2023秋高中化学选择性必修3 有机化学基础 第一章 第2节 课时4 确定实验式、分子式、分子结构 课时练（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023秋高中化学选择性必修3 有机化学基础 第一章 第2节 课时4 确定实验式、分子式、分子结构 课时练（含答案） |  | |
| 格式 | DOC | ||
| 文件大小 | 274.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-21 20:30:33 | ||
图片预览
文档简介
课时4 确定实验式、分子式、分子结构
1．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法不正确的是( )
A．蒸馏常用于分离、提纯互溶的液态有机混合物
B．李比希元素分析仪可以确定有机物的分子结构
C．利用红外光谱仪可以区分乙醇和二甲醚
D．质谱仪通常用于测定有机物的相对分子质量
2．下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是( )
A．CH3OH B．HCHO
C．HCOOH D．CH3COOCH3
3．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的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原子的个数比为1∶2∶3
B．分子中C、H原子的个数比为1∶4
C．分子中含有氧元素
D．此有机物的最简式为CH4
4．有机化合物中不含有的基团是( )
A．醛基 B．羧基
C．羟基 D．烃基
5．某有机物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收峰。已知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．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3CH2OH D．CH3COOH
6．现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是( )
A．元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量，还可以测定分子的空间结构
B．的核磁共振氢谱中有4组峰，且面积比为1∶2∶2∶3
C．通过分析红外光谱图可以区分乙醇和乙酸乙酯
D．质谱法和紫外光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法
7．燃烧3 g某有机物生成0.1 mol CO2和1.8 g H2O，该有机物的蒸气对H2的相对密度为30，则该有机物的化学式为( )
A．C2H4 B．C3H8O2
C．C2H6O D．C2H4O2
8．为测定某有机物的结构，用核磁共振氢谱仪处理后得到如下图所示的核磁共振氢谱，则该有机物可能是( )
9．将一定量的有机物充分燃烧，产物先通入浓硫酸，浓硫酸增重5.4 g，然后通入足量澄清石灰水中，完全吸收后，经过滤得到20 g沉淀，则该有机物可能是( )
A．乙酸乙酯 B．乙酸
C．乙醇 D．乙烯
10．下图分别是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
11．在核磁共振氢谱中出现两组峰，且峰面积之比为3∶2的是( )
12．有机物X、Y的分子式不同，它们只含C、H、O元素中的两种或三种，若将X、Y不论以何种比例混合，其物质的量之和都不变，完全燃烧时消耗氧气的量和生成水的物质的量也不变。X、Y可能是( )
A．C2H4、C2H6O B．C2H2、C6H6
C．CH2O、C3H6O2 D．CH4、C2H4O2
13．按要求完成下列问题。
(1) 松油醇()中官能团的名称为____________________。
(2) 戊烷有________种结构，请写出其中的核磁共振氢谱有1个吸收峰的结构简式：________。
(3) 分子式为C4H4且含两种官能团的链状有机物的结构简式为______________。
(4) 在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式为___________________________________________________________________。
14．某有机化合物A经李比希法测得其中含碳元素为70.6%、含氢元素为5.9%，其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一：用质谱法分析得知A的质谱图如图1。
方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱如图2。
图1
图2
方法三：利用红外光谱仪测得A分子中含有苯环、酯基。
试回答下列问题。
(1) A分子的相对分子质量是________，共有________种化学环境不同的氢原子。
(2) A的分子式为____________。
(3) 若A分子中苯环上只有一个取代基，则该有机物可能的结构简式为______________________________________________________________。
15．某研究性学习小组为了解有机物A的性质，对A的结构进行了如下实验。
实验一：通过质谱分析仪分析得知有机物A的相对分子质量为90。
实验二：用红外光谱仪分析发现有机物A中含有COOH和OH。
实验三：取1.8 g有机物A完全燃烧后，测得生成物为2.64 g CO2和1.08 g H2O。
实验四：经核磁共振检测发现有机物A的谱图中H原子的峰值比为3∶1∶1∶1。
(1) 有机物A的结构简式为____________。
(2) 有机物A中所含官能团的名称为________________。
(3) 写出A的一种同分异构体：_________________________。
课时4 确定实验式、分子式、分子结构
1．B 2．B 3．B 4．D 5．B
6．C [解析] 的核磁共振氢谱中有5种氢原子，比值为2∶4∶4∶1∶3，B项错误。
7．D [解析] 由有机物完全燃烧生成CO2和H2O知该有机物肯定含C、H元素，可能含有O元素。由该有机物的蒸气对H2的相对密度为30，可得该有机物的相对分子质量为2×30＝60,3 g该有机物为0.05 mol。生成0.1 mol CO2和0.1 mol H2O，则3 g该有机物含碳元素的质量＝0.1 mol×12 g·mol－1＝1.2 g，氢元素的质量＝0.1 mol×2×1 g·mol－1＝0.2 g，碳、氢元素总质量为1.2 g＋0.2 g＝1.4 g，所以肯定含O元素且O元素的质量＝3 g－1.4 g＝1.6 g，氧元素的物质的量＝＝0.1 mol，所以该有机物含碳原子的个数为＝2，含氢原子的个数为＝4，含氧原子的个数为＝2，该物质的化学式为C2H4O2。
8．A [解析] 根据有机物的核磁共振氢谱知该有机物中含有3种氢原子。乙醇分子中含有3种氢原子，A项正确；2－甲基丙烯中含有2种氢原子，B项错误；对氨基苯酚中含有4种氢原子，C项错误；对二甲苯中含有2种氢原子，D项错误。
9．C [解析] 有机物的燃烧产物有二氧化碳和水，通入浓硫酸增重5.4 g，为生成的水的质量，再通入足量的石灰水，经过滤得到的20 g沉淀为CaCO3，则n(H2O)＝＝0.3 mol，n(CaCO3)＝＝0.2 mol，根据原子守恒可知，n(H)＝2n(H2O)＝0.6 mol，n(C)＝n(CaCO3)＝0.2 mol，则有机物中N(C)∶N(H)＝0.2 mol∶0.6 mol＝1∶3，选项中只有乙醇的C、H原子数目之比符合1∶3。
10．B [解析] A的核磁共振氢谱只有一组峰，说明A分子中只有1种化学环境的氢原子，对照选项判断A为CH3CH3(即C2H6)；同理B中有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为1∶2∶3，故B为CH3CH===CH2(即C3H6)。
11．D
12．D [解析] 已知：CxHyOz＋O2xCO2＋H2O，根据题意可以推出两种化合物的y值和x＋－值分别相等。A、B、C项中两种化合物的y值不同，不符合题意；D项中两种化合物的y值都是4，x＋－都是2，符合题意。
13．(1) 碳碳双键、羟基 (2) 3 (CH3)4C (3) CH≡C—CH===CH2
(4)
[解析] (3) 根据分子式为C4H4，可知其不饱和度为3，又该有机物含两种官能团，故其结构中应含1个碳碳双键和1个碳碳三键，结构简式为CH≡C—CH===CH2。
14．(1) 136 4 (2) C8H8O2 (3)
[解析] (1) 根据图1、2直接得出。(2) 有机物A中C原子个数N(C)＝136×70.6%/12≈8，有机物A中H原子个数N(H)＝136×5.9%/1≈8，有机物A中O原子个数N(O)＝(136－12×8－8)/16＝2，所以有机物A的分子式为C8H8O2。(3) 由苯环上只有一个取代基可知，苯环上的氢有3种，则取代基上只有1种化学环境的氢原子，从而写出可能的结构简式。
15．(1) (2) 羟基、羧基
(3) HO—CH2—CH2—COOH(答案合理即可)
[解析] 有机物A的相对分子质量为90，含有—COOH和—OH，那么只能有一个羧基。根据实验三可知，0.02 mol A完全燃烧后生成0.06 mol CO2和0.06 mol H2O，所以碳原子的物质的量是0.06 mol，氢原子的物质的量是0.12 mol，有机物分子中碳原子个数是3，氢原子个数是6，根据相对分子质量是90，可得氧原子个数是3，即分子式为C3H6O3。最后根据实验四推出A的结构简式。
1．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法不正确的是( )
A．蒸馏常用于分离、提纯互溶的液态有机混合物
B．李比希元素分析仪可以确定有机物的分子结构
C．利用红外光谱仪可以区分乙醇和二甲醚
D．质谱仪通常用于测定有机物的相对分子质量
2．下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是( )
A．CH3OH B．HCHO
C．HCOOH D．CH3COOCH3
3．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的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原子的个数比为1∶2∶3
B．分子中C、H原子的个数比为1∶4
C．分子中含有氧元素
D．此有机物的最简式为CH4
4．有机化合物中不含有的基团是( )
A．醛基 B．羧基
C．羟基 D．烃基
5．某有机物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收峰。已知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．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3CH2OH D．CH3COOH
6．现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是( )
A．元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量，还可以测定分子的空间结构
B．的核磁共振氢谱中有4组峰，且面积比为1∶2∶2∶3
C．通过分析红外光谱图可以区分乙醇和乙酸乙酯
D．质谱法和紫外光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法
7．燃烧3 g某有机物生成0.1 mol CO2和1.8 g H2O，该有机物的蒸气对H2的相对密度为30，则该有机物的化学式为( )
A．C2H4 B．C3H8O2
C．C2H6O D．C2H4O2
8．为测定某有机物的结构，用核磁共振氢谱仪处理后得到如下图所示的核磁共振氢谱，则该有机物可能是( )
9．将一定量的有机物充分燃烧，产物先通入浓硫酸，浓硫酸增重5.4 g，然后通入足量澄清石灰水中，完全吸收后，经过滤得到20 g沉淀，则该有机物可能是( )
A．乙酸乙酯 B．乙酸
C．乙醇 D．乙烯
10．下图分别是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
11．在核磁共振氢谱中出现两组峰，且峰面积之比为3∶2的是( )
12．有机物X、Y的分子式不同，它们只含C、H、O元素中的两种或三种，若将X、Y不论以何种比例混合，其物质的量之和都不变，完全燃烧时消耗氧气的量和生成水的物质的量也不变。X、Y可能是( )
A．C2H4、C2H6O B．C2H2、C6H6
C．CH2O、C3H6O2 D．CH4、C2H4O2
13．按要求完成下列问题。
(1) 松油醇()中官能团的名称为____________________。
(2) 戊烷有________种结构，请写出其中的核磁共振氢谱有1个吸收峰的结构简式：________。
(3) 分子式为C4H4且含两种官能团的链状有机物的结构简式为______________。
(4) 在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式为___________________________________________________________________。
14．某有机化合物A经李比希法测得其中含碳元素为70.6%、含氢元素为5.9%，其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一：用质谱法分析得知A的质谱图如图1。
方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱如图2。
图1
图2
方法三：利用红外光谱仪测得A分子中含有苯环、酯基。
试回答下列问题。
(1) A分子的相对分子质量是________，共有________种化学环境不同的氢原子。
(2) A的分子式为____________。
(3) 若A分子中苯环上只有一个取代基，则该有机物可能的结构简式为______________________________________________________________。
15．某研究性学习小组为了解有机物A的性质，对A的结构进行了如下实验。
实验一：通过质谱分析仪分析得知有机物A的相对分子质量为90。
实验二：用红外光谱仪分析发现有机物A中含有COOH和OH。
实验三：取1.8 g有机物A完全燃烧后，测得生成物为2.64 g CO2和1.08 g H2O。
实验四：经核磁共振检测发现有机物A的谱图中H原子的峰值比为3∶1∶1∶1。
(1) 有机物A的结构简式为____________。
(2) 有机物A中所含官能团的名称为________________。
(3) 写出A的一种同分异构体：_________________________。
课时4 确定实验式、分子式、分子结构
1．B 2．B 3．B 4．D 5．B
6．C [解析] 的核磁共振氢谱中有5种氢原子，比值为2∶4∶4∶1∶3，B项错误。
7．D [解析] 由有机物完全燃烧生成CO2和H2O知该有机物肯定含C、H元素，可能含有O元素。由该有机物的蒸气对H2的相对密度为30，可得该有机物的相对分子质量为2×30＝60,3 g该有机物为0.05 mol。生成0.1 mol CO2和0.1 mol H2O，则3 g该有机物含碳元素的质量＝0.1 mol×12 g·mol－1＝1.2 g，氢元素的质量＝0.1 mol×2×1 g·mol－1＝0.2 g，碳、氢元素总质量为1.2 g＋0.2 g＝1.4 g，所以肯定含O元素且O元素的质量＝3 g－1.4 g＝1.6 g，氧元素的物质的量＝＝0.1 mol，所以该有机物含碳原子的个数为＝2，含氢原子的个数为＝4，含氧原子的个数为＝2，该物质的化学式为C2H4O2。
8．A [解析] 根据有机物的核磁共振氢谱知该有机物中含有3种氢原子。乙醇分子中含有3种氢原子，A项正确；2－甲基丙烯中含有2种氢原子，B项错误；对氨基苯酚中含有4种氢原子，C项错误；对二甲苯中含有2种氢原子，D项错误。
9．C [解析] 有机物的燃烧产物有二氧化碳和水，通入浓硫酸增重5.4 g，为生成的水的质量，再通入足量的石灰水，经过滤得到的20 g沉淀为CaCO3，则n(H2O)＝＝0.3 mol，n(CaCO3)＝＝0.2 mol，根据原子守恒可知，n(H)＝2n(H2O)＝0.6 mol，n(C)＝n(CaCO3)＝0.2 mol，则有机物中N(C)∶N(H)＝0.2 mol∶0.6 mol＝1∶3，选项中只有乙醇的C、H原子数目之比符合1∶3。
10．B [解析] A的核磁共振氢谱只有一组峰，说明A分子中只有1种化学环境的氢原子，对照选项判断A为CH3CH3(即C2H6)；同理B中有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为1∶2∶3，故B为CH3CH===CH2(即C3H6)。
11．D
12．D [解析] 已知：CxHyOz＋O2xCO2＋H2O，根据题意可以推出两种化合物的y值和x＋－值分别相等。A、B、C项中两种化合物的y值不同，不符合题意；D项中两种化合物的y值都是4，x＋－都是2，符合题意。
13．(1) 碳碳双键、羟基 (2) 3 (CH3)4C (3) CH≡C—CH===CH2
(4)
[解析] (3) 根据分子式为C4H4，可知其不饱和度为3，又该有机物含两种官能团，故其结构中应含1个碳碳双键和1个碳碳三键，结构简式为CH≡C—CH===CH2。
14．(1) 136 4 (2) C8H8O2 (3)
[解析] (1) 根据图1、2直接得出。(2) 有机物A中C原子个数N(C)＝136×70.6%/12≈8，有机物A中H原子个数N(H)＝136×5.9%/1≈8，有机物A中O原子个数N(O)＝(136－12×8－8)/16＝2，所以有机物A的分子式为C8H8O2。(3) 由苯环上只有一个取代基可知，苯环上的氢有3种，则取代基上只有1种化学环境的氢原子，从而写出可能的结构简式。
15．(1) (2) 羟基、羧基
(3) HO—CH2—CH2—COOH(答案合理即可)
[解析] 有机物A的相对分子质量为90，含有—COOH和—OH，那么只能有一个羧基。根据实验三可知，0.02 mol A完全燃烧后生成0.06 mol CO2和0.06 mol H2O，所以碳原子的物质的量是0.06 mol，氢原子的物质的量是0.12 mol，有机物分子中碳原子个数是3，氢原子个数是6，根据相对分子质量是90，可得氧原子个数是3，即分子式为C3H6O3。最后根据实验四推出A的结构简式。