内容正文:
专题02 有机化合物组成和结构确定的一般思路
建议时间:30分钟
突破一 有机物实验式的确定
1.(25-26高二下·陕西西安·月考)研究有机物的一般步骤:分离提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构。以下研究有机物的方法正确的是
A.燃烧法——研究确定有机物实验式的有效方法
B.蒸馏——分离提纯液态有机混合物
C.粗苯甲酸提纯时操作为:加热溶解,蒸发结晶,过滤
D.核磁共振氢谱——确定有机物分子中的官能团或化学键
2.(24-25高二下·北京通州·期末)甲是一种烃的含氧衍生物。已知甲物质中碳元素的质量分数为45.3%,氢元素的质量分数为9.43%,那么甲的实验式是
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·江西·月考)将12.0g有机物R与充分反应,将生成物依次通过盛有浓硫酸、氢氧化钠溶液的洗气瓶。生成物被完全吸收,实验测得浓硫酸增重14.4g,氢氧化钠溶液增重26.4g。下列说法正确的是
A.R中不含氧元素 B.R中C、H原子的个数比为
C.R中可能含有碳碳双键 D.R的结构简式可能为
4.(25-26高二下·山东·课前预习)完成下列问题
(1)如何判断有机化合物是否含有C、H、O等元素?如何通过实验进行检测?_________。
(2)如何进一步确定该有机化合物中各元素的质量分数及其实验式?_________。
突破二 有关有机物分子式确定的计算
5.(25-26高二·全国·课堂例题)胡椒酚A是植物挥发油中的一种成分。某研究性学习小组在对其分子组成结构的研究中发现:胡椒酚A的相对分子质量不超过150;胡椒酚A中C、O的质量分数分别为(,,完全燃烧后产物只有和。则胡椒酚A的分子式为
A. B. C. D.
6.(24-25高二下·四川达州·期中)某同学设计了如图所示装置(加热仪器略)测定有机物的实验式。
已知:实验前装置中样品的质量为,实验后(M完全反应)测得装置增重(产生的水全部被吸收),装置增重。下列说法错误的是
A.M中含有氧元素 B.M中可能含有碳碳三键
C.去掉,测得的含碳量偏低 D.的分子式可能为
7.(24-25高一下·四川资阳·期末)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行、元素分析。
将装有样品的坩埚和放入石英管中,先通入一定的,而后将已称重的c、d与石英管连接,检查装置气密性,随后点燃煤气灯,进行实验。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是_______。
(2)实验开始时,先通入一定量的作用是_______。
(3)为确保实验安全及准确性,应先点燃煤气灯_______(填“a”或“b”),再点燃另一个,理由是_______。
(4)为了测定燃烧生成的和的质量,装置c和d中的试剂应分别为_______、_______(填字母)。
A. B.NaCl C.碱石灰 D.
(5)样品反应完全后,继续吹入直至装置冷却至室温,吹入氧气的目的是_______,取下装置c和d称重。若样品为,实验结束后,c管增重,d管增重7.04g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为_______。
突破三 质谱图辨识
8.(24-25高二下·辽宁·期中)咖啡中含有兴奋剂咖啡因,具有提升注意力、提神作用。经元素分析测定,咖啡因中各元素的质量分数分别为碳49.5%、氢5.2%、氮28.9%、氧16.4%,其质谱图如下。则咖啡因的实验式为
A. B. C. D.
9.(25-26高二下·全国·课前预习)某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图只有、、的特征振动吸收,该有机物的质谱图显示质荷比最大值是74,则该有机物的结构简式可能是
A. B.
C. D.
10.(24-25高二下·四川眉山·期末)1,3-丁二烯和1-丁炔在下列哪一种检测仪上显示出的信号是完全相同的
CH2=CH-CH=CH2 CH≡C-CH2-CH3
A.元素分析仪 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振仪
11.(24-25高二下·辽宁抚顺·期中)某有机物R的质谱图和红外光谱图如图所示。下列说法错误的是
A.R属于醇
B.R可与Na反应,且反应时断裂键
C.通过X射线衍射实验可获得R中化学键的键长、键角等
D.R的核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为
突破四 红外光谱
12.(2026·安徽安庆·二模)以下关于物质鉴定与分析方法的说法中,错误的是
A.色谱法可分离提纯有机化合物
B.利用原子光谱上的特征谱线可鉴定元素
C.红外光谱可测定苯甲酸晶体中碳氧双键的键长
D.X射线衍射实验可测定分子结构
13.(25-26高二上·吉林·期末)为验证Ru与NO形成了配位键,对所得Ru(NO)Cl3的表征结果如图所示,表征所用仪器是
A.原子光谱 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.X射线衍射仪
14.(25-26高二上·江苏·期中)已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中错误的是
A.仅由其核磁共振氢谱可知其分子中的氢原子总数
B.若的化学式为,则其结构简式为
C.由红外光谱可知,该有机物中至少含有三种不同的化学键
D.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同的氢原子且个数比为1:2:3
突破五 核磁共振氢谱
15.(24-25高二下·福建福州·期末)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个峰且面积之比为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下图。关于A的下列说法中,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在一定条件下可与发生加成反应
D.A的同分异构体中同时含有苯环和酯基的同分异构体有5种
16.(24-25高二下·江西景德镇·期末)将6.8g的X完全燃烧生成3.6g的和8.96L(标准状况)的。X的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为3:2:2:1,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于X的下列叙述错误的是
A.X的相对分子质量为136
B.X的分子式为
C.符合题中X分子结构的有机物的结构简式可能为
D.X分子中所有的原子可能在同一个平面上
17.(25-26高二下·湖南郴州·月考)按要求回答下列问题:
(1)取3.0 g有机物A,测得完全燃烧后生成3.6 g和3.36 L(标准状况),已知该有机物的蒸气在标准状况下的密度是2.67 g/L,则该有机物的分子式为___________,该物质能与金属钠反应放出氢气,则该有机物可能的结构简式为___________、___________。
(2)有机物B的分子式为,其红外光谱图如下所示。
又测得其核磁共振氢谱图中有3组峰,且峰面积比为6:1:1,试推测该有机物的结构简式:___________。
(3)主链含6个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有(不考虑、立体异构)___________(填标号)。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
(4)采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,该有机物的核磁共振氢谱如图所示。
①X的结构简式为___________。
②写出X发生加聚反应的化学方程式:___________。
③有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢,则Y的结构简式为___________。
18.(25-26高二上·江西宜春·月考)学习有机化学,掌握有机物的组成、结构、命名和官能团性质是重中之重。
(1)的分子式为_______。
(2)烃A的结构简式为,用系统命名法命名烃A:_______。
(3)如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式的装置,这种方法是电炉加热时利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装置是制备氧气的装置,仪器a的名称_______,B装置中浓硫酸的作用是_______。
②若样品中有机物只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.74g样品,经充分反应后,D管质量增加0.90g,E管质量增加1.76g。则该样品中有机物的最简式为_______。
③通过对样品进行分析,得到如下三张图谱。分析图谱可知,样品中有机物的相对分子质量为_______,结构简式为_______。
④某同学认为在装置E后加一个盛有碱石灰的U形管,会减少测定误差,你认为这样做是否合理_____(填“合理”或“不合理”),理由是_______。
突破六 有机物结构式判断方法的综合应用
19.(24-25高一下·北京·期末)有机物A常用于食品。9.0g A在足量中充分燃烧,混合气体依次通过足量浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4g和13.2g;经检验剩余气体仅为。
(1)A分子的相对分子质量为90,则A的分子式是________。
(2)A的水溶液能使石蕊溶液变红,与溶液混合后有气泡产生,则A一定含有的官能团是________(写名称)。
(3)经实验测定,A中还有羟基和甲基,则A的结构简式是________。
(4)0.1mol A与足量Na反应,在标准状况下产生的体积是________L。
(5)A能发生催化氧化反应生成B,B的分子式为,上述反应的化学方程式为________。
(6)两分子A之间脱水可以生成六元环状化合物C,C的结构简式为_______。
20.(22-23高二下·山东菏泽·期中)布洛芬是一种常见的解热镇痛类、非甾体抗炎药,某化学兴趣小组为探究其结构,采用了以下方法进行探究。请回答以下问题:
(1)实验小组同学利用质谱仪测得了以下数据:70、73、15、57、206等,由上述数据可知:布洛芬的摩尔质量为___________。
(2)实验小组同学利用红外光谱仪也测得了一些数据,其数据如图所示,若分子中只有1种官能团,则该官能团的名称为___________。
(3)核磁共振氢谱显示,图谱上有8组峰,且峰的面积之比为。该分子中除了含有苯环外,还含有和两个基团,综合上述信息,布洛芬的结构简式为___________。
(4)布洛芬的一种同分异构体M的结构简式为,写出该化合物发生消去反应所得产物的结构简式___________,该化合物M在铜作催化剂的条件下与反应的化学方程式是___________。
(5)是合成布洛芬的原料,其同分异构体中,分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基的共有___________种。
21.(23-24高二下·河北邯郸·月考)按要求回答下列问题:
(1)当0.2mol烃A在氧气中完全燃烧生成和各1.2mol,催化加成后生成2,2二甲基丁烷,则A的结构简式为_____。
(2)分子中最多有_____个原子处于同一平面上。
(3)分子式为的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,该芳香烃的结构简式为_____。
(4)某烃1mol与2molHCl完全加成,生成的氯代烃最多还可以与4mol反应,则该烃的结构简式为_____。
(5)有机物X是一种重要的有机合成中间体,用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构,进行了如下实验:
①有机物X的质谱图如图所示,该有机物X的相对分子质量为_____。
②将10.0gX在足量中充分燃烧,并将其产物依次通过足量的无水和KOH浓溶液,发现无水增重7.2g,KOH浓溶液增重22.0g。该有机物X的分子式为_____。
③经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,峰面积之比为3:1.该有机物X的结构简式为_____。
建议时间:20分钟
22.(25-26高二下·湖北·期中)物质鉴定与分析有多种方法,下列说法中错误的是
A.利用原子光谱上的特征谱线可鉴定元素
B.萃取和柱色谱法可从青蒿中提取分离青蒿素
C.红外光谱可测定苯甲酸晶体中碳氧双键()的键长
D.X射线衍射实验可测定键长和键角,确定分子结构
23.(25-26高二下·重庆·月考)已知有机化合物A只含有C、H、O三种元素,使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下所示。
下列有关说法正确的是
A.图甲为质谱图,图丙为红外光谱图
B.图乙表明该有机化合物的相对分子质量为31
C.由图甲可知该有机物分子中有3种不同的氢原子,且个数比为1:2:4
D.有机化合物A的结构简式为
24.(25-26高二下·河北石家庄·月考)有机化合物M仅由C、H、O组成。利用现代分析仪器对有机化合物M的分子结构进行测定,相关结果如下:
下列叙述错误的是
A.根据图1,推知M的摩尔质量为
B.根据图2中含键,推知M属醚类
C.根据以上结果和图3,M的结构式为
D.、与M互为同分异构体
25.(25-26高二下·河北石家庄·月考)下列有机化合物的分子中,处于不同化学环境的氢原子种类数最多的是
A. B.
C. D.
26.(25-26高二下·内蒙古呼伦贝尔·月考)随着科学技术的发展,诞生了更多可靠的化学检验方法,下列说法正确的是
A.利用原子光谱上的特征谱线鉴定元素时,吸收光谱特点是亮线暗背景
B.应用质谱仪可以测定分子的结构
C.用红外光谱可确定有机物的元素组成
D.应用X射线衍射仪可以测定分子的立体构型
27.(25-26高二下·四川德阳·月考)下列有机化合物中,核磁共振氢谱图中有三组峰,且其峰面积之比为的是
A. B.
C. D.
28.(25-26高二下·江西宜春·月考)化合物的分子式为,核磁共振氢谱(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δ,而且吸收峰的面积与氢原子数成正比)有组峰且面积之比为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下图所示。关于的下列说法中,正确的是
A.化合物属于羧酸类化合物
B.化合物最多可与4mol发生加成
C.符合题中分子结构特征的有机物只有种
D.与属于同类化合物的同分异构体只有种
29.(25-26高二下·山东济南·期中)利用如图所示装置(加热装置已略去)对有机化合物Q(只含C、H、O元素或只含C、H元素)进行元素组成测定。现将2.64 g Q加入硬质玻璃管中,通入纯,充分反应后,反应只生成和,分别用无水氯化钙和固体氢氧化钠将产物完全吸收。下列说法错误的是
A.Q中一定含氧元素
B.装置G的作用为排除空气中和的干扰
C.纯除作氧化剂外,还可将生成的气体尽可能分别赶入E、F中充分吸收
D.若要确定Q的结构简式,只需再利用核磁共振氢谱测定分子中不同化学环境的氢原子即可
30.(25-26高一下·江苏苏州·月考)将6.8g的X完全燃烧生成3.6g的和8.96L(标准状况)的,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图,关于X的下列叙述正确的是
A.化合物X的分子式为
B.由核磁共振氢谱可知,X分子中有3种不同化学环境的氢原子
C.符合题中X有机物分子的结构简式为:
D.X分子中所有的原子均在同一个平面上
31.(25-26高二下·河南开封·期中)我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖。在青蒿素的结构测定过程中,科研人员通过多种波谱分析技术确定了其分子结构。下列关于青蒿素(结构如图)的说法不正确的是
说明:手性碳原子,是指在有机化合物中,与四个互不相同的原子或基团相连的饱和碳原子。
A.青蒿素分子中含有过氧键,具有较强的氧化性
B.通过质谱法可以确定青蒿素的相对分子质量
C.青蒿素分子中含有酯基,能发生水解反应
D.1个青蒿素分子中含有6个手性碳原子
32.(25-26高二下·四川成都·月考)Ⅰ.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、酸奶和草莓型香精等,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。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的分子组成和结构,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1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用图中的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
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,氢的质量分数为。
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_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______。
Ⅱ
(4)的名称是_______,其一氯代物有_______种。
33.(25-26高二下·海南省直辖县级单位·月考)2015年10月5日,瑞典卡罗琳医学院宣布授予我国科学家屠呦呦诺贝尔生理学或医学奖,以表彰她在疟疾治疗研究中取得的成就,特别是她创制的全新抗疟药——青蒿素和双氢青蒿素。
(1)青蒿素的结构简式如图所示,则青蒿素分子中存在的官能团除过氧基(-O-O-)外还有______(填名称),分子中有______个手性碳原子。
(2)屠呦呦团队发现青蒿素可以用有机溶剂A提取,借助李比希法确定有机溶剂A的实验式(最简式)。利用如图所示的装置测定有机化合物A的组成,取3.7gA与足量氧气充分燃烧,实验结束后,高氯酸镁的质量增加4.5g,碱石棉的质量增加8.8g。
使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下:
①根据图1,A的相对分子质量为______,分子式为______。
②根据图2,推测A可能所属有机化合物的类别______。
③根据以上结果和图3(两组峰的面积比为2:3),推测A的结构简式为______。
34.(25-26高二下·吉林延边·月考)I.有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)是我国批准使用的香料产品,其沸点为148°C.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的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)如图1所示,图中虚线框内应选用右侧的仪器___________(填“x”或“y”)。
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密度的2倍,则M的分子式为___________。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1:3:1:3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中所有官能团的名称为___________,M的结构简式为___________。
II.按要求回答下列问题:
①②③
④ ⑤⑥⑦
(4)其中属于同分异构体的是___________;属于同种物质的是___________。
A.①② B.②③ C.③④⑤⑥⑦ D.①③ E.③④⑤⑦ F.④⑥
建议时间:10分钟
35.(2024·广东·高考真题)提纯苯甲酸粗品(含少量和泥沙)的过程如下。其中,操作X为
A.加热蒸馏 B.加水稀释 C.冷却结晶 D.萃取分液
36.(2024·山东·高考真题)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.通过核磁共振谱氢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
37.(2024·湖北·高考真题)关于物质的分离、提纯,下列说法错误的是
A.蒸馏法分离和
B.过滤法分离苯酚和溶液
C.萃取和柱色谱法从青蒿中提取分离青蒿素
D.重结晶法提纯含有少量食盐和泥沙的苯甲酸
38.(2025·天津·高考真题)仪器分析在化学研究中有重要应用。下列方法选择错误的是
A.用pH计区分KCl溶液和NaNO3溶液 B.用X射线衍射法区分玻璃和蓝宝石
C.用原子光谱鉴定样品中含有元素Li D.用质谱区分正己醇和正庚醇
39.(2023·浙江·高考真题)苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下:
下列说法不正确的是
A.操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹
D.操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体
40.(2025·海南·高考真题)有机硒化合物的研究意义重大。调控有机物Ⅰ与Se的用量比,可分别得到Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(Ph-代表苯基)。
下列说法正确的是
A.Ⅰ中所有磷原子共平面
B.Ⅱ和Ⅲ均为极性分子
C.等量的Ⅰ分别完全转化为Ⅱ和Ⅲ消耗Se的物质的量之比为
D.产物Ⅳ的红外光谱中存在键的吸收峰,说明产物不纯
试卷第1页,共3页
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专题02 有机化合物组成和结构确定的一般思路
建议时间:30分钟
突破一 有机物实验式的确定
1.(25-26高二下·陕西西安·月考)研究有机物的一般步骤:分离提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构。以下研究有机物的方法正确的是
A.燃烧法——研究确定有机物实验式的有效方法
B.蒸馏——分离提纯液态有机混合物
C.粗苯甲酸提纯时操作为:加热溶解,蒸发结晶,过滤
D.核磁共振氢谱——确定有机物分子中的官能团或化学键
【答案】A
【详解】A.燃烧法可定量测定有机物燃烧生成的CO2、H2O等产物的质量,计算各元素质量分数,进而得到实验式,是确定有机物实验式的有效方法,A正确;
B.蒸馏仅适用于分离提纯沸点相差较大的互溶液态有机混合物,不互溶的液态有机混合物需采用分液等方法分离,B错误;
C.粗苯甲酸提纯采用重结晶法,正确操作是加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,蒸发结晶无法得到纯净的苯甲酸,C错误;
D.核磁共振氢谱可确定有机物分子中氢原子的种类和数目比,确定官能团或化学键需要用红外光谱,D错误;
故选A。
2.(24-25高二下·北京通州·期末)甲是一种烃的含氧衍生物。已知甲物质中碳元素的质量分数为45.3%,氢元素的质量分数为9.43%,那么甲的实验式是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】计算各元素物质的量比:C为,H为,O为,三者比值为3.775:9.43:2.829,化简为4:10:3,实验式为, 故选A。
3.(24-25高二下·江西·月考)将12.0g有机物R与充分反应,将生成物依次通过盛有浓硫酸、氢氧化钠溶液的洗气瓶。生成物被完全吸收,实验测得浓硫酸增重14.4g,氢氧化钠溶液增重26.4g。下列说法正确的是
A.R中不含氧元素 B.R中C、H原子的个数比为
C.R中可能含有碳碳双键 D.R的结构简式可能为
【答案】D
【分析】由题意可知,12.0g有机物R完全燃烧,生成14.4g水,还有26.4g二氧化碳,可求出14.4g水中含有H元素的质量是1.6g,而26.4g二氧化碳中含有C元素的质量是7.2g,由于以上求出的氢元素和碳元素的质量和是1.6g+7.2g=8.8g<12.0g,可知碳和氢元素的质量之和并不够有机物的质量,这说明有机物不仅含有C、H元素,由于整个反应过程中只有C、H、O三种元素,所以有机物一定还含O元素,O元素质量为3.2g,M中N(C):N(H):N(O)=::=3:8:1,M的最简式为C3H8O,可知C原子是饱和的,则R的分子式为C3H8O。
【详解】A.根据分析,R中含氧元素,A错误;
B.根据分析,R中C、H原子的个数比为,B错误;
C.R中C原子是饱和的,没有碳碳双键,C错误;
D.R的分子式为C3H8O,结构简式可能为,D正确;
故选D。
4.(25-26高二下·山东·课前预习)完成下列问题
(1)如何判断有机化合物是否含有C、H、O等元素?如何通过实验进行检测?_________。
(2)如何进一步确定该有机化合物中各元素的质量分数及其实验式?_________。
【答案】(1)使有机物在氧气中燃烧,测定水和二氧化碳的生成,可以判断有机化合物是否含有C、H、O等元素,将产物通过无水硫酸铜、澄清石灰水等检测水、二氧化碳等物质的生成,再结合有机化合物总质量,确定是否含有氧等其他元素
(2)利用氧化产物吸收法确定有机化合物实验式:使有机物在氧气中燃烧,测定生成水和二氧化碳的质量,可通过测定浓硫酸(吸收水)、碱石灰(吸收二氧化碳)等物质质量的变化,根据水和二氧化碳的质量及有机物的总质量,计算出有机物中碳、氢、氧元素的质量,从而确定各元素的质量分数,并进一步求出实验式
【详解】(1)使有机物在氧气中燃烧,测定水和二氧化碳的生成,可以判断有机化合物是否含有C、H、O等元素,将产物通过无水硫酸铜、澄清石灰水等检测水、二氧化碳等物质的生成,再结合有机化合物总质量,确定是否含有氧等其他元素;
(2)利用氧化产物吸收法确定有机化合物实验式:使有机物在氧气中燃烧,测定生成水和二氧化碳的质量,可通过测定浓硫酸(吸收水)、碱石灰(吸收二氧化碳)等物质质量的变化,根据水和二氧化碳的质量及有机物的总质量,计算出有机物中碳、氢、氧元素的质量,从而确定各元素的质量分数,并进一步求出实验式
突破二 有关有机物分子式确定的计算
5.(25-26高二·全国·课堂例题)胡椒酚A是植物挥发油中的一种成分。某研究性学习小组在对其分子组成结构的研究中发现:胡椒酚A的相对分子质量不超过150;胡椒酚A中C、O的质量分数分别为(,,完全燃烧后产物只有和。则胡椒酚A的分子式为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】H的质量分数:;设分子式为 CxHyOz,相对分子质量为 M(M ≤ 150)。碳元素:;氧元素:;氢元素:,由氧元素得:,;由于 M ≤ 150 且 z 为整数:若 z = 1,则 M ≈ 134;若 z ≥ 2,则 M ≥ 268 > 150,不符合;取 z = 1,M ≈ 134。代入碳元素方程:,12x=≈,,取 x = 9;由氢元素:,y≈,取 y = 10。分子式为;
故答案选D。
6.(24-25高二下·四川达州·期中)某同学设计了如图所示装置(加热仪器略)测定有机物的实验式。
已知:实验前装置中样品的质量为,实验后(M完全反应)测得装置增重(产生的水全部被吸收),装置增重。下列说法错误的是
A.M中含有氧元素 B.M中可能含有碳碳三键
C.去掉,测得的含碳量偏低 D.的分子式可能为
【答案】B
【分析】由装置C增加的质量可知,生成水的物质的量为,则中含氢元素的质量为;由装置增加的质量可知,生成的物质的量为,则中含碳元素的质量为;中碳、氢元素的质量和为,故中含有氧元素的质量为,中,据此解答。
【详解】A.根据分析,M中含有氧元素,故A正确;
B.根据分析,最简式为C3H6O,可得有1个不饱和度,不可能含有碳碳三键,故B错误;
C.去掉,试验中可能存在反应不充分的一氧化碳,导致测得的含碳量偏低,故C正确;
D.根据分析,的分子式可能为,故D正确;
答案选B。
7.(24-25高一下·四川资阳·期末)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行、元素分析。
将装有样品的坩埚和放入石英管中,先通入一定的,而后将已称重的c、d与石英管连接,检查装置气密性,随后点燃煤气灯,进行实验。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是_______。
(2)实验开始时,先通入一定量的作用是_______。
(3)为确保实验安全及准确性,应先点燃煤气灯_______(填“a”或“b”),再点燃另一个,理由是_______。
(4)为了测定燃烧生成的和的质量,装置c和d中的试剂应分别为_______、_______(填字母)。
A. B.NaCl C.碱石灰 D.
(5)样品反应完全后,继续吹入直至装置冷却至室温,吹入氧气的目的是_______,取下装置c和d称重。若样品为,实验结束后,c管增重,d管增重7.04g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为_______。
【答案】(1)U形管
(2)排尽装置中的空气
(3) b 将C、H元素完全转化为、
(4) A C
(5) 将反应生成的、赶入c、d装置中
【分析】石英管中通入氧气使待测的有机物燃烧,产生CO2和H2O,氧化铜可以将未完全燃烧产生的CO转化为CO2,c装置为无水CaCl2,吸收产生的水,d装置为碱石灰,用来吸收产生的CO2。
【详解】(1)根据仪器特点可知,仪器C的名称是U形管。
(2)实验装置中有空气,会影响实验的准确性,因此实验开始时,先通入一定量的作用是:排尽装置中的空气。
(3)该实验为定量实验,因此需要准确测得C元素、H元素产物的含量,由于有机物不完全燃烧会产生CO,CO需要转化为CO2吸收,因此依次点燃煤气灯b,再点燃a,使有机物充分被氧化,即将C、H元素完全转化为、。
(4)由分析c装置为无水CaCl2,吸收产生的水,d装置为碱石灰,用来吸收产生的CO2,故答案为:A;C。
(5)样品反应完全后,仍然会有产生的气体残留在装置中,因此继续吹入直至装置冷却至室温的目的是:将反应生成的、赶入c、d装置中;
c装置为无水CaCl2,吸收产生的水,根据c装置增加的量,计算生成物水的质量;d装置为碱石灰,用来吸收产生的CO2,根据d增加的质量计算生成二氧化碳的质量,由题 , ,,,,,,该物质的最简式为,设分子式为,已知相对分子量为118,,解得其分子式为。
突破三 质谱图辨识
8.(24-25高二下·辽宁·期中)咖啡中含有兴奋剂咖啡因,具有提升注意力、提神作用。经元素分析测定,咖啡因中各元素的质量分数分别为碳49.5%、氢5.2%、氮28.9%、氧16.4%,其质谱图如下。则咖啡因的实验式为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据咖啡因的质谱图可知其相对分子质量为194,则碳原子的个数为,氢原子的个数为,氮原子的个数为,氧原子的个数为,因此咖啡因的分子式为,实验式为。
【详解】根据分析知,咖啡因的分子式为,实验式为,故选B。
9.(25-26高二下·全国·课前预习)某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图只有、、的特征振动吸收,该有机物的质谱图显示质荷比最大值是74,则该有机物的结构简式可能是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.的结构中不存在键,不符合条件,A错误;
B.的结构中不存在键,不符合条件,B错误;
C.的结构中存在、、,且其相对分子质量为74,符合条件,C正确;
D.的结构中存在、、,但其相对分子质量为88,不符合条件,D错误;
故答案选C。
10.(24-25高二下·四川眉山·期末)1,3-丁二烯和1-丁炔在下列哪一种检测仪上显示出的信号是完全相同的
CH2=CH-CH=CH2 CH≡C-CH2-CH3
A.元素分析仪 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振仪
【答案】A
【详解】A.元素分析仪的作用是检测有机物的元素种类和各元素的质量分数;二者都只含C、H两种元素且C、H的质量分数完全相同,因此检测信号完全相同,A正确;
B.质谱仪通过检测有机物裂解产生的不同质量碎片离子得到信号,二者结构不同,裂解产生的碎片离子种类不同,信号不完全相同,B错误;
C.红外光谱用于检测分子中的化学键和官能团,前者含两个碳碳双键,后者含碳碳三键,官能团不同,信号不同,C错误;
D.核磁共振仪检测不同化学环境的氢原子,二者氢原子的种类、数目比均不同,信号不同,D错误;
故选A。
11.(24-25高二下·辽宁抚顺·期中)某有机物R的质谱图和红外光谱图如图所示。下列说法错误的是
A.R属于醇
B.R可与Na反应,且反应时断裂键
C.通过X射线衍射实验可获得R中化学键的键长、键角等
D.R的核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为
【答案】B
【详解】A.根据质谱图可知R的相对分子质量为46,根据红外光谱图可知R中含有羟基、C-O键、C-H键,结合两个谱图信息可知R为乙醇,A正确;
B.乙醇与Na反应生成乙醇钠时断裂O-H键,B错误;
C.X射线衍射可获得晶体的结构信息,故通过X射线衍射实验可获得R中化学键的键长、键角等,C正确;
D.乙醇的核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为,D正确;
故选B。
突破四 红外光谱
12.(2026·安徽安庆·二模)以下关于物质鉴定与分析方法的说法中,错误的是
A.色谱法可分离提纯有机化合物
B.利用原子光谱上的特征谱线可鉴定元素
C.红外光谱可测定苯甲酸晶体中碳氧双键的键长
D.X射线衍射实验可测定分子结构
【答案】C
【详解】A.色谱法是一种利用混合物的各组分在互不相溶的两相(称为固定相和流动相)作用的差异实现分离的方法,常用于分离提纯有机化合物,A正确;
B.不同元素的原子光谱具有特征谱线,可通过特征谱线鉴定元素,B正确;
C.红外光谱可测定有机物中官能团、化学键的种类,无法测定键长,C错误;
D.X射线衍射实验利用电磁波和晶体中的原子的相互作用产生衍射图,可获得分子键长键角等结构信息,进而测定分子结构,D正确;
故选C。
13.(25-26高二上·吉林·期末)为验证Ru与NO形成了配位键,对所得Ru(NO)Cl3的表征结果如图所示,表征所用仪器是
A.原子光谱 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.X射线衍射仪
【答案】C
【详解】A.原子光谱基于电子能级跃迁产生的特征谱线,其核心作用是定性识别元素种类、定量测定元素含量,仅能判断样品中含有的元素,无法提供化学键或配位结构的信息,因此不能验证 Ru 与 NO 之间的配位键,A不符合题意;
B.质谱仪通过电离、分离带电离子并检测质荷比,主要用于测定分子精确质量、推断分子结构及分析碎片信息,它可以确认的分子式和分子量,但无法直接反映化学键的成键细节,不能用于验证配位键的存在,B不符合题意;
C.红外光谱仪利用分子对红外光的吸收,检测化学键的振动、转动能级跃迁,不同化学键和官能团在特定波数位置有特征吸收峰,它的核心用途是识别官能团、化学键类型及配位结构,能够通过配位键的特征振动峰,直接验证 Ru 与 NO 的配位作用,且图中谱图的波数、透过率特征与红外光谱完全吻合,C符合题意;
D.X射线衍射仪通过分析晶体对X射线的衍射图样来确定原子在晶体中的精确位置,其图谱横坐标通常为衍射角,与题中所示的红外光谱图不符,D不符合题意;
故答案选C。
14.(25-26高二上·江苏·期中)已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中错误的是
A.仅由其核磁共振氢谱可知其分子中的氢原子总数
B.若的化学式为,则其结构简式为
C.由红外光谱可知,该有机物中至少含有三种不同的化学键
D.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同的氢原子且个数比为1:2:3
【答案】A
【详解】A.核磁共振氢谱能确定分子中氢原子的种类和个数之比,但不能确定氢原子的总数,A错误;
B.根据红外光谱,含有O-H键,根据核磁共振氢谱,有3种氢原子,且个数比为1:2:3,若的化学式为,可判断其结构简式为,B正确;
C.由红外光谱可知,该有机物中含有C-H、C-O、O-H三种不同的化学键,C正确;
D.根据核磁共振氢谱有3个吸收峰,有3种氢原子,且个数比为1:2:3,D正确;
故选A。
突破五 核磁共振氢谱
15.(24-25高二下·福建福州·期末)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个峰且面积之比为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下图。关于A的下列说法中,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在一定条件下可与发生加成反应
D.A的同分异构体中同时含有苯环和酯基的同分异构体有5种
【答案】C
【详解】A.A分子中含一个苯环,属于芳香族化合物,A正确;
B.由分子式、苯环单取代及红外光谱(含C=O、C-O-C)和核磁共振氢谱(4种H,面积比1:2:2:3),推知A为苯甲酸甲酯,结构简式为,B正确;
C.A中苯环可与3mol 加成,酯基中C=O不能加成,共消耗3mol ,C错误;
D.含苯环和酯基的同分异构体有:甲酸苯甲酯、乙酸酚酯、甲酸与酚形成酯,同时甲基在邻,间,对三种位置上,共5种,D正确;
答案选C。
16.(24-25高二下·江西景德镇·期末)将6.8g的X完全燃烧生成3.6g的和8.96L(标准状况)的。X的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为3:2:2:1,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于X的下列叙述错误的是
A.X的相对分子质量为136
B.X的分子式为
C.符合题中X分子结构的有机物的结构简式可能为
D.X分子中所有的原子可能在同一个平面上
【答案】D
【详解】A.根据质谱图,可以得出X的相对分子质量为136,A正确;
B.6.8g的X完全燃烧生成3.6g的,,,,8.96L(标准状况)的,,,,,,,该分子实验式为:,相对分子质量为136,所以该分子分子式为,B正确;
C.根据红外光谱和核磁共振氢谱图,符合题中X分子结构的有机物的结构简式可能为,C正确;
D.根据以上分析,X分子结构苯环侧链上含有饱和碳原子,所有的原子不可能在同一个平面上,D错误;
故选D。
17.(25-26高二下·湖南郴州·月考)按要求回答下列问题:
(1)取3.0 g有机物A,测得完全燃烧后生成3.6 g和3.36 L(标准状况),已知该有机物的蒸气在标准状况下的密度是2.67 g/L,则该有机物的分子式为___________,该物质能与金属钠反应放出氢气,则该有机物可能的结构简式为___________、___________。
(2)有机物B的分子式为,其红外光谱图如下所示。
又测得其核磁共振氢谱图中有3组峰,且峰面积比为6:1:1,试推测该有机物的结构简式:___________。
(3)主链含6个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有(不考虑、立体异构)___________(填标号)。
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
(4)采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,该有机物的核磁共振氢谱如图所示。
①X的结构简式为___________。
②写出X发生加聚反应的化学方程式:___________。
③有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢,则Y的结构简式为___________。
【答案】(1)
(2)(CH3)2CHOOCH
(3)C
(4) nCH2=CHCH2CH3
【详解】(1)有机物的蒸气密度是2.67 g/L,,,而,,根据原子守恒可知,A分子中,,,故A的分子式为。若该物质能与金属钠反应放出氢气,则该有机物为醇,可能的结构有、两种。
(2)
有机物B的分子式为,不饱和度为1。核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为6:1:1,说明含有3种化学环境不同的氢原子,说明有2个对称的甲基,红外光谱显示还含有、,满足条件的结构简式为
(3)主链有6个C原子,则乙基只能在3号C上,甲基可以在中间所有的C上,该分子不对称,甲基分别在中间四个碳原子上,共有4种。
(4)①某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,则X相对分子质量为56,根据,可知分子中最大碳原子数目为4,故X分子式为,其核磁共振氢谱有4种化学环境不同的氢原子,且数目之比为2:1:2:3,故X为。
②发生加聚反应的化学方程式为nCH2=CHCH2CH3 。
③有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢,为环丁烷结构: 。
18.(25-26高二上·江西宜春·月考)学习有机化学,掌握有机物的组成、结构、命名和官能团性质是重中之重。
(1)的分子式为_______。
(2)烃A的结构简式为,用系统命名法命名烃A:_______。
(3)如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式的装置,这种方法是电炉加热时利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装置是制备氧气的装置,仪器a的名称_______,B装置中浓硫酸的作用是_______。
②若样品中有机物只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.74g样品,经充分反应后,D管质量增加0.90g,E管质量增加1.76g。则该样品中有机物的最简式为_______。
③通过对样品进行分析,得到如下三张图谱。分析图谱可知,样品中有机物的相对分子质量为_______,结构简式为_______。
④某同学认为在装置E后加一个盛有碱石灰的U形管,会减少测定误差,你认为这样做是否合理_____(填“合理”或“不合理”),理由是_______。
【答案】(1)C10H18O
(2)2,2,4-三甲基己烷
(3) 分液漏斗 吸收氧气中的水或干燥氧气 C4H10O 74 CH3CH2OCH2CH3 合理 防止空气中的水和二氧化碳进入E中,影响测定准确性
【分析】图中所示装置A中在制备氧气,通入浓硫酸中可以去除氧气中的水分,再进入装置C中与样品一起燃烧,C中的氧化铜是将生成的一氧化碳转化为二氧化碳便于实验测量,生成的水和二氧化碳可以分别通过装置D、E,测量出生成的水和二氧化碳的质量,从而确定样品的最简式。
【详解】(1)根据该物质的结构简式可知,其分子式为C10H18O。
(2)
A的结构简式为,最长碳链含有六个碳原子,二号碳原子上连两个甲基,四号碳原子上连一个甲基,则其名称是2,2,4-三甲基己烷
(3)①由装置图可知,仪器a的名称为分液漏斗;实验需要纯氧氧化有机样品,所以需要浓硫酸对氧气进行干燥,吸收氧气中的水分;
②根据D管质量增加0.90 g为生成水的质量,可知 ,根据E管质量增加1.76 g为生成的二氧化碳的质量,可知,则样品的,故C、H、O原子个数比为4:10:1,该有机物最简式为C4H10O;
③根据质谱图可知其相对分子质量为74(最大质荷比),根据红外光谱可知其官能团有醚键,根据核磁共振氢谱可知该有机物中只有2种H,综上判断该有机物结构简式为:CH3CH2OCH2CH3;
④合理,可防止空气中的水分和二氧化碳进入实验装置E而影响产物质量的称量。
突破六 有机物结构式判断方法的综合应用
19.(24-25高一下·北京·期末)有机物A常用于食品。9.0g A在足量中充分燃烧,混合气体依次通过足量浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4g和13.2g;经检验剩余气体仅为。
(1)A分子的相对分子质量为90,则A的分子式是________。
(2)A的水溶液能使石蕊溶液变红,与溶液混合后有气泡产生,则A一定含有的官能团是________(写名称)。
(3)经实验测定,A中还有羟基和甲基,则A的结构简式是________。
(4)0.1mol A与足量Na反应,在标准状况下产生的体积是________L。
(5)A能发生催化氧化反应生成B,B的分子式为,上述反应的化学方程式为________。
(6)两分子A之间脱水可以生成六元环状化合物C,C的结构简式为_______。
【答案】(1)
(2)羧基
(3)
(4)2.24
(5)
(6)
【详解】(1)浓硫酸吸收水分,所以水的物质的量为:,氢原子的物质的量为:;碱石灰吸收二氧化碳,二氧化碳与碳原子的物质的量相等:均为:剩余氧原子的物质的量为:,所以A分子的最简式为,由于其相对分子质量为90,所以A的分子式中所以其分子式为:;
(2)A中的官能团能遇石蕊变红呈酸性,且与碳酸氢钠溶液反应,证明还有羧基;
(3)
分子中还有羧基、甲基和羟基且分子式为的分子只能是乳酸;
(4)
一摩尔羟基和一摩尔羧基一同与足量的钠单质反应能够得到一摩尔氢气,所以0.1mol与钠单质反应能得到0.1mol氢气,标况下的体积为;
(5)
发生催化氧化时羟基变为酮羰基,方程式写为:;
(6)
在浓硫酸作用下,两分子乳酸相互反应生成六元环状结构的物质,则是一个分子的羧基和另一个分子的羟基之间发生酯化反应;该六元环状物质的结构简式为:。
20.(22-23高二下·山东菏泽·期中)布洛芬是一种常见的解热镇痛类、非甾体抗炎药,某化学兴趣小组为探究其结构,采用了以下方法进行探究。请回答以下问题:
(1)实验小组同学利用质谱仪测得了以下数据:70、73、15、57、206等,由上述数据可知:布洛芬的摩尔质量为___________。
(2)实验小组同学利用红外光谱仪也测得了一些数据,其数据如图所示,若分子中只有1种官能团,则该官能团的名称为___________。
(3)核磁共振氢谱显示,图谱上有8组峰,且峰的面积之比为。该分子中除了含有苯环外,还含有和两个基团,综合上述信息,布洛芬的结构简式为___________。
(4)布洛芬的一种同分异构体M的结构简式为,写出该化合物发生消去反应所得产物的结构简式___________,该化合物M在铜作催化剂的条件下与反应的化学方程式是___________。
(5)是合成布洛芬的原料,其同分异构体中,分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基的共有___________种。
【答案】(1)
(2)羧基
(3)
(4)
(5)9
【详解】(1)质谱仪得到的最大值为该有机物的相对分子质量,所以布洛芬的摩尔质量为206g⋅mol−1;
(2)由红外光谱仪可知,该官能团的名称为羧基;
(3)
核磁共振氢谱显示,图谱上有8组峰,说明有8种等效氢,且峰的面积之比为,该分子中除了含有苯环外,还含有和两个基团,则布洛芬的结构简式为;
(4)
中羟基可以发生消去反应,当一个碳原子上同时连两个碳碳双键的时候,该有机物不稳定,所以发生消去反应所得产物的结构简式为,该化合物在铜作催化剂的条件下与反应的化学方程式是
(5)
是合成布洛芬的原料,其同分异构体中,分子中含有苯环,且苯环上有2个取代基的共有9种,分别为苯环上连1个甲基和1个正丙基时的邻、间、对位,苯环上连1个甲基和一个异丙基时的邻、间、对位,苯环上连2个乙基时的邻、间、对位。
21.(23-24高二下·河北邯郸·月考)按要求回答下列问题:
(1)当0.2mol烃A在氧气中完全燃烧生成和各1.2mol,催化加成后生成2,2二甲基丁烷,则A的结构简式为_____。
(2)分子中最多有_____个原子处于同一平面上。
(3)分子式为的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,该芳香烃的结构简式为_____。
(4)某烃1mol与2molHCl完全加成,生成的氯代烃最多还可以与4mol反应,则该烃的结构简式为_____。
(5)有机物X是一种重要的有机合成中间体,用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构,进行了如下实验:
①有机物X的质谱图如图所示,该有机物X的相对分子质量为_____。
②将10.0gX在足量中充分燃烧,并将其产物依次通过足量的无水和KOH浓溶液,发现无水增重7.2g,KOH浓溶液增重22.0g。该有机物X的分子式为_____。
③经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,峰面积之比为3:1.该有机物X的结构简式为_____。
【答案】(1)
(2)14
(3)
(4)
(5) 100
【详解】(1)
0.2mol烃A在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O各1.2mol,则说明1个烃A中含有6个C和12个H,A的化学式为C6H12,A催化加成后生成2,2-二甲基丁烷,则A的结构简式为。
(2)苯环上的原子共面,与苯环直接相连的两个C原子与苯环共面,单键可以旋转,两个甲基上都有一个H原子可以与苯环共面,因此最多有14个原子共面。
(3)
分子式为C9H12的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,则该芳香烃的结构简式为。
(4)某烃1mol与2molHCl完全加成,说明其中含有1个碳碳三键或者2个碳碳双键,生成的氯代烃最多还可以和4molCl2反应,则该氯代烃为CH2ClCH2Cl,该烃为CH≡CH。
(5)①根据质谱图可知,该有机物X的相对分子质量为100。
②10.0gX物质的量为0.1mol,无水CaCl2增重7.2g,说明生成水物质的量为0.4mol,说明1个X中含有H原子8个,KOH增重22g,说明生成CO20.5mol,说明1个X中含有C原子5个,则剩余O的个数为(100-8-60)÷16=2,因此X的分子式为C5H8O2。
③有机物X中含有醛基,核磁共振氢谱有2个吸收峰,面积比为3:1,X不饱和度为2,一个醛基不饱和度为1,则X中含有两个醛基,X的结构简式为。
建议时间:20分钟
22.(25-26高二下·湖北·期中)物质鉴定与分析有多种方法,下列说法中错误的是
A.利用原子光谱上的特征谱线可鉴定元素
B.萃取和柱色谱法可从青蒿中提取分离青蒿素
C.红外光谱可测定苯甲酸晶体中碳氧双键()的键长
D.X射线衍射实验可测定键长和键角,确定分子结构
【答案】C
【详解】A.不同元素的原子光谱存在特征谱线,可利用特征谱线鉴定元素,A正确;
B.萃取可将青蒿素从青蒿中初步提取,柱色谱法利用混合物组分在固定相和流动相的分配差异可分离提纯青蒿素,二者结合可完成青蒿素的提取分离,B正确;
C.红外光谱可测定有机物中的官能团、化学键的种类,无法测定键长数值,C错误;
D.X射线衍射实验可通过解析衍射图谱获得键长、键角等结构参数,进而确定分子结构,D正确;
答案选C。
23.(25-26高二下·重庆·月考)已知有机化合物A只含有C、H、O三种元素,使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下所示。
下列有关说法正确的是
A.图甲为质谱图,图丙为红外光谱图
B.图乙表明该有机化合物的相对分子质量为31
C.由图甲可知该有机物分子中有3种不同的氢原子,且个数比为1:2:4
D.有机化合物A的结构简式为
【答案】D
【分析】图甲:横坐标为化学位移,纵坐标为吸收强度,共出现3组吸收峰,该图是核磁共振氢谱,用于判断有机物中氢原子的种类与数目比;图乙:横坐标为质荷比,纵坐标为相对丰度,该图是质谱图,最大质荷比对应有机物的相对分子质量,图中最大质荷比为46,因此该有机物相对分子质量为46;图丙:标注了、、化学键的吸收峰,该图是红外光谱图,用于判断有机物含有的官能团种类。
【详解】A.根据分析,图甲是核磁共振氢谱,图乙才是质谱图,A错误;
B.质谱中,最大质荷比的数值等于有机物的相对分子质量,图乙最大质荷比为46,因此相对分子质量为46,B错误;
C.图甲有3组峰,说明有3种不同氢原子,且从左到右峰面积比,氢原子个数比为,氢原子总数为6,选项中不符合,C错误;
D.相对分子质量为46,只含C、H、O,可得分子式为;红外光谱显示存在、、键,说明属于醇类;核磁共振氢谱显示有3种氢,个数比,符合乙醇的结构,D正确;
故选D。
24.(25-26高二下·河北石家庄·月考)有机化合物M仅由C、H、O组成。利用现代分析仪器对有机化合物M的分子结构进行测定,相关结果如下:
下列叙述错误的是
A.根据图1,推知M的摩尔质量为
B.根据图2中含键,推知M属醚类
C.根据以上结果和图3,M的结构式为
D.、与M互为同分异构体
【答案】B
【详解】A.由图1可知,M的最大分子离子碎片(分子离子峰)相对质量为60,故推知M的摩尔质量为,A正确;
B.由图2可知,M含C=O键、C-H键、C-O-C键,它不属于醚类,B错误;
C.由图1可知,M的摩尔质量为,由图2可知,M含C=O键、C-H键、C-O-C键,由图3可知,M分子有2种不同化学环境的氢原子,且氢原子个数比1:3,故M的结构简式为HCOOCH3,C正确;
D.M的同分异构体有CH3COOH和HOCH2CHO,D正确;
故选B。
25.(25-26高二下·河北石家庄·月考)下列有机化合物的分子中,处于不同化学环境的氢原子种类数最多的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.结构为对称的 2,2,3,3 - 四甲基丁烷,分子中所有甲基氢原子的化学环境完全相同,只有1种氢,A错误;
B.中的炔氢:1种;-CH2-中的氢:1种;中的氢:1种;两个等价的-CH3中的氢:1种,共4种氢,B错误;
C.苯环上的氢:邻、间、对位化学环境不同,共3种;-CH=CH-中的两个氢(顺反不同):2种;-CH(COOH)-中的氢:1种;-COOH中的氢:1种;共7种氢,种类数最多,C正确;
D.上的氢:1种;上的氢:1种;中的氢:1种;-CH2-中的氢:1种;-CH3上的氢:1种,共5种氢,D错误;
故选C。
26.(25-26高二下·内蒙古呼伦贝尔·月考)随着科学技术的发展,诞生了更多可靠的化学检验方法,下列说法正确的是
A.利用原子光谱上的特征谱线鉴定元素时,吸收光谱特点是亮线暗背景
B.应用质谱仪可以测定分子的结构
C.用红外光谱可确定有机物的元素组成
D.应用X射线衍射仪可以测定分子的立体构型
【答案】D
【详解】A.利用原子光谱鉴定元素时,吸收光谱的特点是暗线亮背景,发射光谱才是亮线暗背景,A错误;
B.质谱仪可以测定分子的相对分子质量,无法直接测定分子结构,B错误;
C.红外光谱可测定有机物中的化学键和官能团类型,不能确定元素组成,C错误;
D.X射线衍射仪可以通过分析衍射信号得到分子的键长、键角等参数,从而测定分子的立体构型,D正确;
故答案选D。
27.(25-26高二下·四川德阳·月考)下列有机化合物中,核磁共振氢谱图中有三组峰,且其峰面积之比为的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.分子结构对称,共3种等效氢:环上亚甲基氢共8个、两个甲基氢共6个、环上与甲基相连碳的氢共2个,氢数目比为,A符合题意;
B.分子结构对称, 共3种等效氢:两个甲氧基氢共6个,苯环上两组氢各2个,峰面积比为,B不符合题意;
C.只有2种等效氢(两个甲基等效,端基双键碳的氢为一种),仅两组峰,C不符合题意;
D. 结构对称,只有2种等效氢(甲基氢、苯环氢),仅两组峰,D不符合题意;
故选A。
28.(25-26高二下·江西宜春·月考)化合物的分子式为,核磁共振氢谱(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δ,而且吸收峰的面积与氢原子数成正比)有组峰且面积之比为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下图所示。关于的下列说法中,正确的是
A.化合物属于羧酸类化合物
B.化合物最多可与4mol发生加成
C.符合题中分子结构特征的有机物只有种
D.与属于同类化合物的同分异构体只有种
【答案】C
【分析】
有机物A的分子式为,不饱和度为5,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,说明A含有四种氢原子且其原子个数之比为1:2:2:3,结合红外光谱可知,分子中存在酯基等基团,故有机物A的结构简式为;
【详解】A.A含有酯基,属于酯类化合物,A错误;
B.苯环能和氢气加成,而酯基不能,则1mol化合物最多可与3mol发生加成,B错误;
C.由分析,有机物A的结构简式为,符合题中A分子结构特征的有机物只有1种,C正确
D.含有酯基、苯环,可能为、、 (存在邻间对三种),共有五种,D错误;
故选C。
29.(25-26高二下·山东济南·期中)利用如图所示装置(加热装置已略去)对有机化合物Q(只含C、H、O元素或只含C、H元素)进行元素组成测定。现将2.64 g Q加入硬质玻璃管中,通入纯,充分反应后,反应只生成和,分别用无水氯化钙和固体氢氧化钠将产物完全吸收。下列说法错误的是
A.Q中一定含氧元素
B.装置G的作用为排除空气中和的干扰
C.纯除作氧化剂外,还可将生成的气体尽可能分别赶入E、F中充分吸收
D.若要确定Q的结构简式,只需再利用核磁共振氢谱测定分子中不同化学环境的氢原子即可
【答案】D
【分析】分析实验装置和原理: 硬质玻璃管中Q与纯O2反应,生成CO2和H2O。无水氯化钙(E)吸收H2O,固体NaOH(F)吸收CO2。装置G的作用是防止空气中的CO2和H2O进入F,避免干扰测量。需要根据生成的H2O和CO2质量,计算Q中C、H、O的含量,H2O的质量为2.16 g,物质的量为��(H2O)==0.12 mol,CO2的质量为5.28 g,物质的量为��(CO2)= =0.12 mol,计算Q中C和H的质量:C的质量 ��(C)=0.12 mol×12 g/ mol = 1.44 g,H的质量:��(H) = 0.12 mol×2×1 g/mol=0.24g,C和H的总质量: m(C)+m(H)=1.44 g+0.24 g=1.68 g,Q的总质量为2.64 g,显然:�� (C)+ �� (H) = 1.68 g < 2.64 g, 这说明Q中一定含有O元素,且O的质量为:��(O)=2.64 g −1.68 g=0.96 g,��(O)==0.06 mol;故C、H、O的物质的量比为:��(C):��(H):��(O)=2:4:1 ,最简式为C2H4O。据此分析以下各问;
【详解】A.根据上述计算,m(C) + m(H) = 1.68 g < 2.64 g,说明Q中一定含有O元素,A正确;
B.装置F用于吸收CO2,若空气中的CO2和H2O进入F,会导致CO2测量值偏高。装置G中的固体NaOH可以吸收空气中的CO2和H2O(g),防止空气中的CO2和H2O(g)进入F装置,B项正确;
C.通入的O2不仅作为氧化剂,还能将反应生成的H2O和CO2完全赶入E和F中,确保被完全吸收,C项正确;
D.由题干信息只能确定Q的最简式为C2H4O,而分子式可能是C2H4O、C4H8O2等,因此无法确定其结构简式;另外,即使确定了分子式,通常也需要质谱、核磁共振氢谱、红外光谱等多种信息才能确定唯一结构,仅有核磁共振氢谱不一定只有一种结构,D错误;
故选D。
30.(25-26高一下·江苏苏州·月考)将6.8g的X完全燃烧生成3.6g的和8.96L(标准状况)的,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图,关于X的下列叙述正确的是
A.化合物X的分子式为
B.由核磁共振氢谱可知,X分子中有3种不同化学环境的氢原子
C.符合题中X有机物分子的结构简式为:
D.X分子中所有的原子均在同一个平面上
【答案】C
【分析】,得,,标况下,得,,,所以,三种元素的原子最简个数比为,故该物质的实验式为 ,由图知质谱最大质荷比为136,即相对分子质量为136,因此分子式为,据此分析:
【详解】A.由分析可知,该物质的分子式为,A错误;
B.题图中核磁共振氢谱有4个吸收峰,说明X分子中有4种不同化学环境的氢原子,B错误;
C.已知X只含1个苯环、苯环上只有1个取代基,红外光谱显示X含、、苯环骨架,符合条件的结构为苯甲酸甲酯,分子式为,含4种氢,C正确;
D.X分子中含有甲基,甲基中的碳原子为四面体结构,所有原子不可能共平面,D错误;
答案选C。
31.(25-26高二下·河南开封·期中)我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖。在青蒿素的结构测定过程中,科研人员通过多种波谱分析技术确定了其分子结构。下列关于青蒿素(结构如图)的说法不正确的是
说明:手性碳原子,是指在有机化合物中,与四个互不相同的原子或基团相连的饱和碳原子。
A.青蒿素分子中含有过氧键,具有较强的氧化性
B.通过质谱法可以确定青蒿素的相对分子质量
C.青蒿素分子中含有酯基,能发生水解反应
D.1个青蒿素分子中含有6个手性碳原子
【答案】D
【详解】A.由图像可知,青蒿素分子含有过氧键,过氧键具有较强的氧化性,A正确;
B.质谱法可以通过测定分子的质荷比来确定相对分子质量,B正确;
C.根据图像,青蒿素分子中含有酯基,酯基能发生水解反应,C正确;
D.手性碳原子指与四个互不相同的原子或原子团相连的饱和碳原子,观察青蒿素的结构,1个青蒿素分子中含有7个手性碳原子,D错误;
故答案选D。
32.(25-26高二下·四川成都·月考)Ⅰ.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、酸奶和草莓型香精等,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。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的分子组成和结构,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1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用图中的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
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,氢的质量分数为。
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_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______。
Ⅱ
(4)的名称是_______,其一氯代物有_______种。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 仪器y
(2) 88
(3) 羟基、酮羰基
(4) 2,4-二甲基-4-乙基庚烷 9
【详解】(1)根据装置图,仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器直形冷凝管,球形冷凝管一般用于冷凝回流装置中,选仪器y;
(2)①M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,所以该有机物中还一定含有氧元素,氧元素的质量分数为,分子内各元素原子的个数比,所以实验式为;
②同温同压,密度比等于相对分子量之比。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,设分子式为,则,,则分子式为;
(3)
根据核磁共振氢谱图中有4组峰,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为,结合红外光谱图所示含有、、等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、酮羰基;
(4)先选主链,该分子最长碳链有7个碳原子,主链为庚烷,再从距离取代基最近的一端开始编号,得到2,4-二甲基-4-乙基庚烷;一氯代物的种类由分子中等效氢的种类决定,等效氢即化学环境完全相同的氢原子,判断规则:同一个碳原子上的氢等效、同一个碳原子所连的甲基上的氢等效、处于对称位置的碳原子上的氢等效,对该有机物的等效氢进行分析: 2号碳原子()上的1个氢原子;2号碳原子所连的2个甲基()上的6个氢原子等效;3号碳原子()上的2个氢原子等效;4号碳原子上没有氢原子;4号碳原子所连的甲基()上的3个氢原子等效;4号碳原子所连的乙基()上有2种等效氢(上1种、上1种);5号碳原子()上的2个氢原子等效;6号碳原子()上的2个氢原子等效;7号碳原子()上的3个氢原子等效;共9种等效氢,故一氯代物有9种。
33.(25-26高二下·海南省直辖县级单位·月考)2015年10月5日,瑞典卡罗琳医学院宣布授予我国科学家屠呦呦诺贝尔生理学或医学奖,以表彰她在疟疾治疗研究中取得的成就,特别是她创制的全新抗疟药——青蒿素和双氢青蒿素。
(1)青蒿素的结构简式如图所示,则青蒿素分子中存在的官能团除过氧基(-O-O-)外还有______(填名称),分子中有______个手性碳原子。
(2)屠呦呦团队发现青蒿素可以用有机溶剂A提取,借助李比希法确定有机溶剂A的实验式(最简式)。利用如图所示的装置测定有机化合物A的组成,取3.7gA与足量氧气充分燃烧,实验结束后,高氯酸镁的质量增加4.5g,碱石棉的质量增加8.8g。
使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下:
①根据图1,A的相对分子质量为______,分子式为______。
②根据图2,推测A可能所属有机化合物的类别______。
③根据以上结果和图3(两组峰的面积比为2:3),推测A的结构简式为______。
【答案】(1) 酯基和醚键 7
(2) 74 C4H10O 醚 CH3CH2OCH2CH3
【详解】(1)
根据结构简式可知,青蒿素分子中存在的官能团除过氧基(-O-O-)外还有酯基和醚键,分子中有7个手性碳原子,如图(标*为手性碳原子);
(2)①
根据图1中信息得到A的相对分子质量为74;
取3.7gA(物质的量为0.05mol)与足量氧气充分燃烧,实验结束后,高氯酸镁的质量增加4.5g(水的物质的量为0.25mol),碱石棉的质量增加8.8g(二氧化碳物质的量为0.2mol),则根据质量守恒得到A中碳氢关系为C4H10,相对分子质量小于74,说明还含有氧,则分子式C4H10Ox,根据相对分子质量为74得到分子式为C4H10O;
根据图2,含有烷基和醚键,则推测A可能所属有机化合物的类别醚;
含有烷基和醚键,分子式为C4H10O,有两组峰的面积比为2:3,推测A的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。
34.(25-26高二下·吉林延边·月考)I.有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)是我国批准使用的香料产品,其沸点为148°C.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的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)如图1所示,图中虚线框内应选用右侧的仪器___________(填“x”或“y”)。
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密度的2倍,则M的分子式为___________。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1:3:1:3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中所有官能团的名称为___________,M的结构简式为___________。
II.按要求回答下列问题:
①②③
④ ⑤⑥⑦
(4)其中属于同分异构体的是___________;属于同种物质的是___________。
A.①② B.②③ C.③④⑤⑥⑦ D.①③ E.③④⑤⑦ F.④⑥
【答案】(1)y
(2)
(3) 羟基、羰基
(4) E AF
【详解】(1)蒸馏操作中,冷凝馏分需要用直形冷凝管,球形冷凝管(x)一般用于回流,因此选y。
(2)①已知w(C)=54.5%,w(H)=9.1%,则w(O)=1−54.5%−9.1%=36.4%,原子个数比:,因此实验式为C2H4O。
②同温同压下,密度比等于摩尔质量比,M(M)=2×M(CO2)=2×44 g/mol=88 g/mol,实验式式量为12×2+4+16=44,故分子式为(C2H4O)2=C4H8O2。
(3)
红外光谱显示有O−H和C=O,故官能团为羟基、羰基;核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比1:3:1:3,总氢数为8,符合结构,氢的种类和比例刚好符合。
(4)①CH3(CH2)3CH3、②CH3CH2CH2CH2CH3,均为正戊烷,结构完全相同,是同种物质,对应选项A;
⑥和④结构相同,是同种物质,对应选项F;
③(正己烷,C6H14)、④(2-甲基戊烷,C6H14)、⑤(3-甲基戊烷,C6H14)、⑦(2,3-二甲基丁烷,C6H14)分子式均为C6H14,但结构不同,互为同分异构体,对应选项E;
故其中属于同分异构体的是E;属于同种物质的是AF。
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35.(2024·广东·高考真题)提纯苯甲酸粗品(含少量和泥沙)的过程如下。其中,操作X为
A.加热蒸馏 B.加水稀释 C.冷却结晶 D.萃取分液
【答案】C
【详解】苯甲酸粗品(含少量和泥沙)加水加热进行溶解,得到浊液,趁热过滤,除去泥沙,滤液中含有少量NaCl,由于苯甲酸的溶解度受温度影响大,而NaCl的溶解度受温度影响小,可通过冷却结晶的方式进行除杂,得到苯甲酸晶体,过滤后对晶体进行洗涤,得到苯甲酸,因此,操作X为冷却结晶,故C正确,
故选C。
36.(2024·山东·高考真题)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.通过核磁共振谱氢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
【答案】C
【详解】A.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,这种方法也叫萃取,固液分离后可以获得含青蒿素的提取液,A正确;
B.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;
C.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,要测定青蒿素相对分子质量应该用质谱法,C不正确;
D.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;
综上所述,本题选C。
37.(2024·湖北·高考真题)关于物质的分离、提纯,下列说法错误的是
A.蒸馏法分离和
B.过滤法分离苯酚和溶液
C.萃取和柱色谱法从青蒿中提取分离青蒿素
D.重结晶法提纯含有少量食盐和泥沙的苯甲酸
【答案】B
【详解】A.二氯甲烷和四氯化碳互溶,二者沸点不同,可以用蒸馏的方法将二者分离,A正确;
B.苯酚微溶于水,与水形成乳浊液,不能用过滤的方法将二者分离,B错误;
C.将青蒿浸泡在有机溶剂中得到提取液,寻找合适的萃取剂可以利用萃取的方法将提取液中的青蒿素提取出来;也可以利用不同溶质在色谱柱上的保留时间不同将青蒿素固定在色谱柱上,在利用极性溶剂将青蒿素洗脱下来,得到纯净的青蒿素,C正确;
D.食盐和苯甲酸的溶解度二者差异较大,可以利用重结晶的方式将低温下溶解度较小的苯甲酸提纯出来,D正确;
故答案选B。
38.(2025·天津·高考真题)仪器分析在化学研究中有重要应用。下列方法选择错误的是
A.用pH计区分KCl溶液和NaNO3溶液 B.用X射线衍射法区分玻璃和蓝宝石
C.用原子光谱鉴定样品中含有元素Li D.用质谱区分正己醇和正庚醇
【答案】A
【详解】A.KCl溶液和NaNO3溶液均为强酸强碱盐,溶液均呈中性,pH计无法区分两者,A错误;
B.X射线衍射法可区分晶体(蓝宝石)和非晶体(玻璃)的衍射图谱,B正确;
C.原子光谱通过特征谱线可鉴定元素种类,C正确;
D.正己醇和正庚醇相对分子质量不同,质谱通过分子离子峰质荷比差异可区分正己醇和正庚醇,D正确;
故选A。
39.(2023·浙江·高考真题)苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下:
下列说法不正确的是
A.操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹
D.操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体
【答案】B
【分析】苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠,加水、加热溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,从而形成悬浊液;趁热过滤出泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出;将滤液冷却结晶,大部分苯甲酸结晶析出,氯化钠仍留在母液中;过滤、用冷水洗涤,便可得到纯净的苯甲酸。
【详解】A.操作I中,为减少能耗、减少苯甲酸的溶解损失,溶解所用水的量需加以控制,可依据苯甲酸的大致含量、溶解度等估算加水量,A正确;
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的,是除去泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出,NaCl含量少,通常不结晶析出,B不正确;
C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶,可形成较大的苯甲酸晶体颗粒,同时可减少杂质被包裹在晶体颗粒内部,C正确;
D.苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水,所以操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体,既可去除晶体表面吸附的杂质离子,又能减少溶解损失,D正确;
故选B。
40.(2025·海南·高考真题)有机硒化合物的研究意义重大。调控有机物Ⅰ与Se的用量比,可分别得到Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(Ph-代表苯基)。
下列说法正确的是
A.Ⅰ中所有磷原子共平面
B.Ⅱ和Ⅲ均为极性分子
C.等量的Ⅰ分别完全转化为Ⅱ和Ⅲ消耗Se的物质的量之比为
D.产物Ⅳ的红外光谱中存在键的吸收峰,说明产物不纯
【答案】D
【详解】A.Ⅰ中P原子的价层电子对数为,孤电子对数为1,采用sp3杂化,每个P原子与其相连2个P原子、1个C原子构成三角锥形,故Ⅰ中所有磷原子不共平面,A错误;
B.Ⅱ分子结构不对称,正、负电荷中心不重合,为极性分子,Ⅲ分子结构对称,正、负电荷中心重合,为非极性分子,B错误;
C.Ⅰ转化为Ⅱ的化学方程式为3+15Se→5,Ⅰ转化为Ⅲ的化学方程式为2+20Se→5,则等量的Ⅰ分别完全转化为Ⅱ和Ⅲ消耗Se的物质的量之比为5:10=1:2,C错误;
D.产物Ⅳ的红外光谱中存在键的吸收峰,说明产物Ⅳ中混有Ⅱ、Ⅲ等杂质,即产物不纯,D正确;
故选D。
试卷第1页,共3页
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