2019教案 化学选修5（人教版）练习：第一章 4第2课时 元素分析与相对分子质量的测定、分子结构的鉴定 Word版含解析.pdf

1.某烃中碳和氢的质量比是某烃中碳和氢的质量比是 245，该烃在标准状况下的密度是，该烃在标准状况下的密度是 2.59 g·L 1，其分子式为（ ） ，其分子式为（ ） A.C2H6 B.C4H10 C.C5H8 D.C7H8 解析：解析： 25，得其实验式为，得其实验式为 C2H5，MVm N（C） N（H） 24 12 5 1 2.59 g·L 1× ×22.4 L·mol 1 58 g·mol 1， ， Mr58，（，（245） n58， n2， 故其分子式为 ， 故其分子式为 C4H10。 答案：答案：B 2.某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有 CH 键、键、OH 键、键、CO 键的振动吸收，该有机物的相对分子质量 是 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（ ），则该有机物的结构简式是（ ） A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH（OH）CH3 C.CH3CH2OH D.CH3COOH 解析：解析：用排除法解答。用排除法解答。A 中不存在中不存在 OH 键；键；C 中相对分子质量 不是 中相对分子质量 不是 60；D 中还存在中还存在 C=O 键。键。 答案：答案：B 3.在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其氢原子数之比为在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其氢原子数之比为 32 的 化合物是（ ） 的 化合物是（ ） 解析：解析：A 项有项有 2 种类型氢原子，个数比为种类型氢原子，个数比为 31；B 项据对称分析 知有 项据对称分析 知有 3 种类型氢原子， 个数比为种类型氢原子， 个数比为 311； C 项据对称分析知有项据对称分析知有 3 种类种类 型氢原子，个数比为型氢原子，个数比为 314；D 项据对称分析知有项据对称分析知有 2 种类型氢原子， 个数比为 种类型氢原子， 个数比为 32。 答案：答案：D 4.下图为乙醇的质谱图，由此我们可获得的信息是（ ）下图为乙醇的质谱图，由此我们可获得的信息是（ ） A.分子结构分子结构 B.相对分子质量相对分子质量 C.分子中氢原子的类型分子中氢原子的类型 D.分子中的官能团分子中的官能团 答案：答案：B 5.某有机物蒸气对某有机物蒸气对 H2的相对密度为的相对密度为 23，其中，其中 C、H、O 的质量分 数分别为 的质量分 数分别为 52.17%、13.04%、34.78%。 （1）该有机物实验式为 ，分子式为 ，可能的结）该有机物实验式为 ，分子式为 ，可能的结 构简式为 和 。构简式为 和 。 （2）实验测得）实验测得 4.6 g 该有机物和足量钠反应，标准状况下放出气 体 该有机物和足量钠反应，标准状况下放出气 体 1.12 L，则该有机物的结构简式为，则该有机物的结构简式为_ _。 解析 ：解析 ： （1） n（C） ） n（H） ） n（O） ） 52.17% 12 13.04% 1 34.78% 16 261， 故实验式为， 故实验式为 C2H6O， Mr23××246， 分子式亦为， 分子式亦为 C2H6O， 可能的结构简式有 ， 可能的结构简式有 CH3CH2OH 和和 CH3OCH3。 （。 （2）该有机物能和钠反）该有机物能和钠反 应放出氢气，故结构简式为应放出氢气，故结构简式为 CH3CH2OH。 答案：答案：（1）C2H6O C2H6O CH3CH2OH CH3OCH3 （2）CH3CH2OH 时间：时间：40 分钟分钟 A 级 基础巩固级 基础巩固 1.下列实验式在不知道相对分子质量的情况下就可以确定分子式 的是 下列实验式在不知道相对分子质量的情况下就可以确定分子式 的是 （ ）（ ） CH3 CH CH2 C2H5 A. B. C. D. 解析 ：解析 ： 由实验式的整数倍， 即可得到有机物的分子式。 据烷烃通式， 当碳原子数为 由实验式的整数倍， 即可得到有机物的分子式。 据烷烃通式， 当碳原子数为 n 时，则氢原子数最多为时，则氢原子数最多为 2n2。符合实验式为。符合实验式为 CH3的 只有 的 只有 C2H6， 符合实验式为， 符合实验式为 CH 的有的有 C2H2、 C6H6等， 符合实验式为等， 符合实验式为 CH2 的有的有 C2H4、C3H6等，符合实验式为等，符合实验式为 C2H5的只有的只有 C4H10。 答案：答案：D 2.某化合物由碳、 氢两种元素组成， 其中含碳的质量分数为某化合物由碳、 氢两种元素组成， 其中含碳的质量分数为 85.7%， 在标准状况下， ， 在标准状况下，11.2 L 此气态化合物的质量为此气态化合物的质量为 14 g，则该化合物的分 子式为（ ） ，则该化合物的分 子式为（ ） A.C2H4 B.C2H6 C.C3H6 D.C4H8 解析：解析：根据根据 n计算气体的物质的量，再结合计算气体的物质的量，再结合 M 计算气体 计算气体 V Vm m n 的摩尔质量，最后根据各元素的质量分数确定分子式。的摩尔质量，最后根据各元素的质量分数确定分子式。 答案：答案：A 3.两种气态烃的混合物共两种气态烃的混合物共 1 mol，在空气中燃烧得到，在空气中燃烧得到 1.5 mol CO2 和和 2 mol H2O。下列关于该混合物的说法，合理的是（ ）。下列关于该混合物的说法，合理的是（ ） A.一定含甲烷，不含乙烷一定含甲烷，不含乙烷 B.一定含乙烷，不含甲烷一定含乙烷，不含甲烷 C.一定是甲烷和乙烯的混合物一定是甲烷和乙烯的混合物 D.一定含甲烷，但不含乙烯一定含甲烷，但不含乙烯 解析：解析：本题采用平均分子式法进行分析。由题给条件可得混合烃 的平均分子式是 本题采用平均分子式法进行分析。由题给条件可得混合烃 的平均分子式是 C1.5H4，说明其中一种烃的碳原子数一定小于，说明其中一种烃的碳原子数一定小于 1.5，只 能是甲烷，而另一种烃的碳原子数一定大于 ，只 能是甲烷，而另一种烃的碳原子数一定大于 1.5； 甲烷中的氢原子数正 好是 ； 甲烷中的氢原子数正 好是 4，则另一种烃的氢原子数也一定是，则另一种烃的氢原子数也一定是 4。 答案：答案：A 4.下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是（ ）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四甲基丁烷 B.2，3，4­三甲基戊烷三甲基戊烷 C.3，4­二甲基己烷二甲基己烷 D.2，5­二甲基己烷二甲基己烷 答案：答案：D 5.已知由已知由 C、H、O 三种元素组成的某化合物三种元素组成的某化合物 9.2 g 完全燃烧后可 以得到 完全燃烧后可 以得到 17.6 g CO2和和 10.8 g H2O，则该化合物的分子式为（ ），则该化合物的分子式为（ ） A.C2H6O2 B.C2H6O C.C2H4O2 D.C2H4O 解析：解析：n（C）0.4 mol 17.6 g 44 g·mol 1 n（H）×）×21.2 mol 10.8 g 18 g·mol 1 n（O） 9.2 g0.4 mol ×× 12 g·mol 1 1.2 mol ×× 1 g·mol 1 16 g·mol 1 0.2 mol N（C） ） N（H） ） N（O） ） n（C） ） n（H） ） n（O） ） 0.41.2 0.2261 最简式为最简式为 C2H6O，由于氢原子已饱和，最简式即分子式。，由于氢原子已饱和，最简式即分子式。 答案：答案：B 6.能够水解的某有机化合物能够水解的某有机化合物 A 经李比希法测得其中含碳量为经李比希法测得其中含碳量为 72.0%、含氢量为、含氢量为 6.67%，其余含有氧。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。 ，其余含有氧。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：用质谱法分析得知方法一：用质谱法分析得知 A 的相对分子质量为的相对分子质量为 150。 方法二：核磁共振仪测出方法二：核磁共振仪测出 A 的核磁共振氢谱有的核磁共振氢谱有 5 个峰，其面积之 比为 个峰，其面积之 比为 12223。如下图。如下图 A。 方法三：利用红外光谱仪测得方法三：利用红外光谱仪测得 A 分子的红外光谱如下图分子的红外光谱如下图 B。 试填空。试填空。 （1）A 的分子式为的分子式为_。 （2）A 的分子中只含一个甲基的依据是的分子中只含一个甲基的依据是_（填序号） 。（填序号） 。 a.A 的相对分子质量的相对分子质量 b.A 的分子式的分子式 c.A 的核磁共振氢谱图的核磁共振氢谱图 d.A 分子的红外光谱图分子的红外光谱图 （3）A 的结构简式为的结构简式为_（写出一种即可） 。（写出一种即可） 。 解析：解析：（1）A 的相对分子质量为的相对分子质量为 150，其中含碳量为，其中含碳量为 72.0%、含 氢量为 、含 氢量为 6.67%，其余含有氧，则碳原子个数是（，其余含有氧，则碳原子个数是（150××72.0%）÷129 ； 氢原子个数是（ ； 氢原子个数是（150××6.67%）÷110； 含有氧原子个数是； 含有氧原子个数是150×（×（1 72.0%6.67%）÷162，所以物质，所以物质 A 的分子式是的分子式是 C9H10O2。 （。 （2）A 的分子中只含一个甲基的依据是的分子中只含一个甲基的依据是 A 的分子式和的分子式和 A 的核磁共振氢谱图， 故选项是 的核磁共振氢谱图， 故选项是 b、c。 （。 （3）核磁共振仪测出）核磁共振仪测出 A 的核磁共振氢谱有的核磁共振氢谱有 5 个峰，其个峰，其 面积之比为面积之比为 12223， 说明分子中含有， 说明分子中含有 5 种不同的氢原子， 个数 比是 种不同的氢原子， 个数 比是 12223。再由红外光谱仪测得。再由红外光谱仪测得 A 分子的红外光谱可知物 质 分子的红外光谱可知物 质 A 含有含有 CH 键、键、C=O 键、键、COC 键、键、CC 键及苯环和与碳 原子连接的 键及苯环和与碳 原子连接的 CC 键，则键，则 A 的结构简式是的结构简式是（或（或 ，合理即可） 。，合理即可） 。 答案：答案：（1）C9H10O2 （ （2）b、c （3）（或（或， 合理 即可） ， 合理 即可） B 级 能力提升级 能力提升 7.有有 A、B、C 三种有机物，按要求回答下列问题：三种有机物，按要求回答下列问题： （1）取有机物）取有机物 A 3.0 g，完全燃烧后生成，完全燃烧后生成 3.6 g 水和水和 3.36 L CO2 （标准状况） ， 已知该有机物的蒸气对氢气的相对密度为（标准状况） ， 已知该有机物的蒸气对氢气的相对密度为 30， 则该有机 物的分子式为 ， 则该有机 物的分子式为_。 （2）有机物）有机物 C 的结构可能有的结构可能有和和两 种，为对其结构进行物理方法鉴定，可用 或 。 两 种，为对其结构进行物理方法鉴定，可用 或 。 有机物有机物 C 若为若为， 则红外光谱中应该有 个振， 则红外光谱中应该有 个振 动吸收，核磁共振氢谱中应有 个峰。动吸收，核磁共振氢谱中应有 个峰。 有机物有机物 C 若为若为，则红外光谱中有 个振，则红外光谱中有 个振 动吸收，核磁共振氢谱中应有 个峰。动吸收，核磁共振氢谱中应有 个峰。 解析：解析：（1）由题意知）由题意知 CO2 推推出出 m（C）1.8 g，H2O 推推出出 m（H）0.4 g 则则m（O）3.0 g1.8 g0.4 g0.8 g n（C） n（H） n（O） ）3 8 1 故实验式为故实验式为 C3H8O， 相对分子质量为相对分子质量为 Mr（A）30××260， Mr（C3H8O）n60，n1，故分子式为，故分子式为 C3H8O。 （2） 答案 ：答案 ： （1）C3H8O （ （2）红外光谱法 核磁共振氢谱法 ）红外光谱法 核磁共振氢谱法 4 2 3 2 8.有机物有机物 A 可由葡萄糖发酵得到， 也可从酸牛奶中提取。 纯净的可由葡萄糖发酵得到， 也可从酸牛奶中提取。 纯净的 A 为无色黏稠液体， 易溶于水。 为研究为无色黏稠液体， 易溶于水。 为研究 A 的组成与结构， 进行了如下实验， 试通过计算填空： 的组成与结构， 进行了如下实验， 试通过计算填空： 实验步骤实验步骤解释或实验结论解释或实验结论 （1）称取）称取 A 9.0 g，升温使其汽化，测其密 度是相同条件下 ，升温使其汽化，测其密 度是相同条件下 H2的的 45 倍倍 （1）A 的相对分子质量 为 的相对分子质量 为 （2）将此）将此 9.0 g A 在足量纯氧中充分燃烧，在足量纯氧中充分燃烧， （2）A 的分子式为 的分子式为 并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰， 发现两者分别增重 并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰， 发现两者分别增重 5.4 g 和和 13.2 g （3）另取）另取 A 9.0 g，与足量的，与足量的 NaHCO3粉 末反应，生成 粉 末反应，生成 2.24 L CO2（标准状况） ，若 与足量金属钠反应则生成 （标准状况） ，若 与足量金属钠反应则生成 2.24 L H2（标准 状况） （标准 状况） （3）用结构简式表示）用结构简式表示 A 中含有的官能 团： 、 中含有的官能 团： 、 （4）A 的核磁共振氢谱如图：的核磁共振氢谱如图： 其中其中 4 个峰的面积比为个峰的面积比为 1113 （4）A 中含有 种氢中含有 种氢 原子原子 （5） 综上所述，） 综上所述， A 的结构简式为的结构简式为_ 解析：解析：（1）同温同压下：密度比相对分子质量之比，）同温同压下：密度比相对分子质量之比，A 的密度 是相同条件下 的密度 是相同条件下 H2的的 45 倍，故倍，故 A 的相对分子质量为的相对分子质量为 45××290。 （。 （2） 浓硫酸吸收水，浓硫酸增重 ） 浓硫酸吸收水，浓硫酸增重 5.4 g，说明反应中生成水的质量为，说明反应中生成水的质量为 5.4 g， 物质的量为 ， 物质的量为 5.4 g÷18 g·mol 1 0.3 mol，故，故 n（H）0.3 mol××20.6 mol，m（H）0.6 mol××1 g·mol 1 0.6 g。碱石灰吸收。碱石灰吸收 CO2，碱石灰 增重 ，碱石灰 增重13.2 g，即，即CO2的质量为的质量为13.2 g，物质的量为，物质的量为13.2 g÷44 g·mol 1 0.3 mol，故，故 n（C）0.3 mol，m（C）0.3 mol××12 g·mol 1 3.6 g。所 以 。所 以 9.0 g A 中中 O 的质量为的质量为 9.0 g0.6 g3.6 g4.8 g，则，则 n（O）4.8 g÷16 g·mol 1 0.3 mol。因此。因此 A 中中 N（C）N（H）N（O）0.3 0.60.3121，故，故 A 的最简式为的最简式为 CH2O。又因为。又因为 A 的相对分子质 量为 的相对分子质 量为 90， 设， 设 A 的分子式为（的分子式为（CH2O）n， 则， 则 30n90，解得，解得 n3， 所以， 所以 A 的分子式为的分子式为C3H6O3。（。（3） 9.0 g C3H6O3的物质的量为的物质的量为9.0 g÷90 g·mol 1 0.1 mol，标准状况下，标准状况下 2.24 L CO2的物质的量为的物质的量为 0.1 mol，2.24 L H2（标 准状况）的物质的量也为 （标 准状况）的物质的量也为 0.1 mol。0.1 mol A 生成生成 0.1 mol CO2，故，故 A 中含有中含有1个羧基，个羧基， 0.1 mol A生成生成0.1 mol H2， 故， 故A中除含有中除含有1个羧基外， 还含有 个羧基外， 还含有 1 个羟基，因此个羟基，因此 A 中含有的官能团为中含有的官能团为COOH、OH。 （。 （4） 由核磁共振氢谱图可知，共有 ） 由核磁共振氢谱图可知，共有 4 个吸收峰，故个吸收峰，故 A 中含有中含有 4 种类型的氢 原子。 （ 种类型的氢 原子。 （5）A 的分子式为的分子式为 C3H6O3，含有，含有 1 个羧基和个羧基和 1 个羟基，含有个羟基，含有 4 种类型氢原子，且种类型氢原子，且 4 种氢原子的个数比为种氢原子的个数比为 1113，因此，因此 A 的结构 简式为 的结构 简式为 CH3CHOHCOOH。 答案：答案：（1）90 （ （2）C3H6O3 （ （3）COOH OH （4）4 （ （5）CH3CHOHCOOH