2019-2020学年高中化学专题1认识有机化合物第2单元科学家怎样研究有机物练习苏教版选修5

2019-2020学年高中化学专题1认识有机化合物第2单元科学家怎样研究有机物练习苏教版选修5

第二单元　科学家怎样研究有机物 课后训练、技能达标 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题(每小题5分，共60分)‎ ‎1．用红热的铜丝蘸取某有机物在火焰上灼烧，火焰呈绿色，则该有机物中一定含有(　　)‎ A．氧元素 B．氮元素 C．硫元素 D．卤素 解析：铜丝燃烧法可以确定有机物中是否存在卤素，若存在卤素，火焰为绿色。‎ 答案：D ‎2．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分子含有的(　　)‎ A．同分异构体数 B．原子个数 C．基团种类 D．氢原子种类 解析：利用红外光谱可初步判断有机物中具有哪些基团，烃基或官能团。‎ 答案：C ‎3．若两种烃中碳元素的质量分数相同，则必具有相同的(　　)‎ A．结构式 B．结构简式 ‎ C．分子式 D．最简式 解析：烃中只有碳氢两种元素，碳元素的质量分数相同，则氢元素的质量分数也相同，所以两种烃的最简式一定相同，故选D。‎ 答案：D ‎4．当有机物分子中的一个碳原子所连四个原子或原子团均不相同时，此碳原子就是“手性碳原子”，具有手性碳原子的物质往往具有旋光性，存在对映异构体，下列化合物中存在对映异构体的是(　　)‎ A．C2H5CH==CHCH(CH3)—CH==CHC2H5‎ B. ‎ C．HCOOH D．C6H5CH(CH3)CHO 解析：由信息知：存在对映异构体的化合物应具有手性碳原子，当碳原子上连有四个不同原子或原子团时，该碳原子叫手性碳原子。只有D项有机物中含有1个手性碳原子。‎ 答案：D 7‎ ‎5．某有机物X含C、H、O三种元素，现已知下列条件：①碳的质量分数　②氢的质量分数　③蒸气的体积(已折算成标准状况下的体积)　④X对氢气的相对密度　⑤X的质量　⑥X的沸点。确定X的分子式所需要的最少条件是(　　)‎ A．①②⑥ B．①②④‎ C．①③⑤ D．①②③④⑤‎ 解析：由①②可求出氧的质量分数，进而求出该有机物的实验式；再由④求出该有机物的相对分子质量，进而求出分子式。‎ 答案：B ‎6．核磁共振氢谱是指有机物分子中氢原子核所处的化学环境不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如下图所示：‎ 则该物质可能是下列中的(　　)‎ A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OH C．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CHO 解析：由图知有机物中氢原子有四种不同化学环境。A中有两种不同化学环境的氢原子；B中有四种不同化学环境的氢原子；C中有两种不同化学环境的氢原子；D中有三种不同化学环境的氢原子。‎ 答案：B ‎7．某化合物由碳、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，该有机物的相对分子质量是74，则该有机物的结构简式是(　　)‎ A．CH3CH2OCH3‎ B．CH3CH(OH)CH3‎ C．CH3CH2CH2CH2OH D．CH3CH2CHO 解析：A项无O—H键，A不符合；B项相对分子质量为60，B不符合；D项无O—H键、C—O键，而是C==O键，D不符合。‎ 答案：C ‎8．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量的(10－‎9 g)化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到C2H、C2H、C2H……，然后测定其质荷比。某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是(　　)‎ 7‎ A．甲醇 B．甲烷 C．丙烷 D．乙烯 解析：由已知信息“通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得C2H、C2H、C2H……”，即相对分子质量为30的C2H6，可以得到质荷比为30、29、28……的离子，那么图中16即为有机物的相对分子质量，该有机物为甲烷。‎ 答案：B ‎9．据质谱图分析知某烷烃的相对分子质量为86，其核磁共振氢谱图有4个峰，峰面积比为6∶4∶3∶1，则其结构简式为(　　)‎ 解析：某烷烃的相对分子质量为86，则分子式为C6H14，核磁共振氢谱图有4个峰，峰面积比为6∶4∶3∶1，说明有4种氢，则烷烃的结构简式为，故选A。‎ 答案：A ‎10．已知有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图，下列说法错误的是(　　)‎ 7‎ 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化学环境的氢原子 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C3H6O，则其结构简式为CH3COCH3‎ 解析：由红外光谱图知A正确；由核磁共振氢谱图知，该有机物中存在三种不同化学环境的氢原子，且氢原子数之比为1∶2∶3，B、C正确；CH3COCH3中只有一种化学环境的氢原子，D错。‎ 答案：D ‎11．两种气态烃的混合物共 0.1 mol，完全燃烧后得 ‎3.36 L(标准状况)CO2和 ‎3.6 g H2O，下列说法正确的是(　　)‎ A．一定有乙烯 B．一定有甲烷 ‎ C．一定没乙烯 D．以上均错 解析：标准状况下‎3.36 L二氧化碳的物质的量为＝0.15 mol,‎3.6 g水的物质的量为＝0.2 mol，则1 mol混合气体完全燃烧生成1.5 mol二氧化碳和2 mol水，则混合物的平均分子式为C1.5H4。由于是两种气态烃的混合物，所以一定有碳原子数小于1.5的烃，即一定有甲烷，因为甲烷分子中氢原子个数为4，所以另一种烃分子中氢原子数也是4，可能是乙烯或丙炔等，一定不是乙烷，故选B。‎ 答案：B ‎12．已知某有机物‎4.6 g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰。浓硫酸增重‎5.4 g，碱石灰增重‎8.8 g，该有机物的化学式是(　　)‎ A．CH4O B．C2H4O ‎ C．C2H6O D．C2H6O2‎ 解析：将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重‎5.4 g为水的质量，碱石灰增重‎8.8 g为二氧化碳的质量，生成的水的物质的量为‎5.4 g÷‎18 g/mol＝0.3 mol,‎4.6 g该有机物分子中含有H原子的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol；生成的二氧化碳的物质的量为‎8.8 g÷‎44 g/mol＝0.2 mol,‎4.6 g该有机物分子中含有C原子的物质的量为0.2 mol,‎4.6 g该有机物分子中含有氧原子的物质的量为(‎4.6 g－‎12 g/mol×0.2 mol－‎1 g/mol×0.6 mol)÷‎16 g/mol＝0.1‎ 7‎ ‎ mol，该有机物分子中含有C、H、O原子的物质的量之比为0.2 mol∶0.6 mol∶0.1 mol＝2∶6∶1，该有机物的最简式为C2H6O，由于H原子已经饱和，该有机物分子式为C2H6O，故选C。‎ 答案：C 二、非选择题(共40分)‎ ‎13．(12分)分子式为C2H4O2的结构可能有两种，。‎ ‎(1)若为，则红外光谱中应该有________个振动吸收；核磁共振氢谱中应有________个峰。‎ ‎(2)若为，则红外光谱中有________个振动吸收；核磁共振氢谱中应有________个峰。‎ 解析：(1)若为，该有机物中有、、—O—H，则红外光谱中应该有4个振动吸收；分子中含“—CH3”“—OH”两类氢，则在核磁共振氢谱上有2个峰。‎ ‎(2)若为，该有机物中有、，则红外光谱中应该有3个振动吸收；分子中含有2种氢原子，则在核磁共振氢谱上有2个峰。‎ 答案：(1)4　2　(2)3　2‎ ‎14．(12分)电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。‎ ‎(1)产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是___________________________________________________________________。‎ ‎(2)C装置中浓H2SO4的作用是____________________________。‎ ‎(3)D装置MnO2的作用是________________________________。‎ ‎(4)燃烧管中CuO的作用是_______________________________。‎ ‎(5)若准确称取‎0.90 g 7‎ 样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，A管质量增加‎1.32 g，B管质量增加‎0.54 g，则该有机物的实验式为________。‎ ‎(6)要确定该有机物的分子式，还要知道________________________。‎ 解析：该实验目的是用燃烧法确定有机物分子式，需测量燃烧产物CO2和H2O的质量。根据装置药品知，D装置用来制取O2，但制得的O2中会混有H2O(g)，因此需先干燥，用C装置较好，干燥后的O2进E装置，氧化样品，得到反应产物CO2和H2O，先用B装置吸收H2O，再用A装置吸收CO2，通过测量反应前后A、B的质量可知CO2和H2O的质量，从而推算出有机物的实验式，假若已知该有机物的相对分子质量就可求出该有机物分子式。‎ 答案：(1)g、f、e、h、i、c(或d)、d(或c)、a(或b)、b(或a)‎ ‎(2)吸收水分，得到干燥的氧气 ‎(3)催化剂，加快O2的生成速率 ‎(4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O ‎(5)CH2O ‎(6)有机物的相对分子质量 ‎15．(9分)2000年一家制药公司首次在网站(www.InnoCentive.com)上悬赏下列化合物的合成路线。截止日期为‎2002年4月1日，悬赏金额为$100,000USD。该化合物的结构如下图所示：‎ 解决有机分子结构问题的最强有力手段是核磁共振。下图是计算机软件模拟出的该分子氢原子的核磁共振波谱图，单位是ppm；氢原子在分子中的化学环境(原子之间相互作用)不同，在核磁共振波谱图中就处于不同的位置，化学环境相同的氢原子越多，吸收峰面积(或高度)越大(或高)。其核磁共振波谱图如下：‎ 参考结构式，分析核磁共振波谱图，回答下列问题：‎ 分子中共有________种化学环境不同的氢原子；谱线最高者表示有________个环境相同的氢原子；结构式中Et表示烷烃基，从图谱中推断结构中这个烷烃基是________。‎ 解析：从图中有8个特征峰，推测该有机物有8种化学环境不同的氢原子，由峰面积知该分子中有1个—CH3，5个连有一个氢原子的碳原子，2个连有两个氢原子的碳原子，结合有机物的结构简式知Et表示—CH2CH3。‎ 答案：8　3　—CH2CH3‎ ‎16．(7分)0.2 mol某有机物和0.4 mol O2在密闭容器中燃烧后，产物为CO2‎ 7‎ ‎、CO和H2O，产物经过浓硫酸后，浓硫酸质量增加‎10.8 g，通过灼热的CuO充分反应后，使CuO质量减少‎3.2 g，最后通过碱石灰，碱石灰质量增加‎17.6 g。计算该有机物的分子式。‎ 解析：0.2 mol有机物燃烧生成水的质量为‎10.8 g，水的物质的量为0.6 mol，则H原子物质的量为1.2 mol；碱石灰增重‎17.6 g，知CO2的质量为‎17.6 g，物质的量为0.4 mol，根据CuO＋COCu＋CO2知，CuO减少的质量‎3.2 g，实际上是氧原子的质量，O原子物质的量为0.2 mol，根据氧原子守恒知，0.2 mol该有机物中含有氧原子的物质的量为：n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)－0.2 mol＝0.6 mol＋2×0.4 mol－2×0.4 mol－0.2 mol＝0.4 mol，因此0.2 mol有机物中含0.4 mol C,1.2 mol H和0.4 mol O，分子式为C2H6O2。‎ 答案：该有机物分子式为C2H6O2‎ 7‎