专题1 第二单元 第2课时　有机化合物组成、结构的研究 对点训练（含答案）

第2课时　有机化合物组成、结构的研究
题组一　有机化合物元素组成及分子式的确定
1．用铜丝燃烧法可定性分析有机物中是否存在卤素，将一根纯铜丝加热到红热，蘸取试样，放在火焰上灼烧，如存在卤素，火焰为(　　)
A．绿色 B．紫色
C．白色 D．黄色
2．下列有关说法错误的是(　　)
A．李比希法是定量研究有机物中元素组成的方法
B．元素分析仪可用于分析有机物中的元素组成
C．利用李比希法可以确定有机物分子的最简式
D．元素分析仪可以确定未知物的分子式
3．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
4．若要验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是(　　)
A．测定该有机物分子中C、H原子的个数之比
B．证明其完全燃烧的产物只有H2O和CO2
C．测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量之比
D．测定该有机物试样的质量及试样完全燃烧后生成的CO2和H2O的质量
5．一定量的某有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量的石灰水，经过滤可得到沉淀10 g，但称量滤液时，其质量只减少2.9 g，则此有机物不可能是(　　)
A．乙烷 B．乙烯 C．乙醇 D．乙二醇
题组二　有机化合物结构的确定
6．为测定某有机物的结构，用核磁共振仪处理后得到如图所示的1H核磁共振谱图，则该有机物可能是(　　)
A．C2H5OH
B．
C．
D．
7．质谱法是让极少量的(10－9 g)化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子，如C2H6离子化后可得到C2H、C2H、C2H…，然后测定其质荷比。某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，相对强度与该离子的多少有关)，则该有机物是(　　)
A．甲醇 B．甲烷 C．丙烷 D．乙烯
8．有机物Y的分子式为C4H8O2，其红外光谱图如图，则该有机物的可能结构为(　　)
A．CH3COOCH2CH3
B．CH3OCH2CH2CHO
C．HCOOCH2CH2CH3
D．(CH3)2CHCOOH
9．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
10．某有机物A用质谱仪测定如图①，1H核磁共振谱图如图②，则A的结构简式可能是(　　)
A．CH3CH2OH B．CH3CHO
C．HCOOH D．CH3CH2CH2COOH
11．A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，那么A的实验式是(　　)
A．C5H12O4 B．C5H12O3
C．C4H10O4 D．C5H10O4
12．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H、C==O、C—O的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是(　　)
A．CH3COOCH3 B．HCOOCH3
C．CH3CH(OH)CH3 D．CH3CH2OCH3
13．下列化合物中，1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的有(　　)
①　 ②
③　　 ④
A．0种 B．1种 C．2种 D．3种
14．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验。
[分子式的确定]
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是________________________。
(2)质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46，则该物质的分子式是________。
(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出其结构简式：__________________________。
[结构式的确定]
(4)1H核磁共振谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值，根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如：甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子(如图1)。经测定，有机物A的1H核磁共振谱示意图如图2所示。则A的结构简式为____________。
[性质实验]
(5)A在一定条件下脱水可生成B，B可合成塑料C，请写出B转化为C的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时，队医随即用氯乙烷(沸点为12.27 ℃)对受伤部位进行局部冷冻麻醉。请用B选择合适的方法制备氯乙烷。要求原子利用率为100%。请写出制备反应的化学方程式：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15．三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它有毒，不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对分子质量大于100，但小于150。试回答下列问题：
(1)分子式中原子个数比N(C)∶N(H)∶N(N)＝________。
(2)三聚氰胺分子中碳原子数为______________，理由是________________________
____________________________________________________________(写出计算式)。
(3)三聚氰胺的分子式为____________。
(4)若1H核磁共振谱显示只有1组吸收峰，红外光谱表明有1个由碳、氮两种元素组成的六元杂环。则三聚氰胺的结构简式为___________________________________________。
第2课时　有机化合物组成、结构的研究
1．A　2.D　3.B　4.D
5．B　[有机物燃烧产物有二氧化碳和水，将燃烧产物通过足量的石灰水，经过滤可得沉淀10 g，应为CaCO3，n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.1 mol，根据反应的化学方程式：
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O　滤液减少量＝56 g
0.1 mol 10 g 5.6 g
称量滤液时，其质量只比原石灰水减少2.9 g，则生成水的质量应为5.6 g－2.9 g＝2.7 g，则n(H)＝2n(H2O)＝×2＝0.3 mol，则有机物中N(C)∶N(H)＝1∶3，只有A、C、D符合。]
6．A　7.B
8．A　[由红外光谱图，可知该有机物含有C==O、C—O—C、不对称的—CH3，则分子中含有2个—CH3，可能的结构简式有：CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3、CH3COCH2OCH3。]
9．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。]
10．A
11．A　[由于A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，故A中氧的质量分数为1－44.1%－8.82%＝47.08%。由此可算出N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶≈5∶12∶4，故该有机物的实验式为C5H12O4。]
12．B　13.B
14．(1)N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1
(2)C2H6O　(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3
(4)CH3CH2OH
(5)nCH2==CH2?CH2—CH2?
(6)CH2==CH2＋HClCH3CH2Cl
解析　n(CO2)＝＝0.2 mol，n(H2O)＝＝0.3 mol，n(O2)＝＝0.3 mol。
(1)则该物质中各元素的原子个数比是N(C)∶N(H)∶N(O)＝N(CO2)∶2N(H2O)∶[N(H2O)＋2N(CO2)－2N(O2)]＝2∶6∶1。(2)相对分子质量为46，N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1，则分子式为C2H6O。(3)一个碳原子形成4个键、一个氧原子形成2个键、一个氢原子形成1个键，A的可能结构简式为CH3CH2OH或CH3—O—CH3。(4)根据有机物A的1H核磁共振谱示意图可知，该有机物有3组峰，且峰面积比为3∶1∶2，所以A的结构简式为CH3CH2OH。(5)CH3CH2OH脱水生成乙烯，乙烯加聚生成聚乙烯。(6)乙烯和氯化氢加成生成氯乙烷。
15．(1)1∶2∶2　(2)3　＜N(C)＜，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)为正整数，所以N(C)＝3
(3)C3H6N6　(4)
解析　(1)N(C)∶N(H)∶N(N)＝∶∶≈1∶2∶2。
(3)因为N(C)∶N(H)∶N(N)＝1∶2∶2，又N(C)＝3，所以，分子中N(C)、N(H)、N(N)分别为3、6、6。
(4)1H核磁共振谱显示只有1组吸收峰，说明是对称结构，这6个H原子的化学环境相同，又碳为四价元素，氮为三价元素，六元环中C、N各有3个原子交替出现。