1、第2课时有机物分子式与分子结构的确定课后篇巩固提升基础巩固1.乙醇和二甲醚属于同分异构体,其结构简式分别为: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.质谱仪解析二者均含C、H、O元素,则元素分析仪显示出的信号完全相同,A项正确;二甲醚和乙醇含有的官能团不同,红外光谱信号不同,B项错误;二者含有的H原子的种类和性质不同,核磁共振氢谱信号不同,C项错误;二者的相对分子质量相等,质谱法测定的最大质荷比相同,但信号并不完全相同,D项错误。答案A2.在核磁共振氢谱中出现两组峰,其氢原子数之比为32的化合物是()A.B.C.D.解析在核磁共振氢谱中
2、出现两组峰,说明该有机物分子中处在不同化学环境中的氢原子有两种,且根据题意这两种氢原子个数之比为32。A项中处在不同化学环境中的氢原子有2种,其个数比为31,不合题意;B项如图所示,氢原子有3种,其个数比为311,不合题意;C项如图所示:,氢原子有3种,其个数比为314,不合题意;D项如图所示:,氢原子有2种,其个数比为32,符合题意。答案D3.下列说法正确的是()A.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B.甲烷、乙烯和苯在工业上都通过石油分馏得到C.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料D.核磁共振氢谱能反映出有机物中不同环境氢原子的种类和个数解析有机物分子中不同的化学键
3、或官能团的吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息,可以初步判断有机物中具有哪些基团,A正确;石油分馏得到烷烃,苯通常由煤的干馏获得,乙烯通过石油分馏产品裂解获得,B错误;煤的气化可以生成CO、氢气,液化可得到甲醇等,都为化学变化,C错误;核磁共振氢谱能反映出有机物分子中不同环境氢原子的种类及相对数目,D错误。答案A4.研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯确定实验式确定分子式确定结构式。以下用于研究有机物的方法错误的是()A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物B.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量C.燃烧法是研究确定有机物元
4、素组成的有效方法之一D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团答案B5.某烃分子中碳和氢的质量比是245,该烃在标准状况下的密度是2.59 gL-1,其分子式为()A.C2H6B.C4H10C.C5H8D.C7H8解析N(C)N(H)=241251=25,其实验式为C2H5,M=Vm=2.59gL-122.4Lmol-158gmol-1,(24+5)n=58,n=2,故其分子式为C4H10。答案B6.某有机物在氧气中充分燃烧生成等物质的量的水和二氧化碳,则该有机物必须满足的条件是()A.分子中的C、H、O原子的个数比为123B.分子中C、H原子个数比为12C.该有机物的相对
5、分子质量为14D.该分子中肯定不含氧原子解析根据生成等物质的量的CO2和H2O,只能推断出分子中C、H原子的个数比为12,不能确定是否含有氧原子,也不能确定其相对分子质量。答案B7.如图是某有机物的核磁共振氢谱,请你观察图谱,分析其可能是下列物质中的()A.CH3CH2CH2CH3B.(CH3)2CHCH3C.CH3CH2CH2OHD.CH3CH2COOH解析由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有4种化学环境不同的氢原子,这4种不同化学环境的氢原子个数比为2123,C项符合题目要求。答案C8.化学上常用燃烧法确定有机物的组成。下图装置是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置,这种方法是在电炉加热时用
6、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:(1)A装置分液漏斗中盛放的物质是,写出有关反应的化学方程式:。(2)C装置中CuO的作用是。(3)写出E装置中所盛放试剂的名称,它的作用是。(4)若将B装置去掉会对实验造成什么影响?。(5)若准确称取1.20 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)。经充分燃烧后,E管质量增加1.76 g,D管质量增加0.72 g,则该有机物的最简式为。(6)要确定该有机物的分子式,还需要测定。解析本实验使用燃烧法测定有机物的组成,该实验装置按照“制氧气干燥氧气燃烧有机物吸收水吸收二氧化碳”排列。实验可测知燃烧生成的二氧化碳和水的质量,根
7、据二氧化碳的质量可求C元素的质量,由水的质量可求得H元素的质量,结合有机物的质量可求出O元素的质量,由此即可确定有机物分子中C、H、O个数比,从而确定实验式,若要再进一步确定有机物的分子式,还需知道该有机物的相对分子质量。答案(1)H2O2溶液(或H2O)2H2O22H2O+O2(或2Na2O2+2H2O4NaOH+O2)(2)使有机物充分氧化生成CO2和H2O(3)碱石灰或氢氧化钠吸收CO2(4)测得有机物中含氢量增大(5)CH2O(6)有机物的相对分子质量能力提升9.下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是()A.2,2,3,3-四甲基丁烷B.2,3,4-三甲基戊烷C.3,4-二甲基己烷D
8、.2,5-二甲基己烷解析写出题中各项物质的结构简式,分析有几种不同化学环境的氢原子,从而确定有几组峰。A项中物质有1种化学环境的氢原子;B项中物质有4种化学环境的氢原子;C项中物质有4种化学环境的氢原子;D项中物质有3种化学环境的氢原子。答案D10.用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积之比是116,则该化合物的结构简式为()A.CH3OCH2CH3B.C.CH3CH2CH2OHD.C3H7OH解析三个峰说明有三种不同化学环境的氢原子,且这三种不同化学环境的氢原子个数比为116,只有B项符合。D项中物质具体结构不明,可能是CH3CH2CH2OH,也可能是
9、。答案B11.燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.3 mol H2O,由此得出的结论不正确的是()A.该有机物分子中可能含有氧原子B.该有机物中碳、氢元素原子数目之比为13C.该有机物分子中不可能含有键D.该有机物分子的结构简式为CH3CH3解析该有机物分子中可能含有氧原子,例如乙醇,A正确;该有机物中碳、氢元素原子数目之比为13,B正确;由于2个碳原子最多结合6个氢原子,则该有机物分子中不可能含有键,C正确;该有机物不一定是乙烷,也可能是乙醇、甲醚或乙二醇,分子的结构简式不一定为CH3CH3,D错误。答案D12.8.8 g有机物C在足量O2中充分燃烧,将生成的混合气体依次
10、通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重7.2 g和17.6 g,经检验剩余气体为O2。已知C分子的质谱与红外光谱如图所示:下列说法错误的是()A.有机物C中含有C、H、O三种元素B.有机物C的分子式为C4H8O2C.有机物C难溶于水D.符合C分子结构特征的有机物只有一种解析由红外光谱图可知有机物C中含有C、H、O三种元素,A正确;由质谱图可知,C的相对分子质量为88,8.8g即0.1mol有机物C中含0.4molC原子、0.8molH原子、0.2molO原子,则有机物C的分子式为C4H8O2,B正确;从红外光谱图中可知,有机物C可能为乙酸乙酯、丙酸甲酯,均难溶于水,C正确;结合选项C,符合有机物C
11、分子结构特征的有机物不止有一种,D错误。答案D13.某有机物A用质谱仪测定如图,核磁共振氢谱示意图如图,则A的结构简式可能为()A.CH3CH2OHB.CH3CHOC.HCOOHD.CH3CH2CH2COOH解析根据图示可知,该有机物的最大质荷比为46,则A的相对分子质量为46;根据图示核磁共振氢谱可知,A分子的核磁共振氢谱有3个吸收峰,则其分子中有3种H原子;A.乙醇的相对分子质量为46,分子中含有3种H原子;B.乙醛的相对分子质量为44,分子中含有2种H原子;C.甲酸的相对分子质量为46,分子中含有2种H原子;D.丁酸的相对分子质量为88,分子中含有4种H原子。答案A14.为测定某有机化合
12、物A的结构,进行如下实验:第一步,分子式的确定。(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质中各元素的原子个数比是。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示质谱图,则其相对分子质量为,该物质的分子式是。(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式:。第二步,结构简式的确定。(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同化学环境的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如:甲基氯甲基醚(ClCH2OCH3)有两种氢原子如图所示。经测定,有机物A的核
13、磁共振氢谱示意图如图所示,则A的结构简式为。解析(1)据题意有:n(H2O)=0.3mol,则有n(H)=0.6mol;n(CO2)=0.2mol,则有n(C)=0.2mol。据氧原子守恒有n(O)=n(H2O)+2n(CO2)-2n(O2)=0.3mol+20.2mol-26.72L22.4Lmol-1=0.1mol,则该物质分子中各元素原子个数比N(C)N(H)N(O)=261。(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O,由质谱图知其相对分子质量为46,故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物,可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知:A有三种不同化学环境的氢原子,CH3OCH3只有一种化学环境的氢原子,故A的结构简式为CH3CH2OH。答案(1)N(C)N(H)N(O)=261(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3OCH3(4)CH3CH2OH
