有機(jī)物分子式和分子結(jié)構(gòu)的確定 同步練習(xí) 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3

有機(jī)物分子式和分子結(jié)構(gòu)的確定(分值:50分)A級(jí)合格過關(guān)練選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意(1~6題,每題4分,共24分)(一)分子式的確定1.某有機(jī)化合物在氧氣中充分燃燒,生成的水蒸氣和CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1,由此得出的結(jié)論是()該有機(jī)化合物分子中C、H、O原子個(gè)數(shù)比為1∶2∶3分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為1∶2有機(jī)化合物中必定含有氧有機(jī)化合物中一定不含氧2.喜樹中含有一種被稱為喜樹堿的生物堿,這種堿的相對(duì)分子質(zhì)量在300~400之間,實(shí)驗(yàn)分析得知其元素組成為C占69.0%、O占18.4%,且O含量為H的4倍,其余為N,則一個(gè)喜樹堿分子中含有的原子總數(shù)為()42 43 44 453.(2024·福建寧德第一中學(xué)高二月考)將有機(jī)物完全燃燒,生成CO2和H2O。將12g該有機(jī)物的完全燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸,濃硫酸增重14.4g,再通過堿石灰,堿石灰增重26.4g。則該有機(jī)物的分子式為()C4H10 C2H6O2C3H8O C2H4O24.某化合物6.4g在氧氣中完全燃燒,只生成8.8gCO2和7.2gH2O。下列說法正確的是()該化合物僅含碳、氫兩種元素該化合物中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶8無法確定該化合物是否含有氧元素該化合物實(shí)驗(yàn)式為CH4O(二)分子結(jié)構(gòu)的確定5.(2024·廣東東莞高二月考)有機(jī)化合物的定性、定量分析會(huì)用到多種化學(xué)儀器,下列關(guān)于化學(xué)儀器的說法不正確的是()質(zhì)譜儀可以確定有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量醋酸的晶體結(jié)構(gòu)可以通過X射線衍射法確定紅外光譜儀可以檢測(cè)有機(jī)化合物的官能團(tuán)質(zhì)譜儀常用來確定有機(jī)物的分子式6.(2024·江蘇南師大附中高二期末)某有機(jī)化合物有碳、氫、氧三種元素組成,其紅外光譜圖有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵的振動(dòng)吸收,該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量是60,則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是()CH3CH2OCH3 CH3CH2CH(OH)CH3CH3CH2CH2OH HCOOCH3(8~9題,每題4分,共8分)7.某有機(jī)化合物的鍵線式及球棍模型如下:該有機(jī)化合物分子的核磁共振氫譜圖如下(單位是ppm)。下列關(guān)于該有機(jī)化合物的敘述不正確的是()該有機(jī)化合物中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子有8種該有機(jī)化合物屬于芳香族化合物鍵線式中的Et代表的基團(tuán)為—CH2CH3該有機(jī)化合物的分子式為C9H12O48.(2024·陜西西安市鐵一中學(xué)高二月考)某學(xué)習(xí)小組研究某烴的含氧衍生物A的組成和結(jié)構(gòu),研究過程如下:稱取9gA在足量氧氣中充分燃燒,并使產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰,發(fā)現(xiàn)兩者分別增重5.4g和13.2g,對(duì)A進(jìn)行波譜分析結(jié)果如圖。下列說法錯(cuò)誤的是()由質(zhì)譜圖可知A的分子式為C3H6O3結(jié)合紅外光譜和核磁共振氫譜可知A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH(OH)COOH若取A和C2H6O的混合物1mol進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn),該混合物完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量取決于混合物中二組分的比例B是A的位置異構(gòu)體,則B在核磁共振氫譜中峰面積之比為2∶2∶1∶19.(8分)(2024·廣東東莞第十高級(jí)中學(xué)高二期中)按要求回答下列問題:(1)(2分)研究有機(jī)物的方法有很多,常用的有①核磁共振氫譜②蒸餾③重結(jié)晶④萃?、菁t外光譜⑥過濾。其中用于分子結(jié)構(gòu)確定的有(填序號(hào))

(2)(2分)下列物質(zhì)中,其核磁共振氫譜中只有一個(gè)吸收峰的是(填字母)。

A.CH3CH3 B.CH3COOHC.CH3COOCH3 D.CH3OCH3(3)(4分)其含C、H、O三種元素的有機(jī)物,經(jīng)燃燒分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是64.86%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是13.51%。①如下圖是該有機(jī)物甲的質(zhì)譜圖,則其相對(duì)分子質(zhì)量為,分子式為。

②確定甲的官能團(tuán):通過實(shí)驗(yàn)可知甲中一定含有羥基。③確定甲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:a.經(jīng)測(cè)定有機(jī)物甲的核磁共振氫譜如下圖1所示,則甲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

b.若乙為甲的一種同分異構(gòu)體,乙的紅外光譜如下圖2所示,則該有機(jī)物乙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

B級(jí)素養(yǎng)培優(yōu)練10.(10分)(2024·云南開遠(yuǎn)市第一中學(xué)校高二月考)有機(jī)物M可從酸牛奶中提取。已知純凈的M為無色黏稠液體,易溶于水。研究M的組成與結(jié)構(gòu),進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)步驟解釋或?qū)嶒?yàn)結(jié)論(1)稱取M4.5g,升溫使其汽化,測(cè)其密度是相同條件下H2的45倍。試通過計(jì)算填空:(1)M的摩爾質(zhì)量為(1分)。

(2)將此4.5gM在足量純O2中充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰,發(fā)現(xiàn)兩者分別增重2.7g和6.6g(2)M的分子式為(1分)。

(3)通過M的紅外光譜圖發(fā)現(xiàn)該分子中既有羥基,還有羧基(3)寫出羥基電子式(2分)。

M的核磁共振氫譜如下圖:(4)M中含有(2分)種氫原子

(5)寫出M中所含官能團(tuán)的名稱:(2分)。

(6)綜上所述,M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(2分)。

有機(jī)物分子式和分子結(jié)構(gòu)的確定1.B[有機(jī)物的質(zhì)量未知,無法判斷有機(jī)物中是否含有O元素;CO2和水的物質(zhì)的量比為1∶1,根據(jù)原子守恒可知,有機(jī)物分子中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶2。]2.A[由O占18.4%,且O含量為H的4倍,則H元素的含量為4.6%,N元素的含量為1-69%-4.6%-18.4%=8%,則該物質(zhì)中C、H、O、N的原子個(gè)數(shù)比為69.0%12∶4.6%1∶18.4%16∶8%14=10∶8∶2∶1,則該物質(zhì)的化學(xué)式為(C10H8O2N)n,又堿的相對(duì)分子質(zhì)量在300~400之間,300<(12×10+1×8+16×2+14)×n<400,則n=2符合,即物質(zhì)的化學(xué)式為C20H16O3.C[濃硫酸增重可知水的質(zhì)量為14.4g,可計(jì)算出n(H2O)=14.4g18g/mol=0.8mol,n(H)=1.6mol,m(H)=1.6g;使堿石灰增重26.4g,可知二氧化碳質(zhì)量為26.4g,n(C)=n(CO2)=26.4g44g/mol=0.6mol,m(C)=7.2g,m(C)+m(H)=8.8g,有機(jī)物的質(zhì)量為12g,所以有機(jī)物中氧的質(zhì)量為3.2g,n(O)=3.2g16g/mol=0.2mol,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.6mol∶1.6mol∶0.2mol=3∶8∶1,即實(shí)驗(yàn)式為C3H8O,由于C3H8O中碳原子已經(jīng)飽和,所以分子式也為C34.D[某化合物6.4g在氧氣中完全燃燒,只生成8.8gCO2和7.2gH2O,n(CO2)=0.2mol,n(H2O)=0.4mol,根據(jù)元素守恒,6.4g該化合物中含有0.2molC、0.8molH,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,該化合物中含有O的物質(zhì)的量為6.4g?0.2mol×12g/mol?0.8mol×1g/mol16g/mol=0.2mol。根據(jù)以上分析,該化合物含碳、氫、氧三種元素,A錯(cuò)誤;6.4g該化合物中含有0.2molC、0.8molH,碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶4,B錯(cuò)誤;6.4g該化合物中含有0.2molC、0.8molH、0.2molO,該化合物實(shí)驗(yàn)式為CH45.D[質(zhì)譜法是近代發(fā)展起來的快速、微量、精確測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的方法,A正確;醋酸的晶體結(jié)構(gòu)可以通過X射線衍射法確定,B正確;不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)吸收頻率不同,在紅外光譜圖上將處于不同位置,從而可以獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán),C正確;質(zhì)譜儀可以確定有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量,而不是分子式,D錯(cuò)誤。]6.C[有機(jī)物CH3CH2OCH3的相對(duì)分子質(zhì)量為60,含有C—H鍵、C—O鍵,但不含有O—H鍵,A不符合題意;CH3CH2CH(OH)CH3的相對(duì)分子質(zhì)量為74,B不符合題意;CH3CH2CH2OH的相對(duì)分子質(zhì)量為60,分子中含有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵,C符合題意;HCOOCH3的相對(duì)分子質(zhì)量為60,含有C—H鍵、C—O鍵,但不含有O—H鍵,D不符合題意。]7.B[根據(jù)該有機(jī)化合物的核磁共振氫譜圖及球棍模型判斷,不同化學(xué)環(huán)境的氫原子有8種,A正確;該有機(jī)化合物中不含苯環(huán),所以不屬于芳香族化合物,B錯(cuò)誤;根據(jù)該有機(jī)化合物的鍵線式和球棍模型判斷Et為乙基,C正確;根據(jù)該有機(jī)化合物的球棍模型可知,其分子式為C9H12O4,D正確。]8.C[9gA在足量氧氣中充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^足量的濃硫酸和堿石灰,發(fā)現(xiàn)兩者分別增重5.4g和13.2g,說明完全燃燒生成水的質(zhì)量為5.4g,二氧化碳的質(zhì)量為13.2g,9gA完全燃燒生成水的物質(zhì)的量是mM=5.4g18g/mol=0.3mol,9.0gA完全燃燒生成二氧化碳的物質(zhì)的量是mM=13.2g44g·mol/L=0.3mol,n(O)=mM=9.0g?0.6mol×1g/mol?0.3mol×12g16g/mol=0.3mol,所以A的實(shí)驗(yàn)式為CH2O,通過質(zhì)譜法測(cè)得A相對(duì)分子質(zhì)量為90,設(shè)分子式為(CH2O)n,則(12+2+16)n=90,n=3,故A的分子式為C3H6O3。根據(jù)紅外光譜知A中含有—OH和—COOH,由核磁共振氫譜可知,A中含有4種氫原子,其數(shù)目比為1∶1∶1∶3,故A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH(OH)COOH,B正確;A的分子式為C3H9.(1)①⑤(2)AD(3)①74C4H10O③C(CH3)3OHCH3CH2OCH2CH3解析(1)在上述各種研究方法中,蒸餾、重結(jié)晶、萃取、過濾是有機(jī)物分離或提純的方法,核磁共振氫譜、紅外光譜常用于分子結(jié)構(gòu)確定,答案選①⑤;(2)其核磁共振氫譜中只有一個(gè)吸收峰,說明有機(jī)物分子中只有一類氫原子,CH3CH3分子中只有一類氫原子,A正確;CH3COOH分子中含有兩類氫原子,B錯(cuò)誤;CH3COOCH3分子中含有兩類氫原子,C錯(cuò)誤;CH3OCH3分子中只有一類氫原子,D正確。(3)且設(shè)有機(jī)物質(zhì)量為74g,故n(C)∶n(H)∶n(O)=74×64.86%g12g/mol∶74×13.51%g74×(1?64.86%?13.51%)g16g/mol=4∶10∶1,故實(shí)驗(yàn)式為C4H10O;①根據(jù)分析可知,甲的實(shí)驗(yàn)式為C4H10O;根據(jù)質(zhì)譜圖知,其相對(duì)分子質(zhì)量是74,結(jié)合其實(shí)驗(yàn)式知其分子式為C4H10O;③a.甲的核磁共振氫譜圖中出現(xiàn)2組峰,說明該結(jié)構(gòu)中有2種氫原子,則結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為C(CH3)3OH;b.乙為甲的一種同分異構(gòu)體,乙的紅外光譜含有對(duì)稱—CH3,對(duì)稱—CH2—和C—O—C結(jié)構(gòu),故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OCH2CH310.(1)90g/mol(2)C3H6O3(3)·O‥‥解析(1)相同條件下,氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比