课时跟踪检测(4) 有机化合物分子式和结构式的确定-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3配套练习word（人教版 单选版）

课时跟踪检测(四)　有机化合物分子式和结构式的确定 一、选择题 1.下列关于物质研究方法的说法中错误的是 (　　) A.质谱法可测定有机化合物的相对分子质量 B.核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类和个数 C.根据红外光谱图的分析可以初步判断有机化合物中具有哪些基团 D.研究有机化合物的一般步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式 2.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 3.某有机化合物X含C、H、O三种元素,已知下列条件:①碳元素的质量分数　②氢元素的质量分数　③X蒸气的体积(已折算成标准状况下的体积)　④X对氢气的相对密度　⑤X的质量　⑥X的沸点,确定X的分子式所需要的最少条件是 (　　) A.①②⑥　　　　　　　 B.①③⑤ C.①②④ D.①②③④⑤ 4.为了测定有机物M的分子式,进行了如下实验。取4.6 g M和4.8 g O2于一密闭容器中燃烧,产物为CO2、CO和水蒸气,测得的有关实验数据如下(实验前装置内的空气已排尽),则该有机物M的分子式为 (　　) A.C4H8O B.C2H4O2 C.C3H8O3 D.CH2O 5.某有机化合物X对氢气的相对密度为30,分子中含碳元素的质量分数为40%,含氢元素的质量分数为6.7%,其余为氧元素,X可与碳酸氢钠溶液反应。下列关于X的说法不正确的是 (　　) A.X的相对分子质量为60 B.X的分子式为C2H4O2 C.X的官能团为羧基 D.X的结构简式为HCOOCH3 6.(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 7.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图有C—H、O—H、C—O的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,其核磁共振氢谱只有3组峰,则该有机物的结构简式是 (　　) A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3 C.CH3CH2CH2OH D.CH3CH2CHO 8.8.8 g有机物C在足量O2中充分燃烧后,将混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,浓硫酸和碱石灰的质量分别增加7.2 g和17.6 g,经检验最终剩余气体为O2。已知有机物C的质谱图与红外光谱图如图所示。下列有关有机物C的说法错误的是 (　　) A.含有C、H、O三种元素 B.分子式为C4H8O2 C.可能含有酯基 D.有两种可能结构 9.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的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为1∶2∶2∶3,A分子中只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。下列关于A的说法不正确的是 (　　) A.A属于芳香族化合物 B.A的结构简式为 C.A属于羧酸类化合物 D.在红外光谱图中可以获得分子中含有的化学键或官能团的信息 10.质谱图表明某有机物(只含C、H、O元素)的相对分子质量为70,红外光谱图显示该有机物含有C==C和C==O,核磁共振氢谱图表明其有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶1∶3。已知不与Br2发生加成反应,下列有关该有机物的说法正确的是 (　　) A.其分子中有5种不同化学环境的氢原子 B.分子式为C4H8O C.结构简式为CH3CH==CHCHO D.1 mol该有机物能与2 mol Br2发生加成反应 二、非选择题 11.(12分)THF是一种重要的有机合成原料和性能优良的溶剂,已知其由C、H、O三种元素组成,某化学兴趣小组在实验室尝试分析其组成与结构。 (1)准确称取THF 3.6 g,使其完全燃烧,将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b,测得管a增重3.6 g,管b增重8.8 g,则THF中C、H的原子个数比为　　　　,经测定THF的相对分子质量为72,则THF的分子式为　　　　　　。1 mol THF完全燃烧,消耗O2的物质的量为　　　　 mol。  (2)向装有少量THF的试管中加入一小块钠,无明显变化,据此可推测该化合物中不含　　　　(填官能团名称)。  (3)为继续测定其结构,将THF进行核磁共振氢谱测定,得到如下图所示(峰面积之比为1∶1): 则可推测THF的结构简式为　　　　　　。  (4)有机物A为THF的一种同分异构体,且A含有醛基(—CHO),则A可能的结构有　　　　种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为1∶1∶6的物质的结构简式为　　　　　　。  12.(10分)有机化合物A常用于食品行业,已知9 g A在足量O2中充分燃烧,将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4 g和13.2 g,经检验剩余气体为O2。 (1)A分子的质谱图如图所示,由该质谱图可知,A的相对分子质量是　　　　　,则A的分子式是　　　　　。  (2)A能与NaHCO3溶液发生反应放出CO2气体,A一定含有的官能团名称是　　　　　　　　。  (3)A分子的核磁共振氢谱有4组吸收峰,峰面积之比是1∶1∶1∶3,则A的结构简式是　　　　。  (4)请写出官能团与A相同的同分异构体的结构简式　　　　　　　　　　　　　　。  课时跟踪检测(四) 1.选B　质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法,故A正确;核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同环境氢原子的种类,不能反映出个数,故B错误;不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团,故C正确;研究有机化合物的基本步骤是:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式,故D正确。 2.选B　根据=,可知有机物中含C、H且个数比为1∶4,但不能确定是否含O,B正确。 3.选C　确定分子式的方法有许多种,若有碳、氢元素的质量分数,则可求出氧元素的质量分数,根据质量分数可计算各元素的原子个数之比,从而确定最简式;再根据相对分子质量即可求得分子式,相对分子质量可由标准状况下气体的密度或相对密度求出。 4.选C　燃烧产物通入浓硫酸中,浓硫酸的质量增加3.6 g,即生成水的质量为3.6 g,其物质的量为0.2 mol;通入浓NaOH溶液中,溶液的质量增加4.4 g,即生成CO2的质量为4.4 g,其物质的量为0.1 mol;剩余气体通入浓硫酸中干燥后再与CuO反应,CuO的质量减少0.8 g,根据化学方程式CO+CuOCO2+Cu可知,CuO的物质的量减少0.05 mol,CO的物质的量为0.05 mol。4.6 g 该有机物中,m(C)=0.15 mol×12 g·mol-1=1.8 g,m(H)=0.4 mol×1 g·mol-1=0.4 g,则m(O)=4.6 g-1.8 g-0.4 g=2.4 g,则n(O)==0.15 mol,因此n(C)∶n(H)∶n(O)=0.15 mol∶0.4 mol∶0.15 mol=3∶8∶3,则有机物M的实验式为C3H8O3,因为实验式中的碳原子已经达到饱和,所以该实验式即为M的分子式,C项正确。 5.选D　某有机化合物X对氢气的相对密度为30,则X的相对分子质量=30×2=60,分子中含碳元素的质量分数为40%,则分子中碳原子个数==2,含氢元素的质量分数为6.7%,氢原子个数=≈4,其余为氧元素,氧原子个数=≈2,所以X的分子式为C2H4O2,X可与碳酸氢钠溶液反应,则X中含有—COOH。根据原子成键特点知,X的结构简式为CH3COOH,故D错误。 6.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,这种方法叫作萃取,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不正确;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。 7.选B　由红外光谱图知该有机物的分子中含C—H、O—H、C—O,A项中无O—H,D项中无O—H、C—O,B、C项含有C—H、O—H、C—O三种化学键且相对分子质量都是60,B项核磁共振氢谱有3组峰,C项有4组峰,故B项正确。 8.选D　由题意可知,8.8 g有机物C完全燃烧生成7.2 g(0.4 mol)H2O和17.6 g(0.4 mol)CO2,则8.8 g有机物C中含有0.8 mol H原子和0.4 mol C原子,两种原子的总质量为5.6 g,故8.8 g有机物C中还含有3.2 g(0.2 mol)O原子。C分子中,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.4 mol∶0.8 mol∶0.2 mol=2∶4∶1,其最简式为C2H4O。由有机物C的质谱图可知,其相对分子质量为88,则有机物C的分子式为C4H8O2,A、B正确;由有机物C的红外光谱图可知,其可能为、、CH3COCH2OCH3,C正确,D错误。 9.选C　根据红外光谱可知化合物A中含有酯基,不含—OH,不可能含有,A不可能属于羧酸类化合物,C错误。 10.选C　核磁共振氢谱图中有4组峰,说明其分子中共有4种不同化学环境的氢原子,A项错误;由题给信息可确定该有机物的分子式为C4H6O,又因红外光谱图显示其含有C==C和C==O,核磁共振氢谱图中峰面积之比为1∶1∶1∶3,可知该有机物的结构简式为CH3CH==CHCHO,B项错误,C项正确;1 mol CH3CH==CHCHO最多能与1 mol Br2发生加成反应,D项错误。 11.解析:(1)由题干信息,THF由C、H、O三种元素组成,THF 3.6 g,使其完全燃烧,将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b,测得管a增重3.6 g,管b增重8.8 g,说明生成3.6 g H2O,8.8 g CO2,根据元素守恒可知,THF中含有×1 g·mol-1×2=0.4 g H,×12 g·mol-1=2.4 g C,则THF中C、H原子个数比为0.2∶0.4=1∶2,且THF中一定含有O元素,O元素的质量为3.6 g-0.4 g-2.4 g=0.8 g,所以C、H、O元素的原子个数比为0.2∶0.4∶0.05=4∶8∶1,经测定THF的相对分子质量为72,则THF的分子式为C4H8O,THF与O2燃烧的化学方程式为2C4H8O+11O28CO2+8H2O,故1 mol THF完全燃烧需要消耗5.5 mol O2。(2)向装有少量THF的试管中加入一小块钠,无明显变化,说明THF不与Na反应,THF中只含有1个O原子,则THF不含有羟基。(3)THF的分子式为C4H8O,含有1个不饱和度,根据核磁共振氢谱可知,该物质中只有两种不同化学环境的H原子,则可推测其结构为。(4)有机物A为THF的一种同分异构体,且A含有醛基,则A可能的结构有CH3CH2CH2CHO、共2种结构,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为1∶1∶6的物质的结构简式为。 答案:(1)1∶2　C4H8O　5.5　(2)羟基 (3)　(4)2　 12.解析:(1)由A分子的质谱图可知A的相对分子质量为90。9 g A的物质的量为=0.1 mol,燃烧生成的二氧化碳为=0.3 mol,生成的水为=0.3 mol,则有机化合物分子中N(C)==3、N(H)==6,则分子中N(O)==3,故有机化合物A的分子式为C3H6O3。(2)A能与NaHCO3溶液发生反应生成CO2,则A一定含有羧基。(3)有机化合物A的分子式为C3H6O3,含有羧基,A分子的核磁共振氢谱有4组吸收峰,说明含有4种不同化学环境的氢原子,峰面积之比是1∶1∶1∶3,则4种氢原子的数目比为1∶1∶1∶3,故A的结构简式为CH3CH(OH)COOH。(4)官能团与A相同的同分异构体的结构简式为HOCH2CH2COOH。 答案:(1)90　C3H6O3　(2)羧基　(3)CH3CH(OH)COOH (4)HOCH2CH2COOH 学科网（北京）股份有限公司 $