高中化学选修五142.docx
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高中化学选修五142
课时作业(七)
(时间:
45分钟 满分:
60分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子进行结构分析的质谱法。
其方法是让极少量的(10-9g)化合物通过质谱仪的离子化室,样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子。
如C2H6离子化可得到C2H
、C2H
、C2H
……然后测定其质荷比。
设H+的质荷比为β,某有机物样品的质荷比如上图所示(假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子的多少有关),则该有机物可能是( )
A.甲醇B.甲烷
C.丙烷D.乙烯
解析:
最大质荷比为16,说明相对分子质量为16,即甲烷。
答案:
B
2.下列关于有机物分析的说法中,正确的是( )
A.某有机物在过量氧气中充分燃烧,只生成CO2和H2O,由此可知该有机物中一定只含有碳氢两种元素
B.质谱法可以分析出某有机物的相对分子质量,从而可推断出该有机物的结构简式
C.不同化学键或官能团对红外光的吸收频率不同,故可以利用红外光谱图来分析有机物含有的化学键和官能团
D.二甲醚(CH3—O—CH3)中含有两个甲基,故它的核磁共振氢谱图中有两个吸收峰
解析:
烃和烃的含氧衍生物完全燃烧都只生成CO2和H2O,故A项不正确;质谱法只能确定有机物的相对分子质量,B不正确;二甲醚中两个甲基上的六个氢原子的化学环境完全相同,核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰,故D不正确。
答案:
C
3.二甲醚和乙醇互为同分异构体,鉴别它们可采用化学方法及物理方法。
下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是( )
A.利用金属钠或者金属钾B.利用质谱法
C.利用红外光谱法D.利用核磁共振法
解析:
二甲醚和乙醇互为同分异构体,其相对分子质量必然相同,用质谱法无法鉴别;乙醇能和Na、K反应放出H2,而二甲醚不能,A项可以鉴别;二甲醚分子中只存在C—H键和C—O键,乙醇分子中有C—H键、C—O键和O—H键,C项可以鉴别;在核磁共振氢谱图上,二甲醚只有1个吸收峰,乙醇有3个吸收峰,D项可以鉴别。
答案:
B
4.下列化合物的1H—NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是( )
解析:
A中的化合物有2个对称轴,有3种氢原子,应该有3个吸收峰。
答案:
A
5.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,该有机物中至少含有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种不同的氢原子且个数比为1∶2∶3
C.仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D.若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3—O—CH3
解析:
二甲醚(CH3—O—CH3)中无O—H键,且2个甲基上的6个氢原子的化学环境完全相同,核磁共振氢谱上应只有1个吸收峰,故选D。
答案:
D
6.科学家最近在-100℃的低温下合成了一种烃X,红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别,根据分析,绘制了该分子的球棍模型如图所示。
下列说法中不正确的是( )
A.该分子的分子式为C5H4
B.该分子中碳原子的化学环境有2种
C.该分子中的氢原子分布在两个相互垂直的平面上
D.该分子中只有C—C键,没有C=C键
解析:
由题图所示可知该烃的分子式为C5H4,碳原子化学环境有2种(中间和上下碳原子不同),C原子所成化学键数目(以单键算)为4,但上下碳原子都只和3个原子相连,所以碳和碳中间应该有双键。
答案:
D
7.下列说法正确的是( )
A.研究有机化合物一般要经过①分离提纯,②确定实验式,③确定分子式,④确定结构式四步
B.分离乙酸和乙醇可用分液的方法
C.质谱法(MS)可以获得分子中有何种化学键
D.乙烯的核磁共振氢谱中有两种类型氢原子的吸收峰
解析:
乙酸溶解在乙醇中不会产生分层现象,故不能采用分液的方法分离;质谱法只能确定分子的相对分子质量,而不能确定分子中有何种化学键;乙烯的结构简式为CH2===CH2,四个氢原子的环境相同,其核磁共振氢谱中只能有一个吸收峰。
答案:
A
8.下列化合物分子,在核磁共振氢谱图中能给出三种信号峰的是( )
解析:
有机物中含有几种不同类型的氢原子,在核磁共振氢谱上就能出现几种信号峰,现题给有机物在核磁共振氢谱图中有三种信号峰,这表明有机物分子中含有三种不同类型的氢原子。
答案:
B
9.某气态有机物X含C、H、O三种元素,欲确定X的分子式,所需的最少条件是( )
①X中含碳质量分数②X中含氢质量分数
③X在标准状况下的体积④X的相对分子质量
⑤X的质量
A.①②B.①②④
C.①②⑤D.③④⑤
解析:
由C、H元素的质量分数可确定O元素的质量分数,进而可以确定该有机物的实验式,再结合X的相对分子质量可确定X的分子式。
答案:
B
10.某化合物由C、H、O三种元素组成,其红外光谱图中有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.CH3CH(OH)CH3B.CH3CH2OCH3
C.CH3CH2CHOD.CH3CH2CH2CH2OH
解析:
A中化合物的相对分子质量为60;B中化合物没有O—H键;C中化合物没有C—O键。
答案:
D
二、非选择题(共30分)
11.(8分)C2H4O2的结构简式有
和
2种,可对其结构进行鉴定的物理方法有_____________和_____________。
(1)若为
,则红外光谱中有________个振动吸收;核磁共振氢谱中有________个峰。
(2)若为
,则红外光谱中有________个振动吸收;核磁共振氢谱中有________个峰。
解析:
对有机物结构进行鉴定的物理方法有红外光谱法和核磁共振氢谱法。
由红外光谱可确定有机物分子中的化学键或官能团,
的红外光谱中有C—H键、C=O键、C—O键、O—H键4个振动吸收,
中有C—H键、C=O键、O—H键C—O4个振动吸收;核磁共振氢谱中吸收峰的数目即为有机物分子中氢原子的种类数,
中有2种氢原子,有2个吸收峰,
中有3种氢原子,有3个吸收峰。
答案:
红外光谱法 核磁共振氢谱法
(1)4 2
(2)4 3
12.(8分)
(1)有机物A的相对分子质量为74,其红外光谱图(示意图)如图所示,请写出该分子的结构简式:
____________________。
(2)某含氧有机物的相对分子质量为46,含碳的质量分数为52.2%,含氢的质量分数为13.0%,NMR谱中只有一个吸收峰。
请写出其结构简式:
________________________。
解析:
(1)根据题目中提供的信息,对称结构再结合相对分子质量可以写出A的结构简式。
(2)N(C)=
=2
N(H)=
=6
N(O)=
=1
故该有机物的分子式为C2H6O。
由NMR谱中只有1个吸收峰,知该有机物的结构对称,所以其结构简式为CH3—O—CH3。
答案:
(1)CH3CH2—O—CH2CH3
(2)CH3—O—CH3
13.(8分)为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
Ⅰ.分子式的确定。
(1)将一定量的有机物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),则该物质实验式是________________________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示的质谱图,则其相对分子质量为_____,该物质的分子式是___________。
(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式:
________________。
Ⅱ.结构式的确定。
(4)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峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。
例如甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3,有2种氢原子)的核磁共振氢谱如图所示:
经测定,有机物A的核磁共振氢谱图如图所示,则A的结构简式为________。
解析:
(1)据题意有n(H2O)=0.3mol,则有n(H)=0.6mol;n(CO2)=0.2mol,则有n(C)=0.2mol。
根据氧原子守恒有n(O)=n(H2O)+2n(CO2)-2n(O2)=0.3mol+2×0.2mol-2×
=0.1mol,则N(C)∶N(H)∶N(O)=n(C)∶n(H)∶n(O)=2∶6∶1,其实验式为C2H6O。
(2)假设该有机物的分子式为(C2H6O)m,由质谱图知其相对分子质量为46,则46m=46,即m=1,故其分子式为C2H6O。
(3)由A的分子式C2H6O可知A为饱和化合物,推测其结构简式为CH3CH2OH或CH3OCH3。
(4)分析A的核磁共振氢谱图可知:
A有3种不同类型的H原子,而CH3OCH3只有1种类型的H原子,故A的结构简式为CH3CH2OH。
答案:
(1)C2H6O
(2)46 C2H6O
(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3 (4)CH3CH2OH
14.(6分)吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。
吗啡分子中C、H、N、O的质量分数分别为71.58%、6.67%、4.91%和16.84%,已知其相对分子质量不超过300。
求:
(1)吗啡的相对分子质量;
(2)吗啡的化学式。
解析:
(1)假设吗啡分子中只有一个氮原子,
=285,由于已知吗啡的相对分子质量不大于300,如果其分子中含有2个氮原子,则其相对分子质量必超过300,故可得吗啡的相对分子质量为285。
(2)求吗啡分子中C、H、O的原子数。
C原子数为:
285×
=17;
H原子数为:
285×
=19;
O原子数为:
285×
=3。
由计算可知吗啡的化学式为C17H19NO3。
答案:
(1)285
(2)C17H19NO3
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