2020_2021学年人教版(2019)选择性必修三有机物实验式和分子式的确定精选题22道
一.选择题(共16小题)
1.能够快速、微量、精确测定有机物相对分子质量的物理方法是( )
A.红外光谱
B.质谱法
C.核磁共振氢谱
D.色谱法
2.某常见有机物(一个分子内碳原子总数不超过10个)的结构简式可表示为,其核磁共振氢谱图中出现两组峰,且面积之比为3:2.下列关于该有机物的说法错误的是( )
A.该有机物不可能为酚
B.该有机物的分子式可能为C8H10O2
C.该有机物苯环上的一氯代物只有一种
D.该有机物燃烧时一定只生成CO2和H2O
3.研究有机物的一般步骤:分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式。以下研究有机物的方法错误的是( )
A.蒸馏﹣分离提纯液态有机混合物
B.燃烧法﹣研究确定有机物成分的有效方法
C.对粗苯甲酸提纯时操作为:加热溶解,蒸发结晶,过滤
D.红外光谱图﹣确定有机物分子中的官能团或化学键
4.在标准状况下,两种常见气态烃5.6L充分燃烧,生成10.08LCO2(标准状况)和5.4g水,则下列说法正确的是( )
A.混合烃对氢气的相对密度为24
B.两者分别是C2H6和C2H4,体积比为1:1
C.两者分别是CH4和C2H2,体积比为1:4
D.肯定没有甲烷
5.利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录,可初步判断该有机物分子拥有的( )
A.同分异构体数
B.原子个数
C.基团种类
D.共价键种类
6.下列有机物中,完全燃烧后生成的CO2与H2O的物质的量之比为2:1的是( )
A.乙烷
B.乙烯
C.乙炔
D.乙醇
7.现代仪器分析技术能够帮助人们对物质的微观结构做出科学的判断,下列说法正确的是( )
A.X﹣射线衍射技术可以区分晶体和非晶体
B.红外光谱可以判断有机物的相对分子质量
C.CH3CH2OH的核磁共振氢谱吸收峰有2种
D.质谱仪可以直接测定有机物分子的结构
8.研究有机化合物的基本步骤有①确定分子式;②分离、提纯;③确定结构式;④确定实验式。其中正确的研究顺序是( )
A.①②③④
B.②④③①
C.②④①③
D.④①③②
9.能够测定分子结构和化学键的方法是( )
①质谱 ②红外光谱 ③紫外光谱 ④核磁共振谱.
A.①②
B.③④
C.②
D.①④
10.0.5体积某气态烃只能与0.5体积氯气发生加成反应,生成氯代烷.0.5mol此氯代烷可与3mol氯气发生完全的取代反应,则该烃的结构简式为( )
A.CH2=CH2
B.CH3CH=CH2
C.CH3CH3
D.CH3CH2CH=CH2
11.下列可用于判断某物质为晶体的方法是( )
A.质谱法
B.红外光谱法
C.核磁共振法
D.X射线衍射法
12.下列说法错误的是( )
A.实验室制酚醛树脂时,沸水浴加热,不需温度计
B.分离互溶的液态有机混合物常用分液法
C.实验室可用水除去溴乙烷中的乙醇杂质
D.常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定
13.一定量的某饱和一元醛发生银镜反应,析出2.16g银,等量的此醛完全燃烧时生成CO2
0.896L(标准状况下),则此醛是( )
A.乙醛
B.丙醛
C.丁醛
D.甲醛
14.鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子及6个C=C且不含环状结构,则其分子式为( )
A.C30H60
B.C30H56
C.C30H52
D.C30H50
15.已知乙醇和二甲醚是同分异构体,下列鉴别方法①质谱法
②红外光谱法
③核磁共振氢谱法
④利用金属钠
⑤燃烧法,其中可行的是( )
A.①②③④
B.①②③④⑤
C.②③④
D.②③④⑤
16.某化合物由碳、氢、氧二种元素组成,其红外光谱图有C﹣H键、O﹣H健、C﹣O键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,则该有机物的结构简式可能是( )
A.CH3CH2OCH3
B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2OH
D.CH3CH2CHO
二.填空题(共2小题)
17.(1)将0.1mol某烃完全燃烧生成4.48L
(标准状况)CO2气体和3.6g水,则此烃的分子式?
(2)将0.1mol
CH4
和C2H4
的混合气体通入足量溴水中,溴水增重1.4g,则CH4和C2H4的物质的量之比
,乙烯的体积分数为
。
18.某有机物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C8H8O2.分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱如图,则A可能的结构简式
。
三.解答题(共4小题)
19.某天然油脂A的分子式为C57H106O6,1摩尔该油脂水解可得到1摩尔甘油、1摩尔不饱和脂肪酸B和2摩尔直链饱和脂肪酸C.经测定:B的相对分子质量为280,原子个数比为N(C):N(H):N(O)=9:16:1.
(1)写出B的分子式:
.
(2)写出C的结构简式:
;C的名称是
.
(3)写出含5个碳原子的C的同系物的同分异构体的结构简式.
.
20.(1)有机物A与乙酸无论以何种比例混合,只要质量一定,完全燃烧后产生的水的质量也一定,试回答:
①若A与乙酸相对分子质量相等,且既能发生银镜反应又能发生酯化反应,则A的结构中的官能团的名称为
.
②若A分子中C、H元素质量分数之和为86.67%,其余为O,且A的相对分子质量小于200,则A的分子式为
.如果A分子每个碳原子都达到饱和,且能与金属钠反应产生氢气,则A的结构简式为
.(用不含C原子的键线式表示)
21.燃烧某有机物A1.50g,生成1.12L(标况)CO2和0.05molH2O,该有机物的蒸汽对空气的相对密度是1.04,求该有机物的分子式。
22.在有机物分子中,不同氢原子的核磁共振谱中给出的信号也不同,根据信号可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如二乙醚的结构简式为:CH3﹣CH2﹣O﹣CH2﹣CH3,其核磁共振谱中给出的信号有两个,如图①所示:
(1)下列物质中,其核磁共振氢谱中给出的信号只有一个的是
。(填序号)
A.CH3CH3
B.CH3COOH
C.CH3COOCH3
D.CH3OCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如图②所示,则A的结构简式为
,请预测B的核磁共振氢谱上有
种信号。
(3)在常温下测得的某烃C8H10(不能与溴水反应)的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为2:3,试确定该烃的结构简式为
。
2020_2021学年人教版(2019)选择性必修三有机物实验式和分子式的确定精选题22道
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.能够快速、微量、精确测定有机物相对分子质量的物理方法是( )
A.红外光谱
B.质谱法
C.核磁共振氢谱
D.色谱法
【分析】质谱仪其实是把有机物打成很多小块(有规律的,按照各官能团打开,所以一般有点经验的也能从小数字看出这种物质大概含有哪些官能团),会有很多不同的分子量出现,其中最大的那个就是该有机物的分子量,据此进行解答。
【解答】解:A.红外光谱是用于鉴定有机物中所含的各种官能团的,双键,三键,羟基,羧基羰基等等,故A错误;
B.质谱仪其实是把有机物打成很多小块,会有很多不同的分子量出现,其中最大的那个就是该有机物的分子量,故B正确;
C.核磁共振是检验不同环境的H的数量;有多少种不同的H,就有多少个峰,各个峰的高度大致上能显示各种H的数量比例,无法确定有机物的相对分子质量,故C错误;
D.色谱法时分离混合物的一种方法,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了常见确定有机物分子组成的方法,题目难度不大,明确核磁共振氢谱、红外光谱、质谱仪、色谱法等的含义为解答关键,试题侧重基础知识的考查,培养了学生的灵活应用能力。
2.某常见有机物(一个分子内碳原子总数不超过10个)的结构简式可表示为,其核磁共振氢谱图中出现两组峰,且面积之比为3:2.下列关于该有机物的说法错误的是( )
A.该有机物不可能为酚
B.该有机物的分子式可能为C8H10O2
C.该有机物苯环上的一氯代物只有一种
D.该有机物燃烧时一定只生成CO2和H2O
【分析】该有机物的核磁共振氢谱图中出现两组峰,且面积之比为3:2,说明其分子中含有两种位置不同的氢原子,其氢原子数目之比为3:2,而苯环上有4个位置相同的H原子,则取代基中含有6个H;分子内碳原子总数不超过10个,则该有机物的取代基﹣X中最多含有两个C原子,
A.该有机物若是酚,则取代基X为羟基,分子中含有的不同位置的氢原子个数之比为4:2=2:1,不满足氢原子数目之比为3:2;
B.若﹣X为﹣OCH3,该有机物分子式为C8H10O2,不同位置的氢原子数目之比为6:4=3:2,满足题中条件;
C.中取代基结构对称,苯环上氢原子位置相同,所以苯环上的一氯代物只有一种;
D.中的取代基﹣X可能含有C、H、O元素以外的其它元素,所以燃烧产物不一定只有二氧化碳和水.
【解答】解:的核磁共振氢谱图中出现两组峰,且面积之比为3:2,说明其分子中含有两种位置不同的氢原子,其氢原子数目之比为3:2,而苯环上有4个位置相同的H原子,则取代基中含有6个H;分子内碳原子总数不超过10个,则取代基﹣X中最多含有两个C原子,
A.苯环与羟基直接相连的有机物属于酚类,X为﹣OH,分子中不同位置的氢原子个数之比为4:2=2:1,核磁共振氢谱的面积之比不是3:2,故A正确;
B.当X为﹣OCH3时,则该有机物分子式为C8H10O2,该有机物分子中不同位置的氢原子数目之比为6:4=3:2,其核磁共振氢谱图中出现两组峰,且面积之比为3:2,故B正确;
C.由于分子中取代基X结构对称,苯环上氢原子位置相同,所以苯环上的一氯代物只有一种,故C正确;
D.该有机物分子中的取代基﹣X可能含有C、H、O元素以外的其它元素,所以燃烧产物不一定只有二氧化碳和水,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查了核磁共振氢谱应用、有机物分子式确定等知识,题目难度中等,解题关键是明确核磁共振氢谱中出现的不同组峰及其面积大小的含义.
3.研究有机物的一般步骤:分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式。以下研究有机物的方法错误的是( )
A.蒸馏﹣分离提纯液态有机混合物
B.燃烧法﹣研究确定有机物成分的有效方法
C.对粗苯甲酸提纯时操作为:加热溶解,蒸发结晶,过滤
D.红外光谱图﹣确定有机物分子中的官能团或化学键
【分析】A.蒸馏用于分离提纯沸点不同的液态互溶混合物;
B.燃烧法能确定有机物组成情况:C→CO2、H→H2O、S→SO2、N→N2,确定有机物中的最简式;
C.苯甲酸的溶解度不大,趁热过滤可减少溶解损失;
D.红外光谱图能确定有机物分子中的基团。
【解答】解:A.蒸馏是利用互溶液态混合物中各成分的沸点不同而进行物质分离的方法,液态有机混合物中各成分沸点不同,因而可采取蒸馏,故A正确;
B.利用燃烧法,能得到有机物燃烧后的无机产物,并作定量测定,最后算出各元素原子的质量分数,得到实验式或最简式,故B正确;
C.粗苯甲酸经过加热溶解→趁热抽滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥→纯苯甲酸,故C错误;
D.不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上处于不同的位置,所以红外光谱图能确定有机物分子中的化学键或官能团,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查了有机物结构式的确定,为高频考点,题目难度不大,明确常见有机物分子式、结构简式的方法为本题关键,试题有利于提高学生的灵活应用能力。
4.在标准状况下,两种常见气态烃5.6L充分燃烧,生成10.08LCO2(标准状况)和5.4g水,则下列说法正确的是( )
A.混合烃对氢气的相对密度为24
B.两者分别是C2H6和C2H4,体积比为1:1
C.两者分别是CH4和C2H2,体积比为1:4
D.肯定没有甲烷
【分析】标况下5.6L混合气体的物质的量为:0.25mol,生成的二氧化碳的物质的量为:0.45mol,生成水的物质的量为:0.3mol,据此可以计算出混合烃的平均分子式,然后质量守恒计算出混合气体的平均相对分子量,根据计算结果对各选项进行判断.
【解答】解:标况下5.6L混合烃的物质的量为0.25mol,生成的二氧化碳和水的物质的量分别为0.45mol、0.3mol,所以混合烃中含有碳原子平均数为:1.8,
含有氢原子的平均数为:2.4,混合气体的平均分子式为:C1.8H2.4,所以混合气体中一定含有甲烷,由于甲烷中氢原子数为4,则另一种烃中含有的氢原子数目一定小于2.4,则另一种烃只能为乙炔,
根据平均分子式为C1.8H2.4可知,该混合气体的平均分子量为:12×1.8+1×2.4=24,密度与摩尔质量成正比,则该混合烃对氢气的相对密度为:12,故A错误;
设甲烷的物质的量为x,乙炔的物质的量为y,根据碳原子守恒,x+2y=1.8(x+y),解得x:y=1:4,所以BD错误,C正确,
故选:C。
【点评】本题考查了有机物分子式的确定,题目难度中等,注意掌握确定有机物分子式的计算方法,根据质量守恒定律确定碳原子、氢原子的数目是解题关键,明确气体的相对密度的含义及计算方法.
5.利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录,可初步判断该有机物分子拥有的( )
A.同分异构体数
B.原子个数
C.基团种类
D.共价键种类
【分析】组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰,所以通过红外光谱可以判断有机物的基团种类.
【解答】解:组成分子的各种基团都有自己特定的红外特征吸收峰,利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录,可以清晰的记录出不同基团的吸收峰,所以可初步判断该有机物分子拥有的基团种类,
故选:C。
【点评】本题考查了红外光谱在测定有机化合分子结构时的作用,题目比较简单.
6.下列有机物中,完全燃烧后生成的CO2与H2O的物质的量之比为2:1的是( )
A.乙烷
B.乙烯
C.乙炔
D.乙醇
【分析】有机物完全燃烧后生成的CO2与H2O的物质的量之比为2:1,根据元素守恒可知,该有机物组成中C、H原子数目为1:1,据此判断。
【解答】解:根据元素守恒可知,该有机物组成中C、H原子数目为1:1,则
A、乙烷分子式为C2H6,分子中C、H原子数目不相等,故A错误;
B、乙烯分子式为C2H4,分子中C、H原子数目不相等,故B错误;
C、乙炔分子式为C2H2,分子中C、H原子数目相等,故C正确;
D、乙醇分子式为C2H6O,分子中C、H原子数目不相等,故D错误。
故选:C。
【点评】考查有机物组成、物质的结构等,比较基础,旨在考查学生对基础知识的掌握,注意有机物燃烧耗氧量、体积变化、生成二氧化碳与水为定比的规律总结。
7.现代仪器分析技术能够帮助人们对物质的微观结构做出科学的判断,下列说法正确的是( )
A.X﹣射线衍射技术可以区分晶体和非晶体
B.红外光谱可以判断有机物的相对分子质量
C.CH3CH2OH的核磁共振氢谱吸收峰有2种
D.质谱仪可以直接测定有机物分子的结构
【分析】A、晶体对X﹣射线发生衍射,非晶体不会对X﹣射线发生衍射;
B、红外光谱可以判断有机物中的官能团;
C、CH3CH2OH的核磁共振氢谱吸收峰有3种;
D、质谱仪可以测定物质分子或分子碎片的质量.
【解答】解:A、晶体对X﹣射线发生衍射,非晶体不会对X﹣射线发生衍射,所以能用X﹣射线衍射技术可以区分晶体和非晶体,故A正确;
B、红外光谱可以判断有机物中的官能团,不能用红外光谱可以判断有机物的相对分子质量,故B错误;
C、CH3CH2OH中含有三种环境的氢原子,所以其核磁共振氢谱吸收峰有3种,故C错误;
D、质谱仪可以测定物质分子或分子碎片的质量,所以能用质谱仪判断有机物的相对分子质量,但是不能测定有机物分子的结构,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了X﹣射线衍射仪、红外光谱仪、核磁共振氢谱、质谱仪等仪器的用途,注意在有机分子结构中的应用,题目难度不大.
8.研究有机化合物的基本步骤有①确定分子式;②分离、提纯;③确定结构式;④确定实验式。其中正确的研究顺序是( )
A.①②③④
B.②④③①
C.②④①③
D.④①③②
【分析】从天然资源提取的有机物,首先得到是含有有机物的粗品,需经过分离、提纯才能得到纯品,再进行鉴定和研究未知有机物的结构与性质,一般先利用元素定量分析确定实验式,再测定相对分子质量确定分子式,最后利用波谱分析确定结构式。
【解答】解:从天然资源提取的有机物,首先得到是含有有机物的粗品,需经过分离、提纯才能得到纯品,再进行鉴定和研究未知有机物的结构与性质,一般先利用元素定量分析确定实验式,再测定相对分子质量确定分子式,因为有机物存在同分异构现象,所以最后利用波谱分析确定结构式,故对其进行研究一般采取的研究步骤是:分离提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式,
故选:C。
【点评】本题考查有机物结构确定、有机物研究方法等,比较基础,注意有机物研究的一般步骤。
9.能够测定分子结构和化学键的方法是( )
①质谱 ②红外光谱 ③紫外光谱 ④核磁共振谱.
A.①②
B.③④
C.②
D.①④
【分析】红外光谱仪用于测定有机物的官能团;核磁共振氢谱用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目;质谱法用于测定有机物的相对分子质量,紫外光谱鉴别一个有机物是否含有共轭体系或芳香结构,
【解答】解:红外光谱仪用于测定有机物的官能团;核磁共振氢谱用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目;质谱法用于测定有机物的相对分子质量,紫外光谱鉴别一个有机物是否含有共轭体系或芳香结构,所以核磁共振谱、红外光谱、紫外光谱和质谱法的综合运用,可用于分析有机物的结构,但只有红外光谱可测定有机物所含化学键情况,故选C。
【点评】本题考查了有机物的测定方法,较基础,了解各自方法的应用是解题的关键.
10.0.5体积某气态烃只能与0.5体积氯气发生加成反应,生成氯代烷.0.5mol此氯代烷可与3mol氯气发生完全的取代反应,则该烃的结构简式为( )
A.CH2=CH2
B.CH3CH=CH2
C.CH3CH3
D.CH3CH2CH=CH2
【分析】含一个双键的气态烃0.5体积能与0.5体积氯气发生加成反应,生成氯代烷,有机物中有几个氢原子被取代,就要消耗几分子的氯气.
【解答】解:根据题目中该烃加成反应所需氯气的量判断该烃分子中只含有一个双键,又根据氯代烷1mol可与6mol氯气发生完全的取代反应,判断该加成产物分子中只含有6个氢原子,故原气态烃分子有含有6个氢原子,B选项符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查学生有机反应类型中的加成反应和取代反应,难度不大,可以根据所学知识进行.
11.下列可用于判断某物质为晶体的方法是( )
A.质谱法
B.红外光谱法
C.核磁共振法
D.X射线衍射法
【分析】A、质谱法测定相对分子质量;
B、红外光谱法测定官能团或化学键结构;
C、核磁共振法测定元素的种类;
D、晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,x射线衍射可以看到微观结构。
【解答】解:A、质谱法是测定有机分子相对分子质量的方法,故A错误;
B、红外光谱法是测定有机分子官能团或化学键结构的方法,故B错误;
C、核磁共振法是测定有机分子中元素种类的方法,故C错误;
D、晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,x射线衍射可以看到微观结构,所以鉴别晶体与非晶体,最为科学的方法是X射线衍射法,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查晶体的判定方法,比较基础,旨在考查学生对基础知识的全面掌握,要注意和有机物结构的确定方法区分。
12.下列说法错误的是( )
A.实验室制酚醛树脂时,沸水浴加热,不需温度计
B.分离互溶的液态有机混合物常用分液法
C.实验室可用水除去溴乙烷中的乙醇杂质
D.常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定
【分析】A.实验室制酚醛树脂时,由于采用沸水浴加热;
B.分液适用于互不相溶的液体混合物之间的一种分离方法;
C.乙醇和水互溶,溴乙烷难溶于水;
D.质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法。
【解答】解:A.实验室制酚醛树脂时,由于采用沸水浴加热,因此不需要使用温度计,故A正确;
B.分液适用于互不相溶的液体混合物之间的一种分离方法,蒸馏是依据混合物中各组分沸点不同而分离的一种方法,适用于除去易挥发、难挥发或不挥发杂质,因此分离互溶的液态有机混合物常用蒸馏法,不能用分液法,故B错误;
C.乙醇和水互溶,溴乙烷难溶于水,因此实验室可用水除去溴乙烷中的乙醇杂质,故C正确;
D.质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法,因此常用质谱法进行有机物相对分子质量的测定,故D正确;
故选:B。
【点评】本题主要考查有机物的分离和提纯、酚醛树脂的制取及质谱法的应用,侧重基础知识的考查,题目难度不大。
13.一定量的某饱和一元醛发生银镜反应,析出2.16g银,等量的此醛完全燃烧时生成CO2
0.896L(标准状况下),则此醛是( )
A.乙醛
B.丙醛
C.丁醛
D.甲醛
【分析】饱和一元醛的通式是CnH2nO,根据关系式﹣CHO~2Ag,根据生成金属银的量可以获得醛的物质的量,然后根据生成二氧化碳的体积计算出二氧化碳的物质的量,结合碳原子守恒可以获得C的个数,进而确定分子式即可.
【解答】解:n(Ag)0.02mol,醛基和银的关系﹣CHO~2Ag,则n(﹣CHO)=0.01mol,即饱和一元醛的物质的量为0.01mol,燃烧产生二氧化碳的物质的量n(CO2)0.04mol,所以碳原子数目为4,分子式为:C4H8O,为丁醛,
故选:C。
【点评】本题考查学生醛的银镜反应,根据关系式﹣CHO~2Ag关系即可解答,难度不大.
14.鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子及6个C=C且不含环状结构,则其分子式为( )
A.C30H60
B.C30H56
C.C30H52
D.C30H50
【分析】烃中每含有1个C=C键,则减少2个H原子,含30个碳原子的烷烃其分子式为C30H62,以此进行判断.
【解答】解:含30个碳原子的烷烃其分子式为C30H62,当分子中含有6个C=C而不含环状结构时,氢原子数减少12个,所以角鲨烯的分子式为C30H50。
故选:D。
【点评】本题考查有机物分子式的确定,题目难度不大,注意C=C键的个数与H原子的关系.
15.已知乙醇和二甲醚是同分异构体,下列鉴别方法①质谱法
②红外光谱法
③核磁共振氢谱法
④利用金属钠
⑤燃烧法,其中可行的是( )
A.①②③④
B.①②③④⑤
C.②③④
D.②③④⑤
【分析】乙醇和二甲醚是同分异构体,则相对分子质量和分子式相同,但二甲醚和乙醇的性质不同、分子结构不同、二甲醚中含有醚键﹣O﹣,乙醇中含有﹣OH,﹣OH可与Na反应,并且二者含有的H原子的种类和性质不同,据此分析解答。
【解答】解:乙醇和二甲醚的化学键(或官能团)不同、氢原子环境不完全相同,可以用红外光谱法和核磁共振氢谱法区分;
二者相对分子质量相同,不能用质谱法区分;
乙醇中含有﹣OH,﹣OH能与金属钠反应放出氢气而二甲醚与钠不反应,用钠可以区分;
二者燃烧现象和产物相同,用燃烧法不能区分;
综上,可行的为②③④,故C正确;
故选:C。
【点评】本题考查有机物的鉴别,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,把握有机物的结构特点和官能团的性质即可解答,注意把握鉴别方法和了解质谱法、红外光谱法、核磁共振氢谱法的作用,题目难度不大。
16.某化合物由碳、氢、氧二种元素组成,其红外光谱图有C﹣H键、O﹣H健、C﹣O键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,则该有机物的结构简式可能是( )
A.CH3CH2OCH3
B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2OH
D.CH3CH2CHO
【分析】某化合物有碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图有C﹣H键、O﹣H键、C﹣O键的振动吸收,说明分子中含有﹣OH,该有机物的相对分子质量是60,则分子式可能为
C2H4O2或C3H8O,结合有机物中化学键的类型解答该题。
【解答】解:因相对分子质量是60,所以分子式可能为
C2H4O2或C3H8O,则A、B可能符合,C、D不符合题意;
又因有机物中含有C﹣H键、O﹣H键、C﹣C键,CH3CH2OCH3中不含O﹣H键,则A不符合题意;
CH3CH(OH)CH3中含有C﹣H键、O﹣H键、C﹣C键,则B符合题意;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的结构,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,本题注意有机物含有的共价键的种类,可用排除法解答,题目难度不大。
二.填空题(共2小题)
17.(1)将0.1mol某烃完全燃烧生成4.48L
(标准状况)CO2气体和3.6g水,则此烃的分子式?
(2)将0.1mol
CH4
和C2H4
的混合气体通入足量溴水中,溴水增重1.4g,则CH4和C2H4的物质的量之比 1:1 ,乙烯的体积分数为 50% 。
【分析】(1)根据二氧化碳的体积以及水的质量计算C、H的物质的量,可计算1mol有机物含有C、H的物质的量,进而确定分子式,结合分子式确定可能的结构式;
(2)CH4性质较稳定,和溴不反应,C2H4和溴发生加成反应生成C2H4Br2,0.1molCH4和C2H4的混合气体通入足量溴水中,溴水增重1.4g(假设完全反应),则溴水增加的质量为C2H4质量,可以计算n(C2H4),并计算n(CH4),乙烯所占的体积分数即为物质的量分数。
【解答】解:(1)n(CO2)0.2mol,n(H2O)0.2mol,则n(C)=0.2mol,n(H)=0.4mol,所以分子式为C2H4,
答:此烃的分子式为C2H4;
(2)CH4性质较稳定,和溴不反应,C2H4和溴发生加成反应生成C2H4Br2,0.1molCH4和C2H4的混合气体通入足量溴水中,溴水增重1.4g(假设完全反应),则溴水增加的质量为C2H4质量,n(C2H4)0.05mol,则n(CH4)=0.05mol,CH4和C2H4的物质的量之比1:1,乙烯所占的体积分数100%=50%,故答案为:1:1;50%。
【点评】本题考查了有机物分子式、结构简式的确定,侧重学生的分析、计算能力的考查,题目难度中等,熟练掌握常见有机物结构与性质为解答关键,注意明确质量守恒在确定有机物分子式中的应用。
18.某有机物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C8H8O2.分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱如图,则A可能的结构简式 。
【分析】有机物A的分子式为分子式C8H8O2,不饱和度为5,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,由核磁共振氢谱可知含有4种H原子,由此推测有机物可能的结构简式。
【解答】解:有机物A的分子式为分子式C8H8O2,不饱和度为5,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,由核磁共振氢谱可知含有4种H原子,则有机物A的结构简式为,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物结构的推断、核磁共振氢谱、红外光谱图、官能团性质等,难度中等,推断A的结构是解题的关键。
三.解答题(共4小题)
19.某天然油脂A的分子式为C57H106O6,1摩尔该油脂水解可得到1摩尔甘油、1摩尔不饱和脂肪酸B和2摩尔直链饱和脂肪酸C.经测定:B的相对分子质量为280,原子个数比为N(C):N(H):N(O)=9:16:1.
(1)写出B的分子式: C18H32O2 .
(2)写出C的结构简式: CH3(CH2)16COOH ;C的名称是 硬脂酸(十八酸) .
(3)写出含5个碳原子的C的同系物的同分异构体的结构简式. .
【分析】(1)B的最简式是C9H16O,因为B的相对分子质量为280,所以B的分子式为C18H32O2;
(2)油脂是高级脂肪酸的甘油酯,1molA(C57H106O6)应与3mol
H2O发生水解反应,生成1mol甘油(C3H8O3)、1molB(C18H32O2)和2molC,根据原子个数守恒可得C的分子式为C18H36O2,C是直链饱和脂肪酸,则C为硬脂酸;
(3)根据碳链异构和位置异构来分析同分异构体.
【解答】解:(1)B的最简式是C9H16O,因为B的相对分子质量为280,所以B的分子式为C18H32O2,
故答案为:C18H32O2;
(2)天然油脂A的水解可以表示成:C57H106O6+3H2O→C3H8O3(甘油)+C18H32O2+2C,根据原子守恒知,C的分子式为:C18H36O2,结合C是直链饱和脂肪酸,可知C的结构简式为:CH3﹣(CH2)16﹣COOH,
故答案为:CH3﹣(CH2)16﹣COOH;硬脂酸(十八酸);
(3)含5个碳原子的硬脂酸的同系物为戊酸(C4H9COOH),丁基的同分异构体有4种,则对应的戊酸也应有4种,即;
故答案为:.
【点评】本题主要考查了有机物分子式、结构简式的确定,难度不大,注意质量守恒的运用.
20.(1)有机物A与乙酸无论以何种比例混合,只要质量一定,完全燃烧后产生的水的质量也一定,试回答:
①若A与乙酸相对分子质量相等,且既能发生银镜反应又能发生酯化反应,则A的结构中的官能团的名称为 羟基、醛基 .
②若A分子中C、H元素质量分数之和为86.67%,其余为O,且A的相对分子质量小于200,则A的分子式为 C8H8O .如果A分子每个碳原子都达到饱和,且能与金属钠反应产生氢气,则A的结构简式为 .(用不含C原子的键线式表示)
【分析】有机物A与乙酸无论以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧后产生的水的质量也一定,则有机物A中氢元素的质量分数与乙酸中氢元素的质量分数相等为;
(1)若A的相对分子质量与乙酸相等,则A的分子量为60,分子中H原子数目为4,既能发生银镜反应又能发生酯化反应,含有羟基﹣OH、醛基﹣CHO,据此书写;
(2)根据氧元素的质量分数计算氧原子最大数目,确定含有O原子数目,进而计算有机物的相对分子质量,在计算分子中H原子数目,进而计算C原子数数目,确定分子式,结合有机物的结构特点与性质,确定其结构.
【解答】解:(1)若A与乙酸相对分子质量相等,则A的分子量为60,分子中H原子数目为4,既能发生银镜反应又能发生酯化反应,含有羟基﹣OH、醛基﹣CHO.分子中氧原子数目不能超过2,若有3个氧原子,分子量超过60,故含有2个氧原子,所以碳原子数为2,所以分子式为C2H4O2,所以符合条件的结构简式为:HOCH2CHO,
故答案为:羟基、醛基;
(2)若A分子中C、H元素质量分数之和为86.67%,其余为O,且A的相对分子质量小于200,则分子中氧原子最大数目1.6,故分子中含有1个O原子,故该有机物的相对分子质量120,故分子中N(H)8,故N(C)8,故该有机物分子式为C8H8O,
A能与金属钠反应产生氢气,含有﹣OH,A分子每个碳原子都达到饱和,含有环状,则A的结构简式,
故答案为:C8H8O;.
【点评】本题主要考查有机物结构式的确定与性质,难度中等,判断有机物A中氢元素的质量分数与乙酸中氢元素的质量分数相等是关键,再结合分子量判断分子式.
21.燃烧某有机物A1.50g,生成1.12L(标况)CO2和0.05molH2O,该有机物的蒸汽对空气的相对密度是1.04,求该有机物的分子式。
【分析】该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04,空气的相对分子量为29,则该有机物的相对分子量为:29×1.04=30,1.50gA的物质的量为:n(A)0.05mol;标况下1.12L二氧化碳的物质的量为0.05mol,0.9g水的物质的量为0.05mol,含有0.1mol氢原子,所以该有机物A中含有氢原子、碳原子分别为:1、2,再根据相对分子量为30可知氧原子数为1,据此进行判断。
【解答】解:标准状况下1.12L二氧化碳的物质的量为0.05mol,0.9g水的物质的量为0.05mol,含有0.1mol氢原子;该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04,空气的相对分子量为29,则该有机物的相对分子量为:29×1.04=30,1.50gA的物质的量为:n(A)0.05mol;标况下1.12L二氧化碳的物质的量为0.05mol,0.9g水的物质的量为0.05mol,含有0.1mol氢原子,所以该有机物A中含有氢原子、碳原子分别为:1、2,设A中含有x个O,则12+1×2+16x=30,解得x=1,所以A的分子式为:CH2O,答:该有机物的分子式为CH2O。
【点评】本题考查了常见有机物分子式的确定计算方法,题目难度中等,注意掌握确定有机物分子式的计算方法,明确相对密度与相对分子量的关系是解题关键。
22.在有机物分子中,不同氢原子的核磁共振谱中给出的信号也不同,根据信号可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如二乙醚的结构简式为:CH3﹣CH2﹣O﹣CH2﹣CH3,其核磁共振谱中给出的信号有两个,如图①所示:
(1)下列物质中,其核磁共振氢谱中给出的信号只有一个的是 AD 。(填序号)
A.CH3CH3
B.CH3COOH
C.CH3COOCH3
D.CH3OCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如图②所示,则A的结构简式为 CH2BrCH2Br ,请预测B的核磁共振氢谱上有 2 种信号。
(3)在常温下测得的某烃C8H10(不能与溴水反应)的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为2:3,试确定该烃的结构简式为 。
【分析】(1)由图及核磁共振氢谱中给出的信号只有一个,则有机物中只有一种位置的H原子;
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如右图②所示,则A中只有一种H原子,结构对称;B应为CH3CHBr2;
(3)某烃C8H10(不能与溴水反应)的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为2:3,则存在两种位置的H原子,且H原子数目之比为2:3,可知该烃为对二甲苯。
【解答】解:(1)由图及核磁共振氢谱中给出的信号只有一个,则有机物中只有一种位置的H原子,AD中只有一种位置的H原子,BC中有2种位置的H原子,故答案为:AD;
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱图如右图②所示,则A中只有一种H原子,结构对称,则A为CH2BrCH2Br,B应为CH3CHBr2,含有2种H原子,B的核磁共振氢谱上有2种信号,故答案为:CH2BrCH2Br;2;
(3)某烃C8H10(不能与溴水反应)的核磁共振谱上,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为2:3,则存在两种位置的H原子,且H原子数目之比为2:3,数目分别为4、6,可知该烃为对二甲苯,其结构简式为,故答案为:。
【点评】本题考查有机物的推断,明确核磁共振氢谱与有机物结构的关系来推断有机物是解答本题的关键,题目难度中等。