高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1章 有机化合物的结构与性质 烃第2节 有机化合物的结构与性质达标测试

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1章 有机化合物的结构与性质 烃第2节 有机化合物的结构与性质达标测试，共15页。试卷主要包含了单选题，判断题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．分子式为的有机物中，属于醇的同分异构体有(不考虑立体异构)
A．2种B．3种C．4种D．6种
2．中国工程院李兰娟院士团队公布研究成果，药物阿比朵尔对新冠病毒有明显抑制作用，其分子结构如图所示，下列说法正确的是
A．其分子式为
B．分子中碳原子均采取杂化
C．阿比朵尔为芳香烃
D．分子结构中含有多个官能团，如羟基，酯基，碳溴键，苯环
3．有甲、乙两种有机物其结构如图所示，下列说法正确的是
A．两者既不互为同系物，又不是同分异构体
B．甲比乙的沸点高，密度大
C．甲、乙的一氯代物分别有三种和两种
D．等物质的量的甲与乙完全燃烧，乙消耗氧气多
4．下列各组有机物的同分异构体数目相等的是(不考虑立体异构)
A．和B．和
C．和D．和
5．靛蓝是人类所知最古老的色素之一，广泛用于食品、医药和印染工业，其结构简式如下。下列说法错误的是
A．分子式为C16H10O2N2
B．苯环上的一氯取代产物只有4种
C．所有碳原子不可能共平面
D．1 ml该物质最多能与9 ml H2反应
6．下列物质中互为同分异构体的是
A．O2和O3B．
C．CH3COOH和HCOOCH3D．和
7．一种叠氮桥基配位化合物C的合成方法如图，下列叙述正确的是（ ）
A．基态Br价电子排布式为3d104s24p5
B．NaN3中N立体构型为V形
C．物质C中氮原子杂化形式有sp、sp2、sp3
D．CH3OH是手性分子
8．下列说法正确的是
A．和分子的空间结构相同
B．易溶于可以用“相似相溶”原理解释
C．很稳定，因为水分子之间存在氢键
D． 分子中无手性碳原子
9．运动会上发令枪所用的“火药”成分是氯酸钾和红磷，经撞击发出响声，同时产生白色烟雾。撞击时发生反应：5KClO3+6P=3P2O5+5KCl，则下列有关叙述错误的是（ ）
A．该反应是放热反应
B．产生白色烟雾的原因是生成的P2O5白色固体小颗粒（烟）吸水性很强，吸收空气中的水分，生成磷酸小液滴（雾）
C．因红磷和白磷互为同分异构体，所以上述火药中的红磷可以用白磷代替
D．该上述反应中消耗3mlP时，转移电子的物质的量为15ml
10．有机物X是精细化学品、医药、材料的中间体，其结构简式如图所示。下列关于X的说法正确的是
A．含有三种官能团B．分子式为
C．不能使酸性溶液褪色D．能与溶液反应
二、判断题
11．与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH。(___________)
12．含有碳碳双键的有机物属于烯烃。( )
13．有3种同分异构体。(_______)
14．M()和N()互为同系物。( )
15．中含有醚键、醛基和苯环三种官能团。(______)
三、解答题
16．我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。青蒿素是治疗疟疾的有效药物，属于酯类化合物，其分子结构如图所示。
(1)从黄花高中提取青蒿素的流程如下：
研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程，实验结果如下：
①分离黄花蒿残渣与提取液的实验操作是 。
②提取青蒿素使用的溶剂最好选择 。
③研究发现，青蒿素分子中的某个基团受热不稳定，据此分析用乙醇作溶剂，提取效率偏低，不能达到理想效果的原因是 。
④蒸馏操作中用到的玻璃仪器有：蒸馏烧瓶、 、冷凝管、尾接管、锥形瓶；为防止发生燃烧、爆炸，加热过程中不宜用明火，综合考虑受热均匀等因素宜采用 加热方式。
(2)研究还发现，将青蒿素通过下面反应转化为双氢青蒿素，治疗疟疾的效果更好。
该反应的反应类型是 。
(3)提取并转化青蒿素治疗疟疾的过程中，应考虑物质的 、 等性质。
17．实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下：
相关信息列表如下：
装置示意图如下图所示，实验步骤为：
①在圆底烧瓶中加入10mL冰乙酸、5mL水及9.0g FeCl3∙6H2O，边搅拌边加热，至固体全部溶解。②停止加热，待沸腾平息后加入2.0g安息香，加热回流45~60min。
③加入50mL水，煮沸后冷却，有黄色固体析出。
④过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶1.6g。
回答下列问题：
(1)仪器A中应加入 (填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是 ；冷却水应从 (填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中，安息香必须待沸腾平息后方可加入，其主要目的是 。
(4)在本实验中，FeCl3为氧化剂且过量，其还原产物为 ；某同学尝试改进本实验：采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行？简述判断理由 。
(5)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量 洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品，可用重结晶的方法进一步提纯。
a．热水 b．乙酸 c．冷水 d．乙醇
(6)本实验的产率最接近于 (填标号)。
a．85% b．80% c．75% d．70%
18．青蒿素是治疗疟疾耐药性效果最好的药物。近年来随着研究的深入，青蒿素其他作用也越来越多被发现、应用、研究，如抗肿瘤、抗病毒、治疗肺动脉高压等。
已知：①青蒿素可溶于乙醇、乙醚，在水中几乎不溶，熔点为156～157℃。
②乙醇的沸点为78℃，乙醚的沸点为34.5℃。
③青蒿素受热不稳定。
实验室提取青蒿素流程如图所示。
(1)实验前要对青蒿进行粉碎，其目的是 。用乙醚提取青蒿素的效果比乙醇好，原因是 。
(2)操作Ⅰ在索氏提取器中(如图所示)进行，实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至装置a，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与青蒿粉末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对青蒿粉末的连续萃取。索氏提取的青蒿素位于 (填“圆底烧瓶”或“索氏提取器”)中。
(3)操作Ⅲ的过程可能是 (填字母)。
a．加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶
b．加70%的乙醇溶解、水浴加热、冷却结晶、过滤
c．加入乙醚进行萃取分液
(4)青蒿素与碘化钠反应生成碘单质(反应的青蒿素与生成的碘单质的物质的量之比为1：1)。为测定产品中青蒿素的纯度，取样品8.0g配制成250mL溶液，取25.00mL加入锥形瓶中，再加入足量的KI溶液和几滴淀粉溶液，用溶液测定，共消耗溶液。(已知：，)。青蒿素的纯度为 (写出计算过程)。
(5)在一定条件下，可对青蒿素分子结构进行修饰，如图所示。从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效要 (填“高”、“低”或“差不多”)。
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
35
提取效率
几乎为0
35%
95%
物质
性状
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
安息香
白色固体
133
344
难溶于冷水
溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮
淡黄色固体
95
347
不溶于水
溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸
无色液体
17
118
与水、乙醇互溶
参考答案：
1．C
【详解】分子式为的有机物中，属于醇的同分异构体可以看成丁基（-C4H9）和羟基的结合，丁基有4种，则丁醇有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH 4种，故选C。
2．A
【详解】A．根据该有机物的结构简式，可知其分子式为，故A正确；
B．分子中含有单键碳，单键碳采用sp3杂化，苯环中的碳原子和双键碳原子采取杂化，故B错误；
C．阿比朵尔含有C、H、N、O、S、Br等元素，为烃的衍生物，故C错误；
D．分子结构中含有多个官能团，如羟基、酯基、碳溴键，苯环不是官能团，故D错误；
选A。
3．B
【详解】A．二者结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，因此二者互为同系物，A错误；
B．二者都是由分子构成，结构相似，物质的相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高。由于甲的相对分子质量比乙大，所以甲比乙的沸点高，密度大，B正确；
C．甲、乙分子中含有2种H原子，因此其一氯代物有2种，C错误；
D．甲分子式是C6H14，乙分子式是C4H10，物质的分子中含有的C、H原子数越多，等物质的量的物质燃烧反应消耗O2就越多。由于甲分子中含有C、H原子数多，所以甲燃烧消耗的O2多，D错误；
故合理选项是B。
4．D
【详解】A． 是戊烷，只存在碳链异构，根据减碳法可知戊烷的同分异构体有三种：CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4；分子式为，其同分异构体可能为烯烃也可能是环烷烃，若为烯烃，则同分异构体有3种：CH2=CHCH2CH3，CH3CH=CHCH3, CH2=C(CH3)2；若为环烷烃，则可能有2种：甲基环丙烷，环丁烷，故的同分异构体共有5种，故A不符合；
B．为丁烷，只存在碳链异构，有正丁烷和异丁烷2种；分子式为的可以为丙醇，根据官能团异构可知其同分异构体可能是醇类也可能是醚类，如果是醇类，则有2种：CH3CH2CH2OH，CH3CH(OH)CH3；如果是醚类，则有1种：CH3OCH2CH3，总共3种，故B不符合；
CH2ClCH2CH2CH3，CH3CHClCH2CH3，CH2ClCH(CH3)2，CCl(CH3)3，故C不符合；
D．丙基有2种，故有2种同分异构体，可以为乙醇和甲醚，也只有2种，二者相同，故D符合；
故选D。
5．C
【详解】A．根据结构简式可知，分子式为C16H10O2N2，选项A正确；
B．如图所示，苯环上的一氯取代产物只有4种，选项B正确；
C．所有碳原子都为sp2杂化，当双键碳原子与苯环共面时，有可能所有碳原子共平面，选项C错误；
D．1 ml该物质中有2ml苯环、1ml碳碳双键、2ml羰基，一共9 ml H2反应，选项D正确；
答案选C。
6．C
【详解】A．O2和O3是由氧元素形成的性质不同的单质，二者互为同素异形体，A错误；
B．根据甲烷的正四面体结构判断，图示结构表示同一种物质，B错误；
C．CH3COOH和HCOOCH3分子式均为C2H4O2，结构不同，二者互为同分异构体，C正确；
D．2-甲基丙烷和2-甲基丁烷结构相似，分子组成相差1个CH2原子团，二者互为同系物，D错误。
故选C。
7．C
【详解】A. Br价电子为7，为N层电子，Br价电子排布式为4s24p5，故A错误；
B. N与CO2为等电子体，电子数都为16，为直线形分子，故B错误；
C. 物质C中氮原子成键方式有、和—N=NN三种方式，氮原子杂化形式为sp、sp2、sp3，故C正确；
D. 手性分子应连接4个不同的原子或原子团，CH3OH不是手性分子，故D错误；
故选：C。
8．B
【详解】A． 中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3、故空间构型为平面正三角形；PCl3中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4，故为sp3杂化、空间构型为三角锥形；、分子的空间结构不相同，A错误；
B．与均为非极性分子，则易溶于可以用“相似相溶”原理解释，B正确；
C． 很稳定，因为水分子内O-H很牢固，稳定性与分子之间的氢键无关，C错误；
D． 手性碳原子一定是饱和碳原子，手性碳原子所连接的四个基团是不同的，则分子中有1个手性碳原子，D错误；
答案选B。
9．C
【分析】5KClO3+6P=3P2O5+5KCl中，Cl元素的化合价由+5价降低为-1价，P元素的化合价由0升高为+5价，并注意结合习题中的信息来解答。
【详解】A． “火药”成分是氯酸钾和红磷，经撞击发出响声，可知该反应为放热反应，故A正确；
B． 生成物中有P2O5白色固体小颗粒(烟)，其吸水性很强，吸收空气中的水分，生成磷酸小液滴(雾)，故B正确；
C．红磷和白磷为同种元素的不同单质，互为同素异形体，且白磷着火点低，不能将火药中的红磷可以用白磷代替，故C错误；
D． P元素的化合价由0升高到+5价，则消耗3mlP时，转移电子的物质的量为3ml×(5−0)=15ml，故D正确；
故选C。
10．A
【详解】A．X中含有碳碳双键、碳碳三键、羟基三种官能团，A项正确；
B．有机物X的分子式为，B项错误；
C．X中含有碳碳双键、碳碳三键，则能使酸性溶液褪色，C项错误；
D．X中含有羟基为醇羟基，则X不能与NaOH溶液反应，D项错误；
答案选A。
11．正确
【详解】与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH，共2种，故正确。
12．错误
【解析】略
13．错误
【详解】相当于是丁烷分子中的1个氢原子被氯原子取代得到的产物，丁烷分为正丁烷和异丁烷，二者均有两类氢原子，所以有四种同分异构体，因此说法错误。
14．错误
【详解】和互为同分异构体；故原题说法错误；故答案为错误。
15．错误
【详解】只含有酯基，答案为：错误。
16．(1) 过滤 乙醚 乙醇沸点较高，分离时造成青蒿素受热被破坏，提取效率偏低 温度计 水浴
(2)还原反应或加成反应
(3) 沸点 稳定性、溶解性
【详解】（1）①分离黄花蒿残渣与提取液的操作是分离难溶性固体与可溶性液体混合物，该实验操作方法是名称是过滤；
②由已知信息可知：青蒿素不溶于水，在酒精中溶解度不大，而易溶于乙醚，而且水与乙醇互溶，而与乙醚互不相溶，所以提取青蒿素使用的溶剂最好选择乙醚；
③研究发现，青蒿素分子中的某个基团受热不稳定，据此分析用乙醇作溶剂，提取效率偏低，不能达到理想效果的原因是乙醇沸点相对乙醚来说较高，分离时易造成青蒿素受热被破坏，导致其提取效率偏低；
④蒸馏操作中用到的玻璃仪器有：蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶；为防止发生燃烧、爆炸，加热过程中不宜用明火，综合考虑受热均匀等因素宜采用加热方式是水浴加热；
（2）根据青蒿素与双氢青蒿素分子结构的不同，可知是青蒿素分子中的羰基变为羟基，青蒿素发生加成反应产生双氢青蒿素，由于得氢被还原，得氧被氧化，所以青蒿素与氢的加成反应又叫还原反应；
（3）根据前边已知信息可知：在提取并转化青蒿素治疗疟疾的过程中，应考虑到物质的稳定性、溶解性等性质。
17．(1)油
(2) 球形冷凝管 a
(3)防止暴沸
(4) FeCl2 可行，空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应
(5)a
(6)b
【分析】由安息香制备二苯乙二酮时，先将作为溶剂的10m冰乙酸、5mL水及催化剂(9.0g FeCl3∙6H2O)在圆底烧瓶中混合，边搅拌边加热，至固体全部溶解；为防止液体暴沸，停止加热后待溶液沸腾平息后加入2.0g安息香，加热回流45~60min，让安息香充分氧化；加入50mL水，煮沸后冷却，有黄色固体析出；过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品；粗品用75%的乙醇重结晶，得二苯乙二酮晶体。
【详解】（1）从表中数据可以看出，反应物的沸点都高于100℃，而水的沸点只有100℃，所以仪器A中应加入油作为热传导介质。
（2）仪器B的名称是球形冷凝管；冷却水应下进上出，即从a口通入。
（3）往沸腾的液体中加入液体或固体物质，应待液体冷却至一定温度后再加入，以防喷出伤人，则实验步骤②中，安息香必须待沸腾平息后方可加入，其主要目的是防止暴沸。
（4）在本实验中，FeCl3为氧化剂且过量，则铁元素由+3价降为+2价，其还原产物为FeCl2；某同学采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮，FeCl3的还原产物FeCl2能被空气中O2氧化为FeCl3，则该方案可行。判断理由：空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应。
（5）若粗品中混有少量未氧化的安息香，表中信息显示，安息香易溶于热水，而二苯乙二酮难溶于水，所以可用少量热水洗涤的方法除去，故选a。
（6）安息香的相对分子质量为212，二苯乙二酮的相对分子质量为210，理论上，2.0g安息香参加反应，可生成二苯乙二酮的质量为≈1.98g，二苯乙二酮的实际产量为1.6g，则本实验的产率为≈80.0%，最接近于80%，故选b。
【点睛】提纯固体有机物时，常采用重结晶法。
18．(1) 增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出速率和浸取率 乙醚沸点低，蒸馏时需要的温度低，青蒿素不易分解
(2)圆底烧瓶
(3)b
(4)70.5%
(5)高
【分析】首先用乙醚从干燥破碎的青蒿中萃取出青蒿素，分离得到提取液，再通过蒸馏的方式分离乙醚和粗品，再对粗品提纯即可得到精品，以此解答。
【详解】（1）实验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，提高青蒿素的浸出速率和浸取率。用乙醚提取青蒿素的效果比乙醇好，原因是乙醚沸点低，蒸馏时需要的温度低。
（2）操作1进行时，青蒿素溶于萃取剂乙醚中，由“萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶”可知：索氏提取的青蒿素位于圆底烧瓶中。
（3）a．青蒿素在水中几乎不溶，不能用水溶解，a错误；
b．青蒿素在乙醇中可溶解，加70%的乙醇，然后浓缩、结晶、过滤，就可以提纯青蒿素，b正确；
c．加入乙醚分液后得到的还是混合液，而不是精品，c错误；
故选b；
（4）找到关系式：青蒿素~I2~2，则青蒿素的纯度为。
（5）青蒿素中存在的官能团有醚键和酯基，双氢青蒿素分子中存在的官能团有醚键和羟基，所以与青蒿素相比，双氢青蒿素分子中含有羟基，与水分子能形成氢键，水溶性更好、疗效要高。