有机化合物结构的测定——章节练习--高二化学鲁科版（2019）选择性必修3.docx

3.2有机化合物结构的测定一、选择题（共16题）1中国女药学家屠呦呦因发现青蒿素对疟疾的治疗作用而成为2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一。下列说法不正确的是A利用青蒿研究青蒿素结构的基本步骤：元素分析确定实验式测定相对分子质量确定分子式波谱分析确定结构式B青蒿素的分子式为C15H22O5，它属于有机物C人工合成青蒿素经过了长期的实验研究，实验是化学研究的重要手段D现代化学分析测试中，可用元素分析仪确定青蒿素中的C、H、O元素2下列关于有机化合物的说法错误的是A利用核磁共振氢谱可以鉴别乙醇和溴乙烷B葡萄糖用于制镜业是利用了葡萄糖的还原性C苯、油脂均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D甘氨酸可作为合成高分子化合物的单体3现有乙酸和环己烷(C6H12)的混合物，若其中氧的质量分数为a，则碳的质量分数是A1BaCD4某气态化合物X含C，H，O三种元素，现已知下列条件：X中C的质量分数；X中H的质量分数；X对氢气的相对密度；X在标准状况下的体积；X的质量。欲确定X的分子式，所需的最少条件是ABCD5下列关于物质的制备、鉴别与除杂的说法正确的是A除去乙烷中少量乙烯：通入氢气在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷B只用溴水就能将苯、己烯、四氯化碳、淀粉碘化钾溶液区分开C鉴别己烯和甲苯：向己烯和甲苯中分别滴入酸性KMnO4溶液，振荡观察是否褪色D检验溴苯中的溴原子：加AgNO3溶液，观察沉淀颜色6下列说法正确的是A验证溴乙烷水解产物时，将溴乙烷和氢氧化钠溶液混合，充分振荡溶液，再滴加硝酸银溶液B苯的硝化反应，在配制混合酸时，应先在试管中加入浓硫酸，再慢慢加入浓硝酸C实验室制取乙炔时，气体常有臭鸡蛋气味，应用硫酸铜溶液洗气D向苯和溴水的混合物中加入铁屑即可反应学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司7甲醛(CH2O)、 乙醛(CH3CHO)、丙醛(CH3CH2CHO) 组成的混合物中，氢元素的质量分数为9%，则氧元素的质量分数为A16%B37%C6%D不能确定8如图是有机物A的质谱图，则A的相对分子质量是（       ）A29B43C57D729以下实验：将无水乙醇和浓硫酸的混合液迅速升温到170，将产生的气体通入溴水中，溶液褪色可证明有乙烯生成将电石与水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色可证明有乙炔生成实验室中将苯和浓溴水混合，再加入FeBr3来制备溴苯为检验RX是碘代烷，将RX与NaOH水溶液混合加热后，先加足量稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，观察沉淀颜色；为验证淀粉在稀硫酸催化下水解产物，向溶液中直接加入银氨溶液并水浴加热，观察是否产生银镜；其中可能失败或者无法证明实验结论的是（       ）ABCD10某芳香族化合物的分子式为C8H8Cl2O2，该物质能使FeCl3溶液显紫色，其分子结构中有三种不同化学环境的H原子，三种H原子的数目之比为211，且分子中的Cl原子皆形成CCl键，则其同分异构体数目为A4B6C7D811化合物在生物化学和分子生物学中用作缓冲溶液。对于该物质的下列说法错误的是A该分子化学式为C4H11NO3B该分子中含有12个键C分子中C、N之间共用电子对偏向N原子D从结构判断，该物质在水中溶解度较大12下列有机物的一氯代物只有两种的是ABCD13下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰，且峰面积之比为1：1的是A2-甲基丙烷B对苯二酚C乙酸甲酯D对二甲苯14某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，可使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合上述条件的烃有A2种B3种C4种D5种15一种新型的灭火剂叫“1211”，其分子式是，命名方法是按碳、氟、氯、溴的顺序分别以阿拉伯数字表示相应元素的原子数目(末尾的“0”可略去)。按此原则，下列几种新型灭火剂可能存在且命名正确的是A命名为122B命名为222C命名为1102D命名为212216“清肺排毒汤”来源于中医经典方剂组合，可用于治疗新型冠状病毒感染。其中有一味中药成分麻黄碱的结构简式及提取部分流程如图所示，下列说法正确的是（       ）麻黄碱结构简式：A麻黄碱难溶于水B操作是使麻黄碱溶于丙酮，属于过滤操作C麻黄碱分子中所有碳原子位于同一平面上D麻黄碱分子式是C10H15ON二、综合题（共6题）17均三甲苯（）是一种易燃、不溶于水、比水密度小的有毒液体，是重要的有机化工原料，主要用于制备合成树脂、抗氧化剂等。（1）均三甲苯属于苯的同系物，选用一种试剂区别苯和均三甲苯两种液体，这种试剂是_。（2）均三甲苯分子中的一个氢原子被氯原子取代所得产物有_种。（3）三聚氰胺（）也是一种重要的化工原料，其结构可看作均三甲苯分子中的部分碳原子被N原子置换所得。三聚氰胺的分子式_，其核磁共振氢谱有_个峰，含氮的质量分数为_。18天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。（1）已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)     H1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)        H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)                  H3则CO2(g)CH4(g)=2CO(g)2H2(g)的H_。（2）天然气中的少量H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式_。（3）用盐酸作甲醇燃料电池的电解质正在成为热点课题。甲醇可以用一氧化碳与氢气反应生成（催化剂为Cu2O/ZnO)。已知：2CO(g) +O2(g) 2CO2(g)     H = -566 kJ mol-1CH3OH(g)+O2(g) CO2(g) +2H2(g)       H = -182.9 kJ mol-1则 CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)             H = _。若将生成的CH3OH与盐酸、氧气构成燃料电池，则燃料电池的负极反应式为_。（4）天然气也可重整生产化工原料，最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为l06，其核磁共振氢谱如图2所示，则X的结构简式为_。（5）科学家用氮化镓材料与铜组装如右图所示人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。写出铜电极表面的电极反应式_。为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量_（选填“盐酸”或“硫酸”）。19烷烃中碳原子数少于10个的有机物中一氯代物只有一种的共有四种物质，请写出四种物质的结构简式。_20用系统命法写出下列物质名称或结构简式（1）C4H10的一氯代物有_种。（2）某有机物含C、H、O三种元素，分子模型如图所示（图中球与球之间的连线代表化学键如单键、双键等）。该有机物的结构简式为_，所含官能团的名称为 _（3）常温下，已知0.1 mol·L1一元酸HA溶液中c(OH)/c(H)1×108。常温下，0. 1 mol·L1 HA溶液的pH_；（4）常温下，将0.1mol/L HCl溶液与0.1 mol/L MOH溶液等体积混合，测得混合后溶液的pH5，则MOH在水中的电离方程式为_。（5）已知常温时CH3COOHCH3COO + H+，Ka2×105，则反应CH3COO + H2OCH3COOH + OH的平衡常数Kh_。（6）常温下，若在0.10 mol·L1 CuSO4溶液中加入NaOH稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH8时，c(Cu2+)_mol·L1 KspCu(OH)22.2×1020。（7）1mol/L Na2C2O4溶液中离子浓度由大到小顺序_，列出质子守恒关系式_21电解含CH3COOH的有机废水也可获得清洁能源H2，原理如图所示。(1)B为电源_极，电解时阳极的电极反应式为_。(2)下列物质的核磁共振氢谱不止一个吸收峰的是_(填序号)新戊烷   金刚烷(3)写出丙酮的同分异构体中，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为3：2：1的结构简式_。22完成下列各小题：(1)系统命名为_。     (2)某有机物的键线式为，则该有机物的分子式为_。(3)某烷烃的相对分子质量为44，则该烷烃的结构简式_。按要求书写下列化学方程式： (1)苯与溴发生反应制溴苯：_   ；(2)CH2=CHCH=CH2与等物质的量的溴在60时发生1,4-加成反应：_ ；(3)乙醇催化氧化生成乙醛：_。参考答案：1A【详解】A利用青蒿研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯元素分析确定实验式测定相对分子质量确定分子式波谱分析确定结构式，A不正确；B青蒿素属于有机物，B正确；C实验是化学研究的重要手段之一，C正确；D现代化学分析测试中，可用元素分析仪确定青蒿素中的C、H、O元素，D正确。故选答案A。2C【详解】A乙醇中含有3种不同环境的H原子，溴乙烷中含有2种不同环境的H原子，因此可以用核磁共振氢谱可以鉴别乙醇和溴乙烷，A项正确；B葡萄糖含有醛基，具有还原性，可以发生银镜反应，B项正确；C苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而含有碳碳双键的油脂能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C项错误；D含有氨基、羧基，可以发生缩聚反应得到高分子化合物，D项正确；答案选C。3C【详解】乙酸的分子式为C2H4O2，环己烷的分子式为C6H12，则混合物中C、H原子数目之比为12，C、H元素质量之比为12261，混合物中一共有三种元素，氧的质量分数为a，则碳、氢元素的质量分数之和为1a，所以化合物中碳元素质量分数为(1a)×，C正确，故选C。4D【详解】根据可以确定氧元素的质量分数，进一步可以确定该有机物的实验式，由可以确定有机物分子的相对分子质量，进而确定有机物的分子式，综上所述，可以确定有机物的分子式的最少组合是。答案选D。5B【详解】A除去乙烷中少量乙烯：通入氢气在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷，但由于反应是气流，因此乙烷中又会增加氢气杂质，故A错误；B苯萃取溴水中的溴单质，溶液分层，上层为橙红色，己烯使溴水褪色，四氯化碳萃取溴水中的溴单质，溶液分层，下层为橙红色，溴水使淀粉碘化钾溶液变蓝，因此用溴水可以鉴别四者，故B正确；C向己烯和甲苯中分别滴入酸性KMnO4溶液，振荡后溶液都褪色，因此不能用酸性KMnO4溶液鉴别己烯和甲苯，故C错误；D溴苯中的溴原子是非电解质，检验溴苯中的溴原子，要先在碱性条件下水解，再加入硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成淡黄色沉淀，故D错误。综上所述，答案为B。6C【详解】A. 验证溴乙烷水解产物时，将溴乙烷和氢氧化钠溶液混合，充分振荡溶液，应该先加入稀硝酸酸化后再滴加硝酸银溶液，A错误；B. 浓硫酸溶于水放热，且密度大于水，则苯的硝化反应，在配制混合酸时，应先在试管中加入浓硝酸，再慢慢加入浓硫酸，B错误；C. 实验室制取乙炔时，气体常有臭鸡蛋气味，因为含有硫化氢等杂质，则应用硫酸铜溶液洗气，C正确；D. 应该向苯和液溴的混合物中加入铁屑制备溴苯，D错误；答案选C。7B【详解】在甲醛（HCHO）、乙醛（CH3CHO）和丙醛（CH3CH2CHO）组成的混合物中，C、H两种元素的原子个数始终是1：2，故C、H两元素的质量之比=12：2=6：1，混合物中H元素的质量分数为9%，则C元素质量分数=9%×6=54%，故氧元素质量分数=1-9%-54%=37%，故选：B。8D【详解】质谱图中最大质荷比就是该物质的相对分子质量，根据图示可知A的最大质荷比是72 ，因此该物质的相对分子质量是72，故正确选项是D。9D【详解】使溴水褪色的不一定是乙烯，也可能有少量浓硫酸发生副反应，生成SO2，使溴水褪色，符合题意；电石中有硫化物的杂质，与H2O反应生成H2S，H2S通入酸性高锰酸钾溶液中也能褪色，不能证明一定是乙炔，符合题意；实验室制备溴苯需用苯和液溴，再加FeBr3作为催化剂，不能用溴水代替液溴，符合题意；为检验RX是碘代烷，将RX与NaOH水溶液混合加热后，碘代烷水解，先加足量稀硝酸至溶液为酸性，再加入AgNO3溶液，观察沉淀颜色，若为黄色则证明是碘代烷，实验操作正确，不符合题意；淀粉在稀硫酸催化下水解产物，需加过量NaOH，使溶液为碱性，再加入银氨溶液并水浴加热，才能看到银镜，符合题意；综上所述，可能失败或者无法证明实验结论，故选D。10A【详解】该芳香族化合物的分子式为C8H8Cl2O2，分子中含有1个苯环，不饱和度为 ，故侧链不含不饱和键，由于该物质能使FeCl3溶液显紫色，故苯环上连有(酚)OH。分子结构中有三种不同化学环境的H原子，它们的数目之比为211，由于分子中共有8个H原子，故该化合物应为对称结构，苯环上连有2个CH2Cl，2个OH。符合条件的同分异构体有： 、，共4种。故A符合题意； 故答案为A。11B【详解】A根据有机物的结构简式，可以得到其化学式为C4H11NO3，A正确；B根据有机物的结构简式，分子中含有18个键，B错误；CN原子得电子能力强，则C、N之间共用电子对偏向N原子，C正确；D含有3个羟基，羟基易溶于水，则该物质在水中的溶解度大，D正确；故选B。12B【详解】A有3种氢，一氯代物有3种，故A错误；B有机物有2种氢，一氯代物有2种，故B正确；C有机物有1种氢，一氯代物有1种，故C错误；D有机物有4种氢，一氯代物有4种，故D错误。故选：B。13C【详解】A2-甲基丙烷的结构简式为：CH3CH（CH3）CH3，分子中含有2种H原子，核磁共振氢谱能出现两组峰，且其峰面积之比为9：1，故A错误；B对苯二酚的结构简式为：，两个羟基对称，所以含有2种H原子，H原子数目之比为4：2，峰面积之比为2：1，故B错误；C乙酸甲酯结构简式为CH3COOCH3，两个甲基所处化学环境不同，故分子中有2种H原子，H原子数目之比为3：3，峰面积之比为1：1，故C正确；D对二甲苯的结构简式为：，两个甲基对称，所以含有2种H原子，H原子数目之比为6：4，峰面积之比为3：2，故D错误；故选：C。14B【详解】由分子式C10H14看，符合苯的同系物的通式，从题给信息“它不能使溴水褪色，可使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基”看，它是苯环上含有一个-C4H9的苯的同系物，-C4H9共有4种异构体，但苯环上连有-C(CH3)3时，不能被酸性KMnO4溶液氧化，所以符合题意的同分异构体有3种。故选B。15A【详解】A依据命名原则，命名为1220，因为末尾的“0”可省略，所以也可命名为122，A正确；B依据命名原则，命名为2022，B不正确；C分子中，C原子只形成3个共价键，该物质不存在，C不正确；D分子中，有1个C原子只形成3个共价键，该物质不存在，D不正确；故选A。16D【详解】A.由于麻黄碱分子中含有羟基，结合提取麻黄碱的流程，麻黄碱能溶于水，故A错误；B.由流程可知，操作是用丙酮萃取分液得到麻黄总碱的草酸盐稀溶液，故B错误；C.麻黄碱分子中含有多个饱和碳原子，所有碳原子不可能位于同一平面上，故C错误；D.由结构简式可知，麻黄碱的分子式是C10H15ON，故D正确；故选D。17     酸性高锰酸钾溶液     2     C3H6N6     1     66.7%【详解】试题分析：（1）苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色。（2）均三甲苯分子中心对称，有2种等效氢。（3）根据三聚氰胺结构简式书写三聚氰胺的分子式，只有1种等效氢，解析： （1）苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以用高锰酸钾溶液区别苯和均三甲苯两种液体。（2）均三甲苯分子中的一个氢原子被氯原子取代所得产物有，共2种。（3）三聚氰胺的分子式C3H6N6，只有1种等效氢，其核磁共振氢谱有1个峰，含氮的质量分数为66.7%。18     H1+2H22H3     2NH4HSO2=2NH3·H2O2S     -100.1kJ/mol     CH3OH+H2O6e=CO2+6H+          CO28e8H=CH42H2O     硫酸【详解】（1）根据盖斯定律CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)     H1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)        H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)                  H3+2×2×，则CO2(g)CH4(g)=2CO(g)2H2(g)的HH1+2H22H3，故答案为H1+2H22H3。（2）NH4HS中硫元素为-2价，具有还原性，能被氧气氧化为硫单质，则在一定条件下，向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫和氨水，则反应的方程式为：2NH4HSO2=2NH3·H2O2S，故答案为2NH4HSO2=2NH3·H2O2S。（3）2CO(g) +O2(g) 2CO2(g)     H = -566 kJ mol-1CH3OH(g)+ O2(g) CO2(g) +2H2(g)       H = -182.9 kJ mol-1，根据盖斯定律：（-2×）×1/2得到热化学方程式为：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) H=-100.1kJ/mol，若将生成的CH3OH与盐酸、氧气构成燃料电池，则燃料电池的负极反应为甲醇燃烧失电子生成二氧化碳，负极反应式为：CH3OH+H2O6e=CO2+6H+，故答案为-100.1kJ/mol；CH3OH+H2O6e=CO2+6H+。（4）芳香烃X，已知X的相对分子质量为l06，设其分子式为CxHy，由106/12可知，x=8，y=10，说明分子中含有一个苯环，另外含有2个C原子，再根据质谱图中有2个峰，可知分子中含有2种环境的H，则分子结构对称，所以其结构简式为，故答案为。（5）由电池装置图可知，铜电极上二氧化碳得电子生成甲烷，则铜电极表面的电极反应式为：CO28e8H=CH42H2O，故答案为CO28e8H=CH42H2O 。可向装置中加入少量的酸作电解质，由于盐酸易挥发，生成的甲烷中会混有氯化氢气体，应选用硫酸，故答案为硫酸。19甲烷、CH4乙烷CH3CH32，2-二甲基丙烷2，2，3，3-四甲基丁烷【详解】一氯代物只有一种的烷烃，说明分子中的 H原子都是一样的。可以用列举的方法，从 CH4、C2H6开始，依次用 -CH3取代上面两个分子中的H原子，这样，在10个C以内的烷烃，符合条件的就有4个分子，分别是：甲烷CH4乙烷CH3CH32，2-二甲基丙烷2，2，3，3-四甲基丁烷20     4种     CH2=C(CH3)COOH     碳碳双键、羧基     3     MOHM+ + OH     5×1010     2.2×108     C(Na+)>C(C2O42-)>C(OH-)>C(HC2O4-)>C(H+)     C(OH-)=C(H+)+2C(H2C2O4)+ C(HC2O4-)【详解】(1)C4H10为烷烃，有正丁烷和异丁烷这2种同分异构体，正丁烷的一氯代物有2种，异丁烷的一氯代物有2种，则C4H10的一氯代物有4种；(2)由分子模型可知，白球是氢原子，黑球是碳原子，半黑球是氧原子，则该有机物的结构简式为CH2=C(CH3)COOH，官能团为碳碳双键和羧基；(3)由常温下，0.1molL-1的HA溶液中c(OH-)/c(H+)1×108，可知c(OH)=108c(H+)，所以，所以，所以常温下，0. 1 mol·L1 HA溶液的pH为3；(4)常温下，将0.1mol/L HCl溶液与0.1 mol/L MOH溶液等体积混合，测得混合后溶液的pH5，说明则MOH为弱碱，所以MOH在水中的电离方程式为：MOHM+ + OH-；(5)反应CH3COO CH3COOH + OH的平衡常数Kh5×1010；(6) 根据溶度积的概念可以直接计算，常温下，pH8时，c(OH)10-6 mol·L1，由c(Cu2+)·c (OH-) 2KspCu(OH)2得，c(Cu2+)(2.2×10-20)/10-12 mol·L-12.2×10-8 mol·L-1；(7)1mol/L Na2C2O4溶液中存在：C2O42-+H2O HC2O4-+OH-，HC2O4-+H2OH2C2O4+ OH-， H2OH+ OH-，可知C(Na+)>C(C2O42-)>C(OH-)>C(HC2O4-)>C(H+)，溶液中存在质子守恒关系式：C(OH-)=C(H+)+2C(H2C2O4)+ C(HC2O4-)。21     负极     CH3COOH-8e-2H2O=2CO28H          CH3CH2CHO；CH2=CH-O-CH3【详解】(1) B失电子为电源负极；电解时阳极的电极反应式为CH3COOH-8e-2H2O=2CO28H；(2)新戊烷只含有一种氢，在核磁共振氢谱中有一个吸收峰；只含有一种氢，在核磁共振氢谱中有一个吸收峰；有三种氢，在核磁共振氢谱中有三个吸收峰；中至少有两种H，答案为；(3) 丙酮的同分异构体中，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为3：2：1的结构简式为CH3CH2CHO；CH2=CH-O-CH3。22     2，3-二甲基丁烷     C3H6O2     CH3CH2CH3     + Br2+HBr     CH2=CHCH=CH2+Br2BrCH2-CH=CH-CH2Br     2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O【详解】(1)的主链上有4个碳原子，2、3两个主链碳原子上连有甲基，所以系统命名为2，3-二甲基丁烷。(2)某有机物的键线式为，其结构简式为CH3CH2COOH，则该有机物的分子式为C3H6O2。(3)某烷烃的相对分子质量为44，由通式CnH2n+2，可求出n=3，则分子式为C3H8，该烷烃的结构简式为CH3CH2CH3。答案为：2，3-二甲基丁烷；C3H6O2；CH3CH2CH3。(1)苯与溴在FeBr3的催化作用下发生反应，生成溴苯和溴化氢，化学方程式为：+ Br2+HBr；(2)CH2=CHCH=CH2与等物质的量的溴在60时发生1,4-加成反应，生成BrCH2-CH=CH-CH2Br，反应的化学方程式为：CH2=CHCH=CH2+Br2BrCH2-CH=CH-CH2Br；(3)乙醇在Cu的催化作用下发生氧化反应生成乙醛和水，反应的化学方程式为：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O；答案为：+ Br2+HBr；CH2=CHCH=CH2+Br2BrCH2-CH=CH-CH2Br；2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。