2025年高中化学新教材同步讲义 选修性必修第三册课后专项练习作业4　有机化合物分子式和分子结构的确定

作业4有机化合物分子式和分子结构的确定(分值：100分)(选择题1~12题，每小题6分，共72分)题组一确定有机物的实验式、分子式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∶3B.分子中C、H原子个数之比为1∶4C.该有机物中一定含有氧元素D.该有机物的最简式为CH42.某有机物质量为8.80g；完全燃烧后得到22.0gCO2、10.8gH2O，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.C5H12C.C5H12O2 D.C5H12O3.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2.59g·L-1，其分子式为()A.C2H6 B.C4H10C.C5H8 D.C7H84.为了测定有机物M的分子式，进行了如下实验。取4.6gM和4.8gO2于一密闭容器中燃烧，产物为CO2、CO和水蒸气，测得的有关实验数据如下(实验前装置内的空气已排尽)，则该有机物M的分子式为()A.C4H8O B.C2H4O2C.C3H8O3 D.CH2O题组二图谱法在确定有机化合物结构中的应用5.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.(2024·山东名校考试联盟高二期中)下列有关分析仪器的说法错误的是()A.可以用质谱法区分某一元素的两种同位素B.X射线衍射可以区分某有机物和它的对映异构体C.用元素分析仪可以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7.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.CH3CH2OCH38.(2023·长沙高二期末)下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是()A. B.C. D.9.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H、O—H、C—O的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，其核磁共振氢谱只有3组峰，则该有机物的结构简式是()A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3C.CH3CH2CH2OH D.CH3CH2CHO10.8.8g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7.2g和17.6g，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所示。下列有关有机物C的说法错误的是()A.含有C、H、O三种元素B.分子式为C4H8O2C.可能含有酯基D.有两种可能结构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.质谱图表明某有机物(只含C、H、O元素)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，核磁共振氢谱图表明其有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.其分子中有5种不同化学环境的氢原子B.分子式为C4H8OC.结构简式为CH3CHCHCHOD.1mol该有机物能与2molBr2发生加成反应13.(12分)下列装置中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。请回答下列问题：(1)B装置中试剂X可选用。

(2)D装置中无水氯化钙的作用是___________________________________________________；E装置中碱石灰的作用是__________________________________________________________。(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0.44g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36g，E装置质量增加0.88g，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E装置和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E装置后再增加一个相同的装置，其主要目的是______________________________________________。

14.(16分)某同学为测定有机物A的实验式，取1.5g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装置。生成物被完全吸收后，测得装置Ⅰ增重0.9g，装置Ⅱ增重3.96g。请回答下列问题：(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)核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱和红外光谱图(只显示部分基团)分别如图。①峰面积之比为。

②A的结构简式可能为(任写一种)。

答案精析1.B2.D3.B［N(C)∶N(H)=2412∶51=2∶5，得其实验式为C2H5，M=ρVm=2.59g·L-1×22.4L·mol-1≈58g·mol-1，(24+5)n=58，n=2，故其分子式为C4H104.C［燃烧产物通入浓硫酸中，浓硫酸的质量增加3.6g，即生成水的质量为3.6g，其物质的量为0.2mol；通入浓NaOH溶液中，溶液的质量增加4.4g，即生成CO2的质量为4.4g，其物质的量为0.1mol；剩余气体通入浓硫酸中干燥后再与CuO反应，CuO的质量减少0.8g，根据化学方程式CO+CuOCO2+Cu可知，CuO的物质的量减少0.05mol，CO的物质的量为0.05mol。4.6g该有机物中，m(C)=0.15mol×12g·mol-1=1.8g，m(H)=0.4mol×1g·mol-1=0.4g，则m(O)=4.6g-1.8g-0.4g=2.4g，则n(O)=2.4g16g·mol−1=0.15mol，因此n(C)∶n(H)∶n(O)=0.15mol∶0.4mol∶0.15mol=3∶8∶3，则有机物M的实验式为C3H8O3，因为实验式中的碳原子已经达到饱和，所以该实验式即为M5.A6.C7.A［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项符合题意；的分子式为C5H10，相对分子质量为70，B项不符合题意；的分子式为C4H8O，相对分子质量为72，C项不符合题意；CH3CH2OCH3的分子式为C3H8O，相对分子质量为60，D项不符合题意。］8.B9.B［由红外光谱图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项核磁共振氢谱有3组峰，C项有4组峰，故B项正确。］10.D［由题意可知，8.8g有机物C完全燃烧生成7.2g(0.4mol)H2O和17.6g(0.4mol)CO2，则8.8g有机物C中含有0.8molH原子和0.4molC原子，两种原子的总质量为5.6g，故8.8g有机物C中还含有3.2g(0.2mol)O原子。C分子中，n(C)∶n(H)∶n(O)=0.4mol∶0.8mol∶0.2mol=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项正确；由有机物C的红外光谱图可知，其可能为、、CH3COCH2OCH3等，C项正确、D项错误。］11.C12.C［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项错误；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项错误，C项正确；1molCH3CHCHCHO最多能与1molBr2发生加成反应，D项错误。］13.(1)浓硫酸(2)吸收生成的水吸收生成的二氧化碳(3)C2H4O(4)CH3CHO(5)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气14.(1)B(2)72%含有N(C)∶N(H)∶N(O)=9∶10∶2(3)150C9H10O2(4)①1∶2∶2∶2∶3②(或其他合理答案)解析(2)装置Ⅰ吸收H2O，n(H2O)=0.9g18g·mol−1=0.05mol；装置Ⅱ吸收CO2，n(CO2)=3.96g44g·mol−1=0.09mol；所以有机物A中m(H)=0.05mol×2×1g·mol-1=0.1g，m(C)=0.09mol×12g·mol-1=1.08g，则m(O)=1.5g-0.1g-