2020学年高二化学人教版选修5练习 (15)

2020学年高二化学人教版选修5练习 (15)

第2课时　有机物分子式与分子结构的确定 课后篇巩固提升 基础巩固 ‎1.乙醇和二甲醚属于同分异构体,其结构简式分别为:‎ 和 在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.李比希元素分析仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.质谱仪 解析二者均含C、H、O元素,则元素分析仪显示出的信号完全相同,A项正确;二甲醚和乙醇含有的官能团不同,红外光谱信号不同,B项错误;二者含有的H原子的种类和性质不同,核磁共振氢谱信号不同,C项错误;二者的相对分子质量相等,质谱法测定的最大质荷比相同,但信号并不完全相同,D项错误。‎ 答案A ‎2.下列有机物中,核磁共振氢谱不止一个峰的是(　　)‎ A.乙烷 B.甲醛 C.苯 D.甲苯 解析乙烷分子只有一种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱只有一个峰,A项不符合题目要求;甲醛分子只有一种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱只有一个峰,B项不符合题目要求;苯分子只有一种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱只有一个峰,C项不符合题目要求;甲苯分子有4种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱有4个峰,D项符合题目要求。‎ 答案D ‎3.下列说法正确的是(　　)‎ A.根据红外光谱图的分析可以初步判断有机物中具有哪些基团 B.甲烷、乙烯和苯在工业上都通过石油分馏得到 C.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料 D.核磁共振氢谱能反映出有机物中不同环境氢原子的种类和个数 解析有机物分子中不同的化学键或官能团的吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息,可以初步判断有机物中具有哪些基团,A正确;石油分馏得到烷烃,苯通常由煤的干馏获得,乙烯通过石油分馏产品裂解获得,B错误;煤的气化可以生成CO、氢气,液化可得到甲醇等,都为化学变化,C错误;核磁共振氢谱能反映出有机物分子中不同环境氢原子的种类,D错误。‎ 答案A ‎4.研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法错误的是(　　)‎ A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物 B.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量 C.燃烧法是研究确定有机物元素组成的有效方法之一 D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团 答案B ‎5.某烃分子中碳和氢的质量比是24∶5,该烃在标准状况下的密度是2.59 g·L-1,其分子式为(　　)‎ A.C2H6 B.C4H10 C.C5H8 D.C7H8‎ 解析=2∶5,其实验式为C2H5,M=ρVm=2.59 g·L-1×22.4 L·mol-1≈58 g·mol-1,(24+5)n=58,n=2,故其分子式为C4H10。‎ 答案B ‎6.某有机物在氧气中充分燃烧生成等物质的量的水和二氧化碳,则该有机物必须满足的条件是(　　)‎ A.分子中的C、H、O的个数比为1∶2∶3‎ B.分子中C、H个数比为1∶2‎ C.该有机物的相对分子质量为14‎ D.该分子中肯定不含氧原子 解析根据生成等物质的量的CO2和H2O,只能推断出分子中C、H个数比为1∶2,不能确定是否含有氧原子,也不能确定其相对分子质量。‎ 答案B ‎7.如图是某有机物的核磁共振氢谱,请你观察图谱,分析其可能是下列物质中的(　　)‎ A.CH3CH2CH2CH3 B.(CH3)2CHCH3‎ C.CH3CH2CH2OH D.CH3CH2COOH 解析由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有4种化学环境不同的氢原子,这4种不同化学环境的氢原子个数比为2∶1∶2∶3,C项符合题目要求。‎ 答案C ‎8.化学上常用燃烧法确定有机物的组成。下图装置是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置,这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品。根据产物的质量确定有机物的组成。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)A装置分液漏斗中盛放的物质是　　　　　　,写出有关反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)C装置中CuO的作用是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)写出E装置中所盛放试剂的名称　　　　　　　,它的作用是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)若将B装置去掉会对实验造成什么影响?　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)若准确称取1.20 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)。经充分燃烧后,E管质量增加1.76 g,D管质量增加0.72 g,则该有机物的最简式为　　　　　　　。 ‎ ‎(6)要确定该有机物的分子式,还需要测定 ‎ ‎　。 ‎ 解析本实验使用燃烧法测定有机物的组成,该实验装置按照“制氧气→干燥氧气→燃烧有机物→吸收水→吸收二氧化碳”排列。实验可测知燃烧生成的二氧化碳和水的质量,根据二氧化碳的质量可求C元素的质量,由水的质量可求得H元素的质量,结合有机物的质量可求出O元素的质量,由此即可确定有机物分子中C、H、O个数比,从而确定实验式,若要再进一步确定有机物的分子式,还需知道该有机物的相对分子质量。‎ 答案(1)H2O2溶液(或H2O)　2H2O22H2O+O2↑(或2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑)‎ ‎(2)使有机物充分氧化生成CO2和H2O ‎(3)碱石灰或氢氧化钠　吸收CO2‎ ‎(4)测得有机物中含氢量增大　(5)CH2O ‎(6)有机物的相对分子质量 能力提升 ‎9.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 解析写出题中各项物质的结构简式,分析有几种不同化学环境的氢原子,从而确定有几组峰。A项中物质有1种化学环境的氢;B项中物质有4种化学环境的氢;C项中物质有4种化学环境的氢;D项中物质有3种化学环境的氢。‎ 答案D ‎10.用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积之比是1∶1∶6,则该化合物的结构简式为(　　)‎ A.CH3—O—CH2—CH3 B.‎ C.CH3CH2CH2OH D.C3H7OH 解析三个峰说明有三种不同化学环境的氢原子,且这三种不同化学环境的氢原子个数比为1∶1∶6,只有B项符合。D项中物质具体结构不明,可能是CH3CH2CH2OH,也可能是。‎ 答案B ‎11.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.该有机物分子中可能含有氧原子 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键 D.该有机物分子的结构简式为CH3—CH3‎ 解析该有机物分子中可能含有氧原子,例如乙醇,A正确;该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶3,B正确;由于2个碳原子最多结合6个氢原子,则该有机物分子中不可能含有键,C正确;该有机物不一定是乙烷,也可能是乙醇、甲醚或乙二醇,分子的结构简式不一定为CH3CH3,D错误。‎ 答案D ‎12.化合物A的相对分子质量为136,分子式为C8H8O2。A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示。下列关于A的说法中不正确的是(　　)‎ A.与A属于同类化合物的同分异构体只有4种 B.符合题中A分子结构特征的有机物只有1种 C.A在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应 D.A分子属于酯类化合物,在一定条件下能发生水解反应 解析根据以上分析可知有机物A的结构简式为。与A属于同类化合物,应含有酯基、苯环,若为羧酸与醇形成的酯,可以是;若为羧酸与酚形成的酯,可以是;也可以是甲酸与酚形成的酯,苯环上甲基有邻、间、对三种位置,故共有5种异构体,A错误;符合题中A分子结构特征的有机物只有1种,B正确;A分子中含有苯环,A在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应,C正确;A分子中含有酯基,属于酯类化合物,在一定条件下能发生水解反应,D正确。‎ 答案A ‎13.某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中错误的是(　　)‎ 未知物A的红外光谱 未知物A的核磁共振氢谱 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.由核磁共振氢谱图可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子 C.若A的分子式为C2H6O,则其结构简式为 CH3—O—CH3‎ D.仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数 解析由红外光谱可知,该有机物分子中含有C—H键、O—H键、C—O键等,因此至少有三种不同的化学键,A正确;由核磁共振氢谱可知该有机物有三个吸收峰,因此分子中有三种不同环境的氢原子,B正确;若A的分子式为C2H6O,则其结构简式应为CH3CH2OH,C错误;仅由其核磁共振氢谱只能确定氢原子的种类及个数比,无法得知其分子中的氢原子总数,D正确。‎ 答案C ‎14.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:‎ 第一步,分子式的确定。‎ ‎(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质中各元素的原子个数比是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为　　　,该物质的分子式是　　　　　　　。 ‎ ‎(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 第二步,结构简式的确定。‎ ‎(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同化学环境的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如:甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子如图②所示。经测定,有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③所示,则A的结构简式为　　　　　　　　。 ‎ 解析(1)据题意有:n(H2O)=0.3 mol,则有n(H)=0.6 mol;n(CO2)=0.2 mol,则有n(C)=0.2 mol。据氧原子守恒有n(O)=n(H2O)+2n(CO2)-2n(O2)=0.3 mol+2×0.2 mol-2×=0.1 mol,则该物质分子中各元素原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)=2∶6∶1。(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O,由质谱图知其相对分子质量为46,故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物,可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知:A有三种不同化学环境的氢原子,CH3OCH3只有一种化学环境的氢原子,故A的结构简式为CH3CH2OH。‎ 答案(1)N(C)∶N(H)∶N(O)=2∶6∶1‎ ‎(2)46　C2H6O　(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3‎ ‎(4)CH3CH2OH