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

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2019-2020年高中化學(xué) 第1章 認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物 第4節(jié) 研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法課時(shí)作業(yè) 新人教版選修5 1．研究有機(jī)物一般經(jīng)過以下幾個(gè)基本步驟：分離、提純→確定實(shí)驗(yàn)式→確定分子式→確定結(jié)構(gòu)式，以下用于研究有機(jī)物的方法錯(cuò)誤的是(　　) A．蒸餾常用于分離提純液態(tài)有機(jī)混合物 B．燃燒法是研究確定有機(jī)物成分的有效方法 C．核磁共振氫譜通常用于分析有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量 D．對(duì)有機(jī)物分子紅外光譜圖的研究有助于確定有機(jī)物分子中的官能團(tuán) 【解析】　核磁共振氫譜用來確定有機(jī)物中各類氫原子的個(gè)數(shù)比。 【答案】　C 2．(雙選)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是(　　) A．在蒸餾實(shí)驗(yàn)中，溫度計(jì)的水銀球位于支管口處是為了測(cè)出餾分的沸點(diǎn) B．用直接蒸餾的方法可以得到無水乙醇 C．在重結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)中，使用短頸漏斗趁熱過濾是為了減少被提純物質(zhì)的損失 D．作為重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)的溶劑，雜質(zhì)在此溶液中的溶解度受溫度影響應(yīng)該很大 【解析】　溫度計(jì)水銀球的位置由其作用決定，在蒸餾實(shí)驗(yàn)中，溫度計(jì)就是為了測(cè)出餾分的沸點(diǎn)，故其水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶支管口處，A項(xiàng)正確；制無水乙醇時(shí)應(yīng)先加生石灰再進(jìn)行蒸餾，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中，被提純的物質(zhì)在溶劑中的溶解度受溫度的影響較大，為減少其損失，應(yīng)趁熱過濾，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】　BD 3．下列四幅譜圖是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OH、CH3OCH3、CH3CH2CH2OH和的四種有機(jī)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(xué)環(huán)境的氫原子，其核磁共振氫譜圖中應(yīng)有4個(gè)吸收峰。 【答案】　A 4．某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如圖所示(假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號(hào)強(qiáng)度與該離子的多少有關(guān))，則該有機(jī)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(zhì)荷比為16，其相對(duì)分子質(zhì)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(dòng)吸收，該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量是60，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)分子質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，下列關(guān)于A和B的敘述正確的是(　　) A．A和B一定是同分異構(gòu)體 B．A和B不可能是同系物 C．A和B實(shí)驗(yàn)式一定相同 D．A和B各1 mol完全燃燒后生成的CO2的質(zhì)量一定相等 【解析】　烴只含C、H兩種元素，含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，則含氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相等，兩者具有相同的實(shí)驗(yàn)式，故C正確。 【答案】　C 7．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)原理或操作的敘述中，不正確的是(　　) A．從碘水中提取單質(zhì)碘時(shí)，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(zhì) C．用KMnO4酸性溶液可以除去乙烯中混有的乙炔 D．實(shí)驗(yàn)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(xiàng)，乙醇溶于水，不能作萃取劑，正確；B項(xiàng)，Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O，NaOH溶液可以除去雜質(zhì)Br2，正確；C項(xiàng)，KMnO4酸性溶液與乙烯、乙炔均發(fā)生反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，乙酸與CaO反應(yīng)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(dòng)吸收；有—CH3、—OH兩類不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，有2個(gè)峰。同理，(2)中有C—H鍵、C===O鍵、C—O鍵3種振動(dòng)吸收；有2個(gè)峰。 【答案】　(1)4　2　(2)3　2 9．為了提純下表所列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))，有關(guān)除雜試劑和分離方法的選擇均正確的是(　　) 編號(hào) 被提純的物質(zhì) 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(yīng)的產(chǎn)物為CO2氣體，引入了新的雜質(zhì)；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(yīng)且苯與甲苯互溶，故C錯(cuò)誤。 【答案】　D 10．某有機(jī)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(jīng)過濾得到10 g沉淀。該有機(jī)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(jī)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(zhì)的核磁共振氫譜。已知A、B兩種物質(zhì)都是烴類，都含有6個(gè)氫原子。請(qǐng)根據(jù)圖(1)和圖(2)兩種物質(zhì)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(zhì) (　　) 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(xué)環(huán)境的氫原子核對(duì)電磁波的吸收情況來推知?dú)湓臃N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(zhì)量為27.6 g，其中水的質(zhì)量為10.8 g，則CO的質(zhì)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(zhì)量為27.6 g－10.8 g＝16.8 g。生成水的物質(zhì)的量為＝0.6 mol，根據(jù)氫原子守恒，燃燒的醇應(yīng)是0.6 mol＝0.2 mol，再由碳原子守恒，應(yīng)得CO和CO2的總物質(zhì)的量是0.2 mol2＝0.4 mol，其平均相對(duì)分子質(zhì)量是＝42 g/mol，繼而求得CO的物質(zhì)的量為0.05 mol，質(zhì)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(qǐng)?zhí)钊脒m當(dāng)?shù)脑噭?、分離方法以及所分離的有關(guān)物質(zhì)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(zhuǎn)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(cè)定某有機(jī)化合物A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： (一)分子式的確定： (1)將有機(jī)物A置于氧氣流中充分燃燒，實(shí)驗(yàn)測(cè)得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧氣6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則該物質(zhì)中C、H、O元素的原子個(gè)數(shù)比是________。 (2)用質(zhì)譜儀測(cè)定該有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量，得到如圖①所示質(zhì)譜圖，則其相對(duì)分子質(zhì)量為________，該物質(zhì)的分子式是________。 (3)根據(jù)價(jià)鍵理論，預(yù)測(cè)A的可能結(jié)構(gòu)并寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______________。 (二)結(jié)構(gòu)式的確定： (4)核磁共振氫譜中有機(jī)物分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子給出不同的峰值(信號(hào))，根據(jù)峰值(信號(hào))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(jīng)測(cè)定，有機(jī)物A的核磁共振氫譜示意圖如圖③，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)物的實(shí)驗(yàn)式為C2H6O，假設(shè)該有機(jī)物的分子式為(C2H6O)m，由質(zhì)譜圖知其相對(duì)分子質(zhì)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(cè)其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OH。 【答案】　(1)2∶6∶1　(2)46　C2H6O (3)CH3CH2OH、CH3OCH3　(4)CH3CH2OH 15．有機(jī)物A滿足下列條件： ①它在空氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO2和H2O，且燃燒過程中產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量等于消耗掉O2的物質(zhì)的量，也正好和生成H2O的物質(zhì)的量相等； ②質(zhì)譜顯示A的分子離子峰質(zhì)荷比為180，分子中含有六元環(huán)； ③碳和氧原子在分子結(jié)構(gòu)中都有兩種不同的化學(xué)環(huán)境，A的核磁共振氫譜中有3個(gè)吸收峰。 回答下列問題： (1)A的實(shí)驗(yàn)式(最簡(jiǎn)式)是________。 (2)A的分子式是________。 (3)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________。 (4)A有一種同分異構(gòu)體B，其分子中也有六元環(huán)，所有碳原子都處于相同化學(xué)環(huán)境，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________。 【解析】　燃燒時(shí)n(CO2)＝n(O2)說明有機(jī)物的分子式可表示成Cx(H2O)y，n(CO2)＝n(H2O)說明有機(jī)物分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為1∶2，故最簡(jiǎn)式為CH2O，結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量為180(質(zhì)譜顯示)可知分子式為C6H12O6。該有機(jī)物分子中C、O原子都有兩種不同的化學(xué)環(huán)境且分子中含有六元環(huán)，則該六元環(huán)必是由3個(gè)C原子和3個(gè)O原子交替形成。剩下的3個(gè)C原子和3個(gè)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(jié)合分子中氫原子有三種不同的化學(xué)環(huán)境(核磁共振氫譜顯示)可得結(jié)果。若所有碳原子均處于相同的化學(xué)環(huán)境，則必是由六個(gè)碳原子形成六元環(huán)。 【答案】　(1)CH2O　(2)C6H12O6