高中化学1.4.2元素分析相对分子质量的测定和分子结构(精)
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(2)C装置中浓硫酸的作用是____________________。 (3)燃烧管中CuO的作用是_____________________。 (4)若准确称取0.69 g样品(只含C、H、O三种元素中 的两种或三种)，充分燃烧后，A管质量增加1.32 g，B管 质量增加0.81 g，则该有机物的实验式为________。
() 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．利用核磁共振氢谱 解析：质谱法是用于测定相对分子质量的。二者互为
同分异构体，相对分子质量相等。 答案：B
6. 某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱
图有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60，则该有机物的结构简式是( )
A．分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3 B. 分子中C、H个数之比为1∶4 C．分子中不含有氧原子 D. 此有机物的最简式为CH4
解析：有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O， 说明该有机物中一定含有C、H两种元素，可能含氧元 素。CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则C、H原子个 数之比为1∶(2×2)＝1∶4，A、C项错误，B项正确；因 不能确定有机物中是否有氧元素，所以无法确定其最简 式，D项错误。
(2)在 2.3 g 该有机物中，n(C)＝0.1 mol m(C)＝0.1 mol×12 g·mol－1＝1.2 g n(H)＝18 2g.·7mgol－1×2＝0.3 mol m(H)＝0.3 mol×1 g·mol－1＝0.3 g m(O)＝2.3 g－1.2 g－0.3 g＝0.8 g n(O)＝16 0g.·8mgol－1＝0.05 mol 所以 n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol ＝2∶6∶1，A 的实验式是 C2H6O。
7. 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有两个对称轴，有3种等效氢原子，有3组 峰；B有一个对称轴，有5种等效氢原子，有5组峰；C中 要注意单键可以转动，因此左边两个甲基是相同的，右边 3个甲基也是相同的，因此有3种等效氢原子，有3组峰； D中有一个对称中心，因此有4种等效氢原子，有4组峰。
答案：A
8. 下图分别是甲、乙两种物质的核磁共振氢谱，已知 甲、乙两种物质都是烃类(不含环烷烃)，都含有6个氢原 子，试根据两种物质的核磁共振氢谱推测甲、乙可能分别 是( )
A．C3H6、C6H6 C．C2H6、C6H6
B．C2H6、C3H6 D．C3H6、C2H6
答案：B
2. 某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是( )
A．该化合物仅含碳、氢两种元素 B. 该化合物中碳、氢原子个数比为1∶2 C．无法确定该化合物是否含有氧元素 D. 该化合物中一定含有氧元素
解析：n(C)＝44
8g.·8mgol－1＝0.2
根据反应原理可知，该实验要成功必须：①快速制备 O2供燃烧使用；②O2要纯净干燥；③保证碳元素全部转 化为CO2，氢元素全部转化为H2O，并在后面装置中被完 全吸收。由此可知装置的连接顺序。
(4)n(CO2)＝441g.3·m2 ogl－1＝0.03 mol，n(H2O)＝180g.8·m1 ogl－1 ＝0.045 mol, m(O)＝0.69 g－m(C)－m(H)＝0.69 g－0.03 mol×12 g·mol－1－0.045 mol×2×1 g·mol－1＝0.24 g，n(O) ＝160g.2·m4 ogl－1＝0.015 mol，故其实验式为 C2H6O。
A．甲醇(CH3OH) C．丙烷
B．甲烷 D．乙烯
解析：从图中看出其右边最高峰质荷比为16，是H＋
பைடு நூலகம்
质荷比的16倍，即其相对分子质量为16，为甲烷。
答案：B
6. 以下关于红外光谱说法中不正确的是( ) A．在有机物分子中，组成化学键或官能团的原子处 于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当 B. 不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光 谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种 化学键或官能团的信息 C．通过红外光谱图的分析可以知道有机物的相对分 子质量 D. 通过红外光谱图的分析不能确定有机物中氢原子 所处的化学环境
4. 有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12 g该有 机 物 完 全 燃 烧 的 产 物 通 过 足 量 浓 硫 酸 ， 浓 硫 酸 增 重 14.4
g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分
子式是( )
A．C4H10 C．C3H8O
B．C2H6O D．C2H4O2
解析：浓硫酸增重为H2O的质量，碱石灰增重为CO2 的质量，即m(H2O)＝14.4 g，m(CO2)＝26.4 g，由此易求 出m(C)＝7.2 g，m(H)＝1.6 g，则m(O)＝3.2 g，据此易求 出有机物中C、H、O的原子个数比为3∶8∶1，即有机物 A的实验式为C3H8O，因氢原子数已达饱和，此实验式也 就是有机物A的分子式。
A．蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物 B. 燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法 C．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质 量
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
解析：核磁共振氢谱确定的是等效氢的种类和数量， C选项错误。
答案：C
5. 二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方 法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是
b(或a) (2)干燥O2 (3)确保有机物中的碳元素全部转化
为 CO2
(4)C2H6O (5) 相 对 分 子 质 量 C2H6O
(6)CH3CH2OH
知识点二
有机物结构式的确定
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( )
(3)该有机物实验式C2H6O的式量是46，故其实验式 即为分子式。
(4)由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，个数比 为1∶2∶3，所以A的结构简式为CH3－CH2－OH。
答案：(1)46 (2)C2H6O (3)C2H6O (4)CH3CH2OH
课堂对点训练
知识点一
元素分析和分子式的确定
1. 某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的 物质的量之比为1∶2，下列说法正确的是( )
A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3COCH3
D．CH3CH2CHO
解析：CH3CH2OCH3中没有O－H键，CH3COCH3、
CH3CH2CHO 中 没 有 O － H 键 、 C － O 键 ， A 、 C 、 D 错
误，B项正确。
答案：B
知识点三
核磁共振氢谱的应用
(5)要确定该有机物的分子式，还要知道该有机物的 ________，经测定其蒸气密度为2.054 g/L(已换算为标准 状况下)，则其分子式为________。
(6)该物质的核磁共振氢谱如图所示，则其结构简式 为________________________________________。
解析：通过计算确定有机物的分子式―→由有机物的 结构特点和题给信息确定有机物的结构简式。
答案：红外光谱法 核磁共振氢谱法 (1)4 2 (2)3 2
8. 为了测定某有机物A的结构，做如下实验： ①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和2.7 g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； ③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2所示图 谱 ， 图 中 三 个 峰 的 面 积 之 比 是 1∶2∶3 。 试 回 答 下 列 问 题：
mol,
n(H2O)＝18
7.2 g g·mol－1
＝ 0.4 mol ； 则 n(C)∶n(H) ＝ 0.2∶(0.4×2) ＝ 1∶4 ， 即
N(C)∶N(H) ＝ 1∶4 ， 所 以 B 错 误 ； m(C) ＋ m(H) ＝ 0.2
mol×12 g·mol－1＋0.8 mol×1 g·mol－1＝3.2 g，小于 6.4 g，
(5)M＝22.4ρ＝22.4 L/mol×2.054 g/L≈46 g/mol，与实 验式 C2H6O 的式量相等，故 C2H6O 即为样品的分子式。
(6)由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中的有三种类 型氢原子，故不是 CH3－O－CH3 而只能是 CH3CH2OH。
答 案 ： (1)g→f→e→h→i→c( 或 d)→d( 或 c)→a( 或 b)→
答案：C
5. 用质谱法分析有机分子结构时，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 、C2H＋ 4 ……然后测定其质荷比。设 H＋的质荷比为 1， 某有机物样品的质荷比如图所示(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)，该有机物可能是 ()
解析：测得物质的相对分子质量，应用质谱仪，确定 有机物中氢原子所处的化学环境应为核磁共振。
答案：C
7. 分子式 为 C2H4O2 的结构 可能有
和
两种，为对其结构进行物理方法鉴定，可 用________或________。
(1)若为
，则红外光谱中应该有________
个振动吸收，核磁共振氢谱中应有________个峰。
B．CH3－O－CH3
解析：有机物中含有几种不同类型的氢原子，在核磁 共振氢谱上就能出现几种信号峰，现题给有机物在核磁共 振氢谱图中有三种信号峰，这表明有机物分子中含有三种 不同类型的氢原子。
答案：C
3. 某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水 和二氧化碳，则该有机物必须满足的条件是( )
A．分子中的C、H、O的个数比为1∶2∶3 B．分子中C、H个数比为1∶2 C．该有机物的相对分子质量为14 D．该分子中肯定不含氧原子 解析：根据生成等物质的量的H2O和CO2，只能推断 出 分 子 中 C 、 H 个 数 比 为 1∶2 ， 不 能 确 定 是 否 含 有 氧 原 子，也不能推断其相对分子质量。 答案：B
第一章
认识有机化合物
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
第2课时 元素分析 相对分子质量的 测定和分子结构的鉴定
1 课前预习作业 2 课堂对点训练 3 课后提升训练
课前预习作业
1. 某气态有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条
件，现欲确定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
(1)有机物A的相对分子质量是_______________。 (2)有机物A的实验式是____________________。 (3)A的分子式是__________________________。 (4)A的结构简式为________________________。 解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其 相对分子质量也是46。
(2)若为
，则红外光谱中有________个
振动吸收；核磁共振氢谱中应有________个峰。
解析：鉴定有机物分子结构可用红外光谱法或核磁共 振氢谱法。
(1)中有C－H键、C==O键、C－O键、O－H键四个 振动吸收；有“－CH3”、“－OH”两类氢，应有两个 峰。
同理(2)中有C－H、C==O、C－O三个振动吸收；有 两个峰。
所以该化合物中含有氧元素，D 正确。
答案：D
3. 通常将一定量的有机物充分燃烧转化为简单的无机 物，根据产物的质量确定有机物的组成。下列是用燃烧法 确定有机物分子式的常用装置。
(1)使产生的O2按从左到右的方向流动，则所选装置 中各导管的正确连接顺序是_______________________。
标准状况下的体积 ④质谱确定X的相对分子质量 ⑤X
的质量
A．①②
B．①②④
C．①②⑤
D．③④⑤
解析：由C、H的质量分数可推出O的质量分数，由 各元素的质量分数可确定X的实验式，由相对分子质量和 实验式可确定X的分子式。
答案：B
2. 下列化合物分子，在核磁共振氢谱图中能给出三种
信号峰的是( )
A．CH3CH2CH3
() 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．利用核磁共振氢谱 解析：质谱法是用于测定相对分子质量的。二者互为
同分异构体，相对分子质量相等。 答案：B
6. 某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱
图有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60，则该有机物的结构简式是( )
A．分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3 B. 分子中C、H个数之比为1∶4 C．分子中不含有氧原子 D. 此有机物的最简式为CH4
解析：有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O， 说明该有机物中一定含有C、H两种元素，可能含氧元 素。CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则C、H原子个 数之比为1∶(2×2)＝1∶4，A、C项错误，B项正确；因 不能确定有机物中是否有氧元素，所以无法确定其最简 式，D项错误。
(2)在 2.3 g 该有机物中，n(C)＝0.1 mol m(C)＝0.1 mol×12 g·mol－1＝1.2 g n(H)＝18 2g.·7mgol－1×2＝0.3 mol m(H)＝0.3 mol×1 g·mol－1＝0.3 g m(O)＝2.3 g－1.2 g－0.3 g＝0.8 g n(O)＝16 0g.·8mgol－1＝0.05 mol 所以 n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol ＝2∶6∶1，A 的实验式是 C2H6O。
7. 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有两个对称轴，有3种等效氢原子，有3组 峰；B有一个对称轴，有5种等效氢原子，有5组峰；C中 要注意单键可以转动，因此左边两个甲基是相同的，右边 3个甲基也是相同的，因此有3种等效氢原子，有3组峰； D中有一个对称中心，因此有4种等效氢原子，有4组峰。
答案：A
8. 下图分别是甲、乙两种物质的核磁共振氢谱，已知 甲、乙两种物质都是烃类(不含环烷烃)，都含有6个氢原 子，试根据两种物质的核磁共振氢谱推测甲、乙可能分别 是( )
A．C3H6、C6H6 C．C2H6、C6H6
B．C2H6、C3H6 D．C3H6、C2H6
答案：B
2. 某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是( )
A．该化合物仅含碳、氢两种元素 B. 该化合物中碳、氢原子个数比为1∶2 C．无法确定该化合物是否含有氧元素 D. 该化合物中一定含有氧元素
解析：n(C)＝44
8g.·8mgol－1＝0.2
根据反应原理可知，该实验要成功必须：①快速制备 O2供燃烧使用；②O2要纯净干燥；③保证碳元素全部转 化为CO2，氢元素全部转化为H2O，并在后面装置中被完 全吸收。由此可知装置的连接顺序。
(4)n(CO2)＝441g.3·m2 ogl－1＝0.03 mol，n(H2O)＝180g.8·m1 ogl－1 ＝0.045 mol, m(O)＝0.69 g－m(C)－m(H)＝0.69 g－0.03 mol×12 g·mol－1－0.045 mol×2×1 g·mol－1＝0.24 g，n(O) ＝160g.2·m4 ogl－1＝0.015 mol，故其实验式为 C2H6O。
A．甲醇(CH3OH) C．丙烷
B．甲烷 D．乙烯
解析：从图中看出其右边最高峰质荷比为16，是H＋
பைடு நூலகம்
质荷比的16倍，即其相对分子质量为16，为甲烷。
答案：B
6. 以下关于红外光谱说法中不正确的是( ) A．在有机物分子中，组成化学键或官能团的原子处 于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当 B. 不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光 谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种 化学键或官能团的信息 C．通过红外光谱图的分析可以知道有机物的相对分 子质量 D. 通过红外光谱图的分析不能确定有机物中氢原子 所处的化学环境
4. 有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12 g该有 机 物 完 全 燃 烧 的 产 物 通 过 足 量 浓 硫 酸 ， 浓 硫 酸 增 重 14.4
g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分
子式是( )
A．C4H10 C．C3H8O
B．C2H6O D．C2H4O2
解析：浓硫酸增重为H2O的质量，碱石灰增重为CO2 的质量，即m(H2O)＝14.4 g，m(CO2)＝26.4 g，由此易求 出m(C)＝7.2 g，m(H)＝1.6 g，则m(O)＝3.2 g，据此易求 出有机物中C、H、O的原子个数比为3∶8∶1，即有机物 A的实验式为C3H8O，因氢原子数已达饱和，此实验式也 就是有机物A的分子式。
A．蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物 B. 燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法 C．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质 量
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
解析：核磁共振氢谱确定的是等效氢的种类和数量， C选项错误。
答案：C
5. 二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方 法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是
b(或a) (2)干燥O2 (3)确保有机物中的碳元素全部转化
为 CO2
(4)C2H6O (5) 相 对 分 子 质 量 C2H6O
(6)CH3CH2OH
知识点二
有机物结构式的确定
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( )
(3)该有机物实验式C2H6O的式量是46，故其实验式 即为分子式。
(4)由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，个数比 为1∶2∶3，所以A的结构简式为CH3－CH2－OH。
答案：(1)46 (2)C2H6O (3)C2H6O (4)CH3CH2OH
课堂对点训练
知识点一
元素分析和分子式的确定
1. 某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的 物质的量之比为1∶2，下列说法正确的是( )
A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3COCH3
D．CH3CH2CHO
解析：CH3CH2OCH3中没有O－H键，CH3COCH3、
CH3CH2CHO 中 没 有 O － H 键 、 C － O 键 ， A 、 C 、 D 错
误，B项正确。
答案：B
知识点三
核磁共振氢谱的应用
(5)要确定该有机物的分子式，还要知道该有机物的 ________，经测定其蒸气密度为2.054 g/L(已换算为标准 状况下)，则其分子式为________。
(6)该物质的核磁共振氢谱如图所示，则其结构简式 为________________________________________。
解析：通过计算确定有机物的分子式―→由有机物的 结构特点和题给信息确定有机物的结构简式。
答案：红外光谱法 核磁共振氢谱法 (1)4 2 (2)3 2
8. 为了测定某有机物A的结构，做如下实验： ①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和2.7 g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； ③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图2所示图 谱 ， 图 中 三 个 峰 的 面 积 之 比 是 1∶2∶3 。 试 回 答 下 列 问 题：
mol,
n(H2O)＝18
7.2 g g·mol－1
＝ 0.4 mol ； 则 n(C)∶n(H) ＝ 0.2∶(0.4×2) ＝ 1∶4 ， 即
N(C)∶N(H) ＝ 1∶4 ， 所 以 B 错 误 ； m(C) ＋ m(H) ＝ 0.2
mol×12 g·mol－1＋0.8 mol×1 g·mol－1＝3.2 g，小于 6.4 g，
(5)M＝22.4ρ＝22.4 L/mol×2.054 g/L≈46 g/mol，与实 验式 C2H6O 的式量相等，故 C2H6O 即为样品的分子式。
(6)由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中的有三种类 型氢原子，故不是 CH3－O－CH3 而只能是 CH3CH2OH。
答 案 ： (1)g→f→e→h→i→c( 或 d)→d( 或 c)→a( 或 b)→
答案：C
5. 用质谱法分析有机分子结构时，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 、C2H＋ 4 ……然后测定其质荷比。设 H＋的质荷比为 1， 某有机物样品的质荷比如图所示(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)，该有机物可能是 ()
解析：测得物质的相对分子质量，应用质谱仪，确定 有机物中氢原子所处的化学环境应为核磁共振。
答案：C
7. 分子式 为 C2H4O2 的结构 可能有
和
两种，为对其结构进行物理方法鉴定，可 用________或________。
(1)若为
，则红外光谱中应该有________
个振动吸收，核磁共振氢谱中应有________个峰。
B．CH3－O－CH3
解析：有机物中含有几种不同类型的氢原子，在核磁 共振氢谱上就能出现几种信号峰，现题给有机物在核磁共 振氢谱图中有三种信号峰，这表明有机物分子中含有三种 不同类型的氢原子。
答案：C
3. 某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水 和二氧化碳，则该有机物必须满足的条件是( )
A．分子中的C、H、O的个数比为1∶2∶3 B．分子中C、H个数比为1∶2 C．该有机物的相对分子质量为14 D．该分子中肯定不含氧原子 解析：根据生成等物质的量的H2O和CO2，只能推断 出 分 子 中 C 、 H 个 数 比 为 1∶2 ， 不 能 确 定 是 否 含 有 氧 原 子，也不能推断其相对分子质量。 答案：B
第一章
认识有机化合物
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
第2课时 元素分析 相对分子质量的 测定和分子结构的鉴定
1 课前预习作业 2 课堂对点训练 3 课后提升训练
课前预习作业
1. 某气态有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条
件，现欲确定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
(1)有机物A的相对分子质量是_______________。 (2)有机物A的实验式是____________________。 (3)A的分子式是__________________________。 (4)A的结构简式为________________________。 解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其 相对分子质量也是46。
(2)若为
，则红外光谱中有________个
振动吸收；核磁共振氢谱中应有________个峰。
解析：鉴定有机物分子结构可用红外光谱法或核磁共 振氢谱法。
(1)中有C－H键、C==O键、C－O键、O－H键四个 振动吸收；有“－CH3”、“－OH”两类氢，应有两个 峰。
同理(2)中有C－H、C==O、C－O三个振动吸收；有 两个峰。
所以该化合物中含有氧元素，D 正确。
答案：D
3. 通常将一定量的有机物充分燃烧转化为简单的无机 物，根据产物的质量确定有机物的组成。下列是用燃烧法 确定有机物分子式的常用装置。
(1)使产生的O2按从左到右的方向流动，则所选装置 中各导管的正确连接顺序是_______________________。
标准状况下的体积 ④质谱确定X的相对分子质量 ⑤X
的质量
A．①②
B．①②④
C．①②⑤
D．③④⑤
解析：由C、H的质量分数可推出O的质量分数，由 各元素的质量分数可确定X的实验式，由相对分子质量和 实验式可确定X的分子式。
答案：B
2. 下列化合物分子，在核磁共振氢谱图中能给出三种
信号峰的是( )
A．CH3CH2CH3