沪科技版（2020）选择性必修2分子光谱分析课时训练

2.3.4分子光谱分析同步练习-沪科版高中化学选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确的是

A．p能级有3个轨道

B．s电子云轮廓图为球形

C．电子跃迁所得原子光谱可用于元素鉴定

D．基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量相同

2．下列说法正确的是

A．  分子中至少有9个碳原子处于同一平面上

B．  的核磁共振氢谱有5个峰

C．某烯烃与氢气加成后得到2,2－二甲基丁烷，该烯烃的名称是3,3－二甲基－1－丁烯

D．能够测定分子化学键的方法是核磁共振谱

3．中国科学家经过光谱分析发现一颗锂元素含量极高的恒星。下列说法不正确的是

A．LiOH的碱性强于Be(OH)2

B．在第ⅠA族的元素中，锂元素的第一电离能最大

C．依据对角线规则，锂元素和镁元素的有些性质相似

D．原子光谱的产生与电子跃迁有关，可利用原子光谱中的特征谱线来鉴定元素

4．氯元素可形成NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4等多种含氧酸盐。下列说法正确的是

A．含氧酸盐的组成元素均位于元素周期表的p区

B．基态氯原子核外电子的空间运动状态有17种

C．含氧酸盐的组成元素中基态原子单电子数目最多的是O

D．钠盐焰色原因是电子由较低能量向较高能量的轨道跃迁时吸收除黄色光以外的光

5．中国药学家屠呦呦因发现青蒿素及其抗疟疗效，荣获诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素结构式如右图所示，下列有关青蒿素研究的说法不正确的是

A．提取过程为防止破坏青蒿素结构应避免高温，故用低沸点溶剂乙醚进行萃取

B．可使用红外光谱测出这个分子的相对分子质量，也可用质谱仪确定这个分子的环状结构

C．青蒿素是脂溶性的，既可看作是醚类也可看作是酯类化合物，既有氧化性又有还原性

D．元素分析仪可以确定青蒿素中是否含有C、H、O等元素

6．下列说法不正确的是

A．某有机物完全燃烧只生成CO2和H2O，两者物质的量之比为1：2，则该有机物为甲烷

B．通过质谱法可以确认有机化合物的相对分子质量

C．甲苯分子的核磁共振氢谱中有4个不同的吸收峰

D．红外光谱可以帮助确定许多有机物的结构

7．下列说法错误的是

A．焰色试验可鉴别、两种无色溶液

B．重结晶法可提纯含有少量氯化钠杂质的苯甲酸

C．用标准液润洗滴定管后，应将润洗液从滴定管上口倒出

D．利用红外光谱可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息

8．使用现代分析仪器对某有机化合物X的分子结构进行测定，相关结果如下：

由此推理得到有关X的结论不正确的是

A．属于醚类 B．结构简式为

C．相对分子质量为74 D．组成元素有C、H、O

9．某有机物常用于生产聚酯纤维和树脂，是一种重要化工合成原料，使用现代仪器对该有机物的结构进行测定，相关谱图如下。下列有关说法错误的是

A．由质谱图可知该有机物相对分子质量为91

B．由核磁共振氢谱可知该有机物中有2种不同化学环境的氢原子

C．由红外光谱可获得该有机物化学键或官能团信息

D．综合以上信息可知该有机物为对二甲苯

10．下列说法错误的是

A．焰色反应与电子跃迁有关

B．元素周期表中可以把元素分成、、d、四个区

C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强

D．根据对角线规则，是弱酸

二、填空题

11．有机物甲的实验式是C4H10O，请完成下列填空。

(1)如图是该有机物甲的质谱图，则其分子式为           。

(2)确定甲的官能团：将小颗粒钠投入甲中，有气泡产生，则甲中存在的官能团的名称是           ；甲可能的结构有           种。

(3)确定甲的结构简式：经测定有机物甲的核磁共振氢谱如图所示，则甲的结构简式为           。

(4)若甲的红外光谱如图所示，则该有机物的结构简式为           ，含有的官能团名称是           。

12．利用核磁共振技术测定有机物分子三维结构的研究获得了2002年的诺贝尔化学奖。我们研究有机物的一般要经过以下几个基本步骤：

(1)苯甲酸可用作食品防腐剂，常用重结晶的方法进行提纯。

①某化学兴趣小组对含有少量氯化钠和泥沙的粗苯甲酸进行提纯，其操作步骤如下：加热溶解，    ，冷却结晶。

②苯甲酸的结构如图所示：

则1mol苯甲酸中采用sp2杂化的碳原子有     个。苯甲酸分子所含元素的第一电离能由小到大的顺序是     。

(2)有机物乙偶姻可用作食用香料，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精。某研究性学习小组为确定乙偶姻的结构，进行如下探究。

步骤一：将乙偶姻蒸气通过热的氧化铜(催化剂)氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收。1.32g乙偶姻的蒸气氧化生成2.64g二氧化碳和1.08g水。

步骤二：取乙偶姻样品进行质谱分析，其质谱图中最大质荷比为88。

步骤三：用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图1所示，图中4个峰的面积比为1：3：1：3。

步骤四：利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图2所示。

①请写出乙偶姻的实验式     。

②请确定乙偶姻的结构简式     ，其官能团的名称为     。

③羧酸类有机物M的分子比乙偶姻的分子多一个CH2，那么M的结构可能有     种。

13．从原子结构的角度解释形成焰色反应的原因为           。

14．完成下列问题。

(1)研究有机物的方法有很多，常用的有①核磁共振氢谱②蒸馏③重结晶④萃取⑤红外光谱⑥过滤，其中用于分子结构确定的有     (填序号)

(2)下列物质中，其核磁共振氢谱中只有一个吸收峰的是     (填字母)。

A．CH3CH3 B．CH3COOH C．CH3COOCH3 D．CH3OCH3

(3)某含碳、氢、氧三种元素的有机物甲，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%，则甲的实验式(最简式)是     。

(4)①如图是该有机物甲的质谱图，则其相对分子质量为     ，分子式为     。

②确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基，写出羟基的电子式     ；甲可能的结构有      种.

③确定甲的结构简式：

a.经测定有机物甲的核磁共振氢谱如图所示，则甲的结构简式为     。

b.若甲的红外光谱如图所示，则该有机物的结构简式为     。

15．现代化学仪器在有机物研究中起到重要作用。

有机化合物A经元素分析测得其中含C 70.59%、H 5.88%，其余为O；现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下三种方法。

方法一：用质谱法分析得知A的相对分子质量为136。

方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰，其面积之比为1：2：2：3。

方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图。

写出有机物A的结构简式           。

16．氢原子光谱特点：具有        、        的谱线组成的       光谱。

17．Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：

(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种      (填字母)。

A．吸收光谱      B．发射光谱

(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是      (填序号)。

a.1s22s22p43s13p3p3p         b.1s22s22p33s23p3p3p

c.1s22s22p63s13p                d.1s22s22p63s2

(3)Ti原子位于元素周期表中的      区，其价电子排布式为     。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的基态原子的外围电子的轨道表示式      。

(4)Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为Fe3+      Fe2+(填“大于”或“小于”)。

(5)下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是      。

①2p=3p    ②4s＞2s    ③4p＞4f    ④    4d＞3d

A．①④ B．①③ C．③④ D．②③

18．研究有机化合物的基本步骤

19．丁二酮肟( )可与反应，生成鲜红色的沉淀丁二酮肟镍，这个反应可用来鉴定的存在。请回答下列问题：

(1)Ni在元素周期表中的位置为           。

(2)基态氧原子的核外电子的空间运动状态有           种。

(3)丁二酮肟( )中涉及元素的电负性由大到小的顺序为           ；与氮同周期的硼在成键时，能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键，请写出该激发态原子的价电子轨道表示式：           ，该过程形成的原子光谱为           (填“吸收”或“发射”)光谱。

(4)与Ni同周期的铜、锌两种元素位于元素周期表的           区，两元素的第一电离能()、第二电离能()数据如表所示：

铜的小于锌，却大于锌的主要原因是           。

20．原子光谱形成原因

在通常情况下，原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量           的状态。

当处于能量最低状态的原子           能量后，电子能从能量           的轨道跃迁到能量           的轨道上。

电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，将           出能量。

三、实验题

21．有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有特殊香味。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程

如下：

步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。

(1)如图1所示，仪器a的名称是                ，图中虚线框内应选用右侧的                (填“仪器x”或“仪器y”)。

步骤二：确定M的实验式和分子式。

(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。

①M实验式为        。

②已知M的密度是同温同压下密度的2倍，则M的分子式为        。

步骤三：确定M的结构简式。

(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。

①M的结构简式为                。

②M的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是        (填标号)

a．质谱仪    b．红外光谱仪    c．元素分析仪    d．X射线衍射仪

22．化学上研究有机化合物一般先进行分离提纯，再测定有机物的组成和结构。

Ⅰ．按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。

(1)操作(1)(2)(3)(4)对应仪器分别是       。

Ⅱ．有机物M具有特殊香味。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下：

步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。

(2)如图1所示，图中虚线框内仪器应选用       (填“仪器x”或“仪器y”)，仪器a的名称是       。

步骤二：确定M的实验式和分子式。

(3)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%。

①M实验式为       。

②已知M的密度是同温同压下密度的2倍，则M的分子式为       。

步骤三：确定M的结构简式。

(4)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1：3：1：3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。

①M的结构简式为       。

②M的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是       (填标号)

a．质谱仪    b．红外光谱仪    c．元素分析仪    d．X射线衍射仪

23．完成下列问题

(1)测定有机化合物分子式：

燃烧分析法是常用方法，如图是李比希测定烃类有机物组成的装置，氧化铜作催化剂，在750 ℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O，用含有固体氢氧化钠和高氯酸镁[Mg(ClO4)2]的吸收管分别吸收CO2和H2O。

试回答下列问题：

①甲装置中盛放的是       ，甲、乙中的吸收剂能否颠倒？说明理由：       。

②实验开始时，要先通入氧气一会儿，然后再加热。为什么？       。

③若测得甲装置增重a g，乙装置增重b g，试求出烃中碳、氢原子个数比为       。

④若已知试样是纯净物，某次测定时，测出碳、氢原子个数比为N(C)∶N(H)=11∶23，能否确定其为何种烃？       (填“能”或“不能”)；若能，写出其分子式：       (若不能，此空不必回答)。

(2)下面是有机物A的质谱图和红外光谱图：

回答下列问题：    

①结合以上谱图推断：有机物A的相对分子质量为       ，分子式为       ，所含官能团的名称       ；有机物A的1H核磁共振谱图中有       种吸收峰，峰面积之比为       ，红外吸收光谱有        种吸收峰。

②链烃B的相对分子质量比A小4，含3个甲基，并能使溴的四氯化碳溶液褪色，符合题意的B结构可能为       。

③链烃C是B的同系物，且其对乙烯的相对密度为3，C的1H核磁共振谱图显示：C中只含有一种氢原子。C的结构简式为       。则C在一定条件下发生聚合反应的化学方程式为       。

参考答案：

1．D

2．C

3．B

4．C

5．B

6．A

7．C

8．B

9．A

10．B

11．(1)C4H10O

(2)     羟基     4

(3)C(CH3)3OH

(4)     CH3CH2OCH2CH3     醚键

12．(1)     趁热过滤     7     O＞C＞H

(2)     C2H4O          羰基     4

13．处于能量较高激发态的电子容易跃迁到能量较低激发态或基态，并以光的形式释放能量

14．(1)①⑤

(2)AD

(3)C4H10O

(4)     74     C4H10O          4     C(CH3)3OH     CH3CH2OCH2CH3

15．

16．     特定波长     彼此分立     线状

17．(1)B

(2)b

(3)     d     3d24s2    

(4)小于

(5)B

18．     实验式     分子式     结构式

19．(1)第四周期第Ⅷ族

(2)5

(3)               吸收

(4)     ds     铜的价层电子排布式为，锌的价层电子排布式为，铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构，因此铜的小于锌的，也由于3d全满结构稳定，再失去一个电子较困难，因此铜的大于锌的

20．     最低     吸收     较低     较高     释放

21．(1)     蒸馏烧瓶     仪器y

(2)         

(3)          C

22．(1)CADE

(2)     仪器y     蒸馏烧瓶

(3)         

(4)          c

23．(1)     高氯酸镁[或Mg(ClO4)2]     不能，因氢氧化钠能同时吸收CO2和H2O，无法确定生成的H2O和CO2的质量     将装置中的空气排尽，否则空气中含有的二氧化碳和水蒸气会影响测定结果的准确性     9b∶44a     能     C22H46

(2)     74     C3H6O2     酯基     2     1∶1     4     CH3-C(CH3)=CH-CH3     CH3C(CH3)=C(CH3)CH3