【创新设计】高中化学 1.4 研究有机化合物的一般步骤和方法分层训练 新人教版选修5(1).doc

第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法 经典基础题1研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯确定实验式确定分子式确定结构式，以下用于研究有机物的方法错误的是()a蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物b燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法c核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量d对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团解析核磁共振氢谱用来确定有机物中各类氢原子的个数比。答案c2下列实验方案不合理的是( )a用饱和na2co3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸等b分离苯和硝基苯的混合物，可用蒸馏法c可用苯将溴从溴苯中萃取出来d可用水来鉴别苯、乙醇、四氯化碳解析因乙酸乙酯在饱和na2co3溶液中的溶解度很小，且乙酸易溶于饱和na2co3溶液，因此可用饱和na2co3溶液来除去乙酸乙酯中混有的乙酸等杂质；苯与硝基苯的沸点相差较大，可用蒸馏法将两者分离开来；溴易溶于溴苯，也易溶于苯，因此不能用苯作萃取剂将溴从溴苯中除去；苯不溶于水，加入水时，液体分为两层，上层为苯(油状液体)，下层为水，乙醇与水混合时不分层，四氯化碳不溶于水，加水混合时，液体也分为两层，上层为水，下层为四氯化碳(油状液体)，因此可用水来鉴别苯、乙醇、四氯化碳。答案c3核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如下图所示。则可能是下列物质中的()ach3ch2ch3 bch3ch2ch2ohc dch3ch2cho解析由核磁共振氢谱的定义可知，在氢谱图中从峰的个数即可推知有几种化学环境不同的氢原子，从上图中可知有4种化学环境不同的氢原子。分析选项可得a项是2种，b项是4种，c项是2种，d项是3种。答案b4设h的质荷比为，其有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是()a甲醇(ch3oh) b甲烷c丙烷 d乙烯解析从题图中可看出其右边最高峰质荷比为16，是h质荷比的16倍，即其相对分子质量为16，为甲烷。答案b5下列实验操作中错误的是()a分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出b蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口c可用酒精萃取碘水中的碘d除去淀粉中nacl杂质，可将混合物加水溶解后，用渗析的方法分离解析化学实验的基本操作是课标中要求同学们必须掌握的基本技能，也是高考常考的考点。因此，在平时的学习过程中，我们应多注意积累。答案c6物质的提纯是化学实验中的一项重要操作，也是化工生产及物质制备中的主要环节。下列有关叙述中，正确的是()a乙酸乙酯中混有乙酸，可用饱和na2co3溶液洗涤，然后分液分离出乙酸乙酯b在提纯鸡蛋中的蛋白质时，可向鸡蛋清溶液中加入浓硝酸，然后将所得沉淀滤出，即得较纯的蛋白质c除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入cl2，气液分离d乙醇中含乙酸杂质，加入碳酸钠溶液洗涤，分液解析b项，浓硝酸可使蛋白质变性，且会使含苯环的蛋白质变成黄色，得不到纯蛋白质；c项，光照时通入cl2，乙烷与cl2发生取代反应，c项不正确；d项，乙醇与水可以任意比互溶，d项不正确。答案a7为了提纯下表所列物质(括号内为杂质)，有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是()选项被提纯的物质除杂试剂分离方法a己烷(己烯)溴水分液b淀粉溶液(nacl)水过滤cch3ch2oh(ch3cooh)cao蒸馏dco2(so2)na2co3溶液洗气解析向a试样中加入溴水，己烯与br2反应的产物与己烷仍互溶，用分液法不能将己烷提纯；b中淀粉胶体和nacl溶液均可透过滤纸；d中除杂试剂na2co3既可与杂质so2反应，又可吸收被提纯气体co2，所以用na2co3溶液试剂不行，可改用nahco3溶液为除杂试剂，应选c。答案c8某化学兴趣小组在查阅资料时发现：实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是：已知苯甲醛易被空气氧化，苯甲醇的沸点为205.3 ，苯甲酸的熔点为121.7 ，沸点为249 ，溶解度为0.34 g；乙醚的沸点为34.8 ，难溶于水。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下所示：试根据上述信息回答下列问题：(1)操作的名称是_，乙醚溶液中所溶解的主要成分是_。(2)操作的名称是_，产品甲是_。(3)操作的名称是_，产品乙是_。(4)如右图所示，操作中温度计水银球上沿放置的位置应是_(填“a”、“b”、“c”或“d”)，该操作中，除需蒸馏烧瓶、温度计外，还需要的玻璃仪器是_，收集产品甲的适宜温度为_。解析(1)由题意可知，白色糊状物为苯甲醇和苯甲酸钾，加入水和乙醚后，根据相似相溶原理，乙醚中溶有苯甲醇，水中溶有苯甲酸钾，两种液体可用分液法分离。(2)溶解在乙醚中的苯甲醇沸点高于乙醚，可蒸馏分离。(3)加入盐酸后生成的苯甲酸为微溶于水的晶体，可过滤分离。答案(1)萃取分液苯甲醇(2)蒸馏苯甲醇(3)过滤苯甲酸(4)b冷凝管、酒精灯、锥形瓶34.8 9现拟分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，下图是分离操作步骤流程图。请写出图中圆括号内适当的试剂，方括号内所用的分离方法，方框内所分离的有关物质的化学式。解析乙酸乙酯、乙酸和乙醇的分离，最好先用饱和na2co3溶液洗涤，这样首先分离出乙酸乙酯，而在洗涤液中留下ch3coona和乙醇，再用蒸馏的方法蒸出乙醇，最后把ch3coonach3cooh再蒸馏，即可把ch3cooh与h2o分离。答案a：饱和na2co3溶液bh2so4溶液分液蒸馏蒸馏ach3cooch2ch3bch3ch2oh、ch3coonacch3coonadch3coohech3ch2oh能力提升题10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()、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解析根据题目信息知，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。答案d11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()x中含碳质量分数x中含氢质量分数x在标准状况下的体积质谱确定x的相对分子质量x的质量a b c d解析由c、h质量分数可推出o的质量分数，由各元素的质量分数可确定x的实验式，由相对分子质量和实验式可确定x的分子式。答案b12甲醛在医药、染料、香料等行业中都有着广泛的应用。实验室通过下图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛，试回答下列问题。(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，所以油层中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13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，下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0.90 g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1.32 g，b管质量增加0.54 g，则该有机物的实验式为_；(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)中cuo使有机物充分氧化生成co2和h2o。(5)中根据数据可知：n(c)n(co2)0.03 mol，n(h)2n(h2o)20.06 mol，0.03 mol，故n(c)n(h)n(o)n(c)n(h)n(o)0.03 mol0.06 mol0.03 mol121，所以该有机物的实验式为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14某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图)，以环己醇制备环己烯。已知：密度/(gcm3)熔点/沸点/溶解性环己醇0.9625161能溶于水环己烯0.8110383难溶于水(1)制备粗品将12.5 ml环己醇加入试管a中，再加入1 ml浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管c内得到环己烯粗品。a中碎瓷片的作用是_，导管b除了导气外还具有的作用是_。试管c置于冰水浴中的目的是_。(2)制备精品环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在_层(填“上”或“下”)，分液后用_(填入编号)洗涤。akmno4溶液b稀h2so4cna2co3溶液再将环己烯按如图装置蒸馏，冷却水从_口进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是_。收集产品时，控制的温度应在_左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是_。a蒸馏时从70 开始收集产品b环己醇实际用量多了c制备粗品时环己醇随产品一起蒸出(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是_。a用酸性高锰酸钾溶液b用金属钠c测定沸点解析解答本题可联系课本制备乙酸乙酯的实验装置。(1)粗品的制备既要防止反应物暴沸，又要防止生成物挥发。(2)精品的制备关键在于除杂，此问涉及到分液和蒸馏。环己烯密度比水小，在上层，洗涤时选用kmno4溶液会氧化环己烯，又因粗品中混有少量酸性物质，洗涤时不能再用稀硫酸，需用na2co3溶液将多余的酸除掉。其中的水分可用生石灰除去。由于环己醇的沸点较低，制备粗品时随产品一起蒸出，导致产量低于理论值。(3)区分精品与粗品不能选用kmno4，因为二者皆可被kmno4氧化；由于粗品中含有环己醇等，可与钠作用产生气体，故可用na加以区分；测定沸点则能很好的区分二者。答案(1)防止液体暴沸冷凝防止环己烯挥发(2)上cg吸收水分，便于蒸馏出更纯净的产品83 c(3)b、c15有机物a可由葡萄糖发酵得到，也可以从牛奶中提取。纯净的a为无色粘稠液体，易溶于水。为研究a的组成与结构，进行了如下实验：实验步骤解释或实验结论(1)称取a 9.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下h2的45倍。试通过计算填空：(1)a的相对分子质量为：_。(2)将9.0 g a在足量纯o2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4 g和13.2 g。(2)a的分子式为：_。(3)另取a 9.0 g，跟足量的nahco3粉末反应，生成2.24 lco2(标准状况)，若与足量金属钠反应则生成2.24 l h2(标准状况)。(3)用结构简式表示a中含有的官能团_、_。(4)a的核磁共振氢谱如下图：(4)a中含有_种氢原子。(5)综上所述，a的结构简式为_。解析(1)a的密度是相同条件下h2密度的45倍，相对分子质量为45290。9.0 g a的物质的量为0.1 mol。(2)燃烧产物依次缓缓