有机化合物地元素分析报告练习题

课时作业(六) 一、选择题1．充分燃烧0.1 mol气态烃A，在标准状况下生成4.48 L CO2和5.4 g H2O，则烃A是( )A．C2H6B．C2H4C．C2H2D．C4H6解析：n(CO2)＝4.48 L22.4 L· mol－1＝0.2 moln(H2O)＝5.4 g18 g· mol－1＝0.3 moln(烃A)∶n(C)∶n(H)＝0.1∶0.2∶0.6＝1∶2∶6。

答案：A2．已知由C、H、O元素组成的某化合物9.2 g完全燃烧后可以得到17.6 gCO2和10.8 g H2O，则该化合物的化学式为( )A．C2H6O2B．C2H6OC．C2H4O2D．C2H4O解析：n(C)＝17.6 g44 g· mol－1＝0.4 moln(H)＝10.8 g18 g· mol－1×2＝1.2 moln(O)＝9.2 g－0.4 mol×12 g· mol－1－1.2 mol×1 g· mol－116 g· mol－1＝0.2 molN(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.4∶1.2∶0.2＝2∶6∶1最简式为C2H6O，由于氢原子已饱和，最简式即化学式。

答案：B3．某气态有机物X含C、H、O三种元素，欲确定X的分子式，所需的最少条件是( )①X中含碳质量分数②X中含氢质量分数③X在标准状况下的体积④X的相对分子质量⑤X的质量A．①②B．①②④C．①②⑤D．③④⑤解析：由C、H元素的质量分数可确定O元素的质量分数，进而可以确定该有机物的实验式，再结合X的相对分子质量可确定X的分子式。

答案：B4．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子进行结构分析的质谱法。

其方法是让极少量的(10－9g)化合物通过质谱仪的离子化室，样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。

如C2H6离子化可得到C2H＋6、C2H＋5、C 2H＋4……然后测定其质荷比。

设H＋的质荷比为β，某有机物样品的质荷比如上图所示(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)，则该有机物可能是( )A．甲醇B．甲烷C．丙烷D．乙烯解析：最大质荷比为16，说明相对分子质量为16，即甲烷。

答案：B5．下列关于有机物分析的说法中，正确的是( )A．某有机物在过量氧气中充分燃烧，只生成CO2和H2O，由此可知该有机物中一定只含有碳氢两种元素B．质谱法可以分析出某有机物的相对分子质量，从而可推断出该有机物的结构简式C．不同化学键或官能团对红外光的吸收频率不同，故可以利用红外光谱图来分析有机物含有的化学键和官能团D．二甲醚(CH3—O—CH3)中含有两个甲基，故它的核磁共振氢谱图中有两个吸收峰解析：烃和烃的含氧衍生物完全燃烧都只生成CO2和H2O，故A项不正确；质谱法只能确定有机物的相对分子质量，B不正确；二甲醚中两个甲基上的六个氢原子的化学环境完全相同，核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰，故D不正确。

答案：C6．二甲醚和乙醇互为同分异构体，鉴别它们可采用化学方法及物理方法。

下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是( )A．利用金属钠或者金属钾B．利用质谱法C．利用红外光谱法D．利用核磁共振法解析：二甲醚和乙醇互为同分异构体，其相对分子质量必然相同，用质谱法无法鉴别；乙醇能和Na、K反应放出H2，而二甲醚不能，A项可以鉴别；二甲醚分子中只存在C—H键和C—O键，乙醇分子中有C—H键、C—O键和O—H键，C 项可以鉴别；在核磁共振氢谱图上，二甲醚只有1个吸收峰，乙醇有3个吸收峰，D项可以鉴别。

答案：B7．下列化合物的1H—NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是( )解析：A中的化合物有2个对称轴，有3种氢原子，应该有3个吸收峰。

答案：A8．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法错误的是( )A．由红外光谱可知，该有机物中至少含有3种不同的化学键B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有3种不同的氢原子且个数比为1∶2∶3C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3解析：二甲醚(CH3—O—CH3)中无O—H键，且2个甲基上的6个氢原子的化学环境完全相同，核磁共振氢谱上应只有1个吸收峰，故选D。

答案：D9．某化合物由C、H、O三种元素组成，其红外光谱图中有C—H键、O—H 键、C—O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是74，则该有机物的结构简式是( )A．CH3CH(OH)CH3B．CH3CH2OCH3C．CH3CH2CHO D．CH3CH2CH2CH2OH解析：A中化合物的相对分子质量为60；B中化合物没有O—H键；C中化合物没有C—O键。

答案：D10．一定量有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量石灰水，经过滤得沉淀10 g，但称量滤液时只减少2.9 g，则此有机物可能是( )A．C2H6O B．C4H8O2C．C2H6D．C3H12O解析：按照CO2与Ca(OH)2的反应生成10 g CaCO3沉淀，溶液应减少5.6 g，而此时只减少2.9 g，说明生成H2O的质量为5.6 g－2.9 g＝2.7 g，则由C、H两元素守恒，求出N(C)∶N(H)＝10 g100 g· mol－1∶2.7 g×218 g· mol－1＝1∶3。

答案：AC 二、非选择题11．C2H4O2的结构简式有种，可对其结构进行鉴定的物理方法有________________和________________。

(1)若为，则红外光谱中有________个振动吸收；核磁共振氢谱中有________个峰。

(2)若为，则红外光谱中有________个振动吸收；核磁共振氢谱中有________个峰。

解析：对有机物结构进行鉴定的物理方法有红外光谱法和核磁共振氢谱法。

由红外光谱可确定有机物分子中的化学键或官能团，的红外光谱中有C—H键、C＝O键、C—O键、O—H键4个振动吸收，中有C —H键、C＝O键、O—H键C—O4个振动吸收；核磁共振氢谱中吸收峰的数目即为有机物分子中氢原子的种类数，CH3COOH中有2种氢原子，有2个吸收峰，中有3种氢原子，有3个吸收峰。

答案：红外光谱法核磁共振氢谱法(1)4 2 (2)4 312．(1)有机物A的相对分子质量为74，其红外光谱图(示意图)如图所示，请写出该分子的结构简式：____________________。

(2)某含氧有机物的相对分子质量为46，含碳的质量分数为52.2%，含氢的质量分数为13.0%，NMR谱中只有一个吸收峰。

请写出其结构简式：________________________。

解析：(1)根据题目中提供的信息，对称结构再结合相对分子质量可以写出A的结构简式。

(2)N(C)＝46×52.2%12＝2N(H)＝46×13%1＝6N(O)＝46×1－52.2%－13.0%16＝1故该有机物的分子式为C2H6 O。

由NMR谱中只有1个吸收峰，知该有机物的结构对称，所以其结构简式为CH3—O—CH3。

答案：(1)CH3CH2—O—CH2CH3(2)CH3—O—CH313．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：Ⅰ.分子式的确定。

(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 gH2O和8.8 g CO2，消耗氧气 6.72 L(标准状况下)，则该物质实验式是________________________。

(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，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：________________。

Ⅱ.结构式的确定。

(4)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2种氢原子)的核磁共振氢谱如图所示：经测定，有机物A的核磁共振氢谱图如图所示，则A的结构简式为________。

解析：(1)据题意有n(H2O)＝0.3 mol，则有n(H)＝0.6 mol；n(CO2)＝0.2 mol，则有n(C)＝0.2 mol。

根据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3mol＋2×0.2 mol－2×6.72 L22.4 L·mol－1＝0.1 mol，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1，其实验式为C2H6O。

(2)假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。

(3)由A的分子式C2H6O可知A为饱和化合物，推测其结构简式为CH3CH2OH或CH3OCH3。

(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有3种不同类型的H原子，而CH3OCH3只有1种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。

答案：(1)C2H6O (2)46 C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH14．20 mL由两种气态烃组成的混合物，与过量的氧气混合后完全燃烧，当产物通过浓硫酸时，体积减小30 mL，然后通过碱石灰，体积减小40 mL。

(气体体积均在同温同压下测得)(1)这种混合物的组成可能有几种？(2)在各种可能的组成中，每种烃的体积分数是多少？解析：烃在足量氧气中燃烧得到CO2和水蒸气，其中水蒸气可被浓硫酸吸收，因此V(H2O)＝30 mL；CO2可被碱石灰吸收，因此V(CO2)＝40 mL，而烃燃烧的通式：C x H y＋(x＋y4)O2――→点燃x CO2＋y2H2O1 x y 220 mL 40 mL 30 mL则x＝2，y＝3，因此平均分子式为C2H3，可能的组合有C2H2和C2H4或C2H2和C 2H6。

设C2H2的体积分数为x，则C2H4或C2H6的体积分数为(1－x)，由平均化学式可知，对组合C2H2和C2H4：2x＋4(1－x)＝3得C2H2和C2H4的体积分数各为50%。

对组合C2H2和C2H6：2x＋6(1－x)＝3得C2H2的体积分数为75%，C2H6的体积分数为25%。

答案：(1)可能有两种组合：C2H2和C2H4或C2H2和C2H6。

(2)对组合C2H2和C2H4，它们的体积分数都为50%。

对组合C2H2和C2H6，C2H2的体积分数为75%，C2H6的体积分数为25%。