内容正文:
第2节
有机化合物结构的测定
学习目标 重点难点
1.了解研究有机化合物的基本步骤。
2.能进行确定有机化合物分子式的简单计算。
3.能根据官能团的特殊性质确定官能团的存在。
4.知道红外、核磁等现代仪器分析方法在有机化合物分子结构测定中的应用。 重点 1.有机化合物分子式的确定。
2.有机化合物结构式的确定。
难点 有机化合物结构式的确定。
第一课时 有机化合物分子式的确定
目录
新知探究(一)——有机化合物分离、提纯的常用方法
新知探究(二)——有机化合物分子式的确定
课时跟踪检测
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新知探究(一)
有机化合物分离、
提纯的常用方法
从自然界提取或通过人工合成的有机化合物通常含有杂质,需要通过分离、提纯后才能进行结构测定,常见的分离、提纯有机化合物的方法有_____、________和______等。
蒸馏
重结晶
萃取
1.蒸馏
(1)原理:利用沸点差异分离液体混合物。
(2)适用条件:①液态有机物中含有少量杂质;②有机物热稳定性较强;③有机物与杂质的沸点相差较大(一般大于30 ℃)。
(3)实验装置:
(4)注意事项:蒸馏烧瓶底部加垫石棉网;溶液体积约为蒸馏烧瓶体积的~;投放沸石或碎瓷片防暴沸;温度计水银球处于蒸馏烧瓶支管口处;冷凝水下口进上口出。
2.重结晶
3.萃取
(1)萃取的基本原理
(2)分液:将萃取后的两层液体分开的操作。
①主要仪器:
②操作步骤:
液—液萃取:检漏→装液→振荡→静置→分液。
③注意事项:
a.分液时,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。
b.分液时,漏斗下端管口尖嘴部分紧靠烧杯内壁。
c.分液时,下层液体从____口放出,上层液体从____口倒出。
下
上
[典例] (2024·辽宁省名校联盟模拟)下列除杂试剂和方法的选择均正确的是 ( )
选项 物质(杂质) 除杂试剂 方法
A 溴苯(溴) 苯酚 过滤
B 乙酸乙酯(乙酸) NaOH溶液 分液
C CO2(HCl) 浓硫酸 洗气
D 苯甲酸(泥沙,NaCl) 蒸馏水 重结晶
√
[解析] 溴和苯酚的反应产物能溶于溴苯中,除去溴苯中的溴,可用氢氧化钠溶液反复洗涤,并用分液漏斗分离出有机层,故A错误;乙酸乙酯和乙酸均能和氢氧化钠溶液反应,应用饱和碳酸钠溶液,既可以降低乙酸乙酯的溶解,又可以吸收乙酸将其转化为易溶性的盐,再经过分液即可提纯乙酸乙酯,故B错误;二氧化碳和氯化氢都不能与浓硫酸反应,不能使用浓硫酸进行除杂,除去二氧化碳中的氯化氢应用饱和碳酸氢钠溶液洗气,故C错误;苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,可配成热饱和溶液,趁热过滤,降温结晶,为进一步提纯,可采取重结晶的方法,故D正确。
|归纳拓展|分离、提纯方法的选择
①过滤:不溶性的固体和液体。
②蒸馏:沸点相差较大的互溶液体。
③分液:互不相溶的液体。
④重结晶:溶解度受温度影响较大的固体混合物。
⑤蒸发:提纯溶解度随温度变化较小的溶质。
⑥萃取:利用溶解性差异提取溶液中的溶质。
1.下列有机物的分离提纯方法正确的是 ( )
A.除去乙醇中的水:加入少量金属钠
B.除去苯中的苯酚:加入NaOH溶液中,再分液
C.除去苯中的溴苯:分液法
D.除去甲烷中的乙烯:通入酸性KMnO4溶液
[题点多维训练]
√
解析:金属钠与水和乙醇都反应,不能使用金属钠除去乙醇中的水,A错误;苯酚与NaOH溶液反应生成苯酚钠可溶于水,反应后的混合液可通过分液的方法分离,B正确;苯与溴苯是互溶的两种液体,二者不能分层,无法采用分液法分离,C错误;乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,从而产生新的杂质气体,D错误。
2.咖啡因是弱碱性化合物,易溶于氯仿、乙醇、丙酮及热苯等,微溶于水、石油醚。含有结晶水的咖啡因是无色针状晶体,味苦,在100 ℃ 时失去结晶水并开始升华,120 ℃时升华相当显著,178 ℃时升华很快。咖啡
因的结构式为 ,实验室可通过下列简单方法从茶叶中提取咖啡因:
在步骤1中加入乙醇进行浸泡,过滤得到提取液,步骤2、3、4所进行的操作或方法分别是( )
√
A.加热、结晶(或蒸发)、升华
B.过滤、洗涤、干燥
C.萃取、分液、升华
D.加热、蒸馏、蒸馏
解析:在步骤1中加入了乙醇,要分离咖啡因和乙醇,可进行加热得到浓缩液再结晶(或蒸发)得到粗产品,因咖啡因易升华,为进一步得到较为纯净的咖啡因,可进行升华,故选A。
3.选择下列实验方法分离、提纯物质,将分离、提纯方法的字母填在横线上。
A.萃取 B.重结晶 C.分液 D.蒸馏 E.过滤 F.洗气
(1)分离水和汽油的混合物:____。
C
解析:水与汽油分层。
(2)分离四氯化碳 (沸点为76.75 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃)的混合物:___。
(3)提取碘水中的碘:______。
D
AD
解析: (2)四氯化碳和甲苯互溶,但沸点差异较大。
(3)碘易溶于有机溶剂,萃取后通过蒸馏分离提取。
(4)除去混在乙烷中的乙烯:___。
(5)从硝酸钾和氯化钠的混合物中获得硝酸钾:____。
F
B
解析: (4)乙烯能与溴水中的Br2反应,而乙烷不能。
(5)硝酸钾和氯化钠的溶解度随温度的变化不同。
新知探究(二)
有机化合物分子式的确定
1.有机化合物结构的测定
(1)核心步骤:测定有机化合物结构的方法很多,归根结底都是依据它们自身所具有的物理性质或化学性质来进行测定的,其核心步骤是确定其________以及检测分子所含的_______及其在碳骨架上的位置。
分子式
官能团
(2)测定流程(如图所示)
元素组成
2.有机化合物元素组成的测定
(1)碳、氢元素质量分数的测定——燃烧分析法
(2)氮元素质量分数的测定
(3)卤素质量分数的测定
(4)氧元素质量分数的计算
3.有机物相对分子质量的测定
(1)通过实验,根据有关数据求算相对分子质量。
(2)有机物的相对分子质量一般用________进行测定。
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。
质谱仪
如某含碳、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____。
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[典例] (2025·宜春市铜鼓中学月考)化学上常用燃烧法确定有机物组成,这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。图中所列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。(每一组仪器只能使用一次)
回答下列问题:
(1)产生的氧气按从左到右流向,所选择的装置各导管的连接顺序是___________________。
g→f,e→h,i→c,d→a
[解析] 产生氧气中含有水,应经过干燥后才可与有机物反应,生成二氧化碳和水,用无水氯化钙吸收水,用NaOH吸收二氧化碳,整套装置为D→C→E→B→A,各导管接口顺序为g→f,e→h,i→c,d→a;
(2)C装置中浓硫酸的作用是____________________________。
吸收水分,得到干燥纯净的O2
[解析] (2)C中浓H2SO4作用是吸收水分,得到干燥纯净的O2;
(3)燃烧管中氧化铜的作用是将不完全燃烧产生的一氧化碳转化成二氧化碳,确保有机物中的碳全部被氧化为二氧化碳;
(3)E装置中CuO的作用是__________________________________
______。
确保有机物中的碳全部被氧化为二氧
化碳
(4)若准确称取4.4 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,A管质量增加11.0 g,B管质量增加5.4 g,则该有机物的最简式为_________。
C5H12O
[解析] m(CO2)=11.0 g,n(CO2)===0.25 mol,
m(H2O)=5.4 g,则n(H2O)===0.3 mol,则m(C)+m(H)=12×0.25+0.3×2×1=3.6 g,剩余4.4 g-3.6 g=0.8 g,
故n(O)==0.05 mol,所以该有机物的最简式为C∶H∶O=0.25∶(0.3×2)∶0.05=5∶12∶1,即C5H12O;
(5)要确定该有机物的分子式,_____ (填“是”或“不”)需要测定其他数据,若能确定其分子式,写出其分子式________。
不
C5H12O
[解析] 因最简式中氢原子数已达饱和,故C5H12O就是其分子式,不需要测定其他数据。
|思维建模|确定有机化合物分子式的一般流程
1.证明某有机化合物属于烃的含氧衍生物,应完成的实验内容是 ( )
A.只需验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
B.只需测定其完全燃烧后产物中H2O和CO2的物质的量的比值
C.测定完全燃烧时消耗的有机化合物与生成的CO2、H2O的物质的量之比
D.测定该有机化合物的质量及其完全燃烧后生成的CO2和H2O的质量
[题点多维训练]
√
解析:A项只能证明有机化合物中含C、H,错误;B项只能确定分子式中C、H原子个数比,错误;C项只能确定分子式中C、H的原子个数,错误;D项,测定该有机化合物的质量及其完全燃烧后生成的CO2和H2O的质量,可以确定一定质量的有机化合物中含有的C、H的质量,根据质量守恒可以确定有机化合物中是否含有O,正确。
2.燃烧3 g某有机化合物生成0.1 mol CO2和1.8 g H2O,该有机化合物的蒸气对H2的相对密度为30,则该有机物的化学式为 ( )
A.C2H4 B.C3H8O2
C.C2H6O D.C2H4O2
√
解析:由有机化合物完全燃烧生成CO2和H2O知,该有机化合物肯定含C、H,可能含有O,由该有机化合物的蒸气对H2的相对密度为30可得,该化合物的相对分子质量为2×30=60;那么3 g该有机化合物的物质
的量为0.05 mol,含碳元素的物质的量为0.1 mol,碳元素的质量=0.1 mol×12 g·mol-1=1.2 g,氢元素的质量=1.8 g×=0.2 g,碳、氢元素总质量为1.2+0.2=1.4 g,所以肯定含O元素且氧元素的质量=3 g-0.2 g-1.2 g=1.6 g,氧元素的物质的量==0.1 mol,所以该有机化合物含碳原子的个数是=2,含氢原子的个数是=4,含氧原子的个数是=2,则该物质的化学式为C2H4O2。
3.某烃蒸气折合成标准状况下的密度为3.215 g·L-1,现取3.6 g该烃完全燃烧,将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重
5.4 g,碱石灰增重11 g。求该烃的分子式,写出计算过程。
答案:该烃的摩尔质量为M=3.215 g·L-1×22.4 L·mol-1≈72 g·mol-1,则3.6 g该烃的物质的量为0.05 mol。该烃的燃烧产物中:
n(C)=n(CO2)==0.25 mol,n(H)=2n(H2O)=×2=
0.6 mol,n(烃)∶n(C)∶n(H)=0.05 mol∶0.25 mol∶0.6 mol=1∶5∶12,
此时碳原子全部饱和,所以,该烃的分子式为C5H12。
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1. 为确定有机物的分子式,通常需要的实验内容是 ( )
①X射线衍射分析;②质谱分析;③红外光谱分析;
④1H核磁共振谱分析;⑤元素分析
A.①② B.②③ C.③④ D.②⑤
一、选择题
解析:为确定有机物的分子式应用元素分析法得到有机物的实验式,用质谱分析法得到有机物的相对分子质量,从而得到有机物的分子式。
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2.某烃充分燃烧产生22.4 L CO2(标准状况)和9 g H2O,则该烃的实验式为 ( )
A.CH B.CH2
C.CH3 D.CH4
解析:n(CO2)==1 mol,n(H2O)==0.5 mol,则n(C)∶n(H)=1∶1,即该烃分子的实验式为CH。
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3.关于粗苯甲酸(含有少量氯化钠和泥沙)的分离提纯实验,下列说法错误的是 ( )
A.苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高变化不大
B.将热饱和溶液趁热过滤的目的是除去泥沙,并减少苯甲酸的损失
C.将滤液冷却结晶后再过滤,可以除去氯化钠
D.如需进一步提纯产品,可以再次配成热饱和溶液,趁热过滤并降温结晶
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解析:苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高而增大,氯化钠的溶解度受温度影响不大,A错误;苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高而增大,泥沙不溶于水,将热饱和溶液趁热过滤的目的是除去泥沙,并减少苯甲酸的损失,B正确;将滤液冷却结晶后再过滤,可以除去氯化钠,氯化钠残留在滤液中,C正确;苯甲酸中可能混有少量氯化钠,如需进一步提纯产品,可以再次配成热饱和溶液,趁热过滤并降温结晶,D正确。
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4.某有机化合物在氧气中充分燃烧,生成水蒸气和CO2的物质的量之比为1∶1,由此得出的结论是 ( )
A.该有机化合物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3
B.该有机化合物分子中C、H原子个数比为1∶2
C.该有机化合物中必定含有氧元素
D.该有机化合物中一定不含氧元素
解析:因生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1,则n(C)∶n(H)=1∶(1×2)=1∶2,不能判断题述有机物中是否含有氧元素。
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5.正丁醛经催化加氢可制备正丁醇。为提纯含少量正丁醛杂质的正丁醇,现设计如下路线:
已知:①正丁醛与饱和NaHSO3溶液反应可生成沉淀;②乙醚的沸点是34.5 ℃,微溶于水,与正丁醇互溶;③正丁醇的沸点是118 ℃。则操作1~4分别是( )
A.萃取、过滤、蒸馏、蒸馏 B.过滤、分液、蒸馏、萃取
C.过滤、蒸馏、过滤、蒸馏 D.过滤、分液、过滤、蒸馏
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解析:正丁醛与饱和NaHSO3溶液反应生成沉淀,且经操作1可得到滤液,故操作1为过滤;操作2是分液;加固体干燥剂后,要把干燥剂分离出来,故操作3为过滤;由乙醚与正丁醇的沸点相差较大可知,操作4为蒸馏。
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6.A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知:A中碳元素的质量分数为44.1%,氢元素的质量分数为8.82%。那么A的实验式是 ( )
A.C5H12O4 B.C5H12O3
C.C4H10O4 D.C5H10O4
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解析:由于A中碳元素的质量分数为44.1%,氢元素的质量分数为8.82%,故A中氧元素的质量分数为1-44.1%-8.82%=47.08%。由此可算出N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶≈5∶12∶4,故该有机化合物的实验式为C5H12O4,A正确。
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7.某烃中碳和氢的质量比是24∶5,该烃在标准状况下的密度是2.59 g·L-1,其分子式为 ( )
A.C2H6 B.C4H10
C.C5H8 D.C7H8
解析:该烃中N(C)∶N(H)=∶=2∶5,则其实验式为C2H5,M=ρVm=2.59 g·L-1×22.4 L·mol-1≈58 g·mol-1,故其分子式为C4H10。
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8.某气态化合物X含C、H、O三种元素,现已知下列条件:①X中C的质量分数;②X中H的质量分数;③X在标准状况下的体积;④X对氢气的相对密度;⑤X的质量。欲确定化合物X的分子式,所需的最少条件是 ( )
A.①②④ B.②③④
C.①③⑤ D.①②
解析:确定X的分子式应知道X的相对分子质量,条件④可以求出X的相对分子质量;确定X分子中C、H、O的原子个数时,至少应知道X中两种元素的质量分数,①和②能满足要求。所以最少的条件为①②④。
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9.(2024·山东卷)我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中,下列叙述错误的是( )
A.通过萃取法可获得含青蒿素的提取液
B.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构
C.通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量
D.通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团
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解析:某些植物中含有青蒿素,可以通过用有机溶剂浸泡的方法将其中所含的青蒿素浸取出来,这种方法叫做萃取,固液分离后可以获得含青蒿素的提取液,A正确;晶体中结构粒子的排列是有规律的,通过X射线衍射实验可以得到晶体的衍射图,通过分析晶体的衍射图可以判断晶体的结构特征,故X射线衍射可测定青蒿素晶体结构,B正确;通过核磁共振谱可推测青蒿素分子中不同化学环境的氢原子的种数及其数目之比,但不能测定青蒿素的相对分子质量,要测定青蒿素的相对分子质量应该用质谱法,C错误;红外光谱可推测有机物分子中含有的官能团和化学键,故通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团,D正确。
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10.要测定某有机化合物的元素种类和分子式,下列说法错误的是 ( )
A.在氧气流中燃烧,通过测定生成的CO2和H2O的质量确定碳、氢元素的含量
B.在CO2气流中与CuO反应,通过测定生成N2的体积确定氮元素的含量
C.与AgNO3溶液反应,通过测定生成卤化物沉淀的种类和质量确定卤素的含量
D.若碳、氢、氮元素及卤素的质量分数总和小于100%,其差值一般为氧元素的质量分数
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解析:测定碳、氢元素的含量最常用的方法是燃烧分析法,将样品置于氧气流中燃烧,分别用吸水剂和碱液吸收生成的H2O和CO2,称重计算二者的质量,从而计算样品中碳、氢元素的含量,A正确;测定氮元素的含量一般将样品通入CO2气流中,在CuO的作用下生成N2,反应中可能生成氮的氧化物,Cu可将它们还原为N2,通过测定N2的总体积,从而计算样品中氮元素的含量,B正确;测定卤素的含量,一般将有机化合物与发烟硝酸和固体硝酸银一同放入密闭体系中加热,卤素原子转变为
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卤素离子并生成卤化银沉淀,通过测定卤化银的种类和质量,计算样品中卤素的含量,C错误;得知碳、氢、氮、卤素等元素的质量分数后,若总和小于100%,其差值一般就是氧元素的质量分数,D正确。
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11.绿原酸具有抗病毒、降血压、抗氧化等作用。利用乙醚、95%乙醇浸泡杜仲干叶,得到提取液,进一步提取绿原酸的流程如下:
已知:常温下,绿原酸难溶于水,易溶于乙醚等有机溶剂。
下列说法错误的是( )
A.从“提取液”获取“有机层”的操作为萃取、分液
B.减压蒸馏时选用球形冷凝管
C.过滤时所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
D.绿原酸粗产品可通过重结晶的方法提纯
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解析:由流程图可知,乙酸乙酯作萃取剂,相关实验操作为萃取、分液,A正确;减压蒸馏时若选用球形冷凝管,会有一部分馏分经冷凝后滞留在冷凝管中而不能进入接收器中,B错误;过滤时所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;常温下绿原酸难溶于水,易溶于有机溶剂,可利用重结晶的方法进一步提纯,D正确。
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二、非选择题
12.(9分)(2025·唐县第一中学月考)有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为148 ℃。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,具体实验过程如下:
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步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图所示,仪器a的名称是__________,图中虚线框内应选用右侧的_________(填“仪器x”或“仪器y”),该仪器使用时冷水从
_____进。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
蒸馏烧瓶
仪器y
下口
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解析:由蒸馏装置构造可知,图中a为蒸馏烧瓶,蒸发逸出的气态物质需要冷凝,但球形冷凝管有凹槽,会使部分冷凝液存留在凹槽中,冷凝效果变差,并且球形冷凝管常用于冷凝回流蒸气,不适于蒸馏装置中冷却蒸发逸出的气态物质,所以虚线框内应选用右侧的直形冷凝管,即仪器y,为了增强冷凝效果,冷凝管中冷却水从下口通入;
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(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为_________。
C2H4O
解析:①有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,则氧的质量分数为1-54.5%-9.1%=36.4%,则有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)=∶∶≈2∶4∶1,所以实验式为C2H4O;
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②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为____,分子式为_________。
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C4H8O2
解析:M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,即有机物M的相对分子质量为44×2=88,有机物M的实验式为C2H4O,式量为44,则M的分子式为(C2H4O)2,即M的分子式为C4H8O2。
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13.(8分)将3.00 g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
吸水剂 CO2吸收剂
实验前质量/g 20.00 26.48
实验后质量/g 21.08 30.00
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请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为______mol。
0.06
解析:根据表格中的数据,吸水剂增加的质量全部为有机物完全燃烧生成水的质量,则生成水的物质的量n(H2O)===0.06 mol。
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(2)写出该有机物的分子式(写出计算过程)。
答案:C4H6O6 由题意得n(H)=0.06 mol×2=0.12 mol,
n(C)==0.08 mol,
n(O)==0.12 mol,则最简式为C2H3O3,由相对分子质量为150,则可以得到该有机物的分子式为C4H6O6。
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14.(12分)(2025·昆明市嵩明县期中联考)化学上研究有机化合物一般先进行分离提纯,再测定有机物的组成和结构。
(1)青蒿素为无色针状晶体,熔点为156 ℃沸点389.9 ℃,热稳定性差。易溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯等有机溶剂。
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①操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器有:______、烧杯、玻璃棒。
漏斗
解析:用乙醚提取青蒿素:对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,对粗品重结晶可得精品;
①操作Ⅰ为过滤,需要的玻璃仪器主要有:漏斗、烧杯、玻璃棒;
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②操作Ⅱ的名称是______。
③操作Ⅲ的步骤是蒸发浓缩、趁热过滤、__________、过滤、洗涤、干燥。
蒸馏
冷却结晶
解析: ②根据分析可知,操作Ⅱ的名称是蒸馏;③对粗品进行重结晶可获得精品,操作过程为蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
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(2)实验室常用燃烧法确定有机物的组成。如图2所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置,这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。
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回答下列问题:
①A装置中发生反应的化学方程式为______________________。
2H2O2
2H2O+O2↑
解析:用燃烧法确定有机物组成的实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量,来确定是否含氧及C、H、O的个数比,求出最简式,因此生成O2后必须除杂(主要是除H2O)。明确各装置的作用是解题的前提,A用来制取反应所需的氧气、B用来干燥
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氧气、C是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品、D用来吸收产生的水、E用来吸收产生的二氧化碳;根据一氧化碳能与氧化铜反应,可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2;确定物质的化学式可借助元素的质量守恒进行解答;
①A装置中分液漏斗盛放的物质是过氧化氢,化学方程式为2H2O2
2H2O+O2↑;
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②C装置中CuO的作用是__________________。
使CO转化为CO2
解析: ② CuO的作用是使CO转化为CO2;
③若准确称取1.20 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,D管质量增加0.72 g,E管质量增加1.76 g,该有机物的质荷比如图3所示,则该有机物的分子式为_________。
C2H4O2
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解析: ③ E管质量增加1.76 g说明生成了1.76 g二氧化碳,可得碳元素的质量:1.76 g×=0.48 g;D管质量增加0.72 g说明生成了0.72 g水,可得氢元素的质量:0.72 g×=0.08 g,可推出含氧元素的质量为1.2 g-0.48 g-0.08 g=0.64 g,设该有机物的分子式为CXHYOZ,则12X∶Y∶16Z=0.48∶0.08∶0.64,故X∶Y∶Z=1∶2∶1,故该有机物的最简式为CH2O,由该有机物的质荷比图可知,该有机物的相对分子质量为60,则该有机物的分子式C2H4O2;
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④该核磁共振氢谱中有2种峰且峰面积比为3∶1,则该分子可能为
_________________(填化学名称)。
乙酸或甲酸甲酯
解析:该有机物的不饱和度为1,核磁共振氢谱中有2种峰且峰面积比为3∶1,其结构简式可能为CH3COOH或CH3OOCH,则该分子可能为乙酸或甲酸甲酯;
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⑤该实验装置可能会产生误差,造成测定含氧量偏低,改进方法是:
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在E后边接上一个盛有碱石灰的干燥管
解析:E可吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,使得C的含量偏高,故需要在E后边接上一个盛有碱石灰的干燥管。
本课结束
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