4节第3课时分子结构的鉴定

1、第1章第4节第3课时分子结构的鉴定一、选择题（每小题只有1个选项符合题意）1 以下关于红外光谱说法中正确的是（）a. 在有机物分子小，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信息c. 通过红外光谱图的分析可以知道冇机物的相对分了质量d. 通过红外光谱图的分析可以知道冇机物中氢原了所处的化学环境【答案】ab2. 下列说法正确的是（）a. 核磁共振氮谱图上可以推知有机物分子中儿种不同类型的氮原子及它们的数目b. 红外光谱是用高能电了流等轰击样品分了

2、，使分了失去电了变成分了离了或碎片离 子c. 质谱法具有快速、微量、精确的特点d. 紫外光谱可以确定有机物中的化学键和官能团【答案】ac3. 在冇机物分了结构的鉴定中常用核磁其振氢谱分析法来测定冇机化合物分了（）a. 相对分子质量b. 含有何种化学键或官能团c. 氢原子在碳骨架上的位直和数口d. 键长、键角及分了的三维结构【答案】c4. 化合物a经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质最为136,分子式c8h8o2o a 的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1 ： 2 ： 2 ： 3, a分子屮只含一个苯环且苯环上只有 一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于a的下列说法屮，正确的是（）1(

3、) 9 «6 5 4 3 210透过率()"4(x)02000 /a 5003()00而数/cm-1ch c=o苯环骨架 co-c c<oa. a分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应b. a在一定条件下町与4mol h2发生加成反应c. 符合题中a分子结构特征的有机物只有一种d. 与a属于同类化合物的同分异构体只有2种o0iv-o-ch3 或 |y-c-o-ch3【解析】a的可能结构为0丿q, c不正确；该化合物属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应，a正确；在一定条件下可与3mol h2m 生加成反应，b不正确；与a属于同类化合物的同分异构体只有4种，

4、d不正确。【答案】a5. 核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境（即英附近的基团）不同, 农现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中朋标的位置（化学位移，符号 为§）也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如图所示：则该物质可能是下列中的（）a. ch3ch2ch3b. ch3ch2ch2ohc. ch3ch2ch2ch3d. ch3ch2cho【答案】b6. 在核磁共振氢谱中岀现两个峰，其氢原子个数比为3 : 2的化合物是（）h,c0cii31a.c=ch2b.0ch3/hjcc. h3c<:h3d. h3c-2ch3【答案】d7. 通过核磁共振氢谱可以推

5、知（ch3）2chch2ch2oh有多少种化学环境的氢原子（）a. 6b. 5c. 4d. 3【解析】 两个一ch3上的氢原子化学环境相同。【答案】b8. 下列化合物中，在核磁共振氢谱图中能给出三种信号的是（）0iia. ch3ch2ch3b ch3cch2ch30iic. ch3och3d. ch3coch3【解析】 在b分子中有三种不同化学环境的氢原子，a中2种，c中1种，d中2 种。【答案】b9. 某化合物的结构（键线式）及球棍模型如下：该冇机分了的核磁共振波谱图如下（单位是ppm）：o1-23.4.5 吸收强度卜列关于该有机物的叙述正确的是（）a. 该有机物不同化学环境的氮原子有6种b

6、. 该有机物属于芳香化合物c. 键线式中的et代表的基团为一c%d. 该有机物在一定条件下能够发生消去反应【解析】a项，由谱图可知有8种不同环境的氢原子，a错；b项，由键线式可看出, 该物质中无苯环，不属于芳香化合物，b错；c项，et为ch2ch3, c错。【答案】d1o.e（c2h5）2的结构如右图，其中氢原子的化学坏境完全相同。但早期人们却错误地认 为他的结构为:。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，错误的结构与正确的结构核磁共振氢谱的峰的数1=1分别为（）ieb- 3,5a. 5,5c. 5,1d. 3,1【解析】 错误结构中有3种化学环境的氢原子，而正确结构中只有1种化学环

7、境的氢原子。【答案】d11利川红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可以初步判断该有机物的分子拥 有的（）a.同分异构体数b.原子个数c.基团种类d.共价键种类【答案】c12. 能够快速、微量、精确地测定相对分了质量的物理方法是（）a.质谱b.红外光谱c.此外光谱d.核磁共振谱【解析】 质谱用于测定相对分子质量，红外光谱用于测定分子中含有何种化学键或官 能团，紫外光谱主要是确定有机物中是否存在双键，或共範体系，核磁共振氢谱用于测定有 机物有几种不同化学环境的氢原子及它们的数目。【答案】a13. 某化合物由碳、氢、氧三种元索组成，其红外光谱图有ch键、oh键、c0 键的振动吸收，该有机物的相对

8、分子质量是60,则该有机物的结构简式是（）a. ch3ch2och3b. ch3ch（oh）ch3c. ch3ch2ch2ohd. ch3ch2cho【解析】 ch3ch2och3中没有oh键，ch3ch2cho中没有oh键、co键。14.【答案】bc卜列化合物的*h-nmr（核磁共振氢谱）谱图中吸收峰的数h止确的是（）（4个）ch3ch3chcch, （3 个）（4个）15. （2010沈阳高二检测）某有机物c3h6o2的核磁共振红谱屮有两个共振峰，面积比为1 ： 1，该有机物的结构简式是（）oiia. ch3ch2cohohic. chjchcho【答案】boiib. ch3coch30i

9、id. hcochjchj16. （2010承徳高二检测）某有机物分子，仅由c、h、o三种元素的13个原子组成,该 分子中的电子总数为42。充分燃烧该冇机物，所生成的co?和水蒸气在札i同状况下的体积 之比为3 : 4,则该有机物的分子式为（）a. c6h6ob. c2h6oc. c4h8o2d. c3h8o2【答案】d二、非选择题17. 为测定某有机化合物a的结构，进行如下实验：（一）分子式的确定：（1）将有机物a置于氧气流中充分燃烧,实验测得：生成5.4g h2o和8.8gco2,消耗氧气6.72l（标准状况下），则该物质中各元素的原了个数比是。（2）用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量

10、，得到如图所示质谱图，则其相对分了质量为，该物质的分了式是o（3）根据价键理论，预测a的可能结构并写出结构简式o（二）结构式的确定：相对丰31294527的桂峨共械氢iff图 a图图（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 （信号河以确定分了中氢原了的种类和数冃。例如：卩基氯卬基酥（c12ch?o-chj冇两 种氢原子如图。经测定，有机物a的核磁共振氢谱示意图如图，则a的结构简式为【解析】 据题意有：n(h20) = 0-3mol则有n(h) = 0.6mol; n(c02)= 0.2mol则有n(c) = 0-2mol。据氧原子守恒有 n(0) =

11、n(h2o) + 2/?(co2) - 2/?(o2) = 0.3mol + 2x0.2mol -2x6.72l22.4l-mol= 0.1mol则该物质各元素原子个数比n(c) ： mh) : mo) = n(c) : n(h) : n(o)=2：6：1。（2）据可知该有机物的实验式为c2h6o,假设该有机物的分子式为（c2h6o）ffl, 由质谱图知其相对分子质量为46,则46/77=46,即771= 1,故其分子式为c2h6oo由a的分子式为c2h6o可知a为饱和化合物，可推测其结构为ch3ch2oh或ch3och3。分 析a的核磁共振氢谱图可知：a有三种不同类型的h原子，ch3och3

12、只有一种类型的h原 子，故a的结构简式为ch3ch2oh。【答案】(l)w(c) ： w(h) ： n(0) = 2 ： 6 ： 1(2)46 c2h6o(3) ch3ch2oh, ch3och3 (4)ch3ch2oh18. 利用核磁共振技术测定有机物分子的三维结构的研究获得了 2002年诺贝尔化学奖。 在有机物分子中，不同氮原子的核磁共振氮谱中给出的峰值(信号)也不同，根据峰值(信号) 可以确定有机物分子中氮原子的种类和数目。例如二乙嘔的结构简式为：chach2och2ch3其核磁共振氢谱中给出的峰值(信号)冇两个，如图所示:1234 6/ppm吸收强度(1) 下列物质中，其核磁共振氢谱中

13、给出的峰值(信号)只冇一个的是a. ch3ch3b. ch3coohc. ch3cooch3d. ch3och3(2) 化合物a和b的分子式都是c2h4br2, a的核磁共振氢谱图如下图所示，则a的结构简式为，请预测b的核磁共振氢谱上有个峰(信号)。吸收强度(3)用核磁共振氢谱的方法来研究c2h6o的结构，简要说明根据核磁共振氮谱的结果来 确定c2h6o分子结构的方法是o【解析】(1)a有一种不同化学环境的h, b有两种不同化学环境的h, c有两种不同 化学环境的h, d有一种不同化学环境的h。(2) 由谱图可知a有一种不同化学环境的h,所以a为brch2ch2br,它的同分异构体 为ch3c

14、hbr2,有两种不同化学环境的h。(3) 若谱图中给出了 3个吸收峰(信号)，则说明c2h6o的结构是ch3ch2oho若谱图中给出了 1个吸收峰(信号)，则说明c2h6o的结构是ch3och3。【答案】(1)ad (2) brch2ch2br 2(3)若谱图屮给出了 3个吸收峰(信号)，则说明c2h6o的结构是ch3ch2oh；若谱图中 给出了 1个吸收峰(信号)，则说明c2h6o的结构是chqch3o19. 分子式为c2h4o2的结构可能有chjoh秆ohcoch3两种.如对jt结构进行物理方法鉴定，可用或o0(1)若为cii3 c-oii 则红外光谱中应该有个振动吸收；核磁共振氢谱中应该

15、有个峰3o(2)若为h-c-o-ch3 则红外光谱中有 一|个振动吸嘤;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ch键、 co键、co键、oh键4个振动吸收；有两类氢原子，应有2个峰。同理中有ch 键、co键、co键3个振动吸收，有2个峰。【答案】红外光谱法核磁共振氢谱法(1)4 2 (2)3 220. 有机物a可由匍萄糊发酵得到，也可从酸牛奶屮提取。纯净的a为无色黏稠液体,易溶于水。为研究a的组成与结构，进行了如下实验:实验步骤解释或实验结论(1)称取a9.0g,升温使其汽化，测其密度是 相同条件下h2的45倍试通过计算填空： 仃)a的相对

16、分了质量为(2)将此9.0g a在足量纯o2中充分燃烧，并使 其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现 两者分别增重5.4g和13.2g(2)a的分子式为(3)另取a9.0g,跟足量的nahco3粉末反应, 生成2.24l co2(标准状况)，若与足量金属钠 反应则生成2.24l出(标准状况)(3)用结构简式农示a中含有的官能团是(4)a的核磁共振氢谱如下图：(4)a中含有种氢原了1jjl-l109 8 ) 6 i 4 2 10(5)综上所述，a的结构简式为【解析】(l)mr(a) = z9(h2)m,.(h2) = 45x2 = 90由 m(h20) = 5.4g m(c02) = 13.2g知 a 中 w(h) = 0.6g m(c) = 3.6g,故 a 中还应有 o, m(o) = 9.0g - 0.6g - 3.6g = 4.8g则 a 中 n(c) : n(h) : n(o)=3.6g. 0.6g .4.8g12g/mol lg/mol * 16g/mol= 0.3 ： 0.6 ： 0.3 = 1 ： 2 ：故a的实验式应为ch2o又因a的相对分子质量为9()故a的分子式为c3h603oa能与nahcog反应放出0.1 mol co2,与na反