高二化学人教版选修5：第一章 第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法 课下能力提升(四)

课下能力提升(四)研究有机化合物的一般步骤和方法一、选择题1.下列各项操作，错误的是（）A.用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗，而后静置分液B.进行分液时，分液漏斗中的下层液体，从下口流出，上层则从上口倒出C.萃取、分液前需对分液漏斗检漏D.为保证分液漏斗内的液体顺利流出，需将上面的塞子拿下2.现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合液，已知它们的性质如表：据此，将乙二醇和丙三醇分离的最佳方法是（）A.萃取B.升华C.蒸馏D.蒸发3.下列除去括号内杂质的有关操作方法正确的是（）①CO2（SO2）：饱和NaHCO3溶液，洗气②KCl（AlCl3）：氨水，过滤③乙酸乙酯（乙酸）：乙醇和浓硫酸④水（碘）：酒精，萃取分液⑤苯（甲苯）：分馏A.①②③B.①⑤C.②④D.③④⑤4.下列是除去括号内杂质的有关操作，其中正确的是（）A.分离苯和己烷——分液B.NO（NO2）——通过水洗、干燥后，用向下排气法收集C.乙烷（乙烯）——让气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶D.乙醇（乙酸）——加足量NaOH溶液，蒸馏5.下列分离方法不合理的是（）A.从石油中得到汽油，可用蒸馏的方法B.提取溴水中的溴，可用加入乙醇萃取的方法C.只含有泥沙的粗盐，可通过溶解、过滤、结晶的方法提纯D.除FeCl2溶液中的少量FeCl3，可用加入足量铁屑过滤的方法6.某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，下列说法正确的是（）A.分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3B.分子中C、H个数之比为1∶4C.分子中一定含有氧原子D.此有机物的最简式为CH47.某气态有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是（）①X中含碳质量分数②X中含氢质量分数③X在标准状况下的体积④质谱确定X的相对分子质量⑤X的质量A.①②B.①②④C.①②⑤D.③④⑤8.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，其分子式为（）A.C2H6B.C4H10C.C5H8D.C7H89.在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3∶2的化合物为（）10.将有机物完全燃烧，生成CO2和H2O。

将12 g 该有机物的完全燃烧产物通过浓H2SO4，浓H2SO4增重14.4 g，再通过碱石灰，碱石灰增重26.4 g。

则该有机物的分子式为（）A.C4H10B.C2H6OC.C3H8OD.C2H4O2二、非选择题11.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：（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内得到环己烯粗品。

①A中碎瓷片的作用是，导管B除了导气外还具有的作用是。

②将试管C置于冰水浴中的目的是。

（2）制备精品①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，环己烯在层（填“上”或“下”），分液后用（填入编号）洗涤。

a.KMnO4溶液b.稀硫酸c.Na2CO3溶液②再将环己烯按如图所示装置蒸馏，冷却水从（填“g”或“f”）口进入。

蒸馏时要加入生石灰，目的是。

③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_____________。

a.用酸性高锰酸钾溶液b.用金属钠c.测定沸点12.分子式为C2H4O2的有机物，其分子结构可能有两种，用物理方法对其结构进行鉴定，可用红外光谱法或核磁共振氢谱法。

（1）若其结构为，则红外光谱中应有种振动吸收；核磁共振氢谱中应有个峰。

（2）若其结构为，则红外光谱中应有种振动吸收；核磁共振氢谱中应有个峰。

13.分子式为C3H6O2的有机物，如果在核磁共振氢谱图上观察到氢的原子给出的峰有两种情况：第一种情况峰的强度比为1∶1，请写出其对应化合物的结构简式；第二种情况峰的强度比为3∶2∶1，请写出该化合物可能的结构简式。

［能力提升］14.为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：（一）分子式的确定：（1）将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧气6.72 L（标准状况下），则该物质中各元素的原子个数比是。

（2）用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为，该物质的分子式是。

（3）根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式。

（二）结构式的确定：（4）核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值（信号），根据峰值（信号）可以确定分子中氢原子的种类和数目。

例如：甲基氯甲基醚（Cl—CH2—O—CH3）有两种氢原子如图②。

经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为。

15.有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。

纯净的A为无色黏稠液体，易溶于水。

为研究A的组成与结构，进行了如下实验：）综上所述，A的结构简式为课下能力提升(四)研究有机化合物的一般步骤和方法1．解析：选A酒精易溶于水，与水不能分层，不能达到萃取的目的，A项错误；分液漏斗中的下层液体通过下口放出，上层液体要从上口倒出，如仍从下口放出会混有残留的下层液体，B项正确；由于分液漏斗有活塞，故使用前首先检查活塞处是否漏水，由于萃取操作时，还要将分液漏斗倒转振荡，故还应检验分液漏斗口部是否漏水，C项正确；放出下层液体时，将漏斗上面的塞子拿掉使漏斗内与大气相通，可便于液体顺利流出，D项正确。

2．解析：选C根据表中乙二醇和丙三醇两物质性质的对比可知：应根据它们沸点的差异，选择蒸馏的方法进行分离。

3．解析：选B①除去CO2中的SO2可用饱和NaHCO3溶液洗气，也可以通过KMnO4(H ＋)洗气。

②NH·H2O能够沉淀Al3＋，但会引入新杂质NH＋4。

③乙醇和乙酸的反应可逆。

④3酒精和水互溶。

⑤可利用苯和甲苯的沸点差异将混在苯中的甲苯分离除去。

4．解析：选D A项中苯和己烷都为有机物，能互溶，无法用分液法进行分离；B项中NO不能用排空气法收集；C项中乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，因此除去原杂质，添进新杂质，不正确；D 项中将乙酸转化为难挥发的盐，从而可以采用蒸馏法将乙醇提纯。

5．解析：选B 乙醇与水互溶，不能作溴水中溴的萃取剂，可以选择CCl 4，故正确答案为B 。

6．解析：选B 根据CO 2和H 2O 的物质的量之比为1∶2，只能确定该有机物中C 、H 个数之比为1∶4，不能确定是否含有氧原子。

7．解析：选B 由①②可得有机物的实验式，由①②④可知有机物的分子式。

8．解析：选BN （C ）N （H ）＝2412∶51＝2∶5，得其实验式为C 2H 5，M r ＝ρV m ＝2.59 g/L ×22.4L/mol ≈58 g/mol ，(24＋5) n ＝58，n ＝2，故其分子式为C 4H 10。

解析：选D 因为在核磁共振氢谱中出现两组峰，说明该有机物分子中处在不同化学环境中的氢原子有两种，且根据题意这两种氢原子个数之比为3∶2，分析四个选项：A 项中处在不同化学环境中的氢原子有2种，其个数比为6∶2，不合题意；B 项如图所示：，氢原子有3种，其个数比为3∶1∶1，不合题意；C 项如图所示：，氢原子有3种，其个数比为6∶2∶8，不合题意；D 项如图所示：，氢原子有2种，其个数比为3∶2，符合题意。

10．解析：选C n (H 2O)＝14.4 g18 g/mol ＝0.8 mol ，n (CO 2)＝26.4 g44 g/mol ＝0.6 mol 。

有机物中氧元素的物质的量为：12 g －0.6 mol ×12 g/mol －0.8 mol ×2×1 g/mol16 g/mol＝0．2 mol 。

则n (C)∶n (H)∶n (O)＝0.6∶(0.8×2)∶0.2＝3∶8∶1。

故有机物的分子式为C 3H 8O 。

11．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，此问涉及到分液和蒸馏。

环己烯密度比水小在上层，洗涤时选用酸性KMnO 4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H 2SO 4，需用Na 2CO 3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KMnO 4溶液，因为二者皆可被KMnO 4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)①防止暴沸 冷凝 ②防止环己烯挥发 (2)①上 c ②g 除去水分 ③83 ℃ c (3)b 、c12．解析：（1）中有键、键、键、键4种振动吸收；有—CH 3、—OH 两类氢原子，有2个峰。

同理，（2）中有键、键、键3种振动吸收；有2个峰。

答案：（1）42（2）3 213. 解析：第一种情况峰强度比为1∶1，说明有两种环境不同的氢原子，且两种氢原子数目相等，即有2个环境不同、连接方式不同的—CH3，则结构简式为。

第二种情况峰强度比为3∶2∶1，说明结构中含有3种不同环境的氢原子，其个数分别为3、2、1，则结构简式可能为：、答案：14．解析：(1)据题意有：n(H2O)＝0.3 mol，则有n(H)＝0.6 mol；n(CO2)＝0.2 mol，则有n(C)＝0.2 mol。

据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3 mol＋2×0.2 mol－2×6.72 L22.4 L/mol＝0.1 mol，则该物质各元素原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1。

(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O，假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。

(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。

(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的H原子，CH3OCH3只有一种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。

答案：(1)N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH(或CH3—O—CH3)(4)CH3CH2OH15．解析：(1)A的密度是相同条件下H2的45倍，相对分子质量为45×2＝90。