鲁科版 (2019)选择性必修3第2节 有机化合物结构的测定课后作业题

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课后作业题，共24页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．2020年3月24日，中国工程院院士、天津中医药大学校长张伯礼表示，中成药连花清瘟胶囊对于治疗轻型和普通型的新冠肺炎患者有确切的疗效。其有效成分绿原酸的结构简式如图所示，下列有关绿原酸说法不正确的是
A．绿原酸的分子式为C16H18O9B．分子中至少有7个碳原子共面
C．1 ml绿原酸最多能与6 ml H2发生反应D．可发生酯化反应、加成反应、氧化反应
2．下列有机化合物的分子中，含有两种处于不同化学环境的氢原子的是
A．B．
C．D．
3．标准状况下，某气态烷烃和烯烃(含一个双键)的混合气体完全燃烧后，将产生的气体缓慢通过浓硫酸，浓硫酸增重，剩余气体再通过碱石灰，碱石灰增重。另再取标准状况下的该混合气体，将它通入过量的溴水中，溴水增重。则混合气体的组成为
A．甲烷、丙烯B．乙烷、丙烯C．甲烷、乙烯D．乙烷、乙烯
4．等物质的量的下列物质，在空气中充分燃烧，消耗氧气最少的是：
A．乙烯B．乙烷C．乙炔D．苯
5．2020年8月19日发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第八版)》中指出，氯喹类药物可用于治疗新冠肺炎。氯喹和羟基氯喹的结构分别如图1和图2所示，对这两种化合物的描述错误的是
A．氯喹的化学式为，羟基氯喹的化学式为
B．两分子中的手性碳原子数相等
C．加入溶液并加热，再加入溶液后生成白色沉淀，可证明氯喹或羟基氯喹中含有氯原子
D．氯喹或羟基氯喹都可与硫酸、盐酸或磷酸反应生成盐类物质
6．两种有机物A和B均为烃的含氧衍生物，且均只含一个氧原子，有关性质如下：
A．A和B可能属于同系物
B．若要除去A中的少量B，可以采用蒸馏的操作方法
C．A中沸点比B的沸点高是因为A中含有分子间氢键
D．B的同系物C，相对分子质量比B大14，其同分异构体中与B同类别的有6种(不考虑立体异构)
7．在检测领域，有四大名谱，也是检测领域的“四大天王”，分别为色谱、光谱、质谱、波谱。下列有关说法错误的是
A．色谱法可以用于分离、提纯有机物
B．发射光谱是光谱仪摄取元素原子的电子发生跃迁时吸收不同光的光谱
C．通过红外光谱图可以获得分子的化学键和官能团的信息
D．质谱是快速、微量、精确测定相对分子质量的方法
8．从成键情况看，下列分子式和结构式不合理的是
A．：B．：
C．：D．：
9．某链状有机物分子中含有n个，m个，a个，其余为，则分子中的个数为
A．B．C．D．
10．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图1甲、乙所示，下列说法正确的是
A．由红外光谱可知，A属于芳香烃
B．由核磁共振氢谱可知，A分子中有3种不同化学环境的氢原子
C．若A的分子式为，则其结构简式可能为
D．由A的核磁共振氢谱可获得A的相对分子质量
二、填空题
11．核磁共振(NMR)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，每一个结构中的等性氢原子的1H—NMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中的等性氢原子数成正比。现有某种有机物，通过元素分析得到的数据为C∶85.71%，H∶14.29%(质量分数)，质谱数据表明它的相对分子质量为84。
(1)该化合物的分子式为 。
(2)已知该物质可能存在多种结构，A、B、C是其中的三种，请根据下列要求填空：
①A是链状化合物与氢气加成产物分子中有三个甲基，则A的可能结构有 种(不考虑立体异构)。
②B是链状化合物，1H—NMR谱中只有一个信号，则B的结构简式为 。
12．观察下面几种链状烷烃的球棍模型

(1)①A的结构简式为 。
②B的同分异构体的结构简式为 。
③C的分子式为 。
④D的名称为 。
(2)上述4种物质的沸点从大到小的排序为 (填字母顺序)。
(3)B的一氯取代产物有 种同分异构体。
(4)若上述4种物质各为1g，在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是 (填字母)
13．为了测定某有机物A的结构，进行如下实验：
①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1ml CO2和2.7g水，
②用质谱仪测定其相对分子质量，得到如图所示的质谱图。
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的实验式确定其分子式? (填“能”或“不能”，并对应回答后面问题)。若能，则A的分子式是 ，若不能，请说明原因： 。
14．某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.59%、含氢为 5.88%，其余含有氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
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∶1∶1∶3.如下图A。
方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱，如下图B。


(1)分子中共有 种化学环境不同的氢原子。
(2)A的分子式为 。
(3)该物质属于哪一类有机物 。
(4)A的分子中只含一个甲基的依据是 (填序号)。
a.A的相对分子质量
b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图
d.A分子的红外光谱图
(5)A的结构简式为 。
(6)A的芳香类同分异构体有多种，其中又同时符合下列条件：①能发生水解反应；②分子结构中含有一个甲基。则该芳香类A的同分异构体共有 种。
15．苯乙烯()是重要的化工原料，根据要求填写下列空格。
(1)苯乙烯的实验式是 。
(2)取5.2g苯乙烯与足量氢气反应，消耗标况下氢气的体积为 L，所得产物的一氯代物共有 种。
(3)下列属于苯乙烯的性质有___________(填代号)
A．能溶于水B．能发生氧化反应
C．能发生加聚反应D．常温常压下为气体
(4)苯乙烯生成聚苯乙烯的方程式： 。
16．(1)某种烃A对氢气的相对密度为36 ，该烃中碳氢两元素的质量比为5∶1，求：
①确定该烃的分子式
②如果该烃的一氯取代物有4种，写出该烃的结构简式
③烃A可由另一种烃B通过加成反应而制得，则烃B的可能的是（任写一种可能的结构简式）
(2)写出下列反应的化学方程式
①甲苯生成TNT ；
②丙烯与氯化氢的加成反应 ；
17．一种烃的碳架呈三棱柱体（如图所示）

(1)写出该烃的分子式 。
(2)该烃的一氯取代物有 种。
(3)该烃的二氯取代物有 种。
(4)该烃的同分异构体有多种，其中1种不能使酸性高锰酸钾溶液或Br2-CCl4溶液褪色，但在一定条件下能跟溴(或H2)发生取代(或加成)反应，这种同分异构体的结构简式是 。
18．一种有毒性物质A，其含碳76.6％、氢6.38％。氧17.02％(均为质量分数)，它们的相对分子质量是乙烷的3.13倍，试回答以下问题。
(1)该有机物的相对分子质量为 (结果取整数)；确定该有机物A的分子式为 。
(2)用核磁共振仪处理该化合物，得到核磁共振氢谱图，图中出现四组峰，其四个峰的面积之比是1：2：2：1，则有机物的名称为 ，官能团为
19．按要求回答下列问题：
(1)有机物A的结构简式为CH3CH2C(CH3)2CH(CH3)C(CH3)3。
①有机物A的系统命名法的名称为 。
②若A是单烯烃与氢气加成后的产物，则该单烯烃可能有 种结构。
(2)同温同压下烷烃B的蒸气的密度是氢气的57倍，则B的分子式为 ，若B的核磁共振氢谱图显示只有一个信号峰，则B的结构简式为 。
(3)相对分子质量为124的炔烃C与足量的H2加成后能生成含6个甲基的烷烃D，则C的一氯代物有 种；D的结构简式为 。
(4)支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃E的结构简式为 。
(5)选择恰当的试剂和方法除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质)。
①CH4(C2H4)：试剂 ，方法 。
②溴苯(溴)：试剂 ，方法 。
20．某烃的相对分子质量为56。
(1)该烃的分子式为 。
(2)若能使酸性KMnO4溶液褪色，则可能的结构简式为 。
(3)上述(2)中的混合物与足量H2反应后，所得产物共有 种。
(4)上述(2)中的混合物若与足量HBr反应后，所得产物共有 种。
三、实验题
21．(一)某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行探究。
步骤一：这种碳氢化合物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。有机物X的蒸气氧化产生二氧化碳和水；
步骤二：通过仪器分析得知X的相对分子质量为106；
步骤三：用核磁共振仪测出X的核磁共振谱有2个峰，其面积之比为(如图Ⅰ)
步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ，试回答：
(1)步骤二中的仪器分析方法称为 。
(2)X的分子式为 ；结构简式为 。
(二)某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(3)实验中铜网出现红色和黑色交替现象，请写出相应的化学方程式 ；在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇氧化反应是 反应；甲乙两个水浴作用不同，甲的作用是 ；乙的作用是 。
22．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行探究。

步骤一：这种碳氢化合物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。2.12 g有机物X的蒸气氧化产生7.04 g二氧化碳和1.80 g水。
步骤二：通过仪器分析得知X的相对分子质量为106。
步骤三：用核磁共振仪测出X的核磁共振氢谱有2个峰，其面积之比为2∶3，如图Ⅰ。
步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ。

试填空：
(1)X的分子式为 ；X的名称为 。
(2)步骤二中的仪器分析方法称为 。
(3)写出X与足量浓硝酸和浓硫酸混合物反应的化学方程式： 。
(4)写出X符合下列条件的同分异构体的结构简式 。
①芳香烃 ②苯环上一氯代物有三种
23．我国科学家屠呦呦因青蒿素研究获得诺贝尔奖，青蒿素是从传统药材中发现的能治疗疟疾的有机化合物。现某实验小组拟提取青蒿素。
青蒿素为无色针状晶体，熔点为156~157°C，易溶于丙酮、氯仿和乙醚，在水中几乎不溶。
I．实验室流程如图所示：
(1)在操作I前要对青蒿进行粉碎，其目的是 ，操作II的名称是 。
(2)操作III进行的是重结晶，其操作步骤为加热溶解→ → →过滤、洗涤、干燥。
II．已知青蒿素是一种仅含有C、H、O三种元素的化合物，为进一步确定其化学式，进行了如图实验：
实验步骤：
①连接装置，检查装置气密性；
②称量E、F中仪器及药品的质量；
③取14. 10g青蒿素放入C的硬质玻璃管中，点燃C、D中的酒精灯加热，充分反应；
④实验结束后冷却至室温，称量反应后E、F中仪器及药品的质量。
(3)装置E、F应分别装入的药品为 、 。
(4)实验测得：
通过质谱法测得青蒿素的相对分子质量为282，结合上述数据，得出青蒿素的分子式为 。
(5)若使用上述方法会产生较大实验误差，你的改进方法是 。
有机物
相对分子质量
熔点
沸点
溶解性
A
46
-117.3℃
78.5℃
与水任意比互溶
B
74
-116.6℃
34.5℃
不溶于水
装置
实验前
实验后
E
54.00g
63.90g
F
80.00g
113.00g
参考答案：
1．C
【详解】A．由绿原酸的结构可知，绿原酸的分子式为C16H18O9，故A正确；
B．根据绿原酸的结构简式知，绿原酸中含有碳碳双键，与碳碳双键相连的原子共平面，结构中含有酯基，与酯基相连的六元碳环上有1个碳原子与酯基共平面，另外两个六元环都可以旋转，旋转至不与碳碳双键共面时仍然各有两个碳原子与碳碳双键共面，分子中至少有7个碳原子共面，故B正确；
C．根据绿原酸的结构简式知，绿原酸中含有一个苯环，一个碳碳双键，羧基和酯基中的碳氧双键不能和H2发生加成反应，1 ml绿原酸最多能与4 ml H2发生反应，故C错误；
D．绿原酸中含有羧基和羟基，可以发生酯化反应，含有碳碳双键，可以发生加成和氧化反应，故D正确；
故选C。
2．D
【详解】A． 十二个氢原子为一种氢，故A不选；
B．有四种等效氢，故B不选；
C． 有四种等效氢，故C不选；
D．有二种等效氢，故D选；
故选：D。
3．C
【详解】设混合气体的分子式为，则该混合烃燃烧的化学方程式为，
，x=1.8，y=4，平均分子式为，一定含有甲烷，另外一种气体氢个数为4，碳个数大于等于2，混合气体中烯烃里含一个双键，所以该烯烃为乙烯，故答案选C。
4．C
【详解】烃完全燃烧的通式为：CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O，设等物质的量的烃分别为1ml，则：
A．1ml乙烯燃烧耗氧量为2+=3；
B．1ml乙烷燃烧耗氧量为2+=3.5；
C．1ml乙炔燃烧耗氧量为2+=2.5；
D．1ml苯燃烧耗氧量为6+=7.5；
很明显物质的量相等时，苯完全燃烧消耗的氧气的量最大，乙炔完全燃烧消耗的氧气量最小，故答案为C。
5．C
【详解】A．由结构简式可知，氯喹的化学式为C18H26N3Cl，羟基氯喹的化学式为C18H26N3OCl，故A正确；
B．与足量的氢气发生加成反应后，所得产物都有如图*所示的5个手性碳原子：、，故B正确；
C．检验氯喹或羟基氯喹中含有氯原子时，应该先加入氢氧化钠溶液，共热后，为防止氢氧根离子干扰氯离子检验，应先加入硝酸酸化使溶液呈酸性，再加入硝酸银溶液，若生成白色沉淀，就可证明氯喹或羟基氯喹中含有氯原子，故C错误；
D．在氯喹和羟基氯喹中都含有亚氨基，能够与酸形成配位键而结合在一起，形成盐类物质，故D正确；
故选：C。
6．A
【分析】A和B均为烃的含氧衍生物，且均只含一个氧原子，A的相对分子质量为46，则……6，A的分子式为，同理，B的分子式为。A与水任意比互溶，且沸点较高，说明A中含有分子间氢键，故A为，B不溶于水，且沸点较低，说明B中不分子间氢键，即不含羟基，故B为醚。
【详解】A．A为醇，B为醚，结构不相似，一定不属于同系物，A错误；
B．两种有机物互溶，沸点差距较大，除去A中的少量B，可通过蒸馏除去，B正确；
C．A与水任意比互溶，且沸点较高，说明A中含有分子间氢键，C正确；
D．B的同系物C，相对分子质量比B大14，分子式为，属于醚的同分异构体中有6种：甲基与4种丁基形成的醚，乙基与2种丙基形成的醚，D正确。
故选A。
7．B
【详解】A．色谱法主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离，可以用来分离提纯有机物，故A正确；
B．当原子中的电子在发生跃迁时，将释放能量，释放出不同的光，可用光谱仪摄取得到的是发射光谱，故B错误；
C．红外光谱主要提供化学键和官能团的结构信息，红外光谱法可用于鉴定分子结构，故C正确；
D．质谱法是用电场和磁场将运动的离子（带电荷的原子、分子或分子碎片，有分子离子等）按它们的质荷比分离后进行检测的方法，因此质谱是快速、微量、精确测定相对分子质量的方法，故D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．该分子中每个氢原子形成1个共价键，氮原子形成3个共价键，碳原子形成4个共价键，成键合理，故A正确；
B．该分子中C、Si原子只形成3个共价键，理应各形成4个共价键，说明成键情况不合理，故B错误；
C．该分子中碳原子形成4个共价键，氢原子形成1个共价键，氧原子形成2个共价键，硫原子形成2个共价键，成键情况合理，故C正确；
D．该分子中碳原子形成4个共价键，硫原子形成2个共价键，氢原子形成1个共价键，成键情况合理，故D正确；
故答案为B。
9．C
【详解】根据题意可知该链状有机物为烷烃，其通式为：，设该分子中个数为x，则C原子个数，H原子个数，解得x=。
C符合题意，故选C。
10．C
【详解】A．该有机物含有O，属于烃的衍生物，故A错误；
B．核磁共振氢谱中有5个峰，说明有5种不同环境的H原子，故B错误；
C．结构简式为时，其有机物结构和等效氢种类符合红外光谱与核磁共振氢谱，故C正确；
D．核磁共振氢谱只能说明氢原子的种类，不能获得A的相对分子质量，相对分子质量应该由质谱图获得，故D错误；
答案选C。
11．(1)
(2) 7 (CH3)2C=C(CH3)2
【分析】(1)
相对分子质量为84，元素分析得到的数据为C∶85.71%，H∶14.29%，分子中C原子数是、H原子数是，该化合物的分子式为；
(2)
①是链状化合物，分子中含有1个C=C双键，与氢气加成产物分子中有三个甲基，分子中含有1个支链，符合条件的同分异构体有：(CH3)2CHCH2CH=CH2、CH3CH2CH(CH3)CH=CH2、CH3CH2CH2C(CH3)=CH2、(CH3)2CHCH=CHCH3、CH3CH2C(CH3)=CHCH3、CH3CH2CH=C(CH3)2、(CH3CH2)2C=CH2，共7种；
②B是链状化合物，分子中含有1个C=C双键，1H-NMR谱中只有一个信号，分子中只有1种H原子，分子中含有12个H原子，故含有4个甲基，关于双键对称，故B的结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2。
12．(1) CH3CH2CH3 CH(CH3)3 C5H12 异戊烷
(2)C>D>B>A
(3)2
(4)A
【详解】（1）①A为链状烷烃，根据其球棍模型可知，其结构简式为CH3CH2CH3。
②B为正丁烷，其同分异构体为异丁烷，结构简式为CH(CH3)3。
③根据C的球棍模型可知，其为正戊烷，分子式为C5H12。
④从D的球棍模型可知，其结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH3，名称为异戊烷。
（2）一般而言，链状烷烃中碳原子的数目越多，熔沸点越高，碳原子数目相同时，支链越多，熔沸点越低，则以上四种物质沸点从大到小排序为C>D>B>A。
（3）B为正丁烷，正丁烷中有两种不同化学环境的氢原子，因此其一氯代物有2种同分异构体。
（4）等质量的烃，烃中H元素质量分数越大，耗氧量越大，以上四种物质中，丙烷中H元素质量分数最大，因此上述4种物质各为1g，在足量氧气中燃烧，消耗氧气最多的为A。
13． 46 C2H6O 能 C2H6O 不用填写
【分析】(1)根据质荷比可以知道,有机物A的相对分子质量为46；
(2)根据n=计算生成的水的物质的量,计算碳元素、氢元素的质量，根据质量守恒判断有机物A是否含有氧元素；若含有氧元素，计算氧元素质量、氧原子物质的量,根据原子守恒确定有机物A中C、H、O原子个数比值确定最简式；
(3)根据有机物的最简式中H原子是否已经饱和，来判定实验式与分子式关系。
【详解】(1)根据质荷比可以知道,有机物A的相对分子质量为46；
(2) 2.3g有机物燃烧生成生成0.1ml CO2和2.7g水，则n(C)=n(CO2)=0.1ml，m(C)=0.1ml×12g/ml=1.2g，n(H2O)==0.15ml，m(H)=2×0.15ml×1g/ml=0.3g，则m(H)+m(C)=1.2+0.3=1.5g