文档内容
第 1 章 有机化合物的结构特点与研究方法
第2节研究有机化合物的一般方法
第2课时
基础达标
一、单选题
1．现代分析仪器对有机物M的分子结构进行测定，相关结果如下：
有关M的说法不正确的是
A．根据图1信息，M的相对分子质量应为74
B．根据图1、图2信息，推测M的分子式是C H O
4 10
C．根据图1、图2、图3信息，可确定M是二醚
D．根据图1、图2、图3信息，M分子内有三种化学环境不同的H，个数比为6：
3：1
【答案】C
【详解】A．图1中最大质荷比为74，因此M的相对分子质量为74，故A正确；
B．图2可知M中含有烷基与醚键，则其通式可表示为C H O，因此14n+2+16=74，
n 2n+2
解得n=4，故其分子式为C H O，故B正确；
4 10
C．由图2可知M属于醚类，结合分子式C H O，可确定M是一元醚，故C错误；
4 10
D．由图3可知M中含有3种类型的氢原子，并且个数比为6：3：1，故D正确；
答案选C。
2．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
【答案】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。
3．某学习小组研究某烃的含氧衍生物A的组成和结构，研究过程如下：称取9gA在
足量氧气中充分燃烧，并使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，对A进行波谱分析结果如图。下列说法错误的是A．由质谱图可知A的分子式为
B．结合红外光谱和核磁共振氢谱可知A的结构简式为
C．若取A和 的混合物1mol进行燃烧实验，该混合物完全燃烧消耗氧气的
物质的量取决于混合物中二组分的比例
D．B是A的位置异构体，则B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶1∶1
【答案】C
【分析】9gA在足量氧气中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过足量的浓硫酸和碱石
灰，发现两者分别增重5.4g和13.2g，说明完全燃烧生成水的质量为5.4g，二氧化碳的
质量为13.2g， 5.4g，9gA完全燃烧生成水的物质的量是 = =0.3 mol，9.0gA
完全燃烧生成二氧化碳的物质的量是 = =0.3mol，n(O)= =
=0.3mol，所以A的实验式为CHO，通过质谱法测得
2
A相对分子质量为90，设分子式为(CHO)n，则(12+2+16)n=90，n=3，故A的分子式
2
为C HO，以此来解析；
3 6 3
【详解】A．由分析可知A的分子式为 ，A正确；B．根据红外光谱只A中含有-OH和-COOH，由核磁共振氢谱可知，A中含有4种氢
原子，其数目比为1：1：1：3，故A的结构简式为CHCH(OH)COOH，B正确；
3
C．由分析可知A的分子式为 ，假设有机物的物质的量都为1mol,混合物中的
两种有机物物质的量相同时，完全燃烧消耗的氧气的物质的量相等，无论以何种物质
的量的比例混合，完全燃烧消耗氧气的量是否都为3mol，C错误；
D．B是A的位置异构体，则B为CH(OH)CHCOOH，共有4种氢原子，个数比为
2 2
2：2：1：1，即B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2：2：1：1，D正确；
故选C。
4．已知某有机物在标况下5.6L氧气中恰好完全燃烧，将反应生成的气体依次通过浓
硫酸和碱石灰。浓硫酸增重5.4 g，碱石灰增重8.8g，下列有关说法不正确的是
A．该有机物中存在氧元素
B．该有机物的分子式为C HO
2 6 2
C．该有机物的核磁共振氢谱可能有2组峰
D．该有机物的同分异构体的质谱图完全一样
【答案】D
【分析】将某有机物在标况下5.6L氧气中恰好完全燃烧，氧气的物质的量为：
，氧原子的物质的量为0.5mol，产物通过浓硫酸，浓硫酸增重5.4 g
为水，其物质的量为： ，则含有H元素的物质的量为0.6mol，氧原子
的物质的量为0.3mol，通过碱石灰，碱石灰又增重的8.8 g为二氧化碳的质量，其物质
的量为： ，含有C的物质的量为：0.2mol，氧原子的物质的量为
0.4mol，生成物中氧原子共0.7mol，大于氧气中氧原子物质的量，则有机物中有氧原
子且为0.2mol，故有机物中，C物质的量为0.2mol、H物质的量为0.6mol、O物质的
量为0.2mol，所以该有机物分子中C、H 、O原子数之比为：0.2mol：0.6mol：
0.2mol=1：3：1，其最简式为：CHO，据此解答；
3
【详解】A．由分析可知，该有机物中存在氧元素，A正确；
B．设该有机物分子式为(CHO) ，当n=2时，得到的分子式C HO 中H原子已经达到
3 n 2 6 2
饱和，所以该有机物分子式一定为C HO，B正确；
2 6 2C．若该有机物结构为乙二醇，乙二醇的分子中含有两种等效H，则其核磁共振氢谱有
两个吸收峰，C正确；
D．同分异构体在质谱图中最大质荷比相同，但谱图不完全相同，D错误；
故选D。
5．某小组探究一种有机物Y的结构。第一步通过李比希氧化法测得4.24g有机物Y产
生 和 水，第二步通过仪器分析得知Y的相对分子质量为106，第三步
通过核磁共振仪测出Y的核磁共振氢谱图中由4组峰，其面积比为1：2：6：1，第四
步通过红外光谱仪测出有苯环骨架的信号。下列说法不正确的是
A．第二步中的仪器分析方法为质谱法
B．Y的分子式为
C．Y是间二甲苯
D．Y分子中的碳原子均采取 杂化轨道成键
【答案】D
【分析】
烃X的物质的量n(X)= ，反应产生的CO 的物质的量为
2
n(CO)= ，反应产生的HO的物质的量为n(H O)=
2 2 2
，则分子中N(C)= =8；N(H)= =10，故X的分子
式为C H ，X的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而核磁共振谱有4个峰，
8 10
其面积比为1：2：6：1，，则Y为 ，名称为间二甲苯。
【详解】A．第二步通过仪器分析得知X的相对分子质量，该方法称为质谱法，故A
正确；
B．根据分析，Y的分子式为 ，故B正确；C．Y为 ，名称为间二甲苯，故C正确；
D．Y分子中苯环上碳原子为sp2杂化，甲基碳原子采取sp3杂化轨道成键，故D错误；
故答案为D。
6．下列化学用语或说法正确的是
A．水分子的空间填充模型为
B．铝基态原子电子排布式为
C．醋酸的分子式为
D．用电子式表示 的形成过程为
【答案】A
【详解】
A．水分子的空间填充模型为 ，A正确；
B．铝基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p1，B错误；
C．醋酸的分子式为C HO，C错误；
2 4 2
D．用电子式表示HCl的形成过程为： ，D错误；
故选A。
二、填空题
7．按要求回答下列问题：
(1)研究有机物的方法有很多，常用的有①核磁共振氢谱 ②蒸馏 ③重结晶 ④萃取⑤红
外光谱 ⑥过滤。其中用于分子结构确定的有 (填序号)
(2)下列物质中，其核磁共振氢谱中只有一个吸收峰的是_______(填字母)。
A．CHCH B．CHCOOH C．CHCOOCH D．CHOCH
3 3 3 3 3 3 3
(3)其含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定共碳的质量分数是
64.86%，氢的质量分数是13.51%。
①如下图是该有机物甲的质谱图，则其相对分子质量为 ，分子式为 。②确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基。
③确定甲的结构简式：
a．经测定有机物甲的核磁共振氢谱如下图1所示，则甲的结构简式为 。
b．若乙为甲的一种同分异构体，乙的红外光谱如下图2所示，则该有机物乙的结构简
式为 。
【答案】(1)①⑤
(2)AD
(3) 74 C H O C(CH )OH CH CHOCH CH
4 10 3 3 3 2 2 3
【详解】（1）在上述各种研究方法中，蒸馏、重结晶、萃取、过滤是有机物分离或提纯的方法，核磁共振氢谱、红外光谱常用于分子结构确定，答案选①⑤；
（2）其核磁共振氢谱中只有一个吸收峰，说明有机物分子中只有一类氢原子，
A．CHCH 分子中只有一类氢原子，A正确；
3 3
B．CHCOOH分子中含有两类氢原子，B错误；
3
C．CHCOOCH 分子中含有两类氢原子，C错误；
3 3
D．CHOCH 分子中只有一类氢原子，D正确；
3 3
答案选AD；
（3）且设有机物质量为74g，故n(C):n(H):n(O)= : :
=4:10:1，故实验式为C H O；
4 10
①根据分析可知，甲的实验式为C H O；根据质谱图知，其相对分子质量是74，结合
4 10
其实验式知其分子式为C H O；
4 10
③a.甲的核磁共振氢谱图中出现2组峰，说明该结构中有2种氢原子，则结构简式为：
C(CH)OH；
3 3
b.乙为甲的一种同分异构体，乙的红外光谱含有对称-CH，对称-CH-和C-O-C结构，
3 2
故结构简式为CHCHOCH CH，含有的官能团为醚键。
3 2 2 3
8．有A、B两种有机物，按要求回答下列问题：
(1)取有机物A3.0g，测得完全燃烧后生成3.6gH O和3.36LCO (标准状况)，已知相同条
2 2
件下，该有机物的蒸气密度是氢气的30倍，则该有机物的分子式为 。
(2)有机物B的分子式为C HO，其红外光谱图如图：
4 8 2
又测得其核磁共振氢谱图中有3组峰，且峰面积比为6：1：1，试推测该有机物的结构
并写出结构简式： 。
(3)主链含6个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷经有 (不考虑立体异构)。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种(4)采用现代仪器分析方法，可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。某烯经X
的质谱图中最大质荷比为56，该物的核磁共振氢谱如图：
①X的结构简式为 ﹔该烯经是否存在顺反异构 (填是或否)。
②写出X与溴水反应方程式 。
③有机物Y与X互为同分异构体，且Y分子结构中只有一种等效氢，则Y的键线式为：
。
【答案】(1)C HO
3 8
(2)
(3)C
(4) CH =CH－CH－CH 否 CH=CH－CH－CH+Br →CHBr－CHBr－
2 2 3 2 2 3 2 3
CHCH
2 3
【详解】（1）Mr(A)=30×2=60，n(A)= =0.05mol，而n(CO)=
2
=0.15mol，n(H O)= =0.2mol，根据原子守恒可知，A分子中N(C)=
2
=3，N(H)= =8，则N(O)= =1，故A的分子式为C HO；
3 8
（2）有机物B的分子式为C HO，核磁共振氢谱图有3组信号峰，说明含有3种氢原
4 8 2
子，且峰面积比为6：1：1，说明有2个对称的甲基，红外光谱图显示还含有C=O、C-O-C，满足条件的结构简式为 ；
（3）主链6个C原子，则乙基只能在3号C上，甲基可以在中间所有的C上，该分子
不对称，甲基分别在中间四个碳原子上，共有4种；
（4）①某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56，则X相对分子质量为56，分子中最大
碳原子数目= =4••••••8，故X分子式为C H，它的核磁共振氢谱有4种化学环境不
4 8
同的氢，且数目之比为1：2：2：3，故X为CH=CH－CH－CH，其中一个不饱和碳
2 2 3
原子连接2个氢原子，没有顺反异构；
②CH =CH－CH－CH 与溴水发生加成反应，反应方程式为CH=CH－CH－
2 2 3 2 2
CH+Br →CHBr－CHBr－CHCH；
3 2 3 2 3
③有机物Y与CH=CHCHCH 互为同分异构体，且Y 分子结构中只有一种等效氢，
2 2 3
则Y结构简式为： 。
某含碳、氨、氧三种元素的有机物甲14.8g，放入燃烧管中，不断通入氧气流持续加热，
将生成物先后通过无水硫酸铜和碱石灰，两者分别增重18g和35.2g，生成物完全被吸
收。
9．如图是该有机物甲的质谱图，则其相对分子质量为 ，分子式为
。
10．确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基，则甲可能的结构有
种。
11．确定甲的结构简式：
a．经测定有机物甲的核磁共振氢谱如下图所示，则甲的结构简式为 。b．若乙为甲的一种同分异构体，乙的红外光谱如下图所示，则该有机物乙的结构简式
为 。
【答案】9． 74 C H O 10．4 11． C(CH)OH
4 10 3 3
CHCHOCH CH
3 2 2 3
【解析】9．根据质谱图知，其相对分子质量是74；某含碳、氢、氧三种元素的有机
物甲14.8 g，放入燃烧管中，不断通入氧气流持续加热，将生成物先后通过无水硫酸
铜和碱石灰，两者分别增重18g和35.2g，则生成的水的物质的量为 1mol，
n(H)=2mol，生成的CO 的物质的量为 =0.8mol，则14.8 g甲中含有O的物质
2
的量为 =0.2mol，故
N(C):N(H):N(O)=0.8mol:2mol:0.2mol，故甲的实验式为C H O；结合相对原子质量是
4 10
74知其分子式为C H O；
4 10
10．由分子式C H O可知，碳已被氢饱和，能与钠反应生成氢气，则含有羟基；为一
4 10
元饱和醇，C H O有4种等效氢，则可能结构有4种，结构简式为：
4 10
HOCH CHCHCH、CHCH(OH)CH CH、(CH)CHCH OH、C(CH)OH；
2 2 2 3 3 2 3 3 2 2 3 311．a．甲的核磁共振氢谱图中出现2组峰，说明该结构中有2种氢原子，则结构简式
为：C(CH)OH；
3 3
b．甲的红外光谱中含有对称-CH，对称-CH-和C-O-C结构，故有机物的结构简式为
3 2
CHCHOCH CH，含有的官能团为醚键。
3 2 2 3
三、解答题
12．有机物M可从酸牛奶中提取。已知纯净的M为无色黏液体，易溶于水。研究M
的组成与结构，进行了如下实验，请根据实验步骤解释或得出实验结论：
(1)称取M 4.5g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H 的45倍。则M的摩尔质量
2
为： 。
(2)将此4.5g M在足量纯O 中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，
2
发现两者分别增重2.7g和6.6g，则M的分子式为： 。
(3)通过M的红外光谱图发现该分子中既有羟基，还有羧基，则羟基电子式
。
(4)M的核磁共振氢谱如下图，M中含有 种氢原子。
(5)综上所述，M的结构简式为 。
(6)M易溶于水的原因 。
【答案】(1)90g/mol
(2)C HO
3 6 3
(3)
(4)4
(5)
(6)M中含有羟基，可以和水形成分子间氢键，增大其溶解度
【分析】根据相同条件下密度比等于摩尔质量之比计算；产物依次缓缓通过浓硫酸、
碱石灰，发现两者分别增重2.7g和6.6g，可知燃烧生成水、二氧化碳分别是2.7g和
6.6g，根据元素守恒计算；羟基有1个没成对电子；根据M的核磁共振氢谱图,可知M有4组峰，比值为1:1:1:3，以此解题。
【详解】（1）相同条件下，气体的密度比等于摩尔质量之比，所以摩尔质量是氢气的
45倍，M的摩尔质量是 =90g/mol；
（2）4.5gM在足量纯O 中充分燃烧生成水、二氧化碳分别是2.7g和6.6g，则n
2
（HO）= ，n（CO）= ，则4.5gM 中含C、
2 2
H、O的物质的量分别为0.15mol、 、
，C、H、O的物质的量之比为
1:2:1，摩尔质量是90g/mol，所以分子式为C HO；
3 6 3
（3）羟基的电子式 ；
（4）根据M的核磁共振氢谱图,可知M有4组峰，即有4种等效氢；
（5）根据M的核磁共振氢谱图,可知M有4组峰，即有4种等效氢，比值为1:1:1:3，
通过M的红外光谱图发现该分子中既有羟基，还有羧基，结合分子式可知含有1个羟
基，1个羧基；综上所述，M的结构简式为 ；
（6）根据M的结构可知，其中含有羟基，则M易溶于水的原因是：M中含有羟基，
可以和水形成分子间氢键，增大其溶解度。
13．青蒿素是我国科学家从传统中药中发现能治疗疟疾的有机化合物，其分子结构如
下图所示，它可用单官能团有机溶剂A从中药中提取。
(1)青蒿素的分子式为 。从青蒿素的结构可以判断，青蒿素 (填易溶、不易
溶)于水。借助李比希法确定有机溶剂A的实验式(最简式)。利用如图所示的装置测定有机化合物A的组成，取4.4gA与足量氧气充分燃烧，实验结束后，高氯酸镁的质量
增加3.6g，碱石棉的质量增加8.8g。装置图中氧化铜的作用是 。
(2)使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下：
①根据图1，A的相对分子质量为 。
②根据图2，推测A可能所属有机化合物的类别 ，分子式为 。
③根据以上结果和图3(三组峰的面积比为3：3：2)，推测A的结构简式可能为 。
(写出一种即可)
【答案】(1) C H O 不易溶 使碳元素完全转化为CO
15 22 5 2
(2) 88 酯 C HO CH CHCOOCH 或CHCOOCH CH
4 8 2 3 2 3 3 2 3【详解】（1）青蒿素的分子式为C H O；青蒿素含有酯基和醚键，没有亲水基团羟
15 22 5
基和羧基，则从青蒿素的结构可以判断，青蒿素不易溶于水；装置图中氧化铜能使可
能存在不完全燃烧生成的CO完全转化为CO，故氧化铜的作用是使碳元素完全转化为
2
CO；
2
（2）①根据图1中信息得到A的相对分子质量为88；
②取4.4gA(物质的量为0.05mol)与足量氧气充分燃烧，实验结束后，高氯酸镁的质量
增加 3.6g(水的物质的量为 0.2mol)，碱石棉的质量增加 8.8g(二氧化碳物质的量为
0.2mol)，则根据质量守恒得到A中碳氢关系为C H，相对分子质量小于88，说明还含
4 8
有氧，则分子式C HO ，根据相对分子质量为88得到分子式为C HO ，根据图2，含
4 8 x 4 8 2
有碳氧双键，还含有碳氧单键和甲基，则推测A可能所属有机化合物的类别酯，分子
式为C HO；
4 8 2
③含有不对称的甲基，分子式为C HO ，有三组峰的面积比为3：3：2，推测A的结
4 8 2
构简式为CHCHCOOCH 或CHCOOCH CH。
3 2 3 3 2 3
14．元素分析和图谱分析，是有机化合物的重要表征手段。
I．元素分析
按下图实验装置(部分装置略)对某有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题：
(1)CuO的作用是 (举1例，用化学方程式表示)。
(2)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。
A． B．NaCl C．碱石灰(CaO＋NaOH) D．
(3)若样品 为1.8g，实验结束后，c管增重1.08g，d管增重2.64g。质谱测得该
有机物的相对分子量为90，该有机化合物的分子式为 。
Ⅱ．图谱分析
(4)有机物X是一种重要的有机合成中间体，用于制造塑料、涂料和黏合剂等。有机物
X的质谱图(见图)表明，该有机物的相对分子质量为 。(5)①某有机物的核磁共振氢谱图如图所示，该有机物的结构简式可能是 。
A． B． C． D．
②某有机化合物结构如下图所示，该有机化合物分子中共有 种不同化学环境的
氢原子。
【答案】(1)CO+CuO Cu+CO
2
(2) A C
(3)C HO
3 6 3
(4)92
(5) A 3
【分析】由实验装置可知，先通入氧气可排除装置中的空气，连接装置后检验装置的
气密性，先点燃b处，保证有机物中C元素转化为二氧化碳，再点燃a处，有机物燃烧生成二氧化碳和水，c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，a、d
不能互换，否则碱石灰吸收的质量为混合物的质量，然后熄灭a，一段时间后再熄灭
b，继续通入氧气至石英管冷却至室温，可保证水、二氧化碳被完全吸收，取下c和d
管称重，c中为水的质量、d中为二氧化碳的质量，结合质量守恒及相对分子质量确定
分子式，据此分析解题。
【详解】（1）有机物燃烧很可能不完全产生CO等，故CuO的作用是CO+CuO
Cu+CO ，故答案为：CO+CuO Cu+CO ；
2 2
（2）由分析可知，c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，c和d中
的试剂分别是A、C，故答案为：A；C；
（3）若样品 为1.8g，则有机物的物质的量为： =0.02mol，实验结束后，
c管增重1.08g，则有机物中含有H的物质的量为： =0.12mol，d管增重
2.64g，则有机物中C的物质的量为： =0.06mol，故有机物中：n(有机物)：
n(C):n(H)=0.02mol:0.06mol：0.12mol=1：3：6，即该有机物为C HOz，质谱测得该有
3 6
机物的相对分子量为90，则Z= =3，故该有机化合物的分子式为
C H0，故答案为：C H0；
3 6 3 3 6 3
（4）已知质谱图中质荷比最大的峰对应数值即为该有机物的相对分子质量，故有机物
X的质谱图(见图)表明，该有机物的相对分子质量为92，故答案为：92；
（5）①由题干有机物的核磁共振氢谱图所示，可知该有机物含有2种不同环境的氢原
子，且数目不相等，据此分析解题：
A．CHCHBr含有两种不同环境的氢原子，个数比为3：2，A符合题意；
3 2
B． 含有3种不同环境的氢原子，个数比为1：2：1，B不合题意；C． 中含有3种不同环境的氢原子，个数比为1：2：1，C不合题意；
D．CHCHOH中含有3种不同环境的氢原子，个数比为1：2：3，D不合题意；
3 2
故答案为：A；
②根据等效氢原理可知，有机化合物 分子中共有3种不同化学环境的氢
原子，即如图所示： ，故答案为：3。
15．有机物在生产生活中应用广泛，某实验小组以“有机物结构的测定方法”和“配
合物结构的测定方法”为研究课题设计了如下实验。
I．有机物结构的确定方法
实验步骤：
①取6.8g该有机物A试样通过上述装置完全反应，装置甲增重3.6g，装置乙增重
17.6g。
②用质谱仪测定有机物A的相对分子质量，得到如图所示的质谱图。
③用核磁共振仪处理该化合物，所得核磁共振氢谱图中4组峰的面积之比是1：2：2：
3。
回答下列问题：
(1)若没有装置丙，可能带来的影响是 。(2)由上述已知条件可推出有机物A的分子式为 。
(3)已知有机物A属于芳香族化合物，与乙酸的官能团种类相同，请写出其结构简式：
。
Ⅱ．配合物结构的测定方法
已知：①Co的此类配合物离子较稳定，但加碱再煮沸可促进其内界解离，如：
。
②下述实验所得样品中的Co元素为+3价，Co3+的配位数为6。
某兴趣小组用Cl-取代 离子中NH 制得配合物 化学式为
3
。该实验小组用以下方法测定所得配合物的组成。
实验步骤：取mgX样品加入过量浓NaOH溶液，煮沸，将生成的NH 通入
3
20mL0.20mol/L的稀硫酸(过量)中，再用0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定剩余HSO 溶
2 4
液。
(4)该配合物中，配体NH 分子中的配位原子为 原子(填原子符号)。
3
(5)若滴定过程平均消耗NaOH标准溶液20.00mL，则样品中含有NH 的物质的量为
3
mol。
(6)为了减小实验误差，上述中和滴定实验应选择 (填“甲基橙”或“酚
酞”)做指示剂。
(7)另取mgX样品，加入过量HNO 酸化后，用AgNO 溶液滴定测得
3 3
n(Cl-)=0.0036mol。请用配合物的形式表示该样品的组成： 。
【答案】(1)导致CO 的质量偏大，导致有机物中C的个数偏大，O的个数偏小
2
(2)C HO
8 8 2
(3)
(4)N
(5)0.006
(6)甲基橙
(7)[Co(NH )Cl]Cl
3 5 2
【分析】
取6.8g该有机物A试样通过上述装置完全反应，装置甲增重3.6g即产生的HO的质量
2为3.6g，n(H)=2n(H O)=2× =0.4mol，装置乙增重17.6g即产生的CO 为17.6g，
2 2
n(C)=n(CO )= =0.4mol，则 n(O)= =0.1mol，
2
由题干质谱图可知有机物A的相对分子质量136，则有机物的物质的量为：n(有机物)=
=0.05mol，故n(有机物)：n(C)：n(H)：n(O)=0.05mol：0.4mol：0.4mol：
0.1mol=1:8:8:2，即该有机物的分子式为：C HO ，用核磁共振仪处理该化合物，所得
8 8 2
核磁共振氢谱图中4组峰的面积之比是1：2：2：3，则该有机物的结构简式为：
或 ，据此分析解题。
【详解】（1）若没有装置丙，导致乙装置可能吸收空气中的水蒸气和CO，导致CO
2 2
的质量偏大，导致有机物中C的个数偏大，O的个数偏小，故答案为：导致CO 的质
2
量偏大，导致有机物中C的个数偏大，O的个数偏小；
（2）由分析可知，由上述已知条件可推出有机物A的分子式为C HO，故答案为：
8 8 2
C HO；
8 8 2
（3）
已知有机物A属于芳香族化合物，与乙酸的官能团种类相同即含有羧基，则该有机物
的结构简式为： ，故答案为：
；
（4）该配合物中，配体NH 分子中N原子上有一对孤电子对，故NH 的配位原子为N
3 3
原子，故答案为：N；
（5）由反应方程式：NH +H SO (过量)=NHHSO ，NH HSO +2NaOH=Na SO +2H O+
3 2 4 4 4 4 4 2 4 2
(NH )SO ，HSO +2NaOH=Na SO +2H O，若滴定过程平均消耗NaOH标准溶液
4 2 4 2 4 2 4 2
20.00mL，则样品中含有NH 的物质的量n（NH ）=0.020L×0.2mol/L×2-0.1000mol/
3 3L×0.02000L=0.006mol，故答案为：0.006；
（6）滴定终点产物为NaSO 和(NH )SO ，此时溶液显酸性，甲基橙的变色范围是
2 4 4 2 4
3.1~4.4，酚酞的变色范围是：8.2~10，故为了减小实验误差，上述中和滴定实验应选
择甲基橙做指示剂，故答案为：甲基橙；
（7）另取mgX样品，加入过量HNO 酸化后，用AgNO 溶液滴定测得
3 3
n(Cl-)=0.0036mol，结合(5)分析可知，n(NH ):n(Cl-)=0.006mol:0.0036=5:3，即该物质的
3
化学式为：Co(NH )Cl，结合Co3+的配位数为6，故该络合物的化学式为：
3 5 3
[Co(NH )Cl]Cl ，故答案为：[Co(NH )Cl]Cl 。
3 5 2 3 5 2
16．我国科学家屠呦呦因青蒿素研究获得诺贝尔奖，青蒿素是从传统药材中发现的能
治疗疟疾的有机化合物。青蒿素为无色针状晶体，熔点为156~157℃，易溶于丙酮、
氯仿和乙醚，在水中几乎不溶。现某实验小组拟提取青蒿素。
Ⅰ．实验室流程如图所示：
(1)操作Ⅱ的名称是 。
(2)操作Ⅲ是重结晶，其操作步骤为 。
加热溶解→___________→___________→过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ．青蒿素是一种仅含有C、H、O三种元素的化合物，为进一步确定其化学式，进行
如图实验：
实验步骤：
①连接装置，检查装置气密性；
②称量E、F中仪器及药品的质量；
③取14.10g青蒿素放入C的硬质玻璃管中，点燃C、D中的酒精灯加热，充分反应；
④实验结束后冷却至室温，称量反应后E、F中仪器及药品的质量。
(3)装置E、F应分别装入的药品为 、 。
(4)使用上述装置测得的青蒿素中碳元素的质量分数偏高，改进以上装置的方法是。
(5)通过质谱法测得青蒿素的相对分子质量为282，结合以下表格中实验数据，得出青
蒿素的分子式为 。
装
实验前 实验后
置
E 54.00g 63.90g
F 80.00g 113.00g
Ⅲ.屠呦呦团队发现青蒿素可以用有机溶剂A提取，用现代分析仪器测定有机物A的分
子结构。
(6)①用蒸馏法分离A和青蒿素，用到的主要玻璃仪器有酒精灯、温度计、
、 、牛角管、锥形瓶。
②根据图1，A的相对分子质量为 。
③根据图2，A分子式为 。
④根据以上结果和图3(两组峰的面积之比为2：3)，推测A的结构简式为 。【答案】(1)蒸馏
(2)趁热过滤→冷却结晶
(3) 或 碱石灰
(4)在右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置
(5)
(6) 蒸馏烧瓶 直形冷凝管(冷凝管) 74
【分析】I由图可知，青蒿素粉碎在乙醚溶液中过滤，取过滤液蒸馏得到青蒿素粗品，
再经过重结晶得到青蒿素；
II由图可知，装置C中青蒿素在通入的空气中完全燃烧产生的水蒸气、一氧化碳和二
氧化碳，装置D中氧化铜将反应生成的一氧化碳氧化为二氧化碳，装置E中盛有的无
水氯化钙或五氧化二磷用于吸收和测定反应生成水蒸气的量，装置F中碱石灰用于吸
收测定反应生成二氧化碳的量，该实验的缺陷是空气中的二氧化碳和水蒸会导致测得
水蒸气和二氧化碳的量偏大，应在装置C的左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的
除杂装置，同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置。
【详解】（1）提取液经过蒸馏后可得青蒿素粗品；
（2）重结晶的操作步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（3）由分析可知，装置E中盛有的无水氯化钙或五氧化二磷用于吸收和测定反应生成
水蒸气的量，装置F中碱石灰用于吸收测定反应生成二氧化碳的量；
（4）测得的青蒿素中碳元素的质量分数偏高，可能是由于空气进入装置，所以可在右
侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置；（5）青蒿素物质的量： ，由表格数据可知，反应E中测得反应生
成水的质量：9.9g，装置F中测得二氧化碳的质量：33g，由原子个数守恒可知，青蒿
素中氢原子的物质的量： ，碳原子的物质的量：
，氧原子的物质的量：
， ，
其分子式： ；
（6）①用蒸馏法分离A和青蒿素，用到的主要玻璃仪器有酒精灯、温度计、蒸馏烧瓶、
直形冷凝管(冷凝管)、牛角管、锥形瓶；
②根据图1，A的相对分子质量：74；
③根据图2，分子中含烃基和醚键，符合通式 ，结合相对分子质量为74，
，解得： ，A分子式： ；
④两组峰的面积之比为2：3，推测A的结构简式： 。
17．有机物M(只含C、H、O三种元素)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、
乳品、酸奶和草莓等型香精，是我国批准使用的香料产品，其沸点为148℃。某化学
兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物
M的分子组成和结构，具体实验过程如下：
步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示，图中虚线框内应选用右侧的 (填“仪器x”或“仪
器y”)，该仪器使用时冷水从 口进 (填数字)。步骤二：确定M的实验式和分子式
元素分析是有机化合物的表征手段之一、按下图实验装置(部分装置略)对M进行C、H
元素分析。
(2)将装有样品M的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先通入氧气，而后将已称重的U型
管c、d与石英管连接，检查装置气密性。先点燃煤气灯 (a或者b)，进行
实验。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。
A．CaCl B．NaCl C．碱石灰(CaO+NaOH) D．浓硫酸
2
(4)Pt坩埚中样品M反应完全后，熄灭燃煤气灯，继续通入氧气至石英管冷却至室温。
①整个过程中氧气的作用除氧化有机物外，还有的作用是 、
(答出2点) 。
②取下c和d管称重。若样品M为0.88 g，实验结束后，c管增重0.72 g，d管增重
1.76 g。
已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的分子式为 。
步骤三：确定M的结构简式。
(5)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；利用
红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示M的结构简式为 (填键线式)。
(6)写出一种含有羧基的M的同分异构体G的结构简式： 。
(7)下列方法中不能对鉴别M和G二者进行鉴别的是___________。
A．元素分析 B．核磁共振氢谱 C．红外光谱法 D．原子光谱
【答案】(1) y 3
(2)b
(3) A C
(4) 排尽装置中的空气 将生成的二氧化碳和水蒸气赶入装置c、d使其完全吸
收 C HO
4 8 2
(5)
(6)CH CHCHCOOH 或者
3 2 2
(7)AD
【分析】蒸馏装置中需要冷凝热蒸气，仪器x是球形冷凝管，不能用于蒸馏装置中冷
却蒸发逸出的气态物质；有机物被氧化产生CO、HO，要测定其元素组成，应该先吸
2 2
收反应产生的水分，再吸收CO，根据两个装置增加质量确定HO、CO 的质量，判断
2 2 2
有机物中H、C元素的质量，进而确定物质M的实验式；为减少实验误差，要先点燃
b处的灯，再点燃a灯；U型管中只能盛装固体吸收剂，通入O 既可以使氧化物氧化，
2
也可以排出装置的空气，在反应最后也可以将反应产物全部赶入吸收装置，以减少实
验误差。根据有机物M的质量及c管增重为水的质量，d管增重为CO 的质量，确定
2
有机物的实验式，结合其M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，确定其相对分
子质量，进一步确定其分子式。利用核磁共振氢谱图、红外光谱图确定其分子结构。
【详解】（1）根据图示可知x为球形冷凝管，一般用于冷凝回流；y为直型冷凝管，用于蒸馏装置中冷却蒸发逸出的气态物质，故在蒸馏装置中应该选择仪器y；为增强
冷凝效果，使冷水充满整个冷凝管，冷却水要下口进，上口出，因此该仪器使用时冷
水从3口出通入，热水从上口4处出来；
（2）为了使有机物氧化产生的HO、CO 全部被吸收剂吸收，减少实验误差，要先点
2 2
燃b处的煤气灯；
（3）有机物被氧化产生的HO、CO，要先吸收HO，再吸收CO，结合U型管中只
2 2 2 2
能盛装固体吸收剂。
A．无水CaCl 可以吸收HO蒸气，但不能吸收CO 气体，因此可以放在c装置；
2 2 2
B．NaCl不能吸收水分，也不能吸收CO，因此在实验装置中不能使用；
2
C．碱石灰是碱性干燥剂，既能吸收水蒸气，也能吸收CO 气体，则只能放在d处；
2
D．浓硫酸是液态干燥剂，在U型管中不能使用。
综上所述可知：c处选项是A，d处选项是C；
（4）①整个过程中氧气的作用除氧化有机物外，还有的作用是：能够排尽装置中的空
气；并将生成的二氧化碳和水蒸气赶入装置c、d使其完全吸收，以减少实验误差；
（5）②0.88 gM完全氧化后产生HO质量是0.72 g，产生CO 质量是1.76 g，则
2 2
n(H O)= =0.04 mol，n(H)=0.08 mol，n(CO)= =0.04 mol，n(C)=0.04
2 2
mol，0.88 g有机物M中含有O的物质的量为n(O)=
=0.02 mol，n(C)：n(H)：n(O)=0.04 mol：0.08
mol：0.02 mol=2：4：1，因此物质M的实验式为C HO，其式量是44，已知M的密
2 4
度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，其相对分子质量是44×2=88，故M物质的分子
式是C HO；
4 8 2
根据M的核磁共振氢谱图可知该物质分子中含有4种不同的H原子，它们的个数比是
1∶3∶1∶3；结合M的红外光谱图可知：该物质分子中含有C=O双键、羟基-OH及C-H键，
则符合要求的M的结构用键线式表示为 ；
（6）
有机物M物质的分子式是C HO，符合饱和一元羧酸的分子式通式，则其含有羧基的
4 8 2M的同分异构体G的结构简式为：CHCHCHCOOH 或者 ；
3 2 2
（7）A．有机物M、G的元素组成相同，二者的分子式也相同，因此根据元素分析发
不能确定二者的区别，不能进行鉴别，A符合题意；
B．二者的分子结构不同，则它们的核磁共振氢谱图不同，可以鉴别两种物质，B不符
合题意；
C．二者的结构不同，则二者含有的官能团不同，红外光谱法得到的红外光谱图不同，
可以鉴别，C不符合题意；
D．二者含有的元素种类相同，则它们的原子光谱图相同，不能鉴别，D符合题意；
故合理选项是AD。
18．某化学小组为测定有机物G的组成和结构，设计如图实验装置：
回答下列问题：
(1)实验开始时，先打开分液漏斗活塞，一段时间后再加热反应管C，目的是 。
(2)燃烧管中CuO的作用是 。
(3)装置B中浓硫酸的作用是 。
(4)装置E和装置F中碱石灰的作用分别是 和 。
(5)若准确称取4.4g样品G，经充分燃烧后，装置D质量增加3.6g，U形管E质量增加
8.8g。又知有机物G的质谱图如图所示。
该有机物的分子式为 。
(6)已知有机物G能与碳酸氢钠反应产生气体，经测定其核磁共振氢谱有3组峰，且峰
面积之比为1：1：6，综上所述，G中含有官能团的名称为 ；G的结构简式为
。【答案】(1)排出装置中的空气
(2)确保有机物中的碳元素全部转化为CO
2
(3)干燥O
2
(4) 吸收有机物燃烧生成的CO 吸收空气中的HO和CO
2 2 2
(5)C HO
4 8 2
(6) 羧基
【分析】A装置制备氧气，实验开始之前，先用A中产生的氧气将装置中的空气排出
干净；B的目的是干燥氧气，氧气进入C装置中，有机物与氧气反应，CuO的作用是
确保有机物充分氧化，最终生成CO 和HO；D的作用是吸收有机物燃烧生成的水蒸
2 2
气，E的作用是吸收有机物燃烧生成的CO，F的作用是吸收空气中的HO和CO。
2 2 2
【详解】（1）实验开始时，先打开分液漏斗活塞，一段时间后再加热反应管C，目的
是：排出装置中的空气。
（2）根据分析，燃烧管中CuO的作用是确保有机物中的碳元素全部转化为CO。
2
（3）根据分析，装置B中浓硫酸的作用是干燥O。
2
（4）根据分析，装置E和装置F中碱石灰的作用分别是吸收有机物燃烧生成的CO2
和吸收空气中的HO和CO。
2 2
（5）由质谱图可知G的相对分子质量为88。装置D质量增加3.6g，说明生成水的质
量为3.6g，氢元素的物质的量为： =0.4mol，质量为0.4g；U形管E质量增
加8.8g，即增加的CO 的质量为8.8g，则C元素的物质的量为： =0.2mol，C
2
元素的质量为2.4g， 样品G只含C、H、O三种元素，根据质量守恒，氧元素质量为：
(4.4-0.4-2.4)g=1.6g，物质的量为0.1mol，有机物G的最简式为：C HO，由于G的相
2 4
对分子质量为88，故有机物G的分子式为：C HO。
4 8 2
（6）
已知有机物G中含有羧基，其核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为1：1：6，故
该分子中甲基上有3个氢原子，羧基上一个氢原子，另一个氢原子在烷基C上，综上所述，G的结构简式为： 。
19．（Ⅰ）薰衣草精油常用作芳香剂、驱虫剂的原料。“ ”兴趣小组在实验室从
新鲜薰衣草中提取少量精油。
【查阅资料：】薰衣草精油成分复杂，沸点范围为100℃~220℃，相同温度时在水中
溶解度小于在苯、四氯化碳（有毒、沸点76.8℃）等溶剂中的溶解度。
【设计方案：】小组讨论后提出如下提取方案。
步骤①在研钵中将薰衣草捣碎，转移至小烧杯中并加入适量蒸馏水，搅拌使其充分溶
解后过滤。
(1)步骤②在薰衣草水中加入适量 进行 （填写操作名称）。
(2)步骤③将 层进行 （填写操作名称）。
【实施实验：】按预先设计的方案进行实验。
(3)步骤②使用到的主要仪器有 （填字母）。
溶有精油的 层在 层（填“上”或“下”）。
(4)步骤③使用如下图实验装置：
其中仪器 的名称为 ，冷凝水从 口（填字母）通入。加热，收集温度为
℃的馏分（该馏分可循环使用）。
（Ⅱ）元素分析是有机化合物的表征手段之一。按如图实验装置（部分装置略）对有
机化合物进行 、 元素分析。回答下列问题：(5)将装有样品的 坩埚和 放入石英管中，先通入一段时间 ，目的是
，而后将已称重的 型管 、 与石英管连接，检查气密性。先点燃煤气灯 （填
序号），进行实验。
(6) 和 中的试剂分别是 、 （填标号）。
A．无水 B．
C．碱石灰（ ） D．
(7)若样品 质量为 ， 装置增重 ， 装置增重 。
①若测得 蒸汽相对氢气的密度为75，则该样品的分子式是 。
②红外吸收光谱该样品中含有苯环、羧基，则 可能的结构有 种。
③该样品的核磁共振氢谱所示：四种峰面积比为 ．则该样品的所有可能的结构
为 。（用结构简式或键线式表达）
【答案】(1)萃取或萃取分液
(2)蒸馏
(3) 下
(4) 蒸馏烧瓶
(5) 排除装置内的 、 /空气
(6) A C
(7) 14 、
【详解】（1）薰衣草精油成分复杂，相同温度时在水中溶解度小于在苯、四氯化碳
（有毒、沸点76.8℃）等溶剂中的溶解度，步骤②在薰衣草水中加入适量 进行萃
取或萃取分液。（2）通过蒸馏分离沸点不同的物质，步骤③将 层进行蒸馏。
（3）步骤②萃取分液，使用到的主要仪器有分液漏斗，故选b。溶有精油的 （密
度大于水）层在下层。
（4）其中仪器 的名称为蒸馏烧瓶，冷凝水下进上出，冷凝效果好，从g口通入。四
氯化碳沸点76.8℃，故加热，收集温度为 ℃的馏分。
（5）a、b中产生CO 和HO，c装置为无水CaCl ，吸收产生的水，d装置为碱石灰，
2 2 2
用来吸收产生的CO；
2
将装有样品的 坩埚和 放入石英管中，为排除空气成分干扰，先通入一段时间 ，
目的是排除装置内的 、 /空气，而后将已称重的 型管 、 与石英管连接，
检查气密性。为保证有机物充分反应，应先点燃煤气灯b，进行实验。
（6）由上面分析c装置为无水CaCl ，吸收产生的水，d装置为碱石灰，用来吸收产生
2
的CO，故选AC；
2
（7）①若测得 蒸汽相对氢气的密度为75，其相对分子质量为150，15 g 完
全燃烧产生HO、CO，燃烧产物先通过c吸收水的质量是9.0 g，则n(H O)=
2 2 2
，n(H)=2n(H O)=1 mol；通过碱石灰吸收CO，其质量是39.6g，
2 2
n(CO)= ，n(C)=n(CO)=0.9 mol，n(O)= ，C、
2 2
H、O原子个数比为0.9 mol：1 mol：0.2mol=9：10：2，则分子式是 ；
②红外吸收光谱该样品中含有苯环、羧基，则当苯环连接-CHCH、-COOH时有邻间
2 3
对3种结构，则当苯环连接-CH、-CHCOOH时有邻间对3种结构，则当苯环连接-
3 2
CHCHCOOH、-CH（CH）COOH时有2种结构，则当苯环连接-CHCH、-COOH时
2 2 3 2 3
有邻间对3种结构，则当苯环连接-CH、-CH、-COOH时有6种结构， 可能的结构
3 3
有3+3+2+6=14种。
③该样品的核磁共振氢谱所示：四种峰面积比为 ．则该样品的所有可能的结构为 、 。
20．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验。
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H O和8.8 g CO ，消耗
2 2
氧气6.72 L(标准状况下)。则该物质中各元素的原子个数比是 ；
(2)质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46，则该物质的分子式是 ；
(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式： 。
(4)经测定，有机物A分子内有3种氢原子，则A的结构简式为 。
(5)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时，队医随即用氯乙烷(沸点12.27℃)对受伤部位进行
局部冷冻麻醉。请用B选择最合适的方法制备氯乙烷，请写出制备反应的方程式：
。
【答案】(1)N(C)：N(H)：N(O)=2：6：1
(2)C HO
2 6
(3)CH CHOH、CH—O—CH
3 2 3 3
(4)CH CHOH
3 2
(5)CH =CH ＋HCl CHCHCl
2 2 3 2
【详解】（1）5.4 g H O和8.8 g CO 、氧气6.72 L(标准状况下)的物质的量分别为
2 2
0.3mol、0.2mol、0.3mol，根据质量守恒，有机物A中碳、氢、氧的物质的量分别为
0.2mol、0.6mol、(0.3+0.2×2-0.3×2)mol=0.1mol，则各元素的原子个数比是N(C)：
N(H)：N(O)=2：6：1；
（2）由A分析可知，该物质最简式为C H O，相对分子质量为46，则
2n 6n n
24n+6n+16n=46，n=1，该物质的分子式是C HO；
2 6
（3）碳可以形成4个共价键、氧可以形成2个共价键，根据价键理论，则A的可能结
构为醇或醚，其结构简式为：CHCHOH、CH—O—CH ；
3 2 3 3
（4）CH—O—CH 中氢原子有1种情况，CHCHOH中氢原子有3种情况，故为
3 3 3 2
CHCHOH；
3 2
