鲁科版 (2019)选择性必修3第2节 有机化合物结构的测定免费综合训练题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修3第2节 有机化合物结构的测定免费综合训练题，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．仅凭下列实验式，不依据相对分子质量就可以确定分子式的是( )
①CH3 ②CH ③CH2 ④C2H5
A．①② B．③④
C．②③ D．①④
2．设H＋的质荷比为β，某有机化合物样品的质荷比如图所示(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)，则该有机化合物可能是( )
A．甲醇 B．甲烷
C．丙烷 D．乙烯
3．研究有机化合物的一般方法经过以下几个步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机化合物的方法错误的是( )
A．蒸馏常用于分离提纯液态有机化合物的混合物
B．燃烧法是探究有机化合物成分的有效方法
C．核磁共振氢谱通常用于分析有机化合物的相对分子质量
D．对有机化合物分子红外光谱图的研究有助于确定有机化合物分子中的官能团
4．某气态烃对空气的相对密度为2，在氧气中充分燃烧1.16 g 这种烃，并将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管，当称量这两个干燥管的质量时，它们依次增重1.8 g和3.52 g。这种烃的分子式是( )
A．C2H6 B．C4H10
C．C5H10 D．C5H12
5．某气态有机化合物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件中所需的最少条件是( )
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 ④质谱图确定X的相对分子质量
⑤X的质量
A．①② B．①②④
C．①②⑤ D．③④⑤
6．化学式为C4H8O3的有机化合物在浓硫酸存在下加热时有如下性质：
①能分别与CH3CH2OH和CH3COOH发生酯化反应；
②能脱水生成一种能使溴水褪色的物质，此物质只存在一种结构简式；
③分子内能脱水生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物。
则C4H8O3的结构简式为( )
A．HOCH2COOCH2CH3
B．CH3CH(OH)CH2COOH
C．HOCH2CH2CH2COOH
D．CH3CH2CH(OH)COOH
7．A物质与(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液混合，溶液变为红棕色；与溴水反应产生白色沉淀；与NaOH溶液混合反应后，加入稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀。A可能的结构是( )
8．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%，那么A的实验式是( )
A．C5H12O4 B．C5H12O3
C．C4H10O4 D．C5H10O4
9．据报道，化学家合成了一种分子式为C200H200、含多个的链烃，该分子含有的个数最多可以为( )
A．98 B．102
C．50 D．101
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
10．下列实验中，所采取的分离或提纯方法与原理都正确的是( )
11．下列说法正确的是( )
A．用核磁共振氢谱不能区分HCOOCH3和
HCOOCH2CH3
B．化合物和
可用红外光谱区分，但不能用核磁共振氢谱区分
C．用水不能鉴别乙醇、甲苯和溴苯
D．用核磁共振氢谱可鉴别1­溴丙烷和2­溴丙烷
12．某有机化合物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1∶1，由此可以得出的结论是( )
A．该有机化合物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3
B．该有机化合物分子中C、H原子个数比为1∶2
C．该有机化合物中必定含氧
D．该有机化合物中可能含氧
13．下列有关实验的说法错误的是( )
A．在蒸馏实验中，温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处是为了测出馏分的沸点
B．用直接蒸馏的方法可以从含水的乙醇中得到无水乙醇
C．在重结晶的实验中，使用短颈漏斗趁热过滤是为了减少被提纯物质的损失
D．作为重结晶实验的溶剂，杂质在此溶剂中的溶解度受温度的影响应该很大
14．下列化合物的核磁共振氢谱图中吸收峰的数目不正确的是( )
15．科学家最近在－100 ℃的低温下合成一种烃X，红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别，根据分析，绘制了该分子的球棍模型如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．该分子的分子式为C5H4
B．该分子中碳原子的化学环境有3种
C．该分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
D．该分子中只有碳碳单键，没有碳碳双键
三、非选择题
16．有机化合物A 1.44 g完全燃烧生成2.16 g H2O，生成的CO2恰好与200 mL 1 ml/L KOH溶液作用生成正盐，将A试样进行检测所得质谱图如下图。
(1)A的最简式为______________。
(2)A的分子式为______________。
(3)若A的一氯代物只有一种，则A的结构简式为____________________。
17.化学上常用燃烧法确定有机化合物的组成。这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物质量确定有机化合物的组成。如图所示装置是用燃烧法确定有机化合物化学式常用的装置。
回答下列问题：
(1)若产生的氧气按从左到右流向，所选择装置中各导管的连接顺序是________________。
(2)C装置中浓硫酸的作用为__________________________。
(3)D装置中MnO2的作用为_____________________________________。
(4)E装置中CuO的作用为_______________________________。
(5)若准确称取9.0 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，A管质量增加13.2 g，B管质量增加5.4 g，则该有机化合物的实验式为__________。
(6)要确定该有机化合物的分子式，还要知道该有机化合物的__________。
18．某含氧有机化合物可作为无铅汽油的抗爆震剂，其相对分子质量为88.0，C的质量分数为68.2%，H的质量分数为13.6%，其余为氧元素。
(1)该有机化合物的分子式为__________________________________。
(2)根据红外光谱和核磁共振氢谱可知该有机化合物分子中有4个甲基，写出其结构简式：______________________________________________________。
19．化合物A经燃烧法测得其中含C 72.0%、H 6.67%，其余为氧，质谱法分析得知A的相对分子质量为150。现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法：
方法一：核磁共振仪可以测定有机化合物分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为3∶2∶1，如图1所示。现测出A的核磁共振氢谱有5组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3。
方法二：利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如图2所示。
已知：A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基。试回答下列问题：
(1)A的分子式为________________。
(2)A的结构简式为___________________________________(写出一种即可)。
(3)A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出所有符合条件的结构简式：
①分子中不含甲基的芳香酸：______________________________________；
②与FeCl3溶液发生显色反应且苯环上只有两个对位取代基的芳香醛：_______________________________________________________。
20．两种有机化合物A、B的分子式均为C11H12O5，A或B在稀H2SO4中加热均能生成C和D。
已知：①A、B、C、D能与NaHCO3反应；
②只有A、C能与FeCl3溶液发生显色发应，且核磁共振氢谱显示苯环上有两种不同化学环境的氢原子；
③H能使溴水褪色且不含甲基；
④F能发生银镜反应。
D能发生如下变化：
(1)H→I的反应类型为______________；D中官能团名称为________________。
(2)C的分子式为________________。
(3)G的结构简式为__________________________________。
(4)B在NaOH溶液中共热，1 ml B最多可以消耗NaOH________ml。
(5)写出D→F的化学方程式：_______________________________________
___________________________________________________。
21．某天然有机化合物A仅含C、H、O元素，与A相关的反应框图如下所示：
(1)写出下列反应的反应类型：
S→A第①步反应__________，B→D__________，
D→E第①步反应__________，A→P__________。
(2)B中所含官能团的名称是________________。
(3)写出A、P、E、S的结构简式：A_____________________________________，
P_________________，E____________________，S__________________。
(4)写出在浓H2SO4存在并加热的条件下，F与足量乙醇反应的化学方程式：_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(5)写出与D具有相同官能团的D的所有同分异构体的结构简式：__________________________________________________________
____________________________________________________________。
第2节 有机化合物结构的测定 答案
1、【D】实验式符合CH3的只有C2H6；符合CH的有C2H2、C6H6等；符合CH2的有C2H4、C3H6等；符合C2H5的只有C4H10。
2、【B】从题图中可看出最右侧峰的质荷比为16β，是H＋质荷比的16倍，即该有机化合物的相对分子质量为16，为甲烷。
3、【C】核磁共振氢谱用来分析有机化合物分子中氢原子的种类和相对数目，而质谱法则是用来测定有机化合物的相对分子质量，故C项错误。
4、【B】烃的相对分子质量为29×2＝58。
设烃的分子式为CxHy，据：
CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)))O2eq \(――→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O
58 44x 9y
1．16 g 3.52 g 1.8 g
eq \f(58,1.16 g)＝eq \f(44x,3.52 g)，解得x＝4，
eq \f(58,1.16 g)＝eq \f(9y,1.8 g)，解得y＝10。
该烃的分子式为C4H10。
5、【B】由①②可得有机化合物的实验式，由①②④可得有机化合物的分子式。
6、【C】该有机化合物能分别与CH3CH2OH和CH3COOH发生酯化反应，说明其分子内含有—COOH和—OH；能脱水生成使溴水褪色的物质，说明此生成物中含有，即和—OH相连的碳原子的邻位碳原子上必定有H原子；能发生分子内脱水反应生成分子式为C4H6O2的五元环状化合物，则组成五元环的原子为四个 C原子和一个O原子，所以该有机化合物应为直链结构，即HOCH2CH2CH2COOH。
7、【D】A物质与(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液混合，溶液变为红棕色，是硝基的特征性质；与溴水反应产生白色沉淀，是酚羟基的特征性质；与NaOH溶液混合反应后，加入稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀，是溴原子的特征性质。只有D项物质具有上述三个性质的官能团，故D正确。
8、【A】由于A中N(C)∶N(H)∶N(O)＝eq \f(44.1,12)∶eq \f(8.82,1)∶eq \f(100－44.1－8.82,16)＝5∶12∶4，所以A的实验式为C5H12O4。
9、【D】饱和链烃通式为CnH2n＋2，分子中每增加1个碳碳双键则减少2个氢原子，C200H200分子中比含有200个碳原子的饱和烃分子少202个氢原子，所以该分子中最多可以有101个。
10、【D】分离溶于水的碘用萃取方法，但不能用乙醇做萃取剂，因乙醇和水互溶，A项错误；分离不互溶的液体混合物用分液法，乙酸乙酯和乙醇互溶，不能用分液法分离，B项错误；除去KNO3固体中混杂的NaCl，用重结晶的方法，原理是硝酸钾在水中的溶解度受温度的影响较大，题中所述原理有误，C项错误；除去丁醇中的乙醚，利用沸点不同用蒸馏法进行分离，D项正确。
11、【D】乙醇与水互溶，甲苯、溴苯均不溶于水，且甲苯的密度比水的小，溴苯的密度比水的大，C项能鉴别。
12、【BD】根据有机化合物充分燃烧的产物，可以推断该有机化合物的元素组成。有机化合物＋O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋H2O，从该反应可以看出，该有机化合物必定含有C、H元素。又因为生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，则可以推断出该有机化合物中C、H原子个数比为1∶2。另外，只从燃烧产物是CO2和H2O，不能确定该有机化合物中是否含有氧元素，因为不管有机化合物中是否含有氧元素，燃烧产物都为CO2和H2O。若知道有机化合物、O2以及生成物CO2、H2O的物质的量，则可以通过计算确定有机化合物中是否含氧。
13、【BD】温度计水银球的位置由其作用决定，在蒸馏实验中，温度计就是为了测出馏分的沸点，故其水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处，故A正确；制无水乙醇时应先加生石灰再进行蒸馏，故B错误；在重结晶实验中，被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度的影响较大，为减少其损失，应趁热过滤，故C正确，D错误。
14、【AC】A中有两个对称轴，有2种等效氢原子，有2组吸收峰；B中有一个对称轴，有5种等效氢原子，有5组吸收峰；C中要注意单键可以转动，因此左边2个甲基是等效的，右边3个甲基也是等效的，因此有3种等效氢原子，有3组吸收峰；D中有一个对称中心，有4种等效氢原子，有4组吸收峰。
15、【BD】由题图所示可知该烃的分子式为C5H4，碳原子的化学环境有2种(中间和上下碳原子不同)，上面两个碳原子和下面两个碳原子之间分别形成双键。
16、(1)C5H12 (2)C5H12 (3)C(CH3)4
解析：CO2恰好与200 mL 1 ml/L KOH溶液作用生成正盐，KOH的物质的量为0.2 ml，则CO2的物质的量为0.2 ml÷2＝0.1 ml；由质谱图可知有机化合物A的最大质荷比为72，即有机化合物A的相对分子质量为72；有机化合物A的质量为1.44 g，物质的量为1.44 g÷72 g/ml＝0.02 ml，完全燃烧生成2.16 g H2O的物质的量为2.16 g÷18 g/ml＝0.12 ml，有机化合物A分子内含有的碳原子数为0.1 ml÷0.02 ml＝5，氢原子数为0.12 ml÷0.02 ml×2＝12，因为C5H12的相对分子质量恰好为72，则A的分子式为C5H12。
(1)A的最简式为C5H12。
(2)A的分子式为C5H12。
(3)若A的一氯代物只有一种，则A的结构简式为C(CH3)4。
17、 (1)gfehicd(dc)ab(ba) (2)吸收水分，干燥氧气
(3)做催化剂，加快产生O2的速率 (4)使有机化合物充分氧化为CO2、H2O (5)CH2O (6)相对分子质量
[解析] 由实验测得二氧化碳和水的质量，就可以求出碳元素和氢元素的质量，再结合样品的总质量求出氧元素的质量，然后求出C、H、O的物质的量之比，得出实验式，已知实验式，要求分子式，必须知道该有机化合物的相对分子质量。(5)m(CO2)＝13.2 g，n(CO2)＝0.3 ml，m(C)＝3.6 g；m(H2O)＝5.4 g，n(H2O)＝0.3 ml，m(H)＝0.6 g；m(O)＝(9.0－3.6－0.6)g＝4.8 g，n(O)＝0.3 ml。则n(C)∶n(H)∶n(O)＝1∶2∶1，该有机化合物的实验式为CH2O。
18、(1)C5H12O (2)
解析：
(1)该有机化合物中w(O)＝100%－68.2%－13.6%＝18.2%，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝eq \f(68.2%,12)∶eq \f(13.6%,1)∶eq \f(18.2%,16)≈5∶12∶1。设该有机化合物的分子式为(C5H12O)n，则有(12×5＋1×12＋16)n＝88.0，解得n＝1。所以该有机化合物的分子式为C5H12O。
(2)由于该有机化合物分子中有4个甲基，除这4个甲基外，还有一个碳原子和一个氧原子，所以，C原子和O原子应被4个甲基包围在中间。
19、(1)C9H10O2
解析：(1)A分子中C、H、O的个数之比为eq \f(72.0%,12)∶eq \f(6.67%,1)∶eq \f(100%－72.0%－6.67%,16)≈9∶10∶2，根据相对分子质量为150，可求得其分子式为C9H10O2。(2)A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，通过红外光谱图可知，A分子中含有 、、C—O—C和C—C，通过核磁共振氢谱可知，A分子中有5种氢原子，且其个数比为1∶2∶2∶2∶3，则A的结构简式为或 (3)①A的芳香类同分异构体中不含甲基的芳香酸是；②与FeCl3溶液发生显色反应，说明含酚羟基，又因为是芳香醛，且苯环上只有两个对位取代基，所以结构简式是
或
20、(1)加聚反应 羟基、羧基 (2)C7H6O3
解析：D能与NaHCO3反应，则含有—COOH，H能使溴水褪色且不含甲基，由D、H分子式可知D分子内脱去1分子水生成H，则H为CH2===CHCH2COOH，D为HOCH2CH2CH2COOH，H发生加聚反应生成的I为由D与F的分子式可知D分子去掉2个H原子生成F，F能发生银镜反应，应含有醛基，则F为OHCCH2CH2COOH。由D、G的分子式可知，2分子D发生酯化反应，脱去2分子水形成环酯，则G为A或B在稀硫酸中加热均能生成C和D，因为A、B的分子式均为C11H12O5，D的分子式为C4H8O3，故C中含有7个碳原子，由C能与FeCl3溶液发生显色反应可知，C中含有苯环且苯环上有羟基，由C能与NaHCO3反应可知，C中含有羧基，由苯环上有两种氢原子可知，羧基在苯环上位于羟基的对位，故C为，则A为。由C、D的结构简式及B不能与FeCl3溶液发生显色反应但能与NaHCO3反应，可得出B的结构简式为
(4)B在NaOH溶液中共热发生反应的化学方程式为
2H2O，可知1 ml B最多可以消耗3 ml NaOH。
21、(1)取代(水解)反应 加成反应 消去反应
酯化(取代)反应
(2)碳碳双键、羧基
解析：由A仅含C、H、O三种元素，S为氯代有机酸，其水解可以得到A，说明S分子中含有C、H、O、Cl四种元素；根据反应条件可知，S→B是消去反应，B→F是加成反应，F与足量NaHCO3溶液反应得到的G的化学式为C4H4O4Na2，说明F是二元饱和羧酸，从而说明S、B分子中均含有两个COOH。B与Br2发生加成反应生成D，D发生消去反应生成E，则E中也含有两个—COOH，结合E的相对分子质量可推知E的结构简式为HOOCC≡CCOOH，则D的结构简式为，B的结构简式为
HOOCCH===CHCOOH，S的结构简式为
S中的Cl原子在碱性溶液中被OH取代，酸化后生成含有—COOH和—OH的有机化合物A，并且A在浓硫酸作用下自身可以生成六元环酯，再结合A的相对分子质量为134，可以推知A的结构简式为HOOCCH(OH)CH2COOH。B与H2加成生成F，则F的结构简式为HOOCCH2CH2COOH。P为六元环酯，结构简式为
选项
目的
分离或提
纯方法
原理
A
分离溶于水的碘
用乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大