第09讲 研究有机化合物的一般方法（寒假预习讲义）高二化学人教版

第09讲 研究有机化合物的一般方法 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 研究有机化合物的基本步骤 　 知识点2 有机物的分离、提纯 1．蒸馏 (1)用途：常用于分离、提纯沸点不同的__________有机物。 (2)适用条件。 ①有机物热稳定性________。 ②有机物与杂质的沸点相差______。 2．萃取 (1)萃取类型和原理 ①液—液萃取 待分离组分在两种________的溶剂中的______不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 ②固—液萃取 用________从固体物质中溶解出待分离组分的过程。 (2)萃取剂选择的条件 ①萃取剂与原溶剂________。 ②溶质在萃取剂中的溶解度____。 ③萃取剂与溶液中的成分________反应。 (3)装置 3．重结晶 (1)用途：提纯____有机物。 (2)溶剂的选择： ①杂质在所选溶剂中溶解度__________，易于除去。 ②被提纯有机物在所选溶剂中的溶解度受____的影响较大；在热溶液中的溶解度____，冷溶液中的溶解度____，冷却后易于结晶析出。 (3)装置与操作： 【方法技巧】 有机物的分离与提纯 1．分离、提纯的原则 (1)不增：不增加新的杂质。 (2)不减：不减少被提纯的物质。 (3)易分离：被提纯物质与杂质易分离。 (4)易复原：被提纯物质转变成其他物质后，易恢复到原来的状态。 2．分离与提纯的区别 (1)分离 指通过物理或化学方法将混合物各组分分开，其目的是得到混合物中的每一种纯净物质。 (2)提纯 将被提纯物质中的杂质除去，其目的是净化主体物质，不考虑提纯后杂质的化学成分和物理状态的改变。 3．萃取与分液的区别与联系 (1)分液和萃取是两个不同的概念，分液可以单独进行，但萃取之后一般要进行分液。 (2)分液是将两种互不相溶的液体组成的混合物进行分离的操作。 4．常见有机物的分离提纯方法(括号内为杂质) 混合物 试剂 分离提纯的方法 主要仪器 乙酸乙酯(乙酸) 饱和Na2CO3溶液 分液 分液漏斗、烧杯 溴苯(溴) NaOH溶液 苯(乙苯) 酸性KMnO4、NaOH溶液 乙醇(水) CaO 蒸馏 蒸馏烧瓶、冷凝管 肥皂(甘油) NaCl 盐析 漏斗、烧杯 淀粉(纯碱) H2O 渗析 半透膜、烧杯 甲烷(乙烯) 溴水 洗气 洗气瓶 知识点3 确定实验式、确定分子式 1．元素分析 (1)定性分析：用化学方法测定有机物分子的元素组成。如燃烧后，C生成______、H生成______。 (2)定量分析：将一定量的有机化合物燃烧转化为简单无机化合物，并定量测定各产物的质量，从而推算出各组成元素原子的________，然后计算出该有机物分子内各元素原子的__________，即确定其实验式。 2．相对分子质量的测定——质谱法 (1)原理：用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子、碎片离子各自具有不同的________，它们在磁场的作用下到达检测器的时间因质量不同而先后有别，其结果被记录为质谱图。 (2)质荷比：指分子离子、碎片离子的________与其电荷的比值。 由下图可知，质荷比最大的数据是CH3CH2OH(46)，这就表示样品分子的相对分子质量为46。 知识点4 确定分子结构 1．红外光谱： (1)原理：不同的化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图中处于不同的位置。 (2)作用：初步判断某有机物中含有何种________或________。如下图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物的结构简式为________________。 2．核磁共振氢谱： (1)作用：测定有机物分子中氢原子的__________。 (2)原理：处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的______不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与________成正比。 (3)分析：吸收峰数目＝__________，吸收峰面积比＝____________。 3．X射线衍射 (1)原理：X射线和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。经过计算可从中获得分子结构的有关数据，包括________、________等分子结构信息。 (2)作用：X射线衍射技术用于有机化合物________结构的测定，可以获得直接而详尽的结构信息。 【方法导引】 有机物分子式、结构式的确定方法 1．基本思路 2．有机物实验式(最简式)的确定方法： (1)确定有机物中碳、氢元素的质量分数。 (2)分析有机物中是否含有氧元素以及其他元素。 (3)求出各元素原子的个数比，再测出有机物的相对分子质量，即达到确定其分子式的目的。 (4)实验式(最简式)和分子式的区别：实验式是表示化合物分子所含元素的原子数目最简整数比的式子。分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。 3．相对分子质量的测定 质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。 乙醇的质谱图如下： (1)相对丰度：以图中最强的离子峰(基峰)高为100%，其他峰的峰高则用相对于基峰的百分数表示。 (2)质荷比：分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值。 (3)质谱图最右边的分子离子峰表示的就是乙醇的相对分子质量。 4．确定分子式的方法： (1)直接法：有机物的密度(或相对密度)→摩尔质量→1 mol有机物中各原子的物质的量→分子式。 (2)最简式法：各元素的质量分数→最简式分子式。 (3)余数法：用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。 其中商数A为烃中的碳原子数，此法适用于具有特定通式的烃(如烷烃、烯烃、炔烃、苯和苯的同系物等)。 (4)化学方程式法：利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。 在有机化学中，常利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CxHy＋x＋O2xCO2＋H2O CxHyOz＋x＋－O2xCO2＋H2O 5．有机物结构式的确定 (1)根据价键规律确定 有些有机物根据价键规律只存在一种结构，根据分子式直接确定其结构式。 例如：分子式C2H6结构简式CH3—CH3。 实验式：CH4O分子式CH4O结构简式CH3OH。 (2)根据性质和定量实验确定 特征反应―→确定官能团官能团的数目和位置―→确定结构简式。 例如：测得1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体，则可说明该醇分子中含2个—OH。 (3)根据物理实验方法确定 ①质谱图―→确定相对分子质量。 ②红外光谱―→确定有机物中的化学键和官能团信息。 ③核磁共振氢谱―→确定有机物中氢原子的类型及数目。 综合根据以上信息确定有机物的结构。 教材习题02（P21） 3g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4g CO2和1.8g H2O。下列说法不正确的是 A．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素 B．该有机化合物中一定含有氧元素 C．该有机化合物的分子式可能是C2H4O2 D．该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2 解题方法 根据已知条件，该有机物完全燃烧生成4.4g CO2，根据质量守恒定律，该有机物中含有×12g/mol=1.2g碳，同理该有机物中含有×1g/mol×2=0.2g氢，在有机物质量中该有机物中C、H两种元素质量和（1.2g+0.2g=1.4g）并不等于有机物总质量（3.0g），说明该有机物中还含有氧原子。 【答案】 教材习题04（P21） 具有下列结构的化合物，其核磁共振氢谱中有两组峰的是 A． B． C． D． 解题方法 1.乙醇（CH3CH2OH）中有三种等效氢，核磁共振氢谱有三组峰； 2.只有一种等效氢，核磁共振氢谱有一组峰； 3.甲醚（）中两个甲基的氢完全等效，核磁共振氢谱只有一组峰； 4.乙二醇（HOCH2CH2OH）结构对称，有两种等效氢，核磁共振氢谱有两组峰； 【答案】 考点一 有机物的分离提纯方法 1．分离提纯是开展物质的组成、性质等研究的基础。下列有关装置及其用途错误的是 A．装置甲用于分离甲烷和氯气反应后的液态混合物 B．装置乙用于分离装有C60的“杯酚”和溶解了C70的甲苯 C．装置丙用于用CCl4提取碘水中的I2 D．装置丁用于重结晶法提纯苯甲酸 2．正确选用实验仪器是确保实验成功、获得准确结果的关键环节。下列一些实验操作对应部分仪器的选用错误的是 A．蒸馏法分离乙醇和水：③⑤⑥ B．重结晶法提纯苯甲酸：①②③ C．用苯萃取碘水中的碘单质并分液：⑦ D．用盐酸滴定溶液：④⑥ 3．某实验小组提取青蒿素的实验流程如图。青蒿素为无色针状晶体，熔点，易溶于丙酮、氯仿和乙醚，在水中几乎不溶。 下列说法不正确的是 A．粉碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高浸取率 B．操作Ⅰ加入乙醚，操作II分离出乙醚，乙醚起催化剂作用 C．操作Ⅱ中提取液经过蒸馏后可得青蒿素粗品 D．操作Ⅲ中提高固体青蒿素的纯度一般采用重结晶法 4．有机物苯甲酸（）是蜜饯中常用的食品防腐剂之一。某实验小组设计粗苯甲酸（含有少量和泥沙）的提纯方案如下。已知苯甲酸溶解度随着温度的升高而增大，且变化较大。下列说法错误的是 A．操作Ⅰ中依据苯甲酸的溶解度估算加水量 B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和 C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹 D．操作Ⅳ冷水洗涤目的是减少苯甲酸的溶解损失 考点二 有机物分子式、结构式的确定 5．某同学利用如图所示的实验装置(加热及夹持装置略)测定有机物M的分子式。 已知：装置B中样品M的质量为1.85g，实验测得装置C增重2.25g，装置D增重4.40g。 下列说法错误的是 A．不能确定M的分子式 B．CuO的作用是使CO转化为 C．M中含有氧元素 D．装置C可用盛有的U形管代替 6．将有机物完全燃烧可生成和(标准状况下)。的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。 下列关于有机物的叙述错误的是 A．该有机物的实验式为 B．由以上信息可以推测X分子可能为含有酯基的芳香族化合物 C．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子 D．属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 7．利用李比希法(装置如图1所示)测定有机化合物M的组成，取4.4gM与足量氧气充分燃烧，实验结束后，高氯酸镁的质量增加3.6g，碱石棉的质量增加8.8g。再使用现代分析仪器对M的分子结构进行测定，相关结果如图2、图3所示。下列说法错误的是 A．M的最简式为 B．由图2可知，M的相对分子质量为88 C．由图2、图3可推测M可能为酯类 D．若核磁共振氢谱三组峰的面积比为，可确定M结构简式为 8．某有机化合物是汽车防冻液的成分之一，经元素分析测定，该有机物中各元素的质量分数是：碳38.7%、氢9.7%、氧51.6%，用相对密度法测得该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍，且该有机物的红外光谱中有羟基O-H和烃基C-H的吸收峰。下列说法正确的是 A．该有机物的实验式为CH2O B．该有机物的相对分子质量是62g/mol C．该有机物与乙醇互为同系物 D．该有机物的结构简式可能为HOCH2CH2OH 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．了解研究有机物应采取的步骤和方法。 2．初步学会分离、提纯有机物的常用方法。 3．掌握蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能。 4．知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机物的组成和结构。 【学习重难点】 1．确定有机物组成和结构 2．蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能 1．有机化合物的种类繁多﹑数量庞大，可利用不同的实验方法研究有机物的结构、特点。下列说法错误的是 A．《本草纲目》中多次提到“烧酒”，用高粱酿酒中的“馏酒”是指蒸馏操作 B．实验室欲提纯含有少量杂质(NaCl和泥沙)的苯甲酸可采用重结晶法 C．屠呦呦根据“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，使用乙醚从青蒿叶中提取青蒿素的方法为萃取 D．完全燃烧1.00 g脂肪烃，生成3.08 g CO2和 1.44 g H2O，则该脂肪烃的分子式为C5H12 2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成和的物质的量之比为，则下列说法中正确的是 A．分子中C、H、O原子个数之比为 B．分子中C、H原子个数之比为 C．该有机物中一定含有氧元素 D．该有机物的最简式为 3．关于有机物检测，下列说法正确的是 A．李比希法可以确定某些有机物分子的实验式 B．用核磁共振氢谱不可鉴别和 C．用红外光谱可确定有机物的元素组成 D．质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，可推断其分子式为 4．甲是一种烃的含氧衍生物。已知甲物质中碳元素的质量分数为45.3%，氢元素的质量分数为9.43%，那么甲的实验式是 A． B． C． D． 5．下列有关有机物的结构或性质的说法正确的是 A．可用元素定量分析仪确定有机物的实验式 B．721分光光度计能产生X射线，可用于晶体结构的测定 C．质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，可推断其分子式为 D．乙酸和甲酸甲酯的核磁共振氢谱信号的化学位移和峰面积比完全相同 6．将有机物完全燃烧，生成CO2和H2O。将12g该有机物的完全燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸增重14.4g，再通过碱石灰，碱石灰增重26.4g。则该有机物的分子式为 A．C4H10 B．C2H6O C．C3H8O D．C2H4O2 7．烃的含氧衍生物X在足量的中燃烧，将燃烧的产物依次通过下图中的甲、乙、丙装置中，反应结束后，测得装置甲增重7.2g，装置乙中无水硫酸铜不变色，装置丙增重13.2g。下列说法正确的是 A．装置乙中的固体质量增大 B．X的实验式一定为 C．X可能是 D．结合质谱图可确定X的分子式 8．某有机物A质谱图、核磁共振氢谱图如图，则A的结构简式可能为 A． B． C． D． 9．某有机化合物的谱图如下，推测其结构简式为 A． B． C． D． 10．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．色谱可以用于有机物分离、提纯 B．红外光谱可推测有机物中官能团类别 C．光谱仪可以捕获电子跃迁时产生的发射光谱或吸收光谱 D．质谱法测得某有机物相对分子质量为78，其分子式一定为 11．在一定条件下，某化合物X受热分解：，测得反应后生成的混合气体对的相对密度为11.43，在相同条件下，X的相对分子质量是 A．11.43 B．22.86 C．80.01 D．160.02 12．下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是 A．重结晶法提纯苯甲酸：①②③ B．蒸馏法分离和：④⑤⑥ C．浓硫酸催化乙醇制备乙烯：③⑤ D．用盐酸滴定溶液：④⑥ 13．用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：将甲苯和溶液在100℃反应一段时间后停止反应，过滤，将含有苯甲酸钾()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 14．20世纪70年代初，我国屠呦呦等科学家使用乙醚从中药中提取并用柱色谱分离得到抗疟有效成分青蒿素，下列相关说法正确的是 A．青蒿素属于有机物 B．用红外光谱法可测定青蒿素的相对分子质量 C．用乙醚从中药中提取青蒿素不涉及过滤、萃取操作 D．可用蒸馏法提纯青蒿素 15．某粗苯甲酸样品中含有少量和泥沙，某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知：常温下，苯甲酸微溶于水，易溶于乙醇；和时苯甲酸在水中的溶解度分别为和)。下列说法不正确的是 A．“过滤1”需趁热，以减少苯甲酸的析出 B．为除去，“结晶”时应采用蒸发结晶 C．“洗涤”时，不宜用乙醇作洗涤剂 D．可通过酸碱中和滴定测定所得苯甲酸晶体的纯度 16．有机物M具有特殊香味，其完全燃烧的产物只有和。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：确定M的实验式和分子式。 (1)利用李比希法测得4.4 g有机物M完全燃烧后产生CO2 8.8 g和H2O 3.6 g。 ①M实验式为 。 ②已知M的密度是同温同压下密度的2倍，则M的分子式为 。 步骤二：确定M的结构简式。 (2)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图1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2所示。 ①M的结构简式为 。 ②M的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是 (填标号) A．质谱仪　　B．元素分析仪　　C．红外光谱仪　　D．X射线衍射仪 (3)写出M与CH3CH2COOH反应的化学方程式 。 17．元素分析 (1)定性分析——确定有机物的元素组成 用化学方法鉴定有机物的元素组成。如燃烧后，一般C生成 、H生成 、生成 。 (2)定量分析——确定有机物的实验式 ①原理：元素定量分析的原理一般是将一定量的有机化合物 ，转化为简单的无机物，并通过测定无机物的 ，推算出该有机化合物所含各元素的 ，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式。 ②方法(李比希法) [示例]  某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为，氢的质量分数为。则： a．氧的质量分数为 。 b．C、H、O的原子个数比 。 c．该未知物A的实验式为 。 18．有机化合物是人类生存和发展的基础，为生命活动提供必要的能量和物质。 (1)乙酰水杨酸是解热镇痛药阿司匹林的主要成分，它的结构简式如图。 请回答下列问题： ①乙酰水杨酸的分子式为 。 ②依据碳骨架分类，乙酰水杨酸属于 。 ③乙酰水杨酸分子中含有的官能团的名称是 。 ④已知乙酰水杨酸能与乙醇在一定条件下发生酯化反应，请写出化学反应方程式： 。 (2)提取维生素C常用萃取的方法，有机物A是常用的有机萃取剂，也可以在手术时作麻醉剂，为了测定某有机物A的结构，做如下实验： ①将7.4g有机化合物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成和，则该有机化合物的实验式是 。 ②用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示质谱图，则其相对分子质量为 ，该物质的分子式是 。 ③根据图甲和图乙(两组峰的面积之比为)，则A的结构简式为 。 ④有机物B是A的同分异构体，分子中含有一个羟基，核磁共振氢谱中含有两组峰，峰面积之比为，则有机物B的结构简式 。 A．   B．   C． 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第09讲 研究有机化合物的一般方法 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 研究有机化合物的基本步骤 　【答案】实验式　分子式　结构式　蒸馏　核磁共振氢谱 知识点2 有机物的分离、提纯 1．蒸馏 (1)用途：常用于分离、提纯沸点不同的__________有机物。 (2)适用条件。 ①有机物热稳定性________。 ②有机物与杂质的沸点相差______。 2．萃取 (1)萃取类型和原理 ①液—液萃取 待分离组分在两种________的溶剂中的______不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 ②固—液萃取 用________从固体物质中溶解出待分离组分的过程。 (2)萃取剂选择的条件 ①萃取剂与原溶剂________。 ②溶质在萃取剂中的溶解度____。 ③萃取剂与溶液中的成分________反应。 (3)装置 3．重结晶 (1)用途：提纯____有机物。 (2)溶剂的选择： ①杂质在所选溶剂中溶解度__________，易于除去。 ②被提纯有机物在所选溶剂中的溶解度受____的影响较大；在热溶液中的溶解度____，冷溶液中的溶解度____，冷却后易于结晶析出。 (3)装置与操作： 【答案】1．(1)液态　(2)较高　较大 2．(1)互不相溶　溶解性　溶剂　(2)互不相溶　大　不发生　(3)分液漏斗　烧杯 3．(1)固体　(2)很小或很大　温度　较大　较小　(3)溶解　过滤　结晶 【方法技巧】 有机物的分离与提纯 1．分离、提纯的原则 (1)不增：不增加新的杂质。 (2)不减：不减少被提纯的物质。 (3)易分离：被提纯物质与杂质易分离。 (4)易复原：被提纯物质转变成其他物质后，易恢复到原来的状态。 2．分离与提纯的区别 (1)分离 指通过物理或化学方法将混合物各组分分开，其目的是得到混合物中的每一种纯净物质。 (2)提纯 将被提纯物质中的杂质除去，其目的是净化主体物质，不考虑提纯后杂质的化学成分和物理状态的改变。 3．萃取与分液的区别与联系 (1)分液和萃取是两个不同的概念，分液可以单独进行，但萃取之后一般要进行分液。 (2)分液是将两种互不相溶的液体组成的混合物进行分离的操作。 4．常见有机物的分离提纯方法(括号内为杂质) 混合物 试剂 分离提纯的方法 主要仪器 乙酸乙酯(乙酸) 饱和Na2CO3溶液 分液 分液漏斗、烧杯 溴苯(溴) NaOH溶液 苯(乙苯) 酸性KMnO4、NaOH溶液 乙醇(水) CaO 蒸馏 蒸馏烧瓶、冷凝管 肥皂(甘油) NaCl 盐析 漏斗、烧杯 淀粉(纯碱) H2O 渗析 半透膜、烧杯 甲烷(乙烯) 溴水 洗气 洗气瓶 知识点3 确定实验式、确定分子式 1．元素分析 (1)定性分析：用化学方法测定有机物分子的元素组成。如燃烧后，C生成______、H生成______。 (2)定量分析：将一定量的有机化合物燃烧转化为简单无机化合物，并定量测定各产物的质量，从而推算出各组成元素原子的________，然后计算出该有机物分子内各元素原子的__________，即确定其实验式。 2．相对分子质量的测定——质谱法 (1)原理：用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子、碎片离子各自具有不同的________，它们在磁场的作用下到达检测器的时间因质量不同而先后有别，其结果被记录为质谱图。 (2)质荷比：指分子离子、碎片离子的________与其电荷的比值。 由下图可知，质荷比最大的数据是CH3CH2OH(46)，这就表示样品分子的相对分子质量为46。 【答案】1．(1)CO2　H2O　(2)质量分数　最简整数比 2．(1)相对质量　(2)相对质量 知识点4 确定分子结构 1．红外光谱： (1)原理：不同的化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图中处于不同的位置。 (2)作用：初步判断某有机物中含有何种________或________。如下图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物的结构简式为________________。 2．核磁共振氢谱： (1)作用：测定有机物分子中氢原子的__________。 (2)原理：处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的______不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与________成正比。 (3)分析：吸收峰数目＝__________，吸收峰面积比＝____________。 3．X射线衍射 (1)原理：X射线和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。经过计算可从中获得分子结构的有关数据，包括________、________等分子结构信息。 (2)作用：X射线衍射技术用于有机化合物________结构的测定，可以获得直接而详尽的结构信息。 【答案】1．(2)化学键　官能团　CH3COOCH2CH3 2．(1)种类和数目　(2)位置　氢原子数　(3)氢原子种类　氢原子数目比 3．(1)键长　键角　(2)晶体 【方法导引】 有机物分子式、结构式的确定方法 1．基本思路 2．有机物实验式(最简式)的确定方法： (1)确定有机物中碳、氢元素的质量分数。 (2)分析有机物中是否含有氧元素以及其他元素。 (3)求出各元素原子的个数比，再测出有机物的相对分子质量，即达到确定其分子式的目的。 (4)实验式(最简式)和分子式的区别：实验式是表示化合物分子所含元素的原子数目最简整数比的式子。分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。 3．相对分子质量的测定 质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。 乙醇的质谱图如下： (1)相对丰度：以图中最强的离子峰(基峰)高为100%，其他峰的峰高则用相对于基峰的百分数表示。 (2)质荷比：分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值。 (3)质谱图最右边的分子离子峰表示的就是乙醇的相对分子质量。 4．确定分子式的方法： (1)直接法：有机物的密度(或相对密度)→摩尔质量→1 mol有机物中各原子的物质的量→分子式。 (2)最简式法：各元素的质量分数→最简式分子式。 (3)余数法：用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。 其中商数A为烃中的碳原子数，此法适用于具有特定通式的烃(如烷烃、烯烃、炔烃、苯和苯的同系物等)。 (4)化学方程式法：利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。 在有机化学中，常利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CxHy＋x＋O2xCO2＋H2O CxHyOz＋x＋－O2xCO2＋H2O 5．有机物结构式的确定 (1)根据价键规律确定 有些有机物根据价键规律只存在一种结构，根据分子式直接确定其结构式。 例如：分子式C2H6结构简式CH3—CH3。 实验式：CH4O分子式CH4O结构简式CH3OH。 (2)根据性质和定量实验确定 特征反应―→确定官能团官能团的数目和位置―→确定结构简式。 例如：测得1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体，则可说明该醇分子中含2个—OH。 (3)根据物理实验方法确定 ①质谱图―→确定相对分子质量。 ②红外光谱―→确定有机物中的化学键和官能团信息。 ③核磁共振氢谱―→确定有机物中氢原子的类型及数目。 综合根据以上信息确定有机物的结构。 教材习题02（P21） 3g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4g CO2和1.8g H2O。下列说法不正确的是 A．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素 B．该有机化合物中一定含有氧元素 C．该有机化合物的分子式可能是C2H4O2 D．该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2 解题方法 根据已知条件，该有机物完全燃烧生成4.4g CO2，根据质量守恒定律，该有机物中含有×12g/mol=1.2g碳，同理该有机物中含有×1g/mol×2=0.2g氢，在有机物质量中该有机物中C、H两种元素质量和（1.2g+0.2g=1.4g）并不等于有机物总质量（3.0g），说明该有机物中还含有氧原子。 【答案】A 教材习题04（P21） 具有下列结构的化合物，其核磁共振氢谱中有两组峰的是 A． B． C． D． 解题方法 1.乙醇（CH3CH2OH）中有三种等效氢，核磁共振氢谱有三组峰； 2.只有一种等效氢，核磁共振氢谱有一组峰； 3.甲醚（）中两个甲基的氢完全等效，核磁共振氢谱只有一组峰； 4.乙二醇（HOCH2CH2OH）结构对称，有两种等效氢，核磁共振氢谱有两组峰； 【答案】D 考点一 有机物的分离提纯方法 1．分离提纯是开展物质的组成、性质等研究的基础。下列有关装置及其用途错误的是 A．装置甲用于分离甲烷和氯气反应后的液态混合物 B．装置乙用于分离装有C60的“杯酚”和溶解了C70的甲苯 C．装置丙用于用CCl4提取碘水中的I2 D．装置丁用于重结晶法提纯苯甲酸 【答案】D 【解析】A．甲烷和氯气反应后的液态混合物中各组分沸点不同，可以用蒸馏的方法分离，A正确； B．装有C60的“杯酚”不溶于溶解了C70的甲苯，可用过滤法分离，则可利用装置乙进行分离，B正确； C．碘单质易溶于四氯化碳，且四氯化碳与水不互溶，可以通过萃取分液，用CCl4提取碘水中的I2，C正确； D．提纯苯甲酸时，采用重结晶法，具体操作为：加热溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤，而装置丁是蒸发结晶装置，D错误； 故选D。 2．正确选用实验仪器是确保实验成功、获得准确结果的关键环节。下列一些实验操作对应部分仪器的选用错误的是 A．蒸馏法分离乙醇和水：③⑤⑥ B．重结晶法提纯苯甲酸：①②③ C．用苯萃取碘水中的碘单质并分液：⑦ D．用盐酸滴定溶液：④⑥ 【答案】B 【解析】A．乙醇和水为沸点相差较大的互溶液体，可采用蒸馏法分离，需使用温度计测量蒸汽温度、蒸馏烧瓶盛装混合溶液、锥形瓶盛装收集到的馏分，故选③⑤⑥等，A正确； B．粗苯甲酸中常混有少量氯化钠和泥沙，需要利用重结晶法提纯苯甲酸，具体操作为：加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，此时利用的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，不需使用②球形冷凝管和③温度计，B错误； C．用苯萃取碘水中的碘单质并分液，需要使用分液漏斗、玻璃棒、烧杯等，则需使用⑦，C正确； D．用盐酸滴定NaOH溶液，需要采用酸碱中和滴定法，盐酸盛放在酸式滴定管内，盐酸和NaOH溶液在锥形瓶内发生反应，故需使用④⑥，D正确； 故选B。 3．某实验小组提取青蒿素的实验流程如图。青蒿素为无色针状晶体，熔点，易溶于丙酮、氯仿和乙醚，在水中几乎不溶。 下列说法不正确的是 A．粉碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高浸取率 B．操作Ⅰ加入乙醚，操作II分离出乙醚，乙醚起催化剂作用 C．操作Ⅱ中提取液经过蒸馏后可得青蒿素粗品 D．操作Ⅲ中提高固体青蒿素的纯度一般采用重结晶法 【答案】B 【分析】青蒿干燥粉碎，可增大青蒿与乙醚的接触面积，提高浸取率，加入乙醚溶解青蒿素，过滤，提取液蒸馏分离出乙醚，得到青蒿素粗品，加入有机溶剂，进行重结晶，提高纯度； 【解析】A．根据分析，粉碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高浸取率，A正确； B．青蒿素易溶于乙醚，乙醚作溶剂溶解青蒿素，B错误； C．乙醚和青蒿素沸点不同，操作Ⅱ中提取液经过蒸馏后可得青蒿素粗品，C正确； D．根据分析，操作Ⅲ中提高固体青蒿素的纯度一般采用重结晶法，D正确； 故选B。 4．有机物苯甲酸（）是蜜饯中常用的食品防腐剂之一。某实验小组设计粗苯甲酸（含有少量和泥沙）的提纯方案如下。已知苯甲酸溶解度随着温度的升高而增大，且变化较大。下列说法错误的是 A．操作Ⅰ中依据苯甲酸的溶解度估算加水量 B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和 C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹 D．操作Ⅳ冷水洗涤目的是减少苯甲酸的溶解损失 【答案】B 【分析】苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠，加水、加热溶解，苯甲酸、NaCl溶解在水中，泥沙不溶，从而形成悬浊液；趁热过滤出泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出；将滤液冷却结晶，大部分苯甲酸结晶析出，氯化钠仍留在母液中；过滤、用冷水洗涤，便可得到纯净的苯甲酸，据此分析； 【解析】操作Ⅰ中，为减少能耗、减少苯甲酸的溶解损失，溶解所用水的量需加以控制，可依据苯甲酸的大致含量、溶解度等估算加水量，A正确； B．操作Ⅱ趁热过滤的目的，是除去泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出，NaCl含量少，通常不结晶析出，B不正确； C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶，可形成较大的苯甲酸晶体颗粒，同时可减少杂质被包裹在晶体颗粒内部，C正确； D．苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，所以操作IV可用冷水洗涤晶体，既可去除晶体表面吸附的杂质离子，又能减少溶解损失，D正确； 故选B。 考点二 有机物分子式、结构式的确定 5．某同学利用如图所示的实验装置(加热及夹持装置略)测定有机物M的分子式。 已知：装置B中样品M的质量为1.85g，实验测得装置C增重2.25g，装置D增重4.40g。 下列说法错误的是 A．不能确定M的分子式 B．CuO的作用是使CO转化为 C．M中含有氧元素 D．装置C可用盛有的U形管代替 【答案】A 【分析】装置A中浓硫酸，除去O2中的水蒸气，B中氧气与有机物M反应，C中增重为水的质量，D中增重为二氧化碳的质量，E中碱石灰是防止空气中的H2O和CO2进入装置D干扰实验结果，M中n(C)= =0.1mol，n(H)= =0.25mol，n(O)= =0.025mol，n(C): n(H): n(O)=4:10:1，M的最简式为C4H10O。 【解析】A．由分析可知，M的最简式为C4H10O，此时C原子已经是饱和的，M的分子式和最简式是一样的，为C4H10O，A错误； B．装置B中CuO的作用是使CO充分转化为，B正确； C．由分析可知，M中含有氧元素，C正确； D．装置C的作用是吸收H2O，也可以吸收H2O，装置C可用盛有的U形管代替，D正确； 故选A。 6．将有机物完全燃烧可生成和(标准状况下)。的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。 下列关于有机物的叙述错误的是 A．该有机物的实验式为 B．由以上信息可以推测X分子可能为含有酯基的芳香族化合物 C．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子 D．属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 【答案】D 【分析】 利用李比希燃烧法计算，有机物完全燃烧可生成（物质的量为0.2mol）和(标准状况下)（物质的量0.4mol），有机物X中含O，，实验式为，实验式的相对分子质量为68，根据的质谱图可知，的相对分子质量为136，，化学式为；根据红外光谱图、核磁共振氢谱图、及信息（只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基），确定X结构简式为。 【解析】A．根据上述分析可知，该有机物的实验式为，A正确； B．根据上述分析可知，结构中含有苯环、酯基，属于含有酯基的芳香族化合物，B正确； C．核磁共振氢谱图中含有4个吸收峰，则该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子，C正确； D．属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有 、 、 、 ，4种，D错误； 故选D。 7．利用李比希法(装置如图1所示)测定有机化合物M的组成，取4.4gM与足量氧气充分燃烧，实验结束后，高氯酸镁的质量增加3.6g，碱石棉的质量增加8.8g。再使用现代分析仪器对M的分子结构进行测定，相关结果如图2、图3所示。下列说法错误的是 A．M的最简式为 B．由图2可知，M的相对分子质量为88 C．由图2、图3可推测M可能为酯类 D．若核磁共振氢谱三组峰的面积比为，可确定M结构简式为 【答案】D 【解析】A．根据图2信息得到M的相对分子质量为88，取4.4gM(物质的量为0.05mol)与足量氧气充分燃烧，实验结束后，高氯酸镁的质量增加3.6g(水的物质的量为0.2mol)，碱石棉的质量增加8.8g(二氧化碳物质的量为0.2mol)，则根据质量守恒得到M中碳氢关系为C4H8，相对分子质量小于88，说明还含有氧，则分子式C4H8Ox，根据相对分子质量为88得到分子式为C4H8O2，最简式为，A正确； B．根据图2信息得到M的相对分子质量为88，B正确； C．根据图3含有碳氧双键，还含有碳氧单键和甲基，则推测M可能为酯类，C正确； D．结合图2、3可知，含有不对称的甲基，同时结合选项A分析可知，分子式为C4H8O2，有三组峰的面积比为3：3：2，推测M的结构简式为CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3、CH3COCH2OCH3，故答案为：CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3、CH3COCH2OCH3，D错误； 故选D。 8．某有机化合物是汽车防冻液的成分之一，经元素分析测定，该有机物中各元素的质量分数是：碳38.7%、氢9.7%、氧51.6%，用相对密度法测得该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍，且该有机物的红外光谱中有羟基O-H和烃基C-H的吸收峰。下列说法正确的是 A．该有机物的实验式为CH2O B．该有机物的相对分子质量是62g/mol C．该有机物与乙醇互为同系物 D．该有机物的结构简式可能为HOCH2CH2OH 【答案】D 【解析】A．，所以实验式为，A错误； B．根据可知，同温同压下相对分子质量与密度成正比，若用相对密度法测得该有机化合物的密度是同温同压下氢气密度的31倍，则该物质的相对分子质量为，B错误； C．乙醇的分子式为，该有机物的分子式为，结构不相似，不互为同系物，C错误； D．根据红外光谱中显示的化学键可知，其结构简式为，D正确； 故答案选D。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．了解研究有机物应采取的步骤和方法。 2．初步学会分离、提纯有机物的常用方法。 3．掌握蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能。 4．知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机物的组成和结构。 【学习重难点】 1．确定有机物组成和结构 2．蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能 1．有机化合物的种类繁多﹑数量庞大，可利用不同的实验方法研究有机物的结构、特点。下列说法错误的是 A．《本草纲目》中多次提到“烧酒”，用高粱酿酒中的“馏酒”是指蒸馏操作 B．实验室欲提纯含有少量杂质(NaCl和泥沙)的苯甲酸可采用重结晶法 C．屠呦呦根据“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，使用乙醚从青蒿叶中提取青蒿素的方法为萃取 D．完全燃烧1.00 g脂肪烃，生成3.08 g CO2和 1.44 g H2O，则该脂肪烃的分子式为C5H12 【答案】D 【解析】A．“馏酒”是指用蒸馏方法将乙醇蒸出，A正确； B．氯化钠溶解度受温度影响不大，苯甲酸的溶解度受温度影响大，实验室欲提纯含有少量杂质(NaCl和泥沙)的苯甲酸可采用重结晶的方法，B正确； C．用乙醚从青蒿叶中提取青蒿素的方法为萃取，C正确； D．该脂肪烃(只含碳、氢元素)中，，，则该脂肪烃分子式为，D错误； 故选D。 2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成和的物质的量之比为，则下列说法中正确的是 A．分子中C、H、O原子个数之比为 B．分子中C、H原子个数之比为 C．该有机物中一定含有氧元素 D．该有机物的最简式为 【答案】B 【解析】A．根据已知无法确认有机物是否含有O原子，根据原子守恒，生成CO2和H2O的物质的量之比为1:2，可推测该有机物中C与H的个数之比为，A错误； B．由A分析可知，该有机物分子中C、H原子个数之比为1:4，B正确； C．根据已知无法确认该有机物是否含有O元素，C错误； D．若该有机物不含O元素，则该有机物最简式为CH4，但目前无法确认该有机物是否含有O元素，D错误； 本题选B。 3．关于有机物检测，下列说法正确的是 A．李比希法可以确定某些有机物分子的实验式 B．用核磁共振氢谱不可鉴别和 C．用红外光谱可确定有机物的元素组成 D．质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，可推断其分子式为 【答案】A 【解析】A．李比希法通过燃烧有机物测定碳、氢含量，可确定实验式（最简式），A正确； B．核磁共振氢谱中，丙酸（CH3CH2COOH）有3种氢环境，乙酸甲酯（CH3COOCH3）有2种氢环境，可通过峰数目区分，B错误； C．红外光谱用于检测官能团和化学键，元素组成需通过元素分析或质谱确定，C错误； D．相对分子质量72的有机物可能为C5H12，但也可能是C4H8O、C3H4O2等，无法唯一确定分子式，D错误； 故选A。 4．甲是一种烃的含氧衍生物。已知甲物质中碳元素的质量分数为45.3%，氢元素的质量分数为9.43%，那么甲的实验式是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】计算各元素物质的量比：C为，H为，O为，三者比值为3.775:9.43:2.829，化简为4:10:3，实验式为， 故选A。 5．下列有关有机物的结构或性质的说法正确的是 A．可用元素定量分析仪确定有机物的实验式 B．721分光光度计能产生X射线，可用于晶体结构的测定 C．质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，可推断其分子式为 D．乙酸和甲酸甲酯的核磁共振氢谱信号的化学位移和峰面积比完全相同 【答案】A 【解析】A．元素定量分析仪通过测定元素质量百分比确定实验式，A正确； B．721分光光度计用于可见光吸光度测定，不能产生X射线，B错误； C．相对分子质量为72的有机物可能为C5H12，也可能是其他结构（如C4H8O等），仅凭质谱法无法确定分子式，C错误； D．乙酸和甲酸甲酯的核磁共振氢谱峰面积比相同，但羧酸氢与甲酸酯基氢的化学位移不同，D错误； 故答案选A。 6．将有机物完全燃烧，生成CO2和H2O。将12g该有机物的完全燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸增重14.4g，再通过碱石灰，碱石灰增重26.4g。则该有机物的分子式为 A．C4H10 B．C2H6O C．C3H8O D．C2H4O2 【答案】C 【解析】浓硫酸增重可知水的质量为14.4g，可计算出n(H2O)==0.8mol，n(H)=1.6mol，m(H)=1.6g；使碱石灰增重26.4g，可知二氧化碳质量为26.4g，n(C)=n(CO2)==0.6mol，m(C)=7.2g，m(C)+m(H)=8.8g，有机物的质量为12g，所以有机物中氧的质量为3.2g，n(O)==0.2mol，n(C)：n(H)：n(O)=0.6mol：1.6mol：0.2mol=3：8：1，即实验式为C3H8O，由于C3H8O中碳原子已经饱和，所以分子式也为C3H8O，故答案为：C。 7．烃的含氧衍生物X在足量的中燃烧，将燃烧的产物依次通过下图中的甲、乙、丙装置中，反应结束后，测得装置甲增重7.2g，装置乙中无水硫酸铜不变色，装置丙增重13.2g。下列说法正确的是 A．装置乙中的固体质量增大 B．X的实验式一定为 C．X可能是 D．结合质谱图可确定X的分子式 【答案】D 【分析】烃的含氧衍生物X在足量的中燃烧生成H2O和CO2，甲中浓硫酸吸收H2O，甲增重7.2g，n(H2O)= =0.4mol，丙中碱石灰吸收CO2，n(CO2)= =0.3mol，则X中n(C):n(H)=0.8:0.3=8:3，又因为X是含氧衍生物，结合定义可知X的实验式为或或等，以此解答。 【解析】A．装置乙中无水硫酸铜不变色，说明无水硫酸铜固体没有吸水，质量不变，故A错误； B．由分析可知，X的实验式为或或等，故B错误； C．X中n(C):n(H)=0.8:0.3=8:3，X不可能是，故C错误； D．由分析可知，X的实验式为或或等，结合质谱图可确定X的质量数，可以确定X的分子式，故D正确； 故选D。 8．某有机物A质谱图、核磁共振氢谱图如图，则A的结构简式可能为 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】图1中，可得出该有机物的相对分子质量为46；图2中，可得出该有机物分子中含有3种不同性质的氢原子，且面积比为3：2：1。 【解析】A．，相对分子质量为60，核磁共振氢谱的面积比为3：2：3，A不合题意； B． CH3CHO，相对分子质量为44，且只有两种氢，B不合题意； C．CH3CH2OH，相对分子质量为46，氢原子有3种，面积比为3：2：1，C符合题意； D．CH3CH2COOH，相对分子质量为74，D不合题意； 故选：C。 9．某有机化合物的谱图如下，推测其结构简式为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子，且存在O-H键，符合该条件的有B、D两个选项，由质谱图可知该有机物的相对分子质量为46，则B选项符合题意。 答案选B。 10．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．色谱可以用于有机物分离、提纯 B．红外光谱可推测有机物中官能团类别 C．光谱仪可以捕获电子跃迁时产生的发射光谱或吸收光谱 D．质谱法测得某有机物相对分子质量为78，其分子式一定为 【答案】D 【解析】A．色谱法利用不同物质在固定相和流动相中的分配差异进行分离，常用于有机物的分离和提纯，例如柱色谱和薄层色谱，A正确； B．红外光谱通过检测化学键振动吸收特定波长的红外光，形成特征吸收峰，从而推测有机物中的官能团类别（如羟基、羰基等），B正确； C．不同元素的原子发生跃迁时会释放或吸收不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，C正确； D．相对分子质量为78的有机物，其分子式可能为C6H6，也可能分子式为C3H4F2，D错误； 故选D。 11．在一定条件下，某化合物X受热分解：，测得反应后生成的混合气体对的相对密度为11.43，在相同条件下，X的相对分子质量是 A．11.43 B．22.86 C．80.01 D．160.02 【答案】C 【解析】由反应知，若有2X分解，则生成的气体A、B、C的物质的量分别为1、2、4，混合气体平均摩尔质量为氢气摩尔质量的11.43倍，为，总质量为；由质量守恒定律可得，2X的质量为160.02g，，则X的相对分子质量为80.01，答案选C。 12．下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是 A．重结晶法提纯苯甲酸：①②③ B．蒸馏法分离和：④⑤⑥ C．浓硫酸催化乙醇制备乙烯：③⑤ D．用盐酸滴定溶液：④⑥ 【答案】C 【解析】A．重结晶法提纯苯甲酸的实验中不需要②球形冷凝管、③温度计，A项不合理； B．蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4不需要④碱式滴定管，B项不合理； C．浓硫酸催化乙醇制备乙烯的原理为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O，需要③温度计观察温度，用⑤蒸馏烧瓶组装气体发生装置，C项合理； D．用盐酸滴定NaOH溶液选用酸式滴定管，而④是碱式滴定管，D项不合理； 答案选C。 13．用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：将甲苯和溶液在100℃反应一段时间后停止反应，过滤，将含有苯甲酸钾()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 【分析】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。 【解析】A．由分析可知，无色液体A是甲苯，白色固体B是苯甲酸，故A错误； B．由分析可知，操作Ⅰ的为分液，操作II为蒸馏，故B错误； C．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．由分析可知，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。 14．20世纪70年代初，我国屠呦呦等科学家使用乙醚从中药中提取并用柱色谱分离得到抗疟有效成分青蒿素，下列相关说法正确的是 A．青蒿素属于有机物 B．用红外光谱法可测定青蒿素的相对分子质量 C．用乙醚从中药中提取青蒿素不涉及过滤、萃取操作 D．可用蒸馏法提纯青蒿素 【答案】A 【解析】A．青蒿素含有碳元素且结构复杂，属于有机物，A正确； B．红外光谱用于分析官能团，测定相对分子质量需用质谱法，B错误； C．乙醚提取需萃取，后续分离可能涉及结晶、过滤，C错误； D．青蒿素为固体，蒸馏法适用于液体，提纯应使用重结晶或色谱法，D错误； 答案选A。 15．某粗苯甲酸样品中含有少量和泥沙，某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知：常温下，苯甲酸微溶于水，易溶于乙醇；和时苯甲酸在水中的溶解度分别为和)。下列说法不正确的是 A．“过滤1”需趁热，以减少苯甲酸的析出 B．为除去，“结晶”时应采用蒸发结晶 C．“洗涤”时，不宜用乙醇作洗涤剂 D．可通过酸碱中和滴定测定所得苯甲酸晶体的纯度 【答案】B 【分析】粗苯甲酸样品中含有少量和泥沙，由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大，溶解、加热后需趁热过滤，除掉泥沙；对热的滤液进行冷却结晶，再次过滤得到苯甲酸固体，洗涤、干燥后得到苯甲酸晶体。 【解析】A．由上述分析可知，由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大，“过滤1”需趁热，以减少苯甲酸的析出，故A正确； B．NaCl的溶解度随温度变化不大，为除去，“结晶”时应采用冷却结晶，使NaCl留在滤液中，故B错误； C．常温下，苯甲酸微溶于水，易溶于乙醇，洗涤时不宜用乙醇，应用冷水，故C正确； D．苯甲酸可以与碱发生中和反应，可通过酸碱中和滴定测定所得苯甲酸晶体的纯度，故D正确。 答案选B。 16．有机物M具有特殊香味，其完全燃烧的产物只有和。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：确定M的实验式和分子式。 (1)利用李比希法测得4.4 g有机物M完全燃烧后产生CO2 8.8 g和H2O 3.6 g。 ①M实验式为 。 ②已知M的密度是同温同压下密度的2倍，则M的分子式为 。 步骤二：确定M的结构简式。 (2)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图1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2所示。 ①M的结构简式为 。 ②M的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是 (填标号) A．质谱仪　　B．元素分析仪　　C．红外光谱仪　　D．X射线衍射仪 (3)写出M与CH3CH2COOH反应的化学方程式 。 【答案】(1) (2) B (3) 【解析】（1）①4.4 g有机物M完全燃烧后产生CO2 和H2O 。有机物中含n(C)=0.2mol、n(H)=0.2mol、n(O)=，所以N(C)：N(H)：N(O)= 2：4：1，M实验式为。 ②M的分子式为，M的密度是同温同压下密度的2倍，即：相对分子质量为44×2=88，则44n=88，求得n=2，所以M的分子式为。 （2）①根据核磁共振氢谱图中有4组峰，且峰面积之比为1:3:1:3，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，应该有两个环境不同的甲基，结合红外光谱图所示含有C-H、H-O、C=O等化学键，M的结构简式为。 ②M的所有同分异构体分子式相同，结构不同，含有的官能团可能也不同，所以在质谱仪或红外光谱仪或X射线衍射仪显示的信号(或数据)不会完全相同，但是同分异构体均含有C、H、O三种元素且质量分数都相同，在元素分析仪中显示的信号(或数据)完全相同，答案选B。 （3） M为与CH3CH2COOH反应的化学方程式。 17．元素分析 (1)定性分析——确定有机物的元素组成 用化学方法鉴定有机物的元素组成。如燃烧后，一般C生成 、H生成 、生成 。 (2)定量分析——确定有机物的实验式 ①原理：元素定量分析的原理一般是将一定量的有机化合物 ，转化为简单的无机物，并通过测定无机物的 ，推算出该有机化合物所含各元素的 ，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式。 ②方法(李比希法) [示例]  某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为，氢的质量分数为。则： a．氧的质量分数为 。 b．C、H、O的原子个数比 。 c．该未知物A的实验式为 。 【答案】(1) (2) 燃烧 质量 质量分数 【解析】（1）元素定性分析：确定有机物的元素组成，用化学方法鉴定有机物的元素组成。有机物通过燃烧后，C生成CO2、H生成H2O、Cl生成HCl； （2）取一定量含C、H、O元素的有机物加入CuO氧化，H元素生成水，用无水氯化钙吸收，增重的量就是水的质量，可以计算出H元素的质量；C元素生成CO2，用KOH溶液吸收，增重的质量为CO2的质量，通过计算可以得到C元素质量，从而计算出C、H、O的质量分数，最后得到实验式即最简式； ①元素定量分析：确定有机物的实验式，将一定量的有机物燃烧并测定各产物如CO2、H2O等的质量，从而推算出各组成元素的质量分数，然后计算有机物分子中所含元素原子最简整数比，确定实验式； ②含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为，氢的质量分数为，则O的质量分数为1--=34.7%； ； 该未知物A的实验式为C2H6O。 18．有机化合物是人类生存和发展的基础，为生命活动提供必要的能量和物质。 (1)乙酰水杨酸是解热镇痛药阿司匹林的主要成分，它的结构简式如图。 请回答下列问题： ①乙酰水杨酸的分子式为 。 ②依据碳骨架分类，乙酰水杨酸属于 。 ③乙酰水杨酸分子中含有的官能团的名称是 。 ④已知乙酰水杨酸能与乙醇在一定条件下发生酯化反应，请写出化学反应方程式： 。 (2)提取维生素C常用萃取的方法，有机物A是常用的有机萃取剂，也可以在手术时作麻醉剂，为了测定某有机物A的结构，做如下实验： ①将7.4g有机化合物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成和，则该有机化合物的实验式是 。 ②用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示质谱图，则其相对分子质量为 ，该物质的分子式是 。 ③根据图甲和图乙(两组峰的面积之比为)，则A的结构简式为 。 ④有机物B是A的同分异构体，分子中含有一个羟基，核磁共振氢谱中含有两组峰，峰面积之比为，则有机物B的结构简式 。 A．   B．   C． 【答案】(1) 芳香族化合物 羧基、酯基 (2) 74 B 【解析】（1）①由乙酰水杨酸的结构简式可知其分子式为。 ②根据乙酰水杨酸分子中含有苯环，依据碳骨架分类，乙酰水杨酸属于芳香族化合物。 ③由该有机物的结构简式可知，乙酰水杨酸分子中含有的官能团是羧基、酯基。 ④乙酰水杨酸能与乙醇在一定条件下发生酯化反应，断键规律是“酸脱羟基醇脱氢”，则化学反应方程式为。 （2）①根据题意，，则，结合可知 ，此时的质量是。根据质量守恒定律可知，燃烧时消耗氧气的质量为，其物质的量为0.6mol，则有机物中氧原子的物质的量为，根据碳、氢、氧原子的物质的量之比可得该有机化合物的实验式是。 ②用质谱仪测得该有机化合物的相对分子质量为74，该物质的分子式是。 ③红外光谱显示该分子中含有碳氢键和醚键，且核磁共振氢谱中两组峰的面积之比为，说明该分子中含有两种等效氢原子，且个数之比为，则A的结构简式为。 ④有机物B是A的同分异构体，分子中含有一个羟基，核磁共振氢谱中含有两组峰，峰面积之比为，说明除了羟基外其他的氢原子均为等效氢原子，符合题意，故选B。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $