第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 单元训练卷 高中化学人教版（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 单元训练卷一、单选题1．如果家里的食用花生油不小心混入了大量的水，利用所学的知识，最简便的分离方法是（ ） A． B．C． D．2．有机物Ⅰ和Ⅱ的结构式如下，下列说法中不正确的是( )A．Ⅰ和Ⅱ是同分异构体 B．Ⅰ和Ⅱ物理性质有所不同C．Ⅰ和Ⅱ化学性质相同 D．Ⅰ和Ⅱ含12C的质量分数相同3．某有机物的质谱图如图所示，该有机物的结构简式可能是（ ）A． B．C． D．4．按碳骨架分类，下列说法正确的是（ ） A． 属于醇类化合物B． 属于芳香族化合物C．CH 3CH（CH 3 ）2 属于链状化合物D． 属于脂环化合物5．下列说法正确的是（ ） A．CH3COOH和CH3COOCH3互为同系物B．氧气和臭氧互为同位素C．C5H12有四种同分异构体D．金刚石和石墨互为同素异形体6．有机化合物环丙叉环丙烷，由于其特殊的分子结构一直受到理论化学家的注意，右图它的结构示意图。下列关于环丙叉环丙烷的有关说法中错误的是（ ）A．环丙叉环丙烷的二氯取代物有4种B．环丙叉环丙烷不可能是环丙烷的同系物C．环丙叉环丙烷与环己二烯互为同分异构体D．环丙叉环丙烷所有的原子均在同一平面内7．某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是（ ） A．该化合物仅含碳、氢两种元素B．该化合物中碳、氢原子个数比为1：8C．无法确定该化合物是否含有氧元素D．该化合物中一定含有氧元素8．分子式为C4H9Cl的有机物有（ ） A．2种 B．3种 C．4种 D．8种9．下列各项操作，错误的有（ ） A．用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体，从下端流出，上层液体则从上口倒出C．蒸馏操作中，冷凝水是下口进、上口出D．为保证分液漏斗内的液体顺利流出，需将上面的塞子拿下10．关于醇类的下列说法中错误的是( )A．羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇B．醇的官能团异构中一定有酚类物质C．乙二醇和丙三醇都是无色液体，易溶于水和乙醇，其中丙三醇可用于配制化妆品D．相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点高于烷烃11．1mol某烷烃完全燃烧，需要8mol的氧气，这种烷烃的分子式是（ ） A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H1412．能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是（ ） A．质谱 B．红外光谱 C．紫外光谱 D．核磁共振谱13．下列说法正确的是（ ） A．CH2=CH2和CH2=CHCH=CH2互为同系物B． 互为同分异构体C．有机物 的二氯代物有5种D．(CH3)3C-CH=CH2与氢气加成后，生成2，2，3一三甲基戊烷14．含有一个三键的炔烃，氢化后的产物结构简式为： ，此炔烃可能的结构简式有（ ） A．1种 B．2种 C．3种 D．4种15．某有机物的结构简式如图所示，下列说法错误的是（ ）A．该有机物属于烷烃B．该有机物的名称是 甲基 乙基庚烷C．该有机物与2， 二甲基 乙基己烷互为同系物D．该有机物的一氯取代产物共有8种16．下列烷烃的一氯取代物中没有同分异构体的是（ ） A．丙烷 B．丁烷 C．异丁烷 D．新戊烷二、综合题17．煤的综合利用备受关注。有如下的转化关系，CO与H2不同比例可以分别合成A、B，已知烃A对氢气的相对密度是14，B能发生银镜反应，C为常见的酸味剂。（1）有机物C中含有的官能团的名称是 。 （2）反应⑤的反应类型为 。 （3）写出③的反应方程式 。 （4）下列说法正确的是______________。（填字母） A．第①步是煤的液化，为煤的综合利用的一种方法B．有机物B和C都可以与新制氢氧化铜发生反应C．有机物C和D的水溶液都具有杀菌消毒作用D．乙酸乙酯与有机物D混合物的分离，可以用氢氧化钠溶液振荡、静置分液的方法18．有A、B、C、D四种物质，其结构简式如下：（1）A的系统名称是 。 （2）互为同分异构体的是 ；互为同系物的是 。(用“A”、“B”、“C”或“D”回答) （3）A的红外光谱图中有 种键的振动吸收；B的核磁共振氢谱有 个峰；能鉴别四种物质的物理方法是 。 19．C5H12三种同分异构体的结构简式及核磁共振氢谱吸收峰的数量 （1） 、 种 （2） 、 种 （3） 、 种 （4）用系统命名法命名异戊烷 ． 20． （1）Ⅰ.请按要求回答下列问题：用系统命名法命名有机化合物： （2）丙烯加聚制聚丙烯的反应方程式 。（3）Ⅱ.计算。0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8g；再通过灼热CuO充分反应后，固体质量减轻了3.2g，最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰的质量增加17.6g。写出该有机物的化学式 。（4）通过核磁共振氢谱显示有两组峰，请写出该有机物的结构简式 。21．充分燃烧2.8g某有机物A，生成8.8g CO2和3.6g H2O，这种有机物蒸气的相对密度是相同条件下N2的2倍。（1）求该有机物的分子式。（2）该有机物链状同分异构体的结构简式为： 。（3）若有机物A在核磁共振氢谱中只有一个信号峰（即只有一种氢原子），则用键线式表示的结构简式为 。 答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．该装置为过滤装置，用于除去溶液中不溶性杂质，无法用于液液分离，A选项不符合题意；B．该装置是蒸发装置，常用于制备晶体，B选项不符合题意；C．该装置是分液装置，满足题意，C选项符合题意；D．该装置是蒸馏装置，可用于沸点不同的液体和液体间的分离，蒸馏油、水有暴沸的危险，D选项不符合题意；故答案为：C。【分析】油与水不互溶，互不相溶的两液体最简便的分离方法应该是分液，据此分析解答。2．【答案】C【解析】【解答】 Ⅰ和Ⅱ分子式相同、分子结构不同，互为同分异构体，同分异构体不仅物理性质有差异，化学性质也有差异。Ⅰ和Ⅱ含C的质量分数相同，12C是C的稳定同位素，所以Ⅰ和Ⅱ含12C的质量分数相同。故答案为：C【分析】A.乙醇与二甲醚的分子式均为C2H6O，所以Ⅰ和Ⅱ分子式相同、分子结构不同，互为同分异构体， B.Ⅰ和Ⅱ分子式相同、分子结构不同，互为同分异构体，物理性质有差异 C.Ⅰ和Ⅱ分子式相同、分子结构不同，互为同分异构体，官能团不同，化学性质不同 D.Ⅰ和Ⅱ分子式相同、12C的质量分数相同3．【答案】A【解析】【解答】由质谱图可知相对分子质量为78，78÷12=6⋯⋯6，分子式为C6H6，为苯，故答案为：A。 【分析】由质谱图可知相对分子质量为78。4．【答案】C【解析】【解答】解：A．﹣OH与苯环直接相连，则苯酚为酚类物质，故A错误； B．不含苯环，含碳碳双键，则为环烯烃，故B错误；C．CH 3CH（CH3）2为饱和链状烃，为脂肪烃，故C正确；D．含苯环，为芳香烃，故D错误；故选C．【分析】A．﹣OH与苯环直接相连；B．不含苯环，含碳碳双键；C．为饱和链状烃；D．含苯环．5．【答案】D【解析】【解答】A．乙酸官能团为-COOH，乙酸甲酯的官能团为-COO-，二者结构不同，不是同系物，故A不符合题意；B．氧气和臭氧为氧元素的不同单质，二者为同素异形体，故B不符合题意；C．戊烷存在三种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷，故C不符合题意；D．金刚石和石墨为C元素的不同单质，互为同素异形体，故D符合题意；故答案为：D。【分析】同种元素组成的不同单质为同素异形体；分子式相同结构不同的化合物为同分异构体；结构相似，在组成相差1个或若干个CH2原子团的化合物，互为同系物；质子数相同，中子数不同的同种元素的不同核素互为同位素。6．【答案】D【解析】【解答】D单键碳（和烷基类同）上的四个原子不是平面型结构，选项D不正确，故D符合题意。故答案为：D【分析】A.同碳取代一种，邻碳取代，同侧（隔着双键）碳取代，对位（隔着双键）碳取代 B.结构不一样，不是相差n个CH2原子团 C.分子式均为C6H8 D单键碳（和烷基类同）上的四个原子不是平面型结构7．【答案】D【解析】【解答】A.由于化合物的质量为6.4g，大于碳氢元素的质量3.2g，因此化合物中一定含有氧元素，A不符合题意；B.该化合物中、，因此该化合物中碳氢原子的个数比为0.2：0.8=1：4，B不符合题意；C.由于化合物的质量为6.4g，大于碳氢元素的质量3.2g，因此化合物中一定含有氧元素，C不符合题意；D.由于化合物的质量为6.4g，大于碳氢元素的质量3.2g，因此化合物中一定含有氧元素，D不符合题意；故答案为：D【分析】根据质量守恒进行计算。8.8gCO2中所含碳元素的质量，7.2gH2O中所含氢原子的质量为；因此化合物中碳氢元素的质量为2.4g+0.8g=3.2g；据此结合选项进行分析。8．【答案】C【解析】【解答】解：C4H10的同分异构体有：CH3CH2CH2CH3、CH3CH（CH3）CH3， CH3CH2CH2CH3分子中有2种化学环境不同的H原子，其一氯代物有2种；CH3CH（CH3）CH3分子中有2种化学环境不同的H原子，其一氯代物有2种；故C4H9Cl的同分异构体共有4种，故选C．【分析】不考虑对映异构，C4H9Cl可以看作是丁烷中的1个H原子被Cl取代产物，向写出丁烷的同分异构体，根据等效氢判断丁烷的一氯代物种数，据此解答．9．【答案】A【解析】【解答】A．酒精易溶于水，与水互溶不能分层，不符合萃取剂的条件，不能达到萃取的目的，故A符合题意；B．分液漏斗中的下层液体只能从下口放出，若从上口倒出，则下层液体与上层液体相混而不纯，同样上层液体从下口放出时也会使上层液体与残留在漏斗内壁的下层液体相混而不纯，故B不符合题意；C．蒸馏操作中，冷凝水的流向应与蒸汽的流向相反，一般为下口进、上口出，故C不符合题意；D．放出下层液体时，将分液漏斗上面的塞子拿掉使分液漏斗内外气压相等，便于液体顺利流出，故D不符合题意；故答案为：A。 【分析】A.酒精和水是互溶的，不能做萃取剂； B.分液操作时下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出； C.蒸馏操作中，冷凝水是下口进、上口出； D.打开塞子使漏斗内外压强相等。 10．【答案】B【解析】【解答】A. 羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇，A不符合题意；B. 羟基与苯环直接相连的化合物是酚类，所以醇的官能团异构中不一定有酚类物质，B符合题意；C. 乙二醇和丙三醇都是无色液体，易溶于水和乙醇，其中丙三醇可用于配制化妆品，C不符合题意；D. 醇分子中含有羟基，能形成氢键，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点高于烷烃，D不符合题意。故答案为：B。 【分析】A、根据醇的定义进行作答即可； B、羟基直接连接到苯环上的物质属于酚类物质，例如，乙醇的官能团异构中不存在酚类物质； C、根据乙醇的物理性质类比推理乙二醇和丙三醇的物理性质。并掌握丙三醇的用途； D、注意氢键对物质熔沸点的影响。11．【答案】C【解析】【解答】解：设烷烃的化学式为CnH2n+2， 则有： =8，解得n=5，故烷烃化学式为：C5H12，故选C．【分析】设烷烃的化学式为CnH2n+2，燃烧方程式为：CnH2n+2+ O2→nCO2+（n+1）H2O，根据方程式中烃与氧气的定量关系计算．12．【答案】A【解析】【解答】解：A．质谱仪其实是把有机物打成很多小块，会有很多不同的分子量出现，其中最大的那个就是该有机物的分子量，故A正确； B．红外光谱是用于鉴定有机物中所含的各种官能团的，双键，三键，羟基，羧基羰基等等，故B错误；C．紫外光谱是为了了解未知物的初步的化学结构．从光谱信息中得到该物质的基团或者化学键产生的吸收情况，初步判断该物质的结构信息，故C错误；D．核磁共振是检验不同环境的H的数量．有多少种不同的H，就有多少个峰，各个峰的高度大致上能显示各种H的数量比例，故D错误．故选A．【分析】质谱仪其实是把有机物打成很多小块（有规律的，按照各官能团打开，所以一般有点经验的也能从小数字看出这种物质大概含有哪些官能团），会有很多不同的分子量出现，其中最大的那个就是该有机物的分子量．13．【答案】C【解析】【解答】A.二者所含的碳碳双键的数目不同，因此结构不相似，不属于同系物，A不符合题意；B.所给结构中，分子式不都相同，因此不互为同分异构体，B不符合题意；C.由结构的对称性可知，的一氯代物的结构有或两种结构，其中再引入一个氯原子，另一个氯原子的位置为；再引入一个氯原子，另一个氯原子的位置为；因此，的二氯代物共有5种同分异构，C符合题意；D.(CH3)3CCH=CH2与氢气加成后的产物为(CH3)3CCH2CH3，其最长碳链中含有4个碳原子，且2号碳原子上含有两个甲基，因此其名称为2,2-二甲基丁烷，D不符合题意；故答案为：C【分析】A.同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或多个CH2的有机物；B.同分异构体是指分子式相同，结构不同的有机物；C.先根据结构的对称性确定一氯代物，再确定二氯代物的结构；D.根据加氢产物的结构，结合系统命名法进行命名；14．【答案】B【解析】【解答】解：根据炔烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子的碳原子间是对应炔存在C≡C的位置．有如图 所示的3个位置可以还原C≡C键，其中1、2两位置相同，故该炔烃共有2种， 故选B．【分析】加成反应指有机物分子中的不饱和键断裂，断键原子与其他原子或原子团相结合，生成新的化合物的反应．根据加成原理采取逆推法还原C≡C三键，烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子的碳原子间是对应炔存在C≡C的位置．还原三键时注意：先判断该烃结构是否对称，如果对称，只考虑该分子一边的结构和对称线两边相邻碳原子即可；如果不对称，要全部考虑，然后各去掉相邻碳原子的2个氢原子还原C≡C．15．【答案】C【解析】【解答】A根据有机物的结构简式： 中只含C-C和C-H单键，所以属于烷烃，故A不符合题意； B. 该有机物的名称是3-甲基-5-乙基庚烷，故B不符合题意；C. 该有机物与2，5-二甲基本上-3-乙基己烷的分子式为C10H22，3-甲基-5-乙基庚烷的分子式为C10H22，两者属于同分异构体，故C符合题意；D. 结构中有8种类型的氢，故D不符合题意；答案：C。【分析】根据烷烃的命名规律进行判断。找最长连为主链，取代基离主链最近的位置进行编号，顺序由简到繁。烷烃中一卤代物的种类等于烷烃中氢原子的种类数。16．【答案】D【解析】【解答】考查有机物中氢原子种类的判断。首先同一个碳原子上的氢原子是相同的，其次同一个碳原子所连接的所有甲基上的氢原子是相同的，再就是具有对称性结构的（类似于平面镜成像中物体和像的关系）。所以丙烷有2种，正丁烷是2种，异丁烷是2种，新戊烷只有1种，D符合题意；故答案为：D【分析】一氯取代物中没有同分异构体，则该烷烃中所有氢原子都为等效氢，即只含有一种氢原子；据此结合选项所给物质的结构进行分析。17．【答案】（1）羧基（2）加成（或还原）（3）2CO+3H2→CH3CHO+H2O（4）B；C【解析】【解答】（1）有机物C是乙酸，其中含有的官能团的名称是羧基。 （2）反应⑤ 乙醛和氢气发生加成反应生成乙醇，即反应类型为加成反应。 （3）根据原子守恒可知③的反应方程式为2CO+3H2→CH3CHO+H2O。 （4）A．第①步是煤的气化，A不符合题意；B．乙醛和乙酸都可以与新制氢氧化铜发生反应，B符合题意；C．有机物乙酸和乙醇的水溶液都具有杀菌消毒作用，C符合题意；D．乙酸乙酯与有机物D混合物的分离，可以用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液的方法，乙酸乙酯能与氢氧化钠反应，D不符合题意；故答案为：BC【分析】“烃A对H2的相对密度为14,”则烃A的相对分子质量为28，故烃A为乙烯（C2H4）；B能发生银镜反应，则B为乙醛（CH3CHO）；B与H2发生加成反应，乙醛还原为乙醇，因此产物D的化学式为CH3CH2OH；烃A（C2H4）与O2反应生成C，且C和D反应生成CH3COOCH2CH3，因此C的结构简式为CH3COOH；据此结合题干设问进行分析作答。18．【答案】（1）1，2，3，4-丁四醇（2）B和C；A和D（3）4；6；核磁共振氢谱【解析】【解答】(1)A为饱和四元醇，其系统命名法名称为1，2，3，4-丁四醇；(2)B和C分子式均为C5H12O5，结构不同，互为同分异构体；A和D均为饱和四元醇，结构相似，分子组成相差一个CH2，二者互为同系物；(3)A有H-O、O-C、C-H、C-C共4种化学键，因此其红外光谱图中有4种键的振动吸收；B的等效氢有6种，因此其核磁共振氢谱有6个峰；四种物质的等效氢种类分别为4种、6种、7种，2种，四种物质等效氢种类不同，可用核磁共振氢谱鉴别。【分析】（1）定主链，再根据位置之和代数之和最小（2）根据同系物和同分异构体的概念写出即可（3）根据结构式找出成键的种类即可19．【答案】（1）CH3CH2CH2CH2CH3；3；（2）CH3CH2CH（CH3）2；4（3）C（CH3）4；1（4）2﹣甲基丁烷【解析】【解答】解：所有的碳原子在一条链上：CH3CH2CH2CH2CH3，分子中含有3种氢原子，故核磁共振氢谱中吸收峰的个数是3； 拿下1个碳原子作为支链：CH3CH2CH（CH3）2，分子中含有4种氢原子，故核磁共振氢谱中吸收峰的个数是4；拿下2个碳原子作为支链：C（CH3）4，分子中含有1种氢原子，故核磁共振氢谱中吸收峰的个数是1；异戊烷CH3CH2CH（CH3）2分子中最长碳链含有4个C，主链为丁烷，编号从右端开始，在2号C含有1个甲基，该有机物命名为：2﹣甲基丁烷；故答案为：（1）CH3CH2CH2CH2CH3；3；（2）CH3CH2CH（CH3）2；4；（3）C（CH3）4；1；（4）2﹣甲基丁烷；【分析】根据主链减碳作为取代基进行书写戊烷的异构体；根据氢原子种类和核磁共振氢谱中吸收峰的个数相等；烷烃命名选取最长碳链为主链，从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号．20．【答案】（1）2，2，3，4－四甲基戊烷（2）nCH3CH=CH2（3）C2H6O2（4）HOCH2CH2OH【解析】【解答】(1)有机化合物分子中，主链上有5个碳原子，另外还有4个甲基取代基，用系统命名法命名，其名称为2，2，3，4－四甲基戊烷。答案为：2，2，3，4－四甲基戊烷；(2)丙烯发生加聚，生成聚丙烯，反应方程式为nCH3CH=CH2。答案为：nCH3CH=CH2；(3)m(H2O)=10.8g，与CO反应的O原子质量为3.2g，m(CO2)=17.6g，则n(H2O)==0.6mol，n(CO)==0.2mol，n(CO2)==0.4mol，则0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后，产物CO2、CO和H2O(g)的物质的量分别为0.2mol、0.2mol、0.6mol，由此可得出发生反应的化学方程式为：有机物+2O2CO2+CO+3H2O，依据质量守恒定律，可确定该有机物的化学式为C2H6O2。答案为：C2H6O2；(4)通过核磁共振氢谱显示该有机物分子中有两组峰，则分子中有2种不同性质的氢原子，该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH。答案为：HOCH2CH2OH。 【分析】（1）烷烃命名时，选最长的碳链为主链，从离支链近的一端开始编号，命名时表示出支链的位置； （2）丙烯发生加聚反应生成； （3）浓硫酸增重10.8g为反应生成的水的质量，通过灼热氧化铜，固体质量减少等于CuO中氧原子的质量，也等于CO的物质的量，可计算CO的物质的量，利用碱石灰的质量增加了17.6g可计算总CO2的物质的量，根据碳原子守恒计算有机物燃烧生成CO2的物质的量，根据原子守恒计算分子中C、H、O数目，进而求得化学式，结合磁共振氢谱显示有两组峰，书写可能的结构简式。21．【答案】（1）C4H8（2）CH2=CHCH2CH3， CH3－CH=CH－CH3， （3）【解析】【解答】（1）有机物的式量为M=M(N2)×2="28g/mol×2=56g/mol"有机物物质的量：n(A)= =0.05mol同时：n(C)=n(CO2)= =0.2mol n(H)=2n(H2O)=2× =0.4mol n(O)=2.8g—(12g/mol×0.2mol+1g/mol×0.4mol)=2.8g—2.8g=0说明该有机不含氧，是一种烃 1mol该有机物的碳氢比为：n(A):n(C):n(H)=0.05:0.2:0.4=1:4:8该有机物分子式为：C4H8。 （2）符合该分子式的有烯烃和环烷烃，其中该有机物的链状同分异构体有CH2=CHCH2CH3， CH3－CH=CH－CH3， ， （3）环状同分异构体有 和 ；若有机物A在核磁共振氢谱中只有一个信号峰（即只有一种氢原子），则用键线式表示的结构简式是 。故答案为：（1）C4H8；（2）CH2=CHCH2CH3， CH3－CH=CH－CH3， ；（3） 【分析】（1）由相对密度计算有机物的相对分子质量，结合燃烧产生水、CO2的质量确定原子个数比； （2）根据同分异构体的书写规则书写； （3）核磁共振氢谱只有一个信号峰，说明只有一种氢原子，则结构中应含有4个-CH2结构。 CnH2n+2+ O2→nCO2+（n+1）H2O11mol8mol
