课下作业14 有机化合物结构的测定（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修3同步学案（鲁科版）

[课下作业] 一、选择题(共7题，每小题只有1个选项符合题意) 1．研究有机物一般经过以下几个步骤：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、提纯液态有机物的混合物 B．燃烧法是研究有机物成分的有效方法 C．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量 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 解析　核磁共振氢谱用来分析有机物分子中氢原子的种类和数目比，而质谱法则是用来测定有机物的相对分子质量，故C项错误。 答案　C 2．下列化合物分子的不饱和度为4的是(　　) A．CHCH2 B．CH2CH—CCH C．CH2===CHCH2Cl D．OH 解析　一个苯环的不饱和度为4，一个碳碳双键的不饱和度为1，一个碳碳三键的不饱和度为2，则四个选项中物质的不饱和度分别为5、3、1、4，故选D。 答案　D 3．下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是(　　) A．H3CCl B．BrBrCH3CH3 C．H3CCH3 D．ClCH3CH3Cl 解析　A项，核磁共振氢谱中有3个吸收峰，峰面积之比为2∶2∶3；B项，核磁共振氢谱中有2个吸收峰，峰面积之比为2∶3；C项，核磁共振氢谱中有2个吸收峰，峰面积之比为3∶1；D项，核磁共振氢谱中有2个吸收峰，峰面积之比为2∶3。 答案　C 4．质谱图显示，某化合物的相对分子质量为74，燃烧实验发现其分子内碳、氢原子个数之比为2∶5，核磁共振氢谱图显示，该物质中只有2种类型的氢原子。下列关于该化合物的描述中正确的是(　　) A．该化合物可能为1­丁醇 B．该化合物可能为2­丁醇的同分异构体 C．该化合物为乙醚 D．该化合物为乙醚的同系物 解析　1­丁醇的结构简式为CH2OHCH2CH2CH3，有5种类型的氢原子，A错误；CH3CH2OCH2CH3和CCH3CH3CH3OH都符合题意，故C、D错误，B正确。 答案　B 5．一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共0.1 mol，完全燃烧得0.16 mol二氧化碳和3.6 g水。下列说法正确的是(　　) A．一定有甲烷 B．一定是甲烷和乙烯 C．可能有乙烷 D．一定有乙炔 解析　3.6 g水的物质的量为0.2 mol，则0.1 mol混合物中含0.4 mol H和0.16 mol C，混合烃的平均分子式为C1.6H4。则该混合烃中一定含有甲烷，可能含有乙烯，不可能含有乙烷和乙炔，综上分析，A项正确。 答案　A 6．下列有关叙述正确的是(　　) A．质谱法通常用来确定有机物的分子结构 B．将有机物燃烧进行定量分析，可以直接确定该有机物的分子式 C．H3CCH3在核磁共振氢谱中能出现三组峰，峰面积之比为3∶1∶4 D．二甲醚与乙醇不能利用红外光谱法进行鉴别 解析　质谱法通常用来确定有机物的相对分子质量，A项错误；有机物燃烧进行定量分析，不能直接确定该有机物的分子式，B项错误；根据有机物的结构简式可知该物质在核磁共振氢谱中能出现三组峰，峰面积之比为6∶2∶8＝3∶1∶4，C项正确；二甲醚与乙醇含有的官能团不同，可以利用红外光谱法进行鉴别，D项错误。 答案　C 7．DDT又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷，其结构为ClClClClCl 下列有关说法正确的是(　　) A．属于烃类 B．DDT完全燃烧后只产生CO2和H2O两种物质 C．将其中与足量NaOH溶液共热后加入硝酸酸化的AgNO3后有白色沉淀生成 D．核磁共振氢谱图中有5种峰 解析　DDT中含有Cl元素，故不属于烃类，A项错误；燃烧后还会有HCl生成，B项错误；该物质属于卤代烃，与NaOH溶液共热后加入硝酸酸化的AgNO3后有AgCl白色沉淀生成，C项正确；D项中存在3种峰，故D项错误。 答案　C 二、选择题(共3题，每小题有一个或两个选项符合题意) 8．已知某有机物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C3H6O2，则其结构简式为CH3COOCH3 B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有3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C3H6O2，则其同分异构体有2种 解析　由核磁共振氢谱可知，其分子中含有3种不同化学环境的氢原子，峰的面积之比等于其原子个数之比为1∶2∶3，但不能确定具体个数，故B、C项正确；由A的分子式C3H6O2可知，其同分异构体有6种：CH3COOCH3、CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、CH3COCH2OH、HOCH2CH2CHO、CH3CHCHOOH。其中有3种不同化学环境的氢原子且个数之比为1∶2∶3的有机物的结构简式为CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3或CH3COCH2OH，故A项错误，D项错误。 答案　AD 9．某有机化合物A用质谱仪测定如图①，核磁共振氢谱示意图如图②，则A的结构简式可能为(　　) A．HCOOH B．CH3CHO C．CH3CH2OH D．CH3CH2CH2COOH 解析　根据题图可知，该有机化合物的最大质荷比为46，则A的相对分子质量为46，故B、D错误；根据核磁共振氢谱可知，A分子的核磁共振氢谱有3组吸收峰，则其分子中有3种不同化学环境的H原子，HCOOH分子中含有2种不同化学环境的H原子，CH3CH2OH分子中含有3种不同化学环境的H原子，故A错误，C正确。 答案　C 10．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A分子含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱与核磁共振氢谱如图所示。下列关于A的说法不正确的是(　　) A．A分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应 B．A在一定条件下可与4 mol H2发生加成反应 C．符合题中A分子结构特征的有机物只有1种 D．与A属于同类化合物的同分异构体(不包括A)只有2种 解析　因化合物A中有4类氢原子，个数之比为1∶2∶2∶3，又因为A是一取代苯，则苯环上有3类氢原子，个数分别为1、2、2，所以苯环侧链上的3个氢原子等效，则侧链取代基中含有—CH3，结合红外光谱可知，A为COOCH3，A中含有酯基，可以水解；1 mol A在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应；与A属于同类化合物的同分异构体(不包括A)有5种。 答案　BD 三、非选择题(共3题) 11．2019年3月8日，联合国妇女署在某社交平台上发布了一张中国女科学家屠呦呦的照片，致敬她从传统中医药中找到了治疗疟疾的药物——青蒿素。 已知：青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体。乙醚的沸点为35 ℃。 (1)我国提取中草药有效成分的常用溶剂有：水、亲水性溶剂(如乙醇，与水互溶)、亲脂性溶剂(如乙醚，与水不互溶)。诺贝尔奖获得者屠呦呦及其团队在提取青蒿素治疗疟疾的过程中，记录如下：“青蒿素的水煎剂无效；乙醇提取物的效用为30%～40%；乙醚提取物的效用为95%。”下列推测不合理的是________(填序号)。 A．青蒿素在水中的溶解度很大 B．青蒿素含有亲脂的官能团 C.在低温下提取青蒿素，效果会更好 D．乙二醇提取青蒿素的能力强于乙醚 (2)用下列实验装置测定青蒿素实验式的方法如下：将28.2 g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。 ①装置D的作用是________，装置E中吸收的物质是________，装置F中盛放的物质是________。 ②实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是________________________________________________________________________。 ③用合理改进后的装置进行实验，称得： 装置 实验前/g 实验后/g E 22.6 42.4 F 80.2 146.2 则测得青蒿素的实验式是________。 解析　(1)根据青蒿素的水煎剂无效，可知青蒿素在水中的浴解度很小，A错误；青蒿素易溶于乙醚，而乙醚为亲脂性溶剂，可说明青蒿素含有亲脂的官能团，B正确；因乙醚的沸点较低，则在低温下提取青蒿素，效果会更好，C正确；乙醇提取物的效用为30%～40%，乙醚提取物的效用为95%，乙二醇与乙醇类似，属于亲水性溶剂，提取青蒿素的能力弱于乙醚，D错误。 (2)①装置D将可能生成的CO氧化为CO2，减小实验误差，装置E和F一个吸收生成的H2O，一个吸收生成的CO2，应先吸水后吸收CO2，所以装置E内盛放CaCl2或P2O5，装置F内盛放碱石灰。 ②该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是在装置F后连接一个防止空气中的CO2和水蒸气进入F的装置。 ③由数据可知m(H2O)＝42.4 g－22.6 g＝19.8 g，n(H2O)＝＝1.1 mol；m(CO2)＝146.2 g－80.2 g＝66 g，所以n(CO2)＝＝1.5 mol，则青蒿素中氧原子的质量为m(O)＝28.2 g－(1.1 mol×2×1 g·mol－1)－(1.5 mol×12 g·mol－1)＝8 g，所以n(O)＝＝0.5 mol，青蒿素分子中N(C)∶N(H)∶N(O)＝1.5∶2.2∶0.5＝15∶22∶5，则青蒿素的实验式为C15H22O5。 答案　(1)AD (2)①将可能生成的CO氧化为CO2　H2O(水蒸气)　碱石灰 ②在装置F后连接一个防止空气中的CO2和水蒸气进入F的装置 ③C15H22O5 12．某研究性学习小组为确定某蜡状有机物A的结构和性质，他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与过程探究。 Ⅰ.实验式的确定 (1)取样品A进行燃烧法测定，发现燃烧后只生成CO2和H2O，某次燃烧后，经换算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O。据此得出的结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)另一实验中，取3.4 g蜡状有机物A在3.36 L(标准状况下，下同)氧气中完全燃烧，两者均恰好完全反应，生成2.8 L CO2和液态水。由此得出A的实验式是________。 Ⅱ.结构式的确定(经测定A的相对分子质量为136) (3)取少量样品溶化，加入钠有氢气放出，说明A分子中含有________。 (4)进行核磁共振，发现只有两种特征峰，且峰面积比为2∶1，再做红外光谱，发现与乙醇一样透过率在同一处波数被吸收。图谱如下： 则A的结构简式为________________________________________________________________________。 解析　(1)取样品A进行燃烧法测定，发现燃烧后只生成CO2和H2O，某次燃烧后，经换算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O，说明该有机物中含有碳、氢元素，可能含有氧元素，分子中C、H原子的数目比为N(C)∶N(H)＝0.125∶(2×0.15)＝5∶12，分子式为C5H12Ox(x＝0，1，2……)。 (2)生成CO2的物质的量为＝0.125 mol，则生成水的物质的量为0.15 mol，3.4 g有机物中氧元素的质量为3.4 g－0.125 mol×12 g·mol－1－0.15 mol×2×1 g·mol－1＝1.6 g，则氧原子的物质的量为0.1 mol，分子中N(C)∶N(H)∶N(O)＝5∶12∶4，故实验式为C5H12O4。 (3)取少量样品熔化，加入钠有氢气放出，A分子中不含有不饱和键，说明A分子中含有羟基。 (4)进行核磁共振，发现只有两组特征峰，且面积比为2∶1，说明结构中含有两种氢原子，数目分别为8和4，再做红外光谱，发现与乙醇一样透过率在同一处波数被吸收，说明结构中含有醇羟基，从红外光谱图可以看出分子中含有O—H、C—O、C—H键，该有机物的结构简式为C(CH2OH)4。 答案　(1)分子中N(C)∶N(H)＝5∶12，分子式为C5H12Ox(x＝0，1，2……) (2)C5H12O4　(3)羟基　(4)C(CH2OH)4 学科网（北京）股份有限公司 $