1.2 研究有机化合物的一般方法（举一反三专项训练，天津专用） 【上好课】 化学人教版选择性必修3

1.2 研究有机化合物的一般方法 题型01 物质分离、提纯的原则与方法 题型02 重结晶法提纯苯甲酸 题型03 物质分离、提纯方法的创新 题型04 确定实验式 题型05 确定分子式 题型06 确定分子结构 题型01 有机物的通性 1、物质提纯的原则 ①杂不增：在提纯过程中不增加新的杂质； ②主不减：在提纯过程中尽量不减少被提纯的物质； ③易分离：被提纯物质与杂质容易分离(一般指化学方法提纯); ④易复原：被提纯物质易复原(一般指被提纯物质进行处理后)。 基于以上原则，采用化学方法提纯物质时应注意：①除杂试剂必须过量；②过量试剂必须除尽；③选择最佳的除杂途径。 2、蒸馏 （1）原理 利用有机化合物与杂质沸点的差异，将有机化合物以蒸气的形式蒸出，然后冷凝分离。 （2）适用条件 ①液态有机物中含有少量杂质； ②有机物热稳定性较高； ③有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30 ℃)。 （3）蒸馏的实验装置及注意事项 ①实验装置：在横线上写出相应仪器的名称 ②注意事项 a．蒸馏烧瓶底部要垫陶土网，烧瓶内液体体积约为其容积的～； b．温度计水银球位置：蒸馏烧瓶的支管口下沿处； c．加碎瓷片的目的：防止液体暴沸； d．冷凝管中水的流向：下口流入，上口流出； e．先通冷凝水再加热蒸馏烧瓶。 3、萃取 （1）类型及原理 类型 液-液萃取 固-液萃取 原理 利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程 示例 用CCl4或苯萃取溴水中的溴单质 从青蒿中提取青蒿素 （2）萃取剂及其选择条件 ①萃取用的溶剂称为萃取剂，常用的萃取剂有乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、CCl4等。 ②萃取剂的选择条件 a．萃取剂与原溶剂不互溶； b．溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度； c．萃取剂与原溶液中的成分不反应。 （3）装置及操作要求 操作过程 萃取-分液操作过程(以用CCl4萃取碘水中的碘单质为例) 操作要求 加萃取剂后充分振荡，静置分层后，将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔。注意漏斗下端管口尖嘴部分紧靠烧杯内壁。打开分液漏斗活塞，下层液体从下口放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出。 【典例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 【变式1-1】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 【变式1-2】．（25-26高三下·天津·开学考试）已知：①+HNO3+H2O　ΔH<0；②硝基苯的沸点为210.9 ℃。下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持装置略去)中，正确的是 A．分液 B．配制混酸 C．水浴加热 D．蒸馏提纯 A．A B．B C．C D．D 【变式1-3】《本草纲目》是一部具有世界性影响的博物学著作。被国外学者誉为中国之百科全书。其中“烧酒”条目下写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”这里所用的“法”是指 A．萃取 B．渗析 C．蒸馏 D．干馏 题型02 重结晶法提纯苯甲酸 1、原理 利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同，采用冷却结晶或蒸发结晶等方式将杂质除去的过程，重结晶是提纯固体有机化合物的常用方法。 结晶与重结晶比较 方法 结晶 重结晶 不同点 含义 物质从溶液中以晶体形式析出的过程 将晶体溶于溶剂中，使之重新从溶液中结晶析出的过程 相关操作 先蒸发，后结晶 先溶解，后结晶 目的 获得晶体 提纯或分离物质 相同点 需要的仪器相同，操作方法相同，均需要加热，最后都需要进行过滤 2、选择溶剂的条件 ①杂质在所选溶剂中的溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中),且随温度变化不大，易于除去。 ②被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出。 （3）实验探究：重结晶法提纯苯甲酸 ①实验目的：除去粗苯甲酸样品中含有的少量氯化钠和泥沙。 ②实验原理：苯甲酸微溶于水，溶解度受温度影响较大；氯化钠易溶于水，溶解度受温度影响小；泥沙不溶于水。 ③实验步骤 a.加热溶解：在烧杯中加入粗苯甲酸，加入蒸馏水，加热、搅拌，使其充分溶解。 b.趁热过滤：主要滤去不溶性杂质(泥沙)。 e.冷却结晶：冷却过程中，苯甲酸的溶解度降低，结晶析出，溶解度较大的氯化钠留在溶液中。 【典例2】苯甲酸是一种食品添加剂，某粗苯甲酸样品中含有少量和泥沙，提纯苯甲酸的实验流程如图(已知：常温下苯甲酸易溶于乙醇，25℃和75℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为和)。下列说法正确的是 A．“过滤”时为了加快过滤速度，需要用玻璃棒不断搅拌漏斗中的液体 B．检验苯甲酸中含有的是否除净，可选用溶液 C．“洗涤”时为了减少苯甲酸的损失、提高产量，可选用乙醇作洗涤剂 D．除去苯甲酸中的，“结晶”时应采用蒸发结晶 【变式2-1】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。下列说法不正确的是 A．操作Ⅰ加热可以增大苯甲酸的溶解度 B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是为了除去泥沙和防止苯甲酸析出 C．操作Ⅲ是蒸发结晶 D．以上提纯苯甲酸的方法是重结晶 【变式2-2】含泥沙和NaCl的粗苯甲酸可用重结晶法提纯。下列实验操作正确且达到实验目的的是 A．将粗苯甲酸溶于热水 B．趁热过滤分离NaCl和泥沙 C．蒸发结晶直接得到苯甲酸 D．冷却结晶析出苯甲酸 A．A B．B C．C D．D 【变式2-3】某粗苯甲酸样品中含有少量杂质(和泥沙)，利用重结晶法提纯苯甲酸的流程如图所示。 下列操作对应装置正确的是 A．完成操作①需要装置Ⅰ B．完成操作④需要装置Ⅴ C．完成操作③需要装置Ⅱ D．完成操作②需要装置Ⅲ 题型03 物质分离、提纯方法的创新 1.减压过滤 减压过滤也称抽滤或吸滤，利用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，布氏漏斗液面的上方与吸滤瓶内产生压强差(漏斗液面上方的压强大于吸滤瓶中的压强),在压强的作用下，过滤速度加快，提高固液分离效率。 ①减压过滤不能用于过滤颗粒太小的沉淀或胶状沉淀。沉淀颗粒太小则易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过；胶状沉淀在快速过滤时易透过滤纸。 ②滤纸的直径应略小于漏斗内径，又能盖住全部小孔。 ③在洗涤沉淀时，应关小水龙头，使洗涤剂缓缓通过沉淀物。 ④抽滤结束时，应先拔掉吸滤瓶的接管，后关抽气泵。 ⑤抽滤结束时，滤液应从吸滤瓶上口倒出。 2.减压蒸馏 减压蒸馏(又称真空蒸馏)是分离和提纯化合物的一种重要方法，适用于高沸点物质和在常压蒸馏时未达到沸点就已受热分解、氧化或聚合的化合物的分离和提纯。 3.连续萃取装置——索氏提取器 索氏提取器由提取瓶、提取管、冷凝器三部分组成。实验时提取瓶中溶剂受热蒸发，蒸气沿蒸气导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与被萃取固体粉末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回提取瓶，从而实现物质的连续萃取。 【典例3】乙酰苯胺粗品重结晶主要步骤如下(夹持装置已省略)： 下列说法错误的是 选项 实验操作 实验目的 A 加热溶解时分批次加水 粗品完全溶解且有利于后续结晶 B 加活性炭前应稍微冷却溶解液 防止暴沸 C 趁热过滤 防止易溶杂质析出导致产品不纯 D 减压过滤 加快过滤速度 A．A B．B C．C D．D 【变式3-1】采用如图所示减压蒸馏装置可以很快完成I2和CCl4的分离，下列叙述错误的是 A．空气进入毛细玻璃管有防止液体暴沸和搅拌的作用 B．克氏蒸馏头弯管可防止减压蒸馏时液体进入冷凝管 C．不用常压蒸馏主要因为I2易升华会导致碘部分损失 D．实验时应该先加热热水浴然后再向冷凝管中通冷水 【变式3-2】实验室提取桂花精油的步骤如下。下列说法错误的是 A．操作①是过滤，操作②是分液 B．“乙醇洗涤”可提高桂花精油的收率 C．“减压蒸馏”可防止桂花精油在较高温度下变质 D．流程中可以循环使用的物质是乙醇和石油醚 【变式3-3】实验室利用反应制备辛烯醛的流程如下左图。 已知：正丁醛的沸点为。辛烯醛沸点为（在沸点时略有分解），密度为，不溶于水。利用如上右图装置进行减压蒸馏。下列说法错误的是 A．加热回流中温度计插入液面以下 B．操作I和Ⅱ中均要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯 C．克氏蒸馏头能防止液体冲入冷凝管 D．减压蒸馏结束后，应先关闭冷凝水，再关闭真空泵 题型04 确定实验式 知识积累 1．确定实验式——元素分析测定原理 将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机物，并测定各产物的质量（燃烧后C转化为CO2，H转化为H2O），从而推算出各组成元素的质量分数，然后计算有机化合物分子中所含元素原子的最简整数比，即确定其实验式(也称最简式)。 2． 确定是否含有氧元素的方法 【典例4】．（25-26高二上·天津·期中）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 【变式4-1】在19世纪40年代，德国化学家李比希最早提出了有机化合物元素定量分析法。某化学兴趣小组模拟李比希分析法，利用下列装置测定仅含碳、氢、氧的有机物的实验式。下列说法错误的是 A．虚线框中装置A用来制备氧气 B．装置B可以用球形干燥管代替，管内填装无水氯化钙 C．电炉中氧化铜可将有机物样品不完全燃烧产生的进一步氧化为 D．利用有机物样品质量，装置D、E反应前后的质量差，可以确定有机物的最简式 【变式4-2】利用李比希法测定有机样品(含碳元素和氢元素，也可能含氧元素)实验式的实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．只需无水和碱石灰的增重数据即可达到实验目的 B．去掉装置中的氧化铜，可能会导致碳元素的测定值偏低 C．实验结束后，继续通入一段时间可提高测定的准确性 D．若确定分子式，还需要利用质谱法测定相对分子质量 【变式4-3】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 题型05 确定分子式  1．常用方法 2．商余法 用烃的相对分子质量除以碳原子的相对原子质量12，所得商的整数就是烃分子中所含碳原子的最大值，余数则为所含氢原子的最小值。 3．质谱图 质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值就表示了样品分子的相对分子质量。例如，由图可知，样品分子的相对分子质量为46。 【典例5】．（24-25高一上·天津·阶段练习）现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧，生成和。对该物质的组成有下列推断：①一定含元素②一定不含元素③可能含元素④一定含元素⑤分子中的原子个数比为2：5⑥分子中的元素质量比为12：3：8.其中正确的是 A．①②⑤ B．①④⑥ C．①③⑤ D．①④⑤ 【变式5-1】（25-26高二下·天津·课前预习）质谱图显示，某化合物的相对分子质量为74，燃烧实验发现其分子内碳原子、氢原子个数比为，核磁共振氢谱图显示，该物质中只有2种类型的氢原子。下列关于该化合物的描述中正确的是 A．该化合物可能是1-丁醇 B．该化合物可能是1-丁醇的同分异构体 C．该化合物为乙醚 D．该化合物为乙醚的同系物 【变式5-2】某有机物A经燃烧分析法可得实验式为，对该物质进行图谱分析可得以下图谱，下列说法错误的是 A．由质谱图可知相对分子质量为91，该有机物的分子式为 B．由核磁共振氢谱可知峰面积比为 C．等量该有机物分别和足量金属钠或足量碳酸氢钠溶液反应生成的气体一样多 D．该有机物A存在立体异构体，也存在和有机物A具有相同官能团的构造异构体 【变式5-3】相同条件下，某有机物M的蒸气密度是氢气的28倍，2.8g M充分燃烧后得到8.8g 和3.6g 。已知M中只含有1个，下列说法正确的是 A．M中含氧元素 B．M可能不会使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．M一定存在顺反异构 D．M分子的质谱图中质荷比的最大值为55 题型06 确定分子结构 1.鉴定有机化合物分子结构的常用方法 （1）物理方法(波谱分析) 红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱和X射线衍射等。 （2）化学方法 利用特征反应鉴定出官能团，再通过制备其衍生物进一步确认。 2.红外光谱法 （1）作用 获得分子中所含化学键或官能团的信息。 （2）原理 有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图。谱图中不同的化学键或官能团的吸收频率不同，因此分析有机化合物的红外光谱图，可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息，初步确定有机化合物的结构。 （3）实例 从某未知物A(C2H6O)的红外光谱图上发现有O—H、C—O、C—H的吸收峰，则可初步推测该未知物A含官能团羟基，结构可表示为C2H5OH。下图为有机物A(分子式为C2H6O)的红外光谱图。 3.核磁共振氢谱 （1）作用 获得有机物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及它们的相对数目等信息，吸收峰数目＝氢原子种类数，吸收峰面积比＝氢原子数目比。 （2）原理 用电磁波照射含氢元素的化合物，处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图上出现的位置不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。 （3）实例：下图为有机物A(分子式为C2H6O)的核磁共振氢谱。 由图可知A的分子中有3种处于不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶1，可推知该有机物的结构简式应为CH3CH2OH。 4.X射线衍射 （1）作用 可获得分子结构的有关数据，如键长、键角等，用于有机化合物晶体结构的测定。 （2）原理 X射线是一种波长很短的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。 【典例6】不能用于区分和的仪器是 A．李比希元素分析仪 B．红外光谱仪 C．核磁共振仪 D．X射线衍射仪 【变式6-1】下列有关燃烧的说法不正确的是 A．苯和乙炔的混合物质量一定时不管何种比例混合，产生的二氧化碳的量总是一定值 B．区分乙炔和苯可以用燃烧的方法 C．乙烯和乙醇蒸汽的混合物物质的量一定时不管何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的量相等 D．醋酸和丙烯的混合物中氧的质量分数是a，则氢的质量分数是 【变式6-2】某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法错误的是 A．由红外光谱可知，A属于芳香烃 B．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 C．由以上信息无法准确确定有机物A分子中所含官能团 D．若A的化学式为C8H8O2，则其结构简式可能为： 【变式6-3】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4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 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.2 研究有机化合物的一般方法 题型01 物质分离、提纯的原则与方法 题型02 重结晶法提纯苯甲酸 题型03 物质分离、提纯方法的创新 题型04 确定实验式 题型05 确定分子式 题型06 确定分子结构 题型01 有机物的通性 1、物质提纯的原则 ①杂不增：在提纯过程中不增加新的杂质； ②主不减：在提纯过程中尽量不减少被提纯的物质； ③易分离：被提纯物质与杂质容易分离(一般指化学方法提纯); ④易复原：被提纯物质易复原(一般指被提纯物质进行处理后)。 基于以上原则，采用化学方法提纯物质时应注意：①除杂试剂必须过量；②过量试剂必须除尽；③选择最佳的除杂途径。 2、蒸馏 （1）原理 利用有机化合物与杂质沸点的差异，将有机化合物以蒸气的形式蒸出，然后冷凝分离。 （2）适用条件 ①液态有机物中含有少量杂质； ②有机物热稳定性较高； ③有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30 ℃)。 （3）蒸馏的实验装置及注意事项 ①实验装置：在横线上写出相应仪器的名称 ②注意事项 a．蒸馏烧瓶底部要垫陶土网，烧瓶内液体体积约为其容积的～； b．温度计水银球位置：蒸馏烧瓶的支管口下沿处； c．加碎瓷片的目的：防止液体暴沸； d．冷凝管中水的流向：下口流入，上口流出； e．先通冷凝水再加热蒸馏烧瓶。 3、萃取 （1）类型及原理 类型 液-液萃取 固-液萃取 原理 利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程 示例 用CCl4或苯萃取溴水中的溴单质 从青蒿中提取青蒿素 （2）萃取剂及其选择条件 ①萃取用的溶剂称为萃取剂，常用的萃取剂有乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、CCl4等。 ②萃取剂的选择条件 a．萃取剂与原溶剂不互溶； b．溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度； c．萃取剂与原溶液中的成分不反应。 （3）装置及操作要求 操作过程 萃取-分液操作过程(以用CCl4萃取碘水中的碘单质为例) 操作要求 加萃取剂后充分振荡，静置分层后，将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔。注意漏斗下端管口尖嘴部分紧靠烧杯内壁。打开分液漏斗活塞，下层液体从下口放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出。 【典例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 【详解】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。 【变式1-1】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 【详解】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。 【变式1-2】．（25-26高三下·天津·开学考试）已知：①+HNO3+H2O　ΔH<0；②硝基苯的沸点为210.9 ℃。下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持装置略去)中，正确的是 A．分液 B．配制混酸 C．水浴加热 D．蒸馏提纯 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．硝基苯密度大于水且不溶于水，可通过分液分离，A正确； B．浓硫酸稀释放热，因此配制混酸时，应该把浓硫酸加入浓硝酸中，以免引起液体飞溅，B错误； C．反应中需要控制反应温度，图示装置缺少温度计，C错误； D．温度计水银球应位于支管口处，D错误； 故选A。 【变式1-3】《本草纲目》是一部具有世界性影响的博物学著作。被国外学者誉为中国之百科全书。其中“烧酒”条目下写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”这里所用的“法”是指 A．萃取 B．渗析 C．蒸馏 D．干馏 【答案】C 【详解】A．萃取是一种利用不同物质在溶剂中溶解度差异进行分离的方法，题干中未涉及溶剂的使用，A不符合题意； B．渗析是一种利用半透膜分离小分子和大分子的方法，题干中未提及半透膜，B不符合题意； C． 蒸馏是通过加热液体混合物，利用沸点差异使组分蒸发并冷凝提纯的方法，题干中“蒸令气上”和“酒露”的描述（蒸发后冷凝得到清澈浓烈的液体）符合蒸馏原理，C符合题意； D．干馏是在隔绝空气条件下加热固体物质使其分解的方法，题干中涉及液体（浓酒）加热且未隔绝空气，D不符合题意； 故选C。 题型02 重结晶法提纯苯甲酸 1、原理 利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同，采用冷却结晶或蒸发结晶等方式将杂质除去的过程，重结晶是提纯固体有机化合物的常用方法。 结晶与重结晶比较 方法 结晶 重结晶 不同点 含义 物质从溶液中以晶体形式析出的过程 将晶体溶于溶剂中，使之重新从溶液中结晶析出的过程 相关操作 先蒸发，后结晶 先溶解，后结晶 目的 获得晶体 提纯或分离物质 相同点 需要的仪器相同，操作方法相同，均需要加热，最后都需要进行过滤 2、选择溶剂的条件 ①杂质在所选溶剂中的溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中),且随温度变化不大，易于除去。 ②被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出。 （3）实验探究：重结晶法提纯苯甲酸 ①实验目的：除去粗苯甲酸样品中含有的少量氯化钠和泥沙。 ②实验原理：苯甲酸微溶于水，溶解度受温度影响较大；氯化钠易溶于水，溶解度受温度影响小；泥沙不溶于水。 ③实验步骤 a.加热溶解：在烧杯中加入粗苯甲酸，加入蒸馏水，加热、搅拌，使其充分溶解。 b.趁热过滤：主要滤去不溶性杂质(泥沙)。 e.冷却结晶：冷却过程中，苯甲酸的溶解度降低，结晶析出，溶解度较大的氯化钠留在溶液中。 【典例2】苯甲酸是一种食品添加剂，某粗苯甲酸样品中含有少量和泥沙，提纯苯甲酸的实验流程如图(已知：常温下苯甲酸易溶于乙醇，25℃和75℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为和)。下列说法正确的是 A．“过滤”时为了加快过滤速度，需要用玻璃棒不断搅拌漏斗中的液体 B．检验苯甲酸中含有的是否除净，可选用溶液 C．“洗涤”时为了减少苯甲酸的损失、提高产量，可选用乙醇作洗涤剂 D．除去苯甲酸中的，“结晶”时应采用蒸发结晶 【答案】B 【详解】A．过滤时，不能用玻璃棒搅拌漏斗中的液体，有可能会使滤纸破裂，故A错误； B．检验苯甲酸中含有的是否除净，可以取少量样品溶于水，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀，则说明NaCl已经除净，故B正确； 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错误； D．NaCl的溶解度随温度变化不大，为除去NaCl，“结晶”时应采用冷却结晶，使NaCl留在滤液中，故D错误； 答案选B。 【变式2-1】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。下列说法不正确的是 A．操作Ⅰ加热可以增大苯甲酸的溶解度 B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是为了除去泥沙和防止苯甲酸析出 C．操作Ⅲ是蒸发结晶 D．以上提纯苯甲酸的方法是重结晶 【答案】C 【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；趁热过滤除去泥沙，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，该提纯方法为重结晶。 【详解】A．苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，操作Ⅰ中加热是为了增加苯甲酸的溶解度，A正确； B．由分析可知，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正确； C．苯甲酸的溶解度随温度变化比较大，NaCl的溶解度随温度变化比较小，操作Ⅲ可以通过冷却结晶分离出苯甲酸，C错误； D．由分析可知，以上提纯苯甲酸的方法是重结晶，D正确； 故选C。 【变式2-2】含泥沙和NaCl的粗苯甲酸可用重结晶法提纯。下列实验操作正确且达到实验目的的是 A．将粗苯甲酸溶于热水 B．趁热过滤分离NaCl和泥沙 C．蒸发结晶直接得到苯甲酸 D．冷却结晶析出苯甲酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．重结晶溶解时需在烧杯中进行，若图A为坩埚（常用于灼烧），则容器错误，A不合题意； B．趁热过滤时需要玻璃棒引流，图示没有玻璃棒，B不合题意； C．苯甲酸溶解度随温度降低显著减小，而NaCl溶解度随温度变化不明显，即应冷却结晶而非蒸发结晶，蒸发会导致NaCl一同析出，C不合题意； D．苯甲酸溶解度随温度降低显著减小，而NaCl溶解度随温度变化不明显，苯甲酸在热水中形成饱和溶液，冷却后溶解度降低，会结晶析出，此操作可分离苯甲酸与NaCl等可溶性杂质，D符合题意； 故答案为：D。 【变式2-3】某粗苯甲酸样品中含有少量杂质(和泥沙)，利用重结晶法提纯苯甲酸的流程如图所示。 下列操作对应装置正确的是 A．完成操作①需要装置Ⅰ B．完成操作④需要装置Ⅴ C．完成操作③需要装置Ⅱ D．完成操作②需要装置Ⅲ 【答案】A 【详解】A．操作①是将粗苯甲酸溶解在蒸馏水中，需要在烧杯中用玻璃棒搅拌促进溶解，A正确； B．操作④是分离苯甲酸晶体与氯化钠溶液，需过滤操作，需要装置Ⅱ，B错误； C．操作③是冷却结晶，使苯甲酸从溶液中析出，该过程无需过滤装置Ⅱ，C错误； D．操作②是过滤除去泥沙，需过滤装置Ⅱ，而装置Ⅲ为分液漏斗（用于萃取分液），D错误； 故选A。 题型03 物质分离、提纯方法的创新 1.减压过滤 减压过滤也称抽滤或吸滤，利用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，布氏漏斗液面的上方与吸滤瓶内产生压强差(漏斗液面上方的压强大于吸滤瓶中的压强),在压强的作用下，过滤速度加快，提高固液分离效率。 ①减压过滤不能用于过滤颗粒太小的沉淀或胶状沉淀。沉淀颗粒太小则易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过；胶状沉淀在快速过滤时易透过滤纸。 ②滤纸的直径应略小于漏斗内径，又能盖住全部小孔。 ③在洗涤沉淀时，应关小水龙头，使洗涤剂缓缓通过沉淀物。 ④抽滤结束时，应先拔掉吸滤瓶的接管，后关抽气泵。 ⑤抽滤结束时，滤液应从吸滤瓶上口倒出。 2.减压蒸馏 减压蒸馏(又称真空蒸馏)是分离和提纯化合物的一种重要方法，适用于高沸点物质和在常压蒸馏时未达到沸点就已受热分解、氧化或聚合的化合物的分离和提纯。 3.连续萃取装置——索氏提取器 索氏提取器由提取瓶、提取管、冷凝器三部分组成。实验时提取瓶中溶剂受热蒸发，蒸气沿蒸气导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与被萃取固体粉末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回提取瓶，从而实现物质的连续萃取。 【典例3】乙酰苯胺粗品重结晶主要步骤如下(夹持装置已省略)： 下列说法错误的是 选项 实验操作 实验目的 A 加热溶解时分批次加水 粗品完全溶解且有利于后续结晶 B 加活性炭前应稍微冷却溶解液 防止暴沸 C 趁热过滤 防止易溶杂质析出导致产品不纯 D 减压过滤 加快过滤速度 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．分批次加水有利于控制水的量，既保证粗产品完全溶解，也有利于后续结晶，故A正确； B．加活性炭前要稍微冷却的目的是防止加入活性炭时发生爆沸，故B正确； C．趁热过滤是为了防止乙酰苯胺析出，导致产率降低，故C错误； D．采用减压过滤，压强差更大，过滤速度更快，故D正确； 答案选C。 【变式3-1】采用如图所示减压蒸馏装置可以很快完成I2和CCl4的分离，下列叙述错误的是 A．空气进入毛细玻璃管有防止液体暴沸和搅拌的作用 B．克氏蒸馏头弯管可防止减压蒸馏时液体进入冷凝管 C．不用常压蒸馏主要因为I2易升华会导致碘部分损失 D．实验时应该先加热热水浴然后再向冷凝管中通冷水 【答案】D 【详解】A．由实验装置图可知，毛细玻璃管进入少量空气，在液体中形成汽化中心，起平衡气压防暴沸作用，同时兼有搅拌作用，故A正确； B．克氏蒸馏头弯管可防止液体剧烈沸腾进入冷凝管，故B正确； C．常压蒸馏时I2易升华，与CCl4一起被蒸出，故C正确； D．实验时先向冷凝管中通冷水再加热热水浴，故D错误； 故选D。 【变式3-2】实验室提取桂花精油的步骤如下。下列说法错误的是 A．操作①是过滤，操作②是分液 B．“乙醇洗涤”可提高桂花精油的收率 C．“减压蒸馏”可防止桂花精油在较高温度下变质 D．流程中可以循环使用的物质是乙醇和石油醚 【答案】A 【分析】向桂花中加入石油醚，充分振荡，过滤，分离除去不溶物，得到溶液，然后根据物质沸点的不同，将溶液进行蒸馏，分离出沸点低的石油醚和桂花浸膏，再向桂花浸膏中加入无水乙醇回流1小时，进行抽滤，并用乙醇洗涤固体残渣，充分回收桂花精油，将分离得到的溶液进行减压蒸馏，分离得到桂花精油。 【详解】A．由分析可知，操作①是过滤，操作②是蒸馏，A错误； B．桂花精油可以溶于乙醇，“乙醇洗涤”可以溶解不溶物中的桂花精油防止损失，提高收率，B正确； C．“减压蒸馏”可降低沸点，防止桂花精油在较高温度下变质，C正确； D．操作②蒸馏得到的石油醚可以循环使用，减压蒸馏得到的组分乙醇也可以循环利用，D正确； 故选A。 【变式3-3】实验室利用反应制备辛烯醛的流程如下左图。 已知：正丁醛的沸点为。辛烯醛沸点为（在沸点时略有分解），密度为，不溶于水。利用如上右图装置进行减压蒸馏。下列说法错误的是 A．加热回流中温度计插入液面以下 B．操作I和Ⅱ中均要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯 C．克氏蒸馏头能防止液体冲入冷凝管 D．减压蒸馏结束后，应先关闭冷凝水，再关闭真空泵 【答案】D 【分析】正丁醛和2%NaOH在78~82℃加热回流生成辛烯醛，操作I通过分液方法分离辛烯醛和NaOH溶液，得到的辛烯醛用水洗涤，再加入硫酸钠除水，通过过滤分离硫酸钠和辛烯醛，再通过减压蒸馏得到纯净的辛烯醛。 【详解】A．为测定反应液的温度，加热回流中温度计插入液面以下，故A正确； B．碱液与辛烯醛不互溶，操作Ⅰ为分液，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯，分液得到的产品用水洗涤过，操作II加入无水Na2SO4可以吸收水分，由于Na2SO4不溶于辛烯醛，通过过滤可分离加入的Na2SO4，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯，故B正确； C．克氏蒸馏头弯管的主要作用是防止减压蒸馏中液体因剧烈沸腾而进入冷凝管，可以避免对收集产物的污染，故C正确； D．减压蒸馏实验结束后，应先关闭真空泵，继续通入冷凝水对装置中残留的少量蒸气进行冷凝，故D错误； 故答案为D。 题型04 确定实验式 知识积累 1．确定实验式——元素分析测定原理 将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机物，并测定各产物的质量（燃烧后C转化为CO2，H转化为H2O），从而推算出各组成元素的质量分数，然后计算有机化合物分子中所含元素原子的最简整数比，即确定其实验式(也称最简式)。 2． 确定是否含有氧元素的方法 【典例4】．（25-26高二上·天津·期中）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 【详解】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。 【变式4-1】在19世纪40年代，德国化学家李比希最早提出了有机化合物元素定量分析法。某化学兴趣小组模拟李比希分析法，利用下列装置测定仅含碳、氢、氧的有机物的实验式。下列说法错误的是 A．虚线框中装置A用来制备氧气 B．装置B可以用球形干燥管代替，管内填装无水氯化钙 C．电炉中氧化铜可将有机物样品不完全燃烧产生的进一步氧化为 D．利用有机物样品质量，装置D、E反应前后的质量差，可以确定有机物的最简式 【答案】D 【分析】A制备氧气，B干燥氧气，C中有机物被氧化生成二氧化碳和水，D吸收C中生成的水，E吸收C中生成的二氧化碳，根据有机物质量以及反应生成的CO2、H2O的质量，利用元素守恒确定有机物的实验式。 【详解】A．虚线框中装置A的作用是为有机物燃烧提供氧气，因此用来制备氧气，故A正确； B．装置B的作用是干燥氧气，原装置B为洗气瓶，若用球形干燥管代替，充固体干燥剂无水氯化钙能吸水，故B正确； C．电炉中CuO可与有机物不完全燃烧产生的CO反应，将CO进一步氧化为CO2，确保碳元素全部转化为CO2被吸收，故C正确； D．装置E和空气相通，空气中的水、二氧化碳可能进入E影响碳元素的测定，应该在E后增加一个盛有碱石灰的洗气瓶，故D错误； 选D。 【变式4-2】利用李比希法测定有机样品(含碳元素和氢元素，也可能含氧元素)实验式的实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．只需无水和碱石灰的增重数据即可达到实验目的 B．去掉装置中的氧化铜，可能会导致碳元素的测定值偏低 C．实验结束后，继续通入一段时间可提高测定的准确性 D．若确定分子式，还需要利用质谱法测定相对分子质量 【答案】A 【分析】氧化铜作催化剂，在760℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为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，用碱石灰吸收二氧化碳，由于碱石灰会同时吸收水蒸气和二氧化碳，故先用氯化钙吸收水蒸气，再用碱石灰吸收二氧化碳；计算生成水、二氧化碳的物质的量，根据质量守恒判断是否含有O元素，若含有O元素，计算原子物质的量；根据原子数目之比确定有机物最简式，再确定分子式，最后根据有机物的核磁共振氢谱确定结构简式，据此分析； 【详解】A．测定实验式需确定C、H、O的比例（若含氧）。无水增重为H2O质量（可算H含量），碱石灰增重为CO2质量（可算C含量），但含氧时需样品总质量计算O含量，仅这两个数据无法确定O是否存在及含量，A错误； B．氧化铜可将燃烧不充分生成的CO氧化为CO2，若去掉，CO无法被吸收，导致CO2测定值偏小，碳元素测定值偏低，B正确； C．实验结束后继续通O2可将装置残留的H2O和CO2赶入吸收剂，确保完全吸收，提高准确性，C正确； D．实验式为最简式，分子式需实验式结合相对分子质量确定，质谱法可测相对分子质量，D正确； 故选A。 【变式4-3】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 【详解】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。 题型05 确定分子式  1．常用方法 2．商余法 用烃的相对分子质量除以碳原子的相对原子质量12，所得商的整数就是烃分子中所含碳原子的最大值，余数则为所含氢原子的最小值。 3．质谱图 质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值就表示了样品分子的相对分子质量。例如，由图可知，样品分子的相对分子质量为46。 【典例5】．（24-25高一上·天津·阶段练习）现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧，生成和。对该物质的组成有下列推断：①一定含元素②一定不含元素③可能含元素④一定含元素⑤分子中的原子个数比为2：5⑥分子中的元素质量比为12：3：8.其中正确的是 A．①②⑤ B．①④⑥ C．①③⑤ D．①④⑤ 【答案】B 【详解】反应前后元素的种类不变，则二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素一定来自于有机物中，且4.4g二氧化碳中碳元素的质量为=1.2g，2.7g水中氢元素的质量为=0.3g，由于1.2g+0.3g=1.5g＜2.3g,则有机物中一定含有氧元素，O元素的质量为2.3g-1.2g-0.3g=0.8g； ①由上述分析可知一定含元素，故正确； ②由上述分析可知一定含有O元素，故错误； ③由上述分析可知一定含有O元素，故错误； ④由上述分析可知一定含有O元素，故正确； ⑤分子中的原子个数比为=1：3，故错误； ⑥分子中的元素质量比为1.2：0.3：0.8=12：3：8，故正确； 正确的是①④⑥； 答案选B。 【变式5-1】（25-26高二下·天津·课前预习）质谱图显示，某化合物的相对分子质量为74，燃烧实验发现其分子内碳原子、氢原子个数比为，核磁共振氢谱图显示，该物质中只有2种类型的氢原子。下列关于该化合物的描述中正确的是 A．该化合物可能是1-丁醇 B．该化合物可能是1-丁醇的同分异构体 C．该化合物为乙醚 D．该化合物为乙醚的同系物 【答案】B 【详解】A．1-丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）有五种类型的氢原子，不符合核磁共振氢谱显示只有两种类型氢原子的条件，A错误； B．该化合物分子式为C4H10O，1-丁醇的同分异构体包括叔丁醇（(CH3)3COH）和乙醚（CH3CH2OCH2CH3）等，其中叔丁醇和乙醚均只有两种类型的氢原子，因此该化合物可能是1-丁醇的同分异构体，B正确； C．该化合物可能是乙醚，也可能是叔丁醇，不一定是乙醚，C错误； D．乙醚的同系物（如甲乙醚C3H8O或戊醚C5H12O）相对分子质量均不为74，该化合物不可能是乙醚的同系物，D错误； 故选B。 【变式5-2】某有机物A经燃烧分析法可得实验式为，对该物质进行图谱分析可得以下图谱，下列说法错误的是 A．由质谱图可知相对分子质量为91，该有机物的分子式为 B．由核磁共振氢谱可知峰面积比为 C．等量该有机物分别和足量金属钠或足量碳酸氢钠溶液反应生成的气体一样多 D．该有机物A存在立体异构体，也存在和有机物A具有相同官能团的构造异构体 【答案】A 【分析】由图可知A分子量为90，结合实验式可知A分子式C3H6O3，再结合核磁共振氢谱可知分子中含4种H，根据峰面积比可知该物质结构为CH3CH(OH)COOH，据此分析解答。 【详解】A．质谱图中质荷比最大的峰为分子离子峰，由图可知A的分子量为90，结合实验式可知A分子式为C3H6O3，A错误； B．核磁共振氢谱有4个峰，对应4种H，峰面积比为1:1:1:3（CH:OH:COOH:CH3），B正确； C．1mol该有机物含1mol -OH和1mol -COOH，与足量Na反应生成1mol H2，与足量NaHCO3反应生成1mol CO2，气体量相同，C正确； D．由分析可知该有机物为CH3CH(OH)COOH，中间C为手性碳（立体异构），构造异构体为HOCH2CH2COOH（官能团相同），D正确； 故选A。 【变式5-3】相同条件下，某有机物M的蒸气密度是氢气的28倍，2.8g M充分燃烧后得到8.8g 和3.6g 。已知M中只含有1个，下列说法正确的是 A．M中含氧元素 B．M可能不会使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．M一定存在顺反异构 D．M分子的质谱图中质荷比的最大值为55 【答案】B 【分析】有机物M的蒸气密度为氢气28倍，M的摩尔质量为56g/mol。2.8g M的物质的量为0.05mol；0.05molM燃烧生成0.2mol CO2 (含0.2mol C)和0.2mol H2O(含0.4mol H)，C和H总质量为2.8g，与M质量相等，所以M中不含氧，则M分子式为C4H8，M含有1个甲基，则M可能是CH2=CH-CH2CH3或甲基环丙烷。 【详解】A．根据以上分析，M不含氧，故A错误； B．M分子式为C4H8，若M是甲基环丙烷，则M不能使酸性高锰酸钾褪色，故B正确； C．1-丁烯、甲基环丙烷均无顺反异构，故C错误； D．M的相对分子质量为56，则M分子的质谱图中质荷比的最大值为56，故D错误； 选B。 题型06 确定分子结构 1.鉴定有机化合物分子结构的常用方法 （1）物理方法(波谱分析) 红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱和X射线衍射等。 （2）化学方法 利用特征反应鉴定出官能团，再通过制备其衍生物进一步确认。 2.红外光谱法 （1）作用 获得分子中所含化学键或官能团的信息。 （2）原理 有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图。谱图中不同的化学键或官能团的吸收频率不同，因此分析有机化合物的红外光谱图，可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息，初步确定有机化合物的结构。 （3）实例 从某未知物A(C2H6O)的红外光谱图上发现有O—H、C—O、C—H的吸收峰，则可初步推测该未知物A含官能团羟基，结构可表示为C2H5OH。下图为有机物A(分子式为C2H6O)的红外光谱图。 3.核磁共振氢谱 （1）作用 获得有机物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及它们的相对数目等信息，吸收峰数目＝氢原子种类数，吸收峰面积比＝氢原子数目比。 （2）原理 用电磁波照射含氢元素的化合物，处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图上出现的位置不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。 （3）实例：下图为有机物A(分子式为C2H6O)的核磁共振氢谱。 由图可知A的分子中有3种处于不同化学环境的氢原子且个数比为3∶2∶1，可推知该有机物的结构简式应为CH3CH2OH。 4.X射线衍射 （1）作用 可获得分子结构的有关数据，如键长、键角等，用于有机化合物晶体结构的测定。 （2）原理 X射线是一种波长很短的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。 【典例6】不能用于区分和的仪器是 A．李比希元素分析仪 B．红外光谱仪 C．核磁共振仪 D．X射线衍射仪 【答案】A 【分析】根据各选项检测仪的检测类型分析判断，李比希元素分析仪分析的是元素种类；红外光谱仪分析的是化学键和官能团；核磁共振仪分析的是氢原子种类；质谱仪分析的是相对分子质量。 【详解】A．李比希元素分析仪可以测定有机物中C、H、O的质量分数，CH3COOH和HCOOCH3互为同分异构体，二者的C、H、O的质量分数均相同，故不能用李比希元素分析仪区分，A符合题意； B．红外光谱仪检测的是化学键和官能团的结构特征，中含有羧基、中含有酯基，信号不完全相同，可以进行区分，B不符合题意； C．核磁共振仪检测的是氢原子的种类，中含有2种氢原子，有2个峰且峰面积之比为3：1，中含有2种氢原子，有2个峰且峰面积之比为1：3，峰的位置不完全相同，C不符合题意； D．X射线衍射仪可以通过衍射图计算分子的键长和键角等分子结构信息，确定分子结构，能够区分，D不符合题意； 故选A。 【变式6-1】下列有关燃烧的说法不正确的是 A．苯和乙炔的混合物质量一定时不管何种比例混合，产生的二氧化碳的量总是一定值 B．区分乙炔和苯可以用燃烧的方法 C．乙烯和乙醇蒸汽的混合物物质的量一定时不管何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的量相等 D．醋酸和丙烯的混合物中氧的质量分数是a，则氢的质量分数是 【答案】B 【详解】A．由于苯和乙炔的最简式都是CH，即苯和乙炔不管何种比例混合，只要混合物质量一定时，则C元素的质量一定，根据质量守恒可知，产生的二氧化碳的量总是一定值，A正确； B．由于苯和乙炔的最简式都是CH，它们H的百分含量相同，燃烧时现象均为明亮火焰、有浓烈的黑烟，故区分乙炔和苯不可以用燃烧的方法，可以用加入酸性高锰酸钾溶液，B错误； C．由反应方程式：C2H4+3O22CO2+2H2O、C2H5OH+3O22CO2+3H2O可知，乙烯和乙醇蒸汽的混合物物质的量一定时不管何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的量相等，C正确； D．已知醋酸的分子式为：C2H4O2，丙烯的分子式为：C3H6，即醋酸和丙烯的混合物中C、H原子个数比为1:2，质量比为6:1，故若混合物中氧的质量分数是a，则氢的质量分数是，D正确； 故答案为：B。 【变式6-2】某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法错误的是 A．由红外光谱可知，A属于芳香烃 B．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 C．由以上信息无法准确确定有机物A分子中所含官能团 D．若A的化学式为C8H8O2，则其结构简式可能为： 【答案】A 【详解】A．由红外光谱可知，分子中含有苯环、C-O-C键、碳氧双键以及C-H键，即A中不仅仅含有碳氢两种元素，故A不属于烃而是属于烃的衍生物，则不属于芳香烃，A错误； B．由核磁共振氢谱可知，图中有4中吸收峰，故该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子，B正确； C．由以上信息只能确定该有机物中的化学键和原子团，分子中含有苯环、C-O-C键、碳氧双键以及C-H键，而无法准确确定有机物A分子中所含官能团，C正确； D．由红外光谱图可知，分子中含有苯环、C-O-C键、碳氧双键以及C-H键，由核磁共振氢谱可知，图中有4中吸收峰，则若A的化学式为C8H8O2，则其结构简式可能为：，D正确； 故答案为：A。 【变式6-3】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4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】BD 【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错误； 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BD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $