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1.2 练习2　有机化合物分子式和分子结构的确定
1. 某有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中，正确的是(　 　)
A. 分子中C、H、O原子个数之比为1∶2∶3
B. 分子中C、H原子个数之比为1∶4
C. 该有机物中一定含有氧元素
D. 该有机物的最简式为CH4
2. 某有机物质量为8.80 g；完全燃烧后得到22.0 g CO2、10.8 g H2O，该有机物的蒸气密度是相同条件下H2密度的44倍，则该有机物的分子式为(　 　)
A. C5H6O B. C5H12 C. C5H12O2 D. C5H12O
3. 某烃中碳元素和氢元素的质量比是24∶5， 该烃在标准状况下的密度是2.59
g L－1，其分子式为(　 　)
A. C2H6 B. C4H10 C. C5H8 D. C7H8
4. 乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别为和。它们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. (2024 鄞州中学高二检测)下列有关分析仪器的说法，错误的是(　 　)
A. 可以利用质谱法区分某一元素的两种同位素
B. 可以通过X射线衍射区分某有机物和它的对映异构体
C. 可以利用元素分析仪区分正丁烷和异丁烷
D. 可以利用紫外和可见光谱判断有机化合物分子中共轭程度的大小
6. 某有机物的质谱图如图所示，该有机物的结构简式可能是(　 　)
A.
B.
C.
D. CH3CH2OCH3
7. 下列化合物中，核磁共振氢谱图中只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是(　 　)
A.
B.
C.
D.
8. 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，其核磁共振氢谱图中只有
3组峰，则该有机物的结构简式为(　 　)
A. CH3CH2OCH3 B. CH3CH(OH)CH3
C. CH3CH2CH2OH D. CH3CH2CHO
9. (2024 湖州中学高二检测)8.8 g有机物C在足量O2中充分燃烧后，将混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸和碱石灰的质量分别增加7.2 g和17.6 g，经检验最终剩余气体为O2。已知有机物C的质谱图与红外光谱图如图1、2所示。下列有关有机物C的说法，错误的是(　 　)
图1 图2
A. 含有C、H、O三种元素 B. 分子式为C4H8O2
C. 可能含有酯基 D. 有两种可能结构
10. 经李比希法和质谱法分析得知化合物A的相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱图中有4组峰且峰面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱图与核磁共振氢谱图如图所示。下列关于A的说法，错误的是(　 　)
A. A属于芳香族化合物
B. A的结构简式为
C. A属于羧酸类化合物
D. 在红外光谱图中可以获得分子中含有的化学键或官能团的信息
11. 质谱图表明某有机物(只含C、H、O)的相对分子质量为70，红外光谱图显示该有机物含有CC和CO，其核磁共振氢谱图中有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶3。已知不与Br2发生加成反应，下列有关该有机物的说法，正确的是(　 　)
A. 分子中有5种不同化学环境的氢原子
B. 分子式为C4H8O
C. 结构简式为CH3CHCHCHO
D. 1 mol 该有机物能与2 mol Br2 发生加成反应
12. 下列装置中的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：
(1)装置B中试剂X可选用 。
(2)装置D中无水氯化钙的作用是 ；装置E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，装置D质量增加0.36 g，装置E质量增加0.88 g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的分子式为 。
(4)若该有机物的核磁共振氢谱如图所示，则其结构简式为 。
(5)某同学认为装置E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在装置E后再增加一个相同的装置，其主要目的是 。
13. (2024 萧山中学高二检测)某同学为测定有机物A的实验式，取1.5 g样品置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流，用电炉持续加热样品，将生成物依次通过如图所示的装置。生成物被完全吸收后，测得装置Ⅰ增重0.9 g，装置Ⅱ增重3.96 g。请回答：
(1)试剂a、试剂b分别为 (填字母)。
A. CaCl2、碱石灰 B. 碱石灰、碱石灰
C. 碱石灰、P2O5 D. 碱石灰、CaCl2
(2)有机物A中碳元素的质量分数为 ，其组成中 (填“含有”或“不含有”)氧元素，各元素原子的个数比为 。
(3)实验测得有机物A的质谱图如下，则A的相对分子质量为 ，A的分子式为 。
(4)用核磁共振仪测出有机物A的核磁共振氢谱图和红外光谱图(只显示部分基团)分别如图所示。
①A的核磁共振氢谱图中峰面积之比为 。
②A的结构简式可能为
(任写一种)。1.2 练习2　有机化合物分子式和分子结构的确定
1. 某有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中，正确的是(　B　)
A. 分子中C、H、O原子个数之比为1∶2∶3
B. 分子中C、H原子个数之比为1∶4
C. 该有机物中一定含有氧元素
D. 该有机物的最简式为CH4
2. 某有机物质量为8.80 g；完全燃烧后得到22.0 g CO2、10.8 g H2O，该有机物的蒸气密度是相同条件下H2密度的44倍，则该有机物的分子式为(　D　)
A. C5H6O B. C5H12 C. C5H12O2 D. C5H12O
3. 某烃中碳元素和氢元素的质量比是24∶5， 该烃在标准状况下的密度是2.59
g L－1，其分子式为(　B　)
A. C2H6 B. C4H10 C. C5H8 D. C7H8
【解析】N(C)∶N(H)＝∶＝2∶5，得其实验式为C2H5，M＝ρVm＝2.59
g L－1×22.4 L mol－1≈58 g mol－1，(24＋5)n＝58，n＝2，故其分子式为C4H10。
4. 乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，其结构式分别为和。它们在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的(　A　)
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. (2024 鄞州中学高二检测)下列有关分析仪器的说法，错误的是(　C　)
A. 可以利用质谱法区分某一元素的两种同位素
B. 可以通过X射线衍射区分某有机物和它的对映异构体
C. 可以利用元素分析仪区分正丁烷和异丁烷
D. 可以利用紫外和可见光谱判断有机化合物分子中共轭程度的大小
6. 某有机物的质谱图如图所示，该有机物的结构简式可能是(　A　)
A.
B.
C.
D. CH3CH2OCH3
【解析】由质谱图可知该有机物的相对分子质量为78。苯的分子式为C6H6，相对分子质量为78，A正确；的分子式为C5H10，相对分子质量为70，B错误；的分子式为C4H8O，相对分子质量为72，C错误；CH3CH2OCH3的分子式为C3H8O，相对分子质量为60，D错误。
7. 下列化合物中，核磁共振氢谱图中只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是(　B　)
A.
B.
C.
D.
8. 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，其核磁共振氢谱图中只有
3组峰，则该有机物的结构简式为(　B　)
A. CH3CH2OCH3 B. CH3CH(OH)CH3
C. CH3CH2CH2OH D. CH3CH2CHO
【解析】由红外光谱图可知该有机物的分子中含C—H、O—H、C—O，A项中无O—H，D项中无O—H、C—O，B、C项含有C—H、O—H、C—O三种化学键且相对分子质量都是60，B项核磁共振氢谱图中有3组峰，C项有4组峰，故B正确。
9. (2024 湖州中学高二检测)8.8 g有机物C在足量O2中充分燃烧后，将混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸和碱石灰的质量分别增加7.2 g和17.6 g，经检验最终剩余气体为O2。已知有机物C的质谱图与红外光谱图如图1、2所示。下列有关有机物C的说法，错误的是(　D　)
图1 图2
A. 含有C、H、O三种元素 B. 分子式为C4H8O2
C. 可能含有酯基 D. 有两种可能结构
【解析】由题意可知，8.8 g有机物C完全燃烧生成7.2 g(0.4 mol)H2O和17.6 g(0.4 mol)CO2，则8.8 g有机物C中含有0.8 mol H原子和0.4 mol C原子，两种原子的总质量为5.6 g，故8.8 g有机物C中还含有3.2 g(0.2 mol)O原子。C分子中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.4 mol∶0.8 mol∶0.2 mol＝2∶4∶1，其最简式为C2H4O。由有机物C的质谱图可知，其相对分子质量为88，则有机物C的分子式为C4H8O2，A、B正确；由有机物C的红外光谱图可知，其可能为、CH3COCH2OCH3等，C正确、D错误。
10. 经李比希法和质谱法分析得知化合物A的相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱图中有4组峰且峰面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱图与核磁共振氢谱图如图所示。下列关于A的说法，错误的是(　C　)
A. A属于芳香族化合物
B. A的结构简式为
C. A属于羧酸类化合物
D. 在红外光谱图中可以获得分子中含有的化学键或官能团的信息
11. 质谱图表明某有机物(只含C、H、O)的相对分子质量为70，红外光谱图显示该有机物含有CC和CO，其核磁共振氢谱图中有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶3。已知不与Br2发生加成反应，下列有关该有机物的说法，正确的是(　C　)
A. 分子中有5种不同化学环境的氢原子
B. 分子式为C4H8O
C. 结构简式为CH3CHCHCHO
D. 1 mol 该有机物能与2 mol Br2 发生加成反应
【解析】核磁共振氢谱图中有4组峰，说明其分子中共有4种不同化学环境的氢原子，A错误；由题给信息可确定该有机物的分子式为C4H6O，又因红外光谱图显示其含有CC和CO，核磁共振氢谱图中峰面积之比为1∶1∶1∶3，可知该有机物的结构简式为CH3CHCHCHO，B错误、C正确；1 mol CH3CHCHCHO最多能与1 mol Br2发生加成反应，D错误。
12. 下列装置中的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：
(1)装置B中试剂X可选用　浓硫酸　。
(2)装置D中无水氯化钙的作用是　吸收生成的水　；装置E中碱石灰的作用是　吸收生成的二氧化碳　。
(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，装置D质量增加0.36 g，装置E质量增加0.88 g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的分子式为　C2H4O　。
(4)若该有机物的核磁共振氢谱如图所示，则其结构简式为　CH3CHO　。
(5)某同学认为装置E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在装置E后再增加一个相同的装置，其主要目的是　吸收空气中的二氧化碳和水蒸气　。
13. (2024 萧山中学高二检测)某同学为测定有机物A的实验式，取1.5 g样品置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流，用电炉持续加热样品，将生成物依次通过如图所示的装置。生成物被完全吸收后，测得装置Ⅰ增重0.9 g，装置Ⅱ增重3.96 g。请回答：
(1)试剂a、试剂b分别为　B　(填字母)。
A. CaCl2、碱石灰 B. 碱石灰、碱石灰
C. 碱石灰、P2O5 D. 碱石灰、CaCl2
(2)有机物A中碳元素的质量分数为　72％　，其组成中　含有　(填“含有”或“不含有”)氧元素，各元素原子的个数比为　N(C)∶N(H)∶N(O)＝9∶10∶2　。
(3)实验测得有机物A的质谱图如下，则A的相对分子质量为　150　，A的分子式为　C9H10O2　。
(4)用核磁共振仪测出有机物A的核磁共振氢谱图和红外光谱图(只显示部分基团)分别如图所示。
①A的核磁共振氢谱图中峰面积之比为　1∶2∶2∶2∶3　。
②A的结构简式可能为　(或其他合理答案)　
(任写一种)。
【解析】(2)装置Ⅰ吸收H2O，n(H2O)＝＝0.05 mol；装置Ⅱ吸收CO2，n(CO2)＝＝0.09 mol；所以有机物A中m(H)＝0.05 mol×2×1 g mol－1＝0.1 g，m(C)＝0.09 mol×12 g mol－1＝1.08 g，则m(O)＝1.5 g－0.1 g－1.08 g＝0.32 g；所以有机物A中碳元素的质量分数为×100％＝72％；各元素原子的个数比为N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.09 mol∶(0.05×2)mol∶＝9∶10∶2。(3)根据有机物A的质谱图可知，A的相对分子质量为150，且各元素原子的个数比为9∶10∶2，可知A的分子式为C9H10O2。(4)①由A的核磁共振氢谱图可知，有机物A共有5种不同化学环境的H，且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3。

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