内容正文:
课时素养达标
基础巩固练
选择题只有1个选项符合题意
1.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.从官能团角度分类属于“醇”
B.和互为同分异构体
C.1个丙炔分子中含有6个σ键和2个π键
D.在核磁共振氢谱中有3组吸收峰
答案 C
解析 A.根据结构简式可知,该物质属于“酚”,A错误;B.甲烷为正四面体结构,则两种物质为同一物质,B错误;C.1个碳碳三键中含有2个π键和1个σ键,故1个HC≡C—CH3中有6个σ键和2个π键,C正确;D.该结构为对称结构,根据结构简式可知,有4种等效氢原子,在核磁共振氢谱中有4组吸收峰,D错误;故选C。
2.某有机化合物3.2 g在氧气中充分燃烧只生成CO2和H2O,将生成物依次通入盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有碱石灰的干燥管,实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6 g,盛有碱石灰的干燥管增重4.4 g。则下列判断正确的是( )
A.该有机物只含碳、氢两种元素
B.该有机化合物中碳原子数和氢原子数之比是1∶2
C.该有机物的分子式一定为CH4O
D.根据题目条件可求出该有机物的实验式,无法求出该有机物的分子式
答案 C
解析 有机化合物3.2 g在氧气中充分燃烧只生成CO2和H2O,将生成物依次通入盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有碱石灰的干燥管,实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6 g,故,n(H2O)==0.2 mol,盛有碱石灰的干燥管增重4.4 g,故二氧化碳的物质的量为n(CO2)==0.1 mol。有机化合物中O元素的质量为:3.2-0.2×2-0.1×12=1.6g,n(O)==0.1 mol,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1∶0.4∶0.1=1∶4∶1,该有机物的实验式为CH4O。A.根据分析可知该有机物含有C、H、O三种元素,故A错误;B.根据分析可知该有机化合物中碳原子数和氢原子数之比是1∶4,故B错误;C.该物质氢元素已经达到饱和,可以确定该有机物的分子式一定为CH4O,故C正确;D.根据题目条件可求出该有机物的实验式,该有机物氢原子已经饱和可以确定有机物的分子式,故D错误; 故答案为C。
3.黄曲霉毒素M1为已知的致癌物,具有很强的致癌性。黄曲霉毒素M1的结构简式如图所示,下列关于该分子含有的官能团的说法正确的是( )
A.含有碳碳双键、羟基、酮羰基、酯基、醚键
B.含有苯环、羟基、酮羰基、羧基、醚键
C.含有羟基、酮羰基、羧基、酯基、醚键
D.含有碳碳双键、苯环、羟基、酮羰基、醚键
答案 A
解析 由黄曲霉毒素M1的结构简式可知,该有机物分子中含有的官能团有碳碳双键、羟基、酮羰基、酯基、醚键。
4.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
分离溶于水中的碘
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 A、乙醇与水互溶,不能萃取水中的碘,A错误;B、乙醇和乙酸乙酯互溶,不能直接分液,B错误;C、氯化钠的溶解度受温度影响小,C错误;D、丁醇与乙醇的沸点相差较大。蒸馏即可实现分离,D正确。答案选D。
5.有机物M由C、H、O三种元素组成,可作为溶剂从中草药中提取青蒿素。有关M的结构信息如下:
ⅰ.M的红外光谱显示有C—H、C—O的吸收峰,无O—H的吸收峰。
ⅱ.M的核磁共振氢谱(图1,两组峰面积之比为2∶3)、质谱(图2)如下所示。
下列分析不正确的是( )
A.M不属于醇类物质
B.M的分子中含羧基和醛基
C.M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3
D.M的相对分子质量为74
答案 B
解析 由图2可知有机物M的相对分子质量为74;M的红外光谱显示有C—H、C—O的吸收峰,无O—H的吸收峰,则M为醚类,饱和一元醚的结构通式为CnH2n+2O,则12n+2n+2+16=74,n=4,则分子式为C4H10O;又M的核磁共振氢谱(图1,两组峰面积之比为2∶3),则M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。A.根据分析,M为醚类,M不属于醇类物质,A正确;B.M的分子中含醚键,B错误;C.M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3,C正确;D.M的相对分子质量为74,D正确;故选B。
6.按要求回答下列问题:
(1)的系统命名为 。
(2)的名称是 。
(3)3—甲基—2—戊烯的结构简式为 。
(4)的分子式为 ,名称为 。
(5)松油醇()含有的官能团的名称为 。
答案 (1)2,3 -二甲基丁烷
(2)2,4-二甲基-4-乙基庚烷
(3)
(4)C4H8O 2-甲基烯丙醇
(5)碳碳双键、羟基
7.采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。
Ⅰ.某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,该物的核磁共振氢谱如图:
(1)X的结构简式为 ;该烯烃是否存在顺反异构 (填是或否)。
(2)写出X与溴水反应方程式 。
(3)有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢,则Y结构简式为: 。
Ⅱ.有机物A常用于食品行业。已知9.0 g A在足量O2中充分燃烧,将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4 g和13.2 g,经检验剩余气体为O2。
(1)A分子的质谱图如图所示,从图中可知其相对分子质量是 ,则A的分子式是 。
(2)A能与NaHCO3溶液发生反应,且A分子的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比是1∶1∶1∶3,则A的结构简式是 。
(3)写出A与足量Na反应的方程式 。
答案 Ⅰ(1)CH2CH—CH2—CH3 否
(2)CH2CH—CH2—CH3+Br2―→CH2Br—CHBr—CH2CH3
Ⅱ(1)90 (2)C3H6O3 (3)HO—CH(CH3)—COOH
HO—CH(CH3)—COOH+2Na―→NaO—CH(CH3)—COONa+H2↑
解析 (1)某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,则烯烃X的相对分子质量为56,56÷12=4……8,可知X的分子式为C4H8,其核磁共振氢谱有4个吸收峰,且峰面积比为:1∶2∶2∶3,可知X的结构简式为CH2CH—CH2—CH3,因为双键在边碳原子上,一个碳上连有两个氢原子,所以该烃不存在顺反异构,故答案:CH2CH—CH2—CH3;否。(2)根据上述分析可知X的结构简式为CH2CH—CH2—CH3,含有碳碳双键能和溴水发生加成反应,其反应方程式为:CH2CH-CH2—CH3+Br2―→CH2Br—CHBr—CH2CH3,故答案:CH2CH—CH2—CH3+Br2―→CH2Br—CHBr—CH2CH3。(3) 根据上述分析可知X的结构简式为CH2CH—CH2—CH3,有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢, 则Y结构简式为:,故答案:。 Ⅱ.(1)有机物质谱图中,最右边的质荷比表示该有机物的相对分子质量,根据有机物质谱图可知该有机物的相对分子质量为90。根据浓H2SO4吸水,所以生成的水的质量是5.4 g,即0.3 mol;碱石灰吸收CO2,则CO2的质量是13.2 g,即0.3 mol,所以9.0 g A中氧原子的物质的量==0.3 mol,所以该有机物的实验式为CH2O。又因其相对分于质量为90,所以A的分子式为C3H6O3,故答案:90;C3H6O3。(2)A能与NaHCO3溶液发生反应,说明含有羧基;A分子的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比是1∶1∶1∶3,则A的结构简式是HO—CH(CH3)—COOH,故答案:HO—CH(CH3)—COOH。(3)根据上述分析可知A的结构简式是HO—CH(CH3)—COOH,则A与足量Na反应的方程式为:HO—CH(CH3)—COOH+2Na―→NaO—CH(CH3)—COONa+H2↑,故答案:HO—CH(CH3)—COOH+2Na―→NaO—CH(CH3)—COONa+H2↑。
考能提升练
选择题有1个或2个选项符合题意
8.(2025·青岛期末)下列有机物命名正确的是( )
A.异丁酸甲酯
B.2-甲基-1,3-丁二烯
C.4,5-二甲基-3-戊醇
D.邻二甲苯
答案 AB
解析 A中物质是酯类化合物,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,A正确;B中物质为二烯烃,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2-甲基-1,3-丁二烯,B正确;C中物质为醇,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-3-己醇,C错误;D中物质是环烷烃,名称为邻二甲基环己烷,D错误。
9.麻黄素有平喘作用,我国药物学家从中药麻黄中提取麻黄素作为平喘药。某实验兴趣小组用李比希法、现代仪器等测定麻黄素的分子式,测得含C、H、O、N四种元素中的若干种,其中含氮8.48%;同时将5.0 g麻黄素完全燃烧可得13.335 g CO2,4.09 g H2O,据此,判断麻黄素的分子式为( )
A.C2H3NO B.C10H15N2
C.C10H15NO D.C15H15N2O
答案 C
解析 5.0 g麻黄素其中含氮8.48%,含N质量5.0 g×8.48%=0.424 g,含N的物质的量为=0.03 mol;完全燃烧可得13.335 g CO2,物质的量为=0.30 mol,C为0.30 mol、C质量为0.30 mol ×12 g/mol=3.6 g;4.09 g H2O的物质的量为=0.227 mol,其中H为0.45 mol、H质量为0.45 g;则含有氧元素质量为5.0 g-3.6 g-0.45 g-0.424 g=0.526 g,为0.03 mol,则C、H、N、O原子数目比为0.3∶0.45∶0.03∶0.03=10∶15∶1∶1,对照4个答案可知,分子式为C10H15NO;故选C。
10.(2025·河南联考)某食品添加剂A的相对分子质量为90,通过下列实验探究其组成和结构。
实验1:称取9.0 g A,完全燃烧生成13.2 g CO2和5.4 g H2O。
实验2:将A加入Na2CO3溶液中有CO2气体产生。
实验3:将9.0 g A与足量金属Na反应生成标准状况下H2的体积为2.24 L。
下列说法错误的是( )
A.通过实验1可确定A的分子式为C3H8O3
B.实验2说明A分子中含有羧基
C.实验3说明A分子中含有羟基
D.根据以上实验可确定有机物A的结构
答案 AD
解析 A.9.0 g A的物质的量为0.1 mol,燃烧生成13.2 g CO2即0.3 mol,5.4 g H2O即0.3 mol,则1 mol A中含3 mol C和6 mol H,其余为O,含O原子个数为=3,则A的分子式为C3H6O3,故A错误;B.实验2中A加入Na2CO3溶液中有CO2气体产生,说明A中含有羧基,故B正确;C.实验3中0.1 mol A能与金属钠反应生成0.1 mol氢气,可知A中含有2个与金属钠反应的结构,其中一个为羧基,则A含有1个醇羟基结构,故C正确;D.由以上实验能确定A的分子式,及所含官能团类型,但不能确定其结构,故D错误。
11.实验室测定青蒿素(只含C、H、O元素)中氧元素质量分数的实验装置如图所示,下列实验操作或叙述正确的是( )
A.D装置的目的仅是氧化青蒿素分解的氢气,使之完全转化为水
B.E、F中分别加入的是碱石灰和P2O5
C.确定氧元素的质量分数,需要的数据是实验前后装置C、E、F的质量变化
D.该实验的不足之处仅仅是F之后没有接盛有碱石灰的干燥管
答案 C
解析 D装置的目的除了氧化青蒿素分解的氢气,还氧化青蒿素不完全燃烧产生的一氧化碳,故A错误;碱石灰能吸收水和二氧化碳,E中应加入P2O5先吸收水,故B错误;用C装置中青蒿素的总质量,减去E装置中吸收的氢元素的质量,再减去F装置中吸收的碳元素的质量,则为青蒿素中氧元素的质量,进一步计算氧元素的质量分数,故C正确;该实验的不足之处还有通入的空气中也含有二氧化碳和水,未进行净化处理,故D错误。
12.乙酸丁酯是重要的化工原料,具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯(CH3COOCH2CH2CH2CH3)的反应装置示意图和有关信息如下:
乙酸
正丁醇
乙酸丁酯
熔点/℃
16.6
-89.5
-73.5
沸点/℃
117.9
117
126.0
密度/(g·cm-3)
1.1
0.80
0.88
(1)乙酸丁酯粗产品的制备
在干燥的50 mL圆底烧瓶中,装入沸石,加入12.0 mL正丁醇和16.0 mL冰醋酸(过量),再加3~4滴浓硫酸。然后再安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、冷凝管,然后小火加热。
写出制备乙酸丁酯的化学方程式: 。装置中冷水应从 (填“a”或“b”)口通入;通过分水器不断分离除去反应生成的水的目的是 。
(2)①乙酸丁酯的精制:将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制:a.水洗、b.蒸馏、c.用无水MgSO4干燥、d.用10%碳酸钠溶液洗涤。正确的操作步骤是 (填标号)。
A.abcd B.cadb
C.dacb D.cdab
②在乙酸丁酯的精制中,用10%碳酸钠溶液洗涤的主要目的是 。
③在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填标号)。
a.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从上口倒出
(3)计算产率 测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成水的体积为1.8 mL,假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失,且忽略副反应,乙酸丁酯的产率为 。
答案 (1)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O;b;使平衡正向移动,提高乙酸丁酯的产率
(2)①C ②除去产品中含有的乙酸、硫酸等杂质,降低乙酸丁酯在水中的溶解度 ③d
(3)77.1%
解析 (1)正丁醇和冰醋酸(过量)发生酯化反应生成乙酸丁酯和水,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O;为使整个冷凝管中充满水,水应该从b口通入;正丁醇和冰醋酸(过量)反应生成乙酸丁酯和水的酯化反应为可逆反应,水的沸点(100℃)低于乙酸丁酯的沸点(126.0℃),反应时先将生成的水汽化分离,可以促使平衡正向移动,提高乙酸丁酯的产率。(2)①由于正丁醇、乙酸、乙酸丁酯能够互溶,所制取的乙酸丁酯中含有正丁醇、乙酸和催化剂硫酸,第一步采用10%碳酸钠溶液洗涤除去乙酸和硫酸等杂质,第二步用水洗除去碳酸钠溶液,第三步用无水硫酸镁干燥除去水,第四步蒸馏,制得较纯净的乙酸丁酯。②10%碳酸钠溶液可除去乙酸、硫酸等杂质,降低乙酸丁酯在水中的溶解度,便于分层得到酯。③由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层。分液时,要先将下层的水从分液漏斗的下口放出,待下层水恰好放完时关闭分液漏斗的活塞,再将上层的乙酸丁酯从上口放出,所以正确的为d。(3)12.0 mL正丁醇的质量为12.0 mL×0.80 g·mL-1=9.6 g,则12.0 mL正丁醇理论上生成酯的物质的量n理论(乙酸丁酯)=n(正丁醇)== mol;n实际(乙酸丁酯)=n(H2O)==0.10 mol;则乙酸丁酯的产率=×100%≈77.1%。
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