2023春高中化學(xué)第1章認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物第4節(jié)研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法（第2課時(shí)）有機(jī)物分子式與分子結(jié)構(gòu)的確定課后素養(yǎng)演練新人教版選修5

PAGE有機(jī)物分子式與分子結(jié)構(gòu)確實(shí)定基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1．(2022·景洪高二檢測(cè))在核磁共振氫譜圖中，只有一個(gè)吸收峰的物質(zhì)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302210)(D)A．CH3CH2OH B．CH3CH2CH3C．CH2CH—CH3 D．CH3CH32．(2022·大連高二檢測(cè))在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰，其面積之比為3:2的化合物是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302211)(D) 解析：A項(xiàng)有2種氫原子，個(gè)數(shù)比為3:1；B項(xiàng)據(jù)對(duì)稱(chēng)分析有3種氫原子，個(gè)數(shù)比為3:1:1；C項(xiàng)據(jù)對(duì)稱(chēng)分析有2種氫原子，個(gè)數(shù)比為3:4；D項(xiàng)據(jù)對(duì)稱(chēng)分析有2種氫原子，個(gè)數(shù)比為3:2。3．以下化合物的核磁共振氫譜圖中吸收峰的數(shù)目正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302212)(B)4．能夠快速、微量、精確地測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的物理方法是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302213)(A)A．質(zhì)譜法 B．紅外光譜C．紫外光譜 D．核磁共振氫譜5．某氣態(tài)有機(jī)物X含C、H、O三種元素，以下條件，現(xiàn)欲確定X的分子式，所需最少條件是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302214)(B)①X中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)②X中含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)③X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積④X對(duì)H2的相對(duì)密度⑤X的質(zhì)量A．①② B．①②④C．①②⑤ D．③④⑤6．某烴中碳和氫的質(zhì)量比是24:5，該烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是2.59g·L－1，其分子式為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302215)(B)A．C2H6 B．C4H10C．C5H8 D．C7H8解析：先求最簡(jiǎn)式N(C):N(H)＝eq\f(24,12):eq\f(5,1)＝2:5，故該烴的最簡(jiǎn)式為C2H5，再求相對(duì)分子質(zhì)量：22.4×2.59＝58，故該有機(jī)物的分子式為C4H10。7．現(xiàn)有一物質(zhì)的核磁共振氫譜如下圖：那么該有機(jī)物可能是以下物質(zhì)中的eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302216)(B)A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OHC． D．CH3CH2CHO解析：核磁共振氫譜可以測(cè)定有機(jī)物中氫原子的種類(lèi)和數(shù)目；此圖中出現(xiàn)了四個(gè)峰，說(shuō)明原分子中有4種不同的氫原子；A項(xiàng)中有2種氫原子；B項(xiàng)中有4種氫原子；C項(xiàng)中有2種氫原子；D項(xiàng)中有3種氫原子。二、非選擇題8．刑法修正案(八)中明確規(guī)定2011年5月1日“醉駕入刑〞。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302217)(1)酒精在人體肝臟內(nèi)可轉(zhuǎn)化為多種有害物質(zhì)，有機(jī)物A是其中的一種，對(duì)A的結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下分析：①通過(guò)樣品的質(zhì)譜分析測(cè)得A的相對(duì)分子質(zhì)量為60；②經(jīng)測(cè)定，有機(jī)物A的核磁共振氫譜示意圖如圖：③對(duì)A的水溶液進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)該溶液pH<7。根據(jù)以上分析，寫(xiě)出A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__CH3COOH__。(2)工業(yè)酒精是含水約4%的液態(tài)乙醇。要在實(shí)驗(yàn)室中將工業(yè)酒精轉(zhuǎn)化為無(wú)水酒精，請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：①以下做法中最不可取的是(填寫(xiě)代號(hào))__C__。A．參加過(guò)量的生石灰后過(guò)濾B．參加過(guò)量的生石灰后蒸餾C．參加過(guò)量的生石灰后分液②在該方法的實(shí)驗(yàn)步驟里，緊挨加熱之前的操作是__向冷凝管內(nèi)通冷卻水__，并且對(duì)此要注意的問(wèn)題是__使冷卻水從冷凝管的下口進(jìn)、上口出__。③用酒精燈作熱源，在加熱的過(guò)程中要適時(shí)調(diào)整酒精燈的上下或左右位置，目的是__使蒸餾燒瓶?jī)?nèi)的支管口處保持某一恒溫__。9．電爐加熱時(shí)用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物質(zhì)量確定有機(jī)物的組成，以下裝置是用燃燒法確定有機(jī)物分子式常用的裝置。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302218)(1)產(chǎn)生的氧氣按從左到右流向，所選裝置各導(dǎo)管的連接順序是__g、f、e、h、i、c(或d)、d(或c)、a(或b)、b(或a)__。(2)C裝置中濃硫酸的作用為_(kāi)_吸收水分，得到枯燥的氧氣__。(3)D裝置中MnO2的作用為_(kāi)_催化劑，加快O2的生成速率__。(4)燃燒管中CuO的作用為_(kāi)_使有機(jī)物充分氧化生成CO2和H2O__。(5)假設(shè)準(zhǔn)確稱(chēng)取0.90g樣品(只含C、H、O三種元素中的兩種或三種)，經(jīng)充分燃燒后，A管質(zhì)量增加1.32g，B管質(zhì)量增加0.54g，那么該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式為_(kāi)_CH2O__。(6)要確定該有機(jī)物的分子式，還要知道__有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量__。解析：(1)制備的氧氣中含有水蒸氣，先要使用裝置C除去；產(chǎn)生的水蒸氣和CO2分別用裝置B、A吸收，并且先吸收水蒸氣，故接口順序?yàn)間、f、e、h、i、c(或d)、d(或c)、a(或b)、b(或a)。(2)由(1)分析知濃硫酸的作用是吸收水分，得到枯燥的氧氣。(3)MnO2對(duì)H2O2的分解有催化作用。(4)燃燒管中CuO可以與CO反響，故可以使有機(jī)物充分氧化生成CO2和H2O。(5)n(CO2)＝eq\f(1.32g,44g·mol－1)＝0.03mol，n(H2O)＝eq\f(0.54g,18g·mol－1)＝0.03mol，m(O)＝0.90g－m(C)－m(H)＝0.90g－0.03mol×12g·mol－1－0.03mol×2×1g·mol－1＝0.48g，n(O)＝eq\f(0.48g,16g·mol－1)＝0.03mol。因n(C):n(H):n(O)＝0.03mol:0.03mol×2:0.03mol＝1:2:1，故該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式為CH2O，故實(shí)驗(yàn)式為CH2O。(6)相對(duì)分子質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)式結(jié)合才能得到有機(jī)物的分子式。素能拓展一、選擇題1．某有機(jī)物C3H6O2的核磁共振氫譜中有兩個(gè)共振峰，面積比為1:1，該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302219)(B) 解析：A項(xiàng)3個(gè)共振峰面積比為1:2:3，B項(xiàng)有2個(gè)共振峰，面積比1:1，C項(xiàng)4個(gè)共振峰，面積比1:1:1:3，D項(xiàng)3個(gè)共振峰，面積比1:2:3。2．以下用于研究有機(jī)物的方法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302220)(C)A．蒸餾可用于別離提純液態(tài)有機(jī)混合物B．燃燒法是研究確定有機(jī)物成分的一種有效方法C．核磁共振氫譜通常用于分析有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量D．對(duì)有機(jī)物分子紅外光譜圖的研究有助于確定有機(jī)物分子中的基團(tuán)解析：利用核磁共振氫譜可測(cè)定有機(jī)物分子中氫原子在碳骨架上的位置和數(shù)目，而質(zhì)譜法通常用于精確測(cè)定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量。二、非選擇題3．某有機(jī)化合物A經(jīng)李比希法測(cè)得其中含碳為72.0%、含氫為6.67%，其余為氧?，F(xiàn)用以下方法測(cè)定該有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302221)方法一：用質(zhì)譜法分析得知A的相對(duì)分子質(zhì)量為150。方法二：核磁共振儀測(cè)出A的核磁共振氫譜有5個(gè)峰，其面積之比為1:2:2:2:3，如圖A所示。方法三：利用紅外光譜儀測(cè)得A分子的紅外光譜如圖B所示。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)A的分子式為_(kāi)_C9H10O2__。(2)A的分子中含一個(gè)甲基的依據(jù)是__bc__(填字母序號(hào))。a．A的相對(duì)分子質(zhì)量 B．A的分子式c．A的核磁共振氫譜圖 D．A分子的紅外光譜圖(3)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為4．為了測(cè)定某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)，做如下實(shí)驗(yàn)：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302222)①將2.3g該有機(jī)物完全燃燒，生成0.1molCO2和2.7g水；②用質(zhì)譜儀測(cè)得其相對(duì)分子質(zhì)量為46；③用核磁共振儀處理該化合物，得到如以下圖所示譜圖，圖中三個(gè)峰的面積之比是1:2:3。試答復(fù)以下問(wèn)題：(1)有機(jī)物A的實(shí)驗(yàn)式是__C2H6O__。(2)能否根據(jù)A的實(shí)驗(yàn)式確定A的分子式？__能__(填“能〞或“不能〞)；假設(shè)能，那么A的分子式是__C2H6O__；假設(shè)不能，那么此空不填。(3)寫(xiě)出有機(jī)物A可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__CH3CH2OH__。解析：(1)在2.3g有機(jī)物中：n(C)＝0.1mol，m(C)＝0.1mol×12g·mol－1＝1.2g；n(H)＝eq\f(2.7g,18g·mol－1)×2＝0.3mol，m(H)＝0.3mol×1g·mol－1＝0.3g；m(O)＝2.3g－1.2g－0.3g＝0.8g，n(O)＝eq\f(0.8g,16g·mol－1)＝0.05mol。n(C):n(H):n(O)＝0.1mol:0.3mol:0.05mol＝2:6:1，所以A的實(shí)驗(yàn)式是C2H6O。(2)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)式是C2H6O的有機(jī)物中，氫原子數(shù)已經(jīng)到達(dá)飽和，所以其實(shí)驗(yàn)式C2H6O即為分子式。(3)A有如下兩種可能的結(jié)構(gòu)：CH3OCH3或CH3CH2OH。假設(shè)為前者，那么在核磁共振氫譜中應(yīng)只有一個(gè)峰；假設(shè)為后者，那么在核磁共振氫譜中應(yīng)有三個(gè)峰，而且三個(gè)峰的面積之比是1:2:3。顯然后者符合題意，所以A為CH3CH2OH。5．測(cè)定有機(jī)物中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，常用的方法是燃燒分析法，用氧化銅作催化劑，在750℃左右使有機(jī)物在氧氣流中全部氧化成CO2和H2O，分別用裝有固體NaOH和固體Mg(ClO4)2(高氯酸鎂)的吸收管吸收CO2和H2O。某課外活動(dòng)小組，設(shè)計(jì)用以下裝置制取乙烯，并測(cè)定乙烯分子中碳、氫原子個(gè)數(shù)比，甲為燃燒管，當(dāng)乙烯和氧氣通過(guò)時(shí)，由于催化劑的存在而不會(huì)發(fā)生爆炸，乙烯將被氧化成CO2和H2O。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)46302223)請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：(1)整套裝置的連接順序(按從左到右順序用字母填寫(xiě)):A__接__E__，__D__接__B__，__C__接__F__，__G__接__H__，__I__接_J__，__K(其中B，C；H，I；J，K均可互換)__。(2)燒瓶中的試劑是濃H2SO4和酒精，其中濃H2SO4的作用是__催化劑和脫水劑__，在燒瓶中還要加少量碎瓷片，其作用是__防止液體暴沸__。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使燒瓶中溶液溫度迅速升至170℃，原因是__防止在170_℃以下發(fā)生副反響生成乙醚__。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，燒瓶中有黑色物質(zhì)生成，其原因是__酒精被濃硫酸炭化而變黑__。(4)乙、丙裝置的作用分別是：乙：__除去乙烯氣體中的水蒸氣__；丙：__除去乙烯氣體中的CO2、SO2等酸性氣體__。(5)假設(shè)實(shí)驗(yàn)前后，丁增重ag，戊增重bg，那么測(cè)得乙烯分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為_(kāi)_9b/44a(6)假設(shè)測(cè)得C/H值偏高，導(dǎo)致這種誤差的可能原因是(C、D)A．乙烯中混有少量乙醚(C2H5OC2H5)B．乙烯進(jìn)入燃燒管時(shí)