《第2節(jié) 有機化合物結(jié)構(gòu)的測定》（同步訓練）高中化學選擇性必修3-魯科版-2024-2025學年

《第2節(jié)有機化合物結(jié)構(gòu)的測定》同步訓練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有16小題，每小題3分，共48分）1、下列關(guān)于有機化合物結(jié)構(gòu)測定方法中，不屬于光譜法的是（）A.紅外光譜法（IR）B.核磁共振波譜法（NMR）C.質(zhì)譜法（MS）D.熱分析法2、下列化合物中，能夠通過核磁共振氫譜測出三種不同化學環(huán)境的氫原子的是（）A.CH3CH2CH3B.CH3CH(OH)CH3C.CH3COCH3D.CH3CH2CH2OH3、有機物分子結(jié)構(gòu)的測定中，以下哪一種方法不是利用光譜學原理進行的？A.紅外光譜法（IR）B.核磁共振波譜法（NMR）C.質(zhì)譜法（MS）D.X射線晶體學4、下列哪種方法不能用于確定有機化合物中的官能團？A.紅外光譜分析B.質(zhì)譜分析C.核磁共振波譜分析D.X射線衍射分析5、有機化合物中，確定碳骨架結(jié)構(gòu)最常用的方法之一是：A.紅外光譜（IR）B.核磁共振波譜（NMR）C.質(zhì)譜（MS）D.紫外光譜（UV）6、下列關(guān)于有機化合物結(jié)構(gòu)測定的方法，哪一項不是直接測定其結(jié)構(gòu)的方法？A、核磁共振氫譜（1H-NMR）B、紫外光譜C、質(zhì)譜D、紅外光譜7、在一個有機化合物的紅外光譜中，如果在1270cm^-1和1580cm^-1處有吸收峰，則該有機化合物可能含有以下哪種官能團？A.羰基（C=O）B.羧基（-COOH）C.醛基（-CHO）D.羧酸（-COOR）8、某有機物分子式為C4H8O2，下列關(guān)于該有機物的說法正確的是：A.必定含有羧基B.可能含有酯基C.必定含有醛基D.只能是環(huán)狀結(jié)構(gòu)9、某有機物的分子式為C4H10，該有機物可能為：A.2-甲基丙烷B.正丁烷C.異丁烷D.2-甲基丁烷10、下列實驗方法中，不能用來測定有機化合物分子結(jié)構(gòu)的是（）。A.質(zhì)譜法B.核磁共振氫譜法（1H-NMR）C.簡單觀察顏色變化D.紅外光譜法（IR）11、通過核磁共振氫譜（1HNMR）可以確定有機化合物中氫原子的：A.類型但無法確定數(shù)量B.數(shù)量但無法確定類型C.位置但無法確定類型和數(shù)量D.類型、數(shù)量和位置12、下列哪種方法不能用于確定有機化合物中的官能團？A.紅外光譜分析B.核磁共振氫譜分析C.質(zhì)譜分析D.氣相色譜分析13、在有機化合物結(jié)構(gòu)的測定中，下列哪種方法不能直接確定碳原子的連接順序？A.紅外光譜（IR）B.核磁共振氫譜（1HNMR）C.核磁共振碳譜（13CNMR）D.質(zhì)譜（MS）14、紅外光譜分析主要用于測定有機化合物中的：A、官能團B、分子量C、立體結(jié)構(gòu)D、化學鍵的斷裂15、某一有機物在燃燒時，產(chǎn)物為CO2和H2O，下列關(guān)于該有機物說法正確的是：A.該有機物可能是單糖B.該有機物可能是醇C.該有機物可能是芳香烴D.該有機物一定是烴16、在有機化合物結(jié)構(gòu)測定的過程中，以下哪種方法主要用于確定碳鏈骨架？A.紅外光譜法（IR）B.核磁共振氫譜（NMR）C.質(zhì)譜法（MS）D.紫外光譜法（UV）二、非選擇題（本大題有4小題，每小題13分，共52分）第一題題目：某有機化合物X在核磁共振氫譜中顯示有三個共振峰，峰面積比為3:2:1。已知該化合物分子式為C4H10O。試確定該化合物的結(jié)構(gòu)簡式，并寫出推斷依據(jù)。解析：1.確定分子式和質(zhì)譜數(shù)據(jù)：由分子式C4H10O知，該有機物含有4個碳、10個氫、1個氧。同時，從核磁共振氫譜得知，X分子中有三種不同類型的氫原子，峰面積比為3:2:1。2.分析譜圖信息：峰面積比為3:2:1意味著X分子中有三種氫原子，數(shù)量大致分別為9,4,和3個。在C4H10O類化合物中，考慮常見的飽和化合物，如丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）、丁醚（CH3CH2CH2OC2H5）會是推斷的起點。但丁醇和丁醚的峰面積比例不完全符，因此需要更細致地分析。3.考慮可能的結(jié)構(gòu)：根據(jù)峰面積比，我們推斷類可能的結(jié)構(gòu)中甲基碳上的氫原子數(shù)目最多（9個氫），其次碳上有少量氫原子（4個氫），剩余少數(shù)氫在碳上（1個氫）。4.合理結(jié)構(gòu)解析：在C4H10O類中，2-甲基-丁醇（CH3CH2CH(OH)CH3）和3-甲基-1-丙醇（CH3CH(OH)CH2CH3）是可能的選擇。如果考慮兩者的核磁共振氫譜，2-甲基-丁醇C億元級氫（6個乙基氫+1個甲基上的3個氫=1+6=7個，再加一個羥基氫）和3個一級氫（3個甲基氫），峰面積比例接近1:3:1，而非3:2:1。3-甲基-1-丙醇中一共有3個甲基（9個氫），1個二級基團（2個氫），1個三級基團（1個氫），正好符合3:2:1的比例。第二題問題：以下四個選項中，哪一種產(chǎn)生了一條固定長度的碳碳單鍵？A.乙烷（C2H6）B.乙烯（C2H4）C.丙烷（C3H8）D.苯（C6H6）第三題有機化合物A的分子式為C5H10O，其結(jié)構(gòu)式可能為以下哪一種？A.CH3CH2CH2CH2OHB.CH3CH(OH)CH2CH3C.CH3CH2CH(OH)CH3D.CH3CH2CH2COOH第四題題目已知一種有機化合物的分子式為C4H8O2，通過核磁共振氫譜（1H-NMR）測定，發(fā)現(xiàn)有一個單峰對應(yīng)的氫原子數(shù)量為4，一個雙峰對應(yīng)的氫原子數(shù)量為2，一個三重峰對應(yīng)的氫原子數(shù)量為2。依據(jù)這些信息，推測該化合物的結(jié)構(gòu)，并寫出其結(jié)構(gòu)式。請簡述判斷依據(jù)?！兜?節(jié)有機化合物結(jié)構(gòu)的測定》同步訓練及答案解析一、單項選擇題（本大題有16小題，每小題3分，共48分）1、下列關(guān)于有機化合物結(jié)構(gòu)測定方法中，不屬于光譜法的是（）A.紅外光譜法（IR）B.核磁共振波譜法（NMR）C.質(zhì)譜法（MS）D.熱分析法答案：D解析：紅外光譜法（IR）、核磁共振波譜法（NMR）和質(zhì)譜法（MS）都是有機化合物結(jié)構(gòu)測定中常用的光譜法。熱分析法是一種基于物質(zhì)的熱性質(zhì)變化來確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法，不屬于光譜法。因此，選項D是正確答案。2、下列化合物中，能夠通過核磁共振氫譜測出三種不同化學環(huán)境的氫原子的是（）A.CH3CH2CH3B.CH3CH(OH)CH3C.CH3COCH3D.CH3CH2CH2OH答案：B解析：核磁共振氫譜（NMR）可以用來確定有機化合物中不同化學環(huán)境的氫原子。通過觀察不同的化學位移值和面積比例，可以判斷出氫原子的不同種類。A.CH3CH2CH3(丙烷)：三種氫原子都處于相同的化學環(huán)境下，只有一組化學位移，所以答案不為A。B.CH3CH(OH)CH3(2-丙醇)：三種氫原子處于不同的化學環(huán)境中，包括兩個端甲基(CH3)的氫原子和一個連接羥基的甲基上(-CH(OH))的氫原子。因此，核磁共振氫譜會顯示出三種不同的化學位移，答案為B。C.CH3COCH3(丙酮)：兩種氫原子都處于相同的化學環(huán)境中，只有一組化學位移，所以答案不是C。D.CH3CH2CH2OH(正丁醇)：四種氫原子中，兩種氫原子（連接羥基的氫原子）與另外兩種氫原子相鄰，所以也會顯示出兩種不同的化學位移，雖然具體情況還有待詳細分析，但顯然只有B選項滿足題目要求。3、有機物分子結(jié)構(gòu)的測定中，以下哪一種方法不是利用光譜學原理進行的？A.紅外光譜法（IR）B.核磁共振波譜法（NMR）C.質(zhì)譜法（MS）D.X射線晶體學答案：D解析：紅外光譜法（IR）用于測定有機物中的官能團，核磁共振波譜法（NMR）用于測定分子中化學環(huán)境的氫和碳原子，質(zhì)譜法（MS）用于測定分子的相對分子質(zhì)量和元素組成。X射線晶體學則是利用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的分析，主要用于測定晶體的三維結(jié)構(gòu)，不直接用于有機化合物分子結(jié)構(gòu)的測定。因此，選項D不是利用光譜學原理進行的。4、下列哪種方法不能用于確定有機化合物中的官能團？A.紅外光譜分析B.質(zhì)譜分析C.核磁共振波譜分析D.X射線衍射分析答案：D解析：在有機化合物結(jié)構(gòu)的測定中，紅外光譜（IR）、質(zhì)譜（MS）、核磁共振波譜（NMR）都是常用的分析手段，它們能夠提供關(guān)于分子中特定官能團的信息。紅外光譜通過檢測不同化學鍵或官能團對特定波長紅外光的吸收來確定這些基團的存在；質(zhì)譜通過測量分子或碎片離子的質(zhì)量與電荷比值來識別化合物的分子量及其斷裂模式，從而推斷可能存在的官能團；核磁共振波譜則基于原子核在外加磁場作用下的行為變化，可以給出詳細的分子結(jié)構(gòu)信息，包括官能團的位置。而X射線衍射主要應(yīng)用于晶體結(jié)構(gòu)的分析，它能夠提供原子在空間中的精確位置，但對于確定有機物中具體官能團的信息幫助較小。因此，選項D是正確的。5、有機化合物中，確定碳骨架結(jié)構(gòu)最常用的方法之一是：A.紅外光譜（IR）B.核磁共振波譜（NMR）C.質(zhì)譜（MS）D.紫外光譜（UV）答案：B解析：核磁共振波譜（NMR）是一種用于確定有機化合物中碳骨架結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)。通過分析NMR譜圖，可以得知不同環(huán)境中的氫原子數(shù)量和位置，從而推斷出有機化合物的碳骨架結(jié)構(gòu)。紅外光譜（IR）主要用于確定官能團的存在，質(zhì)譜（MS）主要用于確定化合物的分子量和分子式，紫外光譜（UV）主要用于確定有機化合物的共軛體系。因此，正確答案是B。6、下列關(guān)于有機化合物結(jié)構(gòu)測定的方法，哪一項不是直接測定其結(jié)構(gòu)的方法？A、核磁共振氫譜（1H-NMR）B、紫外光譜C、質(zhì)譜D、紅外光譜答案：B解析：核磁共振氫譜（1H-NMR）、質(zhì)譜和紅外光譜均能提供關(guān)于有機化合物結(jié)構(gòu)的間接信息，例如原子的類型、官能團的存在及其分布等。而紫外光譜主要用于確定有機化合物中不飽和雙鍵（如π鍵）的位置，對于整個分子結(jié)構(gòu)的測定并不是直接方法，因此選項B正確。7、在一個有機化合物的紅外光譜中，如果在1270cm^-1和1580cm^-1處有吸收峰，則該有機化合物可能含有以下哪種官能團？A.羰基（C=O）B.羧基（-COOH）C.醛基（-CHO）D.羧酸（-COOR）答案：A解析：在紅外光譜中，1270cm^-1和1580cm^-1分別對應(yīng)于C=O雜環(huán)和sp2雜化碳上的C=O雙鍵的吸收峰，因此，該有機化合物可能含有羰基官能團（C=O）。其他選項中，羧基、醛基和羧酸在紅外光譜中會有不同的吸收峰，不屬于該題目所給條件。8、某有機物分子式為C4H8O2，下列關(guān)于該有機物的說法正確的是：A.必定含有羧基B.可能含有酯基C.必定含有醛基D.只能是環(huán)狀結(jié)構(gòu)答案：B解析：分子式為C4H8O2的有機物可能有多種結(jié)構(gòu)，包括但不限于含有酯基（-COO-）的酯類化合物。選項A說必定含有羧基，但根據(jù)分子式，它也可能是一個酯而不是一個羧酸；選項C說必定含有醛基，但沒有足夠的證據(jù)表明分子中存在醛基；選項D說只能是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這是不正確的，因為非環(huán)狀的直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)也是可能的。因此，最合適的答案是B，即該有機物可能含有酯基。9、某有機物的分子式為C4H10，該有機物可能為：A.2-甲基丙烷B.正丁烷C.異丁烷D.2-甲基丁烷答案：A解析：根據(jù)分子式C4H10，我們可以知道該有機物是丁烷的一種同分異構(gòu)體。正丁烷和異丁烷的分子式都是C4H10，但2-甲基丙烷和2-甲基丁烷的分子式分別是C5H12和C5H10，因此排除D選項。根據(jù)有機化學的知識，2-甲基丙烷的結(jié)構(gòu)式為CH3-CH(CH3)-CH3，符合分子式C4H10，故選A。10、下列實驗方法中，不能用來測定有機化合物分子結(jié)構(gòu)的是（）。A.質(zhì)譜法B.核磁共振氫譜法（1H-NMR）C.簡單觀察顏色變化D.紅外光譜法（IR）答案：C解析：測定有機化合物的分子結(jié)構(gòu)通常包括多種方法，如質(zhì)譜法可以測定分子量和分解產(chǎn)物，從而幫助推斷分子結(jié)構(gòu)；核磁共振氫譜（1H-NMR）可以提供氫原子的不同環(huán)境信息；紅外光譜法（IR）可以提供氫鍵、共軛結(jié)構(gòu)等信息。簡單觀察顏色變化不是測定分子結(jié)構(gòu)的有效方法，因此選項C是正確的。11、通過核磁共振氫譜（1HNMR）可以確定有機化合物中氫原子的：A.類型但無法確定數(shù)量B.數(shù)量但無法確定類型C.位置但無法確定類型和數(shù)量D.類型、數(shù)量和位置答案：D解析：核磁共振氫譜（1HNMR）是確定有機化合物中氫原子類型、數(shù)量和位置的重要工具。在同一類型的有機化合物中，不同的氫原子會表現(xiàn)出不同的化學位移，由此可以判斷出氫的類型。通過積分曲線可以知道不同類型的氫原子的數(shù)量。由于化學位移與氫原子所處的化學環(huán)境有關(guān)，因此可以推斷出部分氫原子的位置。所以，答案為D。12、下列哪種方法不能用于確定有機化合物中的官能團？A.紅外光譜分析B.核磁共振氫譜分析C.質(zhì)譜分析D.氣相色譜分析答案：D解析：紅外光譜分析可以用來識別分子中存在的特定官能團，因為不同的官能團會在特定波數(shù)范圍內(nèi)吸收紅外光；核磁共振氫譜分析能夠提供關(guān)于分子中氫原子環(huán)境的信息，有助于確定官能團的位置；質(zhì)譜分析則可以通過測量分子碎片的質(zhì)量來推斷分子結(jié)構(gòu)和可能存在的官能團。而氣相色譜分析主要用于分離和定量混合物中的組分，它不能直接提供有關(guān)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)或官能團的信息。因此，選項D是正確的。13、在有機化合物結(jié)構(gòu)的測定中，下列哪種方法不能直接確定碳原子的連接順序？A.紅外光譜（IR）B.核磁共振氫譜（1HNMR）C.核磁共振碳譜（13CNMR）D.質(zhì)譜（MS）答案：D解析：紅外光譜（IR）可以用于鑒定有機化合物中的官能團；核磁共振氫譜（1HNMR）可以提供關(guān)于氫原子在分子中環(huán)境的信息，有助于確定碳原子的連接順序；核磁共振碳譜（13CNMR）可以提供關(guān)于碳原子的化學環(huán)境的信息。而質(zhì)譜（MS）主要用于測定分子的相對分子質(zhì)量和分子碎片的質(zhì)量，不能直接確定碳原子的連接順序。因此，選項D是正確答案。14、紅外光譜分析主要用于測定有機化合物中的：A、官能團B、分子量C、立體結(jié)構(gòu)D、化學鍵的斷裂答案：A、官能團解析：紅外光譜分析是一種基于分子振動和轉(zhuǎn)動對紅外光吸收特性進行測定的方法。通過分析紅外光譜，可以檢測出分子中是否存在特定的官能團，從而確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征。雖然紅外光譜也能提供一定量的信息，但它主要用于官能團的識別，而不是分子量、立體結(jié)構(gòu)或化學鍵的斷裂分析。15、某一有機物在燃燒時，產(chǎn)物為CO2和H2O，下列關(guān)于該有機物說法正確的是：A.該有機物可能是單糖B.該有機物可能是醇C.該有機物可能是芳香烴D.該有機物一定是烴答案：D解析：由于有機物燃燒產(chǎn)生產(chǎn)物CO2和H2O，表明該有機物只含有碳、氫兩種元素，沒有氧元素，因此這一定是一種烴。A選項中單糖通常含有氧元素；B選項醇類分子中也包含氧元素；C選項芳香烴雖然只含碳氫，但題目沒有提供足夠信息判斷是否為芳香烴。故正確答案為D。16、在有機化合物結(jié)構(gòu)測定的過程中，以下哪種方法主要用于確定碳鏈骨架？A.紅外光譜法（IR）B.核磁共振氫譜（NMR）C.質(zhì)譜法（MS）D.紫外光譜法（UV）答案：B解析：核磁共振氫譜（NMR）是一種強大的工具，可以用來確定有機化合物中氫原子的化學環(huán)境，從而推斷出碳鏈骨架的結(jié)構(gòu)。紅外光譜法（IR）主要用于確定官能團，質(zhì)譜法（MS）主要用于確定化合物的分子量和結(jié)構(gòu)片段，紫外光譜法（UV）主要用于確定電子躍遷和分子內(nèi)的共軛體系。因此，B選項是正確的。二、非選擇題（本大題有4小題，每小題13分，共52分）第一題題目：某有機化合物X在核磁共振氫譜中顯示有三個共振峰，峰面積比為3:2:1。已知該化合物分子式為C4H10O。試確定該化合物的結(jié)構(gòu)簡式，并寫出推斷依據(jù)。解析：1.確定分子式和質(zhì)譜數(shù)據(jù)：由分子式C4H10O知，該有機物含有4個碳、10個氫、1個氧。同時，從核磁共振氫譜得知，X分子中有三種不同類型的氫原子，峰面積比為3:2:1。2.分析譜圖信息：峰面積比為3:2:1意味著X分子中有三種氫原子，數(shù)量大致分別為9,4,和3個。在C4H10O類化合物中，考慮常見的飽和化合物，如丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）、丁醚（CH3CH2CH2OC2H5）會是推斷的起點。但丁醇和丁醚的峰面積比例不完全符，因此需要更細致地分析。3.考慮可能的結(jié)構(gòu)：根據(jù)峰面積比，我們推斷類可能的結(jié)構(gòu)中甲基碳上的氫原子數(shù)目最多（9個氫），其次碳上有少量氫原子（4個氫），剩余少數(shù)氫在碳上（1個氫）。4.合理結(jié)構(gòu)解析：在C4H10O類中，2-甲基-丁醇（CH3CH2CH(OH)CH3）和3-甲基-1-丙醇（CH3CH(OH)CH2CH3）是可能的選擇。如果考慮兩者的核磁共振氫譜，2-甲基-丁醇C億元級氫（6個乙基氫+1個甲基上的3個氫=1+6=7個，再加一個羥基氫）和3個一級氫（3個甲基氫），峰面積比例接近1:3:1，而非3:2:1。3-甲基-1-丙醇中一共有3個甲基（9個氫），1個二級基團（2個氫），1個三級基團（1個氫），正好符合3:2:1的比例。答案：該有機化合物X的結(jié)構(gòu)簡式為3-甲基-1-丙醇（CH3CH2CH(OH)CH3）?？偨Y(jié)：通過分析核磁共振氫譜給出的信息和分子式，確認有機化合物X為3-甲基-1-丙醇，其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH(OH)CH3。第二題問題：以下四個選項中，哪一種產(chǎn)生了一條固定長度的碳碳單鍵？A.乙烷（C2H6）B.乙烯（C2H4）C.丙烷（C3H8）D.苯（C6H6）答案：D.苯（C6H6）解析：在本題中，我們需要識別出哪種有機分子包含了一條固定長度的碳碳單鍵。乙烷（C2H6）中的碳碳鍵雖然為單鍵，但其鍵長在不同分子之間略有差異，因為乙烷是四面體結(jié)構(gòu)。乙烯（C2H4）中的碳碳鍵為雙鍵，其鍵長既小于單鍵也大于單鍵。丙烷（C3H8）與乙烷類似，其中的碳碳鍵為單鍵，但就像乙烷一樣，它們的鍵長在不同分子之間存在差異。苯（C6H6）則不同，它含有六個碳原子組成的環(huán)結(jié)構(gòu)，每個碳原子之間都存在一個碳碳單鍵。由于苯環(huán)的折疊性和共軛效應(yīng)，苯分子中的碳碳鍵表現(xiàn)出固定長度的特性。這是由苯環(huán)的離域π電子云造成的，使得所有的碳碳鍵鍵長都接近于相同的值。因此，苯中存在一條固定長度的碳碳單鍵，所以選項D是正確答案。第三題有機化合物A的分子式為C5H10O，其結(jié)構(gòu)式可能為以下哪一種？A.CH3CH2CH2CH2OHB.CH3CH(OH)CH2CH3C.CH3CH2CH(OH)CH3D.CH3CH2CH2COOH答案：B解析：1.根據(jù)分子式C5H10O，我們可以計算出該有機化合物的不飽和度為1。不飽和度（又稱為雙鍵當量）的計算公式為：不飽和度=1+(2C+2-H)/2將分子式中的C和H值代入計算，得到：不飽和度=1+(2×5+2-10)/2=12.不飽和度為1，說明該有機化合物可能含有一個雙鍵、一個環(huán)或者一個羥基（-OH）。3.分析選項：A.CH3CH2CH2CH2OH：分子中有一個羥基，符合不飽和度要求。B.CH3CH(OH)CH2CH3：分子中有一個羥基，符合不飽和度要求。C.CH3CH2CH(OH)CH3：分子中有一個羥基，符合不飽和度要求。D.CH3CH2CH2COOH：分子中有一個羧基（-COOH），不符合不飽和度要求。4.根據(jù)題意，有機化合物A可能的結(jié)構(gòu)式為B、C或D。但根據(jù)有機化合物的命名規(guī)則，含有羥基的有機物通常被稱為醇。因此，答案為B（2-丁醇）。第四題題目已知一種有機化合物的分子式為C4H8O2，通過核磁共振氫譜（1H-NMR）測定，發(fā)現(xiàn)有一個單峰對應(yīng)的氫原子數(shù)量為4，一個雙峰對應(yīng)的氫原子數(shù)量為2，一個三重峰對應(yīng)的氫原子數(shù)量為2。依據(jù)這些信息，推測該化合物的結(jié)構(gòu)，并寫出其結(jié)構(gòu)式。請簡述判斷依據(jù)。答案該有機化合物的分子式為C4H8O2，意味著該化合物中含有4個碳原子，8個氫原子和2個氧原子。核磁共振氫譜（1H-NMR）