人教版选修5第1章第4节研究有机化合物的一般步骤和方法第2课时作业1.doc

第2课时1、现有一瓶物质，为甲和乙的混合物，已知甲和乙的某些性质如下表。据此，将甲和乙分离的最佳方案是()物质化学式熔点()沸点()密度(gcm3)可溶性甲c3h6o29857.50.93溶于水乙c4h8o284770.91溶于水a.萃取法 b升华法c蒸馏法 d分液法【答案】c2、2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量的(109 g)化合物通过质谱仪的离子化室，样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如c2h6离子化可得到c2h6、c2h5、c2h4然后测定其质荷比。设h的质荷比为，某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 b甲烷c丙烷 d乙烯【答案】b【解析】由质谱图可知质荷比最大值为16，该有机物分子相对分子质量为16，故选b。3、某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有cc键、ch键、co键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式可能是 a、ch3ch2och3b、ch3 ch2ch(oh)ch3c、ch3ch2ch2ohd、ch3ch2cho【答案】a4、如图分别是a、b两种物质的核磁共振氢谱，已知a、b两种物质都是烃类，都含有6个氢原子，试根据两种物质的核磁共振氢谱推测a、b有可能是下面的（）aa是c3h6，b是c6h6 ba是c2h6，b是c3h6ca是c2h6，b是c6h6 da是c3h6，b是c2h6【答案】b【解析】a的核磁共振氢谱中只有一种信号峰，说明分子结构中只有一种类型的氢原子，对照选项判断a为ch3ch3(c2h6)；同理b中有3种类型的氢原子，且强度比为123，故b为ch3ch=ch2(c3h6)5、3在20时，某气态烃与氧气混合，装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到20，此时容器内气体的压强为反应前的一半，经naoh溶液吸收后，容器内几乎成真空，此烃的分子式可能是（）ach4 bc2h6 cc3h8 dc7h16【答案】c【解析】本题考查的是有机物燃烧的问题，可以根据有机物的燃烧通式进行计算，就可以得到正确的答案。6、实验室用燃烧法测定某固体有机物a的分子组成，测定装置如图(铁架台、铁夹、酒精灯等未画出)：取17.1 g a放入装置中，通入过量o2燃烧，生成co2和h2o，请回答下列有关问题：(1)通入过量o2的目的是_。(2)c装置的作用是_；d装置的作用是_。(3)通过该实验，能否确定a中是否含有氧原子？_。(4)若a的摩尔质量为342 g/mol，c装置增重9.99 g，d装置增重26.4 g，则a分子式为_。(5)写出a燃烧的化学方程式_。(6)a可发生水解反应，1 mol a可水解生成2 mol同分异构体，则a在催化剂作用下水解的化学方程式为_。【答案】(1)使有机物a充分燃烧(2)吸收a燃烧后生成的h2o吸收a燃烧后生成的co2(3)能(4)c12h22o11(5)c12h22o11(蔗糖)12o212co211h2o(6)c12h22o11(蔗糖)h2oc6h12o6(葡萄糖)c6h12o6(果糖)【解析】(1)显然是使有机物充分燃烧，(2)浓h2so4与碱石灰均为干燥剂。(3)由生成的h2o及co2分别计算出a中h和c的质量，若h和c的质量之和等于17.1 g，说明a中不含氧；若h和c的质量之和小于17.1 g，则a中必含氧。(4)17.1 g a中含o的质量：171 g(122)8.8 g1 mol a中含c：12 mol1 mol a中含h：22 mol1 mol a中含o：11 mol，故a的分子式为c12h22o11。7、已知某种气态化石燃料含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据(u形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。实验前实验后(干燥剂u形管)的质量101.1 g102.9 g(石灰水广口瓶)的质量312.0 g314.2 g根据实验数据求：(1)实验完毕后，生成物中水的质量为_g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为_g。(2)生成的水中氢元素的质量为_g。(3)生成的co2中碳元素的质量为_g。(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为_。【答案】(1)1.85(2)0.2(3)0.6(4)31【解析】(1)生成水的质量为102.9 g101.1 g1.8 g，生成正盐即caco3的质量为100 gmol15 g。(2)生成的水中氢元素的质量为2 gmol10.2 g。(3)生成的co2中碳元素的质量为12 gmol10.6 g。(4)碳元素与氢元素的质量比为0.60.231。8、某研究性学习小组在实验室合成了一种物质a。(1)经分析，a的相对分子质量不超过100，a中c、h的质量分数分别为：w(c)=69.76%，w(h)=11.63%，且完全燃烧后产物只有co2和h2o。则a的摩尔质量为_。(2)a的核磁共振氢谱如图所示，且a可以和金属钠反应生成h2，但不能在cu作催化剂下被催化氧化。(提示：羟基与碳碳双键相连的结构不稳定且与羟基所连碳原子上没有氢原子时不能被催化氧化)请根据以上信息写出a的结构简式_。(3)a的某种同分异构体b分子中不含支链，且含醛基。写出b的结构简式_。【答案】(1)86 g/mol(2) (3)ch3ch2ch2ch2cho【解析】(1)由w(c)、w(h)可得w(o)=18.61%，若a中只含一个氧原子，则m(a)= =86，因a的相对分子质量不超过100，所以a中只含一个氧原子，且其相对分子质量为86，其分子中含碳原子个数为 =5，含氢原子个数为 =10，故其分子式为c5h10o。(2)由a的核磁共振氢谱可知其分子中有4种氢原子，其个数比为1216，含2个ch3；能与金属钠反应生成h2，说明含oh，不能被催化氧化，说明oh所连碳原子上无h，且oh不与双键碳相连，故a的结构简式为 。(3)根据题给信息可知b为ch3ch2ch2ch2cho。9、取8 g某有机物a(相对分子质量为32)在氧气中完全燃烧，生成物中只有11 g co2和9 g h2o，则a中一定含有_元素，其分子式是_；误服a会使人中毒失明甚至死亡，其化学名称为_，写出此物质在空气中燃烧的化学方程式_【答案】氧ch4o甲醇2ch3oh3o22co24h2o【解析】该有机物8 g中含碳、氢元素的质量：10、质子核磁共振谱是研究有机化合物结构的有力手段之一。结构中的等效氢原子核磁共振谱中都给出了相应的峰值(信号)，谱中峰的强度与结构中的h原子数成正比。试回答：(1)结构简式为的有机化合物，在核磁共振谱中观察峰给出的强度之比为_。(2)实践中可根据核共振谱上观察到h原子给出的峰值情况，确定有机化合物的结构。分子式为c3h6o2的链状有机化合物核磁共振谱上峰给出的稳定强度仅有四种，它们分别是33，321，3111，1221。请分别推断出其对应的结构简式：_；_；_；_。(3)测得ch3ch2ch2ch3化合物核磁共振谱上可观察到两种峰，而ch3chchch3的核磁共振谱有4种峰，结合其空间结构(如chbr=chcl有2种空间结构：)解释产生4个峰的原因：_。【答案】(1)11111(2)ch3cooch3 ch3ch2cooh或hcooch2ch3ch2hoch2cho(3)因为ch3chc=hch3有两种空间结构： 每种结构在核磁共振谱上给出2个峰，所以共给出4个峰【解析】分析题给信息知，分子中有几种不同环境的氢原子，就有几种信号峰，峰的强度比是分子中不同氢原子的个数比。由结构知，分子中有5种h原子，且个数均为2个，所以其比例为11111。分子式为c3h6o2的有机化合物有多种，可以根据给出峰的强度比确定分子中不同氢原子的个数比。对于ch3ch2ch2ch3来说，像chbr=chcl一样存在空间结构。11、已知某种有机物a的质谱图和红外光谱图如下：图2：红外光谱图回答下列问题：（1）结合以上谱图推断：有机物a的相对分子质量为_，分子式为_，有机物a的核磁共振氢谱图中有_种吸收峰，峰面积之比为_；该有机物与氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式为：_。（2）链烃c是b的同系物，且其对乙烯的相对密度为3，c的核磁共振氢谱显示：c中只含有一种氢原子。则c在一定条件下发生聚合反应的方程式为：_。【答案】（1）74 ； c3h6o2 ； 2 ； 1：1 ；ch3cooch3 +naohch3coona（2）12、如图是由4个碳原子结合成的6种有机物(氢原子没有画出)。(1)有机物(a)用系统命名法命名为_。(2)有机物(a)有一种同分异构体，试写出其结构简式_。(3)上述有机物中与(c)互为同分异构体的是_(填代号)。(4)任写一种与(e)互为同系物的有机物的结构简式_。(5)上述有机物中不能使溴水褪色的有_(填代号)。【答案】(1)2-甲基丙烷(2)ch3ch2ch2ch3(3)(b)、(f)(4)chch(合理即可)(5)(a)、(f)13、利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程(反应缓慢不发生爆炸)，其设计的模拟装置如图：根据要求填空：(1)仪器f的名称_；a中反应的离子方程式：_；(2)b装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_；(3)为了除多余的氯气，d装置中的石棉均匀附着ki粉末，你认为能否换成碱石灰_(填“能”或“不能”)，原因是_；(4)e装置的作用为_；a.收集气体 b.吸收氯气c.防止倒吸 d.吸收氯化氢(5)e装置中除了盐酸生成外，还含有有机物，从e中分离出盐酸的最佳方法是_。【答案】(1)分液漏斗 (2)干燥气体(3)不能 生成的hcl会被碱石灰吸收(4)c、d (5)分液【解析】a装置中生成cl2，在b中和ch4混合均匀后在c中强光的作用下反应生成卤代烃和hcl，用d装置除去剩余的cl2，剩余气体进入e，hcl被水吸收变为盐酸。14、为了测定某有机物a的结构，做如下实验：将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol co2和2.7 g 水；用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示图谱，图中三个峰的面积之比是123。试回答下列问题：(1)有机物a的相对分子质量是_。(2)有机物a的实验式是_。(3)能否根据a的实验式确定a的分子式_(填“能”或“不能”)，若能，则a的分子式是_，若不能，则此空不填。(4)写出有机物a可能的结构简式_。【答案】(1)46 (2)c2h6o (3)能 c2h6o(4)ch3ch2oh【解析】(1)在a的质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量也是46。(2)在2.3 g该有机物中，n(c)=0.1 molm(c)=0.1 mol12 g/mol=1.2 gn(h)= m(h)=0.3 mol1 g/mol=0.3 gm(o)=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 gn(o)= 所以n(c)n(h)n(o)=0.1 mol0.3 mol0.05 mol=261，a的实验式是c2h6o。(3)因为实验式是c2h6o的有机物中，氢原子数已经达到饱和，所以其实验式即为分子式。(4)a有如下两种可能的结构：ch3och3或ch3ch2oh；若为前者，则在核磁共振氢谱中应只有一个峰；若为后者，则在核磁共振氢谱中应有三个峰，而且三个峰的面积之比是123。显然后者符合，所以a为乙醇。15、质子核磁共振谱(pmr)是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在pmr谱中都