课时梯级训练(4) 确定有机物的实验式、分子式和分子结构（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（人教版2019 不定项版）

课时梯级训练(4)　确定有机物的实验式、分子式和分子结构 1．以下研究有机化合物的方法错误的是(　　) A．质谱法——解析有机化合物的相对分子质量 B．蒸馏——分离提纯互不相溶的有机混合物 C．红外光谱——确定有机化合物分子中的官能团或化学键 D．重结晶法——提纯固体有机化合物常用的方法，利用它们在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。 B　解析：质谱法即用电场和磁场将运动的离子(带电荷的原子、分子或分子碎片，有分子离子、同位素离子、碎片离子、重排离子、多电荷离子、亚稳离子、负离子和离子－分子相互作用产生的离子)按它们的质荷比分离后进行检测的方法，A正确；互不相溶的有机混合物，可选用分液法进行分离，方便快捷，成本低廉，蒸馏可分离提纯沸点差距较大且互溶的有机化合物，B错误；分子能选择性吸收某些波长的红外线，而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱。分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息，C正确；重结晶利用固体在溶液中的溶解度随温度不同而分离提纯，D正确。 2．验证某有机物是否属于烃，应完成的实验内容是(　　) A．只测定它的C、H个数比 B．只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2 C．只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值 D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量 D　解析：通过测定有机物中C、H的原子个数比，不能确定是否含有O，因此不能确定其是否为烃，A错误；燃烧产物只有H2O和CO2，只能证明有机物含有H和C，不能确定是否含有O，因此不能确定其是否为烃，B错误；只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值，只能测定它的C、H比，不能确定是否含有O，因此不能验证某有机物是否属于烃，C错误；测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量，能确定消耗氧气的质量，从而确定有机物中是否含有O，因此能确定该有机物是否属于烃，D正确。 3．有机物M由C、H、O三种元素组成，可作为溶剂从中草药中提取青蒿素。 有关M的结构信息如下： ⅰ.M的红外光谱显示有C—H、C—O的吸收峰，无O—H的吸收峰。 ⅱ.M的核磁共振氢谱图(图1，两组峰面积之比为2∶3)、质谱图(图2)如下所示。 下列分析不正确的是(　　) A．M不属于醇 B．M的分子中含羧基和醛基 C．M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3 D．M的相对分子质量为74 B　解析：由图2可知有机物M的相对分子质量为74；M的红外光谱显示有C—H、C—O的吸收峰，无O—H的吸收峰，则M为醚，饱和一元醚的分子通式为CnH2n＋2O，则12n＋2n＋2＋16＝74，n＝4，则分子式为C4H10O；M的核磁共振氢谱图中两组峰面积之比为2∶3，则M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3，C正确；M为醚，M不属于醇，A正确；M的分子中含醚键，B错误；M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3，其相对分子质量为74，D正确。 4．某有机物常用于生产聚酯纤维和树脂，是一种重要化工合成原料，使用现代仪器对该有机物的结构进行测定，相关谱图如下。下列说法错误的是(　　) A．由质谱图可知该有机物相对分子质量为91 B．由核磁共振氢谱图可知该有机物中有2种不同化学环境的氢原子 C．由红外光谱图可获得该有机物化学键或官能团信息 D．综合以上信息可知该有机物为对二甲苯 A　解析：由质谱图可知该有机物相对分子质量为106，A错误；由核磁共振氢谱图可知，有2组峰，则该有机物中有2种不同化学环境的氢原子，B正确；由红外光谱图可获得该有机物化学键或官能团信息，该有机物中含有碳氢键、苯环、，C正确；根据红外光谱图、核磁共振氢谱图，质谱图分析得到该有机物为对二甲苯，D正确。 5．常用燃烧法测定有机物的组成。现取2.3 g某有机物在足量的氧气中完全燃烧，生成4.4 g CO2和2.7 g H2O。对该物质的组成有下列推断：①一定含碳、氢元素　②一定不含氧元素　③可能含氧元素　④一定含氧元素　⑤分子中C、H的原子个数比为2∶5　⑥分子中C、H、O元素的质量比为12∶3∶8。其中正确的是(　　) A．①②⑤ B．①④⑥ C．①③⑥ D．①④⑤ B　解析：由题意可知，反应后生成CO2和H2O，有机物一定含有碳、氢两种元素，则①正确；CO2中碳元素的质量是＝1.2 g，H2O中氢元素的质量是＝0.3 g，1.2 g＋0.3 g＝1.5 g＜2.3 g，说明有氧元素，则②③错误，④正确；C、H、O的原子个数比为∶∶＝2∶6∶1，⑤错误；C、H、O元素的质量比为1.2 g∶0.3 g∶(2.3－1.5)g＝12∶3∶8，⑥正确。 6．防老剂­264为淡黄色粉末状固体，熔点：70 ℃，沸点：265 ℃，微溶于水，易溶于有机溶剂，能抑制或延缓塑料和橡胶的氧化降解而延长使用寿命，其结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法错误的是(　　) A.可用重结晶法提纯该化合物(含不溶性杂质) B．利用质谱仪可以快速、精确测定其同分异构体的数目 C．其红外光谱图上可以找到C—O、C—H、O—H的吸收峰 D．其核磁共振氢谱图中有4组吸收峰，且峰面积之比为18∶3∶2∶1 B　解析：根据该有机物微溶于水的物理性质可知，可采用加热溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤的方法即重结晶法提纯该化合物，A正确；利用质谱仪可以快速、精确测定该有机物的相对分子质量而不是同分异构体的数目，B错误；由结构简式可知，该有机物含有C—O、C—H、O—H和，红外光谱图上可以找到C—O、C—H、O—H的吸收峰，C正确；该有机物结构对称，有6个甲基上的氢原子所处化学环境相同，对应的核磁共振氢谱图有4组吸收峰，且峰面积之比为18∶3∶2∶1，D正确。 7．有机物X可作为糖尿病人的营养补充剂。X完全燃烧只生成CO2和H2O。研究小组为测定其组成，称取1.52 g研碎的X样品，利用如图所示的装置进行实验。生成物先后通过分别装有足量高氯酸镁固体和碱石灰的U形管，被完全吸收后，U形管质量分别增加1.08 g和2.2 g。下列说法正确的是(　　) A．CuO可保证样品中的碳元素完全转化为CO2 B．高氯酸镁的作用是吸收生成的CO2 C．每个有机物X分子中含4个氧原子 D．有机物X可能是一种多羟基醛 A　解析：生成物通过装有足量高氯酸镁固体的U形管后U形管质量增加1.08 g，即生成的水的质量为1.08 g，其物质的量为＝0.06 mol，所含氢元素的质量是0.12 g，通过装有足量碱石灰的U形管后U形管质量增加2.2 g，即生成的二氧化碳的质量为2.2 g，其物质的量是＝0.05 mol，所含碳元素的质量是0.6 g，碳元素和氢元素的质量之和为0.72 g。有机物X的质量是1.52 g，则含有氧元素的质量是0.8 g，氧原子的物质的量为0.05 mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.05 mol∶0.12 mol∶0.05 mol，其最简式为C5H12O5；由于氢原子已经饱和，故其分子式是C5H12O5。虽然氧气足量，但不能保证碳元素充分燃烧，生成的一氧化碳可被CuO氧化，可保证样品中的碳元素完全转化为CO2，A正确；高氯酸镁的作用是吸收生成的H2O，B错误；每个有机物X分子中含5个氧原子，C错误；有机物X的分子式为C5H12O5，氢原子已经饱和，分子中只含单键，故不能含有醛基，D错误。 9．(双选)(2024·邢台期中测试，改编)赞皇大枣的营养价值丰富，被誉为“百果之首”“天然维生素之王”。其富含的一种有机物M的结构如图所示，下列说法正确的是(　　) A．可以利用质谱仪测出有机物的相对分子质量 B．M含有的官能团的名称为羟基、醛基 C．M能与氯水在光照条件下发生取代反应 D．M可能形成分子内氢键和分子间氢键 AD　解析：质谱仪可以测出有机物的相对分子质量，A正确；M含有的官能团的名称为羟基、羧基，B错误；能在光照条件下与Cl2发生取代反应的是烷烃或烷基中与饱和碳原子相连的氢原子，且Cl2需为气态，M中没有饱和碳原子，C错误；M中有羧基和羟基，与羧基处于间位的羟基可以与羧基形成分子内氢键，与羧基处于对位的羟基可以与其他M分子形成分子间氢键，D正确。 (2)某烃的分子式为C5H12，核磁共振氢谱图中显示4个峰，则该烃的一氯代物有__________种，该烃的结构简式为__________。 Ⅱ .有机物C常用于食品行业。已知9.0 g C在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2。 (3)C分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是________，则C的分子式为________。 (4)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团的结构简式__________。 (5)C分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是__________。 解析：(1)根据烷烃的系统命名法可知，结构简式为的烃A的系统命名为2，2，6­三甲基­4­乙基辛烷。 (2)核磁共振氢谱图中显示4个峰，为异戊烷，结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3，分子中含四种氢原子，生成的一氯代物四种。 (3)使浓硫酸增重可知水的质量为5.4 g，可计算出n(H2O)＝＝0.3 mol，n(H)＝0.6 mol；使碱石灰增重13.2 g，可知二氧化碳质量为13.2 g，n(C)＝n(CO2)＝＝0.3 mol，此有机物9.0 g含O：9.0 g－0.6 g－0.3×12 g＝4.8 g，n(O)＝＝0.3 mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.3 mol∶0.6 mol∶0.3 mol＝1∶2∶1，即实验式为CH2O，实验式的式量为30，由C分子的质谱图可知其相对分子质量为90，设分子式为(CH2O)n，可得：30n＝90，解得n＝3，分子式为C3H6O3。 (4)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团为羧基，则其结构简式为—COOH。 (5)C的分子式为C3H6O3，C分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是。 学科网（北京）股份有限公司 $$