2024春新教材高中化学第1章有机化合物的结构特点与研究方法微专题1有机化合物结构的确定课时作业新人教版选择性必修3

第一章微专题1对点训练题组一有机物分子中氢原子种类的判断和应用1．由E(金属铁)制备的E(C5H5)2的结构如图甲所示，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构如图乙所示。核磁共振氢谱能够区分这两种结构。甲和乙的核磁共振氢谱图中，分别有几组吸收峰(C)A．11 B．12C．13 D．232．关于同分异构体数目的叙述不正确的是(D)A．甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种B．已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体，则其六氯代物的同分异构体数目也为4种C．菲的结构为它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物D．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯代物有2种3．从煤焦油中分离出的芳香烃——萘()是一种重要的化工原料，萘环上一个氢原子被丁基(—C4H9)所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有(C)A．2种 B．4种C．8种 D．16种题组二有机物分子式的确定4．某有机物分子仅由C、H、O三种元素的13个原子构成，其分子中的电子总数为42。充分燃烧一定量的该有机物，所生成的CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4，则该有机物的分子式为(D)A．C6H6O B．C5H6O2C．C4H8O D．C3H8O2解析：因一定量的该有机物燃烧生成的CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4，所以可设该有机物的分子式为(C3H8)nOm，由题意得11n＋m＝13①和26n＋8m＝42②，①、②式联立成方程组，解得n＝1，m＝2，故该有机物的分子式为C3H8O2。5．已知某有机物9.2g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰。浓硫酸增重10.8g，碱石灰增重17.6g，该有机物的分子式是(A)A．C2H6O B．C2H4OC．CH4O D．C2H6O2解析：将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重的10.8g为水的质量，碱石灰增重的17.6g为二氧化碳的质量。生成水的物质的量为eq\f(10.8g,18g·mol－1)＝0.6mol，H原子的物质的量为0.6mol×2＝1.2mol；生成二氧化碳的物质的量为eq\f(17.6g,44g·mol－1)＝0.4mol，C原子的物质的量为0.4mol；9.2g该有机物分子中含有氧原子的物质的量为eq\f(9.2g－12g·mol－1×0.4mol－1g·mol－1×1.2mol,16g·mol－1)＝0.2mol。该有机物分子中含有C、H、O原子的物质的量之比为0.4mol∶1.2mol∶0.2mol＝2∶6∶1，该有机物的最简式为C2H6O，由于H原子已经饱和，故该有机物的分子式为C2H6O，故A正确。6．0.2mol有机物和0.4molO2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10.8g；再通过灼热的CuO充分反应后，固体质量减轻3.2g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6g。0.1mol该有机物恰好与4.6g金属钠完全反应。下列关于该有机物的说法不正确的是(C)A．该化合物的相对分子质量是62B．该化合物的分子式为C2H6O2C．1mol该化合物能与2molO2发生催化氧化反应D．1mol该有机物最多能与2molNa反应解析：0.2mol有机物燃烧生成水10.8g，物质的量为eq\f(10.8g,18g·mol－1)＝0.6mol，CO与CuO反应后转化为CO2，与燃烧生成的CO2都被碱石灰吸收。有机物含有碳原子的物质的量为eq\f(17.6g,44g·mol－1)＝0.4mol，根据碳元素守恒可知，1mol有机物含有碳原子的物质的量为2mol，含有氢原子的物质的量为6mol。含有氧原子的物质的量为eq\f(0.6mol＋0.2mol＋0.2mol×2－0.4mol×2,0.2)＝2mol，所以有机物的分子式为C2H6O2,0.1mol该有机物恰好与4.6g金属钠完全反应，4.6gNa的物质的量为eq\f(4.6g,23g·mol－1)＝0.2mol，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。题组三图谱法在确定有机物分子结构中的综合应用7．化合物A经质谱法和燃烧实验分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A分子中含有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(D)A．A属于酯B．A在一定条件下可与3molH2发生加成反应C．符合题中A分子结构特征的有机物只有1种D．与A属于同类化合物的同分异构体(不包括A)只有2种解析：根据题意知A的结构简式为，该物质属于酯类，A正确；1molA最多与3molH2加成，其中酯基不与H2加成，B正确；符合题意的A分子结构只有1种，C正确；属于酯类的A的同分异构体有5种，D错误。综合强化8．将2.4g某有机物M置于密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。将燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰和灼热的氧化铜(试剂均足量，且充分反应)，测得浓硫酸增重1.44g，碱石灰增重1.76g，氧化铜减轻0.64g。下列说法不正确的是(C)A．M的实验式为CH2OB．若要得到M的分子式，还需要测得M的相对分子质量或物质的量C．若M的相对分子质量为60，则M一定为乙酸D．通过红外光谱仪可分析M中的官能团解析：浓硫酸增重的1.44g为水的质量，水的物质的量为eq\f(1.44g,18g·mol－1)＝0.08mol。碱石灰增重的1.76g为CO2的质量，其物质的量为eq\f(1.76g,44g·mol－1)＝0.04mol。CuO与CO反应生成Cu与CO2，氧化铜减少的质量等于反应的CuO中O原子的质量，1个CO与1个O原子结合生成CO2，O原子的物质的量为eq\f(0.64g,16g·mol－1)＝0.04mol，故CO为0.04mol。综上可知，2.4g有机物M中含有C原子为0.04mol＋0.04mol＝0.08mol，含有H原子为0.08mol×2＝0.16mol，则含有C、H元素的总质量为12g·mol－1×0.08mol＋1g·mol－1×0.16mol＝1.12g<2.4g，说明M中含有O元素，含有O的物质的量为eq\f(2.4g－1.12g,16g·mol－1)＝0.08mol，M分子中C、H、O的物质的量之比为0.08mol∶0.16mol∶0.08mol＝1∶2∶1，则M的实验式为CH2O，A项正确；已经计算出M的实验式，再测得M的相对分子质量或物质的量，可计算出M的分子式，B项正确；若M的相对分子质量为60，设M的分子式为(CH2O)x，则30x＝60，解得x＝2，M的分子式为C2H4O2，M可能为乙酸或甲酸甲酯等，C项错误；用红外光谱仪可以确定有机物分子中含有的化学键或官能团，D项正确。9．三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，有毒，不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对分子质量大于100，但小于150。试回答下列问题：(1)分子式中原子个数比N(C)∶N(H)∶N(N)＝_1∶2∶2__。(2)三聚氰胺分子中碳原子数为_3__，理由是eq\f(100×28.57%,12)<N(C)<eq\f(150×28.57%,12)，即2.4<N(C)<3.6，又N(C)为正整数，所以N(C)＝3(写出计算式)。(3)三聚氰胺的分子式为_C3H6N6__。(4)若核磁共振氢谱显示只有1组吸收峰，红外光谱表明有1个由碳、氮两种元素组成的六元杂环。则三聚氰胺的结构简式为。解析：(1)N(C)∶N(H)∶N(N)＝eq\f(28.57%,12)∶eq\f(4.76%,1)∶eq\f(66.67%,14)≈1∶2∶2。(3)因为N(C)∶N(H)∶N(N)＝1∶2∶2，又N(C)＝3，所以分子中N(C)、N(H)、N(N)分别为3、6、6。(4)核磁共振氢谱显示只有1组吸收峰，说明是对称结构，这6个H原子的化学环境相同，又碳为四价元素，氮为三价元素，六元环中C、N各有3个原子交替出现。10．通常用燃烧的方法测定有机物的分子式，可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧，根据产品的质量确定有机物的组成。如图所示是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。现准确称取1.8g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经燃烧后A管增重1.76g，B管增重0.36g。请回答：(1)A、B管内均盛有固态试剂，B管的作用是_吸收燃烧后产生的H2O(g)__。(2)产生的气体由左向右流向，所选用的装置各导管口的连接顺序是_g→f→e→h→i→c(d)→d(c)→a(b)→b(a)__(仪器可重复使用)。(3)E中应盛装的试剂是_H2O2溶液__。(4)如果把CuO网去掉，A管增重将_减小__(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)该有机物的最简式为_CHO2__。(6)要确定该有机物的分子式，还必须知道的数据是_B__(填字母)。A．消耗液体E的质量B．样品的摩尔质量C．CuO固体减小的质量D．C装置增加的质量E．燃烧消耗O2的物质的量(7)在整个实验开始之前，需先让D装置产生的气体通过整套装置一段时间，其目的是_赶出装置内空气，减小实验误差__。解析：(1)用F装置加热固体样品，用碱石灰测定CO2的质量，用无水氯化钙测定H2O的质量，根据有机物的质量，可以确定有机物中是否含氧元素，则B管的作用是吸收有机物燃烧产生的水蒸气。(2)D装置中生成氧气，先通过装有浓硫酸的C装置除去水蒸气，然后进入F装置与样品反应，生成物先通过B装置(吸收水蒸气)，然后再通过A装置(吸收二氧化碳)。(3)有机物燃烧需要氧气，则D装置制备氧气，利用过氧化氢在MnO2作用下分解产生氧气，分液漏斗中应盛放H2O2溶液。(4)CuO网可与有机物不完全燃烧生成的CO反应生成CO2，如去掉CuO网，可能存在部分CO不能被A装置吸收，导致A管增重减小。(5)B管增重0.36g，则n(H2O)＝eq\f(0.36g,18g·mol－1)＝0.02mol，A管增重1.76g，则n(CO2)＝eq\f(1.76g,44g·mol－1)＝0.04mol，n(O)＝eq\f(1.8g