课时跟踪检测(22) 有机化合物分子式的确定-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3配套练习word（鲁科版 多选版）

课时跟踪检测(二十二)　有机化合物分子式的确定 一、选择题 1.为确定有机物的分子式,通常需要的实验内容是 (　　) ①X射线衍射分析;②质谱分析;③红外光谱分析;④1H核磁共振谱分析;⑤元素分析 A.①② B.②③ C.③④ D.②⑤ 2.某烃充分燃烧产生22.4 L CO2(标准状况)和9 g H2O,则该烃的实验式为 (　　) A.CH B.CH2 C.CH3 D.CH4 3.关于粗苯甲酸(含有少量氯化钠和泥沙)的分离提纯实验,下列说法错误的是 (　　) A.苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高变化不大 B.将热饱和溶液趁热过滤的目的是除去泥沙,并减少苯甲酸的损失 C.将滤液冷却结晶后再过滤,可以除去氯化钠 D.如需进一步提纯产品,可以再次配成热饱和溶液,趁热过滤并降温结晶 4.某有机化合物在氧气中充分燃烧,生成水蒸气和CO2的物质的量之比为1∶1,由此得出的结论是 (　　) A.该有机化合物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3 B.该有机化合物分子中C、H原子个数比为1∶2 C.该有机化合物中必定含有氧元素 D.该有机化合物中一定不含氧元素 5.正丁醛经催化加氢可制备正丁醇。为提纯含少量正丁醛杂质的正丁醇,现设计如下路线: 已知:①正丁醛与饱和NaHSO3溶液反应可生成沉淀;②乙醚的沸点是34.5 ℃,微溶于水,与正丁醇互溶;③正丁醇的沸点是118 ℃。则操作1~4分别是 (　　) A.萃取、过滤、蒸馏、蒸馏 B.过滤、分液、蒸馏、萃取 C.过滤、蒸馏、过滤、蒸馏 D.过滤、分液、过滤、蒸馏 6.A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知:A中碳元素的质量分数为44.1%,氢元素的质量分数为8.82%。那么A的实验式是 (　　) A.C5H12O4 B.C5H12O3 C.C4H10O4 D.C5H10O4 7.某烃中碳和氢的质量比是24∶5,该烃在标准状况下的密度是2.59 g·L-1,其分子式为 (　　) A.C2H6 B.C4H10 C.C5H8 D.C7H8 8.某气态化合物X含C、H、O三种元素,现已知下列条件:①X中C的质量分数;②X中H的质量分数;③X在标准状况下的体积;④X对氢气的相对密度;⑤X的质量。欲确定化合物X的分子式,所需的最少条件是 (　　) A.①②④ B.②③④ C.①③⑤ D.①② 9.(2024·山东卷)我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中,下列叙述错误的是 (　　) A.通过萃取法可获得含青蒿素的提取液 B.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构 C.通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量 D.通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团 10.要测定某有机化合物的元素种类和分子式,下列说法错误的是 (　　) A.在氧气流中燃烧,通过测定生成的CO2和H2O的质量确定碳、氢元素的含量 B.在CO2气流中与CuO反应,通过测定生成N2的体积确定氮元素的含量 C.与AgNO3溶液反应,通过测定生成卤化物沉淀的种类和质量确定卤素的含量 D.若碳、氢、氮元素及卤素的质量分数总和小于100%,其差值一般为氧元素的质量分数 11.绿原酸具有抗病毒、降血压、抗氧化等作用。利用乙醚、95%乙醇浸泡杜仲干叶,得到提取液,进一步提取绿原酸的流程如下: 已知:常温下,绿原酸难溶于水,易溶于乙醚等有机溶剂。 下列说法错误的是 (　　) A.从“提取液”获取“有机层”的操作为萃取、分液 B.减压蒸馏时选用球形冷凝管 C.过滤时所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 D.绿原酸粗产品可通过重结晶的方法提纯 二、非选择题 12.(9分)(2025·唐县第一中学月考)有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成,具体实验过程如下: 步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。 (1)蒸馏装置如图所示,仪器a的名称是　　　　　,图中虚线框内应选用右侧的　　　　　(填“仪器x”或“仪器y”),该仪器使用时冷水从　　　　　进。  步骤二:确定M的实验式和分子式。 (2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为　　　　　。  ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为　　　　　,分子式为　　　　　。  13.(8分)将3.00 g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表: 吸水剂 CO2吸收剂 实验前质量/g 20.00 26.48 实验后质量/g 21.08 30.00 请回答: (1)燃烧产物中水的物质的量为　　　　mol。  (2)写出该有机物的分子式(写出计算过程)。 14.(12分)(2025·昆明市嵩明县期中联考)化学上研究有机化合物一般先进行分离提纯,再测定有机物的组成和结构。 (1)青蒿素为无色针状晶体,熔点为156 ℃沸点389.9 ℃,热稳定性差。易溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯等有机溶剂。 ①操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器有:　　　　　　、烧杯、玻璃棒。  ②操作Ⅱ的名称是　　　　　。  ③操作Ⅲ的步骤是蒸发浓缩、趁热过滤、　　　　、过滤、洗涤、干燥。  (2)实验室常用燃烧法确定有机物的组成。如图2所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置,这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。 回答下列问题: ①A装置中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②C装置中CuO的作用是 　。 ③若准确称取1.20 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,D管质量增加0.72 g,E管质量增加1.76 g,该有机物的质荷比如图3所示,则该有机物的分子式为　　　　。  ④该核磁共振氢谱中有2种峰且峰面积比为3∶1,则该分子可能为　　　(填化学名称)。  ⑤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 。 课时跟踪检测(二十二) 1.选D　为确定有机物的分子式应用元素分析法得到有机物的实验式,用质谱分析法得到有机物的相对分子质量,从而得到有机物的分子式。 2.选A　n(CO2)==1 mol,n(H2O)==0.5 mol,则n(C)∶n(H)=1∶1,即该烃分子的实验式为CH。 3.选A　苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高而增大,氯化钠的溶解度受温度影响不大,A错误;苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高而增大,泥沙不溶于水,将热饱和溶液趁热过滤的目的是除去泥沙,并减少苯甲酸的损失,B正确;将滤液冷却结晶后再过滤,可以除去氯化钠,氯化钠残留在滤液中,C正确;苯甲酸中可能混有少量氯化钠,如需进一步提纯产品,可以再次配成热饱和溶液,趁热过滤并降温结晶,D正确。 4.选B　因生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1,则n(C)∶n(H)=1∶(1×2)=1∶2,不能判断题述有机物中是否含有氧元素。 5.选D　正丁醛与饱和NaHSO3溶液反应生成沉淀,且经操作1可得到滤液,故操作1为过滤;操作2是分液;加固体干燥剂后,要把干燥剂分离出来,故操作3为过滤;由乙醚与正丁醇的沸点相差较大可知,操作4为蒸馏。 6.选A　由于A中碳元素的质量分数为44.1%,氢元素的质量分数为8.82%,故A中氧元素的质量分数为1-44.1%-8.82%=47.08%。由此可算出N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶≈5∶12∶4,故该有机化合物的实验式为C5H12O4,A正确。 7.选B　该烃中N(C)∶N(H)=∶=2∶5,则其实验式为C2H5,M=ρVm=2.59 g·L-1×22.4 L·mol-1≈58 g·mol-1,故其分子式为C4H10。 8.选A　确定X的分子式应知道X的相对分子质量,条件④可以求出X的相对分子质量;确定X分子中C、H、O的原子个数时,至少应知道X中两种元素的质量分数,①和②能满足要求。所以最少的条件为①②④。 9.选C　某些植物中含有青蒿素,可以通过用有机溶剂浸泡的方法将其中所含的青蒿素浸取出来,这种方法叫做萃取,固液分离后可以获得含青蒿素的提取液,A正确;晶体中结构粒子的排列是有规律的,通过X射线衍射实验可以得到晶体的衍射图,通过分析晶体的衍射图可以判断晶体的结构特征,故X射线衍射可测定青蒿素晶体结构,B正确;通过核磁共振谱可推测青蒿素分子中不同化学环境的氢原子的种数及其数目之比,但不能测定青蒿素的相对分子质量,要测定青蒿素的相对分子质量应该用质谱法,C错误;红外光谱可推测有机物分子中含有的官能团和化学键,故通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团,D正确。 10.选C　测定碳、氢元素的含量最常用的方法是燃烧分析法,将样品置于氧气流中燃烧,分别用吸水剂和碱液吸收生成的H2O和CO2,称重计算二者的质量,从而计算样品中碳、氢元素的含量,A正确;测定氮元素的含量一般将样品通入CO2气流中,在CuO的作用下生成N2,反应中可能生成氮的氧化物,Cu可将它们还原为N2,通过测定N2的总体积,从而计算样品中氮元素的含量,B正确;测定卤素的含量,一般将有机化合物与发烟硝酸和固体硝酸银一同放入密闭体系中加热,卤素原子转变为卤素离子并生成卤化银沉淀,通过测定卤化银的种类和质量,计算样品中卤素的含量,C错误;得知碳、氢、氮、卤素等元素的质量分数后,若总和小于100%,其差值一般就是氧元素的质量分数,D正确。 11.选B　由流程图可知,乙酸乙酯作萃取剂,相关实验操作为萃取、分液,A正确;减压蒸馏时若选用球形冷凝管,会有一部分馏分经冷凝后滞留在冷凝管中而不能进入接收器中,B错误;过滤时所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;常温下绿原酸难溶于水,易溶于有机溶剂,可利用重结晶的方法进一步提纯,D正确。 12.解析:(1)由蒸馏装置构造可知,图中a为蒸馏烧瓶,蒸发逸出的气态物质需要冷凝,但球形冷凝管有凹槽,会使部分冷凝液存留在凹槽中,冷凝效果变差,并且球形冷凝管常用于冷凝回流蒸气,不适于蒸馏装置中冷却蒸发逸出的气态物质,所以虚线框内应选用右侧的直形冷凝管,即仪器y,为了增强冷凝效果,冷凝管中冷却水从下口通入;(2)①有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,则氧的质量分数为1-54.5%-9.1%=36.4%,则有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)=∶∶≈2∶4∶1,所以实验式为C2H4O;②M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,即有机物M的相对分子质量为44×2=88,有机物M的实验式为C2H4O,式量为44,则M的分子式为(C2H4O)2,即M的分子式为C4H8O2。 答案:(1)蒸馏烧瓶　仪器y　下口　(2)①C2H4O　②88　C4H8O2 13.解析:(1)根据表格中的数据,吸水剂增加的质量全部为有机物完全燃烧生成水的质量,则生成水的物质的量n(H2O)===0.06 mol。 答案:(1)0.06　(2)C4H6O6　由题意得n(H)=0.06 mol×2=0.12 mol,n(C)==0.08 mol, n(O)==0.12 mol,则最简式为C2H3O3,由相对分子质量为150,则可以得到该有机物的分子式为C4H6O6。 14.解析:(1)用乙醚提取青蒿素:对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,对粗品重结晶可得精品;(2)用燃烧法确定有机物组成的实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量,来确定是否含氧及C、H、O的个数比,求出最简式,因此生成O2后必须除杂(主要是除H2O)。明确各装置的作用是解题的前提,A用来制取反应所需的氧气、B用来干燥氧气、C是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品、D用来吸收产生的水、E用来吸收产生的二氧化碳;根据一氧化碳能与氧化铜反应,可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2;确定物质的化学式可借助元素的质量守恒进行解答;(1)①操作Ⅰ为过滤,需要的玻璃仪器主要有:漏斗、烧杯、玻璃棒;②根据分析可知,操作Ⅱ的名称是蒸馏;③对粗品进行重结晶可获得精品,操作过程为蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;(2)①A装置中分液漏斗盛放的物质是过氧化氢,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;②CuO的作用是使CO转化为CO2;③E管质量增加1.76 g说明生成了1.76 g二氧化碳,可得碳元素的质量:1.76 g×=0.48 g;D管质量增加0.72 g说明生成了0.72 g水,可得氢元素的质量:0.72 g×=0.08 g,可推出含氧元素的质量为1.2 g-0.48 g-0.08 g=0.64 g,设该有机物的分子式为CXHYOZ,则12X∶Y∶16Z=0.48∶0.08∶0.64,故X∶Y∶Z=1∶2∶1,故该有机物的最简式为CH2O,由该有机物的质荷比图可知,该有机物的相对分子质量为60,则该有机物的分子式C2H4O2;④该有机物的不饱和度为1,核磁共振氢谱中有2种峰且峰面积比为3∶1,其结构简式可能为CH3COOH或CH3OOCH,则该分子可能为乙酸或甲酸甲酯;⑤E可吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,使得C的含量偏高,故需要在E后边接上一个盛有碱石灰的干燥管。 答案:(1)①漏斗　②蒸馏　③冷却结晶 (2)①2H2O22H2O+O2↑　②使CO转化为CO2 ③C2H4O2　④乙酸或甲酸甲酯 ⑤在E后边接上一个盛有碱石灰的干燥管 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $