第一章+第二节+第2课时+有机化合物分子式和分子结构的确定（讲义及解析）-2024-2025学年高二化学选择性必修3（人教版2024）-1

第2课时有机化合物分子式和分子结构的确定一、有机化合物实验式和分子式的确定1．确定实验式——元素分析实验式：有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，又称为最简式如：乙酸的分子式为C2H4O2，实验式为CH2O(1)元素分析①定性分析——确定有机物的元素组成用化学方法测定有机物分子的元素组成。如：燃烧后，一般C生成CO2、H生成H2O、N生成N2、S生成SO2、Cl生成HCl②定量分析——确定有机物的实验式将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物，并定量测定各产物的质量，从而推算出有机物中各组成元素的质量分数，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式(2)李比希法确定实验式(3)实验式(最简式)与分子式的关系：分子式＝(最简式)n例．某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.1%。则：①计算该有机化合物中氧元素的质量分数：(O)=100%—52.2%—13.1%=34.70%②计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比：N(C)∶N(H)∶N(O)==2∶6∶1③该未知物A的实验式为C2H6O2．确定分子式(1)质谱法——测定相对分子质量①原理：质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其进行分析后，得到它们的相对质量与电荷数的比值，即质荷比②质谱图：以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图=3\*GB3③相对分子质量确定：质谱图中最右侧的分子离子峰或质荷比最大值表示样品中分子的相对分子质量=4\*GB3④示例说明：下图是某未知物A(实验式为C2H6O)的质谱图，由此可确定该未知物的相对分子质量为46(2)确定分子式——在确定了物质的实验式(最简式)和相对分子质量之后，就可进一步确定其分子式计算依据：分子式是实验式的整数倍注意由于有机物普遍存在同分异构现象，因此在确定有机物的分子式后，还不能直接确定有机物的结构式由于有机物普遍存在同分异构现象，因此在确定有机物的分子式后，还不能直接确定有机物的结构式【对点训练1】1．下列有关说法错误的是()A．李比希法是定量研究有机物中元素组成的方法B．元素分析仪可用于分析有机物中的元素组成C．利用李比希法可以确定有机物分子的实验式D．元素分析可以确定未知物的分子式2．某有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件：①碳的质量分数②氢的质量分数③X蒸气的体积(已折算成标准状况下的体积)④X对氢气的相对密度⑤X的质量⑥X的沸点，确定X的分子式所需要的最少条件是()A．①②⑥B．①③⑤C．①②④D．①②③④⑤3．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是()A．只测定它的C、H原子个数比B．只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2C．只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量4．某有机化合物6.4g在氧气中完全燃烧，只生成8.8gCO2和7.2gH2O，下列关于该有机物的说法中错误的是()A．该有机物仅含碳、氢两种元素B．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶4C．该有机物属于醇类D．该有机物相对分子质量为325．实验室测定青蒿素(只含C、H、O元素)中氧元素质量分数的实验装置如图所示，下列实验操作或叙述正确的是()A．D装置的目的仅是氧化青蒿素分解的氢气，使之完全转化为水B．E、F中分别加入的是碱石灰和P2O5C．确定氧元素的质量分数，需要的数据是实验前后装置C、E、F的质量变化D．该实验的不足之处仅仅是F之后没有接盛有碱石灰的干燥管6．咖啡和茶类饮料中都含有兴奋剂咖啡因。经元素分析测定，咖啡因中各元素的质量分数是：碳49.5%，氢5.2%，氮28.9%，氧16.5%。(1)咖啡因的实验式为___________。(2)质谱法测得咖啡因的相对分子质量为194，则咖啡因的分子式为___________。7．为了测定某有机物A的结构，进行如下实验：①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1molCO2和2.7g水，②用质谱仪测定其相对分子质量，得到如图所示的质谱图。试回答下列问题：(1)有机物A的相对分子质量是。(2)有机物A的实验式是。(3)能否根据A的实验式确定其分子式?(填“能”或“不能”，并对应回答后面问题)。若能，则A的分子式是，若不能，请说明原因：。二、有机物分子结构的确定——波谱分析1．红外光谱(1)原理：有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图。谱图中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(2)作用：分析红外光谱图，可判断分子中含有的化学键或官能团的信息(3)实例：分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构：CH3CH2OH或CH3OCH3，利用红外光谱来测定，分子中有O－H或－OH可确定A的结构简式为CH3CH2OH2．核磁共振氢谱(1)原理：处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图上出现的位置不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比(2)作用：测定有机物分子中氢原子的类型和数目(3)分析：吸收峰数目＝氢原子的类型数，吸收峰面积比＝氢原子个数比(4)实例：分子式为C2H6O的有机物A的核磁共振氢谱如图，可知A中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶1，可推知该有机物的结构应为CH3CH2OH3．X射线衍射(1)原理：X射线是一种波长很短(约10－10m)的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图(2)作用：可获得分子结构的有关数据，如键长、键角等，将X射线衍射技术用于有机化合物(特别是复杂的生物大分子)晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息注意①①红外光谱可以测量出化学键或官能团的种类，但不能测出化学键或官能团的个数②核磁共振氢谱中吸收峰的数目代表的是氢原子的种类而非氢原子的个数【对点训练2】1．下列说法错误的是()A．从核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目B．红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子C．质谱法具有快速、微量、精确的特点D．通过红外光谱图可以初步判断有机物所含的官能团2．某有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱图如图所示，则A的结构简式为()A．CH3CH2OCH2CH3B．CH3OCH2CH2CH3C．CH3CH2CH2CH2OHD．(CH3)2CHOCH33．如图分别是A、B两种有机物的核磁共振氢谱图，已知A、B两种有机物都是烃类，都含有6个氢原子，根据两种有机物的核磁共振氢谱可推测出()A．A是C3H6，B是C6H6B．A是C2H6，B是C3H6C．A是C2H6，B是C6H6D．A是C3H6，B是C2H64．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法错误的是()A．由红外光谱可知，该有机物中至少有3种不同的化学键B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有3种处于不同化学环境的氢原子C．仅由有机物A的核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D．若有机物A的分子式为C2H6O，则其结构简式为CH3－O－CH35．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6．有机物X是一种重要的有机合成中间体，用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构，进行如下实验：(1)将10.0gX在足量O2中充分燃烧，并将其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液，发现无水CaCl2增重7.2g，KOH浓溶液增重22.0g。该有机物X的实验式为。(2)有机物X的质谱图如图所示，该有机物X的相对分子质量为。(3)经红外光谱测定，有机物X中含有醛基；有机物X的核磁共振氢谱图上有2组吸收峰，峰面积之比为3∶1。该有机物X的结构简式为。1．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。以下用于研究有机物的方法正确的是()A．通常用过滤的方法来分离、提纯液态有机混合物B．质谱仪可以用于确定有机物中氢原子的种类C．核磁共振氢谱可以用于确定有机物的相对分子质量D．红外光谱可以用于确定有机物分子中的基团2．某气态有机物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件中所需的最少条件是()①X中碳的质量分数②X中氢的质量分数③X在标准状况下的体积④质谱图确定X的相对分子质量⑤X的质量A．①②B．①②④C．①②⑤D．③④⑤3．3g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4gCO2和1.8gH2O。下列说法不正确的是()A．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素B．该有机化合物中一定含有氧元素C．该有机化合物的分子式可能是C2H4O2D．该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶24．某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，其相对分子质量小于150，若已知其中氧的质量分数为50%，则分子中氧原子的个数可以是()A．1到4B．2或3C．只有4D．1或45．某有机物X对氢气的相对密度为30，分子中含碳40%，含氢6.7%，其余为氧，X可与碳酸氢钠溶液反应。下列关于X的说法不正确的是()A．X的相对分子质量为60B．X的分子式为C2H4O2C．X的官能团为羧基D．X的结构简式为HCOOCH36．根据质谱图分析可知某烷烃的相对分子质量为86，其核磁共振氢谱图有4组峰，峰面积之比为6∶4∶3∶1，则其结构简式为()A．B．C．D．7．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中不正确的是()A．由红外光谱可知，该有机物分子中至少有三种不同的化学键B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子C．仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D．若A的分子式为C3H8O，则其结构简式可能为8．二甲醚和乙醇互为同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是()A．利用金属钠或金属钾B．利用质谱法C．利用红外光谱法D．利用核磁共振氢谱9．下列说法中正确的是()A．在核磁共振氢谱图中有5组吸收峰B．红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类和数目C．质谱法不能用于相对分子质量的测定D．红外光谱、核磁共振氢谱和质谱都可用于分析有机物结构10．质谱图表明某有机物的相对分子质量为70，红外光谱表征到C=C和C=O的存在，1H核磁共振谱如下图(峰面积之比依次为1∶1∶1∶3)，下列说法正确的是()A．分子中共有5种化学环境不同的氢原子B．该物质的分子式为C4H8OC．该有机物的结构简式为CH3CHCHCHOD．在一定条件下，1mol该有机物可与3mol的氢气加成11．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A的核磁共振氢谱有4组峰且面积之比为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，其红外光谱与核磁共振氢谱如图。下列关于A的说法中，不正确的是()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12．符合下面核磁共振氢谱图的有机物是()A．CH3COOCH2CH3B．CH2=CHCH2CH3C．D．13．14.8g某有机物在足量氧气中充分燃烧，生成26.4gCO2和10.8gH2O。该有机物的质谱如图所示。该有机物能与金属钠反应放出氢气，则该有机物可能是()A．CH3CH2COOHB．CH3COOCH3C．CH3CH=CHCH2OHD．HCOOCH2CH314．已知某有机物分子中H原子个数为偶数，若将2.25克该有机物在足量氧气中完全燃烧，得到4.4克CO2和2.25克的H2O，则下列说法不正确的是()A．可以确定该有机物的相对分子量为90B．可以确定该有机物的分子式为C4H10O2C．该有机物中碳、氢、氧原子个数比为2:5:1D．因为不知道其相对分子质量，故无法确定其分子式15．8.8g某有机物C在足量O2中充分燃烧，将所得的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重7.2g和17.6g，经检验剩余气体为O2。已知C分子的质谱图与红外光谱图如图所示。下列说法错误的是()A．有机物C中含有C、H、O三种元素B．有机物C的分子式为C4H8O2C．有机物C难溶于水D．符合C分子结构特征的有机物只有一种16．某化合物的结构(键线式)及分子结构模型如下：该有机物分子的核磁共振氢谱图如下：下列关于该有机物的叙述正确的是()A．该有机物中处于不同化学环境的氢原子有6种B．该有机物属于芳香族化合物C．键线式中的Et代表的基团为－CH3D．该有机物在一定条件下能完全燃烧生成CO2和H2O17．现有某物质的核磁共振氢谱如图所示。则该有机物可能是()18．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74，则该有机物的结构简式是()A．CH3CH2OCH3B．CH3CH(OH)CH3C．CH3CH2CH2CH2OHD．CH3CH2CHO19．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吸收峰(信号)，根据吸收峰可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如氯甲基甲醚(ClCH2OCH3)的核磁共振氢谱如图甲所示，两个吸收峰的面积之比为3：2。金刚烷的分子立体结构如图乙所示，它的核磁共振氢谱图中吸收峰数目与峰面积之比分别为()A．5，1：6：2：3：4B．3，1：3：12 C．4，1：6：3：6 D．2，1：320．实验室常用燃烧法分析有机物的组成与结构。某化合物样品在足量O2中充分燃烧，生成物只有CO2和H2O。燃烧产物依次经过浓硫酸和碱石灰充分吸收，浓硫酸和碱石灰依次增重7.2g和17.6g。有关该物质的组成和结构推测不合理的是()A．该物质可能是烃类化合物B．该物质结构中可能含C=CC．该物质结构中可能含苯环D．该物质结构中可能含羧基21．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。如图所示的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)用该方法可测定含有哪些元素和什么状态的有机物：_________________________________________(2)A、B管内均盛有固态试剂，B管的作用是________________________________________(3)根据气流方向将装置进行连接，连接的顺序是_____________________________________(4)E中应盛装的试剂是___________________________________________________(5)如果把CuO网去掉，A管增重将__________(填“增大”“减小”或“不变”)(6)该有机物的最简式为_________________________________________(7)要确定该有机物的分子式，还必须知道的数据是__________(填序号)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(8)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__________________22．用燃烧法测定某固体有机物A的分子组成，测定装置如图所示(夹持装置和加热装置未画出)：取9.0gA放入B装置中，通入过量纯O2燃烧，生成CO2和H2O，请回答下列有关问题：(1)有同学认为该套装置有明显的缺陷，该同学判断的理由是_______________________________________(2)用改进后的装置进行实验，反应结束后，C装置增重5.4g，D装置增重13.2g，则A的实验式为________(3)通过质谱法测得其相对分子质量为180，则A的分子式为________________(4)计算该分子的不饱和度为________，推测该分子中是否含有苯环________________(填“是”或“否”)(5)经红外光谱分析，有机物A中含有两种官能团，为进一步确定其结构，某研究小组进行如下实验：①A能发生银镜反应②在一定条件下，1molA可以与1molH2加成还原生成直链的己六醇③在一定条件下，18g有机物A与足量的Na反应产生标准状况下的H25.6L已知：一个碳原子上连有2个羟基是不稳定结构，则A的结构简式是_______________23．某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为6.67%，其余为氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构方法一：用质谱法分析得知A的相对分子质量为150方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5组峰，其面积之比为1∶2∶2∶2∶3，如图甲所示方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图乙所示请填空：(1)A的分子式为________________(2)一个A分子中含一个甲基的依据是________(填字母)a．A的相对分子质量b．A的分子式c．A的核磁共振氢谱图d．A分子的红外光谱图(3)A的结构简式为(写出三种)24．有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓型香精等，是我国批准使用的香料产品，其沸点为148℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构，具体实验过程如下：步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化(1)蒸馏装置如图1所示，仪器a的名称是，图中虚线框内应选用图中的________(填“仪器x”或“仪器y”)步骤二：确定M的实验式和分子式。(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%，氢的质量分数为9.1%①M的实验式为________②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为，分子式为________步骤三：确定M的结构简式(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示M中官能团的名称为，M的结构简式为________________25．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：第一步，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5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该有机物的实验式是________(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________第二步，结构简式的确定(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：_____________________(4)经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图②所示，则A的结构简式为________________________答案及解析【对点训练1】1．D。解析：元素分析只能确定组成分子的各原子最简单的整数比，不能确定未知物的分子式。2．C。解析：确定分子式的方法有许多种，若有碳、氢元素的质量分数，则可求出氧元素的质量分数，根据质量分数可计算各元素的原子个数之比，从而确定最简式；再根据相对分子质量即可求得分子式，相对分子质量可由标准状况下气体的密度或相对密度求出。3．D。解析：当CO2和H2O中m(C)＋m(H)＝m(有机物)时，说明有机物中没有氧元素。4．A。解析：该有机物燃烧生成8.8gCO2(0.2mol)、7.2gH2O(0.4mol)，所以6.4g该有机物中n(C)＝0.2mol，m(C)＝2.4g；n(H)＝0.8mol，m(H)＝0.8g，所以6.4g有机物中m(O)＝(6.4－2.4－0.8)g＝3.2g，n(O)＝0.2mol。根据上述分析，该有机物分子中一定含有C、H、O三种元素，故A错误。n(C)∶n(H)＝0.2mol∶0.8mol＝1∶4，故B正确。n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.2∶0.8∶0.2＝1∶4∶1，则该有机物最简式为CH4O；由于最简式碳原子已饱和，所以该有机物分子式就是CH4O；该氧原子只能作醇羟基，该有机物属于醇类，故C正确；分子式为CH4O，则相对分子质量为32，故D正确。故选A。5．C。解析：D装置的目的除了氧化青蒿素分解的氢气，还氧化青蒿素不完全燃烧产生的一氧化碳，故A错误；碱石灰能吸收水和二氧化碳，E中应加入P2O5先吸收水，故B错误；用C装置中青蒿素的总质量，减去E装置中吸收的氢元素的质量，再减去F装置中吸收的碳元素的质量，则为青蒿素中氧元素的质量，进一步计算氧元素的质量分数，故C正确；该实验的不足之处还有通入的空气中也含有二氧化碳和水，未进行净化处理，故D错误。6．【答案】(1)C4H5N2O(2)C8H10N4O27．【答案】

46

C2H6O

能

C2H6O

H原子已经饱和，所以该有机物最简式即为其分子式【解析】(1)根据质荷比可以知道,有机物A的相对分子质量为46；(2)2.3g有机物燃烧生成生成0.1molCO2和2.7g水，则n(C)=n(CO2)=0.1mol，m(C)=0.1mol×12g/mol=1.2g，n(H2O)==0.15mol，m(H)=2×0.15mol×1g/mol=0.3g，则m(H)+m(C)=1.2+0.3=1.5g<2.3g，故有机物含有O元素，且m(O)=2.3g-1.5g=0.8g，故n(O)==0.05mol，n(C):n(H):n(O)=0.1:0.3:0.05=2:6:1，即该有机物最简式为C2H6O；(3)该有机物的最简式为C2H6O，H原子已经饱和，所以该有机物最简式即为其分子式。【对点训练2】2．B。解析：核磁共振氢谱可测定有机物分子中氢原子的种类及各种类氢原子的个数比；质谱法是快速、微量、精确测定有机物相对分子质量的方法，它用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子；从红外光谱图上可以获得分子中含有的化学键或官能团的信息。3．A。解析：红外光谱图中显示存在对称的甲基、对称的亚甲基和醚键可得分子的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。4．B。解析：A的核磁共振氢谱只有一组峰，说明A分子中只有1种化学环境的氢原子，对照选项判断A为CH3CH3(即C2H6)；同理B中有3种不同类型的氢原子，且个数比为1∶2∶3，故B为CH3CH=CH2(即C3H6)。5．D。解析：红外光谱图中给出的化学键有C－H、O－H和C－O3种，A正确；核磁共振氢谱中峰的个数即代表氢原子的种类，B正确；核磁共振氢谱中峰的面积表示氢原子的数目比，在没有明确化学式的情况下，无法得知氢原子总数，C正确；若A为CH3－O－CH3，则无O－H，与所给红外光谱不符，且其核磁共振氢谱应只有1组峰，与题给核磁共振氢谱不符，D错误。7．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种处于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种处于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。7．【答案】(1)C5H8O2(2)100(3)(CH3)2C(CHO)21．D。解析：分离、提纯液态有机混合物，常根据有机物的沸点不同，用蒸馏的方法分离，A错误；质谱仪用于测定有机物的相对分子质量，B错误；核磁共振氢谱可以用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目，C错误。2．B。解析：由①②可得有机物的实验式，由①②④可得有机物的分子式。3．A【解析】A．根据分析，该有机物中除含有碳、氢两种元素外，还含有氧元素，A错误；B．根据分析，该有机物中C、H两种元素质量和并不等于有机物总质量，说明该有机物中还含有O元素，B正确；C．根据有机物中各元素质量可得，该有机物的实验式为CH2O，则该有机物的分子式可能为C2H4O2，C正确；D．根据有机物中各原子的质量的，有机物中碳原子数与氢原子数比为∶=1∶2，D正确；故答案选A。4．D。解析：相对分子质量小于150，氧的质量分数为50%，则分子中氧原子数目小于eq\f(150×50%,16)≈4.7，由于氧的质量分数为50%，有机化合物中碳、氢原子的质量之和等于氧原子的质量，设分子中含有x个C，y个H，若氧原子有1个，则12x＋y＝16，当y＝4时，x＝1；若氧原子有2个，则12x＋y＝32，没有相应的物质；若氧原子有3个，则12x＋y＝48，没有相应的物质；若氧原子有4个，则有12x＋y＝64，当y＝4时，x＝5；所以分子中氧原子的个数可以是1或4，D正确。5．D。解析：某有机物X对氢气的相对密度为30，所以该有机物的相对分子质量为60，分子中含碳40%，含氢6.7%，其余为氧，C原子的个数为eq\f(60×40%,12)＝2，H原子的个数为eq\f(60×6.7%,1)＝4，O原子的个数为eq\f(60×（1－40%－6.7%）,16)≈2，所以X的分子式中C2H4O2，X可与碳酸氢钠溶液反应，可知X含有羧基，结构简式是CH3COOH。故A、B、C正确，D错。6．A。解析：某烷烃的相对分子质量为86，则其分子式为C6H14，核磁共振氢谱图有4组峰，峰面积比为6∶4∶3∶1，说明有4种化学环境的氢原子，则其结构简式为，故选A。7．D。解析：由红外光谱可知有机物中至少有C—H、O—H、C—O三种化学键，A正确；由核磁共振氢谱可知有机物分子中三种不同的氢原子的个数比，但不知总的氢原子数，B、C正确；因为中的不同化学环境的氢原子个数比为1∶1∶6，与图像不符，D错误。8．B。解析：乙醇中含有—OH，可与金属钠或金属钾反应生成氢气，可鉴别，A正确；质谱法可测定有机物的相对分子质量，由于二者分子式相同，相对分子质量相同，利用质谱法不能鉴别，B错误；二甲醚和乙醇中分别含有醚键和羟基，官能团不同，可用红外光谱法鉴别，C正确；二者含有的氢原子的种类和性质不同，可用核磁共振氢谱鉴别，D正确。9．D。解析：在核磁共振氢谱图中有3组吸收峰，故A错误；红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类，无法确定其数目，故B错误；通过质谱法可以测定有机物的相对分子质量，故C错误；红外光谱仪用于测定有机物的官能团种类，核磁共振仪用于测定有机物分子中氢原子的种类，质谱法用于测定有机物的相对分子质量，所以红外光谱、核磁共振氢谱和质谱都可用于分析有机物结构，故D正确。10．C。解析：A.根据核磁共振氢谱可知分子中共有4种化学环境不同的氢原子，A错误；B.质谱图表明某有机物的相对分子质量为70，红外光谱表征到CC和CO的存在，1H核磁共振谱如图(峰面积之比依次为1∶1∶1∶3)，则该有机物的结构简式为CH3CHCHCHO，因此该物质的分子式为C4H6O，B错误；C正确；D.碳碳双键和醛基均能与氢气加成，则在一定条件下，1mol该有机物可与2mol的氢气加成，D错误。11．C12．A。解析：A中物质有3种不同化学环境的氢原子，个数之比为2∶3∶3；B中物质有4种不同化学环境的氢原子，个数之比为2∶1∶2∶3；C中物质有4种不同化学环境的氢原子，个数之比为3∶2∶2∶1；D中物质有3种不同化学环境的氢原子，个数之比为3∶1∶1。核磁共振氢谱图中有3种不同化学环境的氢原子，再由氢原子个数(吸收强度)之比可知A项符合。13．A。解析：26.4gCO2的物质的量为eq\f(26.4g,44g·mol－1)＝0.6mol，n(C)＝0.6mol，m(C)＝0.6mol×12g·mol－1＝7.2g,10.8gH2O的物质的量为eq\f(10.8g,18g·mol－1)＝0.6mol，n(H)＝0.6mol×2＝1.2mol，m(H)＝1.2mol×1g·mol－1＝1.2g，所以14.8g该有机物中O元素的质量为14.8g－7.2g－1.2g＝6.4g，则n(O)＝eq\f(6.4g,16g·mol－1)＝0.4mol，该有机物中N(C)∶N(H)∶N(O)＝0.6mol∶1.2mol∶0.4mol＝3∶6∶2，则该有机物的最简式为C3H6O2；从质谱图中可以看出，该有机物的相对分子质量是74，所以该有机物的分子式为C3H6O2，该有机物能与金属钠反应放出氢气，所以该有机物分子中含有羧基或羟基，只有A项符合题意。14．D【解析】4.4g二氧化碳的物质的量是0.1mol，其中氧原子的质量是0.1mol×2×16g/mol＝3.2g；2.25g水的物质的量是2.25g÷18g/mol＝0.125mol，其中氧原子的质量是0.125mol×16g/mol＝2g。根据质量守恒定律参加反应的氧气质量是4.4g+2.25g-2.25g＝4.4g，所以2.25g有机物中氧原子的质量是3.2g+2g-4.4g＝0.8g，物质的量是0.8g÷16g/mol＝0.05mol，则有机物分子中C、H、O原子的个数之比为0.1mol：0.25mol：0.05mol＝2：5：1，即最简式为C2H5O，由于氢原子是偶数，则其分子式为C4H10O2，相对分子质量为90，选项ABC正确，D错误。答案选D。15．D。解析：某有机物C在足量O2中充分燃烧，生成的H2O的质量为7.2g，n(H)＝0.8mol，则8.8g有机物C中氢元素的质量为0.8g；生成二氧化碳的质量为17.6g，n(C)＝0.4mol，则8.8g有机物C中碳元素的质量为4.8g；0.8g＋4.8g＝5.6g,8.8g有机物C中O元素的质量为8.8g－5.6g＝3.2g，n(O)＝0.2mol，故有机物C中含有C、H、O三种元素，A正确；由质谱图可知有机物C的相对分子质量为88,8.8g即0.1mol有机物C中含0.4molC、0.8molH、0.2molO，则有机物C的分子式为C4H8O2，B正确；结合红外光谱图可知，有机物C可能为CH3COOCH2CH3、或CH3CH2COOCH3，均难溶于水，C正确，D错误。16．D。解析：A项，由核磁共振氢谱图可知有8种不同化学环境的氢原子，错误；B项，由键线式可看出，该物质中无苯环，不属于芳香族化合物，错误；C项，由键线式和球棍模型对照可知Et为—CH2CH3，错误；D项，该有机化合物分子中只含有碳、氢、氧三种元素，完全燃烧生成CO2和H2O，正确。17．A。解析：由核磁共振氢谱图中峰的个数可推知该有机物有4种不同化学环境的氢原子。四个选项中有机物的氢原子种类分别为4种、2种、2种、1种。因此只有A项正确。18．C。解析：A项中无O－H键，不符合；D项中无O－H、C－O键，有C=O键，不符合；B项的相对分子质量为60，不符合；只有C项符合。19．D【解析】由金刚烷的键线式可知，分子中的氢原子分为2类，即4个CH和6个CH2中氢原子，所以它的核磁共振氢谱图中吸收峰数目为2，峰面积之比为（4×1）：（6×2）=1：3。故选D。20．C【解析】A.由分析可知：碳氢原子个数之比是0.4mol：0.8mol=1：2，该物质可能是烯烃，属于烃类化合物，故A合理；B.由A选项可知，结构中可能含有含C=C，故B合理；C.由分析可知：碳氢原子个数之比是0.4mol：0.8mol=1：2，不可能含有苯环，故C不合理；D.由分析可知：碳氢原子个数之比是0.4mol：0.8mol=1：2，可能属于饱和一元羧酸，羧酸含有羧基，故D合理；故选：C。21．(1)含C、H或C、H、O元素的固态有机物(2)吸收燃烧后产生的H2O(g)(3)g接f，e接h，i接c(或d)，d(或c)接a(或b)(4)H2O2(5)减小(6)CHO2(7)B(8)赶出管内空气，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，故该方法可以测定含C、H或C、H、O元素的固态有机物。(2)根据(1)的分析，B管的作用是吸收有机物燃烧产生的水蒸气。(3)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)。(4)有机物燃烧需要氧气，则D装置是制备氧气，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。(5)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。(6)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－0.04mol×1g·mol－1－0.04mol×12g·mol－1,16g·mol－1)＝0.08mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.04mol∶0.04mol∶0.08mol＝1∶1∶2，故该有机物的最简式为CHO2。(7)由上述分析可得该有机物的分子式可写为(CHO2)n，如果知道该有机物的摩尔质量便可求出其分子式，故B符合题意。(8)装