高中化学选修五第一章第四节练习

课时作业7元素分析和相对分子质量的测定时间：60分钟分值：100分班级：________姓名：________一、选择题(每小题5分，共50分)1．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，所需最少的条件是()①X中碳的质量分数②X中氢的质量分数③X在标准状况下的体积④X对氢气的相对密度⑤X的质量A．①和②B．①②④C．①②⑤D．③④⑤答案：B2．某烃分子中有40个电子，它燃烧时生成等体积的CO2和H2O(气)，该有机物的分子式为()A．C4H8B．C4H10OC．C5H10D．C4H10答案：C解析：CO2和H2O等体积，则C:H＝1:2，再根据40个电子，即可求出分子式为C5H10。3．某烃中碳和氢的质量比是24∶5，该烃在标准状况下的密度是2.59g/L，其分子式为()A．C2H6B．C4H10C．C5H12D．C4H8答案：B解析：由C、H质量比求出物质的量比为2:5，M＝2.59×22.4＝58，确定分子式为C4H10。4．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．2,5—二甲基己烷答案：D解析：A选项1组峰；B、C选项各4组峰；D选项3组峰。5．燃烧0.2mol某有机物，得到0.4molCO2和0.6molH2O，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1C．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，还可能含有氧原子答案：D解析：该有机物中含有2个C,6个H，是否有氧不确定。6．下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是()A．HCHOB．CH3OHC．HCOOHD．CH3COOCH3答案：A解析：A中两个氢原子均连接在碳原子上，性质一样，只给出原子信号；B中甲基上的3个氢原子性质一样，羟基上的氢原子又是一种性质，所以应该给出两种信号；C中两个氢原子性质也不一样，一个连接在碳原子上，一个连接在氧原子上，应该给出两种信号；D中两个甲基不一样，所以两个甲基上的氢原子也不一样，应该给出两种信号。7．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量的(10－9g)化合物通过质谱仪的离子化室，样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化合可得到C2H＋6、C2H＋5、C2H＋4……然后测定其质荷比。设H＋的质荷比为β，某有机物样品的横坐标如下图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是()A．甲醇B．甲烷C．丙烷D．乙烯答案：B8．的HNMR谱中峰的组数为()A．2组B．3组C．4组D．5组答案：B解析：有三种不同的氢原子：四个甲基的氢原子是一样的；两个次甲基上的氢原子是一样的；苯环上的四个氢原子是一样的。9．以下关于红外光谱说法中正确的是()A．在有机物分子中，组成化学键或官能团的有着处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当B．不同的化学键或官能团吸收频率不同，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C．通过红外光谱图的分析可以知道有机物的相对分子质量D．通过红外光谱图的分析可以知道有机物中氢原子所处的化学环境答案：AB解析：质谱法是最精确、快捷的测定相对分子质量的方法；通过核磁共振氢谱图分析可以知道有机物中氢原子的类型及它们的数目。10．下列说法正确的是()A．核磁共振氢谱图可以推知有机物分子中有几种类型的氢原子及它们的数目B．红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子C．质谱法具有快速、微量、精确的特点D．紫外光谱可以确定有机化合物分子中的化学键或官能团答案：AC解析：质谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子；红外光谱可以确定有机化合物分子中的化学键或官能团。二、简答题(共50分)11．(14分)分子式为C2H4O2的结构可能有两种，为对其结构进行物理方法鉴别，可用____________________或______________________。(1)若为则红外光谱中应该有__________个振动吸收；核磁共振氢谱中应该有________个峰。(2)若为则红外光谱中应该有__________个振动吸收；核磁共振氢谱中应该有________个峰。答案：红外光谱法核磁共振氢谱(1)42(2)3212．(16分)为了测定一种气态烃A的化学式，取一定质量的A于密闭容器中燃烧，经测定产物为CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计如下两种方案，且均认为根据自己的方案能求出A的最简式。(图中箭头表示气体流向，实验前系统内空气已除尽)。甲：燃烧产物――→浓H2SO4增重2.52g――→碱石灰增重1.32g――→点燃生成CO2乙：燃烧产物――→碱石灰增重3.84g――→灼烧CuO减轻0.64g――→石灰水增重4g请回答：(1)你认为根据甲、乙两方案能否求出A的最简式？。(2)请根据你的选择，通过计算，推得A的最简式为。(3)若欲确定A的化学式，是否还测定其他数据？如果需要应测定哪些数据？答案：(1)不能(2)CH4(3)不需要测定其他数据，化学式为CH4。解析：(1)甲方案不能，因为CO的质量不确定；乙方案不能，因为碱石灰同时吸H2O和CO2，所以3.84g无法求出H2O和CO2各自多少。(2)求A的最简式必须把甲、乙联系一起求，m(H2O)＝2.52g，n(H2O)＝2.52g18g·mol－1＝0.14mol，n(H)＝0.28mol；m(CO2)＝1.32g，n(CO2)＝1.32g44g·mol－1＝0.03mol，n(CO)＝n(CO2)＝n(CaCO3)＝4g100g·mol－1＝0.04mol，n(C)＝n(CO)＋n(CO2)＝0.07mol，nCnH＝0.07mol0.28mol＝14，最简式为CH4。(3)最简式为CH4的烃，只能是CH4，所以不需测定其他数据。13．(20分)为了测定某有机物A的结构，做如下实验：①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1molCO2和2.7g水。②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图(Ⅰ)所示的质谱图。③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图(Ⅱ)所示图谱，图中三个峰的面积之比是1：2：3。试回答下列问题：(1)有机物A的相对分子质量是________。(2)有机物A的实验式是________。(3)能否根据A的实验式确定A的分子式________(填“能”或“不能”)，若能，则A的分子式是________，若不能，则此空不填。(4)写出有机物A可能的结构简式。答案：(1)46(2)C2H6O(3)能；C2H6O(4)CH3CH2OH解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量也是46。(2)在2.3g该有机物中，n(C)＝0.1mol，m(C)＝0.1mol×12g/mol＝1.2g。n(H)＝2.7g18g·mol－1×2＝0.3mol。m(H)＝0.3mol×1g/mol＝0.3g。m(O)＝2.3g－1.2g－0.3g＝0.8g。n(O)＝0.8g16g·mol－1＝0.05mol。所以n(C)：n(H)：n(O)＝0.1mol：0.3mol：0.05mol＝2：6：1，A的实验式是C2H6O。(3)因为实验式是C2H6O的有机物中，氢原子数已经达到饱和，所以其实验式即为分子式。(4)A有如下两种可能的结构：CH3OCH3或CH3CH2OH；若为前者则在核磁共振氢谱中应只有一个峰；若为后者，则在核磁共振氢谱中应有三个峰，而且三个峰的面积之比是1：2：3。显然后者符合题意，所以A为CH3CH2OH。