2021年高中化学选修三第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》习题(答案解析)

一、选择题

1．下列说法正确的是

A．四联苯的一氯代物有4种

B．质谱仪检测苯酚的质谱图中，最大质荷比是94

C．和互为同分异构体

D．宇宙中新发现的H2和H3互为同位素

答案：B

解析：A．根据上下对称、左右对称可知，中的等效氢原子有5种，因此四联苯的一氯代物的种类为5种，故A错误；

B．苯酚的相对分子质量为94，用质谱仪检测苯酚的质谱图中，最大质荷比是94，故B正确；

C．二氯甲烷是四面体结构，因此和是同一种物质，故C错误；

D．H2和H3是H元素的不同单质，是同素异形体，不是同位素，故D错误；

故选B。

2．1 mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗标准状况下的氧气179.2 L，它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物(不考虑立体异构)，该烃的结构简式是

A． B．

C．CH3CH2CH2CH2CH3 D．

答案：C

解析：在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物，那么就有3种化学环境不同的H，1mol该烃燃烧需氧气179.2L（标准状况），其物质的量为mV179.2Ln===8molV22.4L/mol，

A．该分子式是C6H14，耗氧量为：146+=9.5mol4，故A错误； B．该分子式是C5H12，耗氧量为：125+=8mol4，分子式中含有4种化学环境不同的H，故C错误；

C．该分子式是C5H12，耗氧量为：125+=8mol4，分子式中含有3种化学环境不同的H，符合题意，故C正确；

D．该分子式是C5H12，耗氧量为：125+=8mol4，分子式中含有1种化学环境不同的H，故D错误；

故选：C。

3．研究人员设计出新型电解池(如图)，可实现水分解与糠醛(HMF)转化过程高效有机耦合，总反应为：，下列说法错误的是

A．HMFFDCA发生氧化反应

B．Pt作阴极，电极反应为：-22-2HO+2e=H+2OH

C．HMF和FDCA中官能团种类相同

D．水分解过程和糠醛的氧化过程二者相互促进、效率高

答案：C

解析：A．HMFFDCA中属于去氢加氧的反应，因此发生氧化反应，A正确；

B．Pt电极产生氢气，说明氢离子放电，因此作阴极，电极反应为：-22-2HO+2e=H+2OH，B正确；

C．HMF和FDCA中官能团种类不相同，前者含有羟基、醚键、醛基和碳碳双键，后者含有羧基、醚键和碳碳双键，C错误；

D．根据题干信息可判断水分解过程和糠醛的氧化过程二者相互促进、效率高，D正确；

答案选C。 4．某烷烃M是由四种烷基构成，其数目分别用a、b、c、d表示。下列说法不正确的是

A．若a、b、c、d分别为5、1、1、1，则M的结构可能有3种(不考虑立体异构)

B．a＋c所得数值为偶数

C．四种烷基之间的关系为a=c＋2d＋2

D．d越大，含碳量越高

答案：D

解析：A．a、b、c、d分别为5、1、1、1，则M的结构可能有3种：、、，A正确；

B．根据选项C可知，a=c＋2d＋2，所以a+c=2c+2d+2=2(c+d+1)，所得数值为偶数，B正确；

C．根据烷烃的通式CnH2n+2，-CH3、-CH2-，其数目分别用a、b、c、d表示，则烷烃的分子式为C(a+b+c+d)H(3a+2b+c)，则3a+2b+c=2(a+b+c+d)+2，整理得a=c＋2d＋2，C正确；

D．无论d怎么变，烷烃M的分子式不会变，含碳量不变，D错误；

故选：D。

5．下列说法正确的是

A．乙酸乙酯和CH3CH2OCHO互为同系物

B．40K和40Ca质量数相同，属于同位素

C．金刚石和C60互为同素异形体，熔点和硬度都很高

D．甲烷、乙烷、丁烷都没有同分异构体

答案：A

解析：A． 乙酸乙酯和CH3CH2OCHO均为一元酯，组成上相差一个碳原子，互为同系物，故A正确；

B．40K和40Ca质子数不同，不属于同位素，故B错误；

C． 金刚石和C60互为同素异形体，C60属于分子晶体，熔点和硬度都较低，故C错误；

D． 甲烷、乙烷都没有同分异构体，但丁烷有两种同分异构体，故D错误；

故选A。

6．分子式为C5H10O的饱和一元醛的同分异构体共有几种

A．3 B．4 C．5 D．6

答案：B

解析：C5H10O且为饱和一元醛的结构可写成C4H9-CHO，C4H9-的结构有4种 [CH3CH2CH2CH2-、(CH3)2CHCH2-、C(CH3)3-、CH3CH2CH(CH3)-]，故C5H10O且为饱和一元醛的结构也为4种。

答案选B。

7．下列化学式只表示一种纯净物的是

A．C3H6 B．C4H6 C．CH2Br2 D．C2H4Br2

答案：C

解析：A．C3H6存在同分异构体，可能为丙烯和环丙烷的混合物，A与题意不符；

B．C4H6存在同分异构体，可能为1-丁烯、2-丁烯和环丁烷等的混合物，B与题意不符；

C．CH2Br2不存在同分异构体，为纯净物，C符合题意；

D．C2H4Br2存在同分异构体，可能为1，1-二溴乙烷和1，2-二溴乙烷的混合物，D与题意不符；

答案为C。

8．下列说法正确的是

A．海水中含量最高的物质是氯化物

B．用红外光谱仪可以确定物质中是否存在某些有机原子团

C．科学研究证明，所有原子的原子核都由质子和中子构成，原子核都带正电荷

D．以电解盐酸为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”

答案：B

解析：A．海水中含量最高的物质是水，故A错误；

B．不同的化学键、官能团在红外光谱图上处于不同的位置，用红外光谱仪可以确定物质中是否存在某些有机原子团，故B正确；

C．11H原子核中不含中子，故C错误；

D．以电解氯化钠溶液为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，故D错误；

选B。

9．在一定条件下，某化合物X受热分解：2XA2B4C△，测得反应后生成的混合气体对2H的相对密度为11.43，在相同条件下，X的相对分子质量是

A．11.43 B．22.86 C．80.01 D．160.02

答案：C

解析：由反应知，若有2molX分解，则生成的气体A、B、C的物质的量分别为1mol、2mol、4mol，混合气体平均摩尔质量为氢气摩尔质量的11.43倍，为122.86gmol，总质量为17mol22.86gmol160.02g；由质量守恒定律可得，2molX的质量为160.02g，1(X)80.01gmolM，则X的相对分子质量为80.01，答案选C。

10．有机物 X 的分子式为 C4H8O2，X 可与 NaOH 溶液反应，则符合上述条件的X结构简式有（不考虑立体异构）

A．3种 B．4种 C．5种 D．6种

答案：D

解析：有机物 X的分子式为 C4H8O2，能与 NaOH 溶液反应的是酸或酯，属于酸的有CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH，属于酯的结构有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH2COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3，共6种，选D。

11．分子式为C4H8O2的有机物，属于酯类的同分异构体有

A．3种 B．4种 C．5种 D．6种

答案：B

解析：分子式为C4H8O2的有机物有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3，共4种，选B。

12．分子式与苯丙氨酸(下图)相同，且同时符合下列条件：①有带两个取代基的苯环，②有一个硝基直接连接在苯环上的同分异构体的数目为

A．3种 B．6种 C．8种 D．10种 、

答案：B

解析：根据题意，可以推知物质的结构：带两个取代基的苯环，则有邻间对三种情况；又一个硝基直接连接在苯环上，另一个取代基为丙基，丙基有两种情况：32—CHCH，323—CHCHCH，故共有6种情况，答案选B。

13．磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构如图所示。下列说法错误的是

A．分子中N原子均为2sp杂化

B．基态氯原子核外电子有9个空间运动状态

C．34HPO分子中磷原子的价层电子对数为4

D．与足量2H发生加成反应后，该分子中手性碳原子个数增加

答案：A 解析：A．分子中与六元环相连的N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，为sp3杂化，故A错误；

B．Cl原子核外有17个电子，电子位于不同的轨道，17个电子分别位于9个轨道，故B正确；

C．磷酸中含有3个P−O键、1个P＝O键，则形成4个σ键，且不孤电子对，磷原子的价层电子对数为4，故C正确；

D．有机物含有1个手性碳原子，与氢气发生加成反应后，含有5个手性碳原子，故D正确。

故选：A。

14．分子式为C10H14的苯的同系物X，苯环上只有一个取代基则符合条件的X有

A．2种 B．3种 C．4种 D．5种

答案：C

【分析】

C10H14的苯的同系物X，含有4个C的支链丁基有几种同分异构体，该有机物就有相应的同分异构体。

解析：丁基中碳原子连接方式有：、、、，所以丁基总共含有四种同分异构体，故苯环上只有一个取代基的、分子组成为C10H14的苯的同系物有四种，故选C。

15．下列有关同分异构体的叙述不正确的是

A．丁烷(C4H10)的二氯取代物最多有6种

B．C5H12O属于醇的同分异构体有8种

C．C4H8O2属于羧酸的同分异构体有2种

D．和互为同分异构体

答案：A

解析：A．丁烷的二氯取代产物同分异构体为：①CHCl2CH2CH2CH3、②CH2ClCHClCH2CH3、③CH2ClCH2CHClCH3、④CH2ClCH2CH2CH2Cl、⑧CH3CCl2CH2CH3，⑧CH3CHClCHClCH3，共有9种，故A错误；

B．C5H12O属于醇的同分异构体有CH2(OH) CH2CH2CH2CH3、CH3CH(OH)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(OH) CH2CH3、CH2(OH) CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2C(OH) CH2CH3、(CH3)2CHCH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、C(CH3)3CH2OH，共8种，故B正确；