2020化学同步导学提分教程人教选修五测试第一章第四节第2课时元素分析与相对分子质量的测定分子结构的

[A篇知识对点训练]知识点1有机物的元素分析和相对分子质量的测定1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，下列说法正确的是()A．分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3B．分子中C、H个数之比为1∶4C．分子中不含有氧原子D．此有机物的最简式为CH4答案B解析有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O，说明该有机物中一定含有C、H两种元素，可能含氧元素。CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则C、H原子个数之比为1∶(2×2)＝1∶4，A、C错误，B正确；因不能确定有机物中是否有氧元素，所以无法确定其最简式，D错误。2．有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12g该有机物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸，浓硫酸增重14.4g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4g，该有机物的分子式是()A．C4H10B．C2H6OC．C3H8OD．C2H4O2答案C解析浓硫酸增重为H2O的质量，碱石灰增重为CO2的质量，即m(H2O)＝14.4g，m(CO2)＝26.4g，由此求出m(C)＝7.2g，m(H)＝1.6g，则m(O)＝3.2g，据此求出有机物中C、H、O的原子个数比为3∶8∶1，即有机物A的实验式为C3H8O，因氢原子数已达饱和，此实验式也就是有机物A的分子式。3．A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%。则A的实验式是()A．C5H12O4B．C5H12O3C．C4H10O4D．C5H10O4答案A解析氧元素的质量分数为100%－44.1%－8.82%＝47.08%，n(C)∶n(H)∶n(O)＝44.112∶8.821∶47.0816≈5∶12∶4，所以A的实验式为C5H12O4。4．燃烧0.1mol某有机物得0.2molCO2和0.3molH2O，由此得出的结论不正确的是()A．该有机物分子的结构简式为CH3—CH3B．该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶3C．该有机物分子中不可能含有D．该有机物分子中可能含有氧原子答案A解析n(有机物)∶n(CO2)∶n(H2O)＝0.1mol∶0.2mol∶0.3mol＝1∶2∶3，所以n(有机物)∶n(C)∶n(H)＝1∶2∶6，故有机物的分子式为C2H6Ox。5．为验证某有机物属于烃的含氧衍生物，下列方法正确的是()A．验证其完全燃烧后的产物只有H2O和CO2B．测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量之比C．测定其完全燃烧时消耗有机物的物质的量分别与生成的H2O和CO2的物质的量之比D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成的H2O和CO2的质量答案D解析A项，烃的含氧衍生物或烃燃烧都生成H2O和CO2，不能确定是否含有氧元素，错误；B项，测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量之比只能确定该有机物中碳原子、氢原子的个数比，不能确定是否含有氧元素，错误；C项，测定完全燃烧时消耗有机物的物质的量分别与生成的H2O和CO2的物质的量之比，只能确定该有机物中碳原子和氢原子的个数比，不能确定是否含有氧元素，错误；D项，测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成的H2O和CO2的质量，可以确定一定质量的有机物中含有碳、氢元素的质量，根据质量守恒可确定是否含有氧元素，正确。知识点2有机物分子结构的鉴定6．下列物质的核磁共振氢谱图中，有5个吸收峰的是()答案B解析有几个吸收峰说明有几种不同化学环境的氢原子。A项，分子中有2种氢原子；B项，分子中有5种氢原子；C项，分子中有4种氢原子；D项，分子中有4种氢原子。7．下列化合物分子，在核磁共振氢谱图中能给出三种信号峰的是()答案C解析A、B、C、D中的有机物信号峰分别为2、1、3、2个。8．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H键、O—H键、C—O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是()A．CH3CH2OCH3B．CH3CH(OH)CH3C．CH3COCH3D．CH3CH2CHO答案B解析CH3CH2OCH3中没有O—H键，CH3COCH3、CH3CH2CHO中没有O—H键、C—O键，A、C、D错误，B正确。9．下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是()答案D解析A项中有机物有三种氢原子，不正确；B项中有机物含有两种氢原子，且这两种氢原子的个数比为3∶1，不正确；C项中有机物含有两种氢原子，两种氢原子的个数比为3∶1，不正确；D项中有机物含有两种氢原子，且个数比为3∶2，正确。故选D。10．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示，下列说法中不正确的是()A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3答案D解析由红外光谱可知，该有机物含有C—H、C—O和O—H键，A正确；由核磁共振氢谱可知，未知物A中应含有三种类型氢原子，故B正确；C正确，由其核磁共振氢谱只能得出H原子的种类及比例，无法得知其分子中的氢原子总数；D错误，CH3—O—CH3中仅有一种类型氢原子且无O—H。[B篇综合提升训练]11．某有机样品3.0g完全燃烧，将燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水中，石灰水共增重6.2g，经过滤得到10g沉淀。该有机样品的组成可能是(括号内给出的是有机物的分子式)()A．葡萄糖(C6H12O6)与蔗糖(C12H22O11)B．醋酸与甲酸甲酯(C2H4O2)C．乙醇(C2H6O)与甲醛(CH2O)D．二甲醚(C2H6O)与乳酸(C3H6O3)答案B解析根据题意，3.0g有机样品燃烧生成CO2和H2O的总质量为6.2g。10g碳酸钙的物质的量为0.1mol，含0.1molC，则燃烧生成的CO2为0.1mol，故燃烧生成水的质量为6.2g－0.1mol×44g/mol＝1.8g，其物质的量为0.1mol，含0.2molH。因此，3.0g样品中O的质量为3.0g－0.1mol×12g/mol－0.2mol×1g/mol＝1.6g，其物质的量为0.1mol。各元素原子个数比为0.1∶0.2∶0.1＝1∶2∶1，实验式为CH2O，只有B符合要求。12．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解析解题时应先把有机物的名称改写成结构简式，再根据结构简式确定核磁共振氢谱中出现几组吸收峰。A的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3，核磁共振氢谱中出现一组峰。B的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)CH(CH3)2，核磁共振氢谱中出现四组峰。C的结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3，核磁共振氢谱中出现四组峰。D的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2，核磁共振氢谱中出现三组峰。13．有A、B两种有机物，按要求回答下列问题：(1)取有机物A3.0g，完全燃烧后生成3.6g水和3.36LCO2(标准状况)，已知该有机物的蒸气对氢气的相对密度为30，求该有机物的分子式________。(2)有机物B的分子式为C4H8O2，其红外光谱图如下，试推测该有机物的可能结构：_______________________________________。答案(1)C3H8O(2)CH3COCH2OCH3、CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3解析(1)实验式CO2――→推出mC＝1.8g，H2O――→推出mH＝0.4g则mO＝3.0g－1.8g－0.4g＝0.8g⇒n(C)∶n(H)∶n(O)＝3∶8∶1⇒C3H8O相对分子质量：Mr(A)＝30×2＝60Mr[(C3H8O)n]＝60，n＝1，故分子式为C3H8O。(2)根据谱图所示，该有机物有下列特征基团：不对称—CH3、C===O、C—O—C，结合分子式C4H8O2可知，该有机物可能为酯或含羰基的醚。有如下几种可能的结构：、CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3。14．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1所示的质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2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)A的分子式是_________________________________________________。(4)A的结构简式为________________________________________________。答案(1)46(2)C2H6O(3)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)＝0.1molm(C)＝0.1mol×12g·mol－1＝1.2gn(H)＝2.7g18g·mol－1×2＝0.3molm(H)＝0.3mol×1g·mol－1＝0.3gm(O)＝2.3g－1.2g－0.3g＝0.8gn(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)该有机物实验式C2H6O的式量是46，故其实验式即为分子式。(4)由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，个数比为1∶2∶3，所以A的结构简式为CH3—CH2—OH。15．通常将一定量的有机物充分燃烧转化为简单的无机物，然后根据产物的质量确定有机物的组成。如下图所示是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。请回答下列问题：(1)使产生的O2按从左到右的方向流动，则所选装置中各导管的正确连接顺序是________________(填字母)。(2)装置C中浓硫酸的作用是_______________________________________。(3)燃烧管中CuO的作用是_________________________________________。(4)若准确称取0.69g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经测定其蒸气密度为2.054g/L(已换算为标准状况)，充分燃烧后，A管质量增加1.32g，B管质量增加0.81g，则该有机物的分子式为________。(5)该物质的核磁共振氢谱如图所示，则其结构简式为________。答案(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)(2)干燥O2(3)确保有机物中的碳元素全部转化为CO2(4)C2H6O(5)CH3CH2OH解析根据反应原理可知，该实验要成功必须满足：①快速制备O2供燃烧使用；②O2要纯净干燥；③保证碳元素全部转化为CO2，氢元素全部转化为H2O，且CO2和H2O在后面装置中被完全吸收。由此可知装置的连接顺序。(4)n(CO2)＝1.32g44g/mol＝0.03mol，n(H2O)＝0.81g18g/mol＝0.045mol，m(O)＝0.69g－m(C)－m(H)＝0.69g－0.03mol×12g/mol－0.045mol×2×1g/mol＝0.24g,n(O)＝0.24g16g/mol＝0.015mol，故其实验式为C2H6O。M＝Vmρ＝22.4L/mol×2.054g/L≈46g/mol，即该有机物的相对分子质量与实验式C2H6O的式量相等，故样品的分子式为C2H6O。(5)由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中有三种类型的氢原子，故该有机物的结构简式不是CH3—O—