课时测评4 有机化合物分子式和分子结构的确定-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习word（人教版，单选）

课时测评4　有机化合物分子式和分子结构的确定 (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－9题，每题4分，共36分) 题点一　确定有机物的实验式、分子式 1.某有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中正确的是(　　) A.分子中C、H、O原子个数之比为1∶2∶3 B.分子中C、H原子个数之比为1∶4 C.该有机物中一定含有氧元素 D.该有机物的最简式为CH4 答案：B 解析：只根据生成物CO2和H2O无法确定该有机物中是否含有氧元素。由题意知N(C)∶N(H)＝1∶4。 2.(2024·贵州六盘水高二检测)相对分子质量为60的有机化合物6.0 g，在足量氧气中完全燃烧，生成3.6 g H2O和8.8 g CO2。下列说法错误的是(　　) A.该有机化合物的实验式为CH2O B.该有机化合物一定为乙酸 C.该有机物中碳原子数与氢原子数之比为1∶2 D.该有机物中一定含有氧元素 答案：B 解析：n(有机物)＝＝0.1 mol，n(H)＝2n(H2O)＝2×＝0.4 mol，n(C)＝n(CO2)＝＝0.2 mol，n(O)＝ ＝0.2 mol，n(有机物)∶n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶0.2 mol∶0.4 mol∶0.2 mol＝1∶2∶4∶2，其分子式为C2H4O2。其实验式为CH2O，A正确；分子式为C2H4O2的物质不一定为乙酸，也可能是甲酸甲酯，B错误；该物质的碳原子数与氢原子数之比为1∶2，C正确；该物质一定含有氧元素，D正确。 3.某同学尝试利用李比希法测定液态烃X的实验式，设计了如下实验：准确称取1.06 g样品并置于试样盒中，加热样品，使蒸气通过氧化铜(催化剂)，准确称量生成的二氧化碳和水的质量，分别是3.52 g和0.9 g。下列说法正确的是(　　) A.甲处放置碱石灰 B.该烃的实验式是C8H10 C.停止加热后，立即停止通入O2，防止浪费 D.乙装置后加装一个盛碱石灰的干燥管，实验结果会更准确 答案：D 解析：甲装置吸收水蒸气，应该盛放无水氯化钙，碱石灰既能吸收水蒸气也能吸收二氧化碳，A错误；生成的二氧化碳和水的质量分别是3.52 g和0.9 g，物质的量分别是3.52 g÷44 g/mol＝0.08 mol、0.9 g÷18 g/mol＝0.05 mol，因此C和H的原子个数之比是0.08∶0.1＝4∶5，所以该烃的实验式是C4H5，B错误；停止加热后，应继续通入O2，把生成的气体全部排入后续的装置中，以便充分吸收减少测量误差，C错误；为防止空气中的水蒸气和二氧化碳被吸收，乙装置后加装一个盛碱石灰的干燥管，实验结果会更准确，D正确；故选D。 题点二　图谱法在确定有机化合物结构中的应用 4.乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别如下：和。在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的(　　) A.李比希元素分析仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.质谱仪 答案：A 解析：李比希元素分析仪检测的是元素的种类，乙酸和甲酸甲酯的元素种类相同，都含有C、H、O三种元素，A符合题意；红外光谱仪检测的是化学键和官能团的结构特征，乙酸中含有羧基、甲酸甲酯中含有酯基，信号不完全相同，B不符合题意；核磁共振仪检测的是氢原子的种类和数目比，乙酸中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为3∶1，甲酸甲酯中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为1∶3，峰的位置不完全相同，C不符合题意；质谱仪检测的是分子的相对分子质量，二者的相对分子质量相同，但分子碎片的相对质量不完全相同，D不符合题意。 5.某有机物的质谱图如图所示，该有机物的结构简式可能是(　　) A. B. C. D.CH3CH2OCH3 答案：A 解析：由质谱图可知该有机物的相对分子质量为78。苯的分子式为C6H6，相对分子质量为78，A项符合题意；的分子式为C4H8，相对分子质量为56，B项不符合题意；的分子式为C4H8O，相对分子质量为72，C项不符合题意；CH3CH2OCH3的分子式为C3H8O，相对分子质量为60，D项不符合题意。 6.(2024·长沙高二期末)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. B. C. D. 答案：B 解析：核磁共振氢谱只出现两组峰，说明只有两种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为3∶1，说明两种氢原子的个数之比为3∶1。中含有3种不同化学环境的氢原子(甲基上一种、苯环上两种)，A错误；中含有2种不同化学环境的氢原子(甲基上的氢以及双键碳原子上的氢)，且个数比为6∶2＝3∶1，B正确；中含有3种不同化学环境的氢原子(两个甲基上的氢和一个亚甲基上的氢)，C错误；中含有2种不同化学环境的氢原子(甲基和亚甲基上的氢)，个数比为6∶4＝3∶2，D错误。 7.(2024·甘肃白银高二阶段练习)对含氧有机物A进行波谱分析：红外光谱显示有甲基、羟基等基团；质谱图显示相对分子质量为60；核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为6∶1∶1，则该化合物的结构简式为(　　) A.CH3CH2CH2OH B.(CH3)2CHCHO C.CH3COOH D.CH3CH(OH)CH3 答案：D 解析：CH3CH2CH2OH核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1，A错误；已知红外光谱显示有甲基、羟基等基团，但B不含羟基，B错误；乙酸的核磁共振氢谱有两组峰，峰面积之比为3∶1，C错误；CH3CH(OH)CH3满足红外光谱显示有甲基、羟基等基团且质谱图显示相对分子质量为60，核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为6∶1∶1，D正确；故选D。 8.(2024·山西太原高二期末)下列关于青蒿素分子结构的研究中说法不正确的是(　　) A.通过核磁共振氢谱能确定青蒿素分子中有三种不同化学环境的氢原子 B.通过质谱法能确定青蒿素的相对分子质量 C.通过红外光谱能确定青蒿素分子中含有酯基 D.通过化学反应证明分子中含有过氧基(—O—O—) 答案：A 解析：青蒿素分子结构不对称，除了甲基上的氢原子外，还有其他类型的氢原子，不止三种，故A项错误；质谱仪通过质荷比确定相对分子质量，通过质谱法能确定青蒿素的相对分子质量，故B正确；依据红外光谱的特征吸收频率可以鉴别有机物中含有哪些官能团，故C正确；含有过氧基的物质在高温下易分解，通过检验青蒿素的热稳定性可以证明其中含有过氧基，故D正确。 9.某化合物的键线式及球棍模型如下： 该有机物分子的核磁共振氢谱图如下(单位是ppm)。下列关于该有机物的叙述正确的是(　　) A.该有机物中不同化学环境的氢原子有3种 B.该有机物属于芳香族化合物 C.键线式中的Et代表的基团为—CH2CH3 D.该有机物的分子式为C9H10O4 答案：C 解析：根据该物质的核磁共振氢谱图及球棍模型判断，不同化学环境的氢原子有8种，A项错误；该有机物中不含苯环，所以不属于芳香族化合物，B项错误；根据该有机物球棍模型判断Et为乙基，C项正确；根据球棍模型可知，该物质的化学式是C9H12O4，D项错误。 10.(12分)根据研究有机物的步骤和方法填空： (1)测得A的蒸气密度是同状况下甲烷的4.375倍。则A的相对分子质量为　　　　。 (2)将5.6 g A在足量氧气中燃烧，并将产物依次通过浓硫酸和碱石灰，分别增重7.2 g和17.6 g。则A的实验式为　　　　；A的分子式为　　　　。 (3)将A通入溴水，若溴水褪色，说明A属于　　　　，若不褪色，则A属于　　　　。 (4)A的核磁共振氢谱如图： 综上所述，A的结构简式为　　　　　　　。 答案：(1)70　(2)CH2　C5H10　(3)烯烃　环烷烃 (4) 解析：(1)根据公式M＝d·M(CH4)，计算该有机物的相对分子质量为16×4.375＝70。(2)由A的燃烧反应知，5.6 g A含m(C)＝17.6 g×＝4.8 g，m(H)＝7.2 g×＝0.8 g，确定该有机物只含碳、氢两种元素，实验式为CH2，设分子式为(CH2)n，则12n＋2n＝70，n＝5，分子式为C5H10。(3)符合分子式为C5H10的有烯烃和环烷烃，若能使溴水褪色，则为烯烃，若不能，则为环烷烃。(4)该核磁共振氢谱图共有4组吸收峰，吸收峰面积之比为1∶1∶2∶6，则符合题意。 11.(12分)为了探究A物质的组成与结构，进行如下实验： 实验步骤 解释或实验结论 (1)称取A物质18.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍 A的相对分子质量为　　　 (2)A的核磁共振氢谱如图： A中含有　　　　种不同化学环境的氢原子 (3)另取A物质18.0 g与足量的NaHCO3粉末反应，生成0.2 mol CO2；若与足量钠反应则生成0.2 mol H2 写出一个A分子中所含官能团的名称和数量　　　　　　 　　　　　　 (4)将此18.0 g A物质在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者依次增重10.8 g和26.4 g A的分子式是　　　　　　 　　　　　　 (5)综上所述，请写出A的结构简式为　　　　　　　　 答案：(1)90　(2)4　(3)1个羧基、1个羟基 (4)C3H6(5)CH3CH(OH)COOH 解析：(1)称取A物质18.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍，则A的相对分子质量为45×2＝90。 (2)根据核磁共振氢谱可知A中含有4种不同化学环境的氢原子。 (3)18.0 g A物质的物质的量是18 g÷90 g·mol－1＝0.2 mol，与足量的NaHCO3粉末反应，生成0.2 mol CO2，说明分子中含有1个羧基；若与足量钠反应则生成0.2 mol H2，这说明还含有1个羟基。 (4)将此18.0 g A物质在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者依次增重10.8 g和26.4 g，即生成物水的物质的量是10.8 g÷18 g·mol－1＝0.6 mol，生成CO2的物质的量是26.4 g÷44 g·mol－1＝0.6 mol，则分子中碳、氢原子的个数分别是0.6÷0.2＝3、1.2÷0.2＝6，所以氧原子的个数是＝3，则分子式为C3H6O3。 (5)综上所述A的结构简式为CH3CH(OH)COOH。 学生用书⬇第18页 学科网（北京）股份有限公司 $