第一章 有机化合物的结构特点与研究方法测试题
一、选择题
1．ag某有机物X在足量的氧气中充分燃烧，只生成4.4gCO2和3.6gH2O，下列说法正确的是
A．X不可能是甲烷 B．若X含有三种元素，则a可能为3.2
C．燃烧中消耗的n(X)：n(O2)=1：2 D．X是含氢量最高的有机物
2．下列分离提纯方法不正确的是
A．乙醇中含有少量水，可以加CaO后蒸馏
B．实验室制乙炔中含有杂质H2S，可用硫酸铜溶液洗气
C．用苯萃取分离碘化钠和单质碘的水溶液
D．除去己烷中少量的己烯，加溴水后分液
3．下列表征仪器中，硝基乙烷()和甘氨酸()显示的信号(或数据)完全相同的是
A．元素分析仪 B．质谱仪 C．红外光谱仪 D．核磁共振仪
4．下列反应属于取代反应的是
①CHCl3+Cl2CCl4+HCl
②CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
③C2H4+3O22CO2+2H2O
④CH3CH2CN+Cl2+HCl
⑤+Br2+HBr
⑥CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH2OH+NaBr
A．①②③ B．①③④⑥ C．①④⑤⑥ D．②④⑤⑥
5．下列化学用语表达正确的是
A．乙炔的空间填充模型： B．基态铜原子的价层电子排布式：
C．键电子云轮廓图： D．甲基的电子式：
6．下列对有机化合物的分类正确的是
A．乙烯、聚丙烯属于烯烃 B．己烷、四氯化碳属于脂肪烃
C．苯、环戊烯属于芳香烃 D．环丁烷、甲基环丁烷属于环烷烃
7．C4H10有种熔沸点不同的一氯代物
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
8．下列各大化合物中，能发生酯化、还原、氧化、加成、消去五种反应的是
A． B．
C．CH3-CH=CH-CHO D．HOCH2C(CH3)2CH2CHO
9．我国化学家在基于苯炔的不对称催化研究方面取得了突破，反应示意图如下。下列说法错误的是
A．该反应为加成反应 B．化合物乙的不饱和度为7
C．化合物甲核磁共振氢谱有7组峰 D．化合物甲中没有手性碳原子
10．下列说法错误的是
A．蒸馏时应调整温度计的水银球于蒸馏烧瓶支管口附近
B．提纯液体混合物常用重结晶法
C．萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使溶质从一种溶剂内转移到另一种溶剂的操作
D．常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定
11．下列物质提纯或分离所采用的方法最合适的是
A．用萃取法提取青蒿液中的青蒿素 B．用蒸馏法分离苯和水
C．用萃取法除去工业乙醇中的甲醇 D．用过滤法分离和
12．阿司匹林(Aspirin) 既可以解热镇痛，也可以抑制血栓的形成。其结构如图所示。下列有关说法中，正确的是
A．分子式为C9H7O4
B．分子中含有3种官能团
C．能发生取代、加成、还原反应，不能发生酯化反应
D．易溶于水、乙醇等溶剂
13．现有一物质的核磁共振氢谱如下图所示，则可能是下列物质中的
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OH
C． D．CH3CH2CHO
14．中国科学家在国际上首次实现从到淀粉的实验室人工合成，其部分合成路线如图所示。设表示阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．反应①中转化属于化合反应
B．升高温度一定会加快反应②的反应速率
C．3.0g与DHA的混合物中含碳原子数为0.1
D．DHA和淀粉中碳原子的成键方式完全相同
15．四元轴烯( )、立方烷( )分子式均为，下列对这两种化合物的有关叙述中正确的是
A．分子中的碳原子均为杂化方式 B．分子中碳碳键的键长、键能分别相同
C．均为含有极性键的非极性分子 D．两种化合物均为手性分子
二、填空题
16．回答下列问题
(1) 中含有的官能团的名称为___________。
(2)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物，试书写它的结构简式___________。
(3)用核磁共振仪对分子式为的有机物进行分析，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为，则该化合物的键线式为___________。
(4)分子式为的有机物共有(不含立体异构)___________种。
(5)为有机物 的同分异构体，同时满足如下三个条件的X的结构简式为___________。
①含有苯环：
②有三种不同化学环境的氢，个数比为；
③与足量金属反应可生成。
17．i.下列是八种环状的烃类物质：
(1)互为同系物的有____和____(填名称)。互为同分异构体的有____和____、____和____(填名称，可以不填满，也可以再补充)。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有_____种；金刚烷的一氯取代产物有_____种。
ii.某有机物的结构确定：
(3)测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是，氢的质量分数是，则其实验式是_______。
18．天然产物Ⅴ具有抗疟活性，某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略，Ph表示-C6H5)：
已知：
(1)化合物Ⅰ中含氧官能团有_______(写名称)。
(2)化合物IV能发生银镜反应，其结构简式为_______。
19．化合物VI(C3H6O)有多种同分异构体，其中含结构的有_____种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为______。
20．有机物A的蒸汽密度为6.69g·L-1（已折算为标况），现取15g A完全氧化，产物依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9g，碱石灰增重39.6g。用现代物理方法测定：
①核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5组峰，其峰面积之比为1：2：2：2：3。
②利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子中具有一个苯环结构，一个C－O—C结构和一个C=O结构，且A的苯环上只有一取代基。
③性质实验证明，A能在稀硫酸作用下生成两种有机物，且其中一种有酸性。
(1)通过计算求A的相对分子质量及分子式.
(2)根据谱图信息写出A的三种可能结构
21．含有C、H、O的化合物，其C、H、O的质量比为12∶1∶16，其摩尔质量为116g/mol，它的水溶液能使甲基橙变红，0.58g这种物质能与50mL0.2mol/L的氢氧化钠溶液完全反应，它能使溴水褪色。推断这种物质的结构简式_________(要求写出推断过程)。
22．A、B是相对分子质量不相等的两种烃，无论二者以何种比例混合，只要混合物的总质量不变，完全燃烧后所产生的CO2的质量就不变。
（1）试写出两组符合上述情况的烃的结构简式：
________________和________________；
________________和________________。（与第一组的物质类别不同）
（2）A、B应满足的条件是_____________________________________________。
23．咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10 4，易溶于水及乙醇)约3%~10%，还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，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，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：
(1)实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是___________，圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒___________。
(2)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是___________。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．由、的质量可求出X中，若X是烃，则X是甲烷，A项错误；
B．当X中含有氧元素时，分子中至少有一个氧原子，分子式为，此时，B项正确；
C．甲烷完全燃烧与甲醇完全燃烧时消耗的不同，C项错误；
D．若X中含有氧，则其含氢量较低，D项错误；
答案选B。
2．D
解析：A．CaO与水反应生成氢氧化钙，可增大与乙醇的沸点差异，然后蒸馏分离，故A正确；
B．H2S与硫酸铜溶液反应生成CuS沉淀和硫酸，所以可用硫酸铜溶液洗气除杂，故B正确；
C．碘不易溶于水、易溶于苯，可用苯萃取分离碘化钠和单质碘的水溶液，故C正确；
D．己烯与溴水发生加成反应的生成物易溶于己烷，会引入新杂质，不能除杂，应蒸馏分离，故D错误；
故答案选D。
3．A
解析：A．元素分析仪可确定物质中所含元素的种类，二者为同分异构体，所含元素种类相同，显示的信号(或数据)完全相同，故A符合题意；
B．质谱仪可用于精确测定有机物的相对分子质量，但由于同分异构体的结构不同，故质谱图中显示的碎片相对质量大小可能不完全相同，故B不符合题意；
C．红外光谱仪可确定物质中是否存在某些有机原子团，二者所含官能团不同，则显示的信号(或数据)不相同，故C不符合题意；
D．核磁共振仪用来测定有机物分子中等效氢原子的类型和数目，二者氢原子类型不同，则显示的信号(或数据)不相同，故D不符合题意；
答案选A。
4．C
解析：取代反应的定义是有机物中的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应，它的特点是“有上有下”，据此可以判断:
①是CHCl3的氢原子被氯原子替换的反应，有上有下是取代反应，符合题意；
②是烯烃的加成反应，只上不下，不符合题意；③是燃烧反应不是取代反应，不符合题意；
④是饱和碳原子上的氢被替换的反应，有上有下，是取代反应，符合题意；
⑤是苯环上的氢被溴原子替换的反应，有上有下，是取代反应，符合题意；
⑥CH3CH2CH2Br上的溴原子被羟基取代，有上有下，是取代反应，符合题意；
所以答案为:C。
5．B
解析：A．该项图示表示乙炔的球棍模型，乙炔的空间填充模型为，故A错误；
B．铜的原子序数为29，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，故B正确；
C．该项图示为镜面对称，表示p-p键的电子云轮廓图，故C错误﹔
D．甲基(—CH3 )的电子式为，故D错误。
故选B。
6．D
解析：A．聚丙烯是丙烯发生加聚反应后得到的高分子化合物，不含碳碳双键、不属于烯烃，A错误；
B． 四氯化碳由碳、氯元素组成，不属于脂肪烃，B错误；
C．环戊烯不含苯环、不属于芳香烃，C错误；
D． 环丁烷、甲基环丁烷都满足通式CnH2n，分子内均有1个环，属于环烷烃，D正确；
答案选D。
7．B
解析：C4H10有正丁烷和异丁烷两种结构，其中正丁烷有2种一氯代物，异丁烷也有2种一氯代物。总共有4种一氯代物。
故选B。
8．A
解析：A．该物质含 OH可发生酯化反应；与羟基相连的C上有H原子、可发生氧化反应、羟基的邻位C上有H原子，可发生消去反应，含 CHO可发生加成、还原反应，故A符合题意；
B．该物质中只含羟基，羟基的邻位碳上有H原子，只能发生氧化、消去反应和酯化反应，不能发生加成和还原反应，故B不符合题意；
C．该物质结构中含碳碳双键和醛基，只能发生加成、还原、氧化反应，故C不符合题意；
D．HOCH2C(CH3)2CH2CHO中羟基的邻位碳上不含H原子，不能发生消去反应，故D不符合题意；
答案选A。
9．D
解析：A．由反应示意图可知，苯炔中碳碳叁键的不饱和度变小，为加成反应，A正确；
B．化合物乙中含1个苯环、1个碳环、1个羰基、1个酯基，则不饱和度为4+1+1+1=7，B正确；
C．化合物甲中有7种不同环境的氢，核磁共振氢谱有7组峰，C正确；
D．化合物甲中存在1个手性碳原子(如图*所示)，D错误；
答案选D。
10．B
解析：A．蒸馏时应调整温度计的水银球于蒸馏烧瓶支管口附近，使馏分更纯净，A正确；
B．提纯互溶的液体可用蒸馏(或分馏)法、提纯互不相溶的液体可用分液法，重结晶法是分离溶解度随温度变化不同的可溶性物质，B错误；
C．萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使溶质从一种溶剂内转移到另一种溶剂的操作，C正确；
D．常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定，D正确；
答案选B。
11．A
解析：A．青蒿素在水中的溶解度较小，在乙醚等有机溶剂中溶解度较大，可以用萃取法提取青蒿液中的青蒿素，故A正确；
B．苯和水不互溶，可以用分液的方法分离苯和水，故B错误；
C．乙醇和甲醇互溶的液体混合物，不能用萃取法分离混合物，故C错误；
D．CH2Cl2和CHCl3都是液体，不能用过滤法分离，应该用蒸馏法分离CH2Cl2和CHCl3，故D错误；
故选A。
12．D
解析：略
13．B
【分析】由图可知该物质核磁共振氢谱有四组峰，即该有机物有四种氢原子
解析：A．CH3CH2CH3有两种碳原子，两种氢原子，不符合题意，A错误；
B．CH3CH2CH2OH有三种碳原子，四种氢原子，符合题意，B正确；
C．有两种碳原子，两种氢原子，不符合题意，C错误；
D．CH3CH2CHO含有三种碳原子，三种氢原子，不符合题意，D错误；
答案选B
14．C
解析：A．反应①为，产物不止一种，不是化合反应，选项A错误；
B．高温会导致蛋白质失活，醇氧化酶活性降低或失去催化性能，则升高温度不一定会加快反应②的反应速率，选项B错误；
C．由题图知，DHA的分子式为，最简式为，与的最简式相同，故3．0g和DHA的混合物中含“”，含碳原子数为0.1，选项C正确；
D．DHA中含有饱和碳原子和(酮)羰基碳原子，分别采取、杂化，而淀粉中只有饱和碳原子，采取杂化，故二者成键方式不完全相同，选项D错误；
答案选C。
15．C
解析：A．四元轴烯中碳原子为sp2杂化，立方烷中碳原子为sp3杂化，故A错误；
B．四元轴烯分子中含有碳碳双键和碳碳单键，碳碳双键和碳碳单键的键长、键能不相同，故B错误；
C．两种分子中均含有C-H键(极性键)，两种分子的结构均为对称，分子中正负电荷中心均重合，均为非极性分子，故C正确；
D．手性碳原子是连有四个不同的原子或原子团，根据两种物质结构，两种化合物中不存在手性碳原子，即不是手性分子，故D错误；
答案为C。
二、填空题
16．(1)酚羟基、酯基
(2)C(CH3)4
(3)
(4)9
(5) 和
解析：（1）-OH为酚羟基。-COOR为酯基。答案为酚羟基、酯基；
（2）戊烷的化学式为C5H12，该物质的一氯代物只有一种同分异构体即该物质为高度对称，该戊烷为C(CH3)4。答案为C(CH3)4；
（3）C3H8O的有机物进行分析，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6:1:1，说明该物质中含有2个-CH3，则它为CH3CHOHCH3 或 。答案为 ；
（4）C4H10的同分异构体有CH3CH2CH2CH3，该物质中二氯代物有两个氯挂同一个碳有2种，两个氯挂在两个碳上如图 有4种。CH(CH3)3两个氯挂一个碳上有一种，两个氯挂两个碳上如图 有2种。C4H8Cl2共有2+4+1+2=9种。答案为9；
（5）X的化学式为C8H9O2I，1molX与足量的Na产生2gH2(1mol)，即含有2个-OH。含有苯环，三种不同化学环境的氢个数比为6：2：1即含有2个-CH3且苯环取代基对称分布。所以X结构简式为 和 。答案为 和 。
17． 环己烷 环辛烷 苯 棱晶烷 环辛四烯 立方烷 1 2 C4H10O
解析：(1)同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，则环己烷（C6H12）与环辛烷（C8H16）均为环烷烃，分子组成上相差2个CH2，互为同系物；
同分异构体：分子式相同，结构不同的化合物，则苯与棱晶烷（分子式均为C6H6），环辛四烯与立方烷（分子式均为C8H8）互为同分异构体。
(2)正四面体烷完全对称，只有一种氢原子，一氯代物只有1种，一氯代物中氢原子也只有1种，所以故二氯代物只有1种；金刚烷分子中有两种氢原子，一种是次甲基氢，一种亚甲基氢，所以其一氯代物有2种；
(3)测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是，氢的质量分数是，则氧的质量分数是1－64.86%－13.51%＝21.63%，所以分子中C、H和O的个数之比是＝4：10：1，因此其实验式是C4H10O。
18．(1)(酚)羟基、醛基
(2)
解析：(1)根据有机物的结构，有机物Ⅰ为对醛基苯酚，其含氧官能团为(酚)羟基、醛基；
(2)已知有机物Ⅳ可以发生银镜反应，说明有机物Ⅳ中含有醛基，又已知有机物Ⅳ可以和氢气发生加成反应，生成，则有机物Ⅳ的结构简式为；
19．H3CCOCH3
解析：化合物VI的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有OHCCH2CH3和H3CCOCH3共2种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为H3CCOCH3。
20．(1)150；
(2)、、、（任写三种即可）
解析：（1）有机物A的蒸汽密度为，则A的摩尔质量是，所以A相对分子质量是150。现取15g A完全氧化，产物依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9g，碱石灰增重，则；；；其中含有的氧元素的物质的量是：，所以在该化合物中它们的物质的量的比是：，所以该化合物的分子式是：；
（2）①核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5组峰，其峰面积之比为，说明分子中含有5种不同的H原子，个数比是，②利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子中具有一个苯环结构，一个结构和一个结构，且A的苯环上只有一取代基。③性质实验证明，A能在稀硫酸作用下生成两种有机物，且其中一种有酸性，则该物质是酯。符合条件的A的三种可能结构是、、、。
21．HOOC-CH=CH-COOH或CH2=CH(COOH)2
【分析】根据n= 计算有机物中各原子个数比，根据相对密度比等于摩尔质量之比，计算该有机物的摩尔质量，结合中原子数目之比，确定最简式及其式量，结合相对分子质量计算确定分子式，它能使甲基橙溶液变红，能与氢氧化钠反应，说明含有羧基，根据消耗的氢氧化钠确定分子中羧基数目，能使溴水褪色，分子中还含有不饱和键，结合该有机物的分子式确定不饱和键的数目，据此书写可能的结构。
解析：C、H、O的质量比为12：1：16，故该有机物中各原子个数比N(C)：N(H)：N(O)=：：=1：1：1，可知该有机物最简式为CHO，最简式的式量是29，该有机物蒸气相对于氢气的密度为58，故该有机物的摩尔质量为58g/mol×2=116g/mol，则该有机物的分子组成中含有CHO的个数为116÷29=4，因此该有机物分子式为C4H4O4；
它能使甲基橙溶液变红，能与氢氧化钠反应，说明含有羧基，0.58g该有机物的物质的量为n(C4H4O4)==0.005mol，0.005 mol物质能与50mL0.2mol/L的氢氧化钠溶液完全反应，故分子中含有羧基数目为N(-COOH)==2，能使溴水褪色，结合该有机物的分子式C4H4O4可知，分子中还含有1个C=C双键，故该有机物可能为：HOOC-CH=CH-COOH或CH2=CH(COOH)2。故答案为：HOOC-CH=CH-COOH或CH2=CH(COOH)2；
22． HC≡CH CH2＝CH2 CH＝CH－CH3 实验式相同
解析：试题分析：两种烃，无论二者以何种比例混合，只要混合物的总质量不变，完全燃烧后所产生的CO2的质量就不变，说明含碳量相同，由于都是烃类，则它们的实验式相同，实验式相同的可以是HC≡CH和，也可以是烯烃，如CH2＝CH2和CH＝CH－CH3。
考点：有机物的燃烧规律。
23．(1) 增加固液接触面积，提取充分 几粒沸石
(2)升华
解析：（1）萃取时将茶叶研细可以增加固液接触面积，从而使提取更充分；由于需要加热，为防止液体暴沸，加热前还要加入几粒沸石；
（2）根据已知信息可知咖啡因在100℃以上时开始升华，因此该分离提纯方法的名称是升华。
