第1章 第2节 第2课时 有机化合物实验式、分子式和分子结构的确定-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3教用课件（人教版）

该高中化学课件聚焦有机化合物实验式、分子式和分子结构的确定，涵盖元素分析、质谱法、红外光谱、核磁共振氢谱等核心方法，通过问题探究和实例分析衔接前后知识，搭建从元素组成到结构解析的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过“教材挖掘”“问题探究”及质谱图、红外光谱图等图示，引导学生证据推理与模型建构，如通过燃烧法计算实验式、质谱图确定相对分子质量。归纳总结环节用流程模型梳理方法，随堂演练与课时作业分层设计，助力学生系统掌握结构确定逻辑，教师可依托丰富实例提升教学效率。

第2课时 有机化合物实验式、分子式和分子结构的确定 1.能说出测定有机化合物分子结构的常用仪器分析方法。 2.能结合简单图谱信息分析判断有机化合物的分子结构。 学习目标 目 录 知识点一　确定实验式 知识点二　确定分子式——质谱法 知识点三　确定分子结构 随堂演练 课时作业 知识点一　确定实验式 目 录 1. 元素分析 （1）元素分析的目的 元素的定性、定量分析是用化学方法测定有机化合物的 ，以 及各元素的 ⁠。 （2）定量分析的原理 将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机物，并通过测定无机物 的 ，推算出该有机化合物所含各元素的 ，然后计算 出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其 （也 称最简式）。 元素组成　 质量分数　 质量　 质量分数　 实验式　 化学·选择性必修3 目 录 【教材挖掘】 教材“然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其 实验式（也称最简式）”。有两种有机物的分子式分别为C2H6和C2H6O， 它们的实验式分别是什么？ 提示：前者是CH3，后者仍然是C2H6O。 化学·选择性必修3 目 录 2. 实验式的测定步骤（李比希法） 化学·选择性必修3 目 录 3. 实例 某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得该未知物中碳 的质量分数为52.2％，氢的质量分数为13.1％。则： （1）氧元素的质量分数为 ⁠； （2）C、H、O的原子个数比（最简整数比）N（C）∶N（H）∶N （O）≈ ⁠； （3）该未知物的实验式为 ⁠。 4. 现代元素定量分析方法 使用现代化的元素分析仪。 34.7％　 2∶6∶1　 C2H6O　 化学·选择性必修3 目 录 5. 问题探究 某有机化合物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水和二氧化碳， 据此： （1）能否确定该有机物分子中含有氧元素？ 提示： 否； （2）能否确定该有机物分子中碳原子与氢原子的数目之比？ 提示： 能。根据生成等物质的量的H2O和CO2，只能推断出该有机物 分子中C、H原子个数比为1∶2，不能确定是否含有氧元素。 化学·选择性必修3 目 录 1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）李比希法是定量研究有机物中元素组成的方法。 （　√　） （2）燃烧是测定有机物分子结构的有效方法。 （　×　） （3）燃烧后只生成CO2和H2O的有机物不一定只含有碳、氢两种元素。 （　√　） （4）元素分析仪可用于分析有机物中的元素组成。 （　√　） √ × √ √ 化学·选择性必修3 目 录 2. 某6.2 g有机化合物在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。 下列说法正确的是（　　） A. 该化合物仅含碳、氢两种元素 B. 该化合物中碳、氢原子个数比为1∶4 C. 无法确定该化合物是否含有氧元素 D. 该化合物中一定含有氧元素 √ 化学·选择性必修3 目 录 解析：　8.8 g CO2的物质的量为0.2 mol，n（C）＝0.2 mol，m（C） ＝0.2 mol×12 g·mol－1＝2.4 g，5.4 g H2O的物质的量为0.3 mol，n（H） ＝0.6 mol，m（H）＝0.6 mol×1 g·mol－1＝0.6 g，由于m（C）＋m （H）＝2.4 g＋0.6 g＝3 g＜6.2 g，故该化合物中还含有氧元素，有机物 分子中n（C）∶n（H）＝0.2 mol∶0.6 mol＝1∶3，由上述分析可知， A、B、C错误，D正确。 化学·选择性必修3 目 录 3. 已知由C、H、O元素组成的某有机化合物9.2 g完全燃烧后并将产物依 次通过浓硫酸和碱石灰，分别增重10.8 g和17.6 g，通过计算确定该化合 物的实验式为 ⁠。 解析：根据题意可知，9.2 g有机化合物完全燃烧后生成17.6 g CO2和10.8 g H2O。 n（C）＝ ＝0.4 mol， m（C）＝0.4 mol×12 g·mol－1＝4.8 g， n（H）＝ ×2＝1.2 mol， C2H6O　 化学·选择性必修3 目 录 m（H）＝1.2 mol×1 g·mol－1＝1.2 g， n（O）＝ ＝ ＝0.2 mol， 故n（C）∶n（H）∶n（O）＝N（C）∶N（H）∶N（O）＝ 2∶6∶1，该化合物的实验式为C2H6O。 化学·选择性必修3 目 录 归纳总结 　　确定有机化合物实验式的流程模型如下： 化学·选择性必修3 目 录 知识点二　确定分子式——质谱法 目 录 1. 质谱法的应用 快速、精确测定 ⁠。 2. 原理 质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的 分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场 中的运动行为不同。计算机对其进行分析后，得到它们的 ⁠ 与 的比值，即质荷比。以质荷比为横坐标，以各类离子的相对 丰度为纵坐标记录测试结果，就得到有机化合物的质谱图。 相对分子质量　 相对质量　 电荷数　 化学·选择性必修3 目 录 3. 质谱图 （1）由质谱图判断相对分子质量 质谱图中 的质荷比表示样品分子的相对分子质量。如图是某未 知物A（实验式为C2H6O）的质谱图，由此可确定该未知物的相对分子质 量为46。 最右侧　 化学·选择性必修3 目 录 （2）问题探究 1-丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）与乙醚互为同分异构体，两者的质谱图是否 相同？ 提示：不相同。互为同分异构体的有机物，最大质荷比相同，但其余碎片 峰质荷比不同。 化学·选择性必修3 目 录 【教材挖掘】 教材“目前的高分辨率质谱仪还可以根据高精度的相对分子质量数据直接 计算出分子式”。有机物M只含C、H两种元素，其中碳元素质量分数约为 81.8％，能否直接确定M的分子式？为什么？ 提示：可以直接确定，该有机物分子式为C3H8。根据题意可确定该有机物 的实验式为C3H8，符合链状烷烃的通式：CnH2n＋2，即该有机物的实验式 就是其分子式。 化学·选择性必修3 目 录 1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）利用质谱可以确定有机化合物的相对分子质量，还可以确定其空间 结构。 （　×　） （2）可用质谱区分H2和 H2。 （　√　） （3）质谱图中纵坐标相对丰度的最高值就是有机化合物的相对分子质 量。 （　×　） （4）用质谱仪测得有机化合物A的分子式为C2H6O，则可确定有机化合物 A为乙醇。 （　×　） （5）有机物的实验式、分子式一定不同。 （　×　） × √ × × × 化学·选择性必修3 目 录 2. 某有机化合物样品的质谱图如图所示， 则该有机化合物可能是（　　） A. 甲醇 B. 甲烷 C. 乙烷 D. 乙烯 解析：　根据质谱图可知，该有机物的相对分子质量为16，分析四个 选项，B项甲烷的相对分子质量为16，故该质谱图对应的有机物可能是 甲烷。 √ 化学·选择性必修3 目 录 3. 某含碳、氢、氧三种元素的有机物X，经燃烧分析实验测定其碳的质量 分数是64.86％，氢的质量分数是13.51％，且该有机物的质谱图如下，该 有机物的分子式为 　 　。 C4H10O 化学·选择性必修3 目 录 解析：由题意可知，该有机物X中氧的质量分数为1－64.86％－13.51％＝ 21.63％，各元素原子个数比N（C）∶N（H）∶N（O）＝ ∶ ∶ ≈4∶10∶1，该有机物的实验式为C4H10O，实 验式的相对分子质量为74，由质谱图知，质荷比最大的数值为74，所以其 相对分子质量为74，则该有机物的分子式为C4H10O。 化学·选择性必修3 目 录 归纳总结 1. 实验式（最简式）与分子式的关系：分子式＝（实验式）n（n为正整 数）。 2. 质谱法只能测定有机化合物的相对分子质量，不能确定分子的空间 结构。 3. 相对分子质量不同的单质或化合物即使所含元素相同，也可以用质谱仪 鉴别。 化学·选择性必修3 目 录 （1）标态密度法：根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相对分子 质量：M＝22.4×ρ。 （2）相对密度法：根据气体A相对于气体B的相对密度D，求算该气体的 相对分子质量：MA＝D×MB。 （3）混合物的平均相对分子质量： ＝ 。 4. 有机物相对分子质量的其他计算方法 化学·选择性必修3 目 录 知识点三　确定分子结构 目 录 1. 红外光谱 （1）原理 有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的 振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的 红外光谱图。 （2）作用 可获得有机化合物分子中所含有的 或 的信息。 化学键　 官能团　 化学·选择性必修3 目 录 （3）实例 ①如图中可找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此可推知该有机化合物 是含有 官能团的化合物。 羟基　 化学·选择性必修3 目 录 ②某有机化合物的相对分子质量为74，其红外光谱图如下，该有机物的结 构简式是 ⁠。 CH3CH2OCH2CH3　 化学·选择性必修3 目 录 2. 核磁共振氢谱 （1）原理与作用 原 理 处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同， 相应的信号在谱图中出现的位置也不同，具有不同的化学位移，而且 吸收峰的面积与 ⁠成正比 作 用 测定有机化合物分子中氢原子的类型和相对数目 分 析 吸收峰数目＝氢原子类型，吸收峰面积比＝处于不同化学环境的氢原 子数目之比。如CH3CH2OH的吸收峰面积比＝ ⁠ 氢原子数　 3∶2∶1　 化学·选择性必修3 目 录 （2）问题探究 1-丙醇（CH3CH2CH2OH）的核磁共振氢谱中，有几组吸收峰？吸收峰面积 比为多少？ 提示：CH3CH2CH2OH中甲基上的H原子、两个亚甲基上的H原子、羟基上 的H原子，所处化学环境都不同，有4种处于不同化学环境的氢原子，核磁 共振氢谱中有4组峰，吸收峰面积比为3∶2∶2∶1。 化学·选择性必修3 目 录 【教材挖掘】 教材“具有不同的化学位移（用δ表示）”，而δ一般用相对值来表示。为 什么δ是个相对数值呢？ 提示：核磁共振氢谱中的化学位移是指氢原子核在磁场中的共振频率与参 考物质（以四甲基硅烷的氢原子信号的δ为0）的共振频率之差，所以称为 相对数值。 化学·选择性必修3 目 录 3. X射线衍射 （1）原理 X射线与晶体中的原子相互作用可产生衍射图。经过计算可以从中获得键 长、键角等分子结构信息。 （2）应用 X射线衍射已成为物质结构测定的一种重要技术。1975年，我国科学家通 过X射线衍射测定了青蒿素的分子结构。 化学·选择性必修3 目 录 1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）核磁共振氢谱可以判断分子中的氢原子总数。 （　×　） （2）CH3CH2OH与CH3OCH3互为同分异构体，核磁共振氢谱相同。 （　×　） （3）根据红外光谱图的分析可以初步判断有机物中具有哪些基团。 （　√　） （4）红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类和数目。（　×　） × × √ × 化学·选择性必修3 目 录 （5）X射线衍射技术用于有机化合物晶体结构的测定，可以获得直接而详 尽的结构信息。 （　√　） √ （6）核磁共振氢谱中，有几组吸收峰就说明有几个氢原子。 （　×　） × 化学·选择性必修3 目 录 2. 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，该有机物分子中有三种处于 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，至少有两种结构 √ 化学·选择性必修3 目 录 解析：　由题图知，该有机物分子中有三种处于不同化学环境的氢原 子，CH3COOCH3分子中只有两种等效氢，A错误；该有机物分子中有 三种处于不同化学环境的氢原子，且个数之比为1∶2∶3，B正确；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；若A的分子式为C3H6O2，可能的结构有CH3CH2COOH、 HCOOCH2CH3等，D正确。 化学·选择性必修3 目 录 3. 科学技术在物质结构的研究中具有非常重要的作用。下列说法正确的是 （　　） A. HCHO的核磁共振氢谱图中有2组吸收峰 B. 可通过X射线衍射实验测得分子结构中的键长和键角 C. 某有机物X的红外光谱图如图所示，X可能是丙酮（CH3COCH3） D. 质谱仪可测分子的相对分子质量，C2H5OH和CH3OCH3的质谱图完全相同 √ 化学·选择性必修3 目 录 解析：　HCHO分子中的2个H是等效氢，故HCHO的核磁共振氢谱图中 只有1组吸收峰，A错误；通过晶体的X射线衍射实验获得键长和键角的数 值，B正确；根据丙酮的分子结构可知，其6个C—H是完全相同的，而题 干图示中有两种不同的C—H，因此X不可能是丙酮，C错误；CH3CH2OH 与CH3OCH3的结构不同，相对分子质量相同，最大质荷比相同，但碎片峰 不同，则质谱图不完全相同，D错误。 化学·选择性必修3 目 录 归纳总结 1. 计算有机物分子的不饱和度 （1）计算公式 Ω＝x＋1－ 式中：x为碳原子数，y为氢原子数。 （2）非碳、氢原子处理 若有机化合物分子含有卤素原子，可将其视为氢原子；若含有氧原子，则 不予考虑；若含有氮原子，就在氢原子总数中减去氮原子数。 （3）实例 分子式为C6H5NO2的分子的不饱和度为6＋1－ ＝5。 化学·选择性必修3 目 录 2. 确定分子结构的步骤 化学·选择性必修3 目 录 随堂演练 目 录 　　 1. 某化学研究小组在实验室采取以下步骤研究乙醇的结构，其中错误的是 （　　） A. 利用沸点不同蒸馏提纯该有机物 B. 利用燃烧法确定该有机物的实验式为C2H6O C. 利用红外光谱图确定该有机物的相对分子质量为46 D. 利用核磁共振氢谱确定该有机物分子中含3种处于不同化学环境的氢原子 √ 化学·选择性必修3 目 录 解析：　乙醇能以任意比例和水互溶，故常利用沸点不同蒸馏提纯该有 机物，A正确；利用燃烧法可确定该有机物的实验式为C2H6O，B正确；利 用红外光谱图可确定该有机物的化学键和官能团，利用质谱法确定该有机 物的相对分子质量为46，C错误；核磁共振氢谱可用于测定有机物中处于 不同化学环境的氢原子的种类数，故利用核磁共振氢谱确定该有机物分子 中含3种处于不同化学环境的氢原子，D正确。 化学·选择性必修3 目 录 2. A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知A中碳的质量分数 为44.1％，氢的质量分数为8.82％，那么A的实验式是（　　） A. C5H12O4 B. C5H12O3 C. C4H10O4 D. C5H10O4 解析：　由于A中碳的质量分数为44.1％，氢的质量分数为8.82％，A中 氧的质量分数为1－44.1％－8.82％＝47.08％。由此可得出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。 √ 化学·选择性必修3 目 录 3. 某有机物A的分子式为C4H10O，对其结构进行光谱分析如图所示，则A 的结构简式为（　　） A. （CH3）2CHOCH3 B. CH3CH2OCH2CH3 C. CH3CH2CH2CH2OH D. CH3OCH2CH2CH3 √ 化学·选择性必修3 目 录 解析：　该有机物A的分子式为C4H10O，其红外光谱图中显示存在甲 基、亚甲基和醚键；其核磁共振氢谱显示该有机物分子中有2组吸收峰， 且峰面积比为3∶2；因此该有机物分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。 化学·选择性必修3 目 录 4. 为了测定某有机物A的结构，进行如下实验： ①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和2.7 g水； ②用质谱仪测定其相对分子质量，得到如图所示的质谱图。 试回答下列问题： （1）有机物A的相对分子质量是 ⁠。 解析： 在A的质谱图中，最大质荷比为46， 所以其相对分子质量是46。 46　 化学·选择性必修3 目 录 （2）有机物A的实验式是 ⁠。 解析：2.3 g该有机物中，n（C）＝0.1 mol， m（C）＝0.1 mol×12 g·mol－1＝1.2 g，n（H）＝ ×2＝0.3 mol，m（H）＝0.3 mol×1 g·mol－1＝0.3 g，m（O）＝2.3 g－1.2 g－0.3 g＝ 0.8 g，n（O）＝ ＝0.05 mol，所以N（C）∶N（H）∶N（O）＝n（C）∶n（H）∶n（O）＝0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol＝2∶6∶1，A的实验式为C2H6O。 C2H6O　 化学·选择性必修3 目 录 （3）能否仅根据A的实验式确定其分子式？ （填“能”或“不 能”，并对应回答后面的问题）。若能，则A的分子式是 ；若 不能，请说明原因： 　　　　　　 　　　　　　　。 解析：因为实验式C2H6O中氢原子数已经达到饱和，所以该有机物的实验式即为其分子式。 能　 C2H6O　 化学·选择性必修3 目 录 5. （鲁科版习题）某同学用丙烯酸和某种醇为原料合成了一种丙烯酸酯， 并对其进行分离、提纯后，依据所设计的结构测定方案，对获得的丙烯酸 酯进行了结构表征。该同学测得的相关数据和谱图如下： （1）经元素分析测得，目标化合物中各元素的含量：C，65.60％；H， 9.44％；O，24.96％。 （2）测得的目标化合物的质谱图如图： 化学·选择性必修3 目 录 （3）测得的目标化合物的红外光谱图如图： 化学·选择性必修3 目 录 （4）测得的目标化合物的核磁共振氢谱图如图： 根据元素分析、质谱、红外光谱、核磁共振氢谱所测得的信息，请确认所 合成的丙烯酸酯的结构简式 　 　。 CH2 CHCOOCH2CH2CH2CH3 化学·选择性必修3 目 录 解析：由质谱图可知该丙烯酸酯的相对分子质量为128，则该丙烯酸酯分 子中所含C原子数为 ≈7，所含H原子数为 ≈12，所含 O原子数为 ≈2，所以其分子式为C7H12O2；该物质为丙烯酸 酯，所以可初步确定结构为CH2 CHCOOC4H9；核磁共振氢谱中有6组 峰，面积比为1∶2∶2∶2∶2∶3，即该物质分子中含有6种处于不同化学 环境的氢原子，且个数比为1∶2∶2∶2∶2∶3，则—C4H9只能为— CH2CH2CH2CH3，所以该丙烯酸酯的结构简式为CH2 CHCOOCH2CH2CH2CH3。 化学·选择性必修3 目 录 课时作业 目 录 题组一　有机物实验式、分子式的确定 1. 下列有关说法错误的是（　　） A. 李比希法是定量研究有机物中元素组成的方法 B. 元素分析仪可用于分析有机物中的元素组成 C. 利用李比希法可以确定有机物的实验式 D. 元素分析可以确定未知物的分子式 解析：　元素分析只能确定组成分子的各元素最简单的整数比，不能确 定未知物的分子式。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 化学·选择性必修3 目 录 2. 某气态有机物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件 中所需的最少条件是（　　） ①X中碳的质量分数 ②X中氢的质量分数 ③X在标准状况下的体积 ④质谱图确定X的相对分子质量 ⑤X的质量 A. ①② B. ①②④ C. ①②⑤ D. ③④⑤ 解析：　由①②可得有机物的实验式，由①②④可得有机物的分子式。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 3. 某有机物蒸气完全燃烧需三倍于其体积的氧气，产生二倍于其体积的二 氧化碳（体积均在相同状况下测定），该有机物可能是（　　） A. C3H7OH B. CH3CHO C. CH3COCH3 D. C2H4 解析：　产生二倍于其体积的CO2，该有机物分子中含有2个碳原子，排 除A、C项，再由燃烧需三倍于其体积的O2可知，D项符合题意。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 题组二　有机物结构式的确定 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 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，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，但峰的相对位移不完全相同，C不符合题意；质谱仪检测的是有机 物的相对分子质量，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 5. 下列分子的核磁共振氢谱有两组峰，且面积比为1∶1的化合物的是 （　　） A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 解析： 　A的分子中，4个双键碳原子上的氢原子性质相同，2个—CH2— 上的氢原子性质相同，则其核磁共振氢谱有两组峰，且面积比为4∶4＝ 1∶1，A符合题意；B的分子中，所有碳原子的性质相同，氢原子的性质相 同，则其核磁共振氢谱中只有一组峰，B不符合题意；C的分子中，碳原子 有两种，但中间碳原子上不连有氢原子，则8个氢原子的性质相同，其核 磁共振氢谱中只有一组峰，C不符合题意；D的分子中含有3种碳原子，氢 原子有两种，个数比为4∶6＝2∶3，其核磁共振氢谱中有两组峰，但面积 比为2∶3，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 6. （苏教版习题改编）下列两幅谱图是结构简式为CH3CH2CH2OH 和 的两种有机化合物的核磁共振氢谱图。请判断哪一幅 是 的核磁共振氢谱图，并说明理由： ⁠ ⁠ ⁠。 A，CH3CH（OH）CH3有 3种处于不同化学环境的氢原子，所以其分子核磁共振氢谱图中有3组 峰 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 解析：从结构上分析，CH3CH（OH）CH3有三种处于不同化学环境的H， CH3CH2CH2OH有四种处于不同化学环境的H，而核磁共振氢谱图中A有三 组峰，而B有四组峰，故A是CH3CH（OH）CH3的核磁共振氢谱图。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 7. 有机物乙偶姻存在于啤酒中，是酒类调香中一个极其重要的品种，某研 究性学习小组为确定乙偶姻的结构，进行如下探究。 步骤一：将乙偶姻蒸气通过热的氧化铜（催化剂）氧化成二氧化碳和水， 再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收，如图1。2.64 g乙 偶姻的蒸气氧化产生5.28 g二氧化碳 和2.16 g水。 步骤二：通过仪器分析得知乙偶姻的 相对分子质量为88。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 步骤三：用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图2，图中4组峰的面 积比为1∶3∶1∶3。 步骤四：利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 （1）步骤二中的仪器分析方法称为 ⁠。 （2）燃烧管中CuO的作用是 ⁠。 （3）乙偶姻的分子式为 ⁠。 质谱法　 确保有机物中的碳元素全部转化为CO2 C4H8O2　 （4）乙偶姻的结构简式为 ⁠。 解析：n（乙偶姻）＝ ＝0.03 mol，n（CO2）＝ ＝ 0.12 mol，n（H2O）＝ ＝0.12 mol，n（O）＝ ＝0.06 mol， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 因此n（乙偶姻）∶n（C）∶n（H）∶n（O）＝0.03 mol∶0.12 mol∶0.24 mol∶0.06 mol＝1∶4∶8∶2，所以乙偶姻的分子式为C4H8O2。 由于分子中共有8个氢原子，且分为四类，结合氢原子个数比可知，分子 结构中含有2种处于不同化学环境的—CH3，由图3可知，分子结构中含 有 和—OH，故另一个碳原子上也含有一个氢原子，且—OH 连在该 碳原子上，所以乙偶姻的结构简式为 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 8. 验证某有机物是否属于烃的含氧衍生物，应完成的实验内容是（　　） A. 只验证它完全燃烧后的产物只有H2O和CO2 B. 只测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量的比值 C. 测定完全燃烧时消耗的有机物与生成的CO2、H2O的物质的量之比 D. 测定该试样的质量及其试样完全燃烧后只生成CO2和H2O，并测定CO2 和H2O的质量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 解析：　烃和烃的含氧衍生物燃烧都生成H2O和CO2，不能据此确定有机 物是否含有O，A错误；测定其燃烧产物中H2O和CO2物质的量的比值只能 确定C、H原子数的比，不能确定是否含有O，B错误；测定完全燃烧时消 耗的有机物与生成的CO2、H2O的物质的量之比，只能确定该有机物中C、 H原子数的比，不能确定是否含有O，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，可以确定一定质量的有机物中含有C、H 元素的质量，根据质量守恒可确定是否含有O元素，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 9. 有机物X经元素分析仪测得只有碳、氢、氧3种元素，质谱和红外光谱 示意图如下。关于X的说法正确的是（　　） A. 能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳 B. 其同分异构体可与乙醇发生酯化反应 C. 能与Na反应生成H2 D. 相对分子质量为31 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 解析：　根据X的质谱图可知，X的相对分子质量为74，根据X的红外光 谱图可知，X中含有不对称的甲基、C O、C—O—C，X的结构简式为 CH3COOCH3，不能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，A、D错误；X属于酯 类，其同分异构体如CH3CH2COOH，可与乙醇发生酯化反应，B正确；X 不能与Na反应生成H2，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 10. 已知有机化合物X的红外光谱和核磁共振氢谱如图，下列说法正确的 是（　　） A. 若X的化学式为C3H6O，则其结构简式为CH3COCH3 B. 由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有四种处于不同化学环境的 氢原子 C. 由红外光谱可知，该有机化合物分子中至少有三种不同的化学键 D. 由核磁共振氢谱可得知分子中的氢原子总数 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 解析：　CH3COCH3中只有一种氢原子，且没有O—H和C—O，与图像不 符，A错误；核磁共振氢谱中有3组吸收峰，则该有机化合物分子中有三种 处于不同化学环境的氢原子，B错误；由红外光谱可知，该有机化合物分 子中至少有三种不同的化学键，C正确；通过核磁共振氢谱可判断氢原子 种类和个数比，但仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数，D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 11. 根据核磁共振氢谱图可以确定有机物分子中氢原子的种类和相对数 目。回答下列问题： （1）下列分子中，其核磁共振氢谱中只有一组峰的物质是 （填字 母）。 A. CH3CH3 B. CH3CH2COOH C. CH3CH2COOCH3 D. CH3CH2COCH3 解析： A项，CH3CH3只含一种氢原子，其核磁共振氢谱中只有一组 峰；B项，CH3CH2COOH含三种氢原子，其核磁共振氢谱中有三组峰；C 项，CH3CH2COOCH3含三种氢原子，其核磁共振氢谱中有三组峰；D项， CH3CH2COCH3含三种氢原子，其核磁共振氢谱中有三组峰。 A　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 （2）若用核磁共振氢谱来研究C2H6O的结构，请简要说明根据核磁共振氢 谱的结果来确定C2H6O分子结构的方法是 ⁠ ⁠ ⁠。 解析： 通过核磁共振氢谱中峰的数目可以判断，当有3组峰时，分子 结构为CH3CH2OH；当有1组峰时，分子结构为CH3OCH3。 通过核磁共振氢谱中峰的组数 可以判断，当有3组峰时，分子结构为CH3CH2OH；当有1组峰时，分子结 构为CH3OCH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 12. 某化学小组为测定某有机物样品G的组成和结构，设计如图实验装 置： 回答下列问题： （1）装置D中浓硫酸的作用是 ⁠。 吸收有机物燃烧生成的水蒸气　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 （2）装置F中碱石灰的作用是 ⁠ ⁠。 防止空气中的H2O和CO2进入装置E中干扰 实验　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 解析：装置A制备氧气，实验开始之前，先用装置A中产生的氧气将装置中 的空气排干净；装置B的目的是干燥氧气，氧气进入装置C中，有机物与氧 气反应，CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成CO2和H2O；装置D 的作用是吸收有机物燃烧生成的水蒸气，装置E的作用是吸收有机物燃烧 生成的CO2，装置F的作用是防外界空气中的H2O和CO2进入装置E。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 （3）若准确称取2.2 g样品G（只含C、H、O三种元素），经充分燃烧后（CuO的作用是确保有机物充分氧化，最终生成CO2和H2O），装置D质量增加1.8 g，U形管E质量增加4.4 g。又知样品G的质谱图如图所示： 该有机物的分子式为 ⁠。 C4H8O2　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 解析：由质谱图可知，G的相对分子质量为88；装置D质量增加1.8 g，说明生成水的质量为1.8 g，n（H）＝ ×2＝0.2 mol，H元素的质量为0.2 g；U形管E质量增加4.4 g，即增加的CO2的质量为4.4 g，n（C）＝ ＝0.1 mol，C元素的质量为1.2 g；样品G只含C、H、O三种元素，根据质量守恒，氧元素质量为 g＝0.8 g，n（O）＝0.05 mol，C、H、O原子个数之比为0.1 mol∶0.2 mol∶0.05 mol＝2∶4∶1，G的实验式为C2H4O，由于G的相对分子质量为88，故有机物G的分子式为C4H8O2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 （4）已知有机物G能与NaHCO3反应产生CO2，经测定其核磁共振氢谱有3 组峰，且峰面积之比为1∶1∶6。综上所述，G的结构简式 为 ⁠。 　 解析： 已知有机物G能与NaHCO3反应产生CO2，G中含有羧基，其核磁共振 氢谱有3组峰，且峰面积之比为1∶1∶6，故该分子中含有2个等效的甲基， 羧基上有一个氢原子，另一个氢原子在烷基C上，综上所述，G的结构简式 为 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 （5）有机物M与G互为同系物，且相对分子质量比G大14，则M的结构 有 种。 4　 解析： 有机物M与G互为同系物，且相对分子质量比G大14，则M为C4H9—COOH，丁基有4种结构，则M的结构有4种。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 化学·选择性必修3 目 录 $