第一章 有机化合物的结构特点和研究方法【A卷·考点卷】-2024-2025学年高二化学同步单元AB卷(浙江专用,人教版2019选择性必修3)
2025-01-20
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内容正文:
第一章 有机化合物的结构特点和研究方法
考点01 有机物的分类
考点02 有机物的命名
考点03 有机物的分离、提纯
考点04 有机物组成的确定
考点05 有机物结构的确定
考点06 图谱法在确定有机化合物结构中的应用
考点01 有机物的分类
1.(2024·浙江省山海协作体高二期中考试)下列有机物按官能团分类错误的是( )
A.CH3C≡CH,炔烃 B.,二元醇
C.CH3CH2OOCH,酯类 D.CH2OH(CHOH)4CHO,单糖
2.根据有机化合物的分类,下列有机物的分类正确的是( )
A.是脂环化合物 B.是芳香族化合物
C.是链状化合物 D.分子式为C2H6O的物质一定是乙醇
3.下列物质的所属类别与所含官能团都正确的是( )
选项
A
B
C
D
结构简式
物质类别
芳香烃
醛类
羧酸类
醇类
官能团
-O-
-COOH
-OH
4.下列有机化合物的分类方法及所含官能团都正确的是( )
选项
物质
有机化合物的类别
官能团
A
酯类
酯基:
B
CH3CH2CONH2
酰胺类
酰胺基:
C
羧酸类
羧基:
D
酚类
羟基:-OH
5.物质中所含官能团的名称命名错误的是( )
选项
物质
官能团的名称
A
CH2=CHCH2OH
碳碳双键、羟基
B
醛基、羧基
C
碳溴键、酯基
D
醚键、氨基
6.下列关于有机物及相应官能团的说法中正确的是( )
A.乙烯与聚乙烯具有相同的官能团,故都属于烯烃
B.分子中含有醚键(虚线部分),所以该物质属于醚
C.因都含有羟基,故都属于醇
D.不是所有的有机物都具有一种或几种官能团
考点02 有机物的命名
7.下列有机物命名正确的是( )
A. 甲基苯甲醛
B. 2,二甲基戊炔
C. 异丁酸甲酯
D. 4,二甲基戊醇
8.下列有机物的命名错误的是( )
9.下列有机物命名正确的是( )
A.异丁酸甲酯 B. 甲基,丁二烯
C. 4,二甲基戊醇 D. 邻二甲苯
10.下列有机物的命名正确的是( )
A.CH2Cl-CH=CH2 1-氯丙烯 B.(CH3CH2)2CHCH(CH3)2 3-乙基-4-甲基戊烷
C.异戊烷 D. 3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯
11.下列各项的有机物命名正确的是( )
A. 2-乙基丙烷
B.CH3CH2CH2CH2OH 1-丁醇
C. 2,3,3-三甲基丁烷
D. 2-甲基-2-丙烯
12.下列有机物名称正确的是( )
A. :2-甲基-3-戊烯
B. :1,3,4-三甲苯
C.:1-羟基丁烷
D. :2-甲基丁酸
考点03 有机物的分离、提纯
13.(2024·)下列有关物质分离或提纯的说法不正确的是( )
A.可用重结晶法提纯含有少量氯化钠和泥沙的苯甲酸晶体
B.萃取操作中,倒转分液漏斗振荡并适时旋开活塞放气
C.向容量瓶转移液体时,引流时不能用玻璃棒接触容量瓶内壁
D.蒸馏操作结束后,应先停止加热,再停止通冷凝水
14.为提纯下列物质(括号内的为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )
选项
A
B
C
D
被提纯物质
乙醇(水)
乙醇(乙酸)
乙烷(乙烯)
溴苯(溴)
除杂试剂
生石灰
氢氧化钠溶液
酸性高锰酸钾溶液
KI溶液
分离方法
蒸馏
分液
洗气
分液
15. 下列有关有机化合物分离、提纯的方法错误的是( )
选项
混合物
试剂
分离提纯方法
A
乙烯(SO2)
NaOH溶液
洗气
B
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
分液
C
苯(苯甲酸)
NaOH溶液
分液
D
乙烷(乙烯)
溴水
洗气
16.下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
17.下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或做法,正确的是( )
A.在组装蒸馏装置时,温度计的水银球应伸入液面下
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NaOH溶液
D.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后,要冷却到常温才过滤
18.常温下,乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体,20 ℃时在乙醇中的溶解度为36.9 g,在水中的溶解度如下表(注:氯化钠可分散在醇中形成胶体)。
温度/℃
25
50
80
100
溶解度/g
0.56
0.84
3.5
5.5
某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质,下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是( )
A.用水溶解后分液 B.用乙醇溶解后过滤
C.用水作溶剂进行重结晶 D.用乙醇作溶剂进行重结晶
19.用KMnO4氧化甲苯制备苯甲酸。苯甲酸的熔点为℃,微溶于水,易溶于酒精。实验方法:将甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,过滤,将含有苯甲酸钾(C6H5COOK)和甲苯的滤液按如下流程分离苯甲酸并回收未反应的甲苯。下列说法正确的是( )
A.无色液体A是苯甲酸,白色固体B是甲苯
B.操作Ⅰ的名称为蒸馏,操作II的名称为分液
C.为了得到更多的白色固体B,冷却结晶时温度越低越好
D.加入浓盐酸酸化的目的是为了将苯甲酸钾转化为产物苯甲酸
考点04 有机物元素组成的确定
20.化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是( )
A.光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
B.质谱分析:利用质荷比来测定分子立体结构
C.红外光谱分析:利用分子吸收与化学键振动频率相同的红外线来测定晶体类型
D.X衍射图谱分析:利用X射线透过物质时记录的分立斑点或谱线来测定有机化合物中氢原子的种类和数目
21.(2024·浙江省浙东北(ZDB)联盟高二期中联考)某有机物X4.5g在足量氧气中完全燃烧,生成6.6gCO2和2.7g水。下列说法不正确的是( )
A.分子中一定含有氧元素
B.的分子式可能为CH2O
C.X分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2
D.若X与乙醇、乙酸都能发生酯化反应,则X分子中可能含有2个碳原子
22.有机物X完全燃烧的产物只有二氧化碳和水,元素组成分析发现,该物质中碳元素的质量分数为64.86%,氢元素的质量分数为13.51%,它的核磁共振氢谱有5组明显的吸收峰,且只含有两个甲基。下列关 于有机物X的说法正确的是( )
A.分子式为C3H8O
B.X催化氧化能生成醛
C.X消去可以生成两种结构的烯烃(考虑顺反异构)
D.与X互为官能团异构的同分异构体有3种
23.为验证某有机物(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)属于烃的含氧衍生物,下列方法正确的是( )
A.验证其完全燃烧后的产物只有H2O和CO2
B.测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量之比
C.测定其完全燃烧时消耗有机物的物质的量与生成的H2O和CO2的物质的量之比
D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成的H2O和CO2的质量
24.燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.3 mol H2O,由此得出的结论不正确的是( )
A.该有机物分子的结构简式为CH3—CH3
B.该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶3
C.该有机物分子中不可能含有双键
D.该有机物分子中可能含有氧原子
25.某有机化合物3.2g,在O2中完全燃烧生成4.4gCO2和3.6gH2O,下列说法正确的是( )
A.该有机物一定是烃 B.该有机物的分子式为CH4O
C.该有机物中可能含有氧元素 D.该有机物一定不能与钠反应
考点05 有机物结构的确定
26.化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是( )
A.光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
B.质谱分析:利用质荷比来测定分子立体结构
C.红外光谱分析:利用分子吸收与化学键振动频率相同的红外线来测定晶体类型
D.X衍射图谱分析:利用X射线透过物质时记录的分立斑点或谱线来测定有机化合物中氢原子的种类和数目
27.(2024·浙江省浙东北(ZDB)联盟高二期中联考)下列说法不正确的是( )
A.利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
B.用X射线衍射测定乙酸晶体,每个晶胞中含有4个乙酸分子
C.红外光谱可以测定未知物分子中所含有的化学键或官能团,以此判断物质的结构
D.质谱仪是通过分析最小的碎片离子测出分子的相对质量
28.(2024·浙江省新力量联盟高二期中联考)在检测领域,有四大名谱,也是检测领域的“四大天王”,分别为色谱、光谱、质谱、波谱。下列有关说法错误的是( )
A.色谱法可以用于分离、提纯有机物
B.通过红外光谱图可以获得分子的化学键和官能团的信息
C.发射光谱是光谱仪摄取元素原子的电子发生跃迁时发射不同光的光谱
D.质谱是快速、微量、精确测定有机化合物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及他们的相对数目等信息
29.(2024·浙江省强基联盟学年高二联考)化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是( )
A.通过X射线衍射图谱分析,可获得CH3COOH的键长、键角、键能等信息
B.通过红外光谱分析,可区分HCOOCH3和CH3COOH
C.通过质谱分析,不能区别CH3CH2OH与CH3OCH3
D.通过核磁共振氢谱分析,有4组峰
考点06 图谱法在确定有机化合物结构中的应用
30.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢两种元素,其质谱图和核磁共振氢谱图分别如下图所示,下列有关A的说法不正确的是( )
A.分子式为C6H12 B.不可能所有碳原子均为sp3杂化
C.可能能发生加聚反应 D.满足条件的结构共有两种
31.(2025·浙江部分高中高三开学考试)有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素,红外光谱显示A分子中存在醚键,质谱和核磁共振氢谱示意图如下。下列关于A的说法正确的是( )
A.不能使酸性KMnO4溶液褪色 B.能与O2反应生成1-丁醛
C.能与CH3OH发生酯化反应 D.能与Na反应生成H2
32.(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)有机物经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素,红外光谱显示分子中有羧基,质谱和核磁共振氢谱示意图如下。关于的说法不正确的是( )
A.能与溴水发生加成反应 B.能与酸性高锰酸钾发生氧化反应
C.能发生消去反应 D.自身可发生缩聚反应
33.(2025·浙江省强基联高三联考)有机物A的分子式为C8H8O2,分子中除苯环外无其他环状结构,核磁共振氢谱图如图,关于有机物A叙述中不正确的是( )
A.分子内含有甲基
B.可能与FeCl3溶液发生显色反应
C.一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.一定能发生银镜反应
34.(2024·浙江省台州市十校高二期中联考)为了确定某有机物X(只含C、H、O三种元素中的2种或3种)的结构,某科研小组进行如下研究:
(1)化学上常用燃烧法确定有机物的组成,现取6.8gX进行实验,将燃烧的产物依次通入浓硫酸和碱石灰,质量分别增加3.6g和17.6g,则该有机物的实验式为 。
(2)用质谱法对X进行分析,其质谱图如下,则有机物X的分子式是 。
(3)用红外光谱法分析,有机物X中含有苯环、羧基、甲基;用核磁共振氢谱法分析该物质,其核磁共振氢谱图如图所示,由此推断有机物X的结构简式为 。
(4)Y的相对分子质量比X大14,请写出2个满足下列要求的Y的同分异构体的结构简式: 。
①属于芳香族化合物;
②与X具有相同的官能团;
③有4种不同化学环境的氢原子且个数比为1:1:2:6。
35.有机化合物的元素定量分析最早是由德国化学家李比希提出的,装置如下图,他用CuO作氧化剂,在750℃左右使有机物在氧气流中全部转化为CO2和H2O,用盛有NaOH固体和无水CaCl2的吸收管分别吸收CO2和H2O。
试回答下列问题:
(1)甲装置中盛放的是_______(填化学式)。
(2)将7.4g有机物A进行实验,测得生成和,则A的实验式(最简式)为___。
(3)已知A的最简式能否确定A的分子式(填“能”或“不能”)_______,原因是:_______。也可以通过_______法快速、精确测定其相对分子质量,进而确定分子式。
(4)①若A为醇,且A的核磁共振氢谱图中有两组峰,则A的结构简式为_______。
②若A的红外光谱如图所示,则其官能团的名称为_______。
36.有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用图中的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为_______。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为_______,分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______。
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第一章 有机化合物的结构特点和研究方法
考点01 有机物的分类
考点02 有机物的命名
考点03 有机物的分离、提纯
考点04 有机物组成的确定
考点05 有机物结构的确定
考点06 图谱法在确定有机化合物结构中的应用
考点01 有机物的分类
1.(2024·浙江省山海协作体高二期中考试)下列有机物按官能团分类错误的是( )
A.CH3C≡CH,炔烃 B.,二元醇
C.CH3CH2OOCH,酯类 D.CH2OH(CHOH)4CHO,单糖
【答案】B
【解析】A项,CH3C≡CH是含有碳碳三键的烃,属于炔烃,故A正确;B项,含有羟基,羟基直接连接在苯环上,属于酚类,故B错误;C项,CH3CH2OOCH含有酯基,属于酯类,故C正确;D项,CH2OH(CHOH)4CHO是葡萄糖,含有多个羟基和1个醛基,属于糖类,是不能水解的单糖,故D正确;故选B。
2.根据有机化合物的分类,下列有机物的分类正确的是( )
A.是脂环化合物 B.是芳香族化合物
C.是链状化合物 D.分子式为C2H6O的物质一定是乙醇
【答案】C
【解析】A项, 含有苯环,不是脂环化合物,而是芳香族化合物,故A错误;B项, 不含有苯环,不是芳香族化合物,而是脂环化合物,故B错误;C项, 是链状化合物,故C正确;D项,分子式为C2H6O的物质可以是乙醇,也可以时甲醚CH3OCH3,故D错误;故选C。
3.下列物质的所属类别与所含官能团都正确的是( )
选项
A
B
C
D
结构简式
物质类别
芳香烃
醛类
羧酸类
醇类
官能团
-O-
-COOH
-OH
【答案】D
【解析】A项,选项种有机物中含有氧原子,不属于烃,故A错误;B项,醛类的官能团为醛基,故B错误;C项,选项中有机物的官能团为酯基-COO-,故C错误;D项,选项中有机物的官能团为羟基-OH,属于醇类,故D正确;故选D。
4.下列有机化合物的分类方法及所含官能团都正确的是( )
选项
物质
有机化合物的类别
官能团
A
酯类
酯基:
B
CH3CH2CONH2
酰胺类
酰胺基:
C
羧酸类
羧基:
D
酚类
羟基:-OH
【答案】B
【解析】A项,属于酯,官能团为酯基:(R为烃基),故A错误;B项,CH3CH2CONH2属于酰胺类,官能团为酰胺基:,故B正确;C项,属于酯,官能团为酯基:(R为烃基),故C错误;D项,属于醇,官能团为羟基:-OH,故D错误。故选B。
5.物质中所含官能团的名称命名错误的是( )
选项
物质
官能团的名称
A
CH2=CHCH2OH
碳碳双键、羟基
B
醛基、羧基
C
碳溴键、酯基
D
醚键、氨基
【答案】D
【解析】A项,CH2=CHCH2OH中所含官能团的名称为:碳碳双键和羟基,A正确;B项, 中所含官能团的名称为:醛基和羧基,B正确;C项, 中所含官能团的名称为:碳溴键、酯基,C正确;D项, 中所含官能团的名称为:酮羰基、氨基,D错误;故选D。
6.下列关于有机物及相应官能团的说法中正确的是( )
A.乙烯与聚乙烯具有相同的官能团,故都属于烯烃
B.分子中含有醚键(虚线部分),所以该物质属于醚
C.因都含有羟基,故都属于醇
D.不是所有的有机物都具有一种或几种官能团
【答案】D
【解析】乙烯属于具有不饱和结构的烯烃,而聚乙烯结构中只有C—C键及C—H键,A错;B中给出的物质名称为乙酸乙酯,故该物质属于酯类物质,B错;C中给出的两种物质虽然都含有羟基,但因为前者羟基是与苯环直接相连,后者羟基是与链烃基直接相连,故前者属于酚,后者属于醇,C错;绝大多数有机物含有官能团,但烷烃没有官能团,D正确。
考点02 有机物的命名
7.下列有机物命名正确的是( )
A. 甲基苯甲醛
B. 2,二甲基戊炔
C. 异丁酸甲酯
D. 4,二甲基戊醇
【答案】C
【解析】A项,的名称是邻甲基苯甲醛,故A错误;B项, 含有碳碳叁键,属于炔烃,主链有5个碳原子,从离叁键近的一端给碳原子编号,第4号碳原子连有2个甲基,名称是4,4-二甲基戊炔,故B错误;C项, 含有酯基,属于酯类,名称为异丁酸甲酯,故C正确;D项, 含有羟基,属于醇类,主链有6个碳原子,从离羟基近的一端给碳原子编号,羟基位于3号碳、4号碳原子连有1个甲基,名称为4-甲基己醇,故D错误;故选C。
8.下列有机物的命名错误的是( )
【答案】C
【解析】C的名称为2丁醇,故C命名错误。
9.下列有机物命名正确的是( )
A.异丁酸甲酯 B. 甲基,丁二烯
C. 4,二甲基戊醇 D. 邻二甲苯
【答案】A
【解析】A项, 是酯类化合物,是甲醇与异丁酸发生酯化反应生成的,故正确的名称为异丁酸甲酯,故A正确;B项, 为二烯烃,选取含有碳碳双键在内的最长碳链作为主链,含有4个碳原子,从距离双键最近的一端开始编号,正确的名称为甲基,丁二烯,故B错误;C项, 为醇,选取含有羟基的最长碳链作为主链,含有6个碳原子,从距离羟基最近的一端开始编号,正确的名称为4 — 甲基己醇,故C错误;D项, 是环烷烃,名称为邻二甲基环己烷,故D错误;故选A。
10.下列有机物的命名正确的是( )
A.CH2Cl-CH=CH2 1-氯丙烯 B.(CH3CH2)2CHCH(CH3)2 3-乙基-4-甲基戊烷
C.异戊烷 D. 3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯
【答案】D
【解析】A项, CH2Cl-CH=CH2正确的命名为:3-氯-1-丙烯,故A错误;B项, (CH3CH2)2CHCH(CH3)2 2-甲基-3-乙基戊烷,故B错误;C项,异戊烷含有5个碳,正确的命名为2-甲基戊烷,故C错误;D项,含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,官能团的位次最小,则的名称为3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯,故D正确;故选D。
11.下列各项的有机物命名正确的是( )
A. 2-乙基丙烷
B.CH3CH2CH2CH2OH 1-丁醇
C. 2,3,3-三甲基丁烷
D. 2-甲基-2-丙烯
【答案】B
【解析】A项,选择含碳最多的链为主链,则该有机物正确命名为:2-甲基丁烷,故A错误;B项,CH3CH2CH2CH2OH该化合物命名为:1-丁醇,故B正确;C项,支链代数和最小原则,则该有机物正确命名为:2,2,3-三甲基丁烷,故C错误;D项,该有机物正确命名为:2-甲基-1-丙烯,故D错误;故选B。
12.下列有机物名称正确的是( )
A. :2-甲基-3-戊烯
B. :1,3,4-三甲苯
C.:1-羟基丁烷
D. :2-甲基丁酸
【答案】D
【解析】A项,以碳碳双键官能团编号最小,正确的命名为4-甲基-2-戊烯,A错误;B项,取代基甲基在1、2、4号碳上,命名为1,2,4-三甲苯,B错误;C项,母体是醇,官能团羟基在一号碳上,命名为:1-丁醇,C错误;D项,含有官能团羧基,母体是丁酸,甲基取代基在2号碳上,命名为:2-甲基丁酸,D正确;故选D。
考点03 有机物的分离、提纯
13.(2024·)下列有关物质分离或提纯的说法不正确的是( )
A.可用重结晶法提纯含有少量氯化钠和泥沙的苯甲酸晶体
B.萃取操作中,倒转分液漏斗振荡并适时旋开活塞放气
C.向容量瓶转移液体时,引流时不能用玻璃棒接触容量瓶内壁
D.蒸馏操作结束后,应先停止加热,再停止通冷凝水
【答案】C
【解析】A项,重结晶是利用混合物中各组分在同一溶剂中溶解度不同以及溶解度随温度的变化程度不同,从而除去杂质,可用重结晶法提纯含有少量氯化钠和泥沙的苯甲酸晶体,故A正确;B项,萃取时平衡气压,则萃取操作振荡时,要不时打开分液漏斗的活塞放气,故B正确;C项,转移液体时,玻璃棒下端在容量瓶刻度线以下,则引流用的玻璃棒接触容量瓶内壁,故C错误;D项,蒸馏时应充分冷凝,则蒸馏完毕后,应先停止加热,待装置冷却后,停止通水,再拆卸蒸馏装置,故D正确;故选C。
14.为提纯下列物质(括号内的为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )
选项
A
B
C
D
被提纯物质
乙醇(水)
乙醇(乙酸)
乙烷(乙烯)
溴苯(溴)
除杂试剂
生石灰
氢氧化钠溶液
酸性高锰酸钾溶液
KI溶液
分离方法
蒸馏
分液
洗气
分液
【答案】A
【解析】A项,生石灰与水反应,消耗了乙醇中混有的水,蒸馏可得到乙醇;A项正确;B项,乙醇易溶于水,利用分液的方法不能将乙醇与盐溶液分离开;B项错误;C项,酸性高锰酸钾溶液可将乙烯氧化为二氧化碳,引入了新的杂质;C项错误;D项,溴可将KI氧化为碘单质,而碘易溶于溴苯,引入了新的杂质,D项错误;故选A。
15. 下列有关有机化合物分离、提纯的方法错误的是( )
选项
混合物
试剂
分离提纯方法
A
乙烯(SO2)
NaOH溶液
洗气
B
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
分液
C
苯(苯甲酸)
NaOH溶液
分液
D
乙烷(乙烯)
溴水
洗气
【答案】B
【解析】SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O,乙烯与NaOH不反应,洗气可以分离,A正确;乙酸与NaOH溶液反应,乙醇溶于水,不能进行分液,B错误;苯甲酸与NaOH溶液反应生成苯甲酸钠和H2O,苯与NaOH溶液不反应且不溶于NaOH溶液,混合液分层,可进行分液,C正确;乙烯与溴水发生加成反应,乙烷不反应,可以通过盛有溴水的洗气瓶洗气进行分离提纯,D正确。
16.下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
【答案】D
【解析】乙醇与水互溶,不能用作萃取剂,A错误;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离,B错误;除去KNO3中的NaCl杂质,可利用二者在不同温度下溶解度变化差别大,使用重结晶法分离,C错误;分离两种沸点差别较大的互溶液体,一般使用蒸馏法,D正确。
17.下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或做法,正确的是( )
A.在组装蒸馏装置时,温度计的水银球应伸入液面下
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NaOH溶液
D.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后,要冷却到常温才过滤
【答案】B
【解析】A项,蒸馏时,温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口处,A错误;B项,用生石灰吸水,利用乙醇沸点低加热蒸出,B正确;C项,苯甲酸会与NaOH溶液反应,C错误;D项,要趁热过滤,D错误。
18.常温下,乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体,20 ℃时在乙醇中的溶解度为36.9 g,在水中的溶解度如下表(注:氯化钠可分散在醇中形成胶体)。
温度/℃
25
50
80
100
溶解度/g
0.56
0.84
3.5
5.5
某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质,下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是( )
A.用水溶解后分液 B.用乙醇溶解后过滤
C.用水作溶剂进行重结晶 D.用乙醇作溶剂进行重结晶
【答案】C
【解析】氯化钠可分散在醇中形成胶体,不能用过滤的方法分离,不选B;氯化钠在水中的溶解度随温度变化基本不变,根据表中数据,乙酰苯胺在水中的溶解度随温度降低而降低,所以可选用重结晶方法,先用水溶解加热形成乙酰苯胺的热饱和溶液,然后降温结晶让大量的乙酰苯胺晶体析出,选C;20 ℃时乙酰苯胺在乙醇中的溶解度为36.9 g,氯化钠可分散在醇中形成胶体,且二者在乙醇中的溶解度随温度变化未知,不能用重结晶法提纯乙酰苯胺,不选D。
19.用KMnO4氧化甲苯制备苯甲酸。苯甲酸的熔点为℃,微溶于水,易溶于酒精。实验方法:将甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,过滤,将含有苯甲酸钾(C6H5COOK)和甲苯的滤液按如下流程分离苯甲酸并回收未反应的甲苯。下列说法正确的是( )
A.无色液体A是苯甲酸,白色固体B是甲苯
B.操作Ⅰ的名称为蒸馏,操作II的名称为分液
C.为了得到更多的白色固体B,冷却结晶时温度越低越好
D.加入浓盐酸酸化的目的是为了将苯甲酸钾转化为产物苯甲酸
【答案】D
【解析】该实验的实验目的是从含有苯甲酸钾和甲苯的滤液中分离出苯甲酸并回收甲苯,由题给流程可知,滤液经分液分离得到有机溶液和水溶液;有机溶液经硫酸钠干燥除水,过滤后蒸馏得到无色液体A甲苯;水溶液用浓盐酸酸化,使苯甲酸钾转化成苯甲酸,经冷却结晶、过滤得到白色固体B苯甲酸。A项,无色液体A是甲苯,白色固体B是苯甲酸,故A错误;B项,操作Ⅰ的为分液,操作II为蒸馏,故B错误;C项,冷却结晶的目的是使苯甲酸从水溶液中分离出来,若温度过低会使溶液中的杂质也析出,导致苯甲酸不纯,故C错误;D项,水溶液中加入浓盐酸酸化的目的是为了将苯甲酸钾转化为产物苯甲酸,故D正确;故选D。
考点04 有机物元素组成的确定
20.化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是( )
A.光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
B.质谱分析:利用质荷比来测定分子立体结构
C.红外光谱分析:利用分子吸收与化学键振动频率相同的红外线来测定晶体类型
D.X衍射图谱分析:利用X射线透过物质时记录的分立斑点或谱线来测定有机化合物中氢原子的种类和数目
【答案】A
【解析】A项,光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,A项正确;B项,质谱分析:利用质荷比来测定有机物相对分子质量,B项错误;C项,红外光谱分析:利用有机化合物分子中不同基团的特征吸收频率不同来初步判断有机化合物中有哪些基团,C项错误;D项,X衍射图谱分析:利用X射线透过物质时记录的分立斑点或谱线来测定晶体类型和结构,D项错误;故选A。
21.(2024·浙江省浙东北(ZDB)联盟高二期中联考)某有机物X4.5g在足量氧气中完全燃烧,生成6.6gCO2和2.7g水。下列说法不正确的是( )
A.分子中一定含有氧元素
B.的分子式可能为CH2O
C.X分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2
D.若X与乙醇、乙酸都能发生酯化反应,则X分子中可能含有2个碳原子
【答案】D
【解析】由题干信息可知,有机物X4.5g在足量氧气中完全燃烧,生成6.6gCO2和2.7g水,则有机物中含有n(C)=n(CO2)==0.15mol,n(H)=2n(H2O)==0.3mol,n(O)==0.15mol,则n(C):n(H):n(O)=0.15mol:0.3mol:0.15mol=1:2:1,有机物的最简式为:CH2O。A项,X分子中一定含有氧元素,A正确;B项,X的分子式可能为CH2O,B正确;C项,X分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2,C正确;D项,有机物的最简式为:CH2O,若X与乙醇、乙酸都能发生酯化反应即既含羟基又含羧基,则X分子中至少含有3个碳原子,不可能含有2个碳原子,D错误;故选D。
22.有机物X完全燃烧的产物只有二氧化碳和水,元素组成分析发现,该物质中碳元素的质量分数为64.86%,氢元素的质量分数为13.51%,它的核磁共振氢谱有5组明显的吸收峰,且只含有两个甲基。下列关 于有机物X的说法正确的是( )
A.分子式为C3H8O
B.X催化氧化能生成醛
C.X消去可以生成两种结构的烯烃(考虑顺反异构)
D.与X互为官能团异构的同分异构体有3种
【答案】D
【解析】由题意可知,有机物X中碳元素和氢元素的质量分数之和小于100%,完全燃烧的产物只有二氧化碳和水,则有机物中含有氧元素,氧元素的质量分数为(1—64.86%—13.51%)=21.63%,有机物中碳、氢、氧的个数比为=4:10:1,有机物的实验式为C4H10O,由碳原子和氢原子的个数比可知,有机物实验式就是分子式,由核磁共振氢谱有5组明显的吸收峰,且只含有两个甲基可知,该有机物为。A项,有机物的分子式为C4H10O,故A错误;B项,X为发生催化氧化反应生成,不能得到醛类,故B错误;C项,X在一定条件下,发生消去反应生成、、,故C错误;D项,与含有相同官能团的同分异构体有1—丁醇、2—甲基—1—丙醇、2—甲基—2—丙醇,共3种,故D正确;故选D。
23.为验证某有机物(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)属于烃的含氧衍生物,下列方法正确的是( )
A.验证其完全燃烧后的产物只有H2O和CO2
B.测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量之比
C.测定其完全燃烧时消耗有机物的物质的量与生成的H2O和CO2的物质的量之比
D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成的H2O和CO2的质量
【答案】D
【解析】A项,烃的含氧衍生物或烃燃烧都生成H2O和CO2,不能确定是否含有氧元素,错误;B项,测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量之比只能确定该有机物分子中碳原子、氢原子的个数比,不能确定是否含有氧元素,错误;C项,测定其完全燃烧时消耗有机物的物质的量与生成的H2O和CO2的物质的量之比,只能确定该有机物分子中碳原子和氢原子的个数,不能确定是否含有氧元素,错误;D项,测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成的H2O和CO2的质量,可以确定一定质量的有机物中含有碳、氢元素的质量,根据质量守恒可确定是否含有氧元素,正确。
24.燃烧0.1 mol某有机物得0.2 mol CO2和0.3 mol H2O,由此得出的结论不正确的是( )
A.该有机物分子的结构简式为CH3—CH3
B.该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶3
C.该有机物分子中不可能含有双键
D.该有机物分子中可能含有氧原子
【答案】A
【解析】A项,根据元素守恒和原子守恒,推出0.1mol有机物中含有0.2molC和0.6molH,即1mol该有机物中有2molC和6molH,因为题中无法确认有机物的质量或相对分子质量,因此无法确认有机物中是否含氧元素,即无法确认有机物结构简式,故A错误;B项,根据A选项分析,该有机物中碳、氢元素原子数目之比为2:6=1:3,B正确;C项,1mol该有机物中含有2molC和6molH,该有机物分子式C2H6Ox,不饱和度为0,即不含碳碳双键,故C正确;D项,根据A选项分析,该有机物中可能存在氧元素,也可能不存在氧元素,故D正确。
25.某有机化合物3.2g,在O2中完全燃烧生成4.4gCO2和3.6gH2O,下列说法正确的是( )
A.该有机物一定是烃 B.该有机物的分子式为CH4O
C.该有机物中可能含有氧元素 D.该有机物一定不能与钠反应
【答案】B
【解析】化合物3.2g燃烧生成4.4gCO2和3.6gH2O,根据元素守恒则一定含有C、H元素,4.4g二氧化碳的物质的量为=0.1mol,n(C)=n(CO2)=0.1mol,m(C)=0.1mol×12g/mol=1.2g,3.6g水的物质的量为=0.2mol,n(H)=2n(H2O)=0.4mol,m(H)=0.4g,由于m(C)+m(H)=1.2g+0.4g=1.6g<3.2g,所以该化合物中一定含有氧元素,该化合物为烃的含氧衍生物,氧元素的物质的量为=0.1mol,故化合物中n(C):n(H):n(O)=0.1mol∶0.4mol∶0.1mol=1∶4∶1,此有机物的分子式为CH4O。A项,该有机物分子中含有C、H、O三种元素,属于烃的含氧衍生物,A错误;B项,由分析,该有机物的分子式为CH4O,B正确;C项,根据分析可知,该有机物中一定含有氧元素,C错误;D项,分子式为CH4O的物质可能为CH3OH,能与Na发生反应生成CH3ONa和H2,D错误;故选B。
考点05 有机物结构的确定
26.化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是( )
A.光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
B.质谱分析:利用质荷比来测定分子立体结构
C.红外光谱分析:利用分子吸收与化学键振动频率相同的红外线来测定晶体类型
D.X衍射图谱分析:利用X射线透过物质时记录的分立斑点或谱线来测定有机化合物中氢原子的种类和数目
【答案】A
【解析】A项,光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,A项正确;B项,质谱分析:利用质荷比来测定有机物相对分子质量,B项错误;C项,红外光谱分析:利用有机化合物分子中不同基团的特征吸收频率不同来初步判断有机化合物中有哪些基团,C项错误;D项,X衍射图谱分析:利用X射线透过物质时记录的分立斑点或谱线来测定晶体类型和结构,D项错误;故选A。
27.(2024·浙江省浙东北(ZDB)联盟高二期中联考)下列说法不正确的是( )
A.利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
B.用X射线衍射测定乙酸晶体,每个晶胞中含有4个乙酸分子
C.红外光谱可以测定未知物分子中所含有的化学键或官能团,以此判断物质的结构
D.质谱仪是通过分析最小的碎片离子测出分子的相对质量
【答案】D
【解析】A项,不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,A正确;B项,X射线衍射是测定微观结构的方法,可以测得乙酸晶体每个晶胞中含有4个乙酸分子,B正确;C项,红外光谱可以测定未知物中所含各种化学键或官能团,以此判断物质的结构,C正确;D项,质谱仪是通过分析最大的碎片离子测出分子的相对质量,D错误;故选D。
28.(2024·浙江省新力量联盟高二期中联考)在检测领域,有四大名谱,也是检测领域的“四大天王”,分别为色谱、光谱、质谱、波谱。下列有关说法错误的是( )
A.色谱法可以用于分离、提纯有机物
B.通过红外光谱图可以获得分子的化学键和官能团的信息
C.发射光谱是光谱仪摄取元素原子的电子发生跃迁时发射不同光的光谱
D.质谱是快速、微量、精确测定有机化合物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及他们的相对数目等信息
【答案】D
【解析】A项,色谱法主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离,可以用来分离提纯有机物,故A正确;B项,红外光谱主要提供化学键和官能团的结构信息,红外光谱法可用于鉴定分子结构,故B正确;C项,当原子中的电子从高能级跃迁到低能级时,将释放能量,释放出不同的光,用光谱仪摄取得到发射光谱,故C正确;D项,质谱是测量相对分子质量的方法,核磁共振氢谱法是确定有机化合物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及他们的相对数目等信息的方法,故D错误;故选D。
29.(2024·浙江省强基联盟学年高二联考)化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等,现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是( )
A.通过X射线衍射图谱分析,可获得CH3COOH的键长、键角、键能等信息
B.通过红外光谱分析,可区分HCOOCH3和CH3COOH
C.通过质谱分析,不能区别CH3CH2OH与CH3OCH3
D.通过核磁共振氢谱分析,有4组峰
【答案】B
【解析】A项,通过X衍射图谱分析,能获取分子的键长键角等信息,不能获取分子的键能数据,故A错误;B项,通过红外光谱分析,可以判断出所含官能团、化学键的信息,能够区分两者,故B正确;C项,质谱仪通过分析碎片离子,能区别CH3CH2OH与CH3OCH3,故C错误;D项,苯甲醇中有五种不同的氢原子,峰面积之比为1:2:2:2:1,故D错误;故选B。
考点06 图谱法在确定有机化合物结构中的应用
30.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢两种元素,其质谱图和核磁共振氢谱图分别如下图所示,下列有关A的说法不正确的是( )
A.分子式为C6H12 B.不可能所有碳原子均为sp3杂化
C.可能能发生加聚反应 D.满足条件的结构共有两种
【答案】B
【解析】由质谱图可知,该烃的相对分子质量为84,84÷12=7=6·····12,则该烃的分子式为C6H12,由核磁共振氢谱图可知,该烃只含有1种化学环境的氢原子,该烃不饱和度为1,说明其是环己烷或者(CH3)2C=C(CH3)2,两种可能。A项,该烃分子式为C6H12,A正确;B项,若该烃为,则所有碳原子为sp3杂化,B错误;C项,若该烃为(CH3)2C=C(CH3)2,含有碳碳双键,可以发生加聚反应,C正确;D项,满足条件的结构简式有两种,D正确;故选B。
31.(2025·浙江部分高中高三开学考试)有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素,红外光谱显示A分子中存在醚键,质谱和核磁共振氢谱示意图如下。下列关于A的说法正确的是( )
A.不能使酸性KMnO4溶液褪色 B.能与O2反应生成1-丁醛
C.能与CH3OH发生酯化反应 D.能与Na反应生成H2
【答案】A
【解析】由质谱图可知,有机物A相对分子质量为74,A只含C、H、O三种元素,因此A的分子式为C4H10O或C3H6O2,由核磁共振氢谱可知,A有2种等效氢,因此A为CH3CH2OCH2CH3。A项,A为CH3CH2OCH2CH3,不能使酸性KMnO4溶液褪色,故A正确;B项,A为CH3CH2OCH2CH3,能不与O2反应,故B错误;C项,A为CH3CH2OCH2CH3,不是羧酸,不能与CH3OH发生酯化反应,故C错误;D项,A为CH3CH2OCH2CH3,不能与Na反应,故D错误;故选A。
32.(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)有机物经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素,红外光谱显示分子中有羧基,质谱和核磁共振氢谱示意图如下。关于的说法不正确的是( )
A.能与溴水发生加成反应 B.能与酸性高锰酸钾发生氧化反应
C.能发生消去反应 D.自身可发生缩聚反应
【答案】A
【解析】由质谱图可知,有机物A相对分子质量为90;由核磁共振氢谱可知,A有4种等效氢,且峰面积比为3∶1∶1∶1,即每种等效氢原子个数之比为3∶1∶1∶1,则A有中含有甲基;A只含C、H、O三种元素,A分子中有羧基,则除去羧基、甲基后所剩基团的相对分子质量为90-45-15=30,结合4种等效氢的氢原子个数之比为3∶1∶1∶1,可知所剩基团为-CH(OH)-,所有的结构简式为CH3CH(OH)COOH。A项,CH3CH(OH)COOH只含羟基、羧基,不能与溴水发生加成反应,A错误;B项,CH3CH(OH)COOH含有羟基,可以与酸性高锰酸钾发生氧化反应,B正确;C项,CH3CH(OH)COOH含有羟基,且与羟基直接相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,能发生消去反应,C正确;D项,CH3CH(OH)COOH含有羟基、羧基,自身可酯化发生缩聚反应,D正确;故选A。
33.(2025·浙江省强基联高三联考)有机物A的分子式为C8H8O2,分子中除苯环外无其他环状结构,核磁共振氢谱图如图,关于有机物A叙述中不正确的是( )
A.分子内含有甲基
B.可能与FeCl3溶液发生显色反应
C.一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.一定能发生银镜反应
【答案】D
【解析】有机物A的分子式为C8H8O2,分子中除苯环外无其他环状结构,根据核磁共振氢谱图可知分子中有6种氢原子,氢原子个数比为3∶1∶1∶1∶1,说明该有机物分子中除苯环外,还含有甲基结构,还可能有1个羧基,或含酚羟基、醛基等官能团。A项,根据分析,有机物A的分子中共含有8个H原子,氢原子个数比为3∶1∶1∶1∶1∶1,则一定含有甲基,A正确;B项,有机物A的分子可能含有酚羟基,可能与FeCl3溶液发生显色反应,B正确;C项,有机物A的分子中一定含1个甲基,则一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;D项,有机物A的分子中可能不含醛基,不一定能发生银镜反应,D错误;故选D。
34.(2024·浙江省台州市十校高二期中联考)为了确定某有机物X(只含C、H、O三种元素中的2种或3种)的结构,某科研小组进行如下研究:
(1)化学上常用燃烧法确定有机物的组成,现取6.8gX进行实验,将燃烧的产物依次通入浓硫酸和碱石灰,质量分别增加3.6g和17.6g,则该有机物的实验式为 。
(2)用质谱法对X进行分析,其质谱图如下,则有机物X的分子式是 。
(3)用红外光谱法分析,有机物X中含有苯环、羧基、甲基;用核磁共振氢谱法分析该物质,其核磁共振氢谱图如图所示,由此推断有机物X的结构简式为 。
(4)Y的相对分子质量比X大14,请写出2个满足下列要求的Y的同分异构体的结构简式: 。
①属于芳香族化合物;
②与X具有相同的官能团;
③有4种不同化学环境的氢原子且个数比为1:1:2:6。
【答案】(1)C4H4O (2)C8H8O2
(3) (4)、
【详解】(1)有机物X含C、H、O三种元素,充分燃烧生成CO2、H2O,浓硫酸的增重即为水的质量,所以A中n(H)=2(H2O)==0.4mol,碱石灰的增重即为CO2的质量,所以A中n(C)=2(CO2)==0.4mol,则X中n(O)==0.1mol,则X中n(H):n(C):n(O)=4:4:1,所以实验式为C4H4O;(2)根据质谱图可知X的相对分子质量为136,设分子式为(C4H4O)n,则有(124+14+16)n=136,解得n=2,所以X的分子式为C8H8O2;(3)核磁共振氢谱有四个峰,所以有4种氢原子,X中含有苯环、羧基、甲基,且有四种环境的氢原子,各环境氢原子个数比为2:2:1:3,则X的结构简式为;(4)Y与X互为同系物且相对分子量比X大14,则Y的分子式为C9H12O2,含有苯环和羧基,Y的同分异构体满足:①属于芳香族化合物 ,则含有苯环;②与Y具有相同的官能团,含有苯环和羧基,③分子中有4种氢原子,个数比为1:1:2:6,结构对称且含有两个位置相同的甲基,满足条件的有、。
35.有机化合物的元素定量分析最早是由德国化学家李比希提出的,装置如下图,他用CuO作氧化剂,在750℃左右使有机物在氧气流中全部转化为CO2和H2O,用盛有NaOH固体和无水CaCl2的吸收管分别吸收CO2和H2O。
试回答下列问题:
(1)甲装置中盛放的是_______(填化学式)。
(2)将7.4g有机物A进行实验,测得生成和,则A的实验式(最简式)为___。
(3)已知A的最简式能否确定A的分子式(填“能”或“不能”)_______,原因是:_______。也可以通过_______法快速、精确测定其相对分子质量,进而确定分子式。
(4)①若A为醇,且A的核磁共振氢谱图中有两组峰,则A的结构简式为_______。
②若A的红外光谱如图所示,则其官能团的名称为_______。
【答案】(1)CaCl2 (2)C4H10O
(3)能 H原子已经饱和C原子的四价结构,最简式即为分子式 质谱法
(4) (CH3)3C-OH 醚键
【解析】用CuO作氧化剂,在750℃左右使有机物在氧气流中全部转化为CO2和H2O,通过测定生成的CO2、H2O的量确定实验式,用氯化钙吸收水蒸气,用氢氧化钠吸收二氧化碳,由于二氧化碳会吸收水蒸气,故先用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化碳,由于装置内有空气,会影响水蒸气、二氧化碳质量测定,实验开始时,要先通入氧气排尽装置内空气。(1)因为氢氧化钠能同时吸收CO2和H2O,从而无法确定生成水和CO2的质量,故先用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化碳,甲装置中盛放的是CaCl2。(2)生成水物质的量为9g÷18g/mol=0.5mol,H原子物质的量为0.5mol×2=1.0mol,生成二氧化碳为17.6g÷44g/mol=0.4mol,碳原子物质的量为0.4mol,氧原子物质的量为=0.1mol,故有机物A中N(C):N(H):N(O)=0.4:1.0:0.1=4:10:1,A的实验式(最简式)为C4H10O;(3)该有机物的最简式为C4H10O,H原子已经饱和C原子的四价结构,最简式即为分子式,也可以通过质谱法快速、精确测定其相对分子质量,进而确定分子式;(4)①A的分子式为C4H10O,若A为醇,且A的核磁共振氢谱图中有两组峰,则A的结构简式为(CH3)3C-OH。②若A的红外光谱如图所示,含有对称的甲基乙基对称的-CH2-以及C-O-C,则其结构简式为CH3CH2OCH2CH3,官能团的名称为醚键。
36.有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用图中的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为_______。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为_______,分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 仪器y (2) C2H4O 88 C4H8O2
(3) 羟基、羰基
【解析】(1)根据装置图,仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器直形冷凝管,球形冷凝管一般用于冷凝回流装置中,选仪器y。(2)①M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,所以该有机物中还一定含有氧元素,氧元素的质量分数为,分子内各元素原子的个数比,所以实验式为C2H4O;②同温同压,密度比等于相对分子量之比。M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为88,设分子式为(C2H4O)n,则44n =88,n=2,则分子式为C4H8O2。(3)根据核磁共振氢谱图中有4组峰,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3,结合红外光谱图所示含有C-H、H-O、C=O等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、羰基。
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