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高中化学 第一章第四节第2课时元素分析与相对分子质量测定训练全程跟踪 新人教版选修5


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【创新方案】高中化学 第一章第四节第 2 课时训练全程跟踪 新人教版选修 5

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1.某有机物在氧气中充分燃烧,生成水蒸气和 CO2 的物质的量之比为 1∶1,由此可以 得出的结论是( )

A

.该有机物分子中 C、H、O 原子个数比为 1∶2∶3 B.分子中 C、H 原子个数比为 1∶2 C.有机物中必定含有氧 D.有机物中一定不含氧 解析:因生成 CO2 和 H2O 的物质的量比为 1∶1 则 n(C)∶n(H)=1∶(1×2)=1∶2,不能 判断有机物分子中是否含有氧元素. 答案:B 2.下列分子中的核磁共振氢谱中的谱线不是只有一种的是( . )

B.C2H6 C.CH3CHO D.HCHO

解析:

、CH3CH3、

三种有机物分子中均只有一

种类型的氢原子,谱线均只有一种,CH3CHO 分子中有两种类型的氢原子,谱线有两种. 答案:C 3.(2011·淄博淄川区高二联考)下列物质的核磁共振氢谱图中,有 5 个吸收峰的是 ( )

解析:A 中三个甲基相同,共有 2 种不同类型的氢原子;B 中苯环上有 3 种不同氢原子, 共有 5 种不同类型的氢原子,C、D 中均有 4 种氢原子.

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答案:B

4.分子式为 C2H4O2 的结构可能有



两种,为对其结

构进行物理方法鉴定,可用__________________或______________________.

(1)若为 应该有________个峰.

,则红外光谱中应该有________个振动吸收;核磁共振氢谱中

(2)若为 有________个峰.

,则红外光谱中有________个振动吸收;核磁共振氢谱中应

解析:鉴 定有机物分子结构可用红外光谱法或核磁共振氢谱法.

(1)中有

四个振动吸收,有

“—CH3”、“—OH”两类氢,应有两个峰.同理(2)中有

三个振动吸收,有两个峰. 答案:红外光谱法 核磁共振氢谱法 (1)4 2 (2)3 2

5.(2011·临沂高二期末检测)酒精在人体肝脏内可转化为多种有害物质,有机物 A 是 其中的一种,对 A 的结构进行如下分析: ①通过样品的质谱分析测得 A 的相对分子质量为 60; ②核磁共振氢原子光谱能对有机物分子中同性氢原子给出相同的峰值(信号), 根据峰值 (信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目. 例如: 乙醇(CH3CH2OH)有三种氢原子(图 1). 经 测定,有机物 A 的核磁共振氢谱示意图如图 2:
[

③对 A 的水溶液进行测定发现该 溶液 pH<7. 根据以上分析,写出 A 的结构简式________. 解析:根据①可知有机物 A 的相对分子质量为 6 0;根据②可知有机物 A 中含有两种类 型的氢原子,且两类氢原子个数比为 1∶3;根据③可判 断有机物 A 含有羧基(—COOH),故

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A 的结构简式为 CH3COOH. 答案:CH3COOH

一、选择题(本题包括 6 小题,每题 5 分,共 30 分) 1.研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→ 确定结构式,以下用于研究有机物的方法错误的是( A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物 B.燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法 C.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量 D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团 解析: 核磁共振氢谱用于分析有机物分子中有几种类型的氢原子; 质谱图可用于分析有 机物的相对分子质量. 答案:C 2.两种烃 A、B 取等质量完全燃烧,生成 CO2 与消耗 O2 的量相同,这两种烃之间的关系 正确的是( ) )

A.一定互为同分异构体 B.一定是同系物,有相同的通式 C.实验式相同 D.只能是同种物质 解析:等质量的烃 A、B 完全燃烧消耗 O2 的量与生成 CO2 的量相同,说明二者的实验式 相同,二者可能是同系物,也可能是同分异构体,但不能是同种物质. 答案:C 3.若 1 mol 某气态烃 CxHy 完全燃烧,需用 3 mol O2,则( A.x=2,y=2 C.x=3,y=6 B.x=2,y=4 D.x=3,y=8 )

解析:根据反应方程式 CxHy+(x+ )O2→xCO2+ H2O,1 mol 烃 CxHy 完全燃烧,消耗 O2 4 2 的量为 x+ =3,经讨论,当 x=2,y=4 时,符合题意. 4 答案:B
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y

y

y

4.(2011·日照高二期考)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( . )

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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 5.M1 和 M2 分子中 X、Y 元素的质量分数如下表所示,若已知 M1 的实验式为 XY3,则 M2 的实验式为( )

w(X)
M1 M2 80% 75%

w(Y)
20% 25%

A.XY4 C.X2Y2

B.X3Y D.XY2

解析:因 M1 的实验式为 XY3,且 M2 中 Y 的质量分数高于 M1 中 Y 的质量分数,设 M2 的化 学式为 XYa 则 a>3,符合这一条件的只有选项 A. 答案:A 6.(2011·中山高二期中联考)在核磁共振氢谱中出现两组峰,其信号强度之比为 3∶2 的化合物是( )

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解析:在核磁共振氢谱中,

有两组峰,信号强度之比为 3∶1;

有三组峰,强度之比为 3∶1∶1;CH3CH2COOCH2CH3 有四组峰,

强度之比为 3∶3∶2∶2;

有两组峰,强度之比为 3∶2.

答案:D 二、非选择题(本 题包括 4 小题,共 30 分) 7.(6 分)在最新的家用汽车的调查中发现,新车中气体的质量 不符合标准.汽车污染主要来源于汽车配件及材料.它们都会产生 大量的有毒有机物气体.其中一种有毒气体的质谱图如下: 则由图可知该分子的相对分子质量是________,若该分子的核 磁共振氢谱中有 4 个吸收峰则有机物的名称为________,其苯环上 的一氯代物有________种. 解析: 从质谱图中可以看出该气体的相对分子质量为 92, 由商余法确定其分子式为 C7H8, 再根据核磁共振氢谱中有 4 个吸收峰, 可以判断出应是甲苯, 其苯环上的一氯代物有 3 种(邻、 间、对). 答案: 9 2 甲苯 3 种

8 .(4 分)某有机物由 C、H、O 三种元素组成,它的红外吸收光谱表明有羟基中 O—H 键 和烃基中 C—H 键的红外吸收峰,且烃基与羟基上氢原子个数之比为 2∶1,其相对分子质量 为 62,试写出该有机物的结构简式(提示:同一碳原子上不能连有两个—OH). ________________________________________________________________________ 解析:设有机物分子中有 n 个 O—H 键,则 C—H 键数为 2n,其分子式为 CxH3nOn(x、n 均 为正整数)

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则 12x+19n =62 讨论:当 n=1,x=3.58(不合理,舍去) 当 n=2,x=2(合理) 有机物的分子式为 C2H6O2 结构简式为

答案:

9.(8 分)质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一,在所研究的化合物 分子中, 每一结构中的等性氢原子在 PMR 谱中都给出了相应的峰(信号), 谱中峰的强度与结 构中的 H 原子数成正比.例如,乙醛的结构式为 CH3CHO,其 PMR 谱中有两个信号,其强度之 比为 3∶1. 分子式为 C3H6O2 的有机物,如果在 PMR 谱上观察到的氢原子给出的峰有两种情况.第一 种情况峰给出的强度比为 3∶3,请写出其对应化合物的结构简式_________________. 第二种情况峰的强度比为 3∶2∶1,请写出该化合物的可能的结构简式___________.

解 析 : 第 一 种 峰 强 度 为 3 ∶3 , 说 明 有 2 个 —CH3 , 化 合 物 的 结 构 简 式 为

. 第二种峰强度为 3∶2∶1,说明结构中含有 3 种不同性质的氢,其个数分别为 3、2、1,

化合物的结构简式为

.

10.(12 分)化学上常用燃烧法确定有机物的组成.下图装置是用燃烧法确定有机物化 学式常用的装置, 这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品. 根据产物的质量确定有机 物的组成.

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回答下列问题: (1)A 装置中分液漏斗盛放的物质是______________,写出有关反应的化学方程式 ______________________________________________________________. (2)C 装置(燃烧管)中 CuO 的作用是__________________________________ ____ ____________________________. (3)写出 E 装置中所盛放试剂的名称__________,它的作用是______________. (4)若将 B 装置去掉会对实验造成什么影响? __________________________. (5)若准确称取 1.20 g 样品(只含 C、H、O 三种元素中的两种或三种).经充分燃烧后, E 管质量增加 1.76 g,D 管质量增加 0.72 g,则该有机物的最简式为______________. (6)要确定该有机物的化学式,还需要测定________________________. 解析: 本实验使用燃烧法测定有机物组成, 该实验装置按照“制氧气→干燥氧气→燃烧 有机物→吸收水→吸收二氧化碳”排列. 实验可测知燃烧生成的二氧化碳和水的质量, 根据 二氧化碳的质量可求 C 元素的质量, 由水的质量可求得 H 元素的质量, 结合有机物的质量可 求出 O 元素的质量,由此即可确定有机物分子中 C、H、O 个数比,也就是确定了实验式,若 要再进一步确定有机物的分子式,还需知道该有机物的相对分子质量. 答案:(1)H2O2(或双氧水)
MnO2

2H2O2

2H2O+O2↑

(或 H2O 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑) (2)使有机物充分氧化生成 CO2 和 H2O (3)碱石灰或氢氧化钠 吸收 CO2 (4)造成测得有机物中含氢量增大 (5)CH2O (6)测出有机物的相对分子质量

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