高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一节 有机化合物的结构特点课后测评

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题组一 有机物分子中氢原子种类的判断和应用
1．由E(金属铁)制备的E(C5H5)2的结构如图甲所示，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构如图乙所示。核磁共振氢谱能够区分这两种结构。甲和乙的核磁共振氢谱图中，分别有几组吸收峰( C )
A．1 1 B．1 2
C．1 3 D．2 3
2．关于同分异构体数目的叙述不正确的是( D )
A．甲苯苯环上的1个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种
B．已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体，则其六氯代物的同分异构体数目也为4种
C．菲的结构为它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物
D．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯代物有2种
3．从煤焦油中分离出的芳香烃——萘()是一种重要的化工原料，萘环上一个氢原子被丁基(—C4H9)所取代的同分异构体(不考虑立体异构)有( C )
A．2种 B．4种
C．8种 D．16种
题组二 有机物分子式的确定
4．某有机物分子仅由C、H、O三种元素的13个原子构成，其分子中的电子总数为42。充分燃烧一定量的该有机物，所生成的CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4，则该有机物的分子式为( D )
A．C6H6O B．C5H6O2
C．C4H8O D．C3H8O2
解析：因一定量的该有机物燃烧生成的CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4，所以可设该有机物的分子式为(C3H8)nOm，由题意得11n＋m＝13 ①和26n＋8m＝42 ②，①、②式联立成方程组，解得n＝1，m＝2，故该有机物的分子式为C3H8O2。
5．已知某有机物9.2 g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰。浓硫酸增重10.8 g，碱石灰增重17.6 g，该有机物的分子式是( A )
A．C2H6O B．C2H4O
C．CH4O D．C2H6O2
解析：将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重的10.8 g为水的质量，碱石灰增重的17.6 g为二氧化碳的质量。生成水的物质的量为eq \f(10.8 g,18 g·ml－1)＝0.6 ml，H原子的物质的量为0.6 ml×2＝1.2 ml；生成二氧化碳的物质的量为eq \f(17.6 g,44 g·ml－1)＝0.4 ml，C原子的物质的量为0.4 ml；9.2 g该有机物分子中含有氧原子的物质的量为eq \f(9.2 g－12 g·ml－1×0.4 ml－1 g·ml－1×1.2 ml,16 g·ml－1)＝0.2 ml。该有机物分子中含有C、H、O原子的物质的量之比为0.4 ml∶1.2 ml∶0.2 ml＝2∶6∶1，该有机物的最简式为C2H6O，由于H原子已经饱和，故该有机物的分子式为C2H6O，故A正确。
6．0.2 ml有机物和0.4 ml O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8 g；再通过灼热的CuO充分反应后，固体质量减轻3.2 g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6 g。0.1 ml该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应。下列关于该有机物的说法不正确的是( C )
A．该化合物的相对分子质量是62
B．该化合物的分子式为C2H6O2
C．1 ml该化合物能与2 ml O2发生催化氧化反应
D．1 ml该有机物最多能与2 ml Na反应
解析：0.2 ml有机物燃烧生成水10.8 g，物质的量为eq \f(10.8 g,18 g·ml－1)＝0.6 ml，CO与CuO反应后转化为CO2，与燃烧生成的CO2都被碱石灰吸收。有机物含有碳原子的物质的量为eq \f(17.6 g,44 g·ml－1)＝0.4 ml，根据碳元素守恒可知，1 ml有机物含有碳原子的物质的量为2 ml，含有氢原子的物质的量为6 ml。含有氧原子的物质的量为eq \f(0.6 ml＋0.2 ml＋0.2 ml×2－0.4 ml×2,0.2)＝2 ml，所以有机物的分子式为C2H6O2,0.1 ml该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应，4.6 g Na的物质的量为eq \f(4.6 g,23 g·ml－1)＝0.2 ml，有机物与Na按物质的量之比1∶2反应，有机物分子中含有2个—OH，该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH，结合有机物的结构和性质分析答案即可。
题组三 图谱法在确定有机物分子结构中的综合应用
7．化合物A经质谱法和燃烧实验分析得知其相对分子质量为136，分子式为C8H8O2。A分子中含有一个苯环且苯环上只有一个取代基，其红外光谱图与核磁共振氢谱图如图所示。下列关于A的说法错误的是( D )
A．A属于酯
B．A在一定条件下可与3 ml H2发生加成反应
C．符合题中A分子结构特征的有机物只有1种
D．与A属于同类化合物的同分异构体(不包括A)只有2种
解析：根据题意知A的结构简式为，该物质属于酯类，A正确；1 ml A最多与3 ml H2加成，其中酯基不与H2加成，B正确；符合题意的A分子结构只有1种，C正确；属于酯类的A的同分异构体有5种，D错误。
综合强化
8．将2.4 g某有机物M置于密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。将燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰和灼热的氧化铜(试剂均足量，且充分反应)，测得浓硫酸增重1.44 g，碱石灰增重1.76 g，氧化铜减轻0.64 g。下列说法不正确的是( C )
A．M的实验式为CH2O
B．若要得到M的分子式，还需要测得M的相对分子质量或物质的量
C．若M的相对分子质量为60，则M一定为乙酸
D．通过红外光谱仪可分析M中的官能团
解析：浓硫酸增重的1.44 g为水的质量，水的物质的量为eq \f(1.44 g,18 g·ml－1)＝0.08 ml。碱石灰增重的1.76 g为CO2的质量，其物质的量为eq \f(1.76 g,44 g·ml－1)＝0.04 ml。CuO与CO反应生成Cu与CO2，氧化铜减少的质量等于反应的CuO中O原子的质量，1个CO与1个O原子结合生成CO2，O原子的物质的量为eq \f(0.64 g,16 g·ml－1)＝0.04 ml，故CO为0.04 ml。综上可知，2.4 g有机物M中含有C原子为0.04 ml＋0.04 ml＝0.08 ml，含有H原子为0.08 ml×2＝0.16 ml，则含有C、H元素的总质量为12 g·ml－1×0.08 ml＋1 g·ml－1×0.16 ml＝1.12 g