高中化学作业6研究有机化合物的一般步骤和方法课时2含解析 人教版选修5

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课时作业（六）‎ A组—基础巩固 一、有机物元素分析和分子式的确定 ‎1．某有机物完全燃烧后生成CO2、H2O和SO2，该化合物可能不含有的元素是(　　)‎ A．C　　　　　　　　　　 B．H C．O D．S 答案　C ‎2．某物质在空气中完全燃烧时，生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，则该物质可能是(　　)‎ ‎①CH4　②C2H4　③C2H5OH　④CH3OH A．②③ B．①④‎ C．①③ D．②④‎ 解析　该物质完全燃烧生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，即N(H2O)∶N(CO2)＝2∶1，则该物质中氢原子与碳原子个数之比为(2×2)∶1＝4∶1，化学式满足N(C)∶N(H)＝1∶4的有①CH4、④CH3OH，B项正确。‎ 答案　B ‎3．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，‎11.2 L此气态化合物的质量为‎14 g，则该化合物的分子式为(　　)‎ A．C2H4 B．C2H6‎ C．C3H6 D．C4H8‎ 解析　根据n＝计算气体的物质的量，再结合M＝计算气体的摩尔质量，最后根据各元素的质量分数确定分子式。‎ 答案　A ‎4．由C、H、O三种元素组成的化合物‎8.8 g，完全燃烧后得到‎22.0 g CO2和‎10.8 g H2O，该化合物的实验式是(　　)‎ A．C5H6O B．C5H12O C．C5H12O2 D．C5H10O 解析　‎8.8 g有机物中，n(C)＝n(CO2)＝＝0.5 mol，m(C)＝0.5 mol×‎12 g·mol－1＝‎6 g；n(H)＝2n(H2O)＝2×＝1.2 mol，m(H)＝1.2 mol×‎1 g·mol－1＝‎1.2 g；‎ 7‎ m(O)＝‎8.8 g－‎6 g－‎1.2 g＝‎1.6 g，n(O)＝＝0.1 mol；n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.5 mol∶1.2 mol∶0.1 mol＝5∶12∶1，则该化合物的实验式为C5H12O，B项正确。‎ 答案　B 二、有机物结构式的确定 ‎5．现有某化学式为C3H6O2的有机物的核磁共振氢谱有三个峰，其峰面积比为3∶2∶1，则该有机物的结构简式不可能是(　　)‎ A．CH3CH2COOH B．CH3COOCH3‎ C．HCOOCH2CH3 D．CH3COCH2OH 解析　在核磁共振氢谱中，等效氢原子都给出了相应的峰(信号)，峰的面积与结构中的H原子数成正比，因此核磁共振氢谱有三个峰说明有三种化学环境不同的氢原子，而且其个数比为3∶2∶1。‎ 答案　B ‎6．下列不是用来确定有机物结构或官能团的是(　　)‎ A．红外光谱 B．核磁共振氢谱 C．质谱 D．银镜反应 解析　红外光谱法可确定有机物分子中含有的官能团，A项不符合题意；核磁共振氢谱法可确定分子中不同位置的H原子的数目，B项不符合题意；质谱法可确定分子的相对分子质量，C项符合题意；银镜反应可以确定分子中是否含有醛基，D项不符合题意。‎ 答案　C ‎7．如图是一个核磁共振氢谱，请你观察图谱，分析其可能是下列物质中的(　　)‎ A．CH3CH2CH2CH3 B．(CH3)2CHCH3‎ C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2COOH 解析　由核磁共振氢谱的定义可知，在氢谱图中从峰的个数即可推知有几种化学环境不同的氢原子，从图中可知有4种化学环境不同的氢原子。分析选项可得A项是2种，B项是2种，C项是4种，D项是3种。‎ 答案　C ‎8．在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子个数之比为3∶2 的化合物为(　　)‎ 7‎ 解析　因为在核磁共振氢谱中出现两组峰，说明该有机物分子中处在不同化学环境中的氢原子有两种，且根据题意这两种氢原子个数之比为3∶2，分析四个选项：A项中处在不同化学环境中的氢原子有2种，其个数之比为6∶2，不合题意；B项如图所示：，氢原子有3种，其个数之比为3∶1∶1，不合题意；C项如图所示：，氢原子有3种，其个数之比为6∶2∶8，不合题意；D项如图所示：，氢原子有2种，其个数比为3∶2，符合题意。‎ 答案　D ‎9．某有机物X由C、H、O三种元素组成，它的红外吸收光谱表明有羟基O—H键、C—O键和烃基上C—H键的红外吸收峰。X的核磁共振氢谱有四个峰，峰面积之比是4∶1∶1∶2(其中羟基氢原子数为3)，X的相对分子质量为92，试写出X的结构简式________________________________________________________________________。‎ 解析　由红外吸收光谱判断X应属于含有羟基的化合物。由核磁共振氢谱判断X分子中有四种不同类型的氢原子，若羟基氢原子数为3(两种类型氢原子)，则烃基氢原子数为5且有两种类型。由相对分子质量减去已知原子的相对原子质量就可求出碳原子的个数：＝3。故分子式为C3H8O3。羟基氢原子有两种类型，判断三个羟基应分别连在三个碳原子上，推知结构简式为。‎ 答案　‎ ‎10．某有机物A用质谱仪测定结果如图①，核磁共振氢谱示意图如图②，则A的结构简式可能为(　　)‎ 7‎ A．HCOOH B．CH3CHO C．CH3CH2OH D．CH3CH2CH2COOH 解析　根据图示可知，该有机物的最大质荷比为46，则A的相对分子质量为46，则分子式为C2H6O或CH2O2，B、D两项错误；根据核磁共振氢谱图可知，A分子的核磁共振氢谱有3组吸收峰，则其分子中有3种H原子，HCOOH分子中含有2种H原子，CH3CH2OH分子中含有3种H原子，C项正确。‎ 答案　C B组—能力提升 ‎11．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱图如下图所示，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．由核磁共振氢谱图可知，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图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 解析　由图可知，红外光谱显示该有机物含有C—H、O—H和C—O三种不同的化学键。在核磁共振氢谱图中有三个峰，所以分子中有三种不同的氢原子，但是不知道三个峰的面积之比为多少，所以无法得知其分子中的氢原子总数。若A为CH3—O—CH3，则在核磁共振氢谱图中应只有一个峰，所以A应为CH3CH2OH。‎ 答案　D ‎12．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A为无色粘稠液体，‎ 7‎ 易溶于水。为研究A的组成与结构，进行了如下实验：‎ 实验步骤 解释或实验结论 ‎(1)称取A ‎9.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍 试通过计算填空：‎ ‎(1)A的相对分子质量为：________‎ ‎(2)将此‎9.0 g A在足量纯O2充分燃烧，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‎13.2 g ‎(2)A的分子式为：________‎ ‎(3)另取A ‎9.0 g，跟足量的NaHCO3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‎2.24 L H2(标准状况)‎ ‎(3)用结构简式表示A中含有的官能团：________、________‎ ‎(4)A的核磁共振氢谱如下图：‎ ‎(4)A中含有________种氢原子 ‎(5)综上所述，A的结构简式________‎ 解析　(1)根据相对密度之比等于相对分子质量之比，故A的相对分子质量为：45×2＝90。‎ ‎(2)利用有机物燃烧的方程式计算：‎ CxHyOz＋(x＋y/4－z/2)O2xCO2＋y/2H2O，浓硫酸增重‎5.4 g表明生成的H2O为‎5.4 g，即0.3 mol。碱石灰又增重了‎13.2 g表明生成的CO2为‎13.2 g，即0.3 mol。x∶y＝1∶2。根据质量守恒定律可知，氧气的质量为5.4＋13.2－9＝‎9.6 g，即0.3 mol，经过计算，得知x∶z＝1∶1，综合为x∶y∶z＝1∶2∶1。又因A的物质的量为‎9.0 g/(‎90 g/mol)＝0.1 mol，因此，x＝3、y＝6、z＝3，故A的分子式为C3H6O3。‎ ‎(3)1 mol A与NaHCO3反应生成1 mol CO2，说明A中含有一个羧基；1 mol A与Na反应生成1 mol H2，说明A中含有一个羧基和一个羟基。‎ ‎(4)根据A的核磁共振氢谱可以看出共有四个峰，说明含有4种不同的氢原子。‎ 答案　(1)90　(2)C3H6O3　(3)—COOH　—OH 7‎ ‎(4)4　(5)‎ C组—高分突破 ‎13．电炉加热时用纯O2氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。‎ ‎(1)产生的O2按从左到右的流向，所选装置各导管的正确连接顺序是__________________。‎ ‎(2)C装置中浓硫酸的作用是_____________________________________________________。‎ ‎(3)D装置中MnO2的作用是_____________________________________________________。‎ ‎(4)燃烧管中CuO的作用是____________________________________________________。‎ ‎(5)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取‎0.92 g样品，经充分反应后，A管质量增加‎1.76 g，B管质量增加‎1.08 g，则该样品的实验式为________。‎ ‎(6)要确定该物质的分子式，还要知道该物质的相对分子质量，经测定其蒸气密度为‎2.054 g·L－1(已换算为标准状况下)，则其分子式为________。‎ ‎(7)该物质的核磁共振氢谱如图所示，则其结构简式为________。‎ 解析　(1)D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B吸收水、通过A吸收二氧化碳，根据产物的质量推断有机物的组成，则产生的氧气按从左到右流向，所选择装置各导管的连接顺序是：g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)。‎ ‎(2)D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，以免影响实验结果。‎ ‎(3)MnO2为分解制备氧气的催化剂。‎ ‎(4)一氧化碳能与氧化铜反应，可被氧化成二氧化碳的性质可知，CuO 7‎ 的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2。‎ ‎(5)水的物质的量＝‎1.08 g÷‎18 g/mol＝0.06 mol、二氧化碳的物质的量＝‎1.76 g÷‎44 g/mol＝0.04 mol，则m(C)＋m(H)＝0.04 mol×‎12 g/mol＋0.06 mol×2×‎1 g/mol＝‎0.6 g＜‎0.92 g，故有机物含有O元素，m(O)＝‎0.92 g－‎0.6 g＝‎0.32 g，则n(O)＝‎0.32 g÷‎16 g/mol＝0.02 mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.04∶0.12∶0.02＝2∶6∶1，该有机物的实验式是C2H6O。‎ ‎(6)该有机物蒸气密度为‎2.054 g·L－1，则其相对分子质量＝2.054×22.4＝46，因为分子式为(C2H6O)n，则46n＝46，故n＝1，所以分子式为C2H6O。‎ ‎(7)该有机物分子式为C2H6O，该物质的核磁共振氢谱有3个吸收峰，故有机物分子中有3种H原子，所以其结构简式为CH3CH2OH。‎ 答案　(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)‎ ‎(2)吸收水分干燥氧气 ‎(3)作催化剂加快产生O2的速率 ‎(4)把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2‎ ‎(5)C2H6O　(6)C2H6O　(7)CH3CH2OH 7‎