高中化学选择性必修三 1.2.2 确定实验式—元素分析

这是一份高中化学选择性必修三 1.2.2 确定实验式—元素分析，共12页。
2020—2021学年人教版（2019）选择性必修三章节自我强化训练1.2.2   确定实验式—元素分析1.有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是（    ）A．确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯B．分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式C．分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式D．分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式2.将2.4g某有机物M置于密闭容器中燃烧,定性实验表明产物是、和水蒸气。将燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰和灼热的氧化铜(试剂均足量,且充分反应),测得浓硫酸增重1.44g,碱石灰增重1.76g,氧化铜减轻0.64g。下列说法中不正确的是(    )A.M的实验式为
B.若要得到M的分子式,还需要测得M的相对分子质量或物质的量
C.若M的相对分子质量为60,则M一定为乙酸
D.通过红外光谱仪可分析M中的官能团3.25℃和101kPa时,乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32mL与过量氧气混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,气体的总体积缩小了72mL,原混合烃中乙炔的体积分数为(   )A.12.5%       B.25%         C.50%         D.75%4.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.C5H10O45.现有乙酸和两种链状单烯烃的混合物,若其中氧的质量分数为a,则碳的质量分数是(   )A.
B.
C.
D. 6.某种有机物完全燃烧后,生成44g CO2、18g H2O,下列说法正确的(   )A.有机物一定是烯烃或环烷烃    B.有机物分子中C、H、O原子个数比为1:2:3
C.有机物分子中碳氢原子个数比为1:2   D.可以确定有机物中有O,但不知原子个数7.1mol某烃完全燃烧可得到2mol CO2；在一定条件下，1mol该烃能与2mol H2发生加成反应，这种烃是(   )A.CH­4             B.C2H4                C.C2H2           D.C3H48.某气态烃的组成中碳元素的质量分数为81.8%,其密度是相同条件下氢气密度的22倍,则该烃的分子式为(   )A.C2H6       B.C3H6       C.C3H8       D.C4H89.下列化学用语表达正确的是(  )A.—氯乙烷的结构式:
B.丁烷的结构简式:
C.四氯化碳的电子式:
D.苯的分子式:10.氯仿(CHCl3)可用做麻醉剂,但常因保存不慎,而被空气氧化,生成有剧毒的光气(COCl2),发生反应的化学方程式为2CHCl3+O2→2HCl+2COCl2,为防止发生事故,在使用氯仿前要检验其是否变质,应选用的试剂是(   )A.氢氧化钠溶液                      B.硝酸银溶液
C.溴水                          D.淀粉碘化钾试剂11.在乙醛和乙酸乙酯组成的混合物中,已知氢元素占总质量的,则氧元素占总质量的(   )A.
B.
C.
D.  12.有机物键线式结构的特点是以线示键，每个折点和线端点处表示有一个碳原子，并以氢补足四价，C、H不表示出来。降冰片烷立体结构如图所示：（1）写出其分子式             。（2）当降冰片烷发生一氯取代时，能生成              种沸点不同的产物。（3）根据降冰片烷的键线式结构，请你判断：降冰片烷属于                       。a.环烷烃       b.饱和烃         c.不饱和烃          d.芳香烃（4）降冰片烷具有的性质是                   。a.能溶于水            b.能燃烧                c.能使酸性高锰酸钾溶液褪色d.能发生加成反应      e. 能发生取代反应     f. 常温常压下为气体13.已知某有机物A：①由C、H、O三种元素组成，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%　②下图是该有机物的质谱图，③A的红外光谱图上有C-H键、O-H键、C-O键的振动吸收峰。④A的核磁共振氢谱有两个峰。请回答：（1）.A的实验式（最简式）为_____________，相对分子质量为______________。（2）.已知A的最简式能否确定A的分子式（填“能”或“不能”）____________，理由是____________。（3）.A的结构简式为____________________。14.写出下列各烷烃的分子式 (1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍_____                。 (2)烷烃B的分子中含有200个氢原子_______          。 (3)1L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15L的水蒸气_______         。15.某有机物A的相对分子质量为62。为进一步测定A 的化学式,取3.1g A完全燃烧,得到二氧化碳和水蒸气。将产物先后通过足量的浓硫酸和碱石灰,两者分别增重2.7g和4.4g(假设每步反应完全)
（1）.该有机物的实验式是__________;分子式是__________
（2）.红外光谱显示有“C—C”键和“O—H”键的振动吸收,若核磁共振氢谱只有2个吸收峰且峰面积之比为1:2,推断该有机物的结构简式是__________
（3）.该有机物与金属钠反应的化学方程式是__________16.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0.92g样品,经充分反应后,A管质量增加1.76g,B管质量增加1.08g,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__________,经测定其蒸气密度为2.054g/L(已换算为标准状况下),则其分子式为__________。17.为了测定某有机物A的结构,做如下实验:①将4.4g该有机物完全燃烧,生成 0.2mol CO2和3.6g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;③A的核磁共振氢谱如图2:（1）.有机物A的相对分子质量是__________
（2）.有机物A的实验式是__________（3）.有机物A的分子式是__________（4）.红外光谱上发现A有﹣COOH和2个﹣CH3则有机物A的结构简式__________18.某学生为确定某烃的分子式及其可能的结构简式,做了如下实验,标准状况下,取0.1某烃,在氧气中完全燃烧,生成的二氧化碳体积为22.4,同时得到16.2水。（1）.该烃的摩尔质量为__________。（2）.该烃的分子式为__________。（3）. 该烃有一种可能的结构为,其名称为__________。 （4）.属于__________(选填序号)。a.环烃b.烷烃c.芳香烃d.不饱和烃19.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:（一）.分子式的确定(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4g H2O和8.8g CO2,消耗氧气6.72L(标准状况下),则该物质的实验式是__________(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为__________,该物质的分子式是__________。(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式:__________（二）.结构式的确定核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(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:甲基氯甲基醚(Cl-CH2-O-CH3)有两种氢原子如图②。经测定,有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③,则A的结构简式为__________。20.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，得到如图一示的质谱图。③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示图谱，图中三个峰的面积之比是1:2:3。④用红外光谱仪处理该化合物，得到如图三所示图谱。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）能否根据A的实验式确定A的分子式？__________（填“能”或“不能”）。若能，则A的分子式是___________（若不能，则此空不填）。（4）写出有机物A的结构简式：__________________。
参考答案1.答案：D解析：2.答案：C解析：浓硫酸增重1.44g,说明燃烧产物水的物质的量为=0.08mol;碱石灰增重1.76g,说明燃烧产物CO2的物质的量为=0.04mol;氧化铜减轻0.64g,说明燃烧产物CO的物质的量为=0.04mol;则此有机物中含有碳原子0.08mol,氢原子0.16mol,氧原子的物质的量为 =0.08mol;A.有机物M中C:H:O=0.08mol:0.16mol:0.08mol=1:2:1,则 M的实验式为CH2O,故A正确;B.有M的最简式,若要得到M的分子式,则还需要测得M的相对分子质量或物质的量,故B正确;C.若M的相对分子质量为60,则M的分子式为C2H4O2,但不一定为乙酸,还可能是甲酸甲酯或2-羟基乙醛,故C错误;D.利用红外光谱仪可分析有机物中的官能团,故D正确;答案为C。3.答案：B解析：;;.设混合烃中为a mL,为b mL,为c mL,则有a+b+c=32①;2.5(a+c)+1.5b=72②,解方程组①②可得b=8,故原混合烃中乙炔的体积分数为。4.答案：A解析：由于A中碳的质量分数为44.1%,氢的质量分数为8.82%,故A中氧的质量分数为1-44.1%-8.82%=47.08%。由此可算出,故该有机物的实验式为,A正确。5.答案：C解析：乙酸的化学式为C2H4O2，链状单烯烃的通式为CnH2n，则混合物中C、H原子数目之比为1︰2，C、H元素质量之比为12︰2=6︰1，混合物中一共有三种元素，氧的质量分数为a，则碳、氢元素的质量分数之和为1-a，所以化合物中碳元素质量分数为（1-a）×6/7= ，C正确。6.答案：C解析：因为氧气也提供氧元素,所以不能判断有机物中是否含氧,可排除ABD7.答案：C解析：8.答案：C解析：该气态烃的相对分子质量:Mr=22×2=44,则该气态烃中含碳原子: =3,含氢原子: =8,该烃的分子式:C3H8
本题求分子式的方法很多,也可以直接利用“商余法”求分子式: =3……2即:C3H8,或根据碳和氢的质量分数,先求出实验式:C3H8,利用有机物的组成关系(C3H8已达饱和)推理实验式即分子式。9.答案：B解析：一氯乙烷的结构式为 ,四氯化碳的电子式为:,苯的分子式为,所以A、C、D项均不正确。10.答案：B解析：A.加入NaOH溶液,没有明显的现象,不能用来检验,故A错误;B.氯仿被氧化时生成HCl,加入硝酸酸化的硝酸银溶液生成AgCl白色沉淀,可检验,故B正确;C.反应中各物质与溴水不反应,加入溴水没有明显现象,所以不能用水检验,故C错误;D.淀粉碘化钾试剂与氯化氢不发生反应,无法检验氯仿是否变质,故D错误;故选B。11.答案：A解析：乙醛()、乙酸乙酯(),两者实验式相同,都为,,故应为A。
考点:考查有机物混合的有关计算
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,侧重能力的培养,有利于培养学生的创新思维能力。该题的关键是根据有机物的化学式得出混合物的最简式,然后直接列式计算即可。12.答案：(1)C7H12;炔;CH≡CCH2CH2CH2CH2CH3
(2)3
(3)ab
(4)be解析： (1)由结构简式可知分子式为为C7H12,故答案为：C7H12；(2)由结构对称性可知，含3种位置的H，则一氯取代时，能生成3种沸点不同的产物，故答案为：3；(3)A、降冰片烷只存在碳碳单键且成环，故为环烷烃，故A正确；B. 由于结构中无不饱和键，故为饱和烃，故B正确；C. 由于结构中无不饱和键，故不属于不饱和烃，故C错误；D. 此物质中不含苯环，故不是芳香烃，故D错误。故选ab.13.答案：（1）. C4H10O;74       （2）.能， 因为A的最简式为C4H10O，氢原子已经达到饱和。所以A的最简式就是A的分子式（3）. 解析：14.答案：(1)C6H14(2)C99H200(3)C14H30解析：15.答案：（1）.CH3O,   C2H6O2
（2）.CH2OHCH2OH
（3）.CH2OHCH2OH+2Na→CH2ONaCH2ONa+H2解析：16.答案：（1）.g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)
（2）.吸收H2O,得到干燥O2
（3）.催化剂,加快O2的生成
（4）.使有机物充分氧化生成CO2和H2O
（5）.C2H6O
（6）.相对分子质量 C2H6O解析：17.答案：（1）.88;（2）.C2H4O
（3）.C4H8O2
（4）.(CH3)2CHCOOH解析：18.答案：（1）.138g/mol ; （2）.C10H18
（3）.4,5-二甲基-3-乙基-1-环己烯; （4）.a、d解析：0.1某烃完全燃烧可生成,，根据元素守恒可知:每个该烃分子中应含10个碳原子,18个氢原子。故其分子式为,摩尔质量为138。19.答案：（一）.(1)C2H6O(2)46  C2H6O(3)CH3CH2OH或CH3OCH3
（二）.CH3CH2OH解析：（一）.(1)由题意可知,根据氧原子守恒可知有机物中含有n(O)=0.3mol+0.2mol×2-0.3mol×2=0.1mol,则有机物中N(C):N(H):N(O)=0.2mol:0.6mol:0.1mol=2:6:1,实验式为C2H6O(2)该物质中各元素的原子个数比为N(C):N(H):N(O)=2:6:1,则最简式为C2H6O,根据质谱图中最大质荷比为46可得该有机物的相对分子质量为46,则有机物的分子式为C2H6O。(3)有机物的分子式为C2H6O,分子中可能存在C-C、C-H、C-O、O-H等化学键,可能的结构简式为CH3CH2OH或CH3OCH3。
（二）.有机物A分子中有三种不同化学环境的氢原子,应为乙醇,即结构简式为CH3CH2OH,二甲醚分子中只有一种不同化学环境的氢原子。20.答案：(1)46(2)C2H6O(3)能；C2H6O(4)CH3CH2OH解析：