《第2节 有机化合物结构的测定》（同步训练）高中化学选择性必修3-鲁科版-2024-2025学年

《第2节有机化合物结构的测定》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列关于有机化合物结构测定方法中，不属于光谱法的是（）A.红外光谱法（IR）B.核磁共振波谱法（NMR）C.质谱法（MS）D.热分析法2、下列化合物中，能够通过核磁共振氢谱测出三种不同化学环境的氢原子的是（）A.CH3CH2CH3B.CH3CH(OH)CH3C.CH3COCH3D.CH3CH2CH2OH3、有机物分子结构的测定中，以下哪一种方法不是利用光谱学原理进行的？A.红外光谱法（IR）B.核磁共振波谱法（NMR）C.质谱法（MS）D.X射线晶体学4、下列哪种方法不能用于确定有机化合物中的官能团？A.红外光谱分析B.质谱分析C.核磁共振波谱分析D.X射线衍射分析5、有机化合物中，确定碳骨架结构最常用的方法之一是：A.红外光谱（IR）B.核磁共振波谱（NMR）C.质谱（MS）D.紫外光谱（UV）6、下列关于有机化合物结构测定的方法，哪一项不是直接测定其结构的方法？A、核磁共振氢谱（1H-NMR）B、紫外光谱C、质谱D、红外光谱7、在一个有机化合物的红外光谱中，如果在1270cm^-1和1580cm^-1处有吸收峰，则该有机化合物可能含有以下哪种官能团？A.羰基（C=O）B.羧基（-COOH）C.醛基（-CHO）D.羧酸（-COOR）8、某有机物分子式为C4H8O2，下列关于该有机物的说法正确的是：A.必定含有羧基B.可能含有酯基C.必定含有醛基D.只能是环状结构9、某有机物的分子式为C4H10，该有机物可能为：A.2-甲基丙烷B.正丁烷C.异丁烷D.2-甲基丁烷10、下列实验方法中，不能用来测定有机化合物分子结构的是（）。A.质谱法B.核磁共振氢谱法（1H-NMR）C.简单观察颜色变化D.红外光谱法（IR）11、通过核磁共振氢谱（1HNMR）可以确定有机化合物中氢原子的：A.类型但无法确定数量B.数量但无法确定类型C.位置但无法确定类型和数量D.类型、数量和位置12、下列哪种方法不能用于确定有机化合物中的官能团？A.红外光谱分析B.核磁共振氢谱分析C.质谱分析D.气相色谱分析13、在有机化合物结构的测定中，下列哪种方法不能直接确定碳原子的连接顺序？A.红外光谱（IR）B.核磁共振氢谱（1HNMR）C.核磁共振碳谱（13CNMR）D.质谱（MS）14、红外光谱分析主要用于测定有机化合物中的：A、官能团B、分子量C、立体结构D、化学键的断裂15、某一有机物在燃烧时，产物为CO2和H2O，下列关于该有机物说法正确的是：A.该有机物可能是单糖B.该有机物可能是醇C.该有机物可能是芳香烃D.该有机物一定是烃16、在有机化合物结构测定的过程中，以下哪种方法主要用于确定碳链骨架？A.红外光谱法（IR）B.核磁共振氢谱（NMR）C.质谱法（MS）D.紫外光谱法（UV）二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：某有机化合物X在核磁共振氢谱中显示有三个共振峰，峰面积比为3:2:1。已知该化合物分子式为C4H10O。试确定该化合物的结构简式，并写出推断依据。解析：1.确定分子式和质谱数据：由分子式C4H10O知，该有机物含有4个碳、10个氢、1个氧。同时，从核磁共振氢谱得知，X分子中有三种不同类型的氢原子，峰面积比为3:2:1。2.分析谱图信息：峰面积比为3:2:1意味着X分子中有三种氢原子，数量大致分别为9,4,和3个。在C4H10O类化合物中，考虑常见的饱和化合物，如丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）、丁醚（CH3CH2CH2OC2H5）会是推断的起点。但丁醇和丁醚的峰面积比例不完全符，因此需要更细致地分析。3.考虑可能的结构：根据峰面积比，我们推断类可能的结构中甲基碳上的氢原子数目最多（9个氢），其次碳上有少量氢原子（4个氢），剩余少数氢在碳上（1个氢）。4.合理结构解析：在C4H10O类中，2-甲基-丁醇（CH3CH2CH(OH)CH3）和3-甲基-1-丙醇（CH3CH(OH)CH2CH3）是可能的选择。如果考虑两者的核磁共振氢谱，2-甲基-丁醇C亿元级氢（6个乙基氢+1个甲基上的3个氢=1+6=7个，再加一个羟基氢）和3个一级氢（3个甲基氢），峰面积比例接近1:3:1，而非3:2:1。3-甲基-1-丙醇中一共有3个甲基（9个氢），1个二级基团（2个氢），1个三级基团（1个氢），正好符合3:2:1的比例。第二题问题：以下四个选项中，哪一种产生了一条固定长度的碳碳单键？A.乙烷（C2H6）B.乙烯（C2H4）C.丙烷（C3H8）D.苯（C6H6）第三题有机化合物A的分子式为C5H10O，其结构式可能为以下哪一种？A.CH3CH2CH2CH2OHB.CH3CH(OH)CH2CH3C.CH3CH2CH(OH)CH3D.CH3CH2CH2COOH第四题题目已知一种有机化合物的分子式为C4H8O2，通过核磁共振氢谱（1H-NMR）测定，发现有一个单峰对应的氢原子数量为4，一个双峰对应的氢原子数量为2，一个三重峰对应的氢原子数量为2。依据这些信息，推测该化合物的结构，并写出其结构式。请简述判断依据。《第2节有机化合物结构的测定》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列关于有机化合物结构测定方法中，不属于光谱法的是（）A.红外光谱法（IR）B.核磁共振波谱法（NMR）C.质谱法（MS）D.热分析法答案：D解析：红外光谱法（IR）、核磁共振波谱法（NMR）和质谱法（MS）都是有机化合物结构测定中常用的光谱法。热分析法是一种基于物质的热性质变化来确定物质结构的方法，不属于光谱法。因此，选项D是正确答案。2、下列化合物中，能够通过核磁共振氢谱测出三种不同化学环境的氢原子的是（）A.CH3CH2CH3B.CH3CH(OH)CH3C.CH3COCH3D.CH3CH2CH2OH答案：B解析：核磁共振氢谱（NMR）可以用来确定有机化合物中不同化学环境的氢原子。通过观察不同的化学位移值和面积比例，可以判断出氢原子的不同种类。A.CH3CH2CH3(丙烷)：三种氢原子都处于相同的化学环境下，只有一组化学位移，所以答案不为A。B.CH3CH(OH)CH3(2-丙醇)：三种氢原子处于不同的化学环境中，包括两个端甲基(CH3)的氢原子和一个连接羟基的甲基上(-CH(OH))的氢原子。因此，核磁共振氢谱会显示出三种不同的化学位移，答案为B。C.CH3COCH3(丙酮)：两种氢原子都处于相同的化学环境中，只有一组化学位移，所以答案不是C。D.CH3CH2CH2OH(正丁醇)：四种氢原子中，两种氢原子（连接羟基的氢原子）与另外两种氢原子相邻，所以也会显示出两种不同的化学位移，虽然具体情况还有待详细分析，但显然只有B选项满足题目要求。3、有机物分子结构的测定中，以下哪一种方法不是利用光谱学原理进行的？A.红外光谱法（IR）B.核磁共振波谱法（NMR）C.质谱法（MS）D.X射线晶体学答案：D解析：红外光谱法（IR）用于测定有机物中的官能团，核磁共振波谱法（NMR）用于测定分子中化学环境的氢和碳原子，质谱法（MS）用于测定分子的相对分子质量和元素组成。X射线晶体学则是利用X射线对晶体结构的分析，主要用于测定晶体的三维结构，不直接用于有机化合物分子结构的测定。因此，选项D不是利用光谱学原理进行的。4、下列哪种方法不能用于确定有机化合物中的官能团？A.红外光谱分析B.质谱分析C.核磁共振波谱分析D.X射线衍射分析答案：D解析：在有机化合物结构的测定中，红外光谱（IR）、质谱（MS）、核磁共振波谱（NMR）都是常用的分析手段，它们能够提供关于分子中特定官能团的信息。红外光谱通过检测不同化学键或官能团对特定波长红外光的吸收来确定这些基团的存在；质谱通过测量分子或碎片离子的质量与电荷比值来识别化合物的分子量及其断裂模式，从而推断可能存在的官能团；核磁共振波谱则基于原子核在外加磁场作用下的行为变化，可以给出详细的分子结构信息，包括官能团的位置。而X射线衍射主要应用于晶体结构的分析，它能够提供原子在空间中的精确位置，但对于确定有机物中具体官能团的信息帮助较小。因此，选项D是正确的。5、有机化合物中，确定碳骨架结构最常用的方法之一是：A.红外光谱（IR）B.核磁共振波谱（NMR）C.质谱（MS）D.紫外光谱（UV）答案：B解析：核磁共振波谱（NMR）是一种用于确定有机化合物中碳骨架结构的重要技术。通过分析NMR谱图，可以得知不同环境中的氢原子数量和位置，从而推断出有机化合物的碳骨架结构。红外光谱（IR）主要用于确定官能团的存在，质谱（MS）主要用于确定化合物的分子量和分子式，紫外光谱（UV）主要用于确定有机化合物的共轭体系。因此，正确答案是B。6、下列关于有机化合物结构测定的方法，哪一项不是直接测定其结构的方法？A、核磁共振氢谱（1H-NMR）B、紫外光谱C、质谱D、红外光谱答案：B解析：核磁共振氢谱（1H-NMR）、质谱和红外光谱均能提供关于有机化合物结构的间接信息，例如原子的类型、官能团的存在及其分布等。而紫外光谱主要用于确定有机化合物中不饱和双键（如π键）的位置，对于整个分子结构的测定并不是直接方法，因此选项B正确。7、在一个有机化合物的红外光谱中，如果在1270cm^-1和1580cm^-1处有吸收峰，则该有机化合物可能含有以下哪种官能团？A.羰基（C=O）B.羧基（-COOH）C.醛基（-CHO）D.羧酸（-COOR）答案：A解析：在红外光谱中，1270cm^-1和1580cm^-1分别对应于C=O杂环和sp²杂化碳上的C=O双键的吸收峰，因此，该有机化合物可能含有羰基官能团（C=O）。其他选项中，羧基、醛基和羧酸在红外光谱中会有不同的吸收峰，不属于该题目所给条件。8、某有机物分子式为C4H8O2，下列关于该有机物的说法正确的是：A.必定含有羧基B.可能含有酯基C.必定含有醛基D.只能是环状结构答案：B解析：分子式为C4H8O2的有机物可能有多种结构，包括但不限于含有酯基（-COO-）的酯类化合物。选项A说必定含有羧基，但根据分子式，它也可能是一个酯而不是一个羧酸；选项C说必定含有醛基，但没有足够的证据表明分子中存在醛基；选项D说只能是环状结构，这是不正确的，因为非环状的直链或支链结构也是可能的。因此，最合适的答案是B，即该有机物可能含有酯基。9、某有机物的分子式为C4H10，该有机物可能为：A.2-甲基丙烷B.正丁烷C.异丁烷D.2-甲基丁烷答案：A解析：根据分子式C4H10，我们可以知道该有机物是丁烷的一种同分异构体。正丁烷和异丁烷的分子式都是C4H10，但2-甲基丙烷和2-甲基丁烷的分子式分别是C5H12和C5H10，因此排除D选项。根据有机化学的知识，2-甲基丙烷的结构式为CH3-CH(CH3)-CH3，符合分子式C4H10，故选A。10、下列实验方法中，不能用来测定有机化合物分子结构的是（）。A.质谱法B.核磁共振氢谱法（1H-NMR）C.简单观察颜色变化D.红外光谱法（IR）答案：C解析：测定有机化合物的分子结构通常包括多种方法，如质谱法可以测定分子量和分解产物，从而帮助推断分子结构；核磁共振氢谱（1H-NMR）可以提供氢原子的不同环境信息；红外光谱法（IR）可以提供氢键、共轭结构等信息。简单观察颜色变化不是测定分子结构的有效方法，因此选项C是正确的。11、通过核磁共振氢谱（1HNMR）可以确定有机化合物中氢原子的：A.类型但无法确定数量B.数量但无法确定类型C.位置但无法确定类型和数量D.类型、数量和位置答案：D解析：核磁共振氢谱（1HNMR）是确定有机化合物中氢原子类型、数量和位置的重要工具。在同一类型的有机化合物中，不同的氢原子会表现出不同的化学位移，由此可以判断出氢的类型。通过积分曲线可以知道不同类型的氢原子的数量。由于化学位移与氢原子所处的化学环境有关，因此可以推断出部分氢原子的位置。所以，答案为D。12、下列哪种方法不能用于确定有机化合物中的官能团？A.红外光谱分析B.核磁共振氢谱分析C.质谱分析D.气相色谱分析答案：D解析：红外光谱分析可以用来识别分子中存在的特定官能团，因为不同的官能团会在特定波数范围内吸收红外光；核磁共振氢谱分析能够提供关于分子中氢原子环境的信息，有助于确定官能团的位置；质谱分析则可以通过测量分子碎片的质量来推断分子结构和可能存在的官能团。而气相色谱分析主要用于分离和定量混合物中的组分，它不能直接提供有关分子内部结构或官能团的信息。因此，选项D是正确的。13、在有机化合物结构的测定中，下列哪种方法不能直接确定碳原子的连接顺序？A.红外光谱（IR）B.核磁共振氢谱（1HNMR）C.核磁共振碳谱（13CNMR）D.质谱（MS）答案：D解析：红外光谱（IR）可以用于鉴定有机化合物中的官能团；核磁共振氢谱（1HNMR）可以提供关于氢原子在分子中环境的信息，有助于确定碳原子的连接顺序；核磁共振碳谱（13CNMR）可以提供关于碳原子的化学环境的信息。而质谱（MS）主要用于测定分子的相对分子质量和分子碎片的质量，不能直接确定碳原子的连接顺序。因此，选项D是正确答案。14、红外光谱分析主要用于测定有机化合物中的：A、官能团B、分子量C、立体结构D、化学键的断裂答案：A、官能团解析：红外光谱分析是一种基于分子振动和转动对红外光吸收特性进行测定的方法。通过分析红外光谱，可以检测出分子中是否存在特定的官能团，从而确定物质的结构特征。虽然红外光谱也能提供一定量的信息，但它主要用于官能团的识别，而不是分子量、立体结构或化学键的断裂分析。15、某一有机物在燃烧时，产物为CO2和H2O，下列关于该有机物说法正确的是：A.该有机物可能是单糖B.该有机物可能是醇C.该有机物可能是芳香烃D.该有机物一定是烃答案：D解析：由于有机物燃烧产生产物CO2和H2O，表明该有机物只含有碳、氢两种元素，没有氧元素，因此这一定是一种烃。A选项中单糖通常含有氧元素；B选项醇类分子中也包含氧元素；C选项芳香烃虽然只含碳氢，但题目没有提供足够信息判断是否为芳香烃。故正确答案为D。16、在有机化合物结构测定的过程中，以下哪种方法主要用于确定碳链骨架？A.红外光谱法（IR）B.核磁共振氢谱（NMR）C.质谱法（MS）D.紫外光谱法（UV）答案：B解析：核磁共振氢谱（NMR）是一种强大的工具，可以用来确定有机化合物中氢原子的化学环境，从而推断出碳链骨架的结构。红外光谱法（IR）主要用于确定官能团，质谱法（MS）主要用于确定化合物的分子量和结构片段，紫外光谱法（UV）主要用于确定电子跃迁和分子内的共轭体系。因此，B选项是正确的。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：某有机化合物X在核磁共振氢谱中显示有三个共振峰，峰面积比为3:2:1。已知该化合物分子式为C4H10O。试确定该化合物的结构简式，并写出推断依据。解析：1.确定分子式和质谱数据：由分子式C4H10O知，该有机物含有4个碳、10个氢、1个氧。同时，从核磁共振氢谱得知，X分子中有三种不同类型的氢原子，峰面积比为3:2:1。2.分析谱图信息：峰面积比为3:2:1意味着X分子中有三种氢原子，数量大致分别为9,4,和3个。在C4H10O类化合物中，考虑常见的饱和化合物，如丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）、丁醚（CH3CH2CH2OC2H5）会是推断的起点。但丁醇和丁醚的峰面积比例不完全符，因此需要更细致地分析。3.考虑可能的结构：根据峰面积比，我们推断类可能的结构中甲基碳上的氢原子数目最多（9个氢），其次碳上有少量氢原子（4个氢），剩余少数氢在碳上（1个氢）。4.合理结构解析：在C4H10O类中，2-甲基-丁醇（CH3CH2CH(OH)CH3）和3-甲基-1-丙醇（CH3CH(OH)CH2CH3）是可能的选择。如果考虑两者的核磁共振氢谱，2-甲基-丁醇C亿元级氢（6个乙基氢+1个甲基上的3个氢=1+6=7个，再加一个羟基氢）和3个一级氢（3个甲基氢），峰面积比例接近1:3:1，而非3:2:1。3-甲基-1-丙醇中一共有3个甲基（9个氢），1个二级基团（2个氢），1个三级基团（1个氢），正好符合3:2:1的比例。答案：该有机化合物X的结构简式为3-甲基-1-丙醇（CH3CH2CH(OH)CH3）。总结：通过分析核磁共振氢谱给出的信息和分子式，确认有机化合物X为3-甲基-1-丙醇，其结构简式为CH3CH2CH(OH)CH3。第二题问题：以下四个选项中，哪一种产生了一条固定长度的碳碳单键？A.乙烷（C2H6）B.乙烯（C2H4）C.丙烷（C3H8）D.苯（C6H6）答案：D.苯（C6H6）解析：在本题中，我们需要识别出哪种有机分子包含了一条固定长度的碳碳单键。乙烷（C2H6）中的碳碳键虽然为单键，但其键长在不同分子之间略有差异，因为乙烷是四面体结构。乙烯（C2H4）中的碳碳键为双键，其键长既小于单键也大于单键。丙烷（C3H8）与乙烷类似，其中的碳碳键为单键，但就像乙烷一样，它们的键长在不同分子之间存在差异。苯（C6H6）则不同，它含有六个碳原子组成的环结构，每个碳原子之间都存在一个碳碳单键。由于苯环的折叠性和共轭效应，苯分子中的碳碳键表现出固定长度的特性。这是由苯环的离域π电子云造成的，使得所有的碳碳键键长都接近于相同的值。因此，苯中存在一条固定长度的碳碳单键，所以选项D是正确答案。第三题有机化合物A的分子式为C5H10O，其结构式可能为以下哪一种？A.CH3CH2CH2CH2OHB.CH3CH(OH)CH2CH3C.CH3CH2CH(OH)CH3D.CH3CH2CH2COOH答案：B解析：1.根据分子式C5H10O，我们可以计算出该有机化合物的不饱和度为1。不饱和度（又称为双键当量）的计算公式为：不饱和度=1+(2C+2-H)/2将分子式中的C和H值代入计算，得到：不饱和度=1+(2×5+2-10)/2=12.不饱和度为1，说明该有机化合物可能含有一个双键、一个环或者一个羟基（-OH）。3.分析选项：A.CH3CH2CH2CH2OH：分子中有一个羟基，符合不饱和度要求。B.CH3CH(OH)CH2CH3：分子中有一个羟基，符合不饱和度要求。C.CH3CH2CH(OH)CH3：分子中有一个羟基，符合不饱和度要求。D.CH3CH2CH2COOH：分子中有一个羧基（-COOH），不符合不饱和度要求。4.根据题意，有机化合物A可能的结构式为B、C或D。但根据有机化合物的命名规则，含有羟基的有机物通常被称为醇。因此，答案为B（2-丁醇）。第四题题目已知一种有机化合物的分子式为C4H8O2，通过核磁共振氢谱（1H-NMR）测定，发现有一个单峰对应的氢原子数量为4，一个双峰对应的氢原子数量为2，一个三重峰对应的氢原子数量为2。依据这些信息，推测该化合物的结构，并写出其结构式。请简述判断依据。答案该有机化合物的分子式为C4H8O2，意味着该化合物中含有4个碳原子，8个氢原子和2个氧原子。核磁共振氢谱（1H-NMR）