训练(四) 确定有机化合物的实验式、分子式与分子结构-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步练测素能提升训练（人教版2019）

沸)冲出烧瓶，需要在烧瓶内加入几片碎瓷片。 分子的相对分子质量，质谱仪可用于有机物相对分子质 答案(1)（直形）冷凝管蒸馏烧瓶锥形瓶 量的测定，B正确：红外光请分析分子中不同的官能团， (2)c d a b f g 丁烷、丁烯的官能团不同，可以利用红外光谱法区分丁烷 (3)进水口出水口 和丁烯，C正确：通过李比希元素分析权可以测定有机化 (4)蒸馏烧瓶支管口下沿处 合物中碳、氢元素质量分数，得到有机物的实验式，D (5)防止暴沸 错误。 11.解析(1)在溶解翘苯甲酸时需要玻璃棒搅拌，在过滤 5.D烃的含氧衍生物和烃燃烧都生成HO和CO2,不能 操作时需要玻璃棒引流，防止液体飞湖：因此步骤①② 确定是否含有O,故A错误；测定其燃烧产物中HO和 ③④均会用到玻璃棒。(2)为了避免过滤过程中苯甲酸 CO:物质的量的比值只能确定C、H原子数的比，不能确 结晶析出，可以在溶解粗苯甲酸后再向溶液中添加少量 定是否含有O,故B错误：测定完全燃烧时消耗的有机物 的蒸馏水。(3)冷却苯甲酸的溶液，会观察到苯甲酸晶 与生成的CO2,HO的物质的量之比，只能确定该有机 体析出，并且越来越多。(4)经过重结晶后的苯甲酸为 物中C、H原子数的比，不能确定是否含有O,故C错误： 品体的状态。(5)冷却含苯甲酸的滤液时，降温要适当， 测定该试样的质量及其试样完全燃烧后生成CO2和 否则温度过低，部分杂质也有可能析出。 H2O的质量，可以确定一定质量的有机物中含有C、H元 答案(1)①②)③④(2)减少过滤时苯甲酸的损失，防 素的质量，根据质量守恒可确定是否含有O元素，故D 止过饱和和提前析出品体(3)析出品体，且越来越多 正确。 (4)品体(5)杂质的溶解度也会降低，部分杂质也会 6.C核磁共振氧谱有4组峰，说明分子中共有4种不同化 析出 学环境的氢原子，A项错误；相对分子质量为70，红外光 12.解析(1)由题意可知，白色糊状物为笨甲醇和苯甲酸 谱表征到C一C键和C一O健的存在，可确定该物 钾，加入水和乙醚后，乙醚中溶有苯甲醇，水中溶有萃甲 酸钾，乙醚难溶于水，分层，两种液体可用分液法分离， 质的分子式为C,HO,B项错误，分子式为C,HO,且核 故操作I为萃取、分液。 磁共振氢谱的峰面积之比为1：1：1：3的有机物只有 (2)溶解在乙酰中的是苯甲醇，其沸，点远高于乙醚，可用 CHCH=CHCHO,C项正确：在一定条件下，1mol 蒸馆法分离。 CH,CH一CHCHO最多与2molH2加成，D项错误. (3)加入盐酸后生成的苯甲酸为最落于水的晶体，可通 过过滤的方法分离。 7.D由M=行-.是品=60gm0l,共中度元老的质量 (4)温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口下沿处；乙醚 分数M9=60%,M(C)=36,可知碳原子数为3个： 的沸，点是34.8℃，苯甲醇的沸点为205.3℃，故应该控 M 制温度在348℃，使乙酰蒸出，从而得到较纯净的苯 M(田=13.3%，M(HD≈8，可知复原子数为8个：氧元 M 甲醇。 答案(1)萃取、分液苯甲醇(2)蒸缩苯甲醇 素的质量分数为1一13.33%一60%=26.67%，同上可求 出氧原子数为1个。红外光谱图只有C一C键，C一H (3)过滤苯甲酸(4)b34.8℃ 健、O一H健、C一O健的振动吸收，该物质为 训练（四）确定有机化合物的实验式、分子 H,C—CH-CH 式与分子结构 CH,CH,CH,OH或 。该有机物为醇， OH 1.A由于A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为 含有羟基，A正确；孩有机物的相对原子质量为60，即最 8.82%,故A中氧的质量分数为100%-44.1% 大质荷比是60，B正确：该有机物为醇，能与金属N日反 8.82%=47,08%。规察选项知，C原子数为4或5，当 应，C正确：因无法确定有机物的结构，峰面积之比无法 1个分子中有5个C时，则N(O) 44.1%×47.08% 5×12 确定，D错误。故选D。 8.C由图可知，参加反应的有机物和氧气、生成的二氧化 16 碳和水的分子个数比为n:2n12nt2n=1：2t2:2, 4,N(H)≈12，故孩有机化合物的实验式为C,HaO, 设有机物的化学式为CH,O.,化学方程式可表示为 A正确。 2.A由红外光谱图可看出该分子中有不对称的一CH,因 C,H,0.+20,点“2C0,+2H,0,根据质量守恒定律，化 此该分子中有2个一CH,由题困还可以看出有机化合 学反应前后，原子的种类和数目不变，生成物中含C、H 物Y含有C一O、C一OC结构，则Y的结构简式为 0的个数分别是2、4、6，反应物中也应含2个C、4个H、6 CH,COOCH,CH,或CHCH,COOCH,A正确。 个O,故该有机物的化学式为CH,O,B正确：由图可 3.D CH,CH,CHCH,CH,中有3种不同化学环境的氢 知，生成二氧化碳和水的分子个数比为2n:2n=1·1, 即物质的量之比为1：1，则质量比为44118=229，C CH,CH, 原子，在核磁共振氧谱中有3个吸收峰，故A错误，红外 错误6,0g来有机物的物质的量为600.1mol, 光谱只能确定官能团的种类，不能确定其数目，故B错 根据A项可知，参加反应的有机物和氧气的分子个数比 误：质谱图中，用最大质荷比可确定有机物的相对分子质 为n2m■1：2，即物质的量之比为1；2，故氧气的物质 量，故C错误：核磁共振氯谱、红外光谱和质谱都可用于 的量为0.2mol,质量为0.2mol×32g/mol=6,4g, 分析有机物结构，故D正确 A,D正确 ① 9.A由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有三种 4.D环异戊二烯 ①》②结构对称，有3种等效氢，核难 不同化学环境的氢原子，且个数之比为1·2·3， CH,COOCH中含2种不同化学环境的氢原子，与题图 ③ 不符，A错误，B正确：分子式未知，仅由其核磁共振氢谱 共振氢语中有3组峰，A正确：质语图中最大质荷比即诚 无法得知其分子中的氢原子总数，C正确：若A能与 31 NaOH(aq)反应，则其中含有骏基或酯基，结合分子式知 构简式为CH,COOCH,CH,、HCOOCH,CH,CH A可能的结构有CH,CH,COOH、HCOOCH,CH,D HCOOCH(CH,):.CH,CH,COOCH,. 正确。 答案(1)蒸馏烧瓶仪器y 10.解析碳元素的质量分数为85.71%，氢元素的质量分 (2)①CHO②88C.HO 数为14,29%，故N(C):N(HD=85.71,14.29% 12 1 1:2,该烃的实验式为CH,:该烃的相对分子质量为 70,故该烃的分子式为CH。:由该烃的核磁共振氢话 (3)羟基、酮羰基 OH 图可知，该烃分子中只有1种H原子，故该烃的结构简 (4)CH,COOCH,CH,.HCOOCH,CH,CH,.HCOOCH 式为 (CH),、CH,CH,COOCH,(写两种即可) 训练（五）烷烃 答案CH2C,Hg 11,解析(I)N(C):N(D:N(=28.57%:476%: 1.C链状烷烃的通式为CH+,分子中只存在碗硬单键 12 1 和碳氢健，则含n个碳原子的直链坑烃分子中碳碳健的 6667%≈1：2：2.(2)100X28.57%<N(C)< 数目为4Xm-(2m+2)=m-1,A正确：正成龙分子中C 14 12 2 150×28.57%,即2.4<N(C)<3.6,又N(C)为正整 原子都采取sp泰化，与每个碳原子直接相连的4个原 12 子构成四面体，所以碳原子不在一条直线上，B正确：通 数，所以N(C)=3。(3)因为N(C):N(H)N(N)=1 式为C,H+:的烃分子中，碳原于结合的氢原子已饱和， :2:2,又N(C)=3,所以，分子中N(C),N(H)、N(N) 则符合C,H+:的烃一定是烷烃，C错误：烷烃之间结构 分别为3、6、6。(4)核磁共振氨谱显示只有1个吸收峰， 相似且为分子晶体，随着烷烃分子中碳原子数的增加，相 说明是对称结构。这6个H原子的环境相同，而碳为 对分子质量逐渐增大，分子间的作用力逐渐增大，熔、沸 四价元素，氮为三价元素，故六元环中C、N各有3个原 点逐渐升高，D正确。 子交替出现。 2,C烷烃的命名原则是找出最长的碳链当主链，以碳原子 答案(1)1￥2：2 个数命名主链，根据结构简式可知，主链碳原子个数应该 (2)3 100×2857%<N(C)<150X28.57%,即2.4< 是12个（如图中框内），综上所述，答案选C。 12 12 CH一CH-CH CH:—CH一CH N(C)<3.6,又N(C)为正整数，所以N(C)=3 (3)C HN CH,CH,-一CH-CH一CH:一CH-CH一CH-GCH NH CH,CH-CH-CH一CH2一CH-CH—CH-CH (4) 3.C甲、乙、丙的结构不同，但分子式相同，三者互为同分 异构体，不互为同系物，A项错误；CH:属于烷经，可以 代表3种物质，化学性质比较稳定，不能藏酸性KMO, 溶液氧化，B项错误：同种烷烃的不同异构体中，支链越 NH 多其沸点越低，丙的支链最多，所以丙的沸点最低，C项 12.解析(1)仪器a的名称为蒸馏烧瓶：蒸馏时使用仪器y 正确：丙中的4个甲基是等效的，其二氯代物有 (直形冷凝管)，仪器x(球形冷凝管)一般用于冷凝回流 CHCI C(CH),、(CH,C),C(CH)22种，故丙只有2种 装置中。 不同沸点的二氯代物，D项错误。 (2)①计算该有机物中氧元素的质量分数：(O)= 4.B根据选主链，称某烷。然后编碳号，然后命名。确定 100%一54.5%一9.1%=36.4%，分子内各元素原子的 如下： 个数比：N(C):N(H):N(O)=54.5%:9.1%: CH 12 6 5 43 36:4%=2:4:1,即实脸式为CH,0:②M的蜜度是 CH,-CH,C—CH, 16 21 同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质 CH,CH一CH 量为2X44=88,设分子式为(C2H,0)。,则44n=88,n CH 2,则分子式为C,H,O2。 孩有机物的名称为2,4,4-三甲基己烷， (3)根据核隘共振氢谱图中有4纽峰，且峰面积之比为 1:3:1:3,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原 5.B诚物质名称为2,2,4三甲基成皖，A错误，同分异构 体之间比较熔、沸点，支使越多，然、沸点越低，故异辛皖 子，且个数比为13：1：3，结合红外光语图所示含有 C一H、H一O、C一O等化学键，其结构简式为 沸点低于正辛烷，B正确：异辛烷有4种不同环境的氢原 OH O 子，故其一氧代物种类为4种，C错误：异辛烷属于烃，难 溶于水，易溶于酒精，D错误。 H,C-CH-C CH,,所含官能团为羟基、酮碳基，其 6.A用守法求解。设Na,CO,与NaHCO,物质的量分 别为x、y,别有 2x+y=0.5L×2mol/L ① x:y=1:3 ② 健线式写作 OH· 联立①②，解得x=0.2mol,y=0.6mol。 (4)酯基为一COO一，含有酯基的M的同分异构体的结 n(C)=x十y=0.2mol十0.6mol=0.8mol(碳原子守 32●高中化学·选择性必修3（人教版 训练（四） 确定有机化合物的实验式、分子式与分子结构 4.(淄博四中高二期中)确定有机化合物组成 基础练/现周应用 和结构的方法很多，下列说法错误的是 1.(天津南开区高二质量检测)A是一种含碳、 ( 氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中 A.环异戊二烯(》 的核磁共振氢谱中有 碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为 3组峰 8.82%,那么A的实验式是 A.C:Hi2O B.质谱仪可用于有机物相对分子质量的 B.C H2O C.C HO D.CsH。O 测定 2.(广东广州高二期中)有机化合物Y的分子 C.利用红外光谱法可以区分丁烷和丁烯 式为C,HO2,其红外光谱如图所示，则该 D.通过李比希元素分析仪可以确定有机物 有机化合物可能的结构简式为 分子式 100 5.(保定高二检测)验证某有机物是否属于烃 的含氧衍生物，应完成的实验内容是() 50 A.只验证它完全燃烧后的产物只有H2O 不对称一CH C=0 C-OC 和CO, 4000 3000 20001500 1000 500 波数/cm B.只测定其燃烧产物中H2O和CO2的物 A.CH,COOCH,CH, 质的量的比值 B.OHCCH,CH,OCH, C.测定完全燃烧时消耗的有机物与生成的 C.HCOOCH,CH,CH, CO2、H,O的物质的量之比 D.(CH),CHCOOH D.测定该试样的质量及其试样完全燃烧后 3.下列说法中正确的是 只生成CO2和H2O,并测定CO2和 CHCH,CHCH CH H2O的质量 A. 在核磁共振氢谱中 CH,CH 6.质谱图表明某有机物的相对分子质量为 有7个吸收峰 70,红外光谱表征到 C-C 键和C一O B.红外光谱图只能确定有机物中所含官能 团的种类和数目 键的存在，核磁共振氢谱表明蜂面积之比 C.质谱法不能用于相对分子质量的测定 为1：1：1：3。下列说法正确的是() D.核磁共振氢谱、红外光谱和质谱法都可： A.分子中共有5种化学环境不同的氢原子 用于分析有机物结构 B.该物质的分子式为C,HO 8 C.该有机物的结构简式为CH,CH: D.反应结束后，密闭容器内消耗氧气的质 -CHCHO 量为6.4g D.在一定条件下，1mol该有机物可与9.（广东广州五校高二期未联考）已知某有机 3mol氢气加成 化合物A的核磁共振氢谱如图所示，下列 能力练了素养提哪 说法中错误的是 7.(赤峰二中高二期末)测得某有机物中碳元 素的质量分数为60%，氢元素的质量分数 为13.33%。0.2mol该有机物质量为12g。 其红外光谱图只有C一C键、C一H键、O A.若A的分子式为C3HO2,则其结构简 H键、C一O键的振动吸收，则有关该有机 式为CH,COOCH 物的叙述不正确的是 B.由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中 A,该有机物含有羟基 有三种不同化学环境的氢原子，且个数 B.该有机物质谱图中最大质荷比是60 之比为1：2：3 C.该有机物能与金属Na反应 C.仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中 D.该有机物核磁共振氢谱图中有4个吸收 的氢原子总数 峰，峰面积之比为3：2：2：1 D.若A的分子式为C3HO2,则其能与 8.(徐州高二月考)从微观上看，化学反应是微 观粒子按一定的数目关系进行的。一定条 NaOH(aq)反应的结构有两种 件下，6.0g某有机物在密闭容器内完全燃 10.经李比希法元素分析实验测得某烃中碳的 烧，生成二氧化碳和水。该反应中所有物质 质量分数为85.71%，氢的质量分数为 的分子数随反应过程的变化如图所示。下 14.29%。该烃的质谱图显示其相对分子 列说法不正确的是 质量为70，该烃的核磁共振氢谱如图 ↑分子数 所示。 3n C0,或H,0 2n 02 有机物 反应过程 A.消耗的有机物与氧气的分子个数比1：2 B.该有机物的化学式为C2H,O C.该反应生成的二氧化碳和水的质量之比 则该烃的实验式为 ；分子式为 为1：1 :结构简式为 9 ●高中化学·选择性必修3（人教版） 11.三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它 温度计 有毒，不可用于食品加工或食品添加剂。 接液管 经李比希法分析得知，三聚氰胺中，氮元素 仪器 维形瓶 的质量分数高达66.67%，氢元素的质量 分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对 图1 分子质量大于100，但小于150。试回答下 步骤二：确定M的实验式和分子式。 列问题： (2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质 (1)分子式中原子个数比N(C):N(H): 量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。 N(N)= ①M的实验式为 (2)三聚氰胺分子中碳原子数为 ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳 理由是（写出计算式） 密度的2倍，则M的相对分子质量为 ,分子式为 (3)三聚氰胺的分子式为 步骤三：确定M的结构简式。 (4)若核磁共振氢谱显示只有1个吸收峰， (3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱 红外光谱图显示有1个由碳、氨两种元素 如图2所示，图中峰面积之比为1：3：13； 组成的六元杂环。则三聚氰胺的结构简式 利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图 为 3所示。 2 12.(乌兰浩特一中高二月考)有机物M(只含 10 5 C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令 0 10 人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳 图2 品、酸奶和草莓等型香精，其沸点为148℃。 90 某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物 50 C一H 0 H M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定 10 400035003000250020001800160014001200 有机物M的分子组成和结构，具体实验过 图3 程如下： M中官能团的名称为 ,M的 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 结构简式为 (填键线式)。 (1)蒸馏装置如图1所示，仪器a的名称是 (4)写出两种含有酯基的M的同分异构体 ,图中虚线框内应选用右侧的 的结构简式： (填“仪器x”或“仪器y”)。 10