1.2研究有机化合物的一般方法 课时作业 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

2024—2025学年高中化学人教版选择性必修第三册1.2研究有机化合物的一般方法 课时作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．已知某有机物的质谱图如图所示，则该有机物可能是 A．甲醇 B．甲烷 C．丙烷 D．乙烯 2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1：1，由此可以得出的结论是 A．该有机物分子中C：H：O原子个数比为1：2：1 B．该有机物是烃，C：H原子个数比为1：2 C．有机物必定含O D．无法判断有机物是否含O 3．下列实验式中，没有相对分子质量就可以确定分子式的是 ①CH3 ②CH ③CH2 ④C2H5 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 4．下列烷烃发生一氯取代，能得到2种同分异构体的是 A．CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3 B．CH3-C(CH3)2-CH2-CH3 C．(CH3CH2)3C-CH3 D．(CH3)3C-C(CH3)3 5．某有机物在氧气中充分燃烧，生成和的物质的量之比为，则下列说法中正确的是 A．分子中C、H、O原子个数之比为 B．分子中C、H原子个数之比为 C．该有机物中一定含有氧元素 D．该有机物的最简式为 6．化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列说法正确的是 A．X射线衍射技术不能用于有机化合物晶体结构的测定 B．分析有机物的红外光谱图，可获得分子中所含化学键或官能团个数的信息 C．核磁共振氢谱能准确测定有机物中氢元素的个数 D．质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法 7．下列各项操作错误的是 A．用乙醇萃取碘水中的碘单质时可选用分液漏斗，然后静置分液 B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体从下端流出，上层液体则从上口倒出 C．萃取、分液前需对分液漏斗进行检漏 D．分液时，为保证分液漏斗内的液体顺利流出，可将上面的塞子拿掉 8．下列物质进行核磁共振得到的核磁共振氢谱中，信号峰有4个的是 A． B．CH3CH2OCH2CH3 C．CH3CH2CH(CH3)2 D．CH3COOCH2CH3 9．使用现代分析仪器对某有机化合物X的分子结构进行测定，相关结果如下：    由此推理得到有关X的结论不正确的是 A．相对分子质量为74 B．X不与金属发生反应 C．乙醇与浓硫酸混合液在140℃发生消去反应生成X D．X的一氯代物有两种 10．有一瓶无色、有特殊气味的液体，是甲醇（CH3OH）或乙醇（C2H5OH）。通过测定该液体充分燃烧后生成的二氧化碳和水的质量，再根据二氧化碳和水的质量可确定是那种物质，对原理解释错误的是 A．求出碳、氢元素的质量比，与甲醇和乙醇中碳氢质量比对照，即可确定 B．求出碳、氢原子的个数比，与甲醇和乙醇中碳氢个数比对照，即可确定 C．求出碳、氢原子的物质的量比，与甲醇和乙醇中的碳氢物质的量比对照，即可确定 D．求出碳、氢、氧原子的个数比，与甲醇和乙醇中的碳、氢、氧个数比对照，即可确定 11．下列四幅谱图是结构简式为CH3CH2OH、CH3OCH3、CH3CH2CH2OH和(CH3)3COH的四种有机物的核磁共振氢谱。其中属于CH3CH2CH2OH的核磁共振氢谱图的是 A． B． C． D． 12．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 13．已知某有机化合物A的核磁共振氢谱如图所示，下列说法中错误的是 A．若A的分子式为，则其结构简式为 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的分子式为，则其能与反应的结构有两种 14．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—C键、C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收峰，则该有机物的结构简式可能是 A．CH3CH2CH2CH2OH B．CH3CH(OH)CH3 C．CH3CH2OCH3 D．CH3COOH 15．实验室可利用呋喃甲醛(  )在碱性环境下发生交叉的Cannizzaro反应，生成呋喃甲酸(  )和呋喃甲醇(  )，反应过程如下：    操作流程如下：    已知： ①呋喃甲酸在水中的溶解度如下表： T(℃) 0 5 15 100 S(g) 2.7 3.6 3.8 25.0 ②呋喃甲醇与乙醚混溶；乙醚沸点为34.6 ℃，呋喃甲醇沸点为171.0 ℃。 下列说法错误的是 A．呋喃甲醛在NaOH溶液中的反应较为剧烈 B．向乙醚提取液中加入无水碳酸钾干燥、过滤后，应采取蒸馏的方法得到呋喃甲醇 C．在分离乙醚提取液后的水溶液中加盐酸后，得到粗呋喃甲酸晶体的方法是萃取 D．粗呋喃甲酸晶体的提纯可采用重结晶的方法 16．某气态烃对空气的相对密度为 2，在氧气中充分燃烧 1.16 g这种烃，并将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管，当称量这两个干燥管的质量时，它们依次增重 1.8g和 3.52 g。这种烃的化学式是 A．C2H6 B．C4H10 C．C5H10 D．C5H12 二、填空题 17．质谱图表明某有机物的相对分子质量为70，红外光谱表明有C=C和C=O的存在，1H核磁共振谱如下图（峰面积之比依次为1:1:1:3）：分析核磁共振谱图，回答下列问题： (1)分子中共有 种化学环境不同的氢原子。 (2)该物质的分子式为 。 (3)该有机物的结构简式为 。 18．有机相对分子质量的测定 (1)通过实验，根据有关数据求算 。 (2)有机物的相对分子质量一般用 进行测定。 19．17.1 g物质A在氧气中充分燃烧有白雾现象，产物有三种，其中CO2和H2O的质量比为44：9。将等质量的A与钠混合熔融，把产物溶于足量稀硝酸后，加入足量AgNO3溶液，得到18.8 g淡黄色沉淀。物质A的蒸气对相同条件下氢气的相对密度为85.5。已知它不能使溴的CCl4溶液褪色，但能使酸性KMnO4溶液褪色。写出A的结构简式。 20．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验： (1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成和，消耗氧气(标准状况下)，则该物质的实验式是 。 (2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，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： (4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置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。经测定，有机物A的核磁共振氢谱图如图所示，则A的结构简式为 。    三、计算题 21．某同学为测定维生素C中碳、氢的质量分数，取维生素C样品研碎，称取该试样0.352g，置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流．用酒精喷灯持续加热样品，将生成物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重0.144g和0.528g，生成物完全被吸收．试回答以下问题： (1)维生素C中碳的质量分数是 ，氢的质量分数 (2)维生素中是否含有氧元素？为什么？（试通过计算说明） 22．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 。 23．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31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 B D D A B D A C C D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 A A A B C B 1．B 【详解】由图可知，有机物的最大质荷比为16，则有机物的相对分子质量为16，甲醇、甲烷、丙烷、乙烯的相对分子质量分别为32、16、44、28，则该有机物为甲烷，故选B。 2．D 【详解】有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1:1，只能判断有机物含有碳元素和氢元素，且C和H原子个数之比是1:2，不能确定是否含有氧元素，因为氧元素可能来自有机物，也可能来自氧气，所以不能确定是烃还是烃的含氧衍生物，也就不能确定是只含C、H两种元素，还是C、H、O三种元素，故ABC说法都不准确，只有D正确，故答案选D。 3．D 【详解】由实验式的整数倍，即可得到有机物的分子式。据烷烃通式，当碳原子数为n时，则氢原子数最多为2n＋2。符合实验式为CH3的只有C2H6；符合实验式为CH的有C2H2、C6H6等；符合实验式为CH2的有C2H4、C3H6等；符合实验式为C2H5的只有C4H10。答案选D。 4．A 【详解】A．该物质有如图两种环境的氢原子，所以一氯代物有2种，故A符合题意； B．该物质有如图三种环境的氢原子，所以一氯代物有3种，故B不符合题意； C．该物质有如图三种环境的氢原子，所以一氯代物有3种，故C不符合题意； D．该物质有如图一种环境的氢原子，所以一氯代物有1种，故D不符合题意； 综上所述答案为A。 5．B 【详解】A．根据已知无法确认有机物是否含有O原子，根据原子守恒，生成CO2和H2O的物质的量之比为1:2，可推测该有机物中C与H的个数之比为，A错误； B．由A分析可知，该有机物分子中C、H原子个数之比为1:4，B正确； C．根据已知无法确认该有机物是否含有O元素，C错误； D．若该有机物不含O元素，则该有机物最简式为CH4，但目前无法确认该有机物是否含有O元素，D错误； 本题选B。 6．D 【详解】A．X射线衍射技术能够精确测定原子在晶体中的空间位置，是迄今研究分子结构的主要技术，故A错误； B．红外光谱图常用来测定分子中含有的化学键或官能团，但不能获得分子中所含化学键或官能团个数的信息，故B错误； C．核磁共振氢谱能够测定有机物中氢原子的种类和数量比，不能测定有机物中氢元素的个数，故C错误； D．质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法，故D正确； 故选D。 7．A 【详解】A．乙醇易溶于水，与水不分层，不能达到萃取的目的，故A错误； B．分液时，分液漏斗中的下层液体从下端流出，为防止混入杂质，上层液体则从上口倒出，故B正确； C．由于分液漏斗有活塞，故使用前应首先检查活塞处是否漏水，活塞孔是否畅通，由于萃取操作时，分液漏斗还要倒转振荡，故还应检查分液漏斗口部的塞子是否漏水，故C正确； D．放出下层液体时，将漏斗上面的塞子拿掉，有利于液体顺利流出，故D正确； 答案选A。 8．C 【详解】A． 分子内含有5种氢原子，故信号峰有5个，故A不选； B．CH3CH2OCH2CH3分子内含有2种氢原子，故信号峰有2个，故B不选； C．CH3CH2CH(CH3)2分子内含有4种氢原子，故信号峰有4个，故C选； D．CH3COOCH2CH3分子内含有3种氢原子，故信号峰有3个，故D不选； 故选C。 9．C 【详解】A．X的最大质荷比为74，X的相对分子质量为74，A正确； B．含有醚键，有2种等效氢，结构简式为，X不与金属发生反应，B正确； C．乙醇与浓硫酸混合液在140℃发生取代反应生成乙醚，而不是消去反应，C错误； D．X结构简式为，有两种类型的氢原子，一氯代物有两种，D正确； 故选C。 10．D 【详解】反应后生成了二氧化碳和水，则根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类质量不变，则反应物中一定含有C、H元素；已知生成的二氧化碳和水的质量，则根据二氧化碳和水的质量，利用某元素的质量=化合物的质量×该元素的质量分数可求出碳元素和氢元素的质量比；再根据碳元素和氢元素的质量比即可求得碳元素与氢元素的原子个数比；最后与反应前甲醇和乙醇中的碳氢个数比对照，即可知道是哪种物质。碳、氢原子的物质的量比，与其原子个数比类似；只有D答案是错误的，因为生成物二氧化碳和水中的氧只有一部分来自于甲醇和乙醇，一部分来自于氧气，不能根据求出碳、氢、氧原子的个数比，与甲醇和乙醇中的碳、氢、氧原子的个数比对照， 答案选D。 11．A 【详解】CH3CH2CH2OH中有4种不同环境下的氢原子，所以1H核磁共振谱图中有4种峰，只有A符合，故A正确。 故选A。 【点睛】本题主要考查H核磁共振谱图的运用，较简单，侧重学生的分析能力的考查，注意把握判断的方法，①分子中同一甲基上连接的氢原子等效；②同一碳原子所连的氢原子等效； ③处于镜面对称位置(相当于平面成像时，物与像的关系)上的氢原子等效。 12．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。 13．A 【详解】A．由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有三种不同化学环境的氢原子，只有两种等效氢，A错误； B．由图可知，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，B正确； C．分子式未知，仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数，C正确； D．若A能与反应，则其中含有羧基或酯基，结合分子式知A可能的结构有，D正确； 答案选A。 14．B 【详解】由，其中碳元素的质量分数为60%，M(C)=36，可知碳原子数为3个；，，可知氢原子数为8个，氧元素的质量分数为1-60%-13.33%=26.67%，，，可知氧原子数为1个，则该有机物的分子式为C3H8O，其红外光谱图只有C—C键、C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收峰，则该有机物的结构简式可能是CH3CH(OH)CH3，故选B。 15．C 【详解】A．呋喃甲醛在NaOH溶液中的反应在冰水浴中进行，是为了降低反应速率，A正确； B．乙醚提取的是混合溶液中的呋喃甲醇，呋喃甲酸盐留在水溶液中，乙醚提取液中加入无水碳酸钾干燥、过滤后，得到呋喃甲醇和乙醚的混合液，应采取蒸馏的方法得到呋喃甲醇，B正确； C．在分离乙醚提取液后的水溶液中加盐酸会生成呋喃甲酸，温度较低时呋喃甲酸在水中溶解度较小，为得到粗呋喃甲酸晶体，采用的方法应是冷却、过滤，C错误； D．根据呋喃甲酸在水中的溶解度随温度的变化情况，可知提纯粗呋喃甲酸晶体可采用重结晶的方法，D正确； 故选：C。 16．B 【详解】气态烃对空气(空气的平均相对分子质量为29)的相对密度为2，则该烃的相对分子质量为：29×2=58，则该烃的物质的量==0.02mol，无水CaCl2的干燥管质量增重1.8g为生成水的质量，物质的量为=0.1mol，装有碱石灰的干燥管质量增3.52g为生成二氧化碳的质量，物质的量为=0.08mol，根据原子守恒可知烃分子中N(C)==4、N(H)==10，故该烃的分子式为C4H10，故选B。 【点晴】根据相对密度计算该气态烃的相对分子质量，无水CaCl2的干燥管质量增重1.8g为生成水的质量，装有碱石灰的干燥管质量增3.52g为生成二氧化碳的质量，根据n=计算该烃、二氧化碳、水的物质的量，根据原子守恒计算烃分子中C、H原子数目，然后确定其分子式。 17．(1)4 (2)C4H6O (3)CH3CH=CHCHO 【详解】（1）1H核磁共振谱有4个吸收峰，则分子中共有4种化学环境不同的氢原子； （2）红外光谱表表明C=C和C═O的存在，相对分子质量为70，减掉1个C═C和1个C═O的式量后为18，则应含有1个C原子、6个H原子，故分子式为C4H6O； （3）1H核磁共振谱峰面积之比依次为1：1：1：3，有4种H原子，不同H原子数目分别为1、1、1、3，则该有机物结构简式为：CH3CH=CHCHO。 18．(1)相对分子质量 (2)质谱仪 【解析】略 19．或或或 【详解】M(A)=85.5×2=171,n(A)==0.1mol, 淡黄色沉淀为AgBr，n(AgBr)==0.1mol,即燃烧生成了0.1molHBr，n(A):n(Br)=1:1即分子中有一个溴原子，171-80=91，=7…7，即分子式为C7H7Br， C7H7Br去掉-Br后为C7H7，n(C)：n（H）=1：1，故符合题意的有邻甲基溴苯、间甲基溴苯、对甲基溴苯和溴乙苯。 20．(1) (2) 46 (3)CH3-O-CH3或CH3CH2OH (4)CH3CH2OH 【详解】（1）生成，，消耗氧气，则有机物中n(O)= 0.2mol×2 +0.3mol-0.3mol×2=0.1mol，则有机物中N(C)：N(H)：N(O)=0.2mol：(0.3mol×2)：0.1mol=2：6：1，故有机物A的实验式为； （2）由图可知，最大质荷比为46，则有机化合物的相对分子质量为46，其实验式恰与分子式一样，则分子式是； （3）若O只形成C-O键，A的结构简式为CH3-O-CH3；若O形成O-H键，A的结构简式为CH3CH2OH； （4）图中显示的有机物A分子中有三种不同化学环境的氢原子，而乙醇结构中含三种不同化学环境的氢原子，二甲醚中只有一种不同化学环境的氢原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。 21． 40.9% 4.5% 含有维生素中一定含有氧元素，因为C、H元素的质量之和小于维生素的质量． 【详解】(1)将生成物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重0.144g和0.528g，则燃烧生成水为0.144g、二氧化碳为0.528g， 0.528g二氧化碳的物质的量为：n(CO2)==0.012mol 含有碳原子质量为：m(C)=12g/mol×0.012mol=0.144g， 碳元素的质量分数为：w(C)=×100%≈40.9%； 0.144g水的物质的量为：n(H2O)==0.008mol 0.008mol水中含有0.016mol H原子，含氢元素的质量为：1g/mol×0.016mol=0.016g， 氢元素的质量分数为：w(H)=×100%≈4.5%，   (2)维生素C中含有碳元素的质量为：0.144g，含有氢元素的质量为：0.016g，则含有C、H元素的质量为：0.144g+0.016g=0.160g＜0.352g，则维生素C中一定含有氧元素，含有氧元素的质量为：0.352g-0.144g-0.016g=0.192g 22．(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。 23．(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 $$