1.2.2 有机化合物分子式和分子结构的确定
课堂例题
例1(易)
1．甲烷分子中的4个氢原子都可以被取代，若甲烷分子中的4个氢原子被苯基取代，则可得到的分子如图所示，下列描述中正确的是
A．分子式为C25H24
B．分子含有官能团：碳碳双键
C．此物质属芳香烃类物质
D．最多有3个碳原子在同一平面上
例2(中)
2．由1个氧原子、1个氮原子、7个氢原子和若干个碳原子组成的有机物，其碳原子的个数至少为
A．1 B．2 C．3 D．4
例1(易)
3．某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.16%，氢的质量分数为13.14%。则：
(1)氧的质量分数为 。
(2)C、H、O的原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)≈ 。
(3)该未知物A的实验式为 。
例2(中)
4．某化合物6.4g在氧气中完全燃烧，只生成8.8gCO2和7.2gH2O。下列说法正确的是
A．该化合物仅含碳、氢两种元素
B．该化合物中碳、氢原子个数比为1：8
C．无法确定该化合物是否含有氧元素
D．该化合物实验式为CH4O
例1(易)
5．某有机物在相同状况下对氢气的相对密度为45。取该有机物样品3.6 g在纯氧中充分燃烧得到两种产物，将产物先后通过过量浓硫酸和碱石灰，两者分别增重2.16g和5.28g，则该有机物的分子式为
A．C3H6O3 B．CH2O3 C．C3H6O2 D．C3H8O3
例2(中)
6．某化学小组同学利用如图装置测定有机化合物中元素C、H、O的质量比，将质量为m的样品放入石英管中加热使其充分反应，实验结束后，U形管c、d的质量增重分别为、。
下列说法错误的是
A．开始实验时，依次点燃酒精喷灯b、a
B．实验测得元素C、H的质量比为
C．若调换装置c和d，则无法达成实验目的
D．若加热前未先通入一段时间氧气会导致测得氧元素的质量分数偏小
例1(易)
7．能够快速、微量、精确地测定相对分子质量的方法是
A．质谱法 B．燃烧法 C．核磁共振氢谱法 D．红外光谱法
例2(中)
8．下图是某有机化合物分子的质谱图，由图可知该分子的相对分子质量为
A．58 B．214 C．229 D．231
例1(易)
9．某有机物A的分子式为C4H10O，其红外光谱如图所示，则A的结构简式为
A． B．
C． D．
例2(中)
10．某有机化合物有碳、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． B．
C． D．
例1(易)
11．某有机物的核磁共振氢谱如图所示，该有机物的结构简式可能为
A． B．
C． D．
例2(中)
12．下列有关有机物的官能团、核磁共振氢谱分析都正确的是
选项 有机物 官能团的名称 核磁共振氢谱峰数
A 酚羟基、碳碳双键 5
B 醇羟基、酯基 7
C 羧基、羰基 6
D 碳氯键、碳溴键、醛基 3
A．A B．B C．C D．D
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．该有机化合物的分子式为，A错误；
B．苯环结构中不含有碳碳双键，故该分子没有碳碳双键，B错误；
C．此物质含有苯环，且只含有C、H元素，因此属于芳香烃类物质，C正确；
D．中心碳原子为饱和碳，与苯环相连的单键可以旋转，因此最多可以有2个苯共平面，故最多可以有13个碳原子共平面，D错误；
故选C。
2．B
【详解】由题意可知，有机物分子由1个氧原子、1个氮原子、7个氢原子和若干个碳原子构成的，为了保证每个原子达到稳定结构，氧原子不能同时与2个氢原子结合，氮原子不能同时与3个氢原子结合，否则就变成了水分子和氨分子，则1个氧原子最多结合1个氢原子，1个氮原子最多结合2个氢原子，共结合3个氢原子，剩余4个氢原子不可能只与1个碳原子结合，否则就成了甲烷分子，因此至少应与2个碳原子结合，故选B。
3．(1)34.7%
(2)2∶6∶1
(3)C2H6O
【详解】（1）碳的质量分数是52.16%，氢的质量分数是13.14%，氧元素质量分数是，故答案为：34.7%；
（2）C、H、O的原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)≈∶∶≈2∶6∶1，故答案为：2∶6∶1；
（3）根据上述计算可知该未知物A的实验式为C2H6O，故答案为：C2H6O。
4．D
【分析】某化合物6.4g在氧气中完全燃烧，只生成8.8g CO2和7.2g H2O，n(CO2)=0.2mol，n(H2O)=0.4mol，根据元素守恒，6.4g该化合物中含有0.2mol C、0.8mol H，根据质量守恒定律，该化合物中含有O的物质的量为。
【详解】A．根据以上分析，该化合物含碳、氢、氧三种元素，故A错误；
B．6.4g该化合物中含有0.2mol C、0.8mol H，碳、氢原子个数比为1：4，故B错误；
C．根据以上分析，该化合物含碳、氢、氧三种元素，故C错误；
D．6.4g该化合物中含有0.2mol C、0.8mol H、0.2mol O，该化合物实验式为CH4O，故D正确；
选D。
5．A
【详解】某有机物在相同状况下对氢气的相对密度为45，其相对分子质量为45×2=90，有机物样品3.6 g在纯氧中充分燃烧得到两种产物，将产物先后通过过量浓硫酸和碱石灰，两者分别增重2.16g和5.28g，则燃烧生成的水的物质的量为：，CO2的物质的量为，有机物中H原子为0.24mol，C原子为0.12mol，O原子为：，可知C、H、O的原子个数比为1：2：1，设有机物为(CH2O)n，则(12+2+16)×n=90，解得n=3，则有机物分子式为C3H6O3，
故选A。
6．B
【分析】由实验装置图可知，a处发生的反应为有机物在加热条件下与氧气反应生成碳的氧化物和水，装置b处氧化铜与一氧化碳反应生成二氧化碳，装置c为水蒸气的吸收测定装置，装置d为二氧化碳的吸收测定装置，该装置的缺陷为没有吸收空气中水蒸气和二氧化碳的装置，会导致实验误差。
【详解】A．为使有机物不完全燃烧生成的二氧化碳完全转化为被碱石灰吸收的二氧化碳，实验开始时，应依次点燃酒精喷灯b、a，故A正确；
B．由分析可知，装置c为水蒸气的吸收测定装置，装置d为二氧化碳的吸收测定装置，则实验测得碳、氢元素的质量比为(×12)：(×2×1)= ，故B错误；
C．由分析可知，装置c为水蒸气的吸收测定装置，装置d为二氧化碳的吸收测定装置，若调换装置c和d，则碱石灰会吸收二氧化碳和水蒸气，无法测得反应生成二氧化碳和水蒸气的质量，无法达成实验目的，故C正确；
D．若加热前未先通入一段时间氧气排尽装置中的空气，实验测得水蒸气和二氧化碳的质量均偏高，会导致测得氧元素的质量分数偏小，故D正确；
故选B。
7．A
【详解】A．质谱仪用高能电子流等轰击样品使有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子等，这些离子因质量不同，电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同，计算机对其进行分析后得到它们的相对质量与电荷数的比值即质荷比，以质荷比为横坐标，以各类离子的相对于丰度为纵坐标，记录测试结果就得到有机化合物的质谱图，质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值就是有机物分子的相对分子质量，故A正确；
B．燃烧法能确定有机物中碳、氢元素的质量分数，若有机物为烃或烃的含氧衍生物，则燃烧法可以确定有机物的最简式，故B错误；
C．核磁共振是检验不同环境的H的数量，有多少种不同的H，就有多少个峰，各个峰的高度大致上能显示各种H的数量比例，故C错误；
D．红外光谱是用于鉴定有机物中所含的各种官能团的，双键，三键，羟基，羧基，羰基等等，故D错误；
故选A。
8．D
【详解】质谱图中的质荷比最大的值对应的就是未知物的相对分子质量，则该有机化合物的相对分子质量为231；
答案选D。
9．A
【分析】该分子式C4H10O，红外光谱显示存在对称的甲基(-CH3)，对称的亚甲基(-CH2)和醚键，可得出分子的结构CH3CH2OCH2CH3。
【详解】A．CH3CH2OCH2CH3分子式C4H10O，存在对称的甲基(-CH3)，对称的亚甲基(-CH2)和醚键，可得出分子的结构CH3CH2OCH2CH3，A符合题意；
B．分子式C4H10O，两个亚甲基(-CH2-)不对称，没有对称的亚甲基(-CH2-)，B不合题意；
C．分子式C4H10O，三个亚甲基(-CH2-)不对称，一个甲基，且不含醚键，C不合题意；
D．分子式C4H10O，没有亚甲基(-CH2-)，有3个甲基(-CH3)，D错误；
故答案为：A。
10．C
【详解】A．有机物的相对分子质量为60，含有C-H键、C-O键，但不含有O-H键，A不符合题意；
B．的相对分子质量为74，B不符合题意；
C．的相对分子质量为60，分子中含有C-H键、O-H键、C-O键，C符合题意；
D．的相对分子质量为60，含有C-H键、C-O键，但不含有O-H键，D不符合题意；
故选C。
11．A
【详解】A．核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为3：3：2，A符合题意；
B．的核磁共振氢谱中有2组峰，B不符合题意；
C．的核磁共振氢谱中有2组峰，C不符合题意；
D．的核磁共振氢谱中有1组峰，D不符合题意；
答案选A。
12．B
【详解】
A．物质中含有酚羟基和碳碳双键2种官能团，含有7种不同环境的H，核磁共振氢谱有7个峰，故A错误；
B．物质 含有醇羟基和酯基2种官能团，含有7种不同环境的H，核磁共振氢谱有7个峰，故B正确；
C．物质中含有羧基和醛基2种官能团，含有6种不同环境的H，核磁共振氢谱有6个峰，故C错误；
D．物质中含有碳溴键、碳氯键和酮羰基3种官能团，含有7种不同环境的H，核磁共振氢谱有7个峰，故D错误；
故选：B。
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