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课后作业题

章末质量评估　有机化合物的结构特点与研究方法

(时间:75分钟　满分:100分)

可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　O-16　Ca-40

一、选择题:本题共16小题,共44分。第1—10小题,每小题2分;第11—16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.利用红外光谱对有机化合物分子进行测定并记录,可初步判断该有机化合物分子含有的 (　　)

A.同分异构体数   B.原子个数     C.基团种类   D.氢原子种类

解析:红外光谱可确定物质中的特定结构,即基团的种类。

答案:C

2.下列物质中,能截取出四种官能团结构的是 (　　)

A.

B.

C.

D.

解析:B项能截取出碳碳双键、羧基、羟基、酮羰基。

答案:B

3.下列分离或除杂方法中错误的是 (　　)

A.利用密度与水的密度的差异,用水分离苯和溴苯

B.利用沸点差异,用蒸馏法分离苯和溴苯

C.用降温结晶法除去硝酸钾中的氯化钠

D.用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的少量HCl气体

解析:苯和溴苯互溶且难溶于水,需根据沸点不同采用蒸馏法分离,A项错误、B项正确;根据硝酸钾和氯化钠的溶解度随温度的变化情况不同,可采用降温结晶法除去硝酸钾中的氯化钠杂质,C项正确;HCl能与NaHCO3反应生成CO2,D项正确。

答案:A

4.下列说法中正确的是 (　　)

A.苯分子中含有σ键和π键,可使溴的CCl4溶液褪色

B.有机化合物属于酯类

C.有机化合物CH3NH2属于酰胺类

D.甲基的电子式是

解析:苯分子中虽然含有π键,但不能使溴的CCl4溶液褪色,A项错误;有机化合物分子中含有羧基,属于羧酸类,B项错误;有机化合物CH3NH2是甲胺,属于胺类,C项错误;甲基不带电荷,其电子式是,D项正确。

答案:D

5.科学家利用合成的方法制备了多种与苯组成相同,具有特殊结构的物质,例如盆烯和棱晶烷(结构如图所示)。对这两种物质的叙述中正确的是 (　　)

A.均为烃的衍生物

B.均属于芳香族化合物

C.互为同分异构体

D.均为高分子

解析:盆烯和棱晶烷都只含有C和H两种元素,不是烃的衍生物,A项错误;两者都没有苯环,都不属于芳香族化合物,B项错误;由结构不同,分子式都为C6H6知,两者互为同分异构体,C项正确;两者都是小分子物质,D项错误。

答案:C

6.下列四组物质的分子式或化学式都相同,按物质的分类方法,属于同一类物质的是 (　　)

A.和

B.金刚石和石墨

C.CH3—O—CH3和CH3CH2OH

D.和

解析:按物质的分类,A项、C项、D项都是按官能团分类的;而B项却是无机化合物中的单质,属于同素异形体。

答案:B

7.下列物质中都含有“”,其中有别于其他三种的是 (　　)

A.

B.

C.

D.

解析:D项中“”连接甲基和苯环,属于酯类,其他三种物质中“”的右端连接氢原子,因而都属于羧酸。

答案:D

8.下列物质的类别与所含官能团都正确的是 (　　)

A.　酚类　—OH

B.　羧酸　—CHO

C.　醛类　—CHO

D.　醚类　

解析:苯甲醇中的官能团是醇羟基,A项错误;羧酸中的官能团是—COOH,B项错误;该有机化合物是酯类,官能团是酯基,C项错误;该物质是醚类,官能团是醚键,D项正确。

答案:D

9.如图所示是立方烷的球棍模型,下列说法中正确的是 (　　)

A.它不易燃烧

B.它的二氯代物有两种同分异构体

C.它的三氯代物有三种同分异构体

D.它与苯乙烯()不互为同分异构体

解析:A项,立方烷属于烃,易燃烧;B项,立方烷的二氯代物有3种:两个氯原子在立方体同边有一种情况,两个氯原子的位置在对角有两种情况;C项,立方烷的三氯代物有3种:三个氯原子在同一个面上有一种情况,三个氯原子不在同一个面上有两种情况,①两个氯原子在立方烷的棱上,另一个氯原子在体对角线上,②三个氯原子构成正三角形;D项,苯乙烯的分子式与立方烷的分子式相同,但结构不同,互为同分异构体。

答案:C

10.键线式可以简明扼要地表示碳氢化合物,如表示CH3CH2CH2CH2CH3。则表示的物质及所含化学键的说法中正确的是 (　　)

A.丁烷,只含有σ键

B.丙烷,只含有σ键

C.1-丁烯,含有σ键和π键

D.丙烯,只含有π键

解析:在所给的键线式中有两个拐点和两个终点,所以有4个碳原子,又在分子结构中有一个碳碳双键,所以它是烯烃,为1-丁烯,碳碳双键中含有1个π键,其余是σ键。

答案:C

11.A、B两种烃,其含碳元素的质量分数相同。关于A和B的叙述中,正确的是 (　　)

A.烃A和B的实验式相同

B.烃A和B一定是同分异构体

C.烃A和B不可能是同系物

D.烃A和B各取1 mol,完全燃烧时消耗氧气的质量一定相等

解析:两种烃含碳元素的质量分数相同,则含氢元素的质量分数也相同,即两者实验式也相同;而实验式相同的有机化合物,其分子式可能不同,故它们不一定是同分异构体,也不一定是同系物,其各取1 mol完全燃烧所耗O2的质量也不一定相等。

答案:A

12.下列物质的核磁共振氢谱图中,有5组吸收峰的是 (　　)

A.          B.

C.          D.

解析:核磁共振氢谱图中峰的数目等于氢原子类型的数目。A项分子中含有2种氢原子,错误;B项分子中含有5种氢原子,正确;C项分子中含有4种氢原子,错误;D项分子中含有4种氢原子,错误。

答案:B

13.2-氨基-5-硝基苯甲醚俗称红色基B,主要用于棉纤维织物的染色,也用于制金黄、枣红、黑等有机颜料,其结构简式为,若分子式与红色基B相同,且氨基(—NH2)与硝基(—NO2)直接连在苯环上并呈对位时的同分异构体(包括红色基B)有 (　　)

A.2种          B.4种         C.6种        D.10种

解析:符合要求的同分异构体有与2种;与2种;,—CH3分别在①②③处,3种;,—CH3分别在④⑤⑥处 ,3种。共10种。

答案:D

14.金刚烷是一种具有高度对称结构的烃,其结构为,下列关于金刚烷的叙述中正确的是 (　　)

A.一氯代物有4种

B.二氯代物有6种

C.分子式为C10H14

D.只含有一种化学键

解析:A项,金刚烷是具有高度对称结构的烃,只含有亚甲基(—CH2—)和次甲基上的2种氢原子,其一氯代物有2种,错误;B项,应用定一移一法判断金刚烷二氯代物的种数时,要注意其结构的对称性,切勿重复或漏写,金刚烷的二氯代物有3种,3种,共6种,正确;C项,分子式应为C10H16,错误;D项,分子结构中含有C—C和C—H两种化学键,错误。

答案:B

15.某有机化合物3.1 g完全燃烧,燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水中,石灰水质量增加7.1 g,经过滤得到10 g沉淀。该有机化合物可能是 (　　)

A.乙二醇       B.乙醇      C.乙醛        D.甲醇

解析:n(C)=n(CO2)=n(CaCO3)==0.1 mol,n(H)=2n(H2O)=2×

=0.3 mol,n(O)=

=0.1 mol,有机化合物中N(C)∶N(H)∶N(O)=0.1 mol∶0.3 mol∶0.1 mol=1∶3∶1,符合这一比例要求的为乙二醇(C2H6O2)。

答案:A

16.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:

邻异丙基苯酚　　　　　　　　　　　　叶蝉散

下列说法中正确的是 (　　)

A.叶蝉散的分子式是C11H16NO2

B.叶蝉散分子中含有羧基

C.邻异丙基苯酚的核磁共振氢谱有7组峰

D.邻异丙基苯酚与互为同系物

解析:叶蝉散的分子式是C11H15NO2,A项错误;叶蝉散分子中不含羧基,B项错误;邻异丙基苯酚中有7种不同化学环境的氢原子,则其核磁共振氢谱有7组峰,C项正确;邻异丙基苯酚属于酚,而属于醇,虽然组成上相差2个CH2原子团,但不互为同系物,D项错误。

答案:C

二、非选择题:共56分。

17.(14分)下图是某些有机化合物的碳骨架(氢原子已省略),请回答下列问题。

(1)属于烯烃类的有　　　　　(填字母)。 

(2)写出化合物B的结构简式:　         ,H的分子式为　　　　。 

(3)写出上图有机化合物中官能团的名称:　　　　　　　　　　　　。 

(4)A与C的关系是　　　　　　　　。 

(5)D与G的关系是　　　　　　　　。 

(6)有机化合物种类繁多的原因有 　                (至少答两种原因)。 

解析:(1)含有碳碳双键的烃属于烯烃,由图可知,B、E、F分子中均含有1个碳碳双键,属于烯烃。(2)化合物B分子中含有4个碳原子,有一个,碳碳双键在2号C,其结构简式为;H为环丁烷,分子中含有4个碳原子和8个氢原子,其分子式为C4H8。

(3)由图可知,B、E、F分子中均含有1个碳碳双键,D、G分子中均含有1个碳碳三键,所以含有的官能团为碳碳双键、碳碳三键。

(4)A和C都是丁烷,两者分子式相同,结构不同,所以两者互为同分异构体。

(5)D和G都是炔烃,两者的分子式相同,结构不同,所以两者互为同分异构体。

(6)碳原子连接方式多样,可以是链状,也可以是环状;有机化合物具有同分异构现象,所以有机化合物种类繁多。

答案:(1)BEF

(2)　C4H8

(3)碳碳双键、碳碳三键

(4)互为同分异构体

(5)互为同分异构体

(6)碳原子连接方式多样、有机化合物的同分异构现象

18.(12分)治疗甲型H1N1流感的常见药物有奥司他韦、扎那米韦、金刚乙胺、金刚烷胺以及预防药物如中药材金银花、大青叶等。其中金刚烷胺可按下列路线合成:

已知第尔斯-阿尔德反应(也称双烯合成反应)如下所示:

试回答下列问题。

(1)B的键线式为　      。 

(2)上述物质中,属于同分异构体的是　　　　(填字母)。 

(3)上述反应中,属于加成反应的是　　　　(填序号)。 

(4)金刚烷的核磁共振氢谱有　　　　组峰,金刚烷胺的官能团的结构简式是　　　　。 

解析:(1)由已知信息可知反应①为2分子A发生双烯合成反应,其中一个A分子的两个碳碳双键断裂,重新形成一个碳碳双键,另一分子A只有一个碳碳双键反应,另一个碳碳双键保持不变,则B的键线式为。

(2)C和D的分子式相同,结构不同,互为同分异构体。

(3)双烯合成(反应①)属于加成反应,BC反应②是加成反应。

(4)金刚烷中只存在“”及“—CH2—”基团,故核磁共振氢谱中只存在2组峰,金刚烷胺的官能团是氨基。

答案:(1) 　(2)CD 　(3)①②   (4)2　—NH2

19.(16分)环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表。

*括号中的数据表示该有机化合物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点。

(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇的反应是放热反应,反应剧烈导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,在55~60 ℃下进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~100 ℃的馏分,得到主要含环己酮和水的混合物。

①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为 　　　　                 。 

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 　                     。 

(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a.蒸馏,收集151~156 ℃的馏分;b.过滤;c.在收集到的馏分中加入NaCl固体至饱和,静置,分液;d.加入无水MgSO4固体,除去有机化合物中的少量水。

①上述操作的正确顺序是　　　 (填字母)。 

②上述操作b、c中使用的玻璃仪器,除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要　　　　　　　　　　。 

③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是　　　　　　　　　　　　。 

(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中  有　　　　种不同化学环境的氢原子。 

解析:(1)为了防止酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇放出大量热,使副反应增多,应让其反应缓慢进行,在加入酸性Na2Cr2O7溶液时应缓慢滴加;依据题目信息,环己酮能与水形成具有固定组成的混合物,两者能一起被蒸出。

(2)首先加入NaCl固体,使水溶液的密度增大,使水与有机化合物更容易分离开来,再向有机层中加入无水MgSO4固体,除去有机化合物中少量的水,然后过滤,除去硫酸镁晶体,再进行蒸馏即可;分液需要分液漏斗,过滤需要漏斗。

(3)依据对称性,环己酮分子中有3种不同化学环境的氢原子。

答案: (1)①缓慢滴加

②环己酮和水形成具有固定组成的混合物,一起被蒸出

(2)①c、d、b、a

②漏斗、分液漏斗

③增加水层的密度,有利于液体分层

(3)3

20.(14分)按要求回答下列问题。

(1)有机化合物X的分子式为C4H8O2,其红外光谱如图所示:

则该有机化合物可能的结构为　　　　(填字母)。 

A.CH3COOCH2CH3

B.CH3CH2COOCH3

C.HCOOCH2CH2CH3

D.(CH3)2CHCOOH

(2)有机化合物Y的结构可能有和两种,要对其结构进行物理方法鉴定,可用　　　　　　　　　　　　　。 

①有机化合物Y若为,则红外光谱中应该有　　　　个振动吸收,核磁共振氢谱中应有　　　　组峰。 

②有机化合物Y若为,则红外光谱中应该有　　　　个振动吸收,核磁共振氢谱中应有　　　　组峰。 

解析:(1)A、B项分子中都有两个—CH3,且不对称,都含有、C—O—C,所以A、B项符合图示;C项分子中只有一个—CH3,不会出现不对称的现象;D项分子中没有C—O—C,且—CH3为对称结构。

(2)①中,化学键有、C—O、O—H、C—C、C—H,所以共有5个振动吸收;分子中含有2种氢原子(—CH3、—OH),所以核磁共振氢谱中有2组峰。

②中,化学键有、C—O、C—H,所以共有3个振动吸收;分子中含有2种氢原子,所以核磁共振氢谱中有2组峰。

答案:(1)AB　(2)红外光谱法　①5　2　②3　2