《2025年5年高考3年模拟高中化学选择性必修第三册苏教版》

1.经典题6.8 g X完全燃烧生成3.6 g $\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$和8.96 L(标准状况)$\mathrm{C}\mathrm{O}_{2}$。X的核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为3∶2∶2∶1。X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱图、核磁共振氢谱图与红外光谱图分别如图所示。下列关于X的叙述正确的是 (C)


A.化合物X的摩尔质量为136
B.化合物X分子中含有醚键、羰基
C.符合题中X分子结构特征的有机物只有1种
D.X分子中所有的原子可能在同一个平面上

答案：
1.C $6.8\ \mathrm{g\ X}$完全燃烧生成$3.6\ \mathrm{g\ H_2O}$和$8.96\ \mathrm{L}$（标准状况）$\mathrm{CO_2}$，即生成$n(\mathrm{H_2O}) = 0.2\ \mathrm{mol}$、$n(\mathrm{CO_2}) = 0.4\ \mathrm{mol}$，则$n(\mathrm{H}) = 0.4\ \mathrm{mol}$，$n(\mathrm{C}) = 0.4\ \mathrm{mol}$，$n(\mathrm{O})=\frac{6.8\ \mathrm{g}-0.2\ \mathrm{mol}×2×1\ \mathrm{g/mol}-0.4\ \mathrm{mol}×12\ \mathrm{g/mol}}{16\ \mathrm{g/mol}} = 0.1\ \mathrm{mol}$，故 X 的最简式为$\mathrm{C_4H_8O}$，由 X 的质谱图知 X 的相对分子质量为 136，推出其分子式为$\mathrm{C_8H_8O_2}$。综上分析，分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，结合红外光谱图可知其结构简式为 ，A、B 错误，C 正确；X 的结构简式为 ，分子中含有甲基，则 X 分子中所有的原子不可能在同一平面上，D 错误。

2.(2024江苏宿迁期中)三聚氰胺含氮量较高,但对人体有害。一些不法乳制品企业为了提高乳制品中蛋白质含量,向乳制品中添加三聚氰胺。如图所示的实验装置(加热仪器未画出)可用来测定三聚氰胺的分子式。

已知:三聚氰胺的相对分子质量为126。取1.26 g三聚氰胺样品,放在纯氧中充分燃烧,生成$\mathrm{C}\mathrm{O}_{2}$、$\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$、$\mathrm{N}_{2}$,实验测得装置B增重0.54 g,装置C增重1.32 g,排入装置F中水的体积为672 mL(可按标准状况计算)。
(1)装置E、F的作用是排水，以测定氮气的体积。
(2)需要加热的装置是AD(填字母)。
(3)装置D的作用是除去未反应的氧气。
(4)三聚氰胺的分子式为$\mathrm{C_3H_6N_6}$。

答案： 2.答案
(1)排水，以测定氮气的体积
(2)AD
(3)除去未反应的氧气
(4)$\mathrm{C_3H_6N_6}$
解析 A 中氧气和三聚氰胺在加热条件下反应生成二氧化碳、水和氮气，B 用于吸收水，C 用于吸收二氧化碳，D 用于除去过量的氧气，然后用排水法测量氮气的体积，求出$\mathrm{C}$、$\mathrm{H}$、$\mathrm{N}$三种元素的质量，判断是否含$\mathrm{O}$元素，得出实验式，根据实验式和相对分子质量，确定分子式。
(1)装置 E、F 的作用是用排水法测定氮气的体积。
(2)三聚氰胺的燃烧以及铜与氧气的反应需要在加热的条件下进行。
(3)装置 D 的作用为除去未反应的氧气。
(4)三聚氰胺的相对分子质量为 126，取$1.26\ \mathrm{g}$三聚氰胺样品，放在纯氧中充分燃烧，生成$\mathrm{CO_2}$、$\mathrm{H_2O}$、$\mathrm{N_2}$。实验测得装置 B 增重$0.54\ \mathrm{g}$，则$n(\mathrm{H_2O})=\frac{0.54\ \mathrm{g}}{18\ \mathrm{g/mol}} = 0.03\ \mathrm{mol}$，$n(\mathrm{H}) = 0.06\ \mathrm{mol}$，装置 C 增重$1.32\ \mathrm{g}$，$n(\mathrm{CO_2})=\frac{1.32\ \mathrm{g}}{44\ \mathrm{g/mol}} = 0.03\ \mathrm{mol}$，$n(\mathrm{C}) = 0.03\ \mathrm{mol}$，排入装置 F 中水的体积为$672\ \mathrm{mL}$（可按标准状况计算），则$n(\mathrm{N_2})=\frac{0.672\ \mathrm{L}}{22.4\ \mathrm{L/mol}} = 0.03\ \mathrm{mol}$，$n(\mathrm{N}) = 0.06\ \mathrm{mol}$，$m(\mathrm{H}) + m(\mathrm{C}) + m(\mathrm{N}) = 0.06\ \mathrm{mol}×1\ \mathrm{g/mol} + 0.03\ \mathrm{mol}×12\ \mathrm{g/mol} + 0.06\ \mathrm{mol}×14\ \mathrm{g/mol} = 1.26\ \mathrm{g}$，则三聚氰胺中不含$\mathrm{O}$元素。$N(\mathrm{C}):N(\mathrm{H}):N(\mathrm{N}) = 0.03\ \mathrm{mol}:0.06\ \mathrm{mol}:0.06\ \mathrm{mol} = 1:2:2$，所以实验式为$\mathrm{CH_2N_2}$，又三聚氰胺的相对分子质量为 126，所以分子式为$\mathrm{C_3H_6N_6}$。

3.(2023江苏盐城响水中学阶段练习)有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,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,仪器a的名称是蒸馏烧瓶,图中虚线框内应选用仪器 y(填“仪器x”或“仪器y”)。


步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳元素的质量分数为54.5%,氢元素的质量分数为9.1%。
①M的实验式为$\mathrm{C_2H_4O}$。
②已知气态M的密度是同温同压下二氧化碳气体密度的2倍,则M的相对分子质量为88,分子式为$\mathrm{C_4H_8O_2}$。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测得M的核磁共振氢谱图如图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的红外光谱图如图3所示。


则M的结构简式为。

答案：
3.答案
(1)蒸馏烧瓶 仪器 y
(2)①$\mathrm{C_2H_4O}$ ②88 $\mathrm{C_4H_8O_2}$
解析
(1)仪器 a 的名称为蒸馏烧瓶；蒸馏时使用仪器 y（直形冷凝管），仪器 x（球形冷凝管）一般用于冷凝回流装置中。
(2)①该有机物中氧元素的质量分数为$1 - 54.5\% - 9.1\% = 36.4\%$，分子内各元素原子的个数比为$N(\mathrm{C}):N(\mathrm{H}):N(\mathrm{O})=\frac{54.5\%}{12}:\frac{9.1\%}{1}:\frac{36.4\%}{16}\approx2:4:1$，即实验式为$\mathrm{C_2H_4O}$；②气态 M 的密度是同温同压下二氧化碳气体密度的 2 倍，则 M 的相对分子质量为$2×44 = 88$，则分子式为$\mathrm{C_4H_8O_2}$。
(3)根据核磁共振氢谱图中有 4 组峰且峰面积之比为$1:3:1:3$，可知分子中含有 4 种不同化学环境的氢原子，且个数比为$1:3:1:3$；结合红外光谱图可知分子中含有$\mathrm{C—H}$、$\mathrm{H—O}$、$\mathrm{C=O}$等化学键，其结构简式为 。