专题1 第2单元 科学家怎样研究有机物 综合训练-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修3作业与测评课件PPT（苏教版2019）

0 专题1　有机化学的 发展及研究思路 第二单元　科学家怎样 研究有机物 综合训练 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．将CH3CHO(易溶于水，沸点为20.8 ℃的易挥发性液体)和CH3COOH分离的最佳方法是(　　) A．加热蒸馏 B．加入Na2CO3后，通过萃取的方法分离 C．加入烧碱溶液之后蒸出乙醛，再加入浓硫酸，蒸出乙酸 D．和Na反应后进行分离 解析　尽管乙醛沸点仅为20.8 ℃，而乙酸沸点为117.9 ℃，但两者均易挥发，因此C的方法分离效果更好。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 2．下列说法错误的是(　　) A．质谱法可以测定有机物的相对分子质量 B．物质的实验式就是其分子式 C．从物质的红外光谱图可以获得分子中含有化学键或官能团的信息 D．从核磁共振氢谱图可以推知该有机物分子有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 [归纳总结]　 实验式也叫最简式，即表示该有机物中各元素最简整数比的式子，因此实验式可由各元素的质量分数求得。有些实验式就是分子式，如甲烷，其分子式和实验式都是CH4。有些则不是，如乙酸的分子式为C2H4O2，实验式为CH2O。一般来说，已知实验式求分子式，还需知道该有机物的相对分子质量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 3．图1和图2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，一个分子中都含有6个氢原子。请根据两种物质的核磁共 振氢谱图选择出可能符合图1和图2的两种物质是(　　) 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　根据核磁共振氢谱中峰的数目可知，A只有一种氢原子，B有三种氢原子，故B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 4．有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是(　　) A．分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式 B．分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式 C．分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式 D．确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯 解析　研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 5．如图所示为提炼“学神晶体”的操作流程，下列有关说法正确的是(　　) A．流程图中所有操作都需要用到温度计 B．可用重结晶法除去KNO3固体中混有 的NaCl，是因为NaCl在水中的溶解度很大 C．萃取的原理与溶解度有关 D．流程图中涉及的操作都是物理变化 解析　过滤、重结晶等不用温度计，A错误；KNO3、NaCl在水中的溶解度随温度的变化有较大差异，故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl，B错误；萃取是利用待分离组分在溶剂中的溶解度不同来分离混合物的方法，C正确；高温灼烧时可能发生化学变化，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 6．将 放入HDO中发生水解，最终的产物中含有(　　) ①RCOOH　②RCO18OH　③RCOOD ④RCO18OD　⑤R′18OH　⑥R′OH ⑦R′18OD　⑧R′OD A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧ C．①②⑤⑥ D．③④⑦⑧ 解析　根据其水解的原理：原羧酸的结构 　　　结合羟基，原醇的结构 R′—18O—结合氢，而HDO可写成H—OD或D—OH，所以其水解产物可能 有：　　　 、R′—18O—D、 　　　 、R′—18O—H，故A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 7．某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，其相对分子质量小于150，若已知氧的质量分数为50%，则分子中碳原子的个数最多为(　　) A．4 B．5 C．6 D．7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9 8．有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12 g该有机物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸，浓硫酸增重14.4 g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分子式是(　　) A．C4H10　　　　　B．C2H6O　　　　　C．C3H8O　　　　　D．C2H4O2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 [解题规律]　确定有机物分子式的基本思路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11 9．有一瓶无色、有特殊气味的液体，可能是甲醇(CH3OH)或乙醇(C2H5OH)。通过测定该液体充分燃烧后生成的二氧化碳和水的质量，可确定是哪种物质。下列叙述错误的是(　　) A．求出该物质中碳、氢元素的质量之比，与甲醇和乙醇中碳、氢元素的质量之比对照，即可确定 B．求出该物质中碳、氢原子的个数之比，与甲醇和乙醇分子中碳、氢原子的个数之比对照，即可确定 C．求出该物质中碳、氢原子的物质的量之比，与甲醇和乙醇分子中的碳、氢原子的物质的量之比对照，即可确定 D．求出该物质中碳、氢、氧原子的个数之比，与甲醇和乙醇分子中的碳、氢、氧原子的个数之比对照，即可确定 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 解析　根据甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH)的分子组成可知，若求出碳、氢元素的质量之比为3∶1，则为甲醇，若求出碳、氢元素的质量之比为4∶1，则为乙醇，A正确；若求出碳、氢原子的个数之比为1∶4，则为甲醇，若求出碳、氢原子的个数之比为1∶3，则为乙醇，B正确；若求出碳、氢原子的物质的量之比为1∶4，则为甲醇，若求出碳、氢原子的物质的量之比为1∶3，则为乙醇，C正确；生成物二氧化碳和水中的O有一部分来自该有机物，还有一部分来自氧气，不能仅由CO2和H2O的质量求出该物质中碳、氢、氧原子的个数之比，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10．0.2 mol有机物和0.4 mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8 g；再通过灼热CuO充分反应后，固体质量减轻3.2 g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加 17.6 g。0.1 mol该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应。下列关于该有机物的说法不正确的是(　　) A．该化合物的相对分子质量是62 B．该化合物的分子式为C2H6O C．1 mol该化合物能与1 mol O2发生催化氧化反应 D．1 mol该有机物最多能与2 mol Na反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 11．a mL三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来的状态(常温、常压)，体积共缩小2a mL，则三种烃可能是(　　) A．CH4、C2H4、C3H4 B．C2H6、C3H6、C4H6 C．CH4、C2H6、C3H8 D．C2H4、C2H2、CH4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17 二、非选择题 12．下列装置中有机物样品在电炉中 充分燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质 量，来确定有机物的分子式。 请回答下列问题： (1)B装置中试剂X可选用________。 (2)D装置中无水氯化钙的作用是______________。 (3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44 g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36 g，E装置质量增加0.88 g，已知该物质的相对分子质量为44，则该样品的分子式为________。 浓硫酸 吸收生成的水 C2H4O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 18 (4)若该有机物的核磁共振氢谱如下图所示，峰面积之比为1∶3。 则其结构简式为__________。 (5)某同学认为E和空气相通，会影响测定结果准确性，应在E后再增加一个E装置，其主要目的是_______________________________。 CH3CHO 吸收空气中的二氧化碳和水蒸气 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20 　　　　　　　　　　　　　 R 解析　因为150×50%＝75，eq \f(75,16)≈4.69，故氧原子最多为4个，该有机化合物的相对分子质量最大为128，然后依据商余法：eq \f(64,12)＝5……4，故碳原子数最多为5个。 解析　该有机物中n(C)＝n(CO2)＝eq \f(26.4 g,44 g·mol－1)＝0.6 mol，n(H)＝2n(H2O)＝2×eq \f(14.4 g,18 g·mol－1)＝1.6 mol，n(O)＝eq \f(12 g-0.6 mol×12 g·mol－1-1.6 mol×1 g·mol－1,16 g·mol－1)＝0.2 mol，所以该有机物中N(C)∶N(H)∶N(O)＝0.6∶1.6∶0.2＝3∶8∶1，则实验式为C3H8O，只有C符合。 解析　根据题意可知，该有机物燃烧生成的n(H2O)＝eq \f(10.8 g,18 g/mol)＝0.6 mol，设有机物燃烧生成的CO质量为x，生成的CO2质量为y，则： CO＋CuOeq \o(=====,\s\up14(△))Cu＋CO2　　 固体减少的质量 28 g 44 g 16 g x y 3.2 g eq \f(28 g,x)＝eq \f(16 g,3.2 g)＝eq \f(44 g,y)得x＝5.6 g，y＝8.8 g，有机物燃烧生成的m(CO2)＝17.6 g－8.8 g＝8.8 g，根据质量守恒定律，可得有机物的质量为m(有机物)＝10.8 g＋5.6 g＋8.8 g－0.4 mol×32 g/mol＝12.4 g，该有机物的摩尔质量＝eq \f(12.4 g,0.2 mol)＝62 g/mol， 故A正确；由以上计算结果可知，0.2 mol该有机物中含碳原子的物质的量为0.2 mol＋0.2 mol＝0.4 mol，含氢原子的物质的量为0.6 mol×2＝1.2 mol，含氧原子的物质的量为eq \f(62 g/mol×0.2 mol－12×0.4 g－1.2 g,16 g/mol)＝0.4 mol，故该有机物分子式为C2H6O2，又0.1 mol该有机物恰好与0.2 mol Na反应，可知该有机物分子中含有2个—OH，该有机物结构简式为HOCH2CH2OH，1 mol该有机物能与1 mol O2发生催化氧化反应，故B错误，C正确；1 mol —OH可以消耗1 mol Na，1 mol该有机物有2 mol —OH，故1 mol该有机物最多能与2 mol Na反应，D正确。 解析　设混合烃的平均分子式为CxHy， CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq \o(――→,\s\up14(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O　ΔV 1 x＋eq \f(y,4) x 1＋eq \f(y,4) a　　　　　　　　　　　　　　　　2a 则1＋eq \f(y,4)＝2，y＝4，混合烃的平均分子式中氢原子数为4的只有A。 解析　(1)B装置用于干燥通入C中的 氧气，试剂X可选用浓硫酸。 (3)E装置质量增加0.88 g为二氧化碳 的质量，可得碳元素的质量为0.88×eq \f(12,44) g ＝0.24 g，D装置质量增加0.36 g是水的质量，可得氢元素的质量为0.36×eq \f(2,18) g＝0.04 g，从而可推出样品中含氧元素的质量为(0.44－0.24－0.04) g＝0.16 g，设最简式为CxHyOz，则x∶y∶z＝eq \f(0.24,12)∶eq \f(0.04,1)∶eq \f(0.16,16)＝2∶4∶1，即最简式为C2H4O，由相对分子质量为44可知其分子式为C2H4O。 $$