化学（鲁科版）选修五同步练习：3-第2节有机化合物结构的测定
文档属性
| 名称 | 化学（鲁科版）选修五同步练习：3-第2节有机化合物结构的测定 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 743.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-06-23 15:57:11 | ||
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文档简介
自我小测
1某混合气体由两种气态烃组成。2.24
L该混合气体完全燃烧后，得到4.48
L二氧化碳和3.6
g水。则这两种气体可能是(气体体积均在标准状况下测得)( )
A．CH4和C3H8 B．CH4和C3H4
C．C2H4和C3H4
D．C2H4和C2H6
2某有机化合物在空气中完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为5∶2，则下列说法正确的是( )
A．有机化合物中碳和氢的物质的量之比为5∶4
B．实验式为C5H4
C．化学式为C10H8
D．一定含有氧元素
3某气态有机物X含C、H、O
3种元素，已知下列条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是
…( )
①X中含碳的质量分数 ②X中含H的质量分数 ③X在标准状况下的体积 ④X对H2的相对密度
⑤X的质量
A．①② B．①②④ C．①②⑤ D．③④⑤
4两种气态烃燃烧时，甲生成CO2的体积是该烷烃的2倍，乙消耗O2的体积是该烷烃体积的5倍(均在相同状况下测定)。则甲、乙的分子式分别是
…( )
A．C2H6、C3H8
B．C3H8、C4H10
C．CH4、C3H8
D．C5H12、C4H10
5某有机化合物甲经氧化后得乙(C2H3O2Cl)，而甲水解可得丙，1
mol丙和2
mol乙反应得一种含有氯的酯C6H8O4Cl。试确定甲的结构简式为( )
A．ClCH2CH2OH
B．HCOOCH2Cl
C．CH2ClCHO
D．HOCH2CH2OH
6人在做剧烈运动后，有一段时间腿和胳膊会有酸胀和疼痛的感觉。原因之一是C6H12O6(葡萄糖)在运动过程中转化为C3H6O3(乳酸)。4.5
g乳酸与足量的钠反应，在标准状况下得气体1
120
mL。9
g乳酸与相同质量的甲醇反应，生成0.1
mol乳酸甲酯和1.8
g水。乳酸被氧化时得。则乳酸的结构简式是( )
A．HOCH2CH2COOH
B．HOCH2CH(OH)COOH
C．CH3OCH2COOH
D．CH3CH(OH)COOH
7某有机化合物的分子式为C8H6O2，它的分子(除苯环外不含其他环)中不可能有( )
A．2个羟基
B．1个醛基
C．2个醛基
D．1个羧基
8能与FeCl3溶液显紫色，又能发生银镜反应的物质是( )
9化学家合成了一种化学式为C200H200、含多个CC的链状烃，该分子中含CC的数目最多可以是( )
A．53个
B．51个
C．50个
D．49个
10在1924年，我国的药物学家从中药麻黄中提取了麻黄素并证明麻黄素具有平喘作用。将一定量的麻黄素完全燃烧可得26.67
g
CO2和8.18
g
H2O。测得麻黄素中含氮8.48%，它的实验式为CxHyNzOw，已知其实验式即为分子式，则麻黄素的分子式为________。
11注意分析下列两条信息，它们可能有助于你解答下面的推断题。
①CH3CH2OHCH3COOCH2CH3
(相对分子质量为46)(相对分子质量为88)
②有机化合物分子中，同一个碳原子上连接两个羟基的结构是不稳定的，易自动失去一分子水，例如：
(R—代表烃基)
现有只含C、H、O三种元素的化合物A～F，它们的某些有关信息已注明在下面的方框内。
请推断出化合物A、B、C、D的结构。
12核磁共振谱(PMR)是研究有机化合物结构的重要手段。在所研究的化合物分子中，等性氢原子在PMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中氢原子数成正比。如乙醛分子(CH3CHO)的PMR谱中有2个峰，其强度比是3∶1。乙醇分子(CH3CH2OH)的PMR谱中有3个峰，其强度比是
3∶2∶1
(1)苯的PMR谱中应该有________个峰；甲苯的PMR谱中有________个峰。
(2)某化合物C3H6O2的PMR谱中有3个峰，其强度比为3∶2∶1，则该化合物的结构简式可能为______________________________________________________________。
(3)研究发现，结构简式为CH3CH===CHCl的化合物的PMR谱中有6个峰，原因是________________________________________________________________________。
参考答案
1解析：0.1
mol混合气体完全燃烧得到0.2
mol
CO2、0.2
mol
H2O，则混合气体平均分子式为C2H4。
答案：B
2解析：n(CO2)∶n(H2O)＝5∶2，所以n(C)∶n(H)＝5∶4。
答案：A
3解析：由C、H质量分数可推出O的质量分数，由各元素的质量分数可确定X的实验式。由相对密度可确定X的相对分子质量。由相对分子质量和实验式可确定X的分子式。
答案：B
4解析：由甲生成的CO2体积是该烷烃的2倍知甲分子中有2个C原子。
答案：A
5解析：甲可以发生水解、氧化反应，排除法推得选A。
答案：A
6解析：乳酸(C3H6O3)的相对原子质量为90。4.5
g乳酸(0.05
mol)与Na反应得到0.05
mol
H2，说明1分子乳酸中有2个H被Na所替代；0.1
mol乳酸与甲醇反应生成0.1
mol乳酸甲酯和0.1
mol
H2O，说明乳酸分子中只有1个羧基。乳酸氧化后的物质为，则另一个官能团必定是羟基，所以乳酸的结构简式为。
答案：D
7解析：根据该芳香族化合物的分子式，其不饱和度为6，一个苯环的不饱和度为4，其结构中还必须含有1个叁键或2个双键。若含有2个羟基，则其余两个碳可构成一个碳碳叁键；含有2个醛基或1个醛基和1个羰基也满足条件，但若只含1个羧基，其他位置无法再出现不饱和度，则不饱和度为5，不符合题意。
答案：D
8解析：分子中有醛基和酚结构的物质即可。
答案：D
9解析：C200H200的不饱和度为：Ω(C200H200)＝＝101，
CC三键的不饱和度为：Ω(CC)＝2，
则C200H200分子中的CC三键数最多为(商数)：
＝50……1。
答案：C
10解析：先求C、H、O的质量分数：
w(C)＝×100%＝72.7%
w(H)＝×100%＝9.09%
w(O)＝1－w(C)－w(H)－w(N)
＝1－72.7%－9.09%－8.48%
＝9.73%
故N(C)∶N(H)∶N(N)∶N(O)＝∶∶∶≈20∶45∶2∶2
答案：C20H45N2O2
11解析：首先根据A、B均可发生银镜反应判断出A中一定含有醛基，再综合运用题给信息判断C的分子式。
通过对信息①的研究可以知道：每个醇羟基与乙酸发生酯化反应(引入一个乙酰基CH3C—)，其相对分子质量就增大88－46＝42。
应该注意，化合物A分别衍变为C和D时，所经历的步骤只差一步，就是与乙酸的酯化反应，而D与C的相对分子质量相差190－106＝84，是42的2倍，这说明化合物A中有两个可以与乙酸发生酯化反应的醇羟基。
除此之外，还可借鉴相对分子质量增大这一思路，进一步开发出有用的信息：由A到D的“选择氧化”，实际上是将醛基(—CHO)氧化为羧基(—COOH)，故A比D的相对分子质量至少应该小16(A中至少含有一个醛基)，因D的相对分子质量为106，故A的相对分子质量最大是90。
根据信息②，两个醇羟基不可能连在同一个碳上，于是可粗略确定A的结构中至少含有下列原子团：1个“—CHO”，相对分子质量为29,2个“”的相对分子质量之和为60，这样可大致写出A的结构为HOCH2CH(OH)CHO，这与前面推算出A的相对分子质量为90是相符的。
于是，其他三种物质的结构可顺理成章地写出。
答案：CH2(OH)CH(OH)CHO
CH2(OH)CH(OH)COOH
12解析：值得注意的是，不能错误地认为两种分子中甲基上的氢相同，因为氯所处的位置不同，对甲基上的氢原子的影响是不同的。
答案：(1)1 4
(2)CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3
(3)双键为平面结构，故CH3CH===CHCl实际上有2种结构不同的分子，即和，两种分子中各有3种化学环境不同的氢原子，故共有6个峰
1某混合气体由两种气态烃组成。2.24
L该混合气体完全燃烧后，得到4.48
L二氧化碳和3.6
g水。则这两种气体可能是(气体体积均在标准状况下测得)( )
A．CH4和C3H8 B．CH4和C3H4
C．C2H4和C3H4
D．C2H4和C2H6
2某有机化合物在空气中完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为5∶2，则下列说法正确的是( )
A．有机化合物中碳和氢的物质的量之比为5∶4
B．实验式为C5H4
C．化学式为C10H8
D．一定含有氧元素
3某气态有机物X含C、H、O
3种元素，已知下列条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是
…( )
①X中含碳的质量分数 ②X中含H的质量分数 ③X在标准状况下的体积 ④X对H2的相对密度
⑤X的质量
A．①② B．①②④ C．①②⑤ D．③④⑤
4两种气态烃燃烧时，甲生成CO2的体积是该烷烃的2倍，乙消耗O2的体积是该烷烃体积的5倍(均在相同状况下测定)。则甲、乙的分子式分别是
…( )
A．C2H6、C3H8
B．C3H8、C4H10
C．CH4、C3H8
D．C5H12、C4H10
5某有机化合物甲经氧化后得乙(C2H3O2Cl)，而甲水解可得丙，1
mol丙和2
mol乙反应得一种含有氯的酯C6H8O4Cl。试确定甲的结构简式为( )
A．ClCH2CH2OH
B．HCOOCH2Cl
C．CH2ClCHO
D．HOCH2CH2OH
6人在做剧烈运动后，有一段时间腿和胳膊会有酸胀和疼痛的感觉。原因之一是C6H12O6(葡萄糖)在运动过程中转化为C3H6O3(乳酸)。4.5
g乳酸与足量的钠反应，在标准状况下得气体1
120
mL。9
g乳酸与相同质量的甲醇反应，生成0.1
mol乳酸甲酯和1.8
g水。乳酸被氧化时得。则乳酸的结构简式是( )
A．HOCH2CH2COOH
B．HOCH2CH(OH)COOH
C．CH3OCH2COOH
D．CH3CH(OH)COOH
7某有机化合物的分子式为C8H6O2，它的分子(除苯环外不含其他环)中不可能有( )
A．2个羟基
B．1个醛基
C．2个醛基
D．1个羧基
8能与FeCl3溶液显紫色，又能发生银镜反应的物质是( )
9化学家合成了一种化学式为C200H200、含多个CC的链状烃，该分子中含CC的数目最多可以是( )
A．53个
B．51个
C．50个
D．49个
10在1924年，我国的药物学家从中药麻黄中提取了麻黄素并证明麻黄素具有平喘作用。将一定量的麻黄素完全燃烧可得26.67
g
CO2和8.18
g
H2O。测得麻黄素中含氮8.48%，它的实验式为CxHyNzOw，已知其实验式即为分子式，则麻黄素的分子式为________。
11注意分析下列两条信息，它们可能有助于你解答下面的推断题。
①CH3CH2OHCH3COOCH2CH3
(相对分子质量为46)(相对分子质量为88)
②有机化合物分子中，同一个碳原子上连接两个羟基的结构是不稳定的，易自动失去一分子水，例如：
(R—代表烃基)
现有只含C、H、O三种元素的化合物A～F，它们的某些有关信息已注明在下面的方框内。
请推断出化合物A、B、C、D的结构。
12核磁共振谱(PMR)是研究有机化合物结构的重要手段。在所研究的化合物分子中，等性氢原子在PMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中氢原子数成正比。如乙醛分子(CH3CHO)的PMR谱中有2个峰，其强度比是3∶1。乙醇分子(CH3CH2OH)的PMR谱中有3个峰，其强度比是
3∶2∶1
(1)苯的PMR谱中应该有________个峰；甲苯的PMR谱中有________个峰。
(2)某化合物C3H6O2的PMR谱中有3个峰，其强度比为3∶2∶1，则该化合物的结构简式可能为______________________________________________________________。
(3)研究发现，结构简式为CH3CH===CHCl的化合物的PMR谱中有6个峰，原因是________________________________________________________________________。
参考答案
1解析：0.1
mol混合气体完全燃烧得到0.2
mol
CO2、0.2
mol
H2O，则混合气体平均分子式为C2H4。
答案：B
2解析：n(CO2)∶n(H2O)＝5∶2，所以n(C)∶n(H)＝5∶4。
答案：A
3解析：由C、H质量分数可推出O的质量分数，由各元素的质量分数可确定X的实验式。由相对密度可确定X的相对分子质量。由相对分子质量和实验式可确定X的分子式。
答案：B
4解析：由甲生成的CO2体积是该烷烃的2倍知甲分子中有2个C原子。
答案：A
5解析：甲可以发生水解、氧化反应，排除法推得选A。
答案：A
6解析：乳酸(C3H6O3)的相对原子质量为90。4.5
g乳酸(0.05
mol)与Na反应得到0.05
mol
H2，说明1分子乳酸中有2个H被Na所替代；0.1
mol乳酸与甲醇反应生成0.1
mol乳酸甲酯和0.1
mol
H2O，说明乳酸分子中只有1个羧基。乳酸氧化后的物质为，则另一个官能团必定是羟基，所以乳酸的结构简式为。
答案：D
7解析：根据该芳香族化合物的分子式，其不饱和度为6，一个苯环的不饱和度为4，其结构中还必须含有1个叁键或2个双键。若含有2个羟基，则其余两个碳可构成一个碳碳叁键；含有2个醛基或1个醛基和1个羰基也满足条件，但若只含1个羧基，其他位置无法再出现不饱和度，则不饱和度为5，不符合题意。
答案：D
8解析：分子中有醛基和酚结构的物质即可。
答案：D
9解析：C200H200的不饱和度为：Ω(C200H200)＝＝101，
CC三键的不饱和度为：Ω(CC)＝2，
则C200H200分子中的CC三键数最多为(商数)：
＝50……1。
答案：C
10解析：先求C、H、O的质量分数：
w(C)＝×100%＝72.7%
w(H)＝×100%＝9.09%
w(O)＝1－w(C)－w(H)－w(N)
＝1－72.7%－9.09%－8.48%
＝9.73%
故N(C)∶N(H)∶N(N)∶N(O)＝∶∶∶≈20∶45∶2∶2
答案：C20H45N2O2
11解析：首先根据A、B均可发生银镜反应判断出A中一定含有醛基，再综合运用题给信息判断C的分子式。
通过对信息①的研究可以知道：每个醇羟基与乙酸发生酯化反应(引入一个乙酰基CH3C—)，其相对分子质量就增大88－46＝42。
应该注意，化合物A分别衍变为C和D时，所经历的步骤只差一步，就是与乙酸的酯化反应，而D与C的相对分子质量相差190－106＝84，是42的2倍，这说明化合物A中有两个可以与乙酸发生酯化反应的醇羟基。
除此之外，还可借鉴相对分子质量增大这一思路，进一步开发出有用的信息：由A到D的“选择氧化”，实际上是将醛基(—CHO)氧化为羧基(—COOH)，故A比D的相对分子质量至少应该小16(A中至少含有一个醛基)，因D的相对分子质量为106，故A的相对分子质量最大是90。
根据信息②，两个醇羟基不可能连在同一个碳上，于是可粗略确定A的结构中至少含有下列原子团：1个“—CHO”，相对分子质量为29,2个“”的相对分子质量之和为60，这样可大致写出A的结构为HOCH2CH(OH)CHO，这与前面推算出A的相对分子质量为90是相符的。
于是，其他三种物质的结构可顺理成章地写出。
答案：CH2(OH)CH(OH)CHO
CH2(OH)CH(OH)COOH
12解析：值得注意的是，不能错误地认为两种分子中甲基上的氢相同，因为氯所处的位置不同，对甲基上的氢原子的影响是不同的。
答案：(1)1 4
(2)CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3
(3)双键为平面结构，故CH3CH===CHCl实际上有2种结构不同的分子，即和，两种分子中各有3种化学环境不同的氢原子，故共有6个峰