人教版高中化学选修5基础过关+对点训练： 元素分析与相对分子质量的测定、分子结构的鉴定 含解析
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答案：D
知识点二 分子式的确定
2.某烃中碳和氢的质量比是24:5，该气态烃在标准状况下的密度为2.59 g/L，其分子式为( )
A．C2H6B．C4H10
C．C5H8D．C7H8
解析：先求最简式，N(C) :N(H)＝ : ＝2:5，所以该烃的最简式为C2H5；再求摩尔质量，22.4 L/mol×2.59 g/L≈58 g/mol，故该有机物的分子式为C4H10。
[提示] 能求得反应生成水和二氧化碳的质量，从而确定有机物中氢元素和碳元素的质量，若只有碳、氢、氧三种元素，剩余则为氧元素的质量；最后计算出有机物分子中各元素的质量分数，从而确定实验式。
5．实验式(最简式)和分子式有什么区别联系？
[提示] 实验式是表示化合物分子中所含元素的原子数目最简整数比的式子；分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。某些化合物的最简式就是它的分子式，如甲烷，有些化合物的分子式是它最简式的2倍或几倍，如乙烷的最简式为CH3，分子式为C2H6。
答案：B
3．某有机物完全燃烧，生成CO2和H2O。将12 g该有机物完全燃烧的产物通过浓硫酸，浓硫酸质量增加14.4 g，再通过碱石灰，碱石灰质量增加26.4 g。则该有机物的分子式为( )
A．C4H10B．C2H6O
C．C3H8O D．C2H4O2
解析：由题意知，该有机物完全燃烧生成14.4 g H2O、26.4 g CO2，则n(H2O)＝ ＝0.8 mol，n(H)＝2n(H2O)＝2×0.8 mol＝1.6 mol，n(C)＝n(CO2)＝ ＝0.6 mol，则该有机物中n(O)＝ ＝0.2 mol。故n(C):n(H):n(O)＝0.6 mol:1.6 mol:0.2 mol＝3:8:1，只有C项符合题意。
答案：C
知识点三 研究有机物的一般步骤
4.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．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量
C．燃烧法是研究确定有机物元素组成的有效方法之一
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
A．C5H12O4B．C5H12O3
C．C4H10O4D．C5H10O4
解析：A中碳、氢、氧原子个数比为 : : ＝5:12:4，所以A的实验式为C5H12O4。
答案：A
4．通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子( )
A．6 B．5
C．4 D．3
解析：(CH3)2CHCH2CH2OH中有—CH3、—CH2—、 、—OH，其中2个—CH3中6个H原子等效，2个—CH2—中的H原子不等效，故分子中含有5种不同的H原子。
人教版高中化学选修
1.4.2
记一记
元素分析与相对分子质量的测定、分子结构的鉴定知识体系
探一探
一、有机物分子式的确定
1．将某有机物在O2中充分燃烧，由燃烧产物推出含有的元素：
CO2→________；H2O→________；N2→________；SO2→________。
[提示] C H N S
2．若完全燃烧的生成物中只有H2O和CO2，则可推知的结果有哪些？
[提示] 该有机物中一定含有的元素是C、H，可能含有的元素是O。
3．完全燃烧的产物中只有H2O和CO2，如何判断是否含氧元素？
[提示] 先求出产物CO2和H2O中C、H两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中不含氧元素，否则有机物中含氧元素。
4．分别用无水CaCl2和KOH浓溶液吸收生成的水和二氧化碳，根据吸收前后吸收剂的质量变化即可求得哪些量？
解析：核磁共振氢谱主要用于分析有机物中不同化学环境的氢原子及它们的数目。用于分析相对分子质量的是质谱，故B项错误。
答案：B
知识点四 红外光谱
5.利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可以初步判断该有机物的分子拥有的( )
A．同分异构体数 B．原子个数
C．基团种类 D．共价键种类
解析：红外光谱主要用于判断分子结构中的化学键或官能团的信息，即答案是C项。
解析：可以只含C、H。
(5)核磁共振氢谱中，吸收峰面积之比即为不同种氢原子的个数比。(√)
练一练
1.能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是( )
A．质谱 B．红外光谱
C．紫外光谱 D．核磁共振氢谱
解析：质谱法能够快速、微量、精确的测定相对分子质量。
答案：A
2．一种有机物燃烧后，产生二氧化碳、水和二氧化硫。据此可以推测该化合物中一定含有( )
答案：B
知识点一 元素分析
1.验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只测定它的C、H比
B．只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
C．只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
解析：当CO2和H2O中m(C)＋m(H)＝m(有机物)时，说明有机物中不含氧元素。
A．C、S、O B．C、H、O、S
C．C、H、S D．C、H、O
解析：根据元素守恒，有机物中必含有C、H、S三种元素。氧元素也可能来自有机物，也可能来自氧气，故不能确定。
答案：C
3．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( )
6．推出了实验式，要求分子式，还需要哪些量？
[提示] 相对分子质量。
二、有机物结构式的确定
1．何种方法能够获得有机物分子中含有的化学键或官能团的信息？
[提示] 红外光谱(infrared spectroscopy)。
2．核磁共振氢谱在确定有机物分子结构中的作用是什么？
[提示] 推知有机物分子有几种不同类型的氢原子及各自的数目。
判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)燃烧是测定有机物分子结构的有效方法。(×)
(2)质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱可以确定有机物的官能团类型。(×)
(3) 的核磁共振氢谱中有6组峰。(×)
解析：有5组峰。
(4)有机物完全燃烧后仅生成CO2和H2O，则该有机物中一定含有C、H、O三种元素。(×)
知识点二 分子式的确定
2.某烃中碳和氢的质量比是24:5，该气态烃在标准状况下的密度为2.59 g/L，其分子式为( )
A．C2H6B．C4H10
C．C5H8D．C7H8
解析：先求最简式，N(C) :N(H)＝ : ＝2:5，所以该烃的最简式为C2H5；再求摩尔质量，22.4 L/mol×2.59 g/L≈58 g/mol，故该有机物的分子式为C4H10。
[提示] 能求得反应生成水和二氧化碳的质量，从而确定有机物中氢元素和碳元素的质量，若只有碳、氢、氧三种元素，剩余则为氧元素的质量；最后计算出有机物分子中各元素的质量分数，从而确定实验式。
5．实验式(最简式)和分子式有什么区别联系？
[提示] 实验式是表示化合物分子中所含元素的原子数目最简整数比的式子；分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。某些化合物的最简式就是它的分子式，如甲烷，有些化合物的分子式是它最简式的2倍或几倍，如乙烷的最简式为CH3，分子式为C2H6。
答案：B
3．某有机物完全燃烧，生成CO2和H2O。将12 g该有机物完全燃烧的产物通过浓硫酸，浓硫酸质量增加14.4 g，再通过碱石灰，碱石灰质量增加26.4 g。则该有机物的分子式为( )
A．C4H10B．C2H6O
C．C3H8O D．C2H4O2
解析：由题意知，该有机物完全燃烧生成14.4 g H2O、26.4 g CO2，则n(H2O)＝ ＝0.8 mol，n(H)＝2n(H2O)＝2×0.8 mol＝1.6 mol，n(C)＝n(CO2)＝ ＝0.6 mol，则该有机物中n(O)＝ ＝0.2 mol。故n(C):n(H):n(O)＝0.6 mol:1.6 mol:0.2 mol＝3:8:1，只有C项符合题意。
答案：C
知识点三 研究有机物的一般步骤
4.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．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量
C．燃烧法是研究确定有机物元素组成的有效方法之一
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
A．C5H12O4B．C5H12O3
C．C4H10O4D．C5H10O4
解析：A中碳、氢、氧原子个数比为 : : ＝5:12:4，所以A的实验式为C5H12O4。
答案：A
4．通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子( )
A．6 B．5
C．4 D．3
解析：(CH3)2CHCH2CH2OH中有—CH3、—CH2—、 、—OH，其中2个—CH3中6个H原子等效，2个—CH2—中的H原子不等效，故分子中含有5种不同的H原子。
人教版高中化学选修
1.4.2
记一记
元素分析与相对分子质量的测定、分子结构的鉴定知识体系
探一探
一、有机物分子式的确定
1．将某有机物在O2中充分燃烧，由燃烧产物推出含有的元素：
CO2→________；H2O→________；N2→________；SO2→________。
[提示] C H N S
2．若完全燃烧的生成物中只有H2O和CO2，则可推知的结果有哪些？
[提示] 该有机物中一定含有的元素是C、H，可能含有的元素是O。
3．完全燃烧的产物中只有H2O和CO2，如何判断是否含氧元素？
[提示] 先求出产物CO2和H2O中C、H两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中不含氧元素，否则有机物中含氧元素。
4．分别用无水CaCl2和KOH浓溶液吸收生成的水和二氧化碳，根据吸收前后吸收剂的质量变化即可求得哪些量？
解析：核磁共振氢谱主要用于分析有机物中不同化学环境的氢原子及它们的数目。用于分析相对分子质量的是质谱，故B项错误。
答案：B
知识点四 红外光谱
5.利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可以初步判断该有机物的分子拥有的( )
A．同分异构体数 B．原子个数
C．基团种类 D．共价键种类
解析：红外光谱主要用于判断分子结构中的化学键或官能团的信息，即答案是C项。
解析：可以只含C、H。
(5)核磁共振氢谱中，吸收峰面积之比即为不同种氢原子的个数比。(√)
练一练
1.能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是( )
A．质谱 B．红外光谱
C．紫外光谱 D．核磁共振氢谱
解析：质谱法能够快速、微量、精确的测定相对分子质量。
答案：A
2．一种有机物燃烧后，产生二氧化碳、水和二氧化硫。据此可以推测该化合物中一定含有( )
答案：B
知识点一 元素分析
1.验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A．只测定它的C、H比
B．只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
C．只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
解析：当CO2和H2O中m(C)＋m(H)＝m(有机物)时，说明有机物中不含氧元素。
A．C、S、O B．C、H、O、S
C．C、H、S D．C、H、O
解析：根据元素守恒，有机物中必含有C、H、S三种元素。氧元素也可能来自有机物，也可能来自氧气，故不能确定。
答案：C
3．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( )
6．推出了实验式，要求分子式，还需要哪些量？
[提示] 相对分子质量。
二、有机物结构式的确定
1．何种方法能够获得有机物分子中含有的化学键或官能团的信息？
[提示] 红外光谱(infrared spectroscopy)。
2．核磁共振氢谱在确定有机物分子结构中的作用是什么？
[提示] 推知有机物分子有几种不同类型的氢原子及各自的数目。
判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)燃烧是测定有机物分子结构的有效方法。(×)
(2)质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱可以确定有机物的官能团类型。(×)
(3) 的核磁共振氢谱中有6组峰。(×)
解析：有5组峰。
(4)有机物完全燃烧后仅生成CO2和H2O，则该有机物中一定含有C、H、O三种元素。(×)