之比为，故C错误；
D．碳酸亚乙酯属于酯类，在酸性、碱性条件下都可以水解，故D错误；
故选B。
7．D
【详解】A．根据结构简式可知，K分子中含有8个C原子、1个N原子、3个O原子、1个Cl原子，不饱和度为5，则含H原子数为8，分子式为C8H8NO3Cl，A错误；
B．K分子中共有5个C原子与H原子相连，所以共含5个C-Hσ键，B错误；
C．K分子中的碳原子的杂化方式有、两种，氮原子的杂化方式是，C错误；
D．K分子中含有苯环、碳氧双键和单键，因此含有σ键、π键，含有氨基和羟基，分子间可以形成氢键，D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．根据叶蝉散的结构简式可得其分子式是，A错误；
B．由叶蝉散的分子结构可知叶蝉散中不含有，B错误；
C．由叶蝉散的结构简式可知，叶蝉散分子中含有8种不同化学环境的氢原子，则叶蝉散的核磁共振氢谱有8组吸收峰，C正确；
D．邻异丙基苯酚属于酚，属于醇，二者类别不同，则邻异丙基苯酚与不互为同系物，D错误；
综上，本题选C。
9．B
【详解】A．与是同一种物质，说明苯分子中不是碳碳双键、碳碳单键交替排列，A错误；
B．苯的分子式为，含碳量大，在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟，B正确；
C．苯具有特殊气味，常温下为液态，C错误；
D．四氯化碳与苯互溶，苯与溴的四氯化碳溶液混合后振荡、静置，液体不分层，D错误；
故选B。
10．B
【分析】标准状况下该混合气体的物质的量为，在时完全燃烧产生水蒸气和二氧化碳，浓硫酸增加的质量即产生水的质量，，则混合烃中含有氢原子；碱石灰增加的质量即产生二氧化碳的质量，，则混合烃中含有碳原子；混合烃的总质量为，所以混合烃的平均摩尔质量为，摩尔质量小于的烃只有甲烷，则混合气体中一定含有甲烷；将混合气体通入溴水，溴水增加的质量为烯烃的质量，则可得，所以，，结合可得该烯烃的摩尔质量为，设烯烃的分子式为，则有，以该烯烃为，结构简式为。
【详解】A．由分析可知混合烃中的烷烃为，烯烃为丙烯，A正确；
B．由分析可知混合烃中的烯烃为丙烯，B错误；
C．环丙烷与丙烯互为同分异构体，分子式均为，C项确；
D．根据分析可知混合烃中，，同温同压下气体体积之比等于物质的量之比，烷烃与烯烃的体积比为，D项正确；
故选B。
11．B
【分析】核磁共振氢谱只出现两组峰，说明只有两种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为3：1，说明两种氢原子的个数比为3：1。
【详解】A．中含有3种不同化学环境的氢原子，故A错误；
B．中含有2种不同化学环境的氢原子，两种氢原子个数比为6：2=3：1，故B正确；
C．中含有3种不同化学环境的氢原子，故C错误；
D．中含有2种不同化学环境的氢原子，两种氢原子的个数比为6：4=3：2，故D错误。
故选B选项。
12．C
【详解】A．从此超分子的结构图中可以看出，分子中含有多个酰胺基，A正确；
B．分子中有14个碳原子，不饱和度为10，则分子式为C14H10，该分子中有3种氢原子(带∗号位置)，则其一氯代物有3种，B正确；
C．此超分子的相对分子质量小于10000，则不属于高分子，C不正确；
D．此超分子中含有碳元素，完全燃烧后会生成CO2，干冰晶胞中CO2分子位于顶点和面心，配位数为=12，D正确；
故选C。
13．A
【详解】A．该分子结构不对称，含6种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有6组峰，峰面积比为1:1:1:1:1:3，A正确；
B．该分子中含4种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1:1: 1: 3，B错误；
C．该分子中含4种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1:2:2:3，C错误；
D．苯中的六个氢原子是完全相同的，核磁共振氢谱有1组峰，D错误；
故选A。
14．D
【分析】根据有机物含有的官能团进行判断反应类型，磷酸和氨基可以发生缩聚形成核酸，根据醚键、羟基、氨基的性质进行判断；手性碳原子利用对称性进行判断。
【详解】A．腺嘌呤核苷没有磷酸基，不能与氨基发生反应生成核酸，故A错误；
B．该有机物中含有醚键，在一定条件下能发生水解，故B错误；
C．根据等效氢判断方法，该有机物含有11组氢原子，有11组峰，故C错误；
D．根据碳原子接4个不同的原子或原子团的是手性碳原子进行判断，含氧环中的4个碳原子是手性碳原子，故D正确；
故选D。
【点睛】此题考查有机物中的官能团的判断及性质，利用官能团判断有机物可能发生的性质，利用结构判断是否是手性碳原子。
15．D
【详解】A．溴乙烷是共价化合物，电子式为，故A错误；
B．溴乙烷是非电解质，不能电离出自由移动的氯离子，不能与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀，故B错误；
C．溴乙烷在氢氧化钾水溶液共热发生取代反应生成乙醇和溴化钾，反应的化学方程式为CH3CH2Br+KOH CH3CH2OH+KBr，故C错误；
D．用溴乙烷制取乙二醇的步骤为溴乙烷在氢氧化钾醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，乙烯与溴水发生加成反应生成1，2—二溴乙烷，1，2—二溴乙烷在氢氧化钾水溶液共热发生取代反应生成乙二醇，涉及的反应为消去→加成→水解，故D正确；
故选D。
16．(1)打开分液漏斗活塞
(2)除去O2中的水蒸气
(3)防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E中
(4)C4H8O2
(5)(CH3)2CHCOOH
【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）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0.1ml，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0.1ml)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0.1ml)，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。
17． EDFBAC 防止空气中的水蒸气和CO2进入A影响有机物生成的CO2质量的测定 2H2O22H2O+O2↑ 使有机物被充分氧化生成CO2和水 将生成的CO2和水蒸气赶入后续装置中被充分吸收 C7H6O2 能
【分析】E装置中产生氧气，经浓硫酸干燥后通入装有样品的F中，样品被氧化为CO2和水，水被CaCl2吸收，CO2被NaOH溶液吸收，在A后连接C，防止空气中的水蒸气和CO2进入A影响有机物生成的CO2质量的测定。
【详解】(1)先用E装置制取氧气，氧气氧化有机物，但在通入F之前，需要将氧气中的水蒸气用浓硫酸除去，干燥的氧气氧化样品，生成CO2和水。要先通过CaCl2吸收水蒸气，因为NaOH既能吸收CO2，也能吸收水蒸气，再通入A中，装置的最后连接C，所以装置的连接顺序(从左到右)是EDFBAC。
(2)C装置的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入A影响有机物生成的CO2质量的测定。
(3)E装置中用双氧水在MnO2催化下制取氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑。
(4)CuO具有氧化性，可以使有机物被充分氧化生成CO2和水。
(5)本实验中，F装置反应完全后继续通入一段时间O2，目的是将生成的CO2和水蒸气赶入后续装置中被充分吸收。
(6)① A管质量增加6.16g，即生成的CO2为6.16g，物质的量为0.14ml，说明有机物中C有0.14ml，C的质量为1.68g；B管质量增加1.08g，即生成的水为1.08g，物质的量为0.06ml，说明有机物中H有0.12ml，H的质量为0.12g，1.68g+0.12g＜2.44g，说明该有机物中有氧元素，O的质量为2.44g-1.68g-0.12g=0.64g，物质的量为0.04ml，则该有机物中C、H、O的个数比为0.14:0.12:0.04=7:6:2，则该样品的实验式为C7H6O2。
②M的实验式为C7H6O2，实验式的相对分子质量为122，已知M的相对分子质量小于150，所以M的分子式即为实验式，能确定M的分子式。
18．(1) C8H10 对二甲苯
(2)质谱法
(3)、
(4)将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体
【分析】本题主要考查的是有机物结构式的确定、限制条件同分异构体书写、物质的分离提纯，意在考查学生的分析推理能力和知识应用能力，解题的关键是正确识别核磁共振氢谱和红外光谱。
【详解】（1）烃的物质的量为，生成二氧化碳为，生成水为，则分子中、，故的分子式为，的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而核磁共振谱有个峰，其面积之比为：，则为，名称为对二甲苯，故答案为：；对二甲苯 二甲苯；
（2）步骤二通过仪器分析得知的相对分子质量，该方法称为质谱法，故答案为：质谱法；
（3）的同分异构体符合下列条件：芳香烃，苯环上一氯代物有三种，符合条件的同分异构体有：，
故答案为：；
（4）在水中的溶解度随着温度的升高明显增大，且粗产品中杂质不溶于水，提纯的实验方法：将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体，则实验室中提纯的方法为重结晶。
19．(1)羟基
(2)CH2=CH-CH2OH
(3)、、
(4) bd CH2ClCOOH 取代反应 +CH2=CHCH2OH+H2O
【详解】（1）有机化合物A能与苯氧乙酸发生酯化反应，说明有机化合物A含有羟基。
（2）5.8g有机物A燃烧可产生0.3ml CO2和0.3ml H2O，说明该有机物中含有0.3ml C和0.6ml H，根据质量守恒可知，该有机物A中还含有O原子，其O原子的物质的量为0.1ml，又因A的蒸汽相对氢气的密度为29，则有机物A的摩尔质量为58g/ml，有机物A中不含甲基，且为链状结构，则有机物A的结构简式为CH2=CH-CH2OH。
（3）能与FeCl3发生显色反应说明结构中存在酚羟基，苯环上有两种一硝基取代物的同分异构体有3种，分别为：、、。
（4）①苯酚具有弱酸性，可以与NaOH反应生成苯酚钠，同时苯酚的酸性仅强于碳酸根，则苯酚也可以和碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠，故答案选db；
②根据苯氧乙酸的结构，苯氧乙酸可以由苯酚钠可以与有机物C反应生成，故有机物C中应含有羧基，又由于有机物C为有机物B与Cl2反应得到的，因此有机物C中应含有卤原子，卤原子与Na反应生成NaCl，因此可推断有机物C为CH2ClCOOH，则有机物B为CH3COOH；有机物B反应生成有机物C的反应类型为取代反应；
③苯氧乙酸与有机物A反应生成有机物M的化学反应式为+CH2=CHCH2OH+H2O。