化学选修有机化学基础鲁科版习题：第3章第2节有机化合物结构的测定 Word版含解析

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1、精品资料第第3章章有机合成及其应用有机合成及其应用合成高分合成高分子化合物子化合物第第 2 节节有机化合物结构的测定有机化合物结构的测定1某烃中碳和氢的质量比是某烃中碳和氢的质量比是 245，该烃在标准状况下的密度该烃在标准状况下的密度是是 2.59 gL1，其分子式为其分子式为()AC2H6BC4H10CC5H8DC7H8解析：解析：N（C）N（H）24125125，得其实验式为得其实验式为 C2H5，MVm2.59 gL122.4 Lmol158 gmol1，Mr58，(245)n58，n2，故其分子式为故其分子式为 C4H10。答案：答案：B2某气态有机物某气态有机物 X 含含 C、H、

2、O 三种元素三种元素，已知下列条件已知下列条件，现现欲确定欲确定 X 的分子式的分子式，所需的最少条件是所需的最少条件是()X中含碳质量分数中含碳质量分数X中含氢质量分数中含氢质量分数X在标准状况下在标准状况下的体积的体积质谱确定质谱确定 X 的相对分子质量的相对分子质量X 的质量的质量ABCD解析解析： 由由可得有机物的实验式可得有机物的实验式， 由由可知有机物的分子可知有机物的分子式。式。答案：答案：B3某有机物在氧气中充分燃烧某有机物在氧气中充分燃烧，生成的生成的 CO2和和 H2O 的物质的的物质的量之比为量之比为 12，下列说法正确的是下列说法正确的是()A分子中分子中 C、H、O

3、个个数之比为数之比为 123B分子中分子中 C、H 个数之比为个数之比为 14C分子中一定含有氧原子分子中一定含有氧原子D此有机物的最简式为此有机物的最简式为 CH4解析解析：根据根据 CO2和和 H2O 的物质的量之比为的物质的量之比为 12，只能确定该有只能确定该有机物中机物中 C、H 个数之比为个数之比为 14，不能确定是否含有氧原子。不能确定是否含有氧原子。答案：答案：B4某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只其红外光谱图只有有 CH 键、键、OH 键、键、CO 键的振动吸收键的振动吸收，该有机物的相对分子该有机物的相对分子质量是质量是

4、 60，则该有机物的结构简式是则该有机物的结构简式是()ACH3CH2OCH3BCH3CH(OH)CH3CCH3CH2OHDCH3COOH解析解析：用排除法解答用排除法解答。A 中不存在中不存在 OH 键键；C 中相对分子质量中相对分子质量不是不是 60；D 中还存在中还存在 C=O 键。键。答案：答案：B5某有机物由某有机物由 C、H、O 三种元素组成三种元素组成，它的红外吸收光谱表它的红外吸收光谱表明有羟基中明有羟基中 OH 键和烃基中键和烃基中 CH 键的红外吸收峰键的红外吸收峰， 且烃基与羟基且烃基与羟基上氢原子个数之比为上氢原子个数之比为 21，其相对分子质量为其相对分子质量为 62

5、，试写出该有机物试写出该有机物的结构简式。的结构简式。解析：解析：设其中有设其中有 n 个个 OH，则含有则含有 2n 个个 CH，分子式分子式为为CxH3nOn，Mr(CxH3nOn)62，即即 12x19n62(3n2x2，偶数偶数)。讨论：讨论：n2，4x2，1412（舍）（舍）故分子式为故分子式为 C2H6O2，该有机物结构简式为该有机物结构简式为CH2OHCH2OH。答案：答案：CH2OHCH2OH(时间：时间：40 分钟分钟满分：满分：100 分分)一一、选择题选择题(每小题只有一个选项符合题意每小题只有一个选项符合题意，每小题每小题 8 分分，共共 48分分)1某有机物完全燃烧后

6、生成某有机物完全燃烧后生成 CO2、H2O 和和 SO2，该化合物可能该化合物可能不含有的元素是不含有的元素是()ACBHCODS答案：答案：C2某化合物由碳、氢两种元素组成某化合物由碳、氢两种元素组成，其中含碳的质量分数其中含碳的质量分数为为85.7%，在标准状况下在标准状况下，11.2 L 此气态化合物的质量为此气态化合物的质量为 14 g，则该化则该化合物的分子式为合物的分子式为()AC2H4BC2H6CC3H6DC4H8解析解析：根据根据 nVVm计算气体的物质的量计算气体的物质的量，再结合再结合 Mmn计算气体计算气体的摩尔质量的摩尔质量，最后根据各元素的质量分数确定分子式。最后根据

7、各元素的质量分数确定分子式。答案：答案：A3二甲醚和乙醇是同分异构体二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理其鉴别可采用化学方法或物理方法方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是()A利用金属钠或者金属钾利用金属钠或者金属钾B利用质谱法利用质谱法C利用利用红外光谱法红外光谱法D利用核磁共振氢谱利用核磁共振氢谱解析：解析：质谱是用于测定相对分子质量的。质谱是用于测定相对分子质量的。答案：答案：B4经测定经测定，由由 C3H7OH、C2H5OC2H5和和 C6H12组成的混合物中组成的混合物中氧的质量分数为氧的质量分数为 8%，则此混合物中氢的质量

8、分数为则此混合物中氢的质量分数为()A78%B22%C14%D13%解析：解析：分析各成分分析各成分，C3H8O 可表示为可表示为 C3H6( (H2O)，C2H5OC2H5可表示为可表示为 C4H8(H2O)，可得出三种物质除去可得出三种物质除去 H2O 外外，最简式相同最简式相同，均为均为 CH2，再由混合物中氧的质量分数为再由混合物中氧的质量分数为 8%，设水中设水中 H 含量为含量为 x，则有则有 216x8%，得得 x1%，所以余下所以余下 CH2的总质量分数为的总质量分数为 18%1%91%，又因为余下的又因为余下的 C、H 比都是比都是 12，所以混合物所以混合物中氢的质量分数是

9、中氢的质量分数是 91%2141%14%。答案：答案：C5在核磁共振氢谱中出现两组峰在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其氢原子数之比为且其氢原子数之比为 32的化合物是的化合物是()解析：解析：A 项有项有 2 种类型氢原子种类型氢原子，个数比为个数比为 31；B 项据对称分项据对称分析知有析知有 3 种类型氢原子种类型氢原子，个数比为个数比为 311；C 项据对称分析知有项据对称分析知有 2种类型氢原子种类型氢原子，个数比为个数比为 34；D 项据对称分析知有项据对称分析知有 2 种类型氢原种类型氢原子子，个数比为个数比为 32。答案：答案：D6下列物质的核磁共振氢谱有三个吸收峰的是下列物质的核

10、磁共振氢谱有三个吸收峰的是()AC2H6BC3H8CCH3CH2CH2CH3DCH3CH2OH答案：答案：D二、非选择题二、非选择题(本题包括本题包括 3 小题小题，共共 52 分分)7(15 分分)利用核磁共振技术测定有机物分子三维结构的研究获利用核磁共振技术测定有机物分子三维结构的研究获得了得了 2002 年诺贝尔化学奖。在有机物分子中年诺贝尔化学奖。在有机物分子中，不同位置的氢原子的不同位置的氢原子的核磁共振氢谱中给出的峰值核磁共振氢谱中给出的峰值(信号信号)也不同。根据峰值也不同。根据峰值(信号信号)可以确定可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如：乙醚的结构式为有机物分子中氢原子

11、的种类和数目。例如：乙醚的结构式为 CH3CH2OCH2CH3，其核磁共振氢谱中给出的峰值其核磁共振氢谱中给出的峰值(信号信号)有两个有两个，如图所示如图所示：CH3CH2OCH2CH3的核磁共振氢谱的核磁共振氢谱(1)下列分子的核磁共振氢谱中只有一个峰值的是下列分子的核磁共振氢谱中只有一个峰值的是()ACH3CH3BCH3COOHCCH3COOCH3DCH3OCH3(2)化合物化合物 A 和和 B 的分子式都是的分子式都是 C2H4Br2，A 的核磁共振氢谱如的核磁共振氢谱如下图所示下图所示，则则 A 的结构简式为的结构简式为_，请预测请预测 B 的核的核磁共振氢谱磁共振氢谱上有上有_个峰个

12、峰(信号信号)。A 的核磁共振氢谱的核磁共振氢谱解析：解析：(1)CH3CH3、CH3OCH3两种结构中氢原子的位置完两种结构中氢原子的位置完全相同全相同，故核磁共振氢谱中有故核磁共振氢谱中有 1 个峰值。个峰值。(2)C2H4Br 的结构有的结构有 2 种可能：种可能：和和 CH3CHBr2，前者的氢前者的氢原子位置完全相同原子位置完全相同， 核磁共振氢谱的峰值只有核磁共振氢谱的峰值只有 1 个个， 而后者而后者的氢原子有的氢原子有 2 种不同的类型种不同的类型，故核磁共振氢谱的峰值有故核磁共振氢谱的峰值有 2 个。个。答案：答案：(1)AD(2)28(25 分分)(1)某含氧有机物某含氧有

13、机物，它的相对分子质量为它的相对分子质量为 46.0，碳的质碳的质量分数为量分数为 52.2%， 氢的质量分数为氢的质量分数为 13.0%。 NMR 中只有一个特征峰中只有一个特征峰，请写出其结构简式：请写出其结构简式：_。(2)分子式为分子式为 C3H6O2的甲、乙两种有机物的甲、乙两种有机物，甲的结构简式甲的结构简式为为HOCH2CH2CHO，乙的结构简式为乙的结构简式为 CH3COOCH3，则在则在 NMR 中中，甲有甲有_个特征峰个特征峰，其强度之比为其强度之比为_；乙有；乙有_个特征峰个特征峰，其强度之比为其强度之比为_。解析：解析：(1)据题意可知据题意可知 n(C)n(H)n(O

14、)52.2%1213%1（10052.213）%16261， 由相对分子质量为由相对分子质量为 46.0 知该有机物知该有机物的分子式为的分子式为 C2H6O，据题中信息可知该有机物中所有氢原子均为等据题中信息可知该有机物中所有氢原子均为等效氢原子效氢原子，其结构简式只能是其结构简式只能是 CH3OCH3。(2)甲分子中共有甲分子中共有 4 种不同种不同结构的氢原子结构的氢原子，故在故在 NMR 中会出现中会出现 4 个相应的峰个相应的峰，其氢原子个数比其氢原子个数比为为 2211，故其强度之比亦为故其强度之比亦为 2211。乙分子中共有。乙分子中共有 2 种种不同的氢原子不同的氢原子，故在故

15、在 NMR 中会出现中会出现 2 个相应的峰个相应的峰，其氢原子个数比其氢原子个数比为为 11，强度之比为强度之比为 11。答案：答案：(1)CH3OCH3(2)422112119(12 分分)某含碳、氢、氧三种元素的有机物某含碳、氢、氧三种元素的有机物 X，经燃烧分析实经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是验测定其碳的质量分数是 64.86%， 氢的质量分数是氢的质量分数是 13.51%， 且该有且该有机物的质谱图如图所示机物的质谱图如图所示，试确定该有机物的分子式。试确定该有机物的分子式。解析解析： 本题可以根据题目中所给各元素的质量分数求出该有机物本题可以根据题目中所给各元素的质量分数求出该

16、有机物的实验式的实验式， 再分析该有机物的质谱图找出相对再分析该有机物的质谱图找出相对分子质量分子质量， 进而求出分进而求出分子式。子式。由题意可知由题意可知，氧的质量分数为氧的质量分数为：164.86%13.51%21.63%。各元素原子个数比：各元素原子个数比：N(C)N(H)N(O)64.86%1213.51%121.63%164101。故该有机物的实验式为故该有机物的实验式为 C4H10O，实验式的相对分子质量为实验式的相对分子质量为 74。观察该有机物的质谱图观察该有机物的质谱图，质荷比最大的数值为质荷比最大的数值为 74，所以其相对分子所以其相对分子质量为质量为 74，该有机物的分子式为该有机物的分子式为 C4H10O。答案：答案：C4H10O