資源簡介

第二節　研究有機化合物的一般方法
第1課時　分離、提純
◆ 學習任務一　蒸餾
1.為提純下列物質(括號內為雜質),選用的試劑和分離方法都正確的是 (　)
物質 試劑 分離方法
① 乙烷(乙烯) 酸性高錳酸鉀溶液 洗氣
② 乙酸乙酯(乙酸) NaOH溶液 分液
③ 乙醇(乙酸) 生石灰 蒸餾
④ HBr(Br2) 四氯化碳 洗氣
　　　　　　　　　　　　　　　
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
2.(1)如圖所示是一套蒸餾裝置圖,圖中存在的錯誤有　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若用蒸餾的方法分離甘油(沸點為290 ℃)和水的混合物,被蒸餾出來的物質是　　　　。
(3)若用蒸餾的方法分離出CCl4(沸點為77 ℃)中含有的乙醚(CH3CH2OCH2CH3,沸點為34.5 ℃),應控制溫度在　　　　。
◆ 學習任務二　萃取和分液
3.[2024·山東新泰一中月考] 下列各項操作錯誤的是 (　)
A.用乙醇萃取溴水中的溴單質的操作可選用分液漏斗
B.進行分液時,分液漏斗中的下層液體從下口放出,上層液體則從上口倒出
C.萃取、分液前需對分液漏斗進行檢漏
D.為保證分液漏斗內的液體順利流出,可將上口的塞子拿下
4.已知青蒿素在水中的溶解度較小,在乙醚等有機溶劑中的溶解度較大。下列物質提純或分離所采用的方法最合適的是 (　)
A.用萃取法提取青蒿中的青蒿素
B.用蒸餾法分離苯和水
C.用萃取法除去工業乙醇中的甲醇
D.用過濾法分離CH2Cl2和CHCl3
5.下列關于萃取操作的敘述正確的是 (　)
A.把混合液體轉移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如圖所示用力振蕩
B.振蕩幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣
C.經幾次振蕩并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層
D.分液時,需先將上口的玻璃塞打開,再打開活塞
◆ 學習任務三　重結晶
6.關于苯甲酸的重結晶實驗,其結論或解釋錯誤的是 (　)
選項 實驗步驟 實驗現象 結論或解釋
A 　常溫溶解 　苯甲酸幾乎不溶 　常溫下苯甲酸在水中溶解度較小
B 　加熱溶解 　苯甲酸完全溶解 　升高溫度,苯甲酸在水中的溶解度增大
C 　趁熱過濾 　過濾時伴有晶體析出 　此晶體為雜質
D 　冷卻結晶后,濾出晶體 　針狀晶體 　針狀晶體為苯甲酸
7.[2023·浙江6月選考] 苯甲酸是一種常用的食品防腐劑。某實驗小組設計粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提純方案如下:
粗苯甲酸懸濁液濾液 苯甲酸
下列說法不正確的是 (　)
A.操作Ⅰ中依據苯甲酸的溶解度估算加水量
B.操作Ⅱ趁熱過濾的目的是除去泥沙和NaCl
C.操作Ⅲ緩慢冷卻結晶可減少雜質被包裹
D.操作Ⅳ可用冷水洗滌晶體
8.[2024·湖南永州一中月考] 從海帶中提取精品甘露醇(C6H14O6)的流程如圖所示。已知甘露醇是一種糖醇,易溶于水,且溶解度隨溫度的升高而增大,隨乙醇的含量增大而驟減,高于165 ℃時易分解。下列說法錯誤的是 (　)
A.濃縮和過濾操作都要用到玻璃棒,但作用不同
B.預處理時將海帶灼燒成海帶灰后再用水浸泡,可提高甘露醇的提取效率
C.操作①是降溫冷卻,粗品甘露醇經重結晶后可得精品
D.濃縮液中所加入的乙醇濃度越大越好,整個流程中乙醇可循環利用
9.[2024·陜西堯山中學開學考] 實驗室可由苯甲酸和正丙醇制得苯甲酸正丙酯,其反應原理如下:
++H2O
制備苯甲酸正丙酯的反應裝置示意圖(部分夾持及加熱裝置略去)和有關數據如下:
物質 相對分子質量 密度/(g·cm-3) 沸點/℃ 水溶性
苯甲酸 122 1.266 249 微溶
正丙醇 60 0.804 97 易溶
苯甲酸正丙酯 164 1.026 229.5 難溶
實驗步驟:
步驟Ⅰ:在圖甲三頸燒瓶中加入6.1 g苯甲酸、20 mL正丙醇和10 mL濃硫酸,再加入幾粒沸石。
步驟Ⅱ:加熱至70 ℃左右保持恒溫0.5 h。
步驟Ⅲ:將圖甲的三頸燒瓶中的液體進行如下操作得到粗產品。
步驟Ⅳ:將粗產品用圖乙所示裝置進行精制,得產品5.33 g。
回答下列問題:
(1)在步驟Ⅰ中,加入三種試劑的先后順序一定錯誤的是　　　　(填字母)。
A.正丙醇、苯甲酸、濃硫酸
B.正丙醇、濃硫酸、苯甲酸
C.濃硫酸、正丙醇、苯甲酸
(2)步驟Ⅱ中的加熱方式為　　　　　　　　　　。
(3)步驟Ⅲ中第一次水洗的主要目的是　　　　　　　　　　　　;操作a的名稱為　　　　;實驗中加入適量無水氯化鈣的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　;操作b所用到的玻璃儀器除燒杯、漏斗外,還有　　　　　(填儀器名稱)。
(4)步驟Ⅳ操作在圖乙裝置中進行,儀器B的名稱為　　　　　;應收集　　　 ℃的餾分;圖乙中有一處明顯錯誤,正確的應該為　　　　　　　　　　。
(5)本實驗的產率為　　　　。
第二節　研究有機化合物的一般方法
第1課時　分離、提純
1.D　[解析] 乙烯與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化反應生成二氧化碳,引入新的雜質,故①錯誤;NaOH溶液易使乙酸乙酯發生水解,故②錯誤;生石灰與乙酸反應生成離子化合物醋酸鈣和水,生石灰又可吸水生成氫氧化鈣,然后蒸餾可得乙醇,故③正確;四氯化碳能吸收Br2且不與HBr反應,則通過盛有四氯化碳的洗氣瓶洗氣可除雜,故④正確。
2.(1)溫度計位置錯誤;冷凝管進出水方向不對;沒有加碎瓷片
(2)水　(3)34.5 ℃
[解析] (1)題圖中蒸餾裝置的錯誤有溫度計水銀球未在蒸餾燒瓶的支管口處;冷凝管的冷卻水未下進上出;沒有加碎瓷片。(2)水的沸點低于甘油,故被蒸餾出來的物質為水。(3)乙醚的沸點為34.5 ℃,故應控制溫度為34.5 ℃。
3.A　[解析] 乙醇與水混溶,不能用作萃取劑,應用苯或四氯化碳等,A錯誤;進行分液時,分液漏斗中的下層液體從下口放出,上層液體則從上口倒出,B正確;萃取、分液前需對分液漏斗進行檢漏,C正確;為保證分液漏斗內的液體順利流出,可將上口的塞子拿下,D正確。
4.A　[解析] 青蒿素在水中的溶解度較小,在乙醚等有機溶劑中的溶解度較大,可以用乙醚采用固-液萃取法提取青蒿中的青蒿素,故A正確;苯和水不互溶,可以用分液的方法分離苯和水,故B錯誤;乙醇和甲醇互溶,不能用萃取法分離混合物,故C錯誤; CH2Cl2和CHCl3都是液體,不能用過濾法分離,應該用蒸餾法分離CH2Cl2和CHCl3,故D錯誤。
5.D　[解析] 為使液體混合均勻,兩手分別頂住玻璃塞和活塞,把分液漏斗倒轉過來,振蕩;振蕩幾次后需打開活塞放氣;液體混合均勻后將分液漏斗放在鐵架臺上靜置待液體分層;分液時將分液漏斗上口的玻璃塞打開,再打開活塞,待下層液體完全流盡時,關閉活塞后再從上口倒出上層液體。
6.C　[解析] 常溫下,苯甲酸在水中的溶解度較小,所以常溫溶解時,苯甲酸幾乎不溶解,A正確;由加熱條件下苯甲酸完全溶解,可知苯甲酸在水中的溶解度隨溫度的升高而增大,B正確;過濾時,漏斗的溫度低,所以與漏斗接觸的溶液的溫度降低,析出苯甲酸,即過濾時析出的晶體為苯甲酸,C錯誤;冷卻苯甲酸的濃溶液,會析出苯甲酸晶體,所以冷卻結晶時,溶液中析出的針狀晶體是苯甲酸,D正確。
7.B　[解析] 苯甲酸微溶于冷水,可溶于熱水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化鈉,加水、加熱溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,從而形成懸濁液;趁熱過濾出泥沙,同時防止苯甲酸結晶析出;將濾液冷卻結晶,大部分苯甲酸結晶析出,氯化鈉仍留在母液中;過濾、用少量冷水洗滌,便可得到純凈的苯甲酸。操作Ⅰ中,為減少能耗、減少苯甲酸的溶解損失,溶解所用水的量需加以控制,可依據苯甲酸的大致含量、溶解度等估算加水量,A正確;操作Ⅱ趁熱過濾的目的是除去泥沙,同時防止苯甲酸結晶析出,NaCl含量少,通常不結晶析出,B不正確;操作Ⅲ緩慢冷卻結晶,可形成較大的苯甲酸晶體顆粒,同時可減少雜質被包裹在晶體顆粒內部,C正確;苯甲酸微溶于冷水,可溶于熱水,所以操作Ⅳ可用少量冷水洗滌晶體,既可去除晶體表面吸附的雜質離子,又能減少溶解損失,D正確。
8.B　[解析] 從海帶中提取精品甘露醇的流程:向50 g剪碎海帶中加入100 mL水浸泡得到濁液,過濾除去不溶物得到含有甘露醇的溶液,調節溶液pH=6~7得到中性提取液,將提取液加熱濃縮得到濃縮液,再向濃縮液中加入2倍量的乙醇,攪拌、降溫冷卻、過濾得到粗品甘露醇,最后經過重結晶獲得精品甘露醇,以此分析解答。濃縮過程中玻璃棒的作用為攪拌,過濾操作中玻璃棒的作用為引流,兩個操作中玻璃棒的作用不同,故A正確;甘露醇為有機醇類物質,灼燒后發生燃燒反應,無法提取精品甘露醇,所以不能將海帶灼燒成海帶灰,故B錯誤;甘露醇易溶于水,且溶解度隨溫度的升高而增大,降低溫度后甘露醇析出,則操作①是降溫冷卻,過濾后得到粗品甘露醇,利用甘露醇在水中溶解度隨溫度變化差異進行重結晶可得到精品甘露醇,故C正確;甘露醇的溶解度隨乙醇的含量增大而驟減,向濃縮液中加入乙醇可使甘露醇析出,則增大乙醇濃度能夠提高甘露醇的析出率,操作①過濾后得到溶劑乙醇和水,所以乙醇可循環利用,故D正確。
9.(1)C　(2)水浴加熱
(3)洗去硫酸和未反應完的正丙醇　分液　作干燥劑,除去有機層中的水分　玻璃棒
(4)直形冷凝管　229.5　將溫度計置于蒸餾燒瓶支管口處
(5)65%
[解析] 向三頸燒瓶中加入苯甲酸、正丙醇和濃硫酸,再加入幾粒沸石,水浴加熱至70 °C左右,冷凝回流,保持恒溫0.5 h,反應生成苯甲酸正丙酯,液體混合物洗滌、分液(操作a),有機層加無水氯化鈣,過濾(操作b)得苯甲酸正丙酯粗品。
(1)濃硫酸和正丙醇、苯甲酸混合放熱,濃硫酸密度大,為防止液體飛濺,不能最先加濃硫酸,故選C。(2)步驟Ⅱ加熱至70 ℃并恒溫,加熱方式為水浴加熱。(3)步驟Ⅲ中第一次水洗的主要目的是洗去硫酸和未反應完的正丙醇;操作a的名稱為分液;實驗中加入適量無水氯化鈣的目的是作干燥劑,除去有機層中的水分;操作b為過濾,所用到的玻璃儀器除燒杯、漏斗外,還有玻璃棒。(4)儀器B的名稱為直形冷凝管;苯甲酸正丙酯的沸點為229.5 ℃,應收集229.5 ℃的餾分;圖乙中有一處明顯錯誤,溫度計插入了液面以下,正確的應該為將溫度計置于蒸餾燒瓶支管口處。(5)苯甲酸的物質的量為=0.05 mol,正丙醇的物質的量為=0.268 mol,正丙醇過量,根據化學方程式,理論得到苯甲酸正丙酯的物質的量為0.05 mol,故本實驗的產率為×100%=65%。第二節　研究有機化合物的一般方法
第2課時　有機化合物實驗式、分子式及分子結構的確定
◆ 學習任務一　確定實驗式
　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列有關說法錯誤的是 (　)
A.李比希法是定量研究有機化合物中元素組成的方法
B.元素分析儀可用于分析有機化合物中的元素組成
C.利用李比希法可以確定有機化合物分子的最簡式
D.元素定量分析可以確定未知物的分子式
2.某有機物在氧氣中充分燃燒,生成等物質的量的水和二氧化碳,則下列說法正確的是 (　)
A.有機物分子中的C、H、O的個數比一定為1∶2∶3
B.該有機物不是丙烯
C.該有機物的相對分子質量是14
D.該有機物可能是甲醛(結構簡式為HCHO)
3.[2024·湖北武漢經開一中期中] 某化學小組同學利用如圖所示裝置測定有機化合物中C、H、O元素的質量比,將質量為m g的CxHyOz樣品放入石英管中加熱使其充分反應,實驗結束后,U形管c、d的質量分別增加m1 g、m2 g。
下列說法錯誤的是 (　)
A.開始實驗時,依次點燃酒精噴燈b、a
B.實驗測得C、H元素的質量比為27m2∶22m1
C.若調換裝置c和d,則無法達到實驗目的
D.若加熱前未先通入一段時間氧氣會導致測得氧元素的質量分數偏小
◆ 學習任務二　確定分子式
4.某氣態有機化合物X含C、H、O三種元素,已知下列條件,現欲確定X的分子式,至少需要的條件是 (　)
①X中所含碳元素的質量分數
②X中所含氫元素的質量分數
③X在標準狀況下的體積
④X的相對分子質量
⑤X的質量
A.①② B.①②④
C.①②⑤ D.③④⑤
5.為了測定有機物M的分子式,取4.6 g M與4.8 g O2置于一密閉容器中燃燒,定性實驗表明產物是CO2、CO和水蒸氣,測得的有關數據如下(箭頭表示氣流的方向,實驗前系統內的空氣已排盡),該有機物M的分子式可能為 (　)
A.C4H8O B.C2H4O2
C.C3H8O3 D.CH2O
6.有機化合物X為烴的含氧衍生物,其蒸氣相對氫氣的密度為29,取5.8 g該有機化合物在氧氣中完全燃燒,將產物依次通過濃硫酸和堿石灰,二者質量分別增加5.4 g和13.2 g。則該有機化合物的分子式是 (　)
A.C3H6O B.C2H2O2
C.C2H6O2 D.C4H10
7.麻黃素有平喘作用,我國藥物學家從中藥麻黃中提取麻黃素作為平喘藥。某實驗興趣小組用李比希法、現代儀器等測定麻黃素的分子式,測得含C、H、O、N四種元素中的若干種,其中含氮8.48%;同時將5.0 g麻黃素完全燃燒可得13.335 g CO2,4.09 g H2O,據此,判斷麻黃素的分子式為 (　)
A.C2H3NO B.C10H15N2 C.C10H15NO D.C15H15N2O
◆ 學習任務三　確定分子結構
8.我國科學家通過下列哪種方法最終測定了青蒿素的分子結構 (　)
A.X射線衍射 B.紅外光譜
C.核磁共振氫譜 D.質譜法
9.[2024·河北石家莊二中月考] 現代分析儀器對有機物M的分子結構(無不飽和鍵,無環狀結構)進行測定,相關結果如下:
下列有關M的說法不正確的是 (　)
A.根據圖甲信息,M的相對分子質量應為74
B.根據圖甲、圖乙信息,推測M的分子式是C4H10O
C.根據圖甲、圖乙、圖丙信息,可確定M是
D.根據圖甲、圖乙、圖丙信息,M分子內有三種化學環境不同的H,個數比為6∶3∶1
10.化合物R經李比希法和質譜法分析得知其相對分子質量為136,分子式為C8H8O2。R的核磁共振氫譜有4組峰且峰面積之比為1∶2∶2∶3,R分子中只含一個苯環且苯環上只有一個取代基,其核磁共振氫譜與紅外光譜如圖所示,則R的結構可能是 (　)
A.
B.
C.
D.
11.[2024·江西南昌二中月考] 科學技術在物質結構的研究中具有非常重要的作用。下列說法正確的是 (　)
A.HCHO的核磁共振氫譜圖中有2組吸收峰
B.可通過X射線衍射實驗測得共價鍵的鍵長和鍵角
C.某有機物X的紅外光譜圖如上圖所示,X可能是丙酮(CH3COCH3)
D.質譜儀可測分子的相對分子質量,C2H5OH和CH3OCH3的質譜圖完全相同
12.用如圖所示實驗裝置可以測定有機物中碳元素和氫元素含量:取4.6 g某烴的含氧衍生物樣品A置于氧氣氣流中,用氧化銅作催化劑,在760 ℃左右樣品A全部被氧化為二氧化碳和水,實驗結束后測得裝置a質量增加5.4 g,裝置b質量增加8.8 g。下列有關說法錯誤的是 (　)
A.裝置a、b中依次盛放的試劑可以為無水氯化鈣和堿石灰
B.由實驗數據只能確定A的最簡式,無法確定A的分子式
C.開始加熱前、停止加熱后均需通入一段時間O2
D.采用核磁共振氫譜法可確定A的結構式
13.[2024·廣東高州四中月考] 在一定條件下,有機物X可轉化為Y,其中—Me表示甲基、—Et表示乙基,下列說法正確的是 (　)
A.Et3N為非極性分子
B.電負性:F>N>O>S
C.Y的核磁共振氫譜有5組吸收峰
D.上述物質中的碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化類型
14.[2024·北京八十中階段測試] 某有機化合物樣品的分子式為C4H10O。
(1)該有機物可能的同分異構體中,屬于醇的有
種,屬于醚的有　　　　種。
(2)該有機物樣品的紅外光譜圖和核磁共振氫譜圖如下所示。
①由此可確定該分子結構中含有的官能團名稱是　　　　。
②該分子中有5種不同化學環境的氫原子,由此可確定該分子可能的結構有　　　種。
③核磁共振氫譜圖不同位置的信號峰的面積比為1∶1∶2∶3∶3,由此可確定該分子的結構簡式為　　　　　　　　　　　。
15.有機物M(只含C、H、O三種元素中的兩種或三種)具有特殊香味。某化學興趣小組從粗品中分離提純有機物M,然后借助李比希法、現代科學儀器
測定有機物M的分子組成和結構,具體實驗過程如下:
步驟一:將粗品用蒸餾法進行純化
(1)如圖甲所示,儀器a的名稱是　　　　　　, 圖中虛線框內應選用右側的　　　　(填“儀器x”或“儀器y”)。
甲
步驟二:確定M的實驗式和分子式
(2)利用元素分析儀測得有機物M中碳的質量分數為54.5%,氫的質量分數為9.1%。
①M的實驗式為　　　　　　。
②已知M蒸氣的密度是同溫同壓下CO2密度的2倍,則M的分子式為　　　　　　。
步驟三:確定M的結構簡式
(3)用核磁共振儀測出M的核磁共振氫譜如圖乙所示,圖中峰面積之比為1∶3∶1∶3;利用紅外光譜儀測得M的紅外光譜如圖丙所示。
①M的結構簡式為　　　　　　　　　　。
②M的所有同分異構體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數據)完全相同,該儀器是
　　　　　　　　　　(填標號)。
質譜儀 b.紅外光譜儀 c.元素分析儀 d.X射線衍射儀
第2課時　有機化合物實驗式、分子式及分子結構的確定
1.D　[解析] 元素定量分析只能確定組成分子的各原子的最簡整數比,不能確定未知物的分子式。
2.D　[解析] 某有機物在氧氣中充分燃燒,生成等物質的量的水和二氧化碳,則C、H的個數比為1∶2,不能確定有機物中是否含有氧原子,A錯誤;丙烯分子式為C3H6,在氧氣中充分燃燒生成等物質的量的H2O與CO2,該有機物有可能是丙烯,B錯誤;根據題干信息,只能確定該有機物組成中C、H的個數比,不能確定分子式,不能確定該有機物的相對分子質量,且該有機物的相對分子質量一定不是14,因為最簡單的有機物是甲烷,其相對分子質量為16,C錯誤;甲醛(結構簡式為HCHO)完全燃燒生成等物質的量的水和二氧化碳,該有機物可能是甲醛,D正確。
3.B　[解析] 由實驗裝置圖可知,a處發生的反應為有機物在加熱條件下與氧氣反應生成碳的氧化物和水,裝置b處氧化銅與一氧化碳反應生成二氧化碳,裝置c為水蒸氣的吸收測定裝置,裝置d為二氧化碳的吸收測定裝置,該裝置的缺陷為沒有吸收空氣中水蒸氣和二氧化碳的裝置,會導致實驗誤差。為使有機物不完全燃燒生成的一氧化碳完全轉化為能被堿石灰吸收的二氧化碳,實驗開始時,應依次點燃酒精噴燈b、a,故A正確;由分析可知,裝置c為水蒸氣的吸收測定裝置,裝置d為二氧化碳的吸收測定裝置,則實驗測得碳、氫元素的質量比為(×12)∶(×2×1)=27m2∶11m1,故B錯誤;由分析可知,裝置c為水蒸氣的吸收測定裝置,裝置d為二氧化碳的吸收測定裝置,若調換裝置c和d,則堿石灰會吸收二氧化碳和水蒸氣,無法測得反應生成二氧化碳和水蒸氣的質量,則無法達到實驗目的,故C正確;若加熱前未先通入一段時間氧氣以排盡裝置中的空氣,則實驗測得水蒸氣和二氧化碳的質量均偏高,會導致測得氧元素的質量分數偏小,故D正確。
4.B　[解析] 由氣態有機物中所含碳元素和氫元素的質量分數可推出氧元素的質量分數,由各元素的質量分數可確定X的實驗式。由相對分子質量和實驗式可確定X的分子式,則欲確定X的分子式至少需要的條件有①②④,B項符合題意。
5.C　[解析] 燃燒產物通入濃硫酸中質量增加3.6 g,即產物中H2O的質量為3.6 g,物質的量為0.2 mol,通入氫氧化鈉濃溶液中質量增加4.4 g,即產物中CO2的質量為4.4 g,物質的量為0.1 mol,通入濃硫酸中干燥,根據CO+CuOCO2+Cu,灼熱氧化銅質量減少0.8 g,即反應的CuO物質的量為 0.05 mol,則CO物質的量為0.05 mol,M中m(C)=0.15 mol×12 g·mol-1=1.8 g,m(H)=0.4 mol×1 g·mol-1=0.4 g,則m(O)=4.6 g-1.8 g-0.4 g=2.4 g,氧原子物質的量n(O)==0.15 mol,因此n(C)∶n(H)∶n(O)=0.15 mol∶0.4 mol∶0.15 mol=3∶8∶3,C符合題意。
6.A　[解析] A的蒸氣相對氫氣的密度為29,則M(A)=29×2 g·mol-1=58 g·mol-1,5.8 g有機化合物A的物質的量為n(A)==0.1 mol,n(CO2)==0.3 mol,n(H2O)==0.3 mol,根據原子守恒可知,0.1 mol A分子中n(C)=0.3 mol、n(H)=0.3 mol×2=0.6 mol,則0.1 mol A分子中氧原子的物質的量為n(O)===0.1 mol,則n(A)∶n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1 mol∶0.3 mol∶0.6 mol∶0.1 mol=1∶3∶6∶1,故A的分子式為C3H6O。
7.C　[解析] 5.0 g麻黃素中含氮8.48%,含N質量為5.0 g×8.48%=0.424 g,含N的物質的量為≈0.03 mol;完全燃燒可得13.335 g CO2,CO2的物質的量為≈0.30 mol,C的物質的量為0.30 mol、C的質量為0.30 mol×12 g·mol-1=3.6 g;4.09 g H2O的物質的量為≈0.227 mol,其中H的物質的量約為0.45 mol、H的質量為0.45 g;則含有氧元素的質量為5.0 g-3.6 g-0.45 g-0.424 g=0.526 g,約含0.03 mol O,則C、H、N、O物質的量之比為0.3∶0.45∶0.03∶0.03=10∶15∶1∶1,則分子式為C10H15NO;故選C。
8.A　
9.C　[解析] 圖甲中最大質荷比為74,因此M的相對分子質量為74,故A正確; 由圖乙可知M中含有烷基與醚鍵,若只有一個氧原子,則其通式可表示為CnH2n+2O,因此14n+2+16=74,解得n=4,若有兩個氧原子,則其通式為CnH2n+2O2,14n+2+32=74,解得n=,不是整數,所以其分子式為C4H10O,故B正確;由圖乙可知M屬于醚類,結合分子式C4H10O,可確定M是一元醚,故C錯誤;由圖丙可知M中含有3種類型的氫原子,結合分子式C4H10O可知其結構簡式為,則氫原子個數比為6∶3∶1,故D正確。
10.D　[解析] 的核磁共振氫譜中有4組峰,峰面積之比為1∶2∶2∶3,但分子式不滿足C8H8O2,分子中不含有C—O—C且苯環上有兩個取代基,A不符合題意;的核磁共振氫譜中有5組峰,峰面積之比為1∶2∶2∶2∶1,分子中不含有C—O—C,B不符合題意;的核磁共振氫譜中有4組峰,峰面積之比為1∶2∶2∶3,但分子中不含有,C不符合題意;的核磁共振氫譜中有4組峰,峰面積之比為1∶2∶2∶3,且分子中含有、C—H、C—O—C和CO,D符合題意。
11.B　[解析] HCHO分子中的2個H是等效氫,故HCHO的核磁共振氫譜圖中只有1組吸收峰,A錯誤;通過晶體的X射線衍射實驗獲得鍵長和鍵角的數值,B正確;根據丙酮分子的結構可知其中6個C—H是完全相同的,而題干圖示中有兩種不同的C—H,因此X不可能是丙酮,C錯誤; CH3CH2OH與CH3OCH3的結構不同,相對分子質量相同,最大質荷比相同,但碎片離子不完全相同,則質譜圖不完全相同,D錯誤。
12.B　[解析] 氧化銅作催化劑,在760 ℃左右使有機物在氧氣氣流中全部被氧化為CO2和H2O,通過測定生成的CO2、H2O的量確定實驗式,用無水氯化鈣吸收水蒸氣,用堿石灰吸收二氧化碳,由于堿石灰會同時吸收水蒸氣和二氧化碳,故先用無水氯化鈣吸收水蒸氣,再用堿石灰吸收二氧化碳;計算生成水、二氧化碳的物質的量,根據質量守恒判斷O原子的物質的量。由分析可知裝置a、b中依次盛放的試劑可以為無水氯化鈣和堿石灰,作用分別為吸收水和二氧化碳,故A正確;生成H2O的物質的量為=0.3 mol,則H原子物質的量為0.6 mol,生成CO2的物質的量為=0.2 mol,則碳原子物質的量為0.2 mol,C、H原子質量和為0.6 mol×1 g·mol-1+0.2 mol×12 g·mol-1=3 g,所以O原子的質量為4.6 g-3 g=1.6 g,氧原子物質的量為=0.1 mol,則有機物A中N(C)∶N(H)∶N(O)=0.2∶0.6∶0.1=2∶6∶1,有機物A的最簡式為C2H6O,H原子已經滿足飽和碳原子的四價結構,所以有機物A的分子式為C2H6O,故B錯誤;開始加熱前通入一段時間O2,趕走裝置中的水和二氧化碳,停止加熱后通入一段時間O2,使反應生成的水和二氧化碳分別被無水氯化鈣和堿石灰吸收,使測量結果更準確,故C正確;采用核磁共振氫譜法得出A中氫原子的種類數,可確定A的結構式,故D正確。
13.D　[解析] Et3N分子中氮原子的價層電子對數為4、孤電子對數為1,則Et3N分子為結構不對稱的極性分子,故A錯誤;一般元素的非金屬性越強,電負性越大,則氧元素的電負性大于氮元素,故B錯誤;由結構簡式可知,Y分子中含有6種不同化學環境的氫原子,核磁共振氫譜有6組吸收峰,故C錯誤;由結構簡式可知,X、Y、Et3N分子中飽和碳原子和苯環上的碳原子雜化方式分別為sp3、sp2,MeCN分子中飽和碳原子和三鍵碳原子的雜化方式分別為sp3、sp,所以題給物質中的碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化類型,故D正確。
14.(1)4　3
(2)①羥基　②2　③CH3CH(OH)CH2CH3
[解析] (1)該有機物(C4H10O)可能的同分異構體中,屬于醇(說明含有羥基)的相當于丁烷中的一個氫原子被羥基取代,丁烷有兩種結構,每種結構有兩種位置的氫,因此屬于醇的有4種;屬于醚,氧原子左邊為甲基,右邊為正丙基或異丙基;氧原子左邊為乙基,右邊為乙基,則共有3種。(2)①根據紅外光譜圖中信息可確定,該分子結構中含有的官能團是羥基。②該分子中有5種不同化學環境的氫原子,由此可確定該分子可能的結構有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH2CH3,共2種。③核磁共振氫譜圖不同位置的信號峰的面積比為1∶1∶2∶3∶3,由此可確定該分子的結構簡式為CH3CH(OH)CH2CH3。
15.(1)蒸餾燒瓶　儀器y　(2)①C2H4O　②C4H8O2
(3)①CH3COCH(OH)CH3　②c
[解析] (1)儀器a的名稱是蒸餾燒瓶,蒸餾時使用儀器y(直形冷凝管),儀器x(球形冷凝管)一般用于冷凝回流裝置中。
(2)①該有機物中氧元素的質量分數:w(O)=100%-54.5%-9.1%=36.4%,分子內各元素原子的個數比:
N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶≈2∶4∶1,即有機物M的實驗式為C2H4O。
②M蒸氣的密度是同溫同壓下二氧化碳密度的2倍,則M的相對分子質量為2×44=88,設M的分子式為(C2H4O)n,則44n=88,解得n=2,則M的分子式為C4H8O2。
(3)①根據核磁共振氫譜圖中有4組峰,且峰面積之比為1∶3∶1∶3,說明M分子中含有4種不同化學環境的氫原子,且個數比為1∶3∶1∶3,紅外光譜圖顯示含有C—H、H—O、CO等化學鍵,結合M的分子式,則M的結構簡式為CH3COCH(OH)CH3。
②M的所有同分異構體均含有C、H、O三種元素且質量分數都分別相同,在元素分析儀中顯示的信號(或數據)完全相同,故選c。

展開更多......

收起↑