2019-2020学年高中化学课时作业5元素分析与相对分子质量的测定及分子结构的鉴定含解析 人教版选修5

2019-2020学年高中化学课时作业5元素分析与相对分子质量的测定及分子结构的鉴定含解析 人教版选修5

课时作业5　元素分析与相对分子质量的测定及分子结构的鉴定 基础巩固 ‎1．在核磁共振氢谱中出现两个峰，其氢原子数之比为3∶1的化合物是(　　)‎ 解析：在核磁共振氢谱中出现两个峰，其氢原子数之比为3∶1，这说明分子中含有2类氢原子，又因为同一个碳原子上的氢原子是相同的，其次同一个碳原子所连接的所有甲基上的氢原子是相同的，再就是具有对称性结构的(类似于平面镜成像中物体和像的关系)。A.分子中含有2类氢原子，其氢原子数之比为3∶1，A正确；B.分子中含有3类氢原子，其氢原子数之比为3∶1∶1，B错误；C.分子中含有3类氢原子，其氢原子数之比为3∶1∶4，C错误；D.分子中含有2类氢原子，其氢原子数之比为3∶2，D错误。‎ 答案：A ‎2．在核磁共振氢谱中出现三组峰的化合物是(　　)‎ 解析：A.高度对称，苯环上的四个氢等效，二个甲基上的六个氢也等效，只有两组峰，峰面积之比为6∶4＝3∶2，选项A不符合；B.两个甲基上的氢等效，只有两组峰，且峰面积之比为6∶2＝3∶1，选项B不符合；C.两个甲基上的氢等效，甲基取代位上的氢等效，另外六元环上的四个碳上共八个氢也等效，有三组峰，峰面积之比为6∶2∶8＝3∶1∶4，选项C符合；D.高度对称，苯环上的四个氢等效，两个甲基上的六个氢也等效，‎ 11‎ 只有两组峰，峰面积之比为6∶4＝3∶2，选项D不符合。‎ 答案：C ‎3．利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可以初步判断该有机物的分子拥有的(　　)‎ A．同分异构体数 B.原子个数 C．基团种类 D.共价键种类 解析：红外光谱可确定基团种类 答案：C ‎4．下列物质的核磁共振氢谱图中，有5个吸收峰的是(　　)‎ 解析：有几个吸收峰说明有几种不同化学环境的氢原子。A项，分子中有2种氢原子；B项，分子中有5种氢原子；C项，分子中有4种氢原子；D项，分子中有4种氢原子。‎ 答案：B ‎5．燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.3 mol H2O，由此得出的结论不正确的是(　　)‎ A．该有机物分子的结构简式为CH3—CH3‎ B．该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶3‎ C．该有机物分子中不可能含有双键 D．该有机物分子中可能含有氧原子 解析：n(有机物)∶n(CO2)∶n(H2O)＝0.1 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶2∶3，所以n(有机物)∶n(C)∶n(H)＝1∶2∶6，故有机物的分子式为C2H6Ox。‎ 答案：A 11‎ ‎6．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键 B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子 C．仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数 D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为 CH3—O—CH3‎ 解析：由A的红外光谱知A中有—OH，由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，故若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3CH2OH。‎ 答案：D ‎7．A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%。则A的实验式是(　　)‎ A．C5H12O4 B．C5H12O3‎ C．C4H10O4 D．C5H10O4‎ 解析：氧元素的质量分数为100%－44.1%－8.82%＝47.08%，n(C)∶n(H)∶n(O)＝∶∶≈5∶12∶4，所以A的实验式为C5H12O4。‎ 11‎ 答案：A 能力提升 ‎8．已知某有机物A的核磁共振氢谱如下图所示，下列说法中，错误的是(　　)‎ A．若A的分子式为C3H6O2，则其结构简式为 CH3COOCH3‎ B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子，且个数之比为1∶2∶3‎ C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数 D．若A的化学式为C3H6O2，则其同分异构体有三种 解析：由核磁共振氢谱可知，其分子中含有三种不同化学环境的氢原子，峰的面积之比等于其原子个数之比，但不能确定具体个数，故B、C正确；由A的分子式C3H6O2可知，其同分异构体有6种：CH3COOCH3、CH3CH2COOH、‎ HCOOCH2CH3、和其中有三种不同化学环境的氢原子且个数之比为1∶2∶3的有机物的结构简式为CH3CH2COOH、或HCOOCH2CH3。‎ 答案：A ‎9．某有机化合物3.2克在氧气中充分燃烧，‎ 11‎ 将生成物依次通入盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有碱石灰的干燥管，实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6克，盛有碱石灰的干燥管增重4.4克。则下列判断正确的是(　　)‎ A．肯定含有碳、氢、氧三种元素 B．肯定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 C．肯定含有碳、氢元素，不含氧元素 D．不可能同时含有碳、氢、氧三种元素 解析：本题考查有机物化学式确定的有关计算。3.2 g该有机物在氧气中燃烧后生成的产物依次通过浓硫酸和碱石灰，分别增重3.6 g和4.4 g，生成水的质量是3.6 g，所以氢原子的物质的量是0.4 mol，生成的二氧化碳的质量是4.4 g，碳原子的物质的量是0.1 mol，由质量守恒，有机物中含有氧的质量为3.2－0.1×12－0.4×1＝1.6 g，物质的量为＝0.1 mol，故该有机物肯定含碳、氢、氧元素。‎ 答案：A ‎10．下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是(　　)‎ A．2，2，3，3-四甲基丁烷 B．2，3，4-三甲基戊烷 C．3，4-二甲基己烷 D．2，5-二甲基己烷 解析：解题时应先把有机物的名称改写成结构简式，再根据结构简式确定核磁共振氢谱中出现几组吸收峰。A的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3，核磁共振氢谱中出现一组峰；B的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)CH(CH3)2，核磁共振氢谱中出现四组峰；C的结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3，核磁共振氢谱中出现四组峰；D的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2，核磁共振氢谱中出现三组峰。‎ 答案：D ‎11．E(C5H5)2的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，错误的结构与正确的结构核磁共振氢谱的峰的数目分别为(　　)‎ 11‎ A．5，5 B．3，5‎ C．5，1 D．3，1‎ 解析：错误结构中有3种化学环境的氢原子，而正确结构中只有1种化学环境的氢原子。‎ 答案：D ‎12．A、B两种有机化合物，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧时产生的水的量均相等，肯定符合上述条件的A、B是(　　)‎ ‎①同分异构体　②具有相同的最简式　③乳酸与聚乳酸　④含氢的质量分数相同　⑤苯乙烯和聚苯乙烯　⑥葡萄糖与淀粉　⑦甲苯与甘油 A．①②③④ B．①②④⑤‎ C．①②③④⑤⑦ D．①②④⑤⑦‎ 解析：由两种有机物组成的混合物，无论以何种比例混合，混合物的总质量一定，完全燃烧时产生的水的量均相等，则说明两种有机物分子中氢元素的质量分数相等。①互为同分异构体，分子式相同，两种有机物分子中氢元素的质量分数相等，故①符合；②最简式相同，两种有机物分子中氢元素的质量分数相等，故②符合；③乳酸与聚乳酸中氢元素质量分数不同，故③不符合；④有机物满足含氢的质量分数相同，故④符合；⑤苯乙烯和聚苯乙烯的最简式相同，两种有机物分子中氢元素的质量分数相等，故⑤符合；⑥葡萄糖与淀粉中氢元素质量分数不同，故⑥不符合；⑦甲苯与甘油分子中H原子数目均为8，二者相对分子质量相等，两种有机物分子中氢元素的质量分数相等，故⑦符合，故选D。‎ 答案：D ‎13．常温下，10 mL某烃A和80 mL氧气(过量)混合，点燃，使其充分燃烧后恢复到原状况，残留气体体积为65 mL。‎ ‎(1)若A为烷烃，则A的分子式为_________________________。‎ ‎(2)若A为烯烃，则A的分子式为_________________________。‎ ‎(3)若A为炔烃，则A的分子式为_________________________。‎ 解析：CxHy(g)＋O2(g)xCO2(g)＋H2O(l)　ΔV ‎ 1 x＋ x 1＋ ‎ 10 mL 80 mL 25 mL 则＝，解得y＝6。‎ 11‎ ‎(1)若A为烷烃，分子式为C2H6；‎ ‎(2)若A为烯烃，分子式为C3H6；‎ ‎(3)若A为炔烃，分子式为C4H6。‎ 答案：(1)C2H6　(2)C3H6　(3)C4H6‎ ‎14．肉桂酸甲酯(代号M)是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。用质谱法测得其相对分子质量为162，分子中C、H、O原子个数比为5∶5∶1，且分子中只含有1个苯环，苯环上只有一个取代基。现测出M的核磁共振氢谱谱图有6个峰，其面积之比为1∶2∶2∶1∶1∶3。利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得M分子的红外光谱如下图：‎ 根据以上信息确定肉桂酸甲酯的分子式为__________________，‎ 结构简式为______________。‎ 解析：设M的分子式为(C5H5O)n，其相对分子质量为162，则n＝162÷(12×5＋1×5＋16)＝2，所以M的分子式为：C10H10O2，该分子中只含有1个苯环，苯环上只有一个取代基，M的核磁共振氢谱谱图有6个峰，说明含有6种氢原子，其面积之比为1∶2∶2∶1∶1∶3，峰面积之比等于氢原子个数之比，根据红外光谱可知结构简式应为。‎ 答案：C10H10O2　‎ ‎15．为了测定某有机物A的结构，做如下实验：‎ 11‎ ‎①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和 2.7 g水；‎ ‎②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图1所示的质谱图；‎ ‎③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2所示图谱，图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。试回答下列问题：‎ ‎(1)有机物A的相对分子质量是___________________________。‎ ‎(2)有机物A的实验式是______________________________。‎ ‎(3)A的分子式是________________________________________。‎ ‎(4)A的结构简式为_____________________________________。‎ 解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量也是46。‎ ‎(2)在2.3 g该有机物中，n(C)＝0.1 mol m(C)＝0.1 mol×12 g·mol－1＝1.2 g n(H)＝×2＝0.3 mol m(H)＝0.3 mol×1 g·mol－1＝0.3 g m(O)＝2.3 g－1.2 g－0.3 g＝0.8 g n(O)＝＝0.05 mol n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol ‎＝2∶6∶1，‎ 11‎ 所以A的实验式是C2H6O。‎ ‎(3)该有机物实验式C2H6O的式量是46，故其实验式即为分子式。‎ ‎(4)由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，个数比为1∶2∶3，所以A的结构简式为CH3CH2OH。‎ 答案：(1)46　(2)C2H6O　(3)C2H6O ‎(4)CH3CH2OH ‎16．青蒿素是一种有效的抗疟药。常温下，青蒿素为无色针状晶体，难溶于水，易溶于有机溶剂，熔点为156～157℃。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法，提取流程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)对青蒿进行破碎的目的是____________________________。‎ ‎(2)操作I用到的玻璃仪器是________，操作Ⅱ的名称是_______。‎ ‎(3)用下列实验装置测定青蒿素的化学式，将28.2 g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧：‎ ‎①仪器各接口的连接顺序从左到右依次为________(每个装置限用一次)；A装置中发生的化学反应方程式为________________。‎ ‎②装置C中CuO的作用是________________。‎ ‎③装置D中的试剂为________________。‎ 11‎ ‎④已知青蒿素是烃的含氧衍生物，用合理连接后的装置进行实验．测量数据如下表：‎ 装置质量 ‎ 实验前/g ‎ 实验后/g B ‎ 22.6‎ ‎ 42.4‎ E(不含干燥管) ‎ ‎80.2‎ ‎ 146.2‎ 则青蒿素的最简式为____________________。‎ ‎(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解度较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解度增大，且溶液红色变浅，与青蒿素化学性质相似的物质是________(填字母代号)。‎ A．乙醇　　　　　　　　　 B．乙酸 ‎ C．乙酸乙酯 D．葡萄糖 解析：本题主要考查物质的分离方法。‎ ‎(1)对青蒿进行破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率。‎ ‎(2)操作I是过滤，用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒、烧杯，操作Ⅱ将乙醚溶液中的乙醚分离出来，其名称是蒸馏。‎ ‎(3)① 装置A产生的氧气需要经过装置D干燥，纯净的氧气进入装置C，产生的水蒸气被装置B吸收，二氧化碳被装置E吸收，仪器各接口的连接顺序从左到右依次为afgdebchi；A装置中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。② 装置C中CuO的作用是使青蒿素充分氧化生成CO2和H2O。‎ ‎③ 装置D中的试剂为浓硫酸。‎ ‎④B吸收水19.8 g，其中含氢2.2 mol即2.2 g，E吸收二氧化碳66 g，其中含碳1.5 mol即18 g，28.2 g青蒿素含氧8 g即0.5 mol，则青蒿素的最简式为C15H22O5。‎ ‎(4)在含有NaOH、酚酞的水溶液中，乙酸乙酯水解，生成物乙酸与氢氧化钠反应使溶液红色变浅，所以与青蒿素化学性质相似的物质是乙酸乙酯，故选C。‎ 答案：(1)增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率 ‎(2) 漏斗、玻璃棒、烧杯　蒸馏 ‎ ‎(3) ①afgdebchi　2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎②使青蒿素充分氧化生成CO2和H2O ‎③浓硫酸 11‎ ‎④C15H22O5 ‎ ‎(4)C 11‎