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（课时跟踪检测）（学用Word）-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3（人教版）

第2课时　有机化合物实验式、分子式和分子结构的确定 1.D　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。 2.B　由①②可得有机物的实验式，由①②④可得有机物的分子式。 3.D　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。 4.A　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。 5.A　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。 6.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 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。 7.（1）质谱法　（2）确保有机物中的碳元素全部转化为CO2　（3）C4H8O2　（4） 解析：n（乙偶姻）＝＝0.03 mol， n（CO2）＝＝0.12 mol， n（H2O）＝＝0.12 mol， n（O）＝＝0.06 mol，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。 8.D　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。 9.B　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、CO、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。 10.C　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。 11.（1）A　（2）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 解析：（1）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。（2）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。 12.（1）吸收有机物燃烧生成的水蒸气 （2）防止空气中的H2O和CO2进入装置E中干扰实验 （3）C4H8O2　（4）　（5）4 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。（3）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。（4）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。（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为C4H9—COOH，丁基有4种结构，则M的结构有4种。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　有机化合物实验式、分子式和分子结构的确定 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 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 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 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 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. 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：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。 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。 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）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　　　　　　。 （4）乙偶姻的结构简式为　　　　　　。 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 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 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 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 （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　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 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　　　　　　　　　　　　。 （2）装置F中碱石灰的作用是　　　　　　　　　　　　。 （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　　　　　　。 （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　　　　　　　　。 （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。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $