2019-2020年高中化學 第1章 認識有機化合物 第4節(jié) 研究有機化合物的一般步驟和方法課時作業(yè) 新人教版選修5.doc

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2019-2020年高中化學 第1章 認識有機化合物 第4節(jié) 研究有機化合物的一般步驟和方法課時作業(yè) 新人教版選修5 1．研究有機物一般經過以下幾個基本步驟：分離、提純→確定實驗式→確定分子式→確定結構式，以下用于研究有機物的方法錯誤的是(　　) A．蒸餾常用于分離提純液態(tài)有機混合物 B．燃燒法是研究確定有機物成分的有效方法 C．核磁共振氫譜通常用于分析有機物的相對分子質量 D．對有機物分子紅外光譜圖的研究有助于確定有機物分子中的官能團 【解析】　核磁共振氫譜用來確定有機物中各類氫原子的個數(shù)比。 【答案】　C 2．(雙選)下列有關實驗的說法錯誤的是(　　) A．在蒸餾實驗中，溫度計的水銀球位于支管口處是為了測出餾分的沸點 B．用直接蒸餾的方法可以得到無水乙醇 C．在重結晶的實驗中，使用短頸漏斗趁熱過濾是為了減少被提純物質的損失 D．作為重結晶實驗的溶劑，雜質在此溶液中的溶解度受溫度影響應該很大 【解析】　溫度計水銀球的位置由其作用決定，在蒸餾實驗中，溫度計就是為了測出餾分的沸點，故其水銀球應位于蒸餾燒瓶支管口處，A項正確；制無水乙醇時應先加生石灰再進行蒸餾，B項錯誤；在重結晶實驗中，被提純的物質在溶劑中的溶解度受溫度的影響較大，為減少其損失，應趁熱過濾，故C項正確，D項錯誤。 【答案】　BD 3．下列四幅譜圖是結構簡式為CH3CH2OH、CH3OCH3、CH3CH2CH2OH和的四種有機物的核磁共振氫譜。其中屬于CH3CH2CH2OH的核磁共振氫譜圖的是(　　) 【解析】　CH3CH2CH2OH分子中有4種不同化學環(huán)境的氫原子，其核磁共振氫譜圖中應有4個吸收峰。 【答案】　A 4．某有機物樣品的質荷比如圖所示(假設離子均帶一個單位正電荷，信號強度與該離子的多少有關)，則該有機物可能是(　　) A．甲醇　　　　　　　 B．甲烷 C．丙烷 D．乙烯 【解析】　從圖中看出其最右邊峰質荷比為16，其相對分子質量為16，為甲烷。 【答案】　B 5．某化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖只有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵的振動吸收，該有機物的相對分子質量是60，則該有機物的結構簡式是(　　) A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3 C．CH3CH2OH D．CH3COOH 【解析】　A中不存在O—H鍵；C中相對分子質量不是60；D中還存在C===O鍵，只有B正確。 【答案】　B 6．有A、B兩種烴，含碳元素的質量分數(shù)相等，下列關于A和B的敘述正確的是(　　) A．A和B一定是同分異構體 B．A和B不可能是同系物 C．A和B實驗式一定相同 D．A和B各1 mol完全燃燒后生成的CO2的質量一定相等 【解析】　烴只含C、H兩種元素，含碳元素的質量分數(shù)相等，則含氫元素的質量分數(shù)也相等，兩者具有相同的實驗式，故C正確。 【答案】　C 7．下列關于實驗原理或操作的敘述中，不正確的是(　　) A．從碘水中提取單質碘時，不能用無水乙醇代替CCl4 B．可以用NaOH溶液除去苯中的溴雜質 C．用KMnO4酸性溶液可以除去乙烯中混有的乙炔 D．實驗室中提純混有少量乙酸的乙醇，可采用先加生石灰，過濾后再蒸餾的方法 【解析】　A項，乙醇溶于水，不能作萃取劑，正確；B項，Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O，NaOH溶液可以除去雜質Br2，正確；C項，KMnO4酸性溶液與乙烯、乙炔均發(fā)生反應，錯誤；D項，乙酸與CaO反應生成鹽，蒸餾可分離出乙醇，正確。 【答案】　C 【解析】　(1)中有C—H鍵、C===O鍵、C—O鍵、O—H鍵4種振動吸收；有—CH3、—OH兩類不同化學環(huán)境的氫原子，有2個峰。同理，(2)中有C—H鍵、C===O鍵、C—O鍵3種振動吸收；有2個峰。 【答案】　(1)4　2　(2)3　2 9．為了提純下表所列物質(括號內為雜質)，有關除雜試劑和分離方法的選擇均正確的是(　　) 編號 被提純的物質 除雜試劑 分離方法 A 乙烷(乙烯) 酸性KMnO4溶液 分液 B 淀粉溶液(NaCl) 水 過濾 C 苯(甲苯) NaOH溶液 分液 D 甲烷(乙烯) 溴水 洗氣 【解析】　A中向試樣中加入酸性KMnO4溶液，乙烯與酸性KMnO4溶液反應的產物為CO2氣體，引入了新的雜質；B中除去淀粉中的NaCl可用滲析的方法；C中甲苯與NaOH溶液不反應且苯與甲苯互溶，故C錯誤。 【答案】　D 10．某有機樣品3.1 g完全燃燒，燃燒后的混合物通入過量的澄清石灰水中，石灰水共增重7.1 g，經過濾得到10 g沉淀。該有機樣品可能是(　　) A．乙二醇 B．乙醇 C．乙醛 D．甲醇 【解析】　n(C)＝n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.1 mol，n(H)＝2n(H2O)＝2＝0.15 mol2＝0.3 mol， n(O)＝＝0.1 mol，有機物中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1∶0.3∶0.1＝1∶3∶1，符合這一比例要求的為乙二醇(C2H6O2)。 【答案】　A 11．圖(1)和圖(2)是A、B兩種物質的核磁共振氫譜。已知A、B兩種物質都是烴類，都含有6個氫原子。請根據(jù)圖(1)和圖(2)兩種物質的核磁共振氫譜圖選擇出可能屬于圖(1)和圖(2)的兩種物質 (　　) A．A是C3H6；B是C6H6 B．A是C2H6；B是C3H6 C．A是C2H6；B是C6H6 D．A是C3H6；B是C2H6 【解析】　核磁共振氫譜是記錄不同化學環(huán)境的氫原子核對電磁波的吸收情況來推知氫原子種類的譜圖。根據(jù)題目給出的譜圖，圖(1)表示分子中只有一種氫原子。圖(2)表示分子中氫原子有3種，且比例為2∶1∶3，符合此情況的為B。 【答案】　B 12．一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒，得到CO、CO2和水的總質量為27.6 g，其中水的質量為10.8 g，則CO的質量是 (　　) A．1.4 g B．2.2 g C．4.4 g D．在2.2 g和4.4 g之間 【解析】　由燃燒得水10.8 g可知CO和CO2的總質量為27.6 g－10.8 g＝16.8 g。生成水的物質的量為＝0.6 mol，根據(jù)氫原子守恒，燃燒的醇應是0.6 mol＝0.2 mol，再由碳原子守恒，應得CO和CO2的總物質的量是0.2 mol2＝0.4 mol，其平均相對分子質量是＝42 g/mol，繼而求得CO的物質的量為0.05 mol，質量為1.4 g。 【答案】　A 13．現(xiàn)擬分離乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物，如圖是分離操作步驟流程圖。請?zhí)钊脒m當?shù)脑噭?、分離方法以及所分離的有關物質的名稱。 (1)a________，b________。 (2)①________，②________，③________。 (3)A________，B____________，C______________， D___________，E________。 【解析】　乙酸乙酯、乙酸和乙醇的分離，最好先用飽和Na2CO3溶液洗滌，這樣首先分離出乙酸乙酯，而在洗滌液中留下CH3COONa和乙醇，再用蒸餾的方法蒸出乙醇，最后把CH3COONa轉化為CH3COOH再蒸餾，即可得到CH3COOH。 【答案】　(1)飽和Na2CO3溶液　濃硫酸 (2)分液　蒸餾　蒸餾 (3)乙酸乙酯　乙醇和乙酸鈉　乙酸鈉　乙酸和硫酸鈉　乙醇 14．為測定某有機化合物A的結構，進行如下實驗： (一)分子式的確定： (1)將有機物A置于氧氣流中充分燃燒，實驗測得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧氣6.72 L(標準狀況下)，則該物質中C、H、O元素的原子個數(shù)比是________。 (2)用質譜儀測定該有機化合物的相對分子質量，得到如圖①所示質譜圖，則其相對分子質量為________，該物質的分子式是________。 (3)根據(jù)價鍵理論，預測A的可能結構并寫出結構簡式______________。 (二)結構式的確定： (4)核磁共振氫譜中有機物分子中不同化學環(huán)境的氫原子給出不同的峰值(信號)，根據(jù)峰值(信號)可以確定分子中氫原子的種類和數(shù)目。例如：甲基氯甲基醚(ClCH2OCH3)有兩種氫原子如圖②。經測定，有機物A的核磁共振氫譜示意圖如圖③，則A的結構簡式為____________________。 圖① 圖② 圖③ 【解析】　(1)據(jù)題意有：n(H2O)＝0.3 mol，則有n(H)＝0.6 mol，n(CO2)＝0.2 mol，則有n(C)＝0.2 mol，據(jù)氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3 mol＋20.2 mol－2＝0.1 mol，則N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1。 (2)據(jù)(1)可知該有機物的實驗式為C2H6O，假設該有機物的分子式為(C2H6O)m，由質譜圖知其相對分子質量為46，由46m＝46，即m＝1，故其分子式為C2H6O。 (3)由A的分子式為C2H6O可知A為飽和化合物，可推測其結構為CH3CH2OH或CH3OCH3。 (4)分析A的核磁共振氫譜圖可知：A有三種不同類型的H原子，CH3OCH3只有一種類型的H原子，故A的結構簡式為CH3CH2OH。 【答案】　(1)2∶6∶1　(2)46　C2H6O (3)CH3CH2OH、CH3OCH3　(4)CH3CH2OH 15．有機物A滿足下列條件： ①它在空氣中完全燃燒的產物是CO2和H2O，且燃燒過程中產生CO2的物質的量等于消耗掉O2的物質的量，也正好和生成H2O的物質的量相等； ②質譜顯示A的分子離子峰質荷比為180，分子中含有六元環(huán)； ③碳和氧原子在分子結構中都有兩種不同的化學環(huán)境，A的核磁共振氫譜中有3個吸收峰。 回答下列問題： (1)A的實驗式(最簡式)是________。 (2)A的分子式是________。 (3)A的結構簡式是________。 (4)A有一種同分異構體B，其分子中也有六元環(huán)，所有碳原子都處于相同化學環(huán)境，其結構簡式是________。 【解析】　燃燒時n(CO2)＝n(O2)說明有機物的分子式可表示成Cx(H2O)y，n(CO2)＝n(H2O)說明有機物分子中C、H原子個數(shù)比為1∶2，故最簡式為CH2O，結合相對分子質量為180(質譜顯示)可知分子式為C6H12O6。該有機物分子中C、O原子都有兩種不同的化學環(huán)境且分子中含有六元環(huán)，則該六元環(huán)必是由3個C原子和3個O原子交替形成。剩下的3個C原子和3個O原子有兩種組合方式，一種是甲氧基(CH3O—)，一種是羥甲基(HOCH2—)，再結合分子中氫原子有三種不同的化學環(huán)境(核磁共振氫譜顯示)可得結果。若所有碳原子均處于相同的化學環(huán)境，則必是由六個碳原子形成六元環(huán)。 【答案】　(1)CH2O　(2)C6H12O6