专题09 有机化合物结构的测定（七大题型）-【举一反三】2024-2025学年高二化学同步讲与练（鲁科版2019选择性必修3）

专题09 有机化合物结构的测定 题型01 不饱和度 题型02 元素分析 题型03 质谱法确定分子式 题型04 波谱分析确定分子结构 题型05 结构简式的确定 题型06 常见有机物的制备 题型07 有机物的检验 题型01 不饱和度 知识积累 有机化合物分子不饱和度的计算 （1）计算公式：Ω＝n(C)＋1－。n(C)为碳原子数；n(H)为氢原子数。 ①若有机化合物分子中含有卤素原子，可将其视为氢原子； ②若含有氧、硫原子，可不予考虑； ③若含有氮原子，就在氢原子总数中减去氮原子数。 （2）几种常见官能团的不饱和度 官能团 不饱和度 化学键 不饱和度 一个碳碳双键 1 一个碳碳叁键 2 一个羰基 1 一个苯环 4 一个脂环 1 一个氰基 2 【典例1】某烃的结构可表示为，则其不饱和度为 A．12 B．13 C．14 D．15 【变式1-1】烃分子中若含有双键、三键或环，其碳原子所结合的氢原子则少于同碳原子数对应链状烷烃所含的氢原子数，即具有一定的不饱和度(用W表示)。下表列出几种烃的不饱和度： 有机物 乙烯 乙炔 环己烷 苯 W 1 2 1 4 据此下列说法不正确的是 A．1mol W=3的不饱和链烃再结合6mol H即达到饱和 B．的不饱和度与、的不饱和度相同 C．的不饱和度为1 D．的W等于6 【变式1-2】有机物Z是一种治疗心律失常药物的主要成分，可由有机物X和Y在一定条件下反应制得。下列说法正确的是 A．X不饱和度为4 B．X能发生取代、消去等反应 C．Z存在顺反异构，不存在对映异构 D．X、Z均能与溴水反应且原理相同 【变式1-3】反应是一种重要的有机合成反应，由X经反应制备Y的过程如图。 下列说法错误的是 A．X中至少有7个碳原子共平面 B．Y的不饱和度为8 C．X与Y均能被酸性高锰酸钾氧化 D．X与足量加成所得有机物分子中有4个不对称碳原子 题型02 元素分析 知识积累 元素分析 （1）将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：C→CO2；H→H2O；S→SO2。 （2）若将有机物完全燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄清石灰水变浑浊)，则该有机物中一定含有的元素是C、H，可能含有的元素是O。 （3）判断是否含氧元素，可先求出产物CO2和H2O中C、H两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中不含氧元素，否则有机物中含氧元素。 【典例2】按下图实验装置(部分装置略)对有机样品进行元素分析。样品为2.36g，实验结束后，c管增重1.08g，d管增重3.52g。质谱法测得该有机物的相对分子量为118。下列说法正确的是 A．点燃煤气灯的先后顺序是先a后b B．c和d中的试剂分别是碱石灰、 C．该有机物的分子式为 D．若撤去CuO，则可能导致测量所得样品中值偏小 【变式2-1】已知某有机化合物9.0g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9.0g，碱石灰增重17.6g，该有机化合物的化学式是 A． B． C． D． 【变式2-2】元素分析是有机物的表征手段之一、按下图实验装置对有机物进行C、H元素分析。 已知：有机物质量为0.152g，实验结束后，B管增重0.108g，D管增重0.22g。 下列说法错误的是 A．装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F B．检查装置气密性后，先点燃煤气灯Ⅰ，再点燃煤气灯Ⅱ C．实验结束后，继续通入一定量的，冷却后再称量装置B和装置D D．该有机物的分子式为 【变式2-3】某有机化合物在塑料工业中用于制造酚醛树脂和增塑剂等。将3.24 g该有机化合物装入元素分析装置，然后通入足量氧气使之完全燃烧，将生成的气体依次通过无水CaCl2管(A)和碱石灰管(B)，测得A管增重2.16 g，B管增重9.24 g。已知该有机化合物的相对分子质量小于200，求其实验式为 ，并推测其分子式为 。 题型03 质谱法确定分子式 知识积累 有机物相对分子质量的测定方法 质谱法：质谱图中质荷比最大的峰的数值就是该有机物的相对分子质量。某含碳、氢、氧三种元素的有机物X的质谱图如图所示，该有机物的相对分子质量为74。 【典例3】下列关于CH3COOH的化学用语或图示表达不正确的是 A．醋酸溶液呈酸性：CH3COOH CH3COO- + H+ B．一定条件下，CH3COOH与C2H518OH反应能生成 C．0.1 mol·L-1醋酸溶液中，c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = 0.1 mol·L-1 D．测定CH3COOH相对分子质量的质谱如图所示 【变式3-1】质谱可广泛用于化合物的结构测定，如只含C、H、O三种元素的某化合物的质谱图如图所示。从碎片峰看，有m/z 77、51、39等峰，说明化合物有苯环；有m/z107峰，说明化合物有C2H5取代基；有m/z 118峰，说明化合物有醇羟基，则下列说法正确的是 A．该化合物的相对分子质量为107 B．该化合物的分子式为C9H10O C．该化合物中至少存在7种不同环境的氢原子 D．该化合物可能的结构简式为C6H5CH(OH)CH2CH3 【变式3-2】合成高分子金属离子螯合剂的反应： +(2n-1)H2O 下列说法不正确的是 A．聚合物应避免与碱性物质（如NaOH）长期接触 B．聚合物的合成反应为缩聚反应 C．1mol与足量银氨溶液作用可析出2mol银 D．通过质谱法测定其平均相对分子质量，可得其聚合度 【变式3-3】有机物A可能含有碳、氢、氧三种元素，为研究其组成与结构，进行了如下实验，回答下列问题。 实验步骤 解释或实验结论 (1)物质A的质谱与核磁共振氢谱      ①A的相对分子量为 。 ②A分子中含有 种不同化学环境的氢原子，个数比为 。 (2)取14.8gA在足量纯氧中充分燃烧，并使其燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者增重分别为10.8g和26.4g。 A的分子式为 。 (3)另取14.8gA与足量Na反应产生0.1mo；将少量物质A与新制。悬浊液共热，有砖红色沉淀产生。 A中含有的官能团的名称为 。 (4)综上： ①物质A的结构简式为 ，其化学名称为 。 ②写出物质A与新制Cu(OH)2悬浊液共热发生反应的化学方程式 。 ③A有多种同分异构体，写出其中属于酯的同分异构体的结构简式 。 题型04 波谱分析确定分子结构 知识积累 1．红外光谱：可以获得有机物分子中含有何种化学键或官能团的信息。 2．核磁共振氢谱：处于不同化学环境中的氢原子种类等于核磁共振氢谱中的峰的个数；处于不同化学环境的氢原子的数目比等于峰的面积比。 例如：分子式为C2H6O的有机物的核磁共振氢谱如下： 乙醇 甲醚 核磁共振氢谱 吸收峰数目 3 1 不同吸收峰面积比 2∶1∶3 结构简式 CH3CH2OH CH3—O+CH3 【典例4】某有机物A在足量中充分燃烧，生成水和二氧化碳的质量分别为和，已知A的质谱与红外光谱如图所示，下列说法错误的是 A．符合A分子结构特征的有机物只有一种 B．有机物A中含有C、H、O三种元素 C．有机物A的分子式为 D．有机物A中碳原子的杂化方式有和 【变式4-1】有机物A经元素分析仪测得有C、H、三种元素组成，A的质谱、红外光谱、核磁共振氢谱图如下所示。下列关于A的说法正确的是 A．所有的原子不可能在同一个平面上 B．该物质不能与溶液反应放出 C．能发生银镜反应 D．能与酸性溶液反应 【变式4-2】有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素，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．有机物A可与反应生成 B．有机物A易与溴水反应使其褪色 C．有机物A与乙二醇为同系物 D．质荷比45的峰对应的碎片可能为 【变式4-3】将6.8g的X完全燃烧生成3.6g的H2O和8.96L(标准状况)的CO2.X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其质谱、核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于X的下列叙述错误的是 A．X的相对分子质量为136 B．X的分子式为C8H8O2 C．X分子中只有一个甲基 D．X分子中所有的碳原子不可能在同一个平面上 题型05 结构简式的确定 知识积累 1．确定有机化合物结构式的流程 2．有机化合物分子不饱和度的计算 3．确定有机化合物的官能团 （1）化学实验法检验官能团 官能团种类 检测试剂 判断依据 碳碳双键或碳碳叁键 溴的四氯化碳溶液或溴水 红棕色溶液退色 酸性KMnO4溶液 紫色溶液退色 卤素原子 NaOH溶液(加热)，稀硝酸、AgNO3溶液 有沉淀生成，根据沉淀的颜色判断卤素的种类 醇羟基 钠 有氢气放出 酚羟基 FeCl3溶液 显紫色 溴水(足量) 有白色沉淀生成 醛基 银氨溶液(水浴) 有银镜生成 新制氢氧化铜悬浊液(加热) 有砖红色沉淀生成 羧基 NaHCO3溶液或Na2CO3溶液 有CO2气体放出 （2）物理测试法 红外光谱；核磁共振氢谱；质谱 【典例5】测定某-氰基丙烯酸酯类医用胶的分子结构，其实验目的、操作及现象、结论描述错误的是 选项 实验目的 操作及现象 结论 A 测定分子式 做质谱分析实验，测定出该样品的相对分子质量为153.0 其分子式为 B 推断分子中的官能团种类 做红外光谱实验，得到谱图 分子中含有3种官能团 C 验证官能团 向少量医用胶样品中加入强碱溶液，加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成 该医用胶中含有氰基 D 推断分子结构 做核磁共振氢谱实验，显示5组峰，且峰面积之比为 推断可能存在基团 A．A B．B C．C D．D 【变式5-1】青蒿素的结构确定，经历了分离、提纯→元素分析确定最简式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式。某学习小组类比青蒿素的研究方法测定某种烃的含氧衍生物A的组成和结构，元素分析确定C、H、O的质量分数分别为40.00%、6.67%、53.33%，A的波谱分析结果如下图所示。 A的最简式为 ，结构简式为 。 【变式5-2】某研究性学习小组为了解有机物A的性质，对A的结构进行了如图实验。 (1)实验一：质谱分析仪分析，由图1可知有机物A的相对分子质量是 。 (2)实验二：红外光谱分析，图2中不同吸收峰峰谷代表不同基团，图中有机物A中含氧官能团名称为 和 。 (3)实验三：取0.9g有机物A完全燃烧，测得生成物为和，有机物A的分子式为 。 (4)实验四：经核磁共振检测发现有机物A的谱图(图3)中H原子峰面积比为，有机物A的结构简式为 。 【变式5-3】扑热息痛是最常用的非抗炎解热镇痛药，对胃无刺激，副作用小。对扑热息痛分子进行结构表征，测得的相关数据和谱图如图。回答下列问题： Ⅰ.确定分子式 (1)测定实验式：将15.1g样品在足量纯氧中充分燃烧，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8.1g和35.2g，再将等量的样品通入二氧化碳气流中，在氧化铜/铜的作用下氧化有机物中氮元素，测定生成氮气的体积为1.12L(已换算成标准状况)。该有机物是否含有氧元素 。(填“是”或“否”)。 (2)确定分子式：测得目标化合物的质谱图如图1所示，其分子式为 。 Ⅱ.推导结构式 (3)用化学方法推断样品分子中的官能团。 ①加入溶液，无明显变化； ②加入 (试剂)后显色，证明分子中含有酚羟基； ③水解反应后可以得到一种产物(可以在厨房找到其溶液) (4)波谱分析 ①测得目标化合物的红外光谱图可知该有机物分子种存在：、—OH、、等基团 ②测得目标化合物的核磁共振氢谱图如图2所示： 图2    核磁共振氢谱图 由图可知，该有机化合物分子含有 种不同化学环境的H原子，其峰面积之比为 。 (5)综上所述，扑热息痛的结构简式为 。 (6)写出扑热息痛与NaOH反应的化学方程式 。 题型06 常见有机物的制备 知识积累 1．乙烯的实验室制法 反应原料 乙醇和浓硫酸 实验原理 主反应 CH3CH2OH CH2＝CH2↑＋H2O (消去反应) 副反应 2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O (取代反应) C2H5OH＋6H2SO4(浓)6SO2↑＋2CO2↑＋9H2O 制气类型 “液＋液气”型 (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽) 实验装置 净化装置 浓NaOH溶液(或碱石灰) 收集装置 排水法 (实验室制取乙烯时，不能用排空气法收集乙烯：因为乙烯的相对分子质量为28，空气的平均相对分子质量为29，二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙烯) 【实验注意事项】 ①加入药品的顺序：在烧杯中先加入5 mL 95%的乙醇，然后滴加15 mL浓硫酸，边滴加边搅拌。 ②反应条件：170°C、浓H2SO4。 ③浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂。 ④加入碎瓷片，避免液体受热时发生暴沸。 ⑤温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下。 ⑥制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰)后，才能收集到比较纯净的乙烯。 ⑦忘记加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片。 2．乙炔的实验室制法 反应原料 电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水 实验原理 主反应 CaC2＋2H2OC2H2↑＋Ca(OH)2 (不需要加热) 副反应 CaS＋2H2O==Ca(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O==3Ca(OH)2＋2PH3↑ 制气类型 “固＋液气”型(如图1) [圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽] 实验装置 净化装置 通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质 收集装置 排水法 【实验注意事项】 ①电石与水反应剧烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和氯化钠溶液代替水。 ②在导管口塞入少许棉花，防止产生的泡沫涌入导管。 ③制取乙炔不能用启普发生器，原因是 a．碳化钙与水反应剧烈，不能随用、随停； b．反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂； c．反应后生成的石灰乳是糊状，堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙，使启普发生器失去作用。 3．溴苯的制备 反应原料 苯、纯溴、铁 实验原理 实验步骤 ①安装好装置，检查装置气密性，②把苯和少量液态溴放入烧瓶中 ③加入少量铁屑作催化剂，④用带导管的橡胶塞塞紧瓶口 实验装置 实验现象 ①剧烈反应，圆底烧瓶内液体微沸，烧瓶内充满大量红棕色气体； ②锥形瓶内的管口有白雾出现，溶液中出现淡黄色沉淀； ③左侧导管口有棕色油状液体滴下，把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体。 尾气处理 用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和挥发出来的Br2。 【注意事项】 ①该反应要用液溴，苯与溴水不反应；加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3。 ②加药品的顺序：铁苯溴。 ③长直导管的作用：导出气体和充分冷凝回流逸出的苯和溴的蒸气。 ④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下，防止倒吸，因为HBr气体易溶于水。 ⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴。 ⑥获得纯净的溴苯的实验操作：先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)，再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)，最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水)，蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯。 ⑦AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰。 ⑧苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色，但为萃取褪色)。 4．硝基苯的制备 反应原料 苯、浓硝酸、浓硫酸 实验原理 实验步骤 ①配制混合酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀 ③将大试管放在50～60 ℃的水浴中加热 ④粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯 实验装置 实验现象 将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物质生成 【注意事项】 ①试剂加入的顺序：先将浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却，最后注入苯。 ②水浴加热的好处：受热均匀，容易控制温度。 ③为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是水浴加热；温度计的位置：水浴中。 ④浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂。 ⑤玻璃管的作用：冷凝回流。 ⑥从粗产品中获得纯硝基苯的实验操作：依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫酸)，再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)，然后用无水氯化钙干燥，最后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯。 ⑦纯硝基苯是无色、难溶于水、密度比水大，具有苦杏仁味气味的油状液体，实验室制得的硝基苯因溶有少量HNO3分解产生的NO2而显黄色。 5．乙酸和乙醇的酯化反应 反应原料 乙醇、乙酸、浓硫酸 实验原理 实验步骤 在一支试管中加入3 mL乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸，再加入几片碎瓷片。连接好装置，用酒精灯小心加热，将产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上，观察现象。 实验装置 实验现象 ①试管中液体分层，饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体生成； ②能闻到香味。 【注意事项】 ①试剂的加入顺序：先加入乙醇，然后沿器壁慢慢加入浓硫酸，冷却后再加入CH3COOH。 ②导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中，防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水，造成溶液倒吸。 ③浓硫酸的作用 a．催化剂——加快反应速率 b．吸水剂——除去生成物中的水，使反应向生成物的方向移动，提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率 ④饱和Na2CO3溶液的作用 a．中和挥发出的乙酸 b．溶解挥发出的乙醇 c．降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层，得到酯。 ⑤加入碎瓷片的作用：防止暴沸。 ⑥实验中，乙醇过量的原因：提高乙酸的转化率。 ⑦长导管作用：导气兼冷凝作用。 【典例6】工业制备茉莉醛()的工艺流程如图所示。下列说法正确的是 已知：①茉莉醛易被浓硫酸氧化；②庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物。 A．制备茉莉醛的化学反应方程式为 B．“干燥剂”不可选用浓硫酸，可选用无水硫酸钠 C．用红外光谱法可以快速、精确测定茉莉醛的相对分子质量 D．可将最后两步“蒸馏”和“柱色谱法分离”合并替换为“真空减压分馏” 【变式6-1】咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸(弱酸，易溶于水及乙醇)约3%~10%。索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒l中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。有关说法不正确的是 A．用乙醇做萃取剂比用水更好 B．蒸馏操作过程中，若发现忘加沸石，应立即停止加热，待烧瓶冷却后再加入沸石 C．萃取结束后，将圆底烧瓶内混合物倒出、过滤，将滤液蒸馏即可得到咖啡因 D．索氏提取器比常规萃取更节约、更高效 【变式6-2】苯胺广泛应用于医药和染料行业.实验室制备苯胺的反应原理为+3H2+2H2O，实验装置如图所示(部分夹持、加热装置省略)。 已知相关物质的信息如表： 物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度/g•cm-3 部分性质 硝基苯 123 210.9 1.23 难溶于水，易溶于乙醚 苯胺 93 184 1.02 微溶于水，易溶于乙醚；易被氧化 实验步骤：①组装好实验装置，并检查装置气密性；②_______；③_______；④_______；⑤反应结束后，关闭活塞K，向三颈烧瓶中加入生石灰；⑥调整好温度计的位置，继续加热，收集182～186℃的馏分，得到苯胺粗品。 回答下列问题： (1)试管中发生反应的离子方程式为 。 (2)仪器a的名称是 。 (3)以苯为原料合成硝基苯的化学方程式为 。 (4)实验步骤②③④依次为 、 、 (填标号)。 A．利用油浴加热，使反应液温度维持在140℃左右 B．向三颈烧瓶中依次加入沸石及10.0mL硝基苯 C．向试管中加入锌粒，打开活塞K，往长颈漏斗中加入稀硫酸，通入H2一段时间 (5)苯胺粗品中含有少量硝基苯，提纯苯胺、回收硝基苯的流程如图： ①步骤I中混合物的分离方法为 。 ②请从物质结构角度分析苯胺能与盐酸反应的原因 。 ③步骤II中，水相中的与溶液反应的化学方程式为 。 ④本实验中苯胺的产率为 (计算结果精确到0.1%)。 【变式6-3】二苯乙二酮()是重要的化学品，常由安息香(，制得。一种利用氧化安息香制二苯乙二酮的原理、装置及步骤如下： I．在装置A中加入(过量)、安息香以及冰醋酸。 II．安装回流装置，加入磁子，使用磁搅拌加热器加热搅拌。平稳回流40min后，每隔利用薄板层析检测反应混合物，当安息香已全部转化为二苯乙二酮后，停止加热。 III．充分冷却后，将析出的黄色固体滤出，用95%乙醇重结晶，晾干后称量，得黄色柱状晶体。 回答下列问题： (1)装置A的名称是 。的作用是 。 (2)步骤II中，搅拌的作用是 。 (3)反应B的化学方程式为 。 (4)薄板层析在生化实验中应用广泛。薄板表面涂有硅胶，其剖面如图一所示。取装置内液体点在薄板处，乙酸乙酯和正己烷的混合液带动样品在薄板上爬升时(图二)，由于硅胶层表面对安息香与二苯乙二酮吸附力强弱不同，因此爬升高度不同(图三)。回答下列问题： ①以下关于薄板层析检测的说法错误的是 (填字母)。 A．乙酸乙酯是一种常用的密度比水小的有机溶剂 B．将硅胶置于蒸馏水中，键会逐渐断开形成硅酸 C．薄板层析实验的原理是利用物质的相对分子质量不同对物质进行区分 ②图三中，当 (填“P点”或“Q点”)消失时，应关闭磁搅拌加热器停止反应。 (5)利用红外光谱对产物进行表征，对比安息香的红外光谱图，能够初步推测安息香转化为二苯乙二酮的谱图变化为 。 (6)本次实验二苯乙二酮的产率为 。 题型07 有机物的检验 知识积累 1．利用有机物的物理性质 （1）利用液态有机物的密度 烃的密度一般小于水，而溴苯、硝基苯、四氯化碳的密度大于水。 （2）利用有机物的溶解性 通常加水观察有机物是否溶于水，例如可用水鉴别乙酸和乙酸乙酯等。另外液态烷烃、苯及苯的同系物、溴苯、硝基苯、四氯化碳还能把Br2(或I2)从溴水(或碘水)中萃取出来，使液体分层，这一性质也常用于有机物的鉴别或检验。 2．利用有机物中所含官能团的性质 思维方式：官能团→性质→方法的选择 物质 试剂与方法 现象或结论 饱和烃与不饱和烃 加入溴水或酸性KMnO4溶液 褪色的是不饱和烃 与 加酸性KMnO4溶液 褪色的是 含醛基的化合物 加银氨溶液，水浴加热 有银镜产生 加新制Cu(OH)2，加热 有红色沉淀生成 醇 加入活泼金属钠 有气体放出 羧酸 加紫色石蕊溶液 显红色 加Na2CO3或NaHCO3溶液 有气体逸出 酯 闻气味 有芳香气味 加稀NaOH溶液，加热 开始分层，一段时间后溶液不再分层 酚类 加FeCl3溶液 显紫色 加浓溴水 有白色沉淀 淀粉 加碘水 显蓝色 蛋白质 加浓硝酸微热 (含苯环的)显黄色 灼烧 有烧焦羽毛气味 【典例7】下列说法正确的是 A．用新制的氢氧化铜可以鉴别乙醛、乙酸、乙酸乙酯 B．苯中含少量苯酚，可加入浓溴水，充分反应后过滤除去 C．向溴乙烷中加硝酸酸化的AgNO3溶液可检验是否含有溴元素 D．向氨水中逐滴加入硝酸银溶液可制备银氨溶液 【变式6-1】下列实验方案设计，现象和结论都正确的是 实验目的 方案设计 现象和结论 A 探究乙炔的氧化反应 向放有几小块电石的圆底烧瓶中逐滴加入适量饱和食盐水，将产生的气体先经过硫酸铜溶液洗气后，再通入酸性高锰酸钾溶液中 若溶液褪色，则说明乙炔可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应 B 检验有机物是否为氯代烃 将该有机物加入乙醇溶液中，充分加热。冷却后，取混合液加足量硝酸酸化，滴加硝酸银溶液 若未产生沉淀，则该有机物不可能是氯代烃 C 探究蔗糖是否属于还原糖 向试管中加入蔗糖溶液，再加入过量溶液后加热煮沸。经冷却后加入新制备的并加热 若没有砖红色沉淀产生，则说明蔗糖不属于还原糖 D 检验2-丁烯醛中存在醛基 向酸性溶液中滴加2-丁烯醛() 若紫色褪去，则说明该有机物中存在醛基 A．A B．B C．C D．D 【变式6-2】关于有机物的检测与鉴别，下列说法错误的是 A．用饱和溴水可鉴别1-丙醇、2-氯丙烷、丙醛和苯酚溶液 B．用酸性溶液可鉴别环己烷、环己烯 C．用溶液可鉴别溶液、甲苯和苯酚溶液 D．乙醇、丙醛、丙酸的核磁共振氢谱图中的峰高度之比都是3：2：1 【变式6-3】下列实验操作可以达到实验目的的是 选项 实验目的 实验操作 A 验证苯与液溴的反应为取代反应 将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到，溶液中 B 分离提纯鸡蛋清中的蛋白质 向鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液，充分振荡后过滤，将不溶物加入蒸馏水中 C 验证氯丁烷中含有元素 将氯丁烷与溶液混合共热，冷却后，用稀硝酸酸化，加入溶液 D 检验蔗糖水解液的还原性 向蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，水浴后取少量溶液，加入几滴新制银氨溶液，加热 A．A B．B C．C D．D 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 有机化合物结构的测定 题型01 不饱和度 题型02 元素分析 题型03 质谱法确定分子式 题型04 波谱分析确定分子结构 题型05 结构简式的确定 题型06 常见有机物的制备 题型07 有机物的检验 题型01 不饱和度 知识积累 有机化合物分子不饱和度的计算 （1）计算公式：Ω＝n(C)＋1－。n(C)为碳原子数；n(H)为氢原子数。 ①若有机化合物分子中含有卤素原子，可将其视为氢原子； ②若含有氧、硫原子，可不予考虑； ③若含有氮原子，就在氢原子总数中减去氮原子数。 （2）几种常见官能团的不饱和度 官能团 不饱和度 化学键 不饱和度 一个碳碳双键 1 一个碳碳叁键 2 一个羰基 1 一个苯环 4 一个脂环 1 一个氰基 2 【典例1】某烃的结构可表示为，则其不饱和度为 A．12 B．13 C．14 D．15 【答案】C 【详解】根据该烃的结构知，该烃的分子式为C20H14，则根据不饱和度（Ω）=x+1-=20+1-=14，故C正确； 故选C。 【变式1-1】烃分子中若含有双键、三键或环，其碳原子所结合的氢原子则少于同碳原子数对应链状烷烃所含的氢原子数，即具有一定的不饱和度(用W表示)。下表列出几种烃的不饱和度： 有机物 乙烯 乙炔 环己烷 苯 W 1 2 1 4 据此下列说法不正确的是 A．1mol W=3的不饱和链烃再结合6mol H即达到饱和 B．的不饱和度与、的不饱和度相同 C．的不饱和度为1 D．的W等于6 【答案】D 【详解】A．由表中数据可知，W=3的不饱和链烃含1个双键、1个三键或含3个双键，双键与氢气以1：1加成，三键与氢气以1：2加成，则1molW=3的不饱和链烃再结合6molH即达到饱和，故A正确； B．C4H8、C3H6、C2H4可能均为单烯烃，不饱和度相同，故B正确； C．CH3CH2CH=CH2与环丁烷的不饱和度相同，均为1，故C正确； D．碳碳三键的不饱和度为2、苯环的不饱和度为4、环结构的不饱和度为1，则W等于4+2+1=7，故D错误； 故选：D。 【变式1-2】有机物Z是一种治疗心律失常药物的主要成分，可由有机物X和Y在一定条件下反应制得。下列说法正确的是 A．X不饱和度为4 B．X能发生取代、消去等反应 C．Z存在顺反异构，不存在对映异构 D．X、Z均能与溴水反应且原理相同 【答案】C 【详解】A．X不饱和度为5，A错误； B．X含有酚羟基和羰基，能发生取代和氧化反应，但不能发生消去反应，B错误； C．Z含有碳碳双键，存在顺反异构，但不存在手性碳原子，不存在对映异构，C正确； D．A和溴水发生取代反应，Z和溴水发生加成反应，D错误； 故选C。 【变式1-3】反应是一种重要的有机合成反应，由X经反应制备Y的过程如图。 下列说法错误的是 A．X中至少有7个碳原子共平面 B．Y的不饱和度为8 C．X与Y均能被酸性高锰酸钾氧化 D．X与足量加成所得有机物分子中有4个不对称碳原子 【答案】D 【详解】 A．至少有如图所示共7个碳原子共平面，故A正确； B．Y的不饱和度为8，Y中含有苯环，两个环，一个碳碳双键和一个羰基，不饱和度为，故B正确； C．X、Y均有碳碳双键，均与高锰酸钾反应，故C正确； D．X与足量氢气加成后有如图所示共3个不对称碳原子，故D错误； 答案选D。 题型02 元素分析 知识积累 元素分析 （1）将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：C→CO2；H→H2O；S→SO2。 （2）若将有机物完全燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄清石灰水变浑浊)，则该有机物中一定含有的元素是C、H，可能含有的元素是O。 （3）判断是否含氧元素，可先求出产物CO2和H2O中C、H两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中不含氧元素，否则有机物中含氧元素。 【典例2】按下图实验装置(部分装置略)对有机样品进行元素分析。样品为2.36g，实验结束后，c管增重1.08g，d管增重3.52g。质谱法测得该有机物的相对分子量为118。下列说法正确的是 A．点燃煤气灯的先后顺序是先a后b B．c和d中的试剂分别是碱石灰、 C．该有机物的分子式为 D．若撤去CuO，则可能导致测量所得样品中值偏小 【答案】D 【分析】由实验装置可知，先通入氧气可排除装置中的空气，连接装置后检验装置的气密性，先点燃b处，CuO的作用是使有机物不完全燃烧产生的CO反应为CO2，保证有机物中C元素转化为二氧化碳，再点燃a处，有机物燃烧生成二氧化碳和水，c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，c、d不能互换，否则碱石灰吸收的质量为混合物的质量，然后熄灭a，一段时间后再熄灭b，继续通入氧气至石英管冷却至室温，可保证水、二氧化碳被完全吸收，取下c和d管称重，c中为水的质量、d中为二氧化碳的质量，结合质量守恒及相对分子质量确定分子式。 【详解】A．据上述分析，先点燃b处，再点燃a处，A错误； B．c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，c、d不能互换，B错误； C．c管吸收水的质量为1.08g，n(H2O)=0.06mol，氢元素的质量为0.12g，d管吸收的二氧化碳的质量为3.52g，n(CO2)= 0.08mol，碳元素的质量为0.96g，氧元素的质量为2.36-0.96- 0.12=1.28g，n(O)= 0.08mol，C、H、O的原子个数比为0.08mol∶0.12mol∶0.08mol=2∶3∶2，最简式为C2H3O2，设分子式为(C2H3O2)n，质谱测得该有机物的相对分子量为118，59×n=118，解得n=2，可知其分子式为C4H6O4， C错误； D．若撤去CuO，则有机物中的碳元素不能完全转化为CO2被吸收，收集到的CO2质量偏小，导致测量所得样品中值偏小，D正确； 故选D。 【变式2-1】已知某有机化合物9.0g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9.0g，碱石灰增重17.6g，该有机化合物的化学式是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】浓硫酸吸水增重，m(H2O)=9.0g，n(H2O)=0.5mol，碱石灰吸收CO2增重，m(CO2)=17.6g，n(CO2)=0.4mol，则9.0g该有机物中n(C)=0.4mol，n(H)=1.0mol，n(O)=(9.0-12×0.4-1×1.0)/16=0.2mol，n(C):n(H):n(O)=4:10:2，所以有机物的分子式为C4H10O2，A选项正确，其余选项错误； 答案选A。 【变式2-2】元素分析是有机物的表征手段之一、按下图实验装置对有机物进行C、H元素分析。 已知：有机物质量为0.152g，实验结束后，B管增重0.108g，D管增重0.22g。 下列说法错误的是 A．装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F B．检查装置气密性后，先点燃煤气灯Ⅰ，再点燃煤气灯Ⅱ C．实验结束后，继续通入一定量的，冷却后再称量装置B和装置D D．该有机物的分子式为 【答案】B 【分析】由实验装置图可知，装置E中发生的反应为二氧化锰做催化剂条件下过氧化氢分解生成氧气和水，装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氧气，装置A中氧气与有机物共热反应生成碳的氧化物和水，其中氧化铜的作用是将反应生成的一氧化碳完全转化为二氧化碳，装置B中盛有的无水氯化钙用于吸收测定反应生成水的质量，装置D中盛有的碱石灰用于形成测定反应生成二氧化碳的质量，装置F盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止干扰实验，则装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F。 【详解】A．由分析可知，装置连接顺序依次为E→C→A→B→D→F，故A正确； B．由分析可知，装置A中氧化铜的作用是将反应生成的一氧化碳完全转化为二氧化碳，所以检查装置气密性后，应先通入氧气排尽装置中的空气，防止装置中的二氧化碳和水蒸气干扰实验，然后先点燃煤气灯Ⅱ，再点燃煤气灯Ⅰ，防止生成的一氧化碳不能转化为二氧化碳，导致测得二氧化碳的质量偏小，出现实验误差，故B错误； C．实验结束后，继续通入一定量的氧气，使反应生成的二氧化碳和水蒸气被完全吸收，冷却后再称量装置B和装置D，故C正确； D．由题给数据可知，有机物中碳元素的物质的量为=0.005mol，氢元素的物质的量为×2=0.012mol，氧元素的物质的量为=0.005mol，则有机物中碳、氢、氧的原子个数比为0.005mol：0.012mol ：0.005mol=5：12：5，最简式为，由于分子中氢原子个数已达到饱和，所以有机物的分子式为，故D正确； 故选B。 【变式2-3】某有机化合物在塑料工业中用于制造酚醛树脂和增塑剂等。将3.24 g该有机化合物装入元素分析装置，然后通入足量氧气使之完全燃烧，将生成的气体依次通过无水CaCl2管(A)和碱石灰管(B)，测得A管增重2.16 g，B管增重9.24 g。已知该有机化合物的相对分子质量小于200，求其实验式为 ，并推测其分子式为 。 【答案】 C7H8O C7H8O 【详解】该装置中，无水CaCl2吸收水，碱石灰吸收CO2，则n(C)==0.21 mol，n(H)= ×2=0.12 mol×2=0.24 mol，n(O)= =0.03 mol，n(C)∶n(H)∶n(O)=7∶8∶1，实验式为C7H8O；C7H8O的式量是108，由于该有机化合物的相对分子质量小于200，所以该有机化合物的分子式为C7H8O。 题型03 质谱法确定分子式 知识积累 有机物相对分子质量的测定方法 质谱法：质谱图中质荷比最大的峰的数值就是该有机物的相对分子质量。某含碳、氢、氧三种元素的有机物X的质谱图如图所示，该有机物的相对分子质量为74。 【典例3】下列关于CH3COOH的化学用语或图示表达不正确的是 A．醋酸溶液呈酸性：CH3COOH CH3COO- + H+ B．一定条件下，CH3COOH与C2H518OH反应能生成 C．0.1 mol·L-1醋酸溶液中，c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = 0.1 mol·L-1 D．测定CH3COOH相对分子质量的质谱如图所示 【答案】D 【详解】A．醋酸为弱酸，不完全电离，电离方程式为：CH3COOH CH3COO- + H+　，A正确； B．乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯，根据酸去羟基醇去氢分析，乙酸乙酯的结构简式为：，B正确； C．醋酸溶液中存在分子和离子，故在0.1 mol·L-1醋酸溶液中，c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = 0.1 mol·L-1，C正确； D．该质谱图中表示相对分子质量为46，而乙酸的相对分子质量为60，D错误； 故选D。 【变式3-1】质谱可广泛用于化合物的结构测定，如只含C、H、O三种元素的某化合物的质谱图如图所示。从碎片峰看，有m/z 77、51、39等峰，说明化合物有苯环；有m/z107峰，说明化合物有C2H5取代基；有m/z 118峰，说明化合物有醇羟基，则下列说法正确的是 A．该化合物的相对分子质量为107 B．该化合物的分子式为C9H10O C．该化合物中至少存在7种不同环境的氢原子 D．该化合物可能的结构简式为C6H5CH(OH)CH2CH3 【答案】D 【详解】A．质谱图中质荷比最大的吸收峰对应数值才是其相对分子质量，根据题干图示可知，该化合物的相对分子质量为136，A错误； B．分子式为C9H10O的化合物的相对分子质量为134，B错误； C．该化合物可能为苯环上的一取代物，还可能为苯环上的二取代物，如，故最少存在6种不同环境的氢原子，C错误； D．C6H5CH(OH)CH2CH3的相对分子质量为136，且符合题干图示的碎片的质荷比，故该化合物可能的结构简式为C6H5CH(OH)CH2CH3，D正确； 故答案为：D。 【变式3-2】合成高分子金属离子螯合剂的反应： +(2n-1)H2O 下列说法不正确的是 A．聚合物应避免与碱性物质（如NaOH）长期接触 B．聚合物的合成反应为缩聚反应 C．1mol与足量银氨溶液作用可析出2mol银 D．通过质谱法测定其平均相对分子质量，可得其聚合度 【答案】C 【详解】A. 上述聚合物中含有酚羟基，具有酸性，所以应避免与碱性物质（如NaOH）长期接触，故A正确； B. 根据上述反应方程式看出，聚合物是由两种单体之间脱去水分子聚合得到，属于缩聚反应，故B正确； C. 1mol中含有2mol醛基，则与足量银氨溶液作用可析出4mol银，故C错误； D. 质谱法测定PET的平均相对分子质量，除以链节的相对分子质量可得到聚合度，故D正确； 故选C。 【变式3-3】有机物A可能含有碳、氢、氧三种元素，为研究其组成与结构，进行了如下实验，回答下列问题。 实验步骤 解释或实验结论 (1)物质A的质谱与核磁共振氢谱      ①A的相对分子量为 。 ②A分子中含有 种不同化学环境的氢原子，个数比为 。 (2)取14.8gA在足量纯氧中充分燃烧，并使其燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者增重分别为10.8g和26.4g。 A的分子式为 。 (3)另取14.8gA与足量Na反应产生0.1mo；将少量物质A与新制。悬浊液共热，有砖红色沉淀产生。 A中含有的官能团的名称为 。 (4)综上： ①物质A的结构简式为 ，其化学名称为 。 ②写出物质A与新制Cu(OH)2悬浊液共热发生反应的化学方程式 。 ③A有多种同分异构体，写出其中属于酯的同分异构体的结构简式 。 【答案】 74 4 2：2：1：1 羟基、醛基 3-羟基丙醛 、 【详解】(1)由质谱图可知，A的相对分子量为74，由核磁共振图可知，图中有4个峰，峰面积比为2：2：1：1，则A分子中含有4种不同化学环境的氢原子，个数比为2：2：1：1； (2)取14.8gA在足量纯氧中充分燃烧，并使其燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者增重分别为10.8g和26.4g，A中n(C)= ，n(H)=2×，n(O)= ，n(C)：n(H)：n(O)=3:6:2，A的最简式为，结合其相对分子质量为74，则A的分子式为； (3)14.8gA的物质的量为，取14.8gA与足量Na反应产生0.1mo，将少量物质A与新制，悬浊液共热，有砖红色沉淀产生，说明A中含有醛基和1个羟基； (4)综上所述，A的结构简式为，命名为3-羟基丙醛，与新制Cu(OH)2悬浊液共热发生反应的化学方程式为：，A有多种同分异构体，写出其中属于酯的同分异构体的结构简式为：、。 题型04 波谱分析确定分子结构 知识积累 1．红外光谱：可以获得有机物分子中含有何种化学键或官能团的信息。 2．核磁共振氢谱：处于不同化学环境中的氢原子种类等于核磁共振氢谱中的峰的个数；处于不同化学环境的氢原子的数目比等于峰的面积比。 例如：分子式为C2H6O的有机物的核磁共振氢谱如下： 乙醇 甲醚 核磁共振氢谱 吸收峰数目 3 1 不同吸收峰面积比 2∶1∶3 结构简式 CH3CH2OH CH3—O+CH3 【典例4】某有机物A在足量中充分燃烧，生成水和二氧化碳的质量分别为和，已知A的质谱与红外光谱如图所示，下列说法错误的是 A．符合A分子结构特征的有机物只有一种 B．有机物A中含有C、H、O三种元素 C．有机物A的分子式为 D．有机物A中碳原子的杂化方式有和 【答案】A 【分析】某有机物A在足量O2中充分燃烧，生成的水7.2g，即0.4mol，二氧化碳气体17.6g，即0.4mol，按质量守恒定律，消耗氧气7.2g+17.6g-8.8g=16g，则8.8g有机物A中含0.4molC、0.8molH、0.2molO，最简式为C2H4O，从质谱图中可知A的相对分子质量为88，则A分子式为C4H8O2，从红外谱图中可知，有机物A为乙酸乙酯或丙酸甲酯等。 【详解】A．据分析，有机物A为乙酸乙酯或丙酸甲酯等，A错误； B．据分析，有机物A中含有C、H、O三种元素，B正确； C．据分析，A的相对分子质量为88，8.8g即0.1mol有机物A中含0.4molC、0.8molH、0.2molO，则有机物A的分子式为C4H8O2，C正确； D．从红外谱图中可知，有机物A为乙酸乙酯或丙酸甲酯等，则酯基碳原子为杂化，其余碳原子为杂化，D正确； 故选A。 【变式4-1】有机物A经元素分析仪测得有C、H、三种元素组成，A的质谱、红外光谱、核磁共振氢谱图如下所示。下列关于A的说法正确的是 A．所有的原子不可能在同一个平面上 B．该物质不能与溶液反应放出 C．能发生银镜反应 D．能与酸性溶液反应 【答案】D 【分析】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1种等效氢，结合红外光谱，A含有-OH、C=O、C-C键，A只含C、H、O三种元素，A分子中有2个羧基，则A的结构简式为HOOCCOOH，据此解答。 【详解】A．A的结构简式为HOOCCOOH，根据羧基是平面结构，单键可以旋转，所有的原子可能在同一个平面上，A错误； B．A的结构简式为HOOCCOOH，含有羧基，能与溶液反应放出，B错误； C．A的结构简式为HOOCCOOH，不含醛基，不能发生银镜反应，C错误； D．A的结构简式为HOOCCOOH，为乙二酸（草酸），可以被酸性溶液氧化，能与酸性溶液反应，D正确； 故选D。 【变式4-2】有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素，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．有机物A可与反应生成 B．有机物A易与溴水反应使其褪色 C．有机物A与乙二醇为同系物 D．质荷比45的峰对应的碎片可能为 【答案】D 【分析】由质谱图中质荷比最大为46可知有机物A的相对分子质量为46，由核磁共振氢谱有三个峰值并且峰值比为1:2:3可知有机物A中有3种化学环境的氢，其原子个数比为1:2:3，所以该有机物为CH3CH2OH，以此作答。 【详解】A．乙醇与不反应，故A错误； B．乙醇与溴水不反应，不能使溴水褪色，故B错误； C．乙醇中有1个羟基，乙二醇中有2个羟基，两个有机物中官能团的数目不同，所以不互为同系物，故C错误； D．的相对式量为45，质荷比45的峰对应的碎片可能为，故D正确； 故选D。 【变式4-3】将6.8g的X完全燃烧生成3.6g的H2O和8.96L(标准状况)的CO2.X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其质谱、核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于X的下列叙述错误的是 A．X的相对分子质量为136 B．X的分子式为C8H8O2 C．X分子中只有一个甲基 D．X分子中所有的碳原子不可能在同一个平面上 【答案】D 【分析】 由质谱图数据可知，X的相对分子质量为136，有机物X的物质的量为n(X)= =0.05mol，完全燃烧后生成水的物质的量为n(H2O)= =0.2mol，氢原子的物质的量为n(H)=0.2mol×2=0.4mol，CO2的物质的量为n(CO2)= =0.4mol，碳原子的物质的量为n(C)=0.4mol，则1个有机物A分子中含有8个碳原子、8个氢原子，O原子个数为：=2，所以该有机物的分子式为C8H8O2；不饱和度为=5，X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱有四个吸收峰，说明分子中含有4种H原子，峰面积之比为1：2：2：3，则四种氢原子个数之比=1：2：2：3，结合红外光谱可知，分子中存在酯基等基团，故有机物X的结构简式为，据此分析作答。 【详解】A．由上述分析可知，化合物X的相对分子质量为136，A项正确； B．由上述分析可知，X的分子式为C8H8O2，B项正确； C．由上述分析可知，有机物X的结构简式为，只有一个甲基，C项正确； D．化合物X的结构简式为，苯环和酯基都是平面的结构，X分子中所有的碳原子可能在同一个平面上，D项错误； 故选D。 题型05 结构简式的确定 知识积累 1．确定有机化合物结构式的流程 2．有机化合物分子不饱和度的计算 3．确定有机化合物的官能团 （1）化学实验法检验官能团 官能团种类 检测试剂 判断依据 碳碳双键或碳碳叁键 溴的四氯化碳溶液或溴水 红棕色溶液退色 酸性KMnO4溶液 紫色溶液退色 卤素原子 NaOH溶液(加热)，稀硝酸、AgNO3溶液 有沉淀生成，根据沉淀的颜色判断卤素的种类 醇羟基 钠 有氢气放出 酚羟基 FeCl3溶液 显紫色 溴水(足量) 有白色沉淀生成 醛基 银氨溶液(水浴) 有银镜生成 新制氢氧化铜悬浊液(加热) 有砖红色沉淀生成 羧基 NaHCO3溶液或Na2CO3溶液 有CO2气体放出 （2）物理测试法 红外光谱；核磁共振氢谱；质谱 【典例5】测定某-氰基丙烯酸酯类医用胶的分子结构，其实验目的、操作及现象、结论描述错误的是 选项 实验目的 操作及现象 结论 A 测定分子式 做质谱分析实验，测定出该样品的相对分子质量为153.0 其分子式为 B 推断分子中的官能团种类 做红外光谱实验，得到谱图 分子中含有3种官能团 C 验证官能团 向少量医用胶样品中加入强碱溶液，加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成 该医用胶中含有氰基 D 推断分子结构 做核磁共振氢谱实验，显示5组峰，且峰面积之比为 推断可能存在基团 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．由相对分子质量可知分子中、的相对质量为153-46=107，107除以C的相对原子质量12得8余11，则分子式为，若减1个则分子式为，原子数太多，不符合要求，所以该有机物的分子式为，A正确； B．根据红外光谱图可知，分子中有4种吸收峰，结合题干中物质名称-氰基丙烯酸酯可知，分子中含有氰基、碳碳双键、酯基3种官能团，B正确； C．样品中加入强碱溶液，加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的氨气生成，证明分子中有氰基，C正确； D．核磁共振氢谱实验，显示5组峰，且峰面积之比为，说明分子中有2个化学环境不同的甲基，而基团中含有2个化学环境相同的甲基，D错误； 故选D。 【变式5-1】青蒿素的结构确定，经历了分离、提纯→元素分析确定最简式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式。某学习小组类比青蒿素的研究方法测定某种烃的含氧衍生物A的组成和结构，元素分析确定C、H、O的质量分数分别为40.00%、6.67%、53.33%，A的波谱分析结果如下图所示。 A的最简式为 ，结构简式为 。 【答案】 CH2O 【详解】根据质谱图中质荷比值最大值为相对分子质量，相对分子质量为90，C、H、O的质量分数分别为40.00%、6.67%、53.33%，C、H、O的个数比为：=1:2:1，最简式为CH2O； 分子量为90，则设分子式为CnH2nO，30n=90，n=3，分子式为C3H6O3，由红外光谱可知，结构中存在-OH，存在-COOH，由核磁共振氢谱可知，有四种等效H原子，个数比为1:1:1:3，则结构简式为：。 【变式5-2】某研究性学习小组为了解有机物A的性质，对A的结构进行了如图实验。 (1)实验一：质谱分析仪分析，由图1可知有机物A的相对分子质量是 。 (2)实验二：红外光谱分析，图2中不同吸收峰峰谷代表不同基团，图中有机物A中含氧官能团名称为 和 。 (3)实验三：取0.9g有机物A完全燃烧，测得生成物为和，有机物A的分子式为 。 (4)实验四：经核磁共振检测发现有机物A的谱图(图3)中H原子峰面积比为，有机物A的结构简式为 。 【答案】(1)90 (2)羟基 羧基 (3)C3H6O3 (4) 【详解】（1）质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为90，因此该有机物A的相对分子质量是90； （2）红外光谱图中不同吸收峰峰谷代表不同的基团，由图可知，有机物A中含氧官能团为-OH、-COOH，则有机物A中含氧官能团名称为羟基和羧基； （3）0.9g有机物A的物质的量为0.01mol，完全燃烧生成1.32gCO2，CO2的物质的量为0.03mol，还生成0.54g H2O ，H2O 的物质的量为0.03mol，则0.01molA中含0.03molC和0.06molH，则0.01molA中含O的物质的量为，即1个有机物A的分子含C、H、O原子个数分别为3、6、3，所以有机物A的分子式为：C3H6O3； （4）由核磁共振氢谱图可知A中有4种等效氢，每种等效氢的氢原子个数比为1∶1∶1∶3，结合A的分子式为C3H6O3，且含有羧基和羟基，则A中还含有一个甲基，所以有机物A的结构简式为：。 【变式5-3】扑热息痛是最常用的非抗炎解热镇痛药，对胃无刺激，副作用小。对扑热息痛分子进行结构表征，测得的相关数据和谱图如图。回答下列问题： Ⅰ.确定分子式 (1)测定实验式：将15.1g样品在足量纯氧中充分燃烧，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8.1g和35.2g，再将等量的样品通入二氧化碳气流中，在氧化铜/铜的作用下氧化有机物中氮元素，测定生成氮气的体积为1.12L(已换算成标准状况)。该有机物是否含有氧元素 。(填“是”或“否”)。 (2)确定分子式：测得目标化合物的质谱图如图1所示，其分子式为 。 Ⅱ.推导结构式 (3)用化学方法推断样品分子中的官能团。 ①加入溶液，无明显变化； ②加入 (试剂)后显色，证明分子中含有酚羟基； ③水解反应后可以得到一种产物(可以在厨房找到其溶液) (4)波谱分析 ①测得目标化合物的红外光谱图可知该有机物分子种存在：、—OH、、等基团 ②测得目标化合物的核磁共振氢谱图如图2所示： 图2    核磁共振氢谱图 由图可知，该有机化合物分子含有 种不同化学环境的H原子，其峰面积之比为 。 (5)综上所述，扑热息痛的结构简式为 。 (6)写出扑热息痛与NaOH反应的化学方程式 。 【答案】(1)是 (2)C8H9NO2 (3)FeCl3溶液 (4) 5 1:1:2:2:3 (5) (6) 【分析】本题考查有机物的分子式确定，为高频考点,把握有机物分子式的确定方法、有机反应、习题中的信息为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意有机物性质的应用，题目难度中等 【详解】（1）浓硫酸增重8.1克，生成n（H2O）=，n（H）=0.9mol，碱石灰增重35.2克，生成二氧化碳13.2克，n（CO2）=， n（C）=0.8mol，n（N2）=，n（N）=0.1mol，m（C）+m（O）+m（N）=0.8×12+0.9×1+0.1×14=11.9g，故含氧元素为15.1g-11.9g=3.2g，n（C）：n（H）：n（N）：n（O）=8:9:1:2，即实验式为：C8H9NO2，故答案为：有，C8H9NO2 （2）测得目标化合物的质谱图荷质比最大值为151，其分子式为C8H9NO2， 故答案为C8H9NO2 （3）酚羟基的检验方法是加入FeCl3，出现紫色，故答案为：FeCl3 （4）测得目标化合物的核磁共振氢谱图得出该有机化合物分子含有五种不同化学环境的H原子，其峰面积之比为1:1:2:2:3，故答案为：5，1:1:2:2:3 （5）用化学方法推断样品分子中的官能团，加入NaHCO3溶液，无明显变化，说明不含羧基；加入FeCl3溶液，显紫色，说明含有酚羟基；水解可以得到一种两性化合物，说明分子中含有酰胺键；由波谱分析测得目标化合物的红外光谱图，得出该有机化合物分子中存在一OH、一NH2，测得目标化合物的核磁共振氢谱图得出该有机化合物分子含有五种不同化学环境的H原子，其峰面积之比为1:1:2:2:3，综上所述扑热息痛的结构简式为； （6）扑热息痛含有酚羟基和肽键，都能和NaOH反应，反应方程式为：。 题型06 常见有机物的制备 知识积累 1．乙烯的实验室制法 反应原料 乙醇和浓硫酸 实验原理 主反应 CH3CH2OH CH2＝CH2↑＋H2O (消去反应) 副反应 2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O (取代反应) C2H5OH＋6H2SO4(浓)6SO2↑＋2CO2↑＋9H2O 制气类型 “液＋液气”型 (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽) 实验装置 净化装置 浓NaOH溶液(或碱石灰) 收集装置 排水法 (实验室制取乙烯时，不能用排空气法收集乙烯：因为乙烯的相对分子质量为28，空气的平均相对分子质量为29，二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙烯) 【实验注意事项】 ①加入药品的顺序：在烧杯中先加入5 mL 95%的乙醇，然后滴加15 mL浓硫酸，边滴加边搅拌。 ②反应条件：170°C、浓H2SO4。 ③浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂。 ④加入碎瓷片，避免液体受热时发生暴沸。 ⑤温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下。 ⑥制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰)后，才能收集到比较纯净的乙烯。 ⑦忘记加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片。 2．乙炔的实验室制法 反应原料 电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水 实验原理 主反应 CaC2＋2H2OC2H2↑＋Ca(OH)2 (不需要加热) 副反应 CaS＋2H2O==Ca(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O==3Ca(OH)2＋2PH3↑ 制气类型 “固＋液气”型(如图1) [圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽] 实验装置 净化装置 通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质 收集装置 排水法 【实验注意事项】 ①电石与水反应剧烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和氯化钠溶液代替水。 ②在导管口塞入少许棉花，防止产生的泡沫涌入导管。 ③制取乙炔不能用启普发生器，原因是 a．碳化钙与水反应剧烈，不能随用、随停； b．反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂； c．反应后生成的石灰乳是糊状，堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙，使启普发生器失去作用。 3．溴苯的制备 反应原料 苯、纯溴、铁 实验原理 实验步骤 ①安装好装置，检查装置气密性，②把苯和少量液态溴放入烧瓶中 ③加入少量铁屑作催化剂，④用带导管的橡胶塞塞紧瓶口 实验装置 实验现象 ①剧烈反应，圆底烧瓶内液体微沸，烧瓶内充满大量红棕色气体； ②锥形瓶内的管口有白雾出现，溶液中出现淡黄色沉淀； ③左侧导管口有棕色油状液体滴下，把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体。 尾气处理 用碱液吸收，一般用NaOH溶液，吸收HBr和挥发出来的Br2。 【注意事项】 ①该反应要用液溴，苯与溴水不反应；加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3。 ②加药品的顺序：铁苯溴。 ③长直导管的作用：导出气体和充分冷凝回流逸出的苯和溴的蒸气。 ④导管未端不可插入锥形瓶内水面以下，防止倒吸，因为HBr气体易溶于水。 ⑤导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴。 ⑥获得纯净的溴苯的实验操作：先用水洗后分液(除去溶于水的杂质如溴化铁等)，再用氢氧化钠溶液洗涤后分液(除去溴)，最后水洗(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)、干燥(除去水)，蒸馏(除去苯)可得纯净的溴苯。 ⑦AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，说明有HBr气体生成，该反应为取代反应，但是前提必须是在圆底烧瓶和锥形瓶之间增加一个CCl4的洗气瓶，吸收Br2(g)，防止对HBr检验的干扰。 ⑧苯能萃取溴水中的溴，萃取分层后水在下层，溴的苯溶液在上层，溴水是橙色的，萃取后溴的苯溶液一般为橙红色 (溴水也褪色，但为萃取褪色)。 4．硝基苯的制备 反应原料 苯、浓硝酸、浓硫酸 实验原理 实验步骤 ①配制混合酸：先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却 ②向冷却后的混合酸中逐滴加入1 mL苯，充分振荡，混合均匀 ③将大试管放在50～60 ℃的水浴中加热 ④粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤 ⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯 实验装置 实验现象 将反应后的液体倒入一个盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物质生成 【注意事项】 ①试剂加入的顺序：先将浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却，最后注入苯。 ②水浴加热的好处：受热均匀，容易控制温度。 ③为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是水浴加热；温度计的位置：水浴中。 ④浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂。 ⑤玻璃管的作用：冷凝回流。 ⑥从粗产品中获得纯硝基苯的实验操作：依次用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤(除去硝酸和硫酸)，再用蒸馏水洗涤(除去氢氧化钠溶液及与其反应生成的盐)，然后用无水氯化钙干燥，最后进行蒸馏(除去苯)可得纯净的硝基苯。 ⑦纯硝基苯是无色、难溶于水、密度比水大，具有苦杏仁味气味的油状液体，实验室制得的硝基苯因溶有少量HNO3分解产生的NO2而显黄色。 5．乙酸和乙醇的酯化反应 反应原料 乙醇、乙酸、浓硫酸 实验原理 实验步骤 在一支试管中加入3 mL乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸，再加入几片碎瓷片。连接好装置，用酒精灯小心加热，将产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上，观察现象。 实验装置 实验现象 ①试管中液体分层，饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体生成； ②能闻到香味。 【注意事项】 ①试剂的加入顺序：先加入乙醇，然后沿器壁慢慢加入浓硫酸，冷却后再加入CH3COOH。 ②导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中，防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水，造成溶液倒吸。 ③浓硫酸的作用 a．催化剂——加快反应速率 b．吸水剂——除去生成物中的水，使反应向生成物的方向移动，提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率 ④饱和Na2CO3溶液的作用 a．中和挥发出的乙酸 b．溶解挥发出的乙醇 c．降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层，得到酯。 ⑤加入碎瓷片的作用：防止暴沸。 ⑥实验中，乙醇过量的原因：提高乙酸的转化率。 ⑦长导管作用：导气兼冷凝作用。 【典例6】工业制备茉莉醛()的工艺流程如图所示。下列说法正确的是 已知：①茉莉醛易被浓硫酸氧化；②庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物。 A．制备茉莉醛的化学反应方程式为 B．“干燥剂”不可选用浓硫酸，可选用无水硫酸钠 C．用红外光谱法可以快速、精确测定茉莉醛的相对分子质量 D．可将最后两步“蒸馏”和“柱色谱法分离”合并替换为“真空减压分馏” 【答案】B 【分析】苯甲醛与庚醛、乙醇、氢氧化钾共热反应生成茉莉醛，冷却后经过萃取、分液分离出水相，加入干燥剂后过滤，去掉滤渣后蒸馏，用柱色谱法分离出庚醛自缩物，得到茉莉醛。 【详解】 A．制备茉莉醛的反应原理是+H2O，A错误； B．茉莉醛易被浓硫酸氧化，“干燥剂”不可选用浓硫酸，无水硫酸钠能吸收有机层中的水分，“干燥剂”可选用无水硫酸钠，B正确； C．用质谱法可以快速、精确测定茉莉醛的相对分子质量，C错误 ； D．庚醛易自身缩合生成与茉莉醛沸点接近的产物，“真空减压分馏”无法将两者分离，D错误； 故选B。 【变式6-1】咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸(弱酸，易溶于水及乙醇)约3%~10%。索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒l中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。有关说法不正确的是 A．用乙醇做萃取剂比用水更好 B．蒸馏操作过程中，若发现忘加沸石，应立即停止加热，待烧瓶冷却后再加入沸石 C．萃取结束后，将圆底烧瓶内混合物倒出、过滤，将滤液蒸馏即可得到咖啡因 D．索氏提取器比常规萃取更节约、更高效 【答案】C 【详解】A．已知咖啡因易溶于乙醇，100℃以上开始升华，用乙醇做萃取剂比用水更好，乙醇易挥发，A正确； B．蒸馏操作中若忘记加入沸石易产生暴沸现象，蒸馏操作过程中，若发现忘加沸石，应立即停止加热，待烧瓶冷却后再加入沸石，B正确； C．咖啡因100℃以上开始升华，直接蒸馏滤液不能马上得到咖啡因，蒸馏出来的是酒精，咖啡因还留在蒸馏烧瓶内，还要进一步处理才能得到咖啡因，C错误； D．本实验中采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用，能减少溶剂用量，且萃取效率高，D正确； 故答案为：C。 【变式6-2】苯胺广泛应用于医药和染料行业.实验室制备苯胺的反应原理为+3H2+2H2O，实验装置如图所示(部分夹持、加热装置省略)。 已知相关物质的信息如表： 物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度/g•cm-3 部分性质 硝基苯 123 210.9 1.23 难溶于水，易溶于乙醚 苯胺 93 184 1.02 微溶于水，易溶于乙醚；易被氧化 实验步骤：①组装好实验装置，并检查装置气密性；②_______；③_______；④_______；⑤反应结束后，关闭活塞K，向三颈烧瓶中加入生石灰；⑥调整好温度计的位置，继续加热，收集182～186℃的馏分，得到苯胺粗品。 回答下列问题： (1)试管中发生反应的离子方程式为 。 (2)仪器a的名称是 。 (3)以苯为原料合成硝基苯的化学方程式为 。 (4)实验步骤②③④依次为 、 、 (填标号)。 A．利用油浴加热，使反应液温度维持在140℃左右 B．向三颈烧瓶中依次加入沸石及10.0mL硝基苯 C．向试管中加入锌粒，打开活塞K，往长颈漏斗中加入稀硫酸，通入H2一段时间 (5)苯胺粗品中含有少量硝基苯，提纯苯胺、回收硝基苯的流程如图： ①步骤I中混合物的分离方法为 。 ②请从物质结构角度分析苯胺能与盐酸反应的原因 。 ③步骤II中，水相中的与溶液反应的化学方程式为 。 ④本实验中苯胺的产率为 (计算结果精确到0.1%)。 【答案】(1)Zn+2H+=Zn2++H2↑ (2)直形冷凝管 (3) +HNO3+H2O (4) B C A (5) 分液 苯胺分子中的N原子有孤电子对，可与提供空轨道的H+形成配位键 +NaOH→+NaCl+H2O 60.2% 【分析】三颈烧瓶中装入反应物硝基苯，锌与稀硫酸反应生成氢气，产生的氢气与硝基苯反应生成苯胺，据此作答： 【详解】（1）试管中是锌与稀硫酸反应，反应的离子方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑； （2）由图可知，仪器a的名称为直形冷凝管； （3） 苯合成硝基苯是苯与浓硝酸发生取代反应，反应的化学方程式为+HNO3+H2O； （4）硝基苯是反应物，所以应该先往三颈烧瓶中加入硝基苯，然后向试管中加入锌粒，锌与稀硫酸反应生成氢气，待氢气通入一段时间后，加热，开始反应，所以步骤的先后顺序为B、C、A； （5）①步骤Ⅰ后分为有机相和水相，所以步骤Ⅰ为分液； ②苯胺分子中的N原子有孤电子对，可与提供空轨道的H+形成配位键，所以苯胺可以与盐酸反应； ③与氢氧化钠反应生成苯胺，反应的化学方程式为+NaOH→+NaCl+H2O； ④10.0mL硝基苯的质量为12.3g，所以硝基苯的物质的量为，因此理论上生成苯胺的质量为，所以产率为。 【变式6-3】二苯乙二酮()是重要的化学品，常由安息香(，制得。一种利用氧化安息香制二苯乙二酮的原理、装置及步骤如下： I．在装置A中加入(过量)、安息香以及冰醋酸。 II．安装回流装置，加入磁子，使用磁搅拌加热器加热搅拌。平稳回流40min后，每隔利用薄板层析检测反应混合物，当安息香已全部转化为二苯乙二酮后，停止加热。 III．充分冷却后，将析出的黄色固体滤出，用95%乙醇重结晶，晾干后称量，得黄色柱状晶体。 回答下列问题： (1)装置A的名称是 。的作用是 。 (2)步骤II中，搅拌的作用是 。 (3)反应B的化学方程式为 。 (4)薄板层析在生化实验中应用广泛。薄板表面涂有硅胶，其剖面如图一所示。取装置内液体点在薄板处，乙酸乙酯和正己烷的混合液带动样品在薄板上爬升时(图二)，由于硅胶层表面对安息香与二苯乙二酮吸附力强弱不同，因此爬升高度不同(图三)。回答下列问题： ①以下关于薄板层析检测的说法错误的是 (填字母)。 A．乙酸乙酯是一种常用的密度比水小的有机溶剂 B．将硅胶置于蒸馏水中，键会逐渐断开形成硅酸 C．薄板层析实验的原理是利用物质的相对分子质量不同对物质进行区分 ②图三中，当 (填“P点”或“Q点”)消失时，应关闭磁搅拌加热器停止反应。 (5)利用红外光谱对产物进行表征，对比安息香的红外光谱图，能够初步推测安息香转化为二苯乙二酮的谱图变化为 。 (6)本次实验二苯乙二酮的产率为 。 【答案】(1) 三颈烧瓶 催化剂(或答“起催化作用”) (2)使混合物受热均匀，防暴沸 (3) (4) 点 (5)吸收峰消失(或答“羟基/吸收峰消失”) (6)85%(或答0.85) 【分析】 安息香在做催化剂条件下与硝酸铵反应生成，在圆底烧瓶里加入、和冰醋酸，加热搅拌，待平稳回流，安息香已全部转化为二苯乙二酮后，停止加热，冷却后，析出黄色固体，过滤，用乙醇重结晶，可得晶体，据此分析； 【详解】（1）装置A的名称是三颈烧瓶，由反应原理图可知，生成后与硝酸铵又转化为，作用是催化剂； （2）步骤II中，搅拌的作用是使混合物受热均匀，防暴沸； （3）反应B为与硝酸铵转化为和氮气与水，化学方程式为： ； （4）①A．乙酸乙酯密度小于水，A正确； B．Si—O稳定，不与水发生反应(类比与水不发生反应)，B错误； C．根据题干“硅胶层表面对安息香与二苯乙二酮吸附力强弱不同”，结合安息香与二苯乙二酮的结构可知，作用本质并非仅是范德华力，二者均可与硅胶表面形成氢键，C错误； 故选BC； ②比较安息香与二苯乙二酮的结构，可知安息香与硅胶表面形成氢键能力更强，吸附力也更强，所以随着展开剂向上展开时，爬升较慢，故图三Q点为安息香指示点。所以，当点消失时，证明烧瓶中液体不含安息香，即反应完全，可停止加热； （5）通过红外光谱测试，可得到化合物中含有官能团或化学键的信息。比较安息香与二苯乙二酮的结构，二者官能团的差异在于二苯乙二酮结构中无(或键)，故谱图变化为“吸收峰消失”； （6）根据步骤III中数据可计算二苯乙二酮的物质的量为，安息香的物质的量为，故产率为； 题型07 有机物的检验 知识积累 1．利用有机物的物理性质 （1）利用液态有机物的密度 烃的密度一般小于水，而溴苯、硝基苯、四氯化碳的密度大于水。 （2）利用有机物的溶解性 通常加水观察有机物是否溶于水，例如可用水鉴别乙酸和乙酸乙酯等。另外液态烷烃、苯及苯的同系物、溴苯、硝基苯、四氯化碳还能把Br2(或I2)从溴水(或碘水)中萃取出来，使液体分层，这一性质也常用于有机物的鉴别或检验。 2．利用有机物中所含官能团的性质 思维方式：官能团→性质→方法的选择 物质 试剂与方法 现象或结论 饱和烃与不饱和烃 加入溴水或酸性KMnO4溶液 褪色的是不饱和烃 与 加酸性KMnO4溶液 褪色的是 含醛基的化合物 加银氨溶液，水浴加热 有银镜产生 加新制Cu(OH)2，加热 有红色沉淀生成 醇 加入活泼金属钠 有气体放出 羧酸 加紫色石蕊溶液 显红色 加Na2CO3或NaHCO3溶液 有气体逸出 酯 闻气味 有芳香气味 加稀NaOH溶液，加热 开始分层，一段时间后溶液不再分层 酚类 加FeCl3溶液 显紫色 加浓溴水 有白色沉淀 淀粉 加碘水 显蓝色 蛋白质 加浓硝酸微热 (含苯环的)显黄色 灼烧 有烧焦羽毛气味 【典例7】下列说法正确的是 A．用新制的氢氧化铜可以鉴别乙醛、乙酸、乙酸乙酯 B．苯中含少量苯酚，可加入浓溴水，充分反应后过滤除去 C．向溴乙烷中加硝酸酸化的AgNO3溶液可检验是否含有溴元素 D．向氨水中逐滴加入硝酸银溶液可制备银氨溶液 【答案】A 【详解】A．新制的氢氧化铜可检验醛基，加热出现砖红色沉淀；乙酸与氢氧化铜反应，溶液变澄清，颜色仍为蓝色；乙酸乙酯为无色油状液体，与新制氢氧化铜悬浊液分层，故可以鉴别三者，A正确； B．苯酚与浓溴水反应生成三溴苯酚，但三溴苯酚与苯互溶，过滤无法分开，B错误； C．溴乙烷在碱性条件下水解，用硝酸调节成酸性环境，再用硝酸银溶液进行检验，C错误； D．向硝酸银溶液中逐滴加入氨水，至产生的沉淀恰好完全溶解，可制备银氨溶液，D错误； 故选A。 【变式6-1】下列实验方案设计，现象和结论都正确的是 实验目的 方案设计 现象和结论 A 探究乙炔的氧化反应 向放有几小块电石的圆底烧瓶中逐滴加入适量饱和食盐水，将产生的气体先经过硫酸铜溶液洗气后，再通入酸性高锰酸钾溶液中 若溶液褪色，则说明乙炔可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应 B 检验有机物是否为氯代烃 将该有机物加入乙醇溶液中，充分加热。冷却后，取混合液加足量硝酸酸化，滴加硝酸银溶液 若未产生沉淀，则该有机物不可能是氯代烃 C 探究蔗糖是否属于还原糖 向试管中加入蔗糖溶液，再加入过量溶液后加热煮沸。经冷却后加入新制备的并加热 若没有砖红色沉淀产生，则说明蔗糖不属于还原糖 D 检验2-丁烯醛中存在醛基 向酸性溶液中滴加2-丁烯醛() 若紫色褪去，则说明该有机物中存在醛基 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．生成的乙炔中混有硫化氢，经过硫酸铜溶液洗气后除去硫化氢，乙炔可被酸性高锰酸钾溶液氧化，则高锰酸钾溶液褪色。若溶液褪色，则说明乙炔可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，A正确； B．如果氯代烃中与氯原子相连的-C上没有氢原子，加入到NaOH乙醇溶液中，不会发生消去反应，冷却后，取混合液加足量硝酸酸化的硝酸银溶液，也不会产生白色沉淀，B错误； C．水解后在碱性溶液中检验葡萄糖，水解后没有加碱至碱性，没有砖红色沉淀产生，不能说明蔗糖不属于还原糖，C错误； D．2-丁烯醛中的碳碳双键和醛基均可以被高锰酸钾氧化，D错误； 故选A。 【变式6-2】关于有机物的检测与鉴别，下列说法错误的是 A．用饱和溴水可鉴别1-丙醇、2-氯丙烷、丙醛和苯酚溶液 B．用酸性溶液可鉴别环己烷、环己烯 C．用溶液可鉴别溶液、甲苯和苯酚溶液 D．乙醇、丙醛、丙酸的核磁共振氢谱图中的峰高度之比都是3：2：1 【答案】D 【详解】A．1-丙醇和溴水混合，液体不分层、不褪色；2-氯丙烷和溴水混合，液体分层；丙醛和溴水混合，液体褪色、不分层；苯酚溶液和溴水混合生成白色沉淀，用饱和溴水可鉴别1-丙醇、2-氯丙烷、丙醛和苯酚溶液，故A正确； B．环己烯含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，环己烷不含有双键，不能使酸性高锰酸钾褪色，因此，可以鉴别，故B正确； C．溶液遇溶液变为血红色，遇苯酚显紫色，与甲苯分层，现象不同，可以鉴别，故C正确； D．乙醇、丙醛、丙酸的核磁共振氢谱图中的峰面积之比都是3：2：1，并不是高度，故D错误； 故选D。 【变式6-3】下列实验操作可以达到实验目的的是 选项 实验目的 实验操作 A 验证苯与液溴的反应为取代反应 将苯、液溴、铁粉混合物反应产生的气体通入到，溶液中 B 分离提纯鸡蛋清中的蛋白质 向鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液，充分振荡后过滤，将不溶物加入蒸馏水中 C 验证氯丁烷中含有元素 将氯丁烷与溶液混合共热，冷却后，用稀硝酸酸化，加入溶液 D 检验蔗糖水解液的还原性 向蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，水浴后取少量溶液，加入几滴新制银氨溶液，加热 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．产生的气体为混合物，其中会含有溴化氢与溴蒸气，Br2与水反应生成Br-，同样会与产生黄色沉淀，A错误； B．重金属盐能使蛋白质发生变性，醋酸铅是重金属盐，能使蛋白质发生变性，应该用硫酸铵溶液分离提纯蛋白质，B错误； C．将氯丁烷与NaOH溶液共热，发生水解反应，冷却后，取出上层水溶液，用稀HNO3酸化，加入AgNO3溶液，产生白色沉淀可检验氯离子，C正确； D．蔗糖水解生成葡萄糖，此时溶液为酸性，葡萄糖与新制氢氧化铜的反应需在碱性条件下进行，D错误； 故选C。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$