专题1 专题能力提升文档格式.docx

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n（H2O）＝0.3mol，则有n（H）＝0.6mol，n（CO2）＝0.2mol，则有n（C）＝0.2mol，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。

（2）据

（1）可知该有机物的实验式为C2H6O，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，由46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。

（3）由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。

答案　

（1）2∶6∶1　

（2）46　C2H6O　（3）CH3CH2OH、CH3OCH3

【训练1】

已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。

为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比，可将气态燃料放入足量的O2中燃烧，并使产生的气体全部通过如图所示装置中，得到如表中所列的实验结果（假设产生的气体完全被吸收）。

实验前

实验后

（干燥剂＋U形管）的质量

101.1g

102.9g

（石灰水＋广口瓶）的质量

312.0g

314.2g

根据实验数据求：

（1）实验完毕后，生成物中水的质量为________g。

假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为________g。

（2）生成的水中氢元素的质量为________g。

（3）生成的二氧化碳中碳元素的质量为________g。

（4）该燃料中碳元素与氢元素的质量比为________。

（5）已知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子，则该燃料的分子式为________，结构简式为________________。

解析　由题意知，燃料燃烧生成的H2O和CO2分别被干燥剂和澄清石灰水吸收，二者的增重量即为燃烧时产生的H2O和CO2的质量。

（1）m（H2O）＝102.9g－101.1g＝1.8g，m（CO2）＝314.2g－312.0g＝2.2g。

反应生成的正盐CaCO3的质量为m（CaCO3）＝

×

100g·

mol－1＝5g。

（2）m（H）＝

2g·

mol－1＝0.2g。

（3）m（C）＝

12g·

mol－1＝0.6g。

（4）m（C）∶m（H）＝0.6g∶0.2g＝3∶1。

（5）燃料中n（C）∶n（H）＝

∶

＝1∶4，所以燃料的分子式为CH4O，结构简式为CH3OH。

答案　

（1）1.8　5　

（2）0.2　（3）0.6　（4）3∶1

（5）CH4O　CH3OH

【解题思路】

二、确定有机物结构式的思路和方法

1.确定有机物结构式的一般思路

物质的结构决定物质的性质，物质的性质又反映其结构特点。

因此确定有机物的结构，主要是利用物质所具有的特殊性质来确定该物质所具有的特殊结构，即主要确定该物质的基团。

2.确定有机物结构式的基本方法

（1）根据价键规律确定，某些有机物根据价键规律只存在一种结构，则可直接由分子式确定其结构式。

例如C2H6，根据碳元素为4价，氢元素为1价，碳碳可以直接连接，可知只有一种结构：

CH3—CH3；

同理CH4O，由价键规律，CH4O也只有一种结构：

CH3—OH。

（2）通过定性实验确定

实验→有机物表现的性质及相关结论→基团→确定结构式。

如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物分子中可能含有

；

不能使溴的四氯化碳溶液褪色却能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物可能是苯的同系物等。

（3）通过定量实验确定

①通过定量实验确定有机物的基团，如乙醇结构式的确定；

②通过定量实验确定基团的数目，如测得1mol某醇与足量钠反应可得到1mol气体，则可说明该醇分子含2个—OH。

（4）根据实验测定的有机物的结构片断“组装”有机物

实验测得的往往不是完整的有机物，这就需要我们根据有机物的结构规律如价键规律、性质和量的规律等来对其进行“组装”和“拼凑”。

（5）可用红外光谱、核磁共振氢谱确定有机物中的基团和各类氢原子的数目，再确定结构式。

[特点提示]　①确定有机物结构式的一般步骤：

先确定有机物的分子式；

再根据分子式及化合价书写可能的结构式；

通过实验检测出的数据计算或依据其特殊的化学性质来确定其结构式。

②某些特殊组成实验式，可根据其组成特点直接确定其分子式，如实验式为CH3的有机物，其分子式为C2H6时，氢原子已达到饱和；

实验式为CH3O的有机物，其分子式为C2H6O2。

【例2】某纯净有机物A的红外光谱表征得到

和

的存在，经质谱仪、核磁共振仪得到下列质谱图和核磁共振氢谱图：

（1）该有机物的分子式为________________________________________________。

（2）该有机物的结构简式为______________________________________________。

解析　质谱仪得到的质谱图中最大质荷比即为该有机物的相对分子质量，所以该有机物的相对分子质量为70。

该有机物的核磁共振氢谱图显示环境不同的氢原子有4种，且H原子个数比为2∶1∶1∶2，故H原子总数量至少是6个。

红外光谱表征得到碳碳双键（

）和羰基（

）的存在。

由氧原子数确定：

若有2个O原子，则有70－32＝38，C原子为3个时，只能有2个H原子，C原子为2个时，有14个H原子，过饱和，且与强度比2∶1∶1∶2的4种环境不同的氢原子矛盾。

因此，氧原子数为1。

的相对分子质量为52，余基相对分子质量为70－52＝18，若H原子总数为6，则18－6＝12，说明还有1个碳原子，因此分子式为C4H6O。

可能的结构有CH3CH===CHCHO（核磁共振氢谱图强度比应为3∶1∶1∶1）、CH2===CHCOCH3（核磁共振氢谱图应有3个峰）和CH2===CHCH2CHO，只有CH2===CHCH2CHO符合题意。

答案　

（1）C4H6O　

（2）CH2===CHCH2CHO

【训练2】下列对1H核磁共振谱法和红外光谱法测定物质结构的说法错误的是（　　）

A.有机物的各种官能团在红外光谱中都具有特征吸收带，红外光谱法是利用记录不同基团对一定波长红外光吸收情况来判断有机化合物中所含基团的方法

B.

的1H核磁共振谱特征峰分别有3组和7组

C.这两种测定方法都是利用不同物质化学性质的区别来进行结构测定的

D.处于不同环境的氢所具有的核磁性不同，表现在1H核磁共振谱上，其对应的化学位移也就不同

解析　核磁共振谱法和红外光谱法测定物质结构均属物理方法。

答案　C

专题检测卷

（一）

一、选择题（本题包括17小题，每小题2分，共34分，每小题只有一个选项符合题意）

1.下列属于确定有机化合物的元素组成的方法是（　　）

①李比希法　②钠融法　③铜丝燃烧法　④元素分析仪法　⑤核磁共振和红外光谱法　⑥质谱法

A.①②③④B.②③④⑤

C.①②⑤⑥D.①②③⑤⑥

解析　⑤是确定氢原子种类和官能团的。

⑥是确定化合物的相对分子质量的。

答案　A

2.2019年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物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使样品分子大量离子化，少量分子碎成更小的离子。

如C2H6离子化后可得到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　谱图中的质荷比最大是16，也就是未知物的相对分子质量为16。

故为B。

答案　B

3.下列分析方法不是现代化学测定有机物结构的方法的是（　　）

A.燃烧法B.红外光谱法

C.紫外光谱法D.核磁共振法

解析　燃烧法是比较早的一种测定物质组成的方法。

4.用钠融法可定性确定有机物中是否存在氯、溴、硫、氮等元素。

下列有关有机物与足量钠反应，各元素的转化结果正确的是（　　）

A.碳元素转化为NaCN

B.氯元素转化为高氯酸钠

C.溴元素转化为溴化钠

D.硫元素转化为硫酸钠

解析　钠融法确定有机物中的氯、溴、硫、氮等元素时，钠融后它们分别以氯化钠、溴化钠、硫化钠、氰化钠的形式存在。

5.有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是（　　）

A.分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式

B.分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式

C.分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式

D.确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯

6.已知某些气态烃可以在氯气中燃烧，如：

CH4＋2Cl2

C＋4HCl。

现将一定量的某烃分成两等份，分别在氯气和氧气中燃烧，测得消耗的氯气和氧气在同温同压下的体积比为3∶3.5，则该烃的分子式为（　　）

A.C2H4B.C2H6

C.C3H6D.C4H8

解析　逐项分析。

但要注意题中所给信息中的烃在氯气中燃烧，并不是发生取代反应。

7.二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别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.利用核磁共振氢谱

解析　二甲醚和乙醇是同分异构体，故其相对分子质量是相同的，而质谱法是测定相对分子质量的，故无法用其鉴别。

A项醇可以与Na或K反应，而醚不可以；

C项，醚基和羟基是不同的官能团，故利用红外光谱测化学键也可鉴别；

D项，二甲醚中只有一个峰，而乙醇中有三个峰。

8.TBC是优良的增塑剂，具有很好的相容性，且挥发性小、耐寒、耐光及耐水等，广泛用于医学卫生用品，它的一种标准谱图如下，该谱图属于（　　）

A.核磁共振氢谱B.红外光谱

C.质谱D.色谱

解析　本题要理清各种图的特征及作用。

红外光谱是可获得有机物中所含的化学键和基团（横坐标是指波长/μm或波数/cm－1）；

核磁共振谱是推知有机物分子中不同类型的氢原子及它们的数目（横坐标是化学位移δ）；

质谱图可精确测定相对分子质量（横坐标是指质荷比）；

色谱法用来分离、提纯有机物，不是一种谱图。

9.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个峰且面积之比为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下图。

关于A的下列说法中，正确的是（　　）

A.A分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应

B.A在一定条件下可与4molH2发生加成反应

C.符合题中A分子结构特征的有机物有2种

D.与A属于同类化合物的同分异构体只有2种

解析　因化合物A中有4类氢原子，个数分别为：

1、2、2、3，又因为A是一取代苯

，苯环上有三类氢原子，个数分别为1、2、2，所以剩余侧链上的3个氢等效，为—CH3，结合红外光谱知，A中含有酯基，可以水解，A为

。

与A发生加成反应的H2为3mol，与A同类的同分异构体应为5种。

10.图1和图2是A、B两种物质的核磁共振氢谱。

已知A、B两种物质都是烃类，都含有6个氢原子。

请根据图1和图2两种物质的核磁共振氢谱图选择出可能属于图1和图2的两种物质是（　　）

A.A是C3H6；

B是C6H6B.A是C2H6；

B是C3H6

C.A是C2H6；

B是C6H6D.A是C3H6；

B是C2H6

解析　根据峰的数目为分子中等效氢的种类可知：

A只有一种氢，B有三种氢。

11.下列化合物的1H—NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是（　　）

解析　利用分子的对称性可确定有机物分子中氢原子的类型：

A项

，有两个对称轴，有3种氢原子，有3组峰；

B项有一个对称轴

有5种氢原子，有5组峰；

C项

①②两个甲基连在同一个碳原子上，化学环境相同，6个氢原子属于同一种类型，③④⑤三个甲基连在同一个碳原子上，化学环境相同，9个氢原子属于同一种类型，另外还有一个氢原子与其他氢原子类型不同，故该分子中有3类氢原子，有3组峰；

D项中物质有一个对称中心，有4类氢原子，有4组峰。

12.下列有关基团的说法正确的是（　　）

A.有机物分子中的基团在反应中只能取代，不能发生其他变化

B.不同的基团可能具有相同的性质

C.性质不同的基团，它们的结构一定不同

D.“基团理论”的提出者是德国的化学家维勒

解析　有机物分子中的基团不仅可以被取代，而且可能被氧化，如—CH2OH可氧化成—CHO，也可以发生取代反应，如—CHO可与氢气加成—CH2OH，A项不正确；

不同的基团性质不同，B项错；

“基团理论”的提出者是德国的化学家李比希，D项错。

13.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60，则该有机物的结构简式是（　　）

A.CH3CH2OCH3B.CH3CH（OH）CH3

C.CH3CH2COOHD.CH3CH2CHO

解析　相对分子质量为60的有A、B两项中的物质，又知红外光谱图中有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，只有B项符合。

14.在CH3COOH＋C2H5OH

CH3COOC2H5＋H2O的平衡体系中，加入一定量的C2H

OH，当重新达到平衡时，18O原子还应存在于（　　）

A.乙酸乙酯中B.乙酸中

C.水中D.乙酸、乙酸乙酯和水中

解析　酯化反应是酸脱羟基醇脱氢，而酯的水解是酸得羟基醇得氢。

15.在核磁共振氢谱中出现两组峰，其面积之比为3∶2的化合物是（　　）

解析　A项有2种氢原子，个数比为3∶1；

B项据对称分析有3种氢原子，个数比为3∶1∶1；

C项据对称分析有3种氢原子，个数比为3∶1∶4；

D项据对称分析有2种氢原子，个数比为3∶2。

答案　D

16.某化合物的结构（键线式）及球棍模型如下：

该有机物分子的1H核磁共振谱如下（单位是ppm）。

下列关于该有机物的叙述不正确的是（　　）

A.该有机物分子中不同化学环境的氢原子有8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—CH2CH3

D.该有机物可发生水解反应

解析　1H核磁共振谱中有8个峰，说明分子中有8种不同类型的氢原子，A正确。

该有机物分子中无苯环结构，因此不属于芳香族化合物，B错。

结合球棍模型可得Et代表的基团为—CH2CH3。

选项D显然是正确的。

17.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示，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化学环境的氢原子

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　红外光谱给出的是特殊化学键和官能团，从图上看出，已给出C—H、O—H和C—O三种化学键，A项正确；

核磁共振氢谱图中，峰的个数即代表氢的种类，故B项正确；

峰的面积表示氢的数目比，是无法得知其H原子总数的，C项正确。

CH3—O—CH3中不含有O—H键，另外其氢谱图应只有一个峰，因为分子中两个甲基上氢的类别是相同的，故D错误。

二、非选择题（本题包括9小题，共66分）

18.（2分）某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱图表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱图表明分子中只有一种类型的氢。

A的结构简式为________。

解析　因为A的相对分子质量为84，84÷

14＝6，又因为A中含有C===C，故A为含6个碳的烯烃C6H12。

又因为A只有1种类型的氢，A应为

答案　

19.（8分）2019年诺贝尔化学奖的一半奖金授予了瑞士科学家库尔特维特里希，以表彰他“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。

核磁共振技术是利用核磁共振谱来测定有机化合物结构，最有实用价值的就是氢谱，常用1HNMR表示，如：

乙醚分子中有两种氢原子，其1HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，1HNMR谱中有三个峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1。

（1）请写出分子式C4H8在1HNMR谱中两个峰面积为3∶1的化合物的结构简式________。

（2）C4H10的1HNMR谱有两种，其中作液体打火机燃料的C4H10的1HNMR谱的两个峰的面积比为________，结构简式________；

其同分异构体的两个峰的面积比为________，结构简式为________。

解析　题示信息“乙醚分子中有两种氢原子，其1HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，1HNMR谱中有三个峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1”中可得出两个结论：

一是有机分子中氢原子和种类数跟1HNMR中共振峰个数相等；

二是共振峰的面积比与有机分子中各类氢原子个数有关，如乙醚分子（CH3CH2OCH2CH3）中，两类氢原子的个数比为3∶2，所以两个共振峰的面积之比为3∶2。

（1）分子式为C4H8的同分异构体有CH3CH2CH===CH2、CH3CH===CHCH3、CH2===C（CH3）2等，还有环丁烷、甲基环内烷等环烷烃。

符合“两种氢原子（两个峰）”、“两类氢原子个数为3∶1（共振峰面积之比为3∶1）”这两项条件的只有CH3CH===CHCH3、CH2===C（CH3）2。

（2）作液体打火机燃料是正丁烷，正丁烷分子中有两类氢原子，个数比为3∶2。

答案　

（1）CH3CH===CHCH3、CH2===C（CH3）2

（2）3∶2　CH3CH2CH2CH3　9∶1　CH3CH（CH3）2

20.（8分）核磁共振谱是测定有机物分子结构最有用的工具之一。

瑞士科学家维特里希等三人即是利用核磁共振技术测定生物大分子的三维结构而获得2019年诺贝尔化学奖。

在有机物分子中，不同位置的氢原子在质子核磁共振谱（PMR）中给出的峰值（信号）也不同，根据峰（信号）可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。

例如：

乙醛的结构式为：

，其PMR谱中有2个信号峰，其强度之比为3∶1。

（1）下列有机物分子中，在质子核磁共振谱中只给出一种峰（信号）的是________。

A.CH3－CH3B.CH3COOH

C.CH3COOCH3D.CH3COCH3

（2）化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的PMR谱上只有1个峰，则A的结构简式为______________。

B的PMR谱上有__________个峰，强度比为____________。

解析　质子核磁共振谱中只给出一种峰（信号），说明该物质只含有一种环境的氢原子，乙烷和丙酮中所含有的氢原子都是相同的。

（2）这一题是比较C2H4Br2同分异构体的问题，A的PMR谱上只有1个峰，表明A物质只含有一种环境的氢原子，应为BrCH2CH2Br，B为A的同分异构体，故而应为CHBr2CH3，该物质含有两种环境的氢原子，原子个数比为1∶3，故其信号强度比为1∶3。

答案　

（1）AD　

（2）BrCH2CH2Br　两　1∶3

21.（10分）为了测定某有机物A的结构，做如下实验：

①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1molCO2和2.7gH2O，用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；

②用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示谱图，图中三个峰强度之比是1∶2∶3。

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A的分子式？

________（填“能”或“不能”），若能，则A的分子式是________（若不能不填）。

（4）写出有机物A可能的结构简式________。

解析　

（1）在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以A的相对分子质量也是46。

（2）在2.3g该有机物中：

n（C）＝0.1mol，

m（C）＝0.1mol×

mol－1＝1.2g，

n（H）＝

2＝0.3mol，

m（H）＝0.3mol×

1g·

mol－1＝0.3g，

m（O）＝2.3g－1.2g－0.3g＝0.8g，

n（O）＝

＝0.05mol，

所以n（C）∶n（H）∶n（O）＝0.1mol∶0.3mol∶0.05mol＝2∶6∶1，A的实验式是C2H6O。

（3）因为实验式为C2H6O的有机物中，氢原子数已经达到饱和，所以其实验式即为分子式。

（4）A有如下两种可能的结构：

CH3OCH3或CH3CH2OH；

若为CH3OCH3，则在1H核磁共振谱中应只有一个峰；

若为CH3CH2OH，则在1H核磁共振谱中应有三个