1、第2课时 有机化合物组成和结构的研究基础过关练题组一有机化合物组成的研究1.某有机物在氧气中充分燃烧,生成36 g水和44 g CO2,则关于该有机物的说法正确的是 ()A.分子式一定是CH4B.分子式一定是CH4OC.分子式可能是CH4或CH4OD.以上说法均不正确2.(2021安徽蚌埠三中高二下月考)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12,则下列说法中正确的是( )A.该有机物分子中C、H、O原子个数之比为123B.该有机物分子中C、H原子个数之比为14C.该有机物中一定含有氧元素D.该有机物的最简式为CH43.(2021广东揭阳揭东高二上期末)某有机物在氧气中充
2、分燃烧,生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为11,由此可以得出的结论是()A.该有机物分子中C、H、O原子个数比为121B.该有机物是烃,C、H原子个数比为12C.有机物必定含OD.无法判断有机物是否含O4.6.4 g某化合物在氧气中完全燃烧,生成8.8 g CO2和7.2 g H2O,下列说法中正确的是 ()A.该化合物只含碳、氢两种元素B.该化合物中碳、氢原子个数比为14C.无法确定该化合物是否含有氧元素D.该化合物一定是C2H8O25.实验测得某碳氢化合物A中,碳的质量分数为80%,氢的质量分数为20%,该化合物的实验式为。又测得该化合物的相对分子质量是30,该化合物的分子式为。题组二
3、有机化合物结构的研究6.下列有机物分子中,在核磁共振氢谱中只给出一种峰(信号)的是()A.CH3OHB.CH3CH2CH3C.CH3COOHD.CH3OCH37.(2020安徽蚌埠第三中学高二下月考)为测定某有机物的结构,用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱,则该有机物可能是()A.CH3CH2CH2COOHB.C.CH3CH2OH D.8.(1)有机物A的质谱图和红外光谱图分别如下:A的结构简式为。写出属于醇类,与A互为同分异构体的结构简式:。(2)相对分子质量不超过100的有机物B,既能与金属钠反应产生无色气体,又能与碳酸钠反应产生无色气体,还可以使溴的四氯化碳溶液褪色。B完全燃烧
4、只生成CO2和H2O。经分析,其含氧元素的质量分数为37.21%。经核磁共振仪检测发现B的氢谱如下:B的结构简式为。题组三有机化学反应的研究9.已知在水溶液中存在平衡:,当与CH3CH2OH发生酯化反应时,不可能生成的是()A.B.C.H2OD.H218O10.将CH3COOH和H18OC2H5混合发生酯化反应,已知酯化反应是可逆反应,反应达到平衡后下列说法中正确的是()A.18O存在于所有物质中B.18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯中C.18O仅存在于乙醇和水中D.有的乙醇分子可能不含18O能力提升练题组一有机物分子式的确定1.(2021安徽安庆怀宁第二中学高二上期中,)有机物A完全燃烧只生成CO
5、2和H2O,将12 g该有机物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸,浓硫酸增重14.4 g,再通过足量碱石灰,碱石灰增重26.4 g。该有机物的分子式是()A.C4H10B.C3H8OC.C2H6OD.C2H4O22.(2020辽宁沈阳实验中学高二下期中,)有一瓶无色、有特殊气味的液体,可能是甲醇(CH3OH)或乙醇(C2H5OH)。通过测定该液体充分燃烧后生成的二氧化碳和水的质量,可确定是哪种物质。对此原理解释错误的是()A.求出碳、氢元素的质量之比,与甲醇和乙醇中碳、氢元素质量之比对照,即可确定B.求出碳、氢原子的个数之比,与甲醇和乙醇分子中碳、氢原子个数之比对照,即可确定C.求出碳、氢原子的物质
6、的量之比,与甲醇和乙醇分子中的碳、氢原子的物质的量之比对照,即可确定D.求出碳、氢、氧原子的个数之比,与甲醇和乙醇分子中的碳、氢、氧原子个数之比对照,即可确定3.(2021黑龙江鹤岗第一中学高二上期末,)X、Y两种有机物的分子式不同,但均含有C、H或C、H、O,将X、Y以任意比例混合,只要物质的量之和不变,完全燃烧时所消耗的氧气量和生成水的物质的量也分别不变。则下列有关判断正确的是()A.X、Y分子式中氢原子数一定相同,碳原子数也一定相同B.若X为CH4,则相对分子质量最小的Y是甲醇C.若X为CH4,则相对分子质量最小的Y是乙二醇D.X、Y的分子式应含有相同的氢原子数,且相差n个碳原子,同时相
7、差2n个氧原子(n为正整数)4.(2021山东莘州中学高二第一次月考,)三聚氰胺含氮量较高,但对人体有害。一些不法乳制品企业为了提高乳制品中蛋白质含量,向乳制品中添加三聚氰胺,使儿童患肾结石。如图所示的实验装置可用来测定三聚氰胺的分子式。已知:三聚氰胺的相对分子质量为126。取1.26 g三聚氰胺样品,放在纯氧中充分燃烧,生成CO2、H2O、N2,实验测得装置B增重0.54 g,C增重1.32 g,排入F中水的体积为672 mL(可按标准状况计算)。(1)E装置的作用是。(2)需要加热的装置是(填字母)。(3)装置D的作用是。(4)三聚氰胺的分子式为。(5)三聚氰胺结构式的测定方法为。题组二有
8、机物结构式的确定5.(2021河北保定高二上期末,)某有机物A的质谱仪测定示意图如图,核磁共振氢谱示意图如图,则A的结构简式可能为() A.HCOOHB.CH3CHOC.CH3CH2OHD.CH3CH2COOH6.(2021江西南昌八一中学、洪都中学等七校高二下期中联考,)某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为6.67%,其余为氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5组峰,其面积之比为12223,如图1所示。方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图2所示。图1图
9、2请填空:(1)A的分子式为。(2)A分子中含一个甲基的依据是(填字母)。a.A的相对分子质量b.A的分子式c.A的核磁共振氢谱图d.A分子的红外光谱图(3)A的结构简式可能为 (任写一种)。答案全解全析基础过关练1.C2.B3.D4.B6.D7.C9.B10.B1.C根据燃烧产物中H2O和CO2的质量,可以求出其中的n(C)n(H)=4444(36182)=14,但是无法确定是否含有氧元素,故分子式可能是CH4或CH4O,C项正确。2.B只根据生成物CO2和H2O无法确定该有机物中是否含有氧元素。由题意知该有机物分子中N(C)N(H)=14,其最简式可能为CH4,也可能为CH4O。反思升华若
10、某有机物完全燃烧的产物为CO2和H2O,确定其是否含有氧元素的方法:通过相关的实验可以先确定CO2和H2O的质量,进而求得有机物中所含碳元素和氢元素的质量。m(C)=1244m(CO2),m(H)=218m(H2O)。若m(有机物)=m(C)+m(H),则说明该有机物中只含碳和氢两种元素;若m(有机物)m(C)+m(H),则说明有机物中含有C、H、O三种元素,其中m(O)=m(有机物)-m(C)-m(H)。3.D有机物在氧气中充分燃烧,生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为11,只能判断有机物含有碳元素和氢元素,且C和H原子个数之比是12,不能确定是否含有氧元素,故A、B、C项说法都不正确,D
11、项正确。4.Bn(CO2)=8.8 g44 gmol-1=0.2 mol,m(C)=0.2 mol12 gmol-1=2.4 g,n(H2O)=7.2 g18 gmol-1=0.4 mol,m(H)=1 gmol-10.42 mol=0.8 g,则m(C)+m(H)=2.4 g+0.8 g=3.2 g6.4 g,故该化合物中含有氧元素,其质量为6.4 g-3.2 g=3.2 g,n(O)=3.2 g16 gmol-1=0.2 mol,n(C)n(H)n(O)=141,实验式为CH4O,分子式一定不是C2H8O2,因为实验式中H原子已饱和。5.答案CH3C2H6解析N(C)N(H)=80%122
12、0%1=13,该化合物的实验式是CH3,又因为该化合物的相对分子质量为30,所以该化合物的分子式是C2H6。6.DD项中2个甲基连在同一个氧原子上,6个H原子等效。7.C根据核磁共振氢谱,有3组吸收峰,可知该有机物有3种等效氢原子,且3种等效氢原子个数比为123。CH3CH2CH2COOH有4种等效氢原子,A项错误;有2种等效氢原子,B项错误;CH3CH2OH有3种等效氢原子,且3种等效氢原子个数比为123,C项正确;有2种等效氢原子,D项错误。8.答案(1)CH3CH2OCH2CH3HOCH2CH2CH2CH3、CH3CH(OH)CH2CH3、HOCH2CH(CH3)CH3、(2)解析(1)
13、质谱图中,质荷比的最大值表示样品的相对分子质量,故A的相对分子质量为74,由红外光谱图能够推断出A中含有对称的CH3与CH2和醚键,所以A为CH3CH2OCH2CH3。由于C4H9有4种结构,故A属于醇类的同分异构体有4种。(2)B能与金属钠反应产生无色气体,也能与碳酸钠反应产生无色气体,说明B中至少含有一个羧基,同时还可能含有羟基等。B中含氧元素的质量分数为37.21%,若每个B分子中含有2个氧原子,则B的相对分子质量为86;若每个B分子中含有3个氧原子,则B的相对分子质量为129,大于100,不符合要求,所以每个B分子中只含有一个羧基。又因为B可以使溴的四氯化碳溶液褪色,所以B还含有碳碳不
14、饱和键,再结合核磁共振氢谱图显示B中含有三种等效氢原子且个数比为123,可以推断其结构简式为。9.B溶液中存在和,它们在与CH3CH2OH进行酯化反应时,根据酯化反应机理“羧酸脱羟基、醇脱氢”可知,B不可能生成。10.B本题考查的是酯化反应的机理“羧酸脱羟基、醇脱氢”,CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O,乙酸乙酯在水解时是从形成的酯基CO键处断开,因此,18O只可能存在于乙醇和乙酸乙酯中。能力提升练1.B2.D3.D5.C1.B浓硫酸增重14.4 g,即生成水的质量为14.4 g,则n(H2O)=14.4 g18 g/mol=0.8 mol,n(H)=1.
15、6 mol,m(H)=1 g/mol1.6 mol=1.6 g,碱石灰增重26.4 g,即生成二氧化碳的质量为26.4 g,则n(CO2)=26.4 g44 g/mol=0.6 mol,则n(C)=0.6 mol,m(C)=12 g/mol0.6 mol=7.2 g。m(C)+m(H)=8.8 g12 g,则该有机物中一定含有氧元素,12 g有机物中含有的氧元素的质量为12 g-8.8 g=3.2 g,n(O)=3.2 g16 g/mol=0.2 mol,则n(C)n(H)n(O)=0.6 mol1.6 mol0.2 mol=381,即该有机物的实验式为C3H8O,由于C3H8O中碳原子已经饱
16、和,故该有机物的分子式为C3H8O,B项正确。2.D根据甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH)的分子组成可知,若求出碳、氢元素的质量之比为31,则为甲醇,若求出碳、氢元素的质量之比为41,则为乙醇,A正确;若求出碳、氢原子的个数之比为14,则为甲醇,若求出碳、氢原子的个数之比为13,则为乙醇,B正确;若求出碳、氢原子的物质的量之比为14,则为甲醇,若求出碳、氢原子的物质的量之比为13,则为乙醇,C正确;生成物二氧化碳和水中的氧只有一部分来自有机物,还有一部分来自氧气,不能根据由CO2和H2O的质量求出的碳、氢、氧原子的个数之比来确定有机物分子中的碳、氢、氧原子的个数之比,D错误。3.D总物质
17、的量一定,有机物完全燃烧时,生成水的质量和消耗O2的质量不变,则分子式中的氢原子个数相同,且X、Y相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子(n为正整数),D项正确。X、Y分子式中氢原子数一定相同,碳原子数不可能相同,A项错误。相同物质的量的甲醇和甲烷的耗氧量不同,则相对分子质量最小的Y不可能为甲醇,B项错误。乙二醇分子中含有6个H原子,与甲烷分子中含有的氢原子数不相同,则相对分子质量最小的Y不可能为乙二醇,C项错误。4.答案(1)排水,以测定氮气的体积(2)AD(3)除去未反应的氧气(4)C3N6H6(5)红外光谱法解析A中氧气和三聚氰胺在加热条件下反应生成二氧化碳、水和氮气,B用于吸收水,C用于
18、吸收二氧化碳,D用于除去过量的氧气,然后用排水法测量氮气的体积,求出C、H、N三种元素的质量,判断是否有O,求出实验式,根据实验式和相对分子质量,求出分子式。(1)E装置的作用是用排水法测定氮气的体积。(2)三聚氰胺的燃烧以及铜与氧气的反应需要在加热的条件下进行。(3)铜在加热条件下可与氧气反应,D的作用为除去未反应的氧气。(4)三聚氰胺的相对分子质量为126,取1.26 g三聚氰胺样品,放在纯氧中充分燃烧,生成CO2、H2O、N2。实验测得装置B增重0.54 g,则n(H2O)=0.54 g18 g/mol=0.03 mol,n(H)=0.06 mol,C增重1.32 g,n(CO2)=1.
19、32 g44 g/mol=0.03 mol,n(C)=0.03 mol,排入F中水的体积为672 mL(可按标准状况计算),则n(N2)=0.672 L22.4 L/mol=0.03 mol,n(N)=0.06 mol,m(H)+m(C)+m(N)=0.06 mol1 g/mol+0.03 mol12 g/mol+0.06 mol14 g/mol=1.26 g,则三聚氰胺中不含O元素。N(C)N(H)N(N)=0.03 mol0.06 mol0.06 mol=122,所以实验式为CN2H2,设三聚氰胺的分子式为(CN2H2)n,则42n=126,n=3,所以分子式为C3N6H6。(5)红外光谱
20、可以获得分子中含有的基团的信息,可以通过红外光谱法确定三聚氰胺的结构式。5.C质荷比的最大值=相对分子质量,则该有机物的相对分子质量=46。由核磁共振氢谱示意图可知,核磁共振氢谱有3组吸收峰,故有机物分子中有3种等效氢原子。HCOOH只含2种等效氢原子,A项错误;CH3CHO的相对分子质量不是46,B项错误;CH3CH2OH的相对分子质量和等效氢原子均符合上述分析,C项正确;CH3CH2COOH的相对分子质量不是46,D项错误。6.答案(1)C9H10O2(2)bc(3)(合理即可)解析(1)由题意知,有机物A中O的质量分数为1-72.0%-6.67%=21.33%,由Mr(A)=150得N(C)=15072.0%12=9,N(H)=1506.67%110,N(O)=15021.33%162,则A的分子式为C9H10O2。(2)由分子式知,A中含有10个H,核磁共振氢谱中有5组峰,说明A中有5种H,峰面积之比为12223,则A中5种H的个数比为12223,说明A分子中含有一个CH3。(3)A中含苯环结构,且苯环与C原子相连形成的结构,含CO和CO,可联想酯基(),含CC和CH,综合可知A的结构简式可能为、。
