高中化学选修五第1章 第4节 研究有机化合物的一般步骤和方法 课时分层作业Word下载.docx
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C.甘油和水、乙醛和水、乙酸和乙醇
D.油酸和水、甲苯和水、己烷和苯
B [能用分液漏斗分离的物质应该是互不相溶的物质。
酒精和水、甘油和水、乙醛和水、乙酸和乙醇、己烷和苯都能互溶。
3.某气态有机物X含C、H、O三种元素,已知下列条件,现欲确定X的分子式,所需的最少条件是( )
①X中含碳质量分数 ②X中含氢质量分数 ③X在标准状况下的体积 ④质谱确定X的相对分子质量 ⑤X的质量
A.①② B.①②④
C.①②⑤D.③④⑤
B [C、H质量分数已知,则O的质量分数可求,从而推出实验式,结合相对分子质量即可求出分子式。
4.下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或做法,不正确的是
( )【导学号:
40892041】
A.在组装蒸馏装置时,温度计的水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处
B.用96%的工业酒精制取无水乙醇,可采用的方法是加生石灰,再蒸馏
C.在苯甲酸重结晶实验中,粗苯甲酸加热溶解后还要加少量蒸馏水
D.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后,要冷却到室温才过滤
D
5.在核磁共振氢谱中出现两组峰,其氢原子个数之比为3∶2的化合物为
( )
D [因为在核磁共振氢谱中出现两组峰,说明该有机物分子中处于不同化学环境中的氢原子有两种,且根据题意这两种氢原子个数之比为3∶2,分析四个选项:
A项中处在不同化学环境中的氢原子有2种,其个数比为6∶2,不合题意;
B项如图所示:
,氢原子有3种,其个数比为3∶1∶1,不合题意;
C项如图所示:
,氢原子有3种,其个数比为6∶2∶8,不合题意;
D项如图所示:
,氢原子有2种,其个数比为3∶2,符合题意。
6.现有三组混合液:
①乙酸乙酯和乙酸钠溶液、②乙醇和水、③溴化钠和单质溴的水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是( )
40892042】
A.分液、萃取、蒸馏B.萃取、蒸馏、分液
C.分液、蒸馏、萃取D.蒸馏、萃取、分液
C [①乙酸乙酯和乙酸钠溶液分层,采用分液法分离;
②乙醇和水混溶,两者的沸点不同,可采用蒸馏法分离;
③溴化钠不溶于有机溶剂,溴易溶于有机溶剂,可采用萃取的方法分离。
7.在一定条件下,萘可以被浓硝酸、浓硫酸的混酸硝化生成二硝基物,它是1,5二硝基萘
2)、1,8二硝基萘(
)的混合物,后者可溶于质量分数大于98%的硫酸,而前者不能。
利用这一性质可以将这两种同分异构体分离,将上述硝化产物加入适量的98%硫酸,充分搅拌,用耐酸漏斗过滤,欲从滤液中得到固体1,8二硝基萘,应采用的方法是( )
A.蒸发浓缩结晶
B.向滤液中加水后过滤
C.用Na2CO3溶液处理滤液
D.将滤液缓缓加入水中并过滤
D [根据题目信息知,滤液中有浓H2SO4和1,8二硝基萘,浓H2SO4可溶于水,而1,8二硝基萘不溶于水,故可以将滤液注入水中(相当于浓H2SO4的稀释),然后过滤即可。
8.验证某有机物属于烃,应完成的实验内容是( )
A.只需测定分子中C、H原子个数之比
B.只需证明其完全燃烧的产物只有H2O和CO2
C.只需测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量之比
D.测定该有机物的质量及完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
D [验证某有机物属于烃需证明该有机物分子只含有C、H两种元素,选项D所述能满足该要求。
9.下列化合物的1H—NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是( )
40892043】
A [A有两个对称轴,有3种等效氢原子,有3组峰;
B有一个对称轴,有5种等效氢原子,有5组峰;
C中要注意单键可以转动,因此左边两个甲基是相同的,右边3个甲基也是相同的,因此有3种等效氢原子,有3组峰;
D中有一个对称中心,因此有4种等效氢原子,有4组峰。
10.分子式为C2H4O2的结构可能有
和
两种,为对其结构进行物理方法鉴定,可用________或________。
(1)若为
,则红外光谱中应该有______个振动吸收;
核磁共振氢谱中应有________个峰。
(2)若为
,则红外光谱中有________个振动吸收;
【解析】 鉴定有机物分子结构可用红外光谱法或核磁共振氢谱法。
(1)
中有C—H键、C===O键、C—O键、O—H键、C—C键五个振动吸收;
有“—CH3”“—OH”两类氢,核磁共振氢谱应有两个峰。
(2)
中有C—H键、C===O键、C—O—C键三个振动吸收;
核磁共振氢谱有两个峰。
【答案】 红外光谱法 核磁共振氢谱法
(1)4 2
(2)3 2
11.甲醛在医药、染料、香料等行业中都有着广泛的应用。
实验室通过如图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛,试回答下列问题。
【导学号:
40892044】
(1)Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断搅拌,搅拌的作用是______________。
(2)甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离,该过程中需将混合物冷却,其目的是_________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)实验过程中,可循环使用的物质有__________________、____________________。
(4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是________,其原理是________
________________________________________________________________。
【解析】
(1)固体Mn2O3与液态的甲苯反应,接触面积小,反应速率慢,搅拌可以使Mn2O3和甲苯充分接触,加快反应速率。
(2)从流程图可以看出,反应后的混合物中含有硫酸锰、苯甲醛等。
“结晶、过滤”可得晶体硫酸锰,将混合物降温是为了降低硫酸锰的溶解度,使其从溶液中结晶析出。
(3)由流程图中箭头的指向可以直接看出参与循环的物质是稀硫酸和甲苯。
(4)由制备原理可知,甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,所以油层含有的物质为苯甲醛和未被氧化的甲苯,要使它们分离,只能用蒸馏的方法。
【答案】
(1)使反应物充分接触,加快反应速率
(2)降低MnSO4的溶解度
(3)稀硫酸 甲苯
(4)蒸馏 利用甲苯和苯甲醛的沸点差异使二者分离
12.电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成,如图装置是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。
(1)产生的氧气按从左到右方向流动,所选装置各导管的连接顺序是________________;
(2)C装置中浓硫酸的作用是______________________________________;
(3)D装置中MnO2的作用是_______________________________________;
(4)燃烧管中CuO的作用是________________________________________;
(5)若准确称取0.90g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,A管质量增加1.32g,B管质量增加0.54g,则该有机物分子的实验式为______________;
(6)要确定该有机物的分子式,还要知道____________________________
_____________________________________________________________。
【解析】
(1)要确定有机物的分子式,首先要确定其组成元素。
由题给信息可知,B装置吸收水分,A装置吸收CO2,B装置要连在A装置前面,否则,A装置会将CO2、H2O一同吸收。
有机物在电炉中燃烧需要O2,故需要D装置与电炉相连,D装置提供的O2含有水分,其后应连接C装置除水分,故各导管的连接顺序是g、f、e、h、i、c(或d)、d(或c)、a(或b)、b(或a)。
(2)C装置中浓硫酸用来干燥O2。
(3)D装置中MnO2在H2O2分解过程中起催化剂的作用,加快生成O2的速率。
(4)E中CuO使有机物充分氧化生成CO2和H2O。
(5)根据数据可知:
n(C)=n(CO2)=
=0.03mol,n(H)=2n(H2O)=2×
=0.06mol,n(O)=
=0.03mol,故n(C)∶n(H)∶n(O)=0.03mol∶0.06mol∶0.03mol=1∶2∶1,所以该有机物分子的实验式为CH2O。
(6)由(5)已得到该有机物分子的实验式为CH2O,只要再知道该有机物分子的相对分子质量,就可求出其分子式。
设其分子式为(CH2O)n,则n=
=
。
【答案】
(1)g、f、e、h、i、c(或d)、d(或c)、a(或b)、b(或a)
(2)吸收水分,得到干燥的O2 (3)催化剂,加快生成O2的速率 (4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O (5)CH2O (6)有机物的相对分子质量
[能力提升练]
13.工业上食用油的生产大多数采用浸出工艺。
菜籽油的生产过程为将菜籽压成薄片,用轻汽油浸泡,进行操作A;
过滤,得液体混合物;
对该混合物进行操作B,制成半成品油,再经过脱胶、脱色、脱臭即制成食用油。
操作A和B的名称分别是( )
40892045】
A.溶解、蒸发B.萃取、蒸馏
C.分液、蒸馏D.萃取、过滤
B [操作A是用轻汽油浸泡,该过程属于萃取;
汽油与油脂的混合物则需用蒸馏的方法分离。
14.一种称为“摇头丸”的毒品,已从国外流入我国,司法机关予以坚决缉查和打击,已知该毒品含氮的质量分数为10.37%,其结构简式可能是
B [由四个选项可看出该化合物分子中只有一个氮原子,依题意可得其相对分子分量为Mr=
≈135,选B。
15.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示,下列说法中不正确的是( )
40892046】
A.由红外光谱可知,该有机物分子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的氢原子
C.仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D.若A的分子式为C3H8O,则其结构简式可能为
D [由红外光谱可知有机物中至少有C—H、O—H、C—O三种化学键,A正确;
由核磁共振氢谱可知,有机物分子中有三种不同的氢原子且个数比为3∶6∶5,但不知总的氢原子数,B、C正确;
因为
中的氢原子个数比为1∶1∶6,与图像不符,D错误。
16.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:
生成5.4gH2O和8.8gCO2,消耗氧气6.72L(标准状况下),则该物质的实验式是________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示的质谱图,则其相对分子质量为________,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)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。
例如甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3,有2种氢原子)的核磁共振氢谱如图1所示:
经测定,有机物A的核磁共振氢谱图如图2所示,则A的结构简式为________________________。
【解析】
(1)根据题意有n(H2O)=0.3mol,则有n(H)=0.6mol;
n(CO2)=0.2mol,则有n(C)=0.2mol。
根据氧原子守恒有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,其实验式为C2H6O。
(2)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,则46m=46,即m=1,故其分子式为C2H6O。
(3)由A的分子式C2H6O可知A为饱和化合物,推测其结构简式为CH3CH2OH或CH3OCH3。
(4)分析A的核磁共振氢谱图可知:
A有3种不同类型的H原子,而CH3OCH3只有1种类型的H原子,故A的结构简式为CH3CH2OH。
【答案】
(1)C2H6O
(2)46 C2H6O
(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3 (4)CH3CH2OH
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