2024高中化學(xué)第一章認(rèn)識有機(jī)化合物第四節(jié)研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法作業(yè)含解析新人教版選修5

PAGE5-第四節(jié)探討有機(jī)化合物的一般步驟和方法1.在進(jìn)行蒸餾或分餾試驗(yàn)時(shí)，下列溫度計(jì)的水銀球放置位置正確的是()答案C解析溫度計(jì)的水銀球通常放置在蒸餾燒瓶的支管口處。2.現(xiàn)有三組混合液：①乙酸乙酯和乙酸鈉溶液、②乙醇和水、③溴化鈉和單質(zhì)溴的水溶液，分別以上各混合液的正確方法依次是()A.分液、萃取、蒸餾B.萃取、蒸餾、分液C.分液、蒸餾、萃取D.蒸餾、萃取、分液答案C解析①乙酸乙酯和乙酸鈉溶液分層，采納分液法分別；②乙醇和水混溶，兩者的沸點(diǎn)不同，可采納蒸餾法分別；③溴化鈉不溶于有機(jī)溶劑，溴易溶于有機(jī)溶劑，可采納萃取的方法分別。3.M和N兩種有機(jī)物可以互溶，其有關(guān)性質(zhì)如表所示：密度(20℃)熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解性M0.7137g·cm－3－116.6℃34.5℃不溶于水N0.7893g·cm－3－117.3℃78.5℃與水以隨意比混溶要除去M和N的混合物中的少量M得到N可采納的方法是()A.蒸餾B.重結(jié)晶C.萃取D.加水充分振蕩，分液答案A解析因M、N兩種物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，故可用蒸餾法分別；M、N兩種物質(zhì)，加水充分振蕩，分液后，N與水仍為混合物，故答案選A。4.自然色素的提取往往用到萃取操作，現(xiàn)在有用大量水提取的自然色素，下列溶劑不能用來萃取富集這些自然色素的是()A.石油醚B.丙酮C.乙醇D.乙醚答案C解析萃取劑必需與原溶劑互不相溶，且溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要比在原溶劑中的溶解度大得多；題給四種物質(zhì)中乙醇與水互溶，故不能用作萃取劑。萃取劑的選擇原則(1)萃取劑和溶液中的溶劑要互不相溶，做題時(shí)易忽視水和乙醇是互溶的。(2)溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度。(3)萃取劑不能與要提取的溶質(zhì)反應(yīng)，如裂化汽油中含有烯烴，能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，不能用于萃取溴水中的溴。5.下列有關(guān)苯甲酸重結(jié)晶試驗(yàn)中操作說法正確的是()A.粗苯甲酸加熱溶解后可以干脆趁熱過濾B.趁熱過濾中，為了防止苯甲酸結(jié)晶，可先將漏斗進(jìn)行預(yù)熱C.趁熱過濾后，為了析出更多晶體，熱濾液用冰鹽水充分冷卻，同時(shí)縮短結(jié)晶的時(shí)間D.溫度越低，苯甲酸的溶解度越小，所以溫度越低越有利苯甲酸的重結(jié)晶試驗(yàn)答案B解析A項(xiàng)，粗苯甲酸加熱溶解后，考慮到過濾時(shí)溶液與環(huán)境的溫差較大，易使苯甲酸晶體提前析出，滯留在過濾器中，故需在過濾前適當(dāng)稀釋，不能干脆過濾，A項(xiàng)錯誤；趁熱過濾后，用冰鹽水冷卻形成的結(jié)晶很小，表面積大，吸附的雜質(zhì)多，C項(xiàng)錯誤；重結(jié)晶過程中溫度太低，雜質(zhì)的溶解度也會降低，部分雜質(zhì)也會析出，達(dá)不到提純苯甲酸的目的，D項(xiàng)錯誤。6.下列試驗(yàn)中，所實(shí)行的分別或提純方法與對應(yīng)原理都正確的是()選項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)康姆謩e或提純方法原理A分別溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B除去乙醇中的乙酸加入CaO固體后蒸餾乙酸轉(zhuǎn)化犯難揮發(fā)的乙酸鈣C除去甲烷中的乙烯通過酸性KMnO4溶液洗氣乙烯與酸性KMnO4溶液反應(yīng)D除去苯中的苯酚加入足量濃溴水后過濾溴與苯酚生成三溴苯酚沉淀答案B解析乙醇與水互溶，不能用作萃取劑分別溶于水中的碘，A錯誤；乙酸與CaO反應(yīng)，轉(zhuǎn)化犯難揮發(fā)的乙酸鈣，再通過蒸餾即可得到乙醇，B正確；乙烯會被酸性KMnO4溶液氧化為CO2，使甲烷中混有新的雜質(zhì)CO2，C錯誤；苯酚與溴水反應(yīng)生成的三溴苯酚會溶于苯，無法通過過濾分別二者，D錯誤。7.某有機(jī)物在氧氣中充分燃燒，生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2，下列說法正確的是()A.分子中C、H、O個(gè)數(shù)之比為1∶2∶3B.分子中C、H個(gè)數(shù)之比為1∶4C.分子中不含有氧原子D.此有機(jī)物的最簡式為CH4答案B解析有機(jī)物在氧氣中充分燃燒，生成CO2和H2O，說明該有機(jī)物中肯定含有C、H兩種元素，可能含氧元素。CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2，則C、H原子個(gè)數(shù)之比為1∶(2×2)＝1∶4，A、C錯誤，B正確；因不能確定有機(jī)物中是否有氧元素，所以無法確定其最簡式，D錯誤。8.A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機(jī)化合物。已知A中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.1%，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.82%，那么A的試驗(yàn)式是()A.C5H12O4B.C5H12O3C.C4H10O4D.C5H10O4答案A解析n(C)∶n(H)∶n(O)＝eq\f(44.1%,12)∶eq\f(8.82%,1)∶eq\f(1－44.1%－8.82%,16)≈5∶12∶4。有機(jī)物分子式的確定方法(1)干脆法：有機(jī)物的密度(相對密度)→摩爾質(zhì)量→1mol有機(jī)物中各原子的物質(zhì)的量→分子式。(2)李比希氧化產(chǎn)物汲取法(3)余數(shù)法①用烴的相對分子質(zhì)量除以14，看商數(shù)和余數(shù)。eq\f(MrCxHy,MrCH2)＝eq\f(M,14)＝A…B其中商數(shù)A為烴中的碳原子數(shù)，此法適用于具有特定通式的烴(如烷、烯、炔、苯的同系物等)。②若烴(CxHy)的類別不確定，可用相對分子質(zhì)量M除以12，看商和余數(shù)。即eq\f(M,12)＝x…y，分子式為CxHy，當(dāng)x值減小1時(shí)，y值增大12。9.(原創(chuàng)題)由C、H、O三種元素組成的有機(jī)物的相對分子質(zhì)量介于110到136之間，測得其分子中C、H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為68.85%和4.91%。該有機(jī)物的分子式為()A.C6H6O2B.C8H8O2C.C7H6O2D.C8H6O2答案C解析該有機(jī)物分子中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1－68.85%－4.91%＝26.24%，令該分子中含有n個(gè)氧原子，則由題目要求可知，110<eq\f(16n,26.24%)<136，所以1.8<n<2.23，即n＝2，其相對分子質(zhì)量：M＝eq\f(16×2,26.24%)＝122。所以該有機(jī)物分子中的：N(O)＝2，N(C)＝122×68.85%÷12≈7，N(H)＝122×4.91%÷1≈6，其分子式為C7H6O2，C項(xiàng)正確。10.下列化合物中，其核磁共振氫譜只出現(xiàn)兩組峰且峰面積之比為3∶2的是()答案D解析A項(xiàng)中有機(jī)物有三種氫原子，不正確；B項(xiàng)中有機(jī)物含有兩種氫原子，且這兩種氫原子的個(gè)數(shù)比為3∶1，不正確；C項(xiàng)中有機(jī)物含有兩種氫原子，兩種氫原子的個(gè)數(shù)比為3∶1，不正確；D項(xiàng)中有機(jī)物含有兩種氫原子，且個(gè)數(shù)比為3∶2，正確。故選D。11.為測定某有機(jī)化合物A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下試驗(yàn)：(1)將肯定量的有機(jī)物A置于氧氣中充分燃燒，試驗(yàn)測得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧氣6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則該有機(jī)物的試驗(yàn)式是____________。(2)用質(zhì)譜儀測定該有機(jī)化合物的相對分子質(zhì)量，得到如圖1所示的質(zhì)譜圖，則其相對分子質(zhì)量為________，該物質(zhì)的分子式是________。(3)依據(jù)價(jià)鍵理論，預(yù)料A的可能結(jié)構(gòu)并寫出結(jié)構(gòu)簡式：______________。(4)經(jīng)測定，有機(jī)物A的核磁共振氫譜圖如圖2所示，則A的結(jié)構(gòu)簡式為____________。答案(1)C2H6O(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH解析(1)依據(jù)題意有n(H2O)＝0.3mol，則有n(H)＝0.6mol；n(CO2)＝0.2mol，則有n(C)＝0.2mol。依據(jù)氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3mol＋2×0.2mol－2×eq\f(6.72L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，則N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1，該有機(jī)物的試驗(yàn)式為C2H6O。(2)假設(shè)該有機(jī)物的分子式為(C2H6O)m，由質(zhì)譜圖知其相對分子質(zhì)量為46，則46m＝46，即m＝1，故其分子式為C2H6O。(3)由A的分子式C2H6O可知A為飽和有機(jī)物，推想其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氫譜圖可知，A有3種不同類型的H原子，而CH3OCH3只有1種類型的H原子，故A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH。有機(jī)物結(jié)構(gòu)的確定方法(1)通過價(jià)鍵規(guī)律確定：依據(jù)價(jià)鍵規(guī)律確定某些有機(jī)物只存在一種結(jié)構(gòu)，則可干脆由分子式確定其結(jié)構(gòu)式。如C2H6，依據(jù)碳元素為－4價(jià)，氫元素為＋1價(jià)，碳碳可以干脆連接，可知其只有一種結(jié)構(gòu)：CH3—CH3；同理，由價(jià)鍵規(guī)律，CH4O也只有一種結(jié)構(gòu)：CH3OH。(2)通過定性或定量試驗(yàn)確定：當(dāng)一個(gè)分子式可能