2023春高中化学选择性必修3(人教2019）第一章第二节第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定 课后练（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023春高中化学选择性必修3(人教2019）第一章第二节第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定 课后练（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 662.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-11 22:51:44 | ||
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文档简介
第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定
题组一 元素分析法
1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中正确的是( )
A．分子中C、H、O原子个数之比为1∶2∶3
B．分子中C、H原子个数之比为1∶4
C．该有机物中一定含有氧元素
D．该有机物的最简式为CH4
2．某气态有机物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件中所需的最少条件是( )
①X中碳的质量分数 ②X中氢的质量分数 ③X在标准状况下的体积 ④质谱图确定X的相对分子质量 ⑤X的质量
A．①② B．①②④
C．①②⑤ D．③④⑤
3．某有机物蒸气完全燃烧需三倍于其体积的氧气，产生二倍于其体积的二氧化碳(体积均在相同状况下测定)，该有机物可能是( )
A．C3H7OH B．CH3CHO
C．CH3COCH3 D．C2H4
题组二 谱图分析
4．下列能够获得有机物所含官能团信息的方法是( )
A．红外光谱 B．质谱法
C．色谱法 D．核磁共振氢谱
5．乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别如下：和。在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的( )
A．李比希元素分析仪 B．红外光谱仪
C．核磁共振仪 D．质谱仪
6．二甲醚和乙醇互为同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是( )
A．利用金属钠或金属钾
B．利用质谱法
C．利用红外光谱法
D．利用核磁共振氢谱
7．如图分别是A、B两种有机物的核磁共振氢谱图，已知A、B两种有机物都是烃类，都含有6个氢原子，根据两种有机物的核磁共振氢谱可推测出( )
A．A是C3H6，B是C6H6
B．A是C2H6，B是C3H6
C．A是C2H6，B是C6H6
D．A是C3H6，B是C2H6
8．下列有机物分子中，在核磁共振氢谱中强度(个数)比为1∶3的是( )
A．丙烷 B．
C．异丙醇 D．
9．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H、O—H、C—O的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，其核磁共振氢谱只有3组峰，则该有机物的结构简式是( )
A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2CHO
10．某有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱图如图所示，则A的结构简式为( )
A．CH3CH2OCH2CH3
B．CH3OCH2CH2CH3
C．CH3CH2CH2CH2OH
D．( CH3)2CHOCH3
11．8.8 g某有机物C在足量O2中充分燃烧，将所得的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重7.2 g和17.6 g，经检验剩余气体为O2。已知C分子的质谱图与红外光谱图如图所示。
下列说法错误的是( )
A．有机物C中含有C、H、O三种元素
B．有机物C的分子式为C4H8O2
C．有机物C难溶于水
D．符合C分子结构特征的有机物只有一种
12．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱与核磁共振氢谱如图。下列关于A的说法中，不正确的是( )
A．A属于芳香族化合物
B．A的结构简式为
C．A属于羧酸类化合物
D．在红外光谱图中可以获得分子中含有的化学键或官能团的信息
13．14.8 g某有机物在足量氧气中充分燃烧，生成26.4 g CO2和10.8 g H2O。该有机物的质谱如图所示。
该有机物能与金属钠反应放出氢气，则该有机物可能是( )
A．CH3CH2COOH
B．CH3COOCH3
C．CH3CH==CHCH2OH
D．HCOOCH2CH3
14．某化合物的结构(键线式)及分子结构模型如下：
该有机物分子的核磁共振氢谱图如下：
下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A．该有机物中处于不同化学环境的氢原子有6种
B．该有机物属于芳香族化合物
C．键线式中的Et代表的基团为—CH3
D．该有机物在一定条件下能完全燃烧生成CO2和H2O
15．下列装置中有机物样品在电炉中充分燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量，来确定有机物的分子式。
请回答下列问题：
(1)B装置中试剂X可选用________。
(2)D装置中无水氯化钙的作用是____________________________________________；
E装置中碱石灰的作用是_____________________________________________________。
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44 g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36 g，E装置质量增加0.88 g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的分子式为________。
(4)若该有机物的核磁共振氢谱如图所示。
则其结构简式为________。
(5)某同学认为E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E后再增加一个E装置，其主要目的是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定
1．B 2.B 3.D 4.A
5．A [李比希元素分析仪检测的是元素的种类，乙酸和甲酸甲酯的元素种类相同，都含有C、H、O三种元素，A正确；红外光谱仪检测的是化学键和官能团的结构特征，乙酸中含有羧基、甲酸甲酯中含有酯基，信号不完全相同，B错误；核磁共振仪检测的是氢原子的种类，乙酸中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为3∶1，甲酸甲酯中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为1∶3，峰的位置不完全相同，C错误；质谱仪检测的是分子的相对分子质量，二者的相对分子质量相同，但分子碎片的相对质量不完全相同，D错误。]
6．B 7.B
8．A [丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是2∶6＝1∶3，A正确；分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是6∶3∶2∶1，B错误；异丙醇分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是6∶1∶1，C错误；分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是9∶1，D错误。]
9．B [由红外光谱图知该有机物的分子中含C—H、O—H、C—O，A项中无O—H，D项中无O—H、C—O，B、C项含有C—H、O—H、C—O三种化学键且相对分子质量都是60，B项核磁共振氢谱有3组峰，C项有4组峰，故B项正确。]
10．A [红外光谱图中显示存在对称的甲基、对称的亚甲基和醚键可得分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。]
11．D [某有机物C在足量O2中充分燃烧，生成的H2O的质量为7.2 g，n(H)＝0.8 mol，则8.8 g有机物C中氢元素的质量为0.8 g；生成二氧化碳的质量为17.6 g，n(C)＝0.4 mol，则8.8 g有机物C中碳元素的质量为4.8 g；0.8 g＋4.8 g＝5.6 g,8.8 g有机物C中O元素的质量为8.8 g－5.6 g＝3.2 g，n(O)＝0.2 mol，故有机物C中含有C、H、O三种元素，A正确；由质谱图可知有机物C的相对分子质量为88,8.8 g即0.1 mol有机物C中含0.4 mol C、0.8 mol H、0.2 mol O，则有机物C的分子式为C4H8O2，B正确；结合红外光谱图可知，有机物C可能为CH3COOCH2CH3、或CH3CH2COOCH3，均难溶于水，C正确，D错误。]
12．C
13．A [26.4 g CO2的物质的量为＝0.6 mol，n(C)＝0.6 mol，m(C)＝0.6 mol×
12 g·mol－1＝7.2 g，10.8 g H2O的物质的量为＝0.6 mol，n(H)＝0.6 mol×2＝1.2 mol，m(H)＝1.2 mol×1 g·mol－1＝1.2 g，所以14.8 g该有机物中O元素的质量为14.8 g－7.2 g－
1.2 g＝6.4 g，则n(O)＝＝0.4 mol，该有机物中N(C)∶N(H)∶N(O)＝0.6 mol∶1.2 mol∶0.4 mol＝3∶6∶2，则该有机物的最简式为C3H6O2；从质谱图中可以看出，该有机物的相对分子质量是74，所以该有机物的分子式为C3H6O2，该有机物能与金属钠反应放出氢气，所以该有机物分子中含有羧基或羟基，只有A项符合题意。]
14．D
15．(1)浓硫酸 (2)吸收生成的水 吸收生成的二氧化碳 (3)C2H4O (4)CH3CHO (5)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气
解析 (1)B装置用于干燥通入C中的氧气，试剂X可选用浓硫酸。
(2)D装置中无水氯化钙的作用是吸收生成的水；E装置中碱石灰的作用是吸收生成的二氧化碳。
(3)E装置质量增加0.88 g，为二氧化碳的质量，可得碳元素的质量：0.88 g×＝0.24 g，D装置质量增加0.36 g，是水的质量，可得氢元素的质量：0.36 g×＝0.04 g，从而可推出含氧元素的质量：(0.44－0.24－0.04) g＝0.16 g，设最简式为CxHyOz，则x∶y∶z＝∶∶＝2∶4∶1，即最简式为C2H4O，又由该物质的相对分子质量为44，可得该物质的分子式为C2H4O。
(4)根据该有机物的核磁共振氢谱图，峰面积之比为1∶3，则其结构简式为CH3CHO。
题组一 元素分析法
1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中正确的是( )
A．分子中C、H、O原子个数之比为1∶2∶3
B．分子中C、H原子个数之比为1∶4
C．该有机物中一定含有氧元素
D．该有机物的最简式为CH4
2．某气态有机物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件中所需的最少条件是( )
①X中碳的质量分数 ②X中氢的质量分数 ③X在标准状况下的体积 ④质谱图确定X的相对分子质量 ⑤X的质量
A．①② B．①②④
C．①②⑤ D．③④⑤
3．某有机物蒸气完全燃烧需三倍于其体积的氧气，产生二倍于其体积的二氧化碳(体积均在相同状况下测定)，该有机物可能是( )
A．C3H7OH B．CH3CHO
C．CH3COCH3 D．C2H4
题组二 谱图分析
4．下列能够获得有机物所含官能团信息的方法是( )
A．红外光谱 B．质谱法
C．色谱法 D．核磁共振氢谱
5．乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别如下：和。在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的( )
A．李比希元素分析仪 B．红外光谱仪
C．核磁共振仪 D．质谱仪
6．二甲醚和乙醇互为同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是( )
A．利用金属钠或金属钾
B．利用质谱法
C．利用红外光谱法
D．利用核磁共振氢谱
7．如图分别是A、B两种有机物的核磁共振氢谱图，已知A、B两种有机物都是烃类，都含有6个氢原子，根据两种有机物的核磁共振氢谱可推测出( )
A．A是C3H6，B是C6H6
B．A是C2H6，B是C3H6
C．A是C2H6，B是C6H6
D．A是C3H6，B是C2H6
8．下列有机物分子中，在核磁共振氢谱中强度(个数)比为1∶3的是( )
A．丙烷 B．
C．异丙醇 D．
9．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H、O—H、C—O的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，其核磁共振氢谱只有3组峰，则该有机物的结构简式是( )
A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2CHO
10．某有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱图如图所示，则A的结构简式为( )
A．CH3CH2OCH2CH3
B．CH3OCH2CH2CH3
C．CH3CH2CH2CH2OH
D．( CH3)2CHOCH3
11．8.8 g某有机物C在足量O2中充分燃烧，将所得的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重7.2 g和17.6 g，经检验剩余气体为O2。已知C分子的质谱图与红外光谱图如图所示。
下列说法错误的是( )
A．有机物C中含有C、H、O三种元素
B．有机物C的分子式为C4H8O2
C．有机物C难溶于水
D．符合C分子结构特征的有机物只有一种
12．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱与核磁共振氢谱如图。下列关于A的说法中，不正确的是( )
A．A属于芳香族化合物
B．A的结构简式为
C．A属于羧酸类化合物
D．在红外光谱图中可以获得分子中含有的化学键或官能团的信息
13．14.8 g某有机物在足量氧气中充分燃烧，生成26.4 g CO2和10.8 g H2O。该有机物的质谱如图所示。
该有机物能与金属钠反应放出氢气，则该有机物可能是( )
A．CH3CH2COOH
B．CH3COOCH3
C．CH3CH==CHCH2OH
D．HCOOCH2CH3
14．某化合物的结构(键线式)及分子结构模型如下：
该有机物分子的核磁共振氢谱图如下：
下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A．该有机物中处于不同化学环境的氢原子有6种
B．该有机物属于芳香族化合物
C．键线式中的Et代表的基团为—CH3
D．该有机物在一定条件下能完全燃烧生成CO2和H2O
15．下列装置中有机物样品在电炉中充分燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量，来确定有机物的分子式。
请回答下列问题：
(1)B装置中试剂X可选用________。
(2)D装置中无水氯化钙的作用是____________________________________________；
E装置中碱石灰的作用是_____________________________________________________。
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44 g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36 g，E装置质量增加0.88 g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的分子式为________。
(4)若该有机物的核磁共振氢谱如图所示。
则其结构简式为________。
(5)某同学认为E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E后再增加一个E装置，其主要目的是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定
1．B 2.B 3.D 4.A
5．A [李比希元素分析仪检测的是元素的种类，乙酸和甲酸甲酯的元素种类相同，都含有C、H、O三种元素，A正确；红外光谱仪检测的是化学键和官能团的结构特征，乙酸中含有羧基、甲酸甲酯中含有酯基，信号不完全相同，B错误；核磁共振仪检测的是氢原子的种类，乙酸中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为3∶1，甲酸甲酯中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为1∶3，峰的位置不完全相同，C错误；质谱仪检测的是分子的相对分子质量，二者的相对分子质量相同，但分子碎片的相对质量不完全相同，D错误。]
6．B 7.B
8．A [丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是2∶6＝1∶3，A正确；分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是6∶3∶2∶1，B错误；异丙醇分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是6∶1∶1，C错误；分子中的氢原子在核磁共振氢谱中强度(个数)比是9∶1，D错误。]
9．B [由红外光谱图知该有机物的分子中含C—H、O—H、C—O，A项中无O—H，D项中无O—H、C—O，B、C项含有C—H、O—H、C—O三种化学键且相对分子质量都是60，B项核磁共振氢谱有3组峰，C项有4组峰，故B项正确。]
10．A [红外光谱图中显示存在对称的甲基、对称的亚甲基和醚键可得分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。]
11．D [某有机物C在足量O2中充分燃烧，生成的H2O的质量为7.2 g，n(H)＝0.8 mol，则8.8 g有机物C中氢元素的质量为0.8 g；生成二氧化碳的质量为17.6 g，n(C)＝0.4 mol，则8.8 g有机物C中碳元素的质量为4.8 g；0.8 g＋4.8 g＝5.6 g,8.8 g有机物C中O元素的质量为8.8 g－5.6 g＝3.2 g，n(O)＝0.2 mol，故有机物C中含有C、H、O三种元素，A正确；由质谱图可知有机物C的相对分子质量为88,8.8 g即0.1 mol有机物C中含0.4 mol C、0.8 mol H、0.2 mol O，则有机物C的分子式为C4H8O2，B正确；结合红外光谱图可知，有机物C可能为CH3COOCH2CH3、或CH3CH2COOCH3，均难溶于水，C正确，D错误。]
12．C
13．A [26.4 g CO2的物质的量为＝0.6 mol，n(C)＝0.6 mol，m(C)＝0.6 mol×
12 g·mol－1＝7.2 g，10.8 g H2O的物质的量为＝0.6 mol，n(H)＝0.6 mol×2＝1.2 mol，m(H)＝1.2 mol×1 g·mol－1＝1.2 g，所以14.8 g该有机物中O元素的质量为14.8 g－7.2 g－
1.2 g＝6.4 g，则n(O)＝＝0.4 mol，该有机物中N(C)∶N(H)∶N(O)＝0.6 mol∶1.2 mol∶0.4 mol＝3∶6∶2，则该有机物的最简式为C3H6O2；从质谱图中可以看出，该有机物的相对分子质量是74，所以该有机物的分子式为C3H6O2，该有机物能与金属钠反应放出氢气，所以该有机物分子中含有羧基或羟基，只有A项符合题意。]
14．D
15．(1)浓硫酸 (2)吸收生成的水 吸收生成的二氧化碳 (3)C2H4O (4)CH3CHO (5)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气
解析 (1)B装置用于干燥通入C中的氧气，试剂X可选用浓硫酸。
(2)D装置中无水氯化钙的作用是吸收生成的水；E装置中碱石灰的作用是吸收生成的二氧化碳。
(3)E装置质量增加0.88 g，为二氧化碳的质量，可得碳元素的质量：0.88 g×＝0.24 g，D装置质量增加0.36 g，是水的质量，可得氢元素的质量：0.36 g×＝0.04 g，从而可推出含氧元素的质量：(0.44－0.24－0.04) g＝0.16 g，设最简式为CxHyOz，则x∶y∶z＝∶∶＝2∶4∶1，即最简式为C2H4O，又由该物质的相对分子质量为44，可得该物质的分子式为C2H4O。
(4)根据该有机物的核磁共振氢谱图，峰面积之比为1∶3，则其结构简式为CH3CHO。