5.2 研究有机化合物的一般方法 同步练习 2024-2025学年高二下学期化学沪科版（2020）选择性必修3

2024—2025学年高中化学沪科版选择性必修三5.2 研究有机化合物的一般方法 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列说法正确的是 A．利用质谱仪可判断有机物分子结构中共轭程度的大小 B．利用红外光谱仪可以确定有机物的相对分子质量 C．利用射线衍射仪可以测定青蒿素的组成元素 D．利用核磁共振氢谱能根据分子式推测某些有机物的分子结构 2．研究物质结构的现代仪器和方法中，有关描述错误的是 A．通过原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 B．通过射线衍射实验区分晶体和非晶体 C．通过质谱法测定相对原子质量和推测官能团 D．通过红外光谱仪分析分子中所含化学键的信息 3．1, 3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）和1-丁炔（CHC-CH2-CH3）在下列哪一种检测仪上显示出的信号是完全相同的 A．元素分析仪 B．质谱仪 C．红外光谱仪 D．核磁共振仪 4．药物沃塞洛托的重要中间体的合成路线如图所示。下列说法不正确的是 A．用红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团 B．最多能与反应 C．最多能与含的浓溶液取代 D．Y分子中所有原子有可能共平面 5．我国中草药文化源远流长，从某中草药中提取的有机物具有较好的治疗癌症的作用，该有机物的结构如图所示。下列说法中正确的是 A．该有机物的分子式为 B．该分子结构中含有多种官能团，如羟基、酯基、苯环、羧基等 C．该有机物属于芳香烃 D．分子中碳原子均采取杂化 6．下列玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是 A．重结晶法提纯苯甲酸：①②③ B．蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4：③⑤⑥ C．浓硫酸催化乙醇制备乙烯：③⑤ D．酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度：④⑥ 7．将 0.1 mol 某有机物与 0.3 mol O2混合，于密闭反应器中用电火花点燃，将燃烧产物通入过量的澄清石灰水中，可得到沉淀 20g，溶液质量减少 5.8g；剩余气体继续通过灼热的 CuO，可以使 CuO质量减少 1.6g，由此可知该有机物的分子式为 A．C2H6O B．C3H6O C．C3H6O2 D．C4H8O2 8．实验室用环己醇和浓磷酸制备环己烯，所得的粗产品可经以下步骤提纯： 下列仪器在环己烯的分离提纯时需要用到的是 A．①③④⑤ B．③④⑥⑦ C．①②⑤⑦ D．②④⑤⑥ 9．不能够测定分子结构和化学键的方法是 A．质谱法 B．红外光谱 C．紫外光谱 D．核磁共振氢谱 10．某学习小组研究某烃的含氧衍生物A的组成和结构，研究过程如下：称取9gA在足量氧气中充分燃烧，并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4g和13.2g，对A进行波谱分析结果如图。下列说法错误的是 A．由质谱图可知A的分子式为 B．结合红外光谱和核磁共振氢谱可知A的结构简式为 C．若取A和的混合物1mol进行燃烧实验，该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量取决于混合物中二组分的比例 D．B是A的位置异构体，则B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶1∶1 11．某有机物在相同状况下对氢气的相对密度为45。取该有机物样品3.6 g在纯氧中充分燃烧得到两种产物，将产物先后通过过量浓硫酸和碱石灰，两者分别增重2.16g和5.28g，则该有机物的分子式为 A．C3H6O3 B．CH2O3 C．C3H6O2 D．C3H8O3 12．下列鉴别方法或除杂可行的是 A．用新制的氢氧化铜鉴别乙醛、乙酸、己烯 B．用溴水鉴别乙醇、苯、环己烯、苯酚，甲苯 C．硝基苯中混有浓硝酸和浓硫酸：将其倒入NaOH溶液中，静置，然后过滤 D．检验丙烯醛(CH2=CHCHO)中的醛基，加入溴水，若溴水褪色，则证明含有醛基 13．关于有机物检测，下列说法正确的是 A．淀粉水解液碱化后，加入新制氢氧化铜加热，出现砖红色沉淀，说明淀粉水解生成还原性糖 B．可用溴水鉴别甲酸水溶液、甲醛水溶液和甲苯 C．与的核磁共振氢谱谱图是完全相同的 D．分子式为的有机物不能使酸性溶液褪色，则该有机物一定不是醇 14．某有机物蒸气完全燃烧需三倍于其体积的氧气，产生于二倍于其体积的二氧化碳(体积均在相同状况下测定)，该有机物可能是 A．C3H7OH B．CH3CHO C．CH3COCH3 D．C2H4 二、填空题 15．红外光谱仪： 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地 的。当一束红外线透过分子时，分子会 跟它的某些化学键的 频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。可分析出分子中含有何种 或官能团的信息。 16．核磁共振氢谱 (1)原理 处于不同 中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图中出现的位置不同，具有不同的 ，而且吸收峰的面积与 成正比，吸收峰的数目等于 。 (2)核磁共振氢谱图 如分子式为C2H6O的有机物A的核磁共振氢谱如图，可知A中有 种不同化学环境的氢原子且个数比为 ，可推知该有机物的结构简式应为 。 17．根据某有机合成的片段： 写出以C2H5OH为原料合成乳酸()的路线 (其他试剂任选)。 18．某有机化合物A广泛存在于多种水果中。经测定，A的相对分子质量为134，A仅含碳、氢、氧三种元素，且分子中没有甲基。A既可以与乙醇发生酯化反应，又可以与乙酸发生酯化反应，且测得A与乙醇完全酯化所得有机产物的相对分子质量为190，试推断A的分子式和可能的结构简式。 三、计算题 19．现有某有机化合物样品，对其进行如下操作： i.充分燃烧6.51g该样品，得到20.47g二氧化碳和8.36g水。 ii.质谱分析得该物质的相对分子质量为84， (1)该有机化合物的分子式为 。 (2)向该有机化合物中加入少量溴的四氯化碳溶液，溶液褪色，用酸性溶液氧化该物质只能得到丙酸，该有机化合物的结构简式为 。 20．某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.16%，氢的质量分数为13.14%。则： (1)氧的质量分数为 。 (2)C、H、O的原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)≈ 。 (3)该未知物A的实验式为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年3月7日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A D A A C C A C 题号 11 12 13 14 答案 A A A D 1．D 【详解】A．质谱仪用于测定有机物的相对分子质量，不能确定结构特征，故A错误； B．质谱仪用于测定有机物的相对分子质量，红外光谱仪用来测定有机中的官能团，故B错误； C．射线衍射仪用于确定晶体结构，不能测定元素组成，故C错误； D．利用核磁共振氢谱可确定氢原子的种类以及个数比，从而判断有机物的分子结构，故D正确； 故选：D。 2．C 【详解】A．原子光谱可以通过特征谱线来鉴定元素，A正确； B．晶体会对X射线发生衍射，而非晶体不会，所以可以区分晶体和非晶体，B正确； C．质谱法可确定分子的相对分子质量，不能测官能团，C错误； D．红外光谱法可确定有机物分子中含有的官能团，由此可知其中的化学键，D正确； 故选C。 3．A 【详解】A．组成相同，由元素分析仪显示的信号（或数据）完全相同，A符合题意； B．1, 3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）和1-丁炔（CH≡C-CH2-CH3）互为同分异构体，质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子，同分异构体得到的碎片不同，B不符合题意； C．二者的结构不同，官能团不同，红外光谱仪不同，C不符合题意； D．分子中氢原子的种类不同：前者4种氢后者三种氢，核磁共振仪不同，D不符合题意； 故选A。 4．D 【详解】A．红外光谱可以检验不同的官能团，X中含有酚羟基、羧基，Y含有酚羟基、酯基、醚键，A正确； B．中含有酚羟基、羧基，最多能与反应，B正确； C．标记1、2号C原子上的氢原子可以被的浓溶液取代，所以最多能与含的浓溶液取代，C正确； D．标记1、2、3号C原子与周围原子形成四面体结构，所以Y分子中所有原子不可能共平面，D错误； 故选D。 5．A 【详解】A．由该有机物的结构简式可知，其分子式为，故A正确； B．苯环不是官能团，故B错误； C．该分子含氧元素，不属于烃，故C错误； D．该分子中两个甲基和连甲基的饱和碳原子采取杂化，故D错误； 故选A。 6．A 【详解】A．粗苯甲酸中含有少量氯化钠和泥沙，需要利用重结晶来提纯苯甲酸，具体操作为加热溶解、趁热过滤和冷却结晶，此时利用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，A选项装置选择不合理； B．蒸馏法需要用到温度计以测量蒸汽温度、蒸馏烧瓶用来盛装混合溶液、锥形瓶用于盛装收集到的馏分，B选项装置选择合理； C．浓硫酸催化制乙烯需要控制反应温度为170℃，需要利用温度计测量反应体系的温度，C选项装置选择合理； D．酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度是用已知浓度的酸液滴定未知浓度的碱液，酸液盛装在酸式滴定管中，D选项装置选择合理； 故答案选A。 7．C 【详解】沉淀质量为20g，则说明生成的碳酸钙的质量为=0.2mol，根据碳原子守恒生成二氧化碳的物质的量为0.2mol，该有机物的燃烧产物可以与CuO反应，说明有CO生成，可以使CuO质量减少1.6g，则： 则n(CO)=0.1mol，故0.1mol有机物含有C原子为0.2mol+0.1mol=0.3mol，溶液质量减少5.8g，则生成的碳酸钙与燃烧生成的水、二氧化碳的质量之差为5.8g，故燃烧生成水的质量为20g-0.2mol×44g/mol-5.8g=5.4g，故燃烧生成水的物质的量为=0.3mol，则0.1mol有机物含有H原子为0.3mol×2=0.6mol，根据氧原子守恒可知，0.1mol有机物含有O原子的物质的量为0.2mol×2+0.1mol+0.3mol-0.3mol×2=0.2mol，故有机物分子中N(C)==3、N(H)==6、N(O)==2，故有机物的分子式为C3H6O2，故选C。 8．C 【分析】粗产品提纯首先是向粗产品中加入碳酸钠溶液，反应过量的磷酸，混合液加入蒸馏水，萃取后分液，取油相，加入无水氯化钙干燥，过滤后，再蒸馏得纯品。 【详解】加入碳酸钠溶液中和过量磷酸需要在烧杯①中进行，萃取分液需要在分液漏斗②中进行，过滤除去氯化钙需要用到漏斗⑤，最后蒸馏需要用蒸馏烧瓶⑦，需要用到①②⑤⑦； 本题选C。 9．A 【详解】A．利用质谱仪可以测定分子的相对分子质量，A错误； B．通过红外光谱可以测定物质所含化学键及官能团，能够测定分子结构和化学键，B正确； C．利用紫外光谱可鉴别物质是否含共轭体系或测定芳香结构，能够测定分子结构和化学键，C正确； D．核磁共振氢谱可以反映等效氢的种类及相对数目，能够测定分子结构和化学键，D正确； 故选A。 10．C 【分析】9gA在足量氧气中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过足量的浓硫酸和碱石灰，发现两者分别增重5.4g和13.2g，说明完全燃烧生成水的质量为5.4g，二氧化碳的质量为13.2g， 5.4g，9gA完全燃烧生成水的物质的量是==0.3 mol，9.0gA完全燃烧生成二氧化碳的物质的量是==0.3mol，n(O)===0.3mol，所以A的实验式为CH2O，通过质谱法测得A相对分子质量为90，设分子式为(CH2O)n，则(12+2+16)n=90，n=3，故A的分子式为C3H6O3，以此来解析； 【详解】A．由分析可知A的分子式为，A正确； B．根据红外光谱只A中含有-OH和-COOH，由核磁共振氢谱可知，A中含有4种氢原子，其数目比为1：1：1：3，故A的结构简式为CH3CH(OH)COOH，B正确； C．由分析可知A的分子式为，假设有机物的物质的量都为1mol,混合物中的两种有机物物质的量相同时，完全燃烧消耗的氧气的物质的量相等，无论以何种物质的量的比例混合，完全燃烧消耗氧气的量是否都为3mol，C错误； D．B是A的位置异构体，则B为CH2(OH)CH2COOH，共有4种氢原子，个数比为2：2：1：1，即B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2：2：1：1，D正确； 故选C。 11．A 【详解】某有机物在相同状况下对氢气的相对密度为45，其相对分子质量为45×2=90，有机物样品3.6 g在纯氧中充分燃烧得到两种产物，将产物先后通过过量浓硫酸和碱石灰，两者分别增重2.16g和5.28g，则燃烧生成的水的物质的量为：，CO2的物质的量为，有机物中H原子为0.24mol，C原子为0.12mol，O原子为：，可知C、H、O的原子个数比为1：2：1，设有机物为(CH2O)n，则(12+2+16)×n=90，解得n=3，则有机物分子式为C3H6O3， 故选A。 12．A 【详解】A．乙醛、乙酸、己烯分别与新制的氢氧化铜反应的现象为：砖红色沉淀、蓝色溶液、不反应，现象不同，可以鉴别，A正确； B．苯和甲苯均不与溴水反应，分层现象相同，不能鉴别，B错误； C．硝基苯中混有浓硫酸和浓硝酸，会与NaOH反应进入水层中，与硝基苯分离，再分液，C错误； D．碳碳双键和醛基都能使溴水褪色，加入溴水，若溴水褪色，不能证明含有醛基，D错误； 故选A。 13．A 【详解】A．淀粉水解液生成葡萄糖，葡萄糖为还原性糖，碱化后，加入新制氢氧化铜并加热，出现砖红色沉淀，A正确； B．甲酸水溶液、甲醛水溶液就能和溴水反应使溴水褪色，现象相同，故不能用溴水鉴别甲酸水溶液、甲醛水溶液，B错误； C．与都含有两种不同环境的氢原子，且个数比均为3:1，但由于所含官能团不同使得化学位移不同，故二者的核磁共振氢谱谱图不完全相同，C错误； D．属于醇，但不能使酸性KMnO4溶液褪色， D错误； 故选A。 14．D 【分析】设有机物分子式为CxHyOz，燃烧的通式为CxHyOz＋(x＋－)O2→xCO2＋H2O，解得x=2，y－2z=4。 【详解】A．y=8，z=2，A错误； B．y=4，z=0，B错误； C．y=6，z=1，x=3，C错误； D．y=4，z=0，D正确。 故选D。 15． 振动着 吸收 振动 化学键 【详解】分子中的原子不是固定不动的，而是不断地震动着。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的震动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 16．(1) 化学环境 化学位移 氢原子数 氢原子的类型 (2) 3 3∶2∶1 CH3CH2OH 【详解】（1）处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图中出现的位置不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比，吸收峰的数目等于氢原子的类型； （2）如分子式为C2H6O的有机物A的核磁共振氢谱如图，峰的位置有3种，可知A中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶1，可推知该有机物的结构简式应为CH3CH2OH。 17． 【分析】由已知合成路线可知，苯甲醛与发生加成反应，可以得到，然后在加热、酸溶液下继续反应生成，由此解答。 【详解】以为原料合成乳酸的路线为先将乙醇氧化为乙醛，由乙醛与发生加成反应，可以得到，然后在加热、酸溶液下继续反应得到目标产物，故答案为。 18．C4H6O5； 【详解】A仅含碳、氢、氧三种元素，既可以与乙醇发生酯化反应，又可以与乙酸发生酯化反应，则物质A分子中含有羧基、羟基，测得A与乙醇完全酯化所得有机物的相对分子质量为190，A的相对分子质量为134，设A分子中羧基数目为x，则134+46x=190+18x，解得x=2；A分子有一个手性碳原子，至少含有4个碳原子；去掉2个羧基、1个羟基、2个碳原子剩余总相对原子质量质量为134-45×2-17-12×2=3，故还含有3个H原子，则A的结构简式为： ，A与乙醇反应产生的有机物为。 19．(1)C6H12 (2)CH3CH2CH=CHCH2CH3 【详解】（1）充分燃烧6.51g该样品，得到20.47g二氧化碳和8.36g水。生成n(H2O)= mol，所含有H原子的物质的量n(H)=0.464mol×2=0.929mol，生成n(CO2)==0.465mol，则n(C)=0.465mol， 0.929g+12g/mol×0.465mol=6.51g，则6.51g该样品中不含氧，所以n(C) :n(H) =0.465mol:0.929mol=1:2，即样品的实验式为CH2，设其分子式为(CH2)x，该物质的相对分子质量为84，则14x=84，故x=6，则该有机化合物的分子式为C6H12。 （2）向该有机化合物中加入少量溴的四氯化碳溶液，溶液褪色，结合分子式可知分子内含一个碳碳双键，用酸性溶液氧化该物质只能得到丙酸，则分子结构对称，该有机化合物的结构简式为CH3CH2CH=CHCH2CH3。 20．(1)34.7% (2)2∶6∶1 (3)C2H6O 【详解】（1）碳的质量分数是52.16%，氢的质量分数是13.14%，氧元素质量分数是，故答案为：34.7%； （2）C、H、O的原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)≈∶∶≈2∶6∶1，故答案为：2∶6∶1； （3）根据上述计算可知该未知物A的实验式为C2H6O，故答案为：C2H6O。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$