秋+金版学案+化学选修5人教版练习第一章+4第2课时+元素分析和相对分子质量的测定.docx
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秋+金版学案+化学选修5人教版练习第一章+4第2课时+元素分析和相对分子质量的测定
1.某烃中碳和氢的质量比是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.C4H10
C.C5H8D.C7H8
解析:
=
∶
=2∶5,得其实验式为C2H5,M=ρVm=2.59g·L-1×22.4L·mol-1≈58g·mol-1,Mr=58,(24+5)n=58,n=2,故其分子式为C4H10。
答案:
B
2.某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图只有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60,则该有机物的结构简式是( )
A.CH3CH2OCH3B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2OHD.CH3COOH
解析:
用排除法解答。
A中不存在O—H键;C中相对分子质量不是60;D中还存在C===O键。
答案:
B
3.在核磁共振氢谱中出现两组峰,且其氢原子数之比为3∶2的化合物是( )
解析:
A项有2种类型氢原子,个数比为3∶1;B项据对称分析知有3种类型氢原子,个数比为3∶1∶1;C项据对称分析知有3种类型氢原子,个数比为3∶1∶4;D项据对称分析知有2种类型氢原子,个数比为3∶2。
答案:
D
4.下图为乙醇的质谱图,由此我们可获得的信息是( )
A.分子结构
B.相对分子质量
C.分子中氢原子的类型
D.分子中的官能团
答案:
B
5.某有机物蒸气对H2的相对密度为23,其中C、H、O的质量分数分别为52.17%、13.04%、34.78%。
(1)该有机物实验式为 ,分子式为 ,可能的结构简式为 和 。
(2)实验测得4.6g该有机物和足量钠反应,标准状况下放出气体1.12L,则该有机物的结构简式为__________________________
_____________________________________________________。
解析:
(1)n(C)∶n(H)∶n(O)=
∶
∶
≈2∶6∶1,故实验式为C2H6O,Mr=23×2=46,分子式亦为C2H6O,可能的结构简式有CH3CH2OH和CH3OCH3。
(2)该有机物能和钠反应放出氢气,故结构简式为CH3CH2OH。
答案:
(1)C2H6O C2H6O CH3CH2OH CH3OCH3
(2)CH3CH2OH
时间:
40分钟
[A级 基础巩固]
1.下列实验式在不知道相对分子质量的情况下就可以确定分子式的是( )
①CH3 ②CH ③CH2 ④C2H5
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
解析:
由实验式的整数倍,即可得到有机物的分子式。
据烷烃通式,当碳原子数为n时,则氢原子数最多为2n+2。
符合实验式为CH3的只有C2H6,符合实验式为CH的有C2H2、C6H6等,符合实验式为CH2的有C2H4、C3H6等,符合实验式为C2H5的只有C4H10。
答案:
D
2.某化合物由碳、氢两种元素组成,其中含碳的质量分数为85.7%,在标准状况下,11.2L此气态化合物的质量为14g,则该化合物的分子式为( )
A.C2H4B.C2H6C.C3H6D.C4H8
解析:
根据n=
计算气体的物质的量,再结合M=
计算气体的摩尔质量,最后根据各元素的质量分数确定分子式。
答案:
A
3.两种气态烃的混合物共1mol,在空气中燃烧得到1.5molCO2和2molH2O。
下列关于该混合物的说法,合理的是( )
A.一定含甲烷,不含乙烷
B.一定含乙烷,不含甲烷
C.一定是甲烷和乙烯的混合物
D.一定含甲烷,但不含乙烯
解析:
本题采用平均分子式法进行分析。
由题给条件可得混合烃的平均分子式是C1.5H4,说明其中一种烃的碳原子数一定小于1.5,只能是甲烷,而另一种烃的碳原子数一定大于1.5;甲烷中的氢原子数正好是4,则另一种烃的氢原子数也一定是4。
答案:
A
4.下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是( )
A.2,2,3,3四甲基丁烷B.2,3,4三甲基戊烷
C.3,4二甲基己烷D.2,5二甲基己烷
答案:
D
5.已知由C、H、O三种元素组成的某化合物9.2g完全燃烧后可以得到17.6gCO2和10.8gH2O,则该化合物的分子式为( )
A.C2H6O2B.C2H6O
C.C2H4O2D.C2H4O
解析:
n(C)=
=0.4mol
n(H)=
×2=1.2mol
n(O)=
=
0.2mol
N(C)∶N(H)∶N(O)=n(C)∶n(H)∶n(O)=0.4∶1.2∶0.2=2∶6∶1
最简式为C2H6O,由于氢原子已饱和,最简式即分子式。
答案:
B
6.能够水解的某有机化合物A经李比希法测得其中含碳量为72.0%、含氢量为6.67%,其余含有氧。
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个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。
如下图A。
方法三:
利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如下图B。
试填空。
(1)A的分子式为_____________________________________。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是___________(填序号)。
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_____________________(写出一种即可)。
解析:
(1)A的相对分子质量为150,其中含碳量为72.0%、含氢量为6.67%,其余含有氧,则碳原子个数是(150×72.0%)÷12=9;氢原子个数是(150×6.67%)÷1=10;含有氧原子个数是[150×(1-72.0%-6.67%)]÷16=2,所以物质A的分子式是C9H10O2。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是A的分子式和A的核磁共振氢谱图,故选项是b、c。
(3)核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3,说明分子中含有5种不同的氢原子,个数比是1∶2∶2∶2∶3。
再由红外光谱仪测得A分子的红外光谱可知物质A含有C—H键、C==O键、C—O—C键、C—C键及苯环和与碳原子连接的C—C键,则A的结构简式是
(或
,合理即可)。
答案:
(1)C9H10O2
(2)b、c
(3)
(或
,合理即可)
[B级 能力提升]
7.有A、B、C三种有机物,按要求回答下列问题:
(1)取有机物A3.0g,完全燃烧后生成3.6g水和3.36LCO2(标准状况),已知该有机物的蒸气对氢气的相对密度为30,则该有机物的分子式为___________________________________________。
(2)有机物C的结构可能有
和
两种,为对其结构进行物理方法鉴定,可用 或 。
①有机物C若为
,则红外光谱中应该有 个振动吸收,核磁共振氢谱中应有 个峰。
②有机物C若为
,则红外光谱中有 个振动吸收,核磁共振氢谱中应有 个峰。
解析:
(1)由题意知
故实验式为C3H8O,
相对分子质量为Mr(A)=30×2=60,
Mr[(C3H8O)n]=60,n=1,故分子式为C3H8O。
(2)
答案:
(1)C3H8O
(2)红外光谱法 核磁共振氢谱法 ①4 2 ②3 2
8.有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。
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,试通过计算填空:
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
(1)A的相对分子质量为
(2)将此9.0gA在足量纯氧中充分燃烧,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,与足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24LCO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况)
(3)用结构简式表示A中含有的官能团:
、
(4)A的核磁共振氢谱如图:
其中4个峰的面积比为1∶1∶1∶3
(4)A中含有 种氢原子
(5)综上所述,A的结构简式为________________________________
解析:
(1)同温同压下:
密度比=相对分子质量之比,A的密度是相同条件下H2的45倍,故A的相对分子质量为45×2=90。
(2)浓硫酸吸收水,浓硫酸增重5.4g,说明反应中生成水的质量为5.4g,物质的量为5.4g÷18g·mol-1=0.3mol,故n(H)=0.3mol×2=0.6mol,m(H)=0.6mol×1g·mol-1=0.6g。
碱石灰吸收CO2,碱石灰增重13.2g,即CO2的质量为13.2g,物质的量为13.2g÷44g·mol-1=0.3mol,故n(C)=0.3mol,m(C)=0.3mol×12g·mol-1=3.6g。
所以9.0gA中O的质量为9.0g-0.6g-3.6g=4.8g,则n(O)=4.8g÷16g·mol-1=0.3mol。
因此A中N(C)∶N(H)∶N(O)=0.3∶0.6∶0.3=1∶2∶1,故A的最简式为CH2O。
又因为A的相对分子质量为90,设A的分子式为(CH2O)n,则30n=90,解得n=3,所以A的分子式为C3H6O3。
(3)9.0gC3H6O3的物质的量为9.0g÷90g·mol-1=0.1mol,标准状况下2.24LCO2的物质的量为0.1mol,2.24LH2(标准状况)的物质的量也为0.1mol。
0.1molA生成0.1molCO2,故A中含有1个羧基,0.1molA生成0.1molH2,故A中除含有1个羧基外,还含有1个羟基,因此A中含有的官能团为—COOH、—OH。
(4)由核磁共振氢谱图可知,共有4个吸收峰,故A中含有4种类型的氢原子。
(5)A的分子式为C3H6O3,含有1个羧基和1个羟基,含有4种类型氢原子,且4种氢原子的个数比为1∶1∶1∶3,因此A的结构简式为CH3CHOHCOOH。
答案:
(1)90
(2)C3H6O3 (3)—COOH —OH
(4)4 (5)CH3CHOHCOOH
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- 金版学案 化学 选修 人教版 练习 第一章 课时 元素 分析 相对 分子 质量 测定