1、第四节研究有机化合物的一般步骤和方法课时跟踪训练一、选择题1研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯确定实验式确定分子式确定结构式，以下用于研究有机物的方法错误的是()A蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物B燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法C核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量D对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团解析：选C核磁共振氢谱确定的是等效氢的种类和数量。2将甲、乙两种有机混合物在常压下分离，已知它们的物理性质如下：物质密度/gcm3沸点/水溶性溶解性甲0.789 378.5溶溶于乙乙1.220100.7溶溶于甲则应采用的分离方法是( )A分液B蒸馏
2、C干馏 D萃取解析：选B从表中可以看出，甲乙两种有机物属于相互混溶但沸点不同的液体，故应选用蒸馏法分离。3在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为32的化合物是( )A BCD解析：选D核磁共振氢谱中峰的组数与不同化学环境氢原子的种数相同。A项，有2种不同化学环境的氢原子，个数比为(32)231；B项，有3种不同化学环境的氢原子，个数比为(32)(12)(12)311；C项，据对称性分析有3种不同化学环境的氢原子，个数比为(32)(12)(24)314；D项，有2种不同化学环境的氢原子，个数比为(32)(14)32。4如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为()
3、ACH3COOCH2CH3BCH3CH2CH2COOHCHCOOCH2CH2CH3D(CH3)2CHCH2COOH解析：选A本题所给选项的结构简式分别为：A项、B项CH3CH2CH2COOH、C项、D项，首先排除D项，因D项的分子式为C5H10O2，与题干不符；再由图像可知有不对称的CH3，C项只有一个CH3；B项中无COC；而A项存在不对称CH3、C=O与COC，所以有可能。5某烃中碳和氢的质量比是245，该烃在标准状况下的密度是2.59 gL1，其分子式为()AC2H6 BC4H10CC5H8 DC7H8解析：选BN(C)N(H)25，得其实验式为C2H5，MVm2.59 gL122.4
4、Lmol158 gmol1，(245)n58，n2，故其分子式为C4H10。6为了提纯下表所列物质(括号内为杂质)，有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是()选项被提纯的物质除杂试剂分离方法A己烷(己烯)溴水分液B淀粉溶液(NaCl)水过滤CCH3CH2OH(CH3COOH)CaO蒸馏DCO2(SO2)Na2CO3溶液洗气解析：选C向A试样中加入溴水，己烯与Br2反应的产物与己烷仍互溶，用分液法不能将己烷提纯；B中淀粉胶体和NaCl溶液均可透过滤纸；D中除杂试剂Na2CO3既可与杂质SO2反应，又可吸收被提纯气体CO2，所以用Na2CO3试剂不行，可改用NaHCO3溶液为除杂试剂，应选C。7已
5、知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示：下列说法中不正确的是()A由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键B由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子C仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3OCH3解析：选D的核磁共振氢谱中，仅有一个峰，显然不符合题意。8下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3固体中混杂的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚
6、的沸点相差较大解析：选D分离溶于水的碘用萃取方法，但不能用乙醇作萃取剂，因乙醇和水互溶，A项错误；分离互不相溶的液体混合物用分液法，乙酸乙酯和乙醇是相溶的，不能用分液法分离，B项错误；除去KNO3固体中混杂的NaCl，用重结晶的方法，原理是硝酸钾的溶解度随温度的变化较大，题中所述原理有误，C项错误；除去丁醇中的乙醚，利用沸点不同用蒸馏法进行分离，D项正确。9在一定条件下，萘可以被浓硝酸、浓硫酸的混酸硝化生成二硝基物，它是1,5二硝基萘()、1,8二硝基萘()的混合物，后者可溶于质量分数大于98%的硫酸，而前者不能。利用这一性质可以将这两种同分异构体分离，将上述硝化产物加入适量的98%的硫酸，充
7、分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体1,8二硝基萘，应采用的方法是( )A蒸发浓缩结晶B向滤液中加水后过滤C用Na2CO3溶液处理滤液D将滤液缓缓加入水中并过滤解析：选D根据题目信息知，滤液中有浓H2SO4和1,8二硝基萘，浓H2SO4可溶于水，而1,8二硝基萘不溶于水，故可以将滤液注入水中(相当于浓H2SO4的稀释)，然后过滤即可。10某气态有机物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件中所需的最少条件是()X中碳的质量分数X中氢的质量分数X在标准状况下的体积质谱确定X的相对分子质量X的质量A BC D解析：选B由可得有机物的实验式，由可知有机物的分子式。二、非选择题11有
8、机物A是一种纯净的无色黏稠液体，易溶于水。为研究A的组成与结构，进行了如下实验：实验步骤解释或实验结论(1)称取A物质18.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍试通过计算填空：A的相对分子质量为_(2)A的核磁共振氢谱如图：A中含有_种氢原子(3)另取A 18.0 g与足量的NaHCO3粉末反应，生成0.2 mol CO2，若与足量钠反应则生成0.2 mol H2写出一个A分子中所含官能团的名称和数量：_(4)将此18.0 g A在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者依次增重10.8 g和26.4 gA的分子式为_(5)综上所述A的结构简式为_
9、解析：(1)称取A物质18.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍，则A的相对分子质量为45290。(2)根据核磁共振氢谱可知A中含有4种氢原子。(3)18.0 g A的物质的量是18 g90 gmol10.2 mol，与足量的NaHCO3粉末反应，生成0.2 mol CO2，说明分子中含有1个羧基。若与足量钠反应则生成0.2 mol H2，说明还含有1个羟基。(4)将此18.0 g A在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者依次增重10.8 g和26.4 g，即生成物水的物质的量是10.8 g18 gmol10.6 mol，生成CO2的物质的量是
10、26.4 g44 gmol10.6 mol，则分子中碳、氢原子的个数分别是0.60.23、1.20.26，所以氧原子的个数是3，则分子式为C3H6O3。(5)综上所述A的结构简式为CH3CH(OH)COOH。答案：(1)90(2)4(3)1个羧基和1个羟基(4)C3H6O3(5)CH3CH(OH)COOH12某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图)，以环己醇制备环己烯。已知：密度/gcm3熔点/沸点/溶解性环己醇0.9625161能溶于水环己烯0.8110383难溶于水(1)制备粗品将12.5 mL环己醇加入试管A中，再加入1 mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到
11、环己烯粗品。试管A中碎瓷片的作用是_，导管B除了导气外还具有的作用是_。试管C置于冰水浴中的目的是_。(2)制备精品环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在_(填“上”或“下”)层，分液后用_(填编号)洗涤。aKMnO4溶液b稀硫酸cNa2CO3溶液再将环己烯按如图装置蒸馏，冷却水从_(填“g”或“f”)口进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是_。收集产品时，控制的温度应在_左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是_。a蒸馏时从70 开始收集产品b环己醇实际用量多了c制备粗品时环己醇随产品一起蒸出(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是
12、_。a用酸性高锰酸钾溶液b用金属钠c测定沸点解析：(1)粗品的制备既要防止反应物暴沸，又要防止生成物挥发。(2)精品的制备关键在于除杂，此问涉及分液和蒸馏。环己烯密度比水小在上层，洗涤时选用KMnO4溶液会氧化环己烯，又因粗品中混有少量酸性物质，洗涤时不能再用稀硫酸，需用Na2CO3溶液将多余的酸除掉。其中的水分可用生石灰除去。由于环己醇的沸点较低，制备粗品时随产品一起蒸出，导致产量低于理论值。(3)区分精品与粗品不能选用酸性KMnO4溶液，因为二者皆可被KMnO4氧化；由于粗品中含有环己醇等，可与钠作用产生气体，故可用Na加以区分；测定沸点则能很好的区分二者。答案：(1)防止暴沸冷凝防止环己
13、烯挥发(2)上cg除去水分83 c(3)bc13已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比，可将气态燃料放入足量的O2中燃烧，并使产生的气体全部通过如图所示装置中，得到如表中所列的实验结果(假设产生的气体完全被吸收)。实验前实验后(干燥剂U形管)的质量101.1 g102.9 g(石灰水广口瓶)的质量312.0 g314.2 g根据实验数据完成下列问题：(1)实验完毕后，生成物中水的质量为_g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为_g。(2)生成的水中氢元素的质量为_g。(3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为_g。(4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为_。(5)已
14、知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子，则该燃料的分子式为_，结构简式为_。解析：由题意知，燃料燃烧生成的H2O和CO2分别被干燥剂和澄清石灰水吸收，二者的增重量即为燃烧时产生的H2O和CO2的质量。(1)m(H2O)102.9 g101.1 g1.8 g，m(CO2)314.2 g312.0 g2.2 g。反应生成的正盐CaCO3质量为m(CaCO3)100 gmol15 g。(2)m(H)2 gmol10.2 g。(3)m(C)12 gmol10.6 g。(4)m(C)m(H)0.6 g0.2 g31。(5)燃料中n(C)n(H)14，所以燃料的分子式为CH4O，结构简式为CH3OH。答案：(1)1.85(2)0.2(3)0.6(4)31(5)CH4OCH3OH