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1.2.2有机化合物组成和结构的研究、
有机化学反应的研究
1．下列有关叙述正确的是(　 　)
A．质谱法通常用来确定有机化合物的分子结构
B．将有机化合物燃烧进行定量分析，可以直接确定该有机化合物的分子式
C．在核磁共振氢谱中能出现三组峰，峰面积之比为3∶1∶4
D．乙醚与1-丁醇不能利用红外光谱法进行鉴别
2．燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.2 mol H2O，由此得出的结论不正确的是(　　)
A．该有机物分子中可能含有氧原子
B．该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶2
C．该有机物分子中一定含有碳碳双键
D．该有机物分子中一定含有2个碳原子
D．对有机物CH3CH(OH)CH3进行核磁共振分析，能得到4组峰，且峰面积之比为1∶1∶3∶3
3常温常压下，20 mL某气态烃和100 mL氧气混合，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强，体积变为70 mL，则该烃可能为(　　)
A．CH4 B．C2H6
C．C4H6 D．C6H6
4．乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别如下：和
。在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的(　　)
A．李比希元素分析仪
B．红外光谱仪
C．核磁共振仪
D．质谱仪
5．下列化合物中，1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是(　　)
A． B．CH3OOCCH2CH3
C． D．
6．下列化合物中，1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是(　　)
7．有机物反应，生成的酯的相对分子质量大小关系是(　　)
A．前者大于后者 B．前者小于后者
C．前者等于后者 D．无法确定
8．二甲醚(CH3—O—CH3)和乙醇是同分异构体，其鉴别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1H核磁共振谱法
9．0.2 mol有机物和0.4 mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8 g；再通过灼热CuO充分反应后，固体质量减轻3.2 g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6 g。0.1 mol该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应。下列关于该有机物的说法不正确的是(　　)
A．该化合物的相对分子质量是62
B．该化合物的分子式为C2H6O2
C．1 mol该化合物能与2 mol O2发生催化氧化反应
D．1 mol该有机物最多能与2 mol Na反应
10．某有机物A的质谱图、核磁共振氢谱图如下，则A的结构简式可能为(　　)
A．HCOOH B．CH3CH2CHO
C．CH3CH2OH D．CH2===CHOCH3
11．某有机物X的红外光谱图如图所示。有机物X的结构简式可能为(　　)
A．HCOOH B．HCHO
C．CH3COCH3 D．HCOOCH3
12．“同位素示踪法”可帮助人们认识化学反应的机理，下列用“示踪原子”标示的化学方程式正确的是(　　)
A．乙酸乙酯在酸性条件下水解：CH3COOCH2CH3＋HOCH3COOH＋CH3CHOH
B．氯酸钾和浓盐酸反应：K37ClO3＋6HCl===K37Cl＋3Cl2↑＋3H2O
C．乙醇催化氧化：2CH3CH2OH＋18O22CH3CH18O＋2H2O
D．乙酸和乙醇在酸性条件下酯化：CH3COOH＋CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3＋H2O
13．同位素在化学反应机理的研究中有着重要的作用。下列有关乙酸乙酯水解的化学方程式不正确的是(　　)
A．CH3COOCH2CH3＋HODCH3COOD＋CH3CH2OH
B．CH3COOCH2CH3＋DOHCH3COOH＋CH3CH2OD
C．CH3CO18OCH2CH3＋H2OCH3CO18OH＋CH3CH2OH
D．CH3C18OOCH2CH3＋H2OCH3C18OOH＋CH3CH2OH
14．1，3-丁二烯在环己烷溶液中与溴发生加成反应时，会生成两种产物M和N(不考虑立体异构)，其反应机理如图1所示；室温下，M可以缓慢转化为N，能量变化如图2所示。下列关于该过程的叙述错误的是(　　)
A．1，3-丁二烯所有原子可在同一平面内
B．反应过程中，首先是Br－进攻1，3-丁二烯的不饱和碳原子，然后Br＋再进攻
C．有机物M的 1H核磁共振谱图中有四组峰，峰面积之比为2∶1∶1∶2
D．转化为 (aq)的反应为放热反应
15.某有机物A的分子式为C4H10O，对其结构进行光谱分析如图所示，则A的结构简式为(　　)
A．(CH3)2CHOCH3
B．CH3CH2OCH2CH3
C．CH3CH2CH2CH2OH
D．CH3OCH2CH2CH3
16．下列装置中有机物样品在电炉中充分燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量，来确定有机物的分子式。
请回答下列问题：
(1)B装置中试剂X可选用________。
(2)D装置中无水氯化钙的作用是________________；E装置中碱石灰的作用是____________。
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44 g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36 g，E装置质量增加0.88 g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的化学式为________。
(4)若该有机物的1H核磁共振谱如下图所示，峰面积之比为1∶3。
则其结构简式为________。
(5)某同学认为E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E后再增加一个E装置，其主要目的是______________________________________________。
17．有机物C常用于食品行业。已知9.0 g C在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2。
(1)C分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是________，则C的分子式是________。
(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团名称是________。
(3)C分子的1H核磁共振谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是____________。
(4)0.1 mol C与足量Na反应，在标准状况下产生H2的体积是________L。1.2.2有机化合物组成和结构的研究、
有机化学反应的研究
1．下列有关叙述正确的是(　 　)
A．质谱法通常用来确定有机化合物的分子结构
B．将有机化合物燃烧进行定量分析，可以直接确定该有机化合物的分子式
C．在核磁共振氢谱中能出现三组峰，峰面积之比为3∶1∶4
D．乙醚与1-丁醇不能利用红外光谱法进行鉴别
[答案] C
[解析]质谱法通常用来确定有机化合物的质荷比，即得出相对分子质量，A错误；有机化合物燃烧进行定量分析，只能通过生成的CO2和H2O算出分子中的最简整数比，得出该有机化合物的最简式，B错误；根据分子的对称性，在核磁共振氢谱中能出现三组峰，峰面积之比为3∶1∶4，C正确；红外光谱可以读出分子中特殊的化学键和官能团，乙醚分子为CH3CH2OCH2CH3，1-丁醇为CH3CH2CH2CH2OH，2个分子中含有不同的官能团，故可以利用红外光谱法进行鉴别，D错误。故选C。
2．燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.2 mol H2O，由此得出的结论不正确的是(　　)
A．该有机物分子中可能含有氧原子
B．该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶2
C．该有机物分子中一定含有碳碳双键
D．该有机物分子中一定含有2个碳原子
[答案] C
[解析]燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.2 mol H2O，根据元素守恒，则该有机物中有2个碳原子和4个氢原子，氧原子是否存在不确定，则该有机物可能为不含氧原子的CH2===CH2，也可能为含有氧原子的CH3CHO。由分析可知，该有机物可能为含有氧原子的CH3CHO，A项正确；由分析可知，该有机物中有2个碳原子和4个氢原子，碳、氢原子数目之比为1∶2，B项正确；由分析可知，该有机物可能为含有氧原子的CH3CHO，分子中无碳碳双键，C项错误；由分析可知，该有机物中有2个碳原子，D项正确。故选C。
3常温常压下，20 mL某气态烃和100 mL氧气混合，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强，体积变为70 mL，则该烃可能为(　　)
A．CH4 B．C2H6
C．C4H6 D．C6H6
[答案] B
[解析]假设烃的分子式为CxHy，则根据烃的燃烧通式及差量法可知：
CxHy＋(x＋0.25y)O2xCO2＋0.5yH2O　ΔV
　 1　　x＋0.25y　　　　　　　　　　　1＋0.25y
　 20　　100　　　　　　　　　　　20＋100－70
当O2过量时，则有＝，解得y＝6，且x＋0.25y小于5，即x小于3.5，则该烃为C2H6，当O2不足时，将生成CO2和CO的混合气体，无法计算。故选B。
4．乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别如下：和
。在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的(　　)
A．李比希元素分析仪
B．红外光谱仪
C．核磁共振仪
D．质谱仪
[答案] A
[解析]李比希元素分析仪检测的是元素的种类，乙酸和甲酸甲酯的元素种类相同，都含有C、H、O三种元素，A正确；红外光谱仪检测的是化学键和官能团的结构特征，乙酸中含有羧基，甲酸甲酯中含有酯基，信号不完全相同，B错误；核磁共振仪检测的是氢原子的种类，乙酸中含有2种不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为3∶1，甲酸甲酯中含有2种不同化学环境的氢原子，有2组峰且峰面积之比为1∶3，峰的位置不完全相同，C错误；质谱仪检测的是分子的相对分子质量，二者的相对分子质量相同，但分子碎片的相对质量不完全相同，D错误。
5．下列化合物中，1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是(　　)
A． B．CH3OOCCH2CH3
C． D．
[答案] C
[解析]核磁共振氢谱只出现两组峰，说明只有两种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为3∶1，说明两种氢原子的个数比为3∶1。中含有3种不同化学环境的氢原子，A不符合题意；中含有3种不同化学环境的氢原子，B不符合题意；中含有2种不同化学环境的氢原子，两种氢原子个数比为6∶2＝3∶1，C符合题意； ClCH3CH3Cl中含有2种不同化学环境的氢原子，两种氢原子的个数比为6∶4＝3∶2，D不符合题意。故选C。
6．下列化合物中，1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是(　　)
[答案] D
[解析]对各选项中氢原子所处的不同化学环境进行分析判断，得到下表：
选项 氢谱中峰的组数 峰面积之比
A 3 3∶2∶2
B 2 3∶1
C 2 3∶1
D 2 3∶2
7．有机物反应，生成的酯的相对分子质量大小关系是(　　)
A．前者大于后者 B．前者小于后者
C．前者等于后者 D．无法确定
[答案] C
[解析]由酯化反应的历程可知，生成的酯为CH3COOCH2CH3。
8．二甲醚(CH3—O—CH3)和乙醇是同分异构体，其鉴别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1H核磁共振谱法
[答案] B
[解析]CH3OCH3和CH3CH2OH的最大质荷比相同，均为46，故选B项。
9．0.2 mol有机物和0.4 mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8 g；再通过灼热CuO充分反应后，固体质量减轻3.2 g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6 g。0.1 mol该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应。下列关于该有机物的说法不正确的是(　　)
A．该化合物的相对分子质量是62
B．该化合物的分子式为C2H6O2
C．1 mol该化合物能与2 mol O2发生催化氧化反应
D．1 mol该有机物最多能与2 mol Na反应
[答案] C
[解析]有机物燃烧生成水10.8 g，物质的量为＝0.6 mol，CO与CuO反应，经差量计算，得CO的质量为5.6 g，即物质的量为0.2 mol，反应后转化为0.2 mol CO2，与燃烧生成的CO2，都被碱石灰吸收。有机物含有碳原子物质的量为＝0.4 mol，有机物燃烧产物中的CO2的物质的量为0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol，根据碳元素守恒可知，1 mol有机物含有碳原子物质的量为2 mol，含有氢原子物质的量为6 mol。含有氧原子物质的量为＝2 mol，所以有机物的分子式为C2H6O2,0.1 mol该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应，4.6 g Na的物质的量＝＝0.2 mol，有机物与Na按物质的量之比1∶2反应，有机物分子中含有2个—OH，该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH，结合有机物的结构和性质分析答案即可。
10．某有机物A的质谱图、核磁共振氢谱图如下，则A的结构简式可能为(　　)
A．HCOOH B．CH3CH2CHO
C．CH3CH2OH D．CH2===CHOCH3
[答案] C
[解析]由题图知有机物A的相对分子质量为46，有3种等效氢；HCOOH相对分子质量为46，但只有2种等效氢，A错误；CH3CH2CHO相对分子质量为58，有3种等效氢，B错误；CH3CH2OH相对分子质量为46，有3种等效氢，C正确；CH2===CHOCH3相对分子质量为58，有3种等效氢，D错误。故选C。
11．某有机物X的红外光谱图如图所示。有机物X的结构简式可能为(　　)
A．HCOOH B．HCHO
C．CH3COCH3 D．HCOOCH3
[答案] D
[解析]HCOOH分子中只有一个C—H键，不满足题意，A项错误；HCHO中有两个对称的C—H，不满足题意，B项错误；CH3COCH3有多个C—H但均为对称的C—H，C项错误；HCOOCH3中有两种不对称的C—H，D项正确。故选D。
12．“同位素示踪法”可帮助人们认识化学反应的机理，下列用“示踪原子”标示的化学方程式正确的是(　　)
A．乙酸乙酯在酸性条件下水解：CH3COOCH2CH3＋HOCH3COOH＋CH3CHOH
B．氯酸钾和浓盐酸反应：K37ClO3＋6HCl===K37Cl＋3Cl2↑＋3H2O
C．乙醇催化氧化：2CH3CH2OH＋18O22CH3CH18O＋2H2O
D．乙酸和乙醇在酸性条件下酯化：CH3COOH＋CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3＋H2O
[答案] D
[解析]酯水解时水中的羟基回到酸中，A项错误；氯酸钾与浓盐酸反应时，氯酸钾中氯元素化合价降为0，HCl中部分氯元素化合价升为0，即生成的Cl2中既含37Cl又含Cl，B项错误；乙醇催化氧化时，醇只是脱去两个氢原子，即生成的水中的氧原子只由O2提供，C项错误；酯化反应的原理是酸脱羟基，醇脱氢原子，生成的水中的氧原子由酸提供，D项正确。
13．同位素在化学反应机理的研究中有着重要的作用。下列有关乙酸乙酯水解的化学方程式不正确的是(　　)
A．CH3COOCH2CH3＋HODCH3COOD＋CH3CH2OH
B．CH3COOCH2CH3＋DOHCH3COOH＋CH3CH2OD
C．CH3CO18OCH2CH3＋H2OCH3CO18OH＋CH3CH2OH
D．CH3C18OOCH2CH3＋H2OCH3C18OOH＋CH3CH2OH
[答案] C
[解析]C项，反应中乙酸中的羟基来源于水，所以乙酸的结构简式应为CH3COOH，18O在乙醇分子中，错误。
14．1，3-丁二烯在环己烷溶液中与溴发生加成反应时，会生成两种产物M和N(不考虑立体异构)，其反应机理如图1所示；室温下，M可以缓慢转化为N，能量变化如图2所示。下列关于该过程的叙述错误的是(　　)
A．1，3-丁二烯所有原子可在同一平面内
B．反应过程中，首先是Br－进攻1，3-丁二烯的不饱和碳原子，然后Br＋再进攻
C．有机物M的 1H核磁共振谱图中有四组峰，峰面积之比为2∶1∶1∶2
D．转化为 (aq)的反应为放热反应
[答案] B
[解析]A项，1，3-丁二烯(CH2===CH—CH===CH2)所有的原子可在同一平面上，正确；B项，由反应历程可以看出，反应过程中首先生成带正电荷的，故应当为Br＋先进攻不饱和双键，然后Br－再进攻，错误；C项，有机物M分子中存在4种不同化学环境的氢原子，峰面积之比等于氢原子个数之比，则有机物M的1H核磁共振谱图中有四组峰，峰面积之比为2∶1∶1∶2，正确；D项，由图2可知M的能量大于N，M转化为N的反应为放热反应，正确。
15.某有机物A的分子式为C4H10O，对其结构进行光谱分析如图所示，则A的结构简式为(　　)
A．(CH3)2CHOCH3
B．CH3CH2OCH2CH3
C．CH3CH2CH2CH2OH
D．CH3OCH2CH2CH3
[答案] B
[解析]该有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱显示存在甲基、亚甲基和醚键；核磁共振氢谱显示该有机物有2组吸收峰，峰面积比为3∶2；因此该有机物分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。故选B。
16．下列装置中有机物样品在电炉中充分燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量，来确定有机物的分子式。
请回答下列问题：
(1)B装置中试剂X可选用________。
(2)D装置中无水氯化钙的作用是________________；E装置中碱石灰的作用是____________。
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44 g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36 g，E装置质量增加0.88 g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的化学式为________。
(4)若该有机物的1H核磁共振谱如下图所示，峰面积之比为1∶3。
则其结构简式为________。
(5)某同学认为E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E后再增加一个E装置，其主要目的是______________________________________________。
[答案]　(1)浓硫酸　(2)吸收生成的水　吸收生成的二氧化碳　(3)C2H4O　(4)CH3CHO　(5)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气
[解析]　(1)B装置用于干燥通入C中的氧气，试剂X可选用浓硫酸。
(2)D装置中无水氯化钙的作用是吸收生成的水；E装置中碱石灰的作用是吸收生成的二氧化碳。
(3)E装置质量增加0.88 g为二氧化碳的质量，可得碳元素的质量：0.88 g×＝0.24 g，D装置质量增加0.36 g是水的质量，可得氢元素的质量：0.36 g×＝0.04 g，从而可推出含氧元素的质量：(0.44－0.24－0.04) g＝0.16 g，设最简式为CxHyOz，则x∶y∶z＝∶∶＝2∶4∶1，即最简式为C2H4O，又由该物质的相对分子质量为44，可得该物质的化学式为C2H4O。
(4)根据该有机物的1H核磁共振谱图，峰面积之比为1∶3，则其结构简式为CH3CHO。
17．有机物C常用于食品行业。已知9.0 g C在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2。
(1)C分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是________，则C的分子式是________。
(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团名称是________。
(3)C分子的1H核磁共振谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是____________。
(4)0.1 mol C与足量Na反应，在标准状况下产生H2的体积是________L。
[答案]　(1)90　C3H6O3　(2)羧基 (3) 　(4)2.24
[解析]　(1)有机物质谱图中，最右边的质荷比表示有机物的相对分子质量，因此该有机物的相对分子质量为90。浓H2SO4吸水，所以生成的水是5.4 g，即0.3 mol；碱石灰吸收CO2，则CO2是13.2 g，即0.3 mol。所以9.0 g C中氧原子的物质的量是＝0.3 mol，所以此有机物的实验式为CH2O，又因其相对分子质量为90，所以C的分子式为C3H6O3。(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，则C中含有羧基。(3)根据氢原子的种类及个数之比可知，C的结构简式为。(4)C中含有1个羟基和1个羧基，所以0.1 mol C与Na反应能生成0.1 mol H2，标准状况下的体积是2.24 L。

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