高中化學 第3章 有機合成及其應用 合成高分子化合物 第2節(jié) 有機化合物結構的測定練習 魯科版選修5
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第3章 有機合成及其應用 合成高分子化合物 第2節(jié) 有機化合物結構的測定 1.某烴中碳和氫的質(zhì)量比是24∶5,該烴在標準狀況下的密度是2.59 gL-1,其分子式為( ) A.C2H6 B.C4H10 C.C5H8 D.C7H8 解析:=∶=2∶5,得其實驗式為C2H5,M=ρVm=2.59 gL-122.4 Lmol-1≈58 gmol-1,Mr=58,(24+5)n=58,n=2,故其分子式為C4H10。 答案:B 2.某氣態(tài)有機物X含C、H、O三種元素,已知下列條件,現(xiàn)欲確定X的分子式,所需的最少條件是( ) ①X中含碳質(zhì)量分數(shù)?、赬中含氫質(zhì)量分數(shù) ③X在標準狀況下的體積?、苜|(zhì)譜確定X的相對分子質(zhì)量?、軽的質(zhì)量 A.①② B.①②④ C.①②⑤ D.③④⑤ 解析:由①②可得有機物的實驗式,由①②④可知有機物的分子式。 答案:B 3.某有機物在氧氣中充分燃燒,生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2,下列說法正確的是( ) A.分子中C、H、O個數(shù)之比為1∶2∶3 B.分子中C、H個數(shù)之比為1∶4 C.分子中一定含有氧原子 D.此有機物的最簡式為CH4 解析:根據(jù)CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2,只能確定該有機物中C、H個數(shù)之比為1∶4,不能確定是否含有氧原子。 答案:B 4.某有機化合物由碳、氫、氧三種元素組成,其紅外光譜圖只有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵的振動吸收,該有機物的相對分子質(zhì)量是60,則該有機物的結構簡式是( ) A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3 C.CH3CH2OH D.CH3COOH 解析:用排除法解答。A中不存在O—H鍵;C中相對分子質(zhì)量不是60;D中還存在C===O鍵。 答案:B 5.某有機物由C、H、O三種元素組成,它的紅外吸收光譜表明有羥基中O—H鍵和烴基中C—H鍵的紅外吸收峰,且烴基與羥基上氫原子個數(shù)之比為2∶1,其相對分子質(zhì)量為62,試寫出該有機物的結構簡式。 解析:設其中有n個O—H,則含有2n個C—H,分子式為CxH3nOn,Mr(CxH3nOn)=62,即12x+19n=62(3n≤2x+2,偶數(shù))。 討論: 故分子式為C2H6O2,該有機物結構簡式為 CH2OHCH2OH。 答案:CH2OHCH2OH (時間:40分鐘 滿分:100分) 一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意,每小題8分,共48分) 1.某有機物完全燃燒后生成CO2、H2O和SO2,該化合物可能不含有的元素是( ) A.C B.H C.O D.S 答案:C 2.某化合物由碳、氫兩種元素組成,其中含碳的質(zhì)量分數(shù)為85.7%,在標準狀況下,11.2 L此氣態(tài)化合物的質(zhì)量為14 g,則該化合物的分子式為( ) A.C2H4 B.C2H6 C.C3H6 D.C4H8 解析:根據(jù)n=計算氣體的物質(zhì)的量,再結合M=計算氣體的摩爾質(zhì)量,最后根據(jù)各元素的質(zhì)量分數(shù)確定分子式。 答案:A 3.二甲醚和乙醇是同分異構體,其鑒別可采用化學方法或物理方法,下列鑒別方法中不能對二者進行鑒別的是( ) A.利用金屬鈉或者金屬鉀 B.利用質(zhì)譜法 C.利用紅外光譜法 D.利用核磁共振氫譜 解析:質(zhì)譜是用于測定相對分子質(zhì)量的。 答案:B 4.經(jīng)測定,由C3H7OH、C2H5OC2H5和C6H12組成的混合物中氧的質(zhì)量分數(shù)為8%,則此混合物中氫的質(zhì)量分數(shù)為( ) A.78% B.22% C.14% D.13% 解析:分析各成分,C3H8O可表示為C3H6(H2O),C2H5OC2H5可表示為C4H8(H2O),可得出三種物質(zhì)除去H2O外,最簡式相同,均為CH2,再由混合物中氧的質(zhì)量分數(shù)為8%,設水中H含量為x,則有2∶16=x∶8%,得x=1%,所以余下CH2的總質(zhì)量分數(shù)為1-8%-1%=91%,又因為余下的C、H比都是1∶2,所以混合物中氫的質(zhì)量分數(shù)是91%+1%=14%。 答案:C 5.在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰,且其氫原子數(shù)之比為3∶2的化合物是( ) 解析:A項有2種類型氫原子,個數(shù)比為3∶1;B項據(jù)對稱分析知有3種類型氫原子,個數(shù)比為3∶1∶1;C項據(jù)對稱分析知有2種類型氫原子,個數(shù)比為3∶4;D項據(jù)對稱分析知有2種類型氫原子,個數(shù)比為3∶2。 答案:D 6.下列物質(zhì)的核磁共振氫譜有三個吸收峰的是( ) A.C2H6 B.C3H8 C.CH3CH2CH2CH3 D.CH3CH2OH 答案:D 二、非選擇題(本題包括3小題,共52分) 7.(15分)利用核磁共振技術測定有機物分子三維結構的研究獲得了2002年諾貝爾化學獎。在有機物分子中,不同位置的氫原子的核磁共振氫譜中給出的峰值(信號)也不同。根據(jù)峰值(信號)可以確定有機物分子中氫原子的種類和數(shù)目。例如:乙醚的結構式為CH3—CH2—O—CH2—CH3,其核磁共振氫譜中給出的峰值(信號)有兩個,如圖所示: CH3CH2OCH2CH3的核磁共振氫譜 (1)下列分子的核磁共振氫譜中只有一個峰值的是( ) A.CH3CH3 B.CH3COOH C.CH3COOCH3 D.CH3OCH3 (2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氫譜如下圖所示,則A的結構簡式為________,請預測B的核磁共振氫譜上有________個峰(信號)。 A的核磁共振氫譜 解析:(1)CH3CH3、CH3—O—CH3兩種結構中氫原子的位置完全相同,故核磁共振氫譜中有1個峰值。 (2)C2H4Br的結構有2種可能:和CH3—CHBr2,前者的氫原子位置完全相同,核磁共振氫譜的峰值只有1個,而后者的氫原子有2種不同的類型,故核磁共振氫譜的峰值有2個。 答案:(1)AD (2) 2 8.(25分)(1)某含氧有機物,它的相對分子質(zhì)量為46.0,碳的質(zhì)量分數(shù)為52.2%,氫的質(zhì)量分數(shù)為13.0%。NMR中只有一個特征峰,請寫出其結構簡式:__________。 (2)分子式為C3H6O2的甲、乙兩種有機物,甲的結構簡式為HOCH2CH2CHO,乙的結構簡式為CH3COOCH3,則在NMR中,甲有__________個特征峰,其強度之比為________;乙有________個特征峰,其強度之比為________。 解析:(1)據(jù)題意可知n(C)∶n(H)∶n(O)=∶∶=2∶6∶1,由相對分子質(zhì)量為46.0知該有機物的分子式為C2H6O,據(jù)題中信息可知該有機物中所有氫原子均為等效氫原子,其結構簡式只能是CH3OCH3。(2)甲分子中共有4種不同結構的氫原子,故在NMR中會出現(xiàn)4個相應的峰,其氫原子個數(shù)比為2∶2∶1∶1,故其強度之比亦為2∶2∶1∶1。乙分子中共有2種不同的氫原子,故在NMR中會出現(xiàn)2個相應的峰,其氫原子個數(shù)比為1∶1,強度之比為1∶1。 答案:(1)CH3OCH3 (2)4 2∶2∶1∶1 2 1∶1 9.(12分)某含碳、氫、氧三種元素的有機物X,經(jīng)燃燒分析實驗測定其碳的質(zhì)量分數(shù)是64.86%,氫的質(zhì)量分數(shù)是13.51%,且該有機物的質(zhì)譜圖如圖所示,試確定該有機物的分子式。 解析:本題可以根據(jù)題目中所給各元素的質(zhì)量分數(shù)求出該有機物的實驗式,再分析該有機物的質(zhì)譜圖找出相對分子質(zhì)量,進而求出分子式。 由題意可知,氧的質(zhì)量分數(shù)為:1—64.86%—13.51%=21.63%。 各元素原子個數(shù)比:N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶=4∶10∶1。 故該有機物的實驗式為C4H10O,實驗式的相對分子質(zhì)量為74。觀察該有機物的質(zhì)譜圖,質(zhì)荷比最大的數(shù)值為74,所以其相對分子質(zhì)量為74,該有機物的分子式為C4H10O。 答案:C4H10O- 配套講稿:
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