高中化学 专题1 认识有机化合物 第2单元 科学家怎样研究有机物（第1课时）有机物组成和结构的研究学业分层测评 苏教版

有机物组成和结构的研究(建议用时：45分钟)学业达标1验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是()A只测定它的C、H比B只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2C只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值D测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量【解析】要验证是烃，必须确认只含C、H两元素组成，不含O元素。【答案】D2某气态有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是()X中碳的质量分数X中氢的质量分数X在标准状况下的体积质谱确定X的相对分子质量X的质量ABC D【解析】由C、H质量分数可推出O的质量分数，由各元素的质量分数可确定X的实验式，由相对分子质量和实验式即可确定X的分子式。【答案】B3(2016南通高二期中)某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和CO2的物质的量之比为11，由此可得出结论是()A该有机物分子中C、H、O个数比为123B分子中碳氢原子个数比为21C有机物中必定含氧D无法判断有机物中是否含有氧元素【解析】由n(H2O)n(CO2)11，可推知n(C)n(H)12，要想判断有机物中是否含氧，应知道m(H2O)、m(CO2)及有机物的质量。若m(有机物)m(C)m(H)，则不含氧元素；若m(有机物)m(C)m(H)，则含氧元素。【答案】D4燃烧0.2 mol某有机物，得到0.4 mol CO2和0.6 mol H2O，由此可得出的结论是()A该有机物含有2个碳原子和6个氢原子B该有机物中碳元素和氢元素的原子个数比为31C该有机物中含有2个CO2和3个H2OD该有机物的1个分子里含有2个碳原子和6个氢原子，还可能含有氧原子【解析】A项应该是：该有机物的1个分子里含有2个碳原子和6个氢原子；B项应该是：该有机物中碳元素和氢元素的原子个数比为13，C项应该是：有机物燃烧生成CO2和水，不是该有机物中含二氧化碳和水。【答案】D5(双选)下列化合物在1H核磁共振谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为31的有() 【导学号：11050003】A乙酸异丙酯CH3COOCH(CH3)2B乙酸叔丁酯CH3COOC(CH3)3C对二甲苯()D均三甲苯()【解析】A选项有三种氢；B选项有两种氢，个数比为93；C选项有两种氢，个数比为64，D选项有两种氢，个数比为93。【答案】BD6下列化合物分子，在1H核磁共振谱图中能给出三种信号峰的是()【解析】有机物中含有几种不同类型的氢原子，在1H核磁共振谱上就能出现几种信号峰，现题给有机物在1H核磁共振谱中有三种信号峰，这表明有机物分子中含有3种不同类型的氢原子。【答案】B7某有机物C3H6O2的1H核磁共振谱中有两个共振峰，面积比为11，该有机物的结构简式是()【解析】A中有3种峰，面积比为321；C中有4种峰，面积比为3111；D中有3种峰，面积比为321。【答案】B8某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有CH键、HO键、CO键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式可能是()ACH3CH2CH2OHBCCH3CH2OCH3DCH3CH2CHO【解析】红外光谱图有OH键，说明含OH，再根据其相对分子质量是60，可判断其分子式为C3H7OH，结构简式可能为CH3CH2CH2OH和CH3CH(OH)CH3。【答案】A9(双选)确定有机物中是否含有卤素的方法是()A将待测物与氧化铜混合高温加热，产物分别用高氯酸镁和碱石灰吸收B将待测物与金属钠混合熔融，再用水溶解，稀硝酸酸化后滴加硝酸银溶液C将待测物直接在空气中燃烧，观察火焰颜色和烟雾的浓烈程度D将一根纯铜丝加热至红热，蘸上试样，放在火焰上灼烧，观察火焰颜色【解析】有机物分子中卤素的检验可采用钠融法和铜丝燃烧法，采用钠融法时卤素转化为卤化钠，在硝酸存在下与AgNO3溶液反应生成卤化银沉淀，据沉淀颜色可判断卤素种类；铜丝燃烧法简便易行，若蘸上试样的铜丝灼烧时火焰为绿色，则证明存在卤素。【答案】BD10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1H核磁共振谱有5组峰，其面积之比为12223，如图A所示。方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图B所示。图A图B请填空：(1)A的分子式为_。(2)一个A分子中含一个甲基的依据是_。aA的相对分子质量bA的分子式cA的1H核磁共振谱图dA分子的红外光谱图(3)A的结构简式为_。【解析】(1)由题意知，有机物A中O的质量分数为172.0%6.67%21.33 %，Mr(A)150 得N (C)9，N(H)10，N(O)2，则A的分子式为C9H10O2。(2)由分子式知A中含有10个H,1H核磁共振谱中有5组峰，说明A中有5种氢，峰面积之比为12223，则A中5种H的个数比为12223，由于3个H相同的只有一种即有一个CH3。(3)A中含苯环结构，且苯环与C原子相连形成的结构，含C=O和CO，可联想(酯基) ，含CC和CH，可知含烷烃基，综合可知A的结构简式为。【答案】(1)C9H10O2(2)b、c(3) 11(2016泰安高二期中)某有机物蒸气对H2的相对密度为23，其中C、H、O质量分数分别为52.17%、13.05%、34.78%。(1)该有机物实验式为_，分子式为_，可能的结构式为_和_。(2)实验测得4.6 g该有机物和足量金属钠反应，标准状况下产生气体1.12 L，则该有机物结构简式为_。【解析】(1)n(C)n(H)n(O)261，故实验式为C2H6O，Mr23246，分子式亦为C2H6O，可能的结构简式有两种：CH3OCH3、CH3CH2OH。(2)该有机物能和Na反应放出H2，说明分子中含OH，且1 mol该有机物可产生0.5 mol H2，故分子中只含有一个OH，则结构简式为CH3CH2OH。【答案】(1)C2H6OC2H6OCH3OCH3CH3CH2OH(2)CH3CH2OH能力提升12利用核磁共振技术测定有机物分子的三维结构的研究获得了2002年诺贝尔化学奖。在有机物分子中，不同氢原子的核磁共振谱中给出的峰值(信号)也不同，根据峰值(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如二乙醚的结构简式为：CH3CH2OCH2CH3，其核磁共振谱中给出的峰值(信号)有两个，如图所示： 【导学号：11050004】(1)下列物质中，1H核磁共振谱中给出的峰值(信号)只有一个的是_。ACH3CH3BCH3COOHCCH3COOCH2CH3DCH3OCH3(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的1H核磁共振谱如图所示，则A的结构简式为_，请预测B的1H核磁共振谱上有_个峰值(信号)。(3)用1H核磁共振谱的方法来研究C2H6O的结构，简要说明根据1H核磁共振谱的结果来确定C2H6O分子结构的方法是_。【解析】(1)A有一种不同化学环境的H，B有两种不同化学环境的H，C有三种不同化学环境的H，D有一种不同化学环境的H。(2)由谱图可知A有一种不同化学环境的H，所以A为BrCH2CH2Br，它的同分异构体为CH3CHBr2，有两种不同化学环境的H。(3)若谱图中给出了3个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3CH2OH，若谱图中给出了1个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3OCH3。【答案】(1)AD(2)BrCH2CH2Br2(3)若谱图中给出了3个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3CH2OH；若谱图中给出了1个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3OCH313已知某种有机物A的质谱图和红外光谱图如图所示：回答下列问题：(1)结合以上谱图推断：有机物A的相对分子质量为_，分子式为_，所含官能团的名称_；有机物A的1H核磁共振谱图中有_种吸收峰，峰面积之比为_。(2)链烃B的相对分子质量比A小4，含3个甲基，并能使溴的四氯化碳溶液褪色，符合题意的B有_种。(3)链烃C是B的同系物，且其对乙烯的相对密度为3，C的1H核磁共振谱图显示：C中只含有一种氢原子。则C在一定条件下发生聚合反应的化学方程式为：_。【解析】(1)由质谱图可确定相对分子质量为74，由红外光谱图可知含有CH3、C=O、COC等基团。可推知该物质为乙酸甲酯，分子式为C3H6O2，所以所含官能团的名称为酯基；有机物A的1H核磁共振谱图中有2种吸收峰，峰面积之比为11。(2)链烃B的相对分子质量为70，且含3个甲基，并能使溴的四氯化碳溶液褪色，则一定是3甲基2丁烯。(3)链烃C是B的同系物，说明也是烯烃；其对乙烯的相对密度为3，说明C的相对分子质量为84；C的1H核磁共振谱图显示只含有一种氢原子，则它只能是。【答案】(1)74C3H6O2酯基211(2)114某含氧有机化合物可以作为无铅汽油的抗爆震剂，其相对分子质量为88.0，含C的质量分数为0.682，含H的质量分数为0.136，其余为O。(1)试确定该化合物的分子式。(2)经红外光谱和1H核磁共振谱显示该分子中有4个甲基。请写出其结构简式。【解析】(1)(实验式法)该化合物中w(O)1.0000.6820.1360.182N(C)N(H)N(O)5121设该化合物的分子式为(C5H12O)n，则(12511216)n88.0，解得n1该有机物的分子式为C5H12O。(2)由于该有机物分子中有4个甲基，除去这4个甲基外，还有，所以C和O应被4个甲基包围在中间。【答案】(1)C5H12O(2)