专题1第二单元科学家怎样研究有机物同步练习（含解析）2022-2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修3

专题1第二单元科学家怎样研究有机物同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列液体混合物可以用分液漏斗进行分离的是
A．氯乙烷和水 B．乙醇与水 C．乙酸乙酯和乙醇 D．溴苯与苯
2．有机化学的应用覆盖了我们生产生活的方方面面，下列说法正确的是
A．有机物都是从有机体中分离出的
B．凡是含有碳元素的化合物都属于有机化合物
C．有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学
D．有机化学萌发于16世纪，创立并成熟于17、18世纪
3．用分液漏斗可以分离的一组液体混合物是
A．溴和 B．溴苯和水 C．苯和硝基苯 D．汽油和苯
4．除去下列物质中所含的少量杂质(括号内为杂质)，所选用的试剂和分离方法能达到实验目的的是
选项 混合物 试剂 分离方法
A 苯(苯酚) NaOH溶液 分液
B 乙醇(水) CaO 过滤
C 甲烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气
D 乙酸乙酯(乙酸) NaOH溶液 分液
A．A B．B C．C D．D
5．下列反应不属于加成反应的是
A．乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯
B．常温下丙烯与溴的四氯化碳溶液反应
C．乙醛与反应生成
D．乙醇与反应生成氯乙烷
6．下列有关化学实验基本操作的说法正确的是
A．过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
B．蒸馏时若选择球形冷凝管，冷凝效果更好
C．渗析使用的半透膜是一种离子交换膜
D．高温灼烧时发生的一定是物理变化
7．下列有关实验的说法错误的是
A．在蒸馏实验中，温度计的水银球位于支管口处是为了测出馏分的沸点
B．用结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物，用分液法分离水和四氯化碳的混合物
C．在重结晶实验中，使用短颈漏斗趁热过滤是为了减少被提纯物质的损失
D．作为重结晶实验的溶剂，杂质在此溶剂中的溶解度受温度影响应该很大
8．实验室一般用苯和液溴在溴化铁的催化下制备溴苯。某兴趣小组设计了如图所示流程提纯制得的粗溴苯。
已知：溴与苯互溶，液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。下列说法错误的是
A．操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为分液
B．水层①中加入KSCN溶液后显红色，说明溴化铁已完全被除尽
C．加入NaOH溶液的目的是除去有机层①中的溴单质
D．操作Ⅳ、操作Ⅴ分别是过滤和蒸馏
9．有机物可经过多步反应转变为，其各步反应的反应类型是
A．加成→消去→取代 B．消去→加成→消去
C．加成→消去→加成 D．取代→消去→加成
10．“杯酚”分离和的过程可用下图表示，相关说法错误的是
A．“杯酚”可以通过和甲醇缩聚反应制得
B．操作Ⅰ和操作Ⅱ都是“过滤”
C．与“杯酚”借助分子间力形成了超分子，该分子不溶于甲苯
D．“杯酚”可溶于氯仿循环使用
11．如图分别是A、B两种有机物的核磁共振氢谱图，已知A、B两种有机物都是烃类，都含有6个氢原子，根据两种有机物的核磁共振氢谱可推测出
A．A是C3H6，B是C6H6 B．A是C2H6，B是C3H6
C．A是C2H6，B是C6H6 D．A是C3H6，B是C2H6
12．硝酸钾、氯化钠的溶解度曲线如图所示。在60℃时的某溶液中，硝酸钾、氯化钠均刚好达饱和，冷却至0℃时析出晶体的成分是
A．纯硝酸钾晶体
B．大量硝酸钾，少量氯化钠
C．等量的硝酸钾和氯化钠
D．大量氯化钠，少量硝酸钾
13．以下关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是
A．将所需试剂加入分液漏斗，塞上玻璃塞，如图所示用力振荡
B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞
14．溶解度曲线代表的物质适合用降温结晶的方法进行提纯的是
A． B．
C． D．
二、多选题
15．已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法错误的是
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化学环境的氢原子
C．仅由有机物A的核磁共振氢谱可以得知其分子中的氢原子总数
D．若有机物A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3
三、实验题
16．乙酰苯胺()具有退热镇痛作用，在OTC药物中占有重要地位。乙酰苯胺可通过苯胺()和乙酸反应制得，该反应是放热的可逆反应。
已知：I.苯胺在空气中易被氧化。
II.可能用到的有关性质如下：
名称 相对分子质量 性状 密度g/cm3 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度
g/100水 g/100g乙醇
苯胺 93 棕黄色油状液体 1.02 -6.3 184 微溶 ∞
冰醋酸 60 无色透明液体 1.05 16.6 117.9 ∞ ∞
乙酰苯胺 135 无色片状晶体 1.21 155～156 280～290 温度高，溶解度大 较水中大
I．制备乙酰苯胺的实验步骤如下：
步骤1：在制备装置加入9.2 mL苯胺、17.4 mL冰醋酸、0.1 g锌粉及少量水。
步骤2：小火加热回流1 h。
步骤3：待反应完成，在不断搅拌下，趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有250 mL冷水的烧杯中，乙酰苯胺晶体析出。冷却，减压过滤(抽滤)，制得粗乙酰苯胺。
II．乙酰苯胺的提纯
将上述制得的粗乙酰苯胺固体移人500 mL烧杯中，加入100 mL热水，加热至沸腾，待粗乙酰苯胺完全溶解后，再补加少量蒸馏水。稍冷后，加入少量活性炭吸附色素等杂质，在搅拌下微沸5 min，趁热过滤。待滤液冷却至室温，有晶体析出，称量产品为10.8 g。
回答下列问题：
(1)写出制备乙酰苯胺的化学方程式___________。
(2)将三种试剂混合时，最后加入的试剂是___________。
(3)步骤2：小火加热回流1 h，装置如图所示。a处使用的仪器为___________ (填“A”、“B”或“C”)，该仪器的名称是___________。
(4)步骤I反应体系的温度控制在100℃～105℃，目的是___________。
(5)步骤II中，粗乙酰苯胺溶解后，补加少量蒸馏水的目的是___________。这种提纯乙酰苯胺的方法叫___________。
(6)乙酰苯胺的产率是____________ (精确到小数点后1位)，导致实际值低于理论值的原因不可能是___________ (填字母标号)。
A．没有等充分冷却就开始过滤 B．在抽滤时，有产物残留在烧杯壁
C．乙酰苯胺中的乙酸未除干净 D．抽滤时乙酰苯胺有部分溶于水中
17．化学上常用燃烧法确定有机物的组成，这种方法是在电炉加热下用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。本实验是通过A、B装置的质量改变，确定有机物M的组成。
回答下列问题：
(1)装置的连接顺序(从左到右)是_______(填序号，装置不能重复使用)。
(2)C装置的作用是_______
(3)E装置中反应的化学方程式为_______
(4)F装置(燃烧管)中CuO的作用是_______
(5)本实验中，F装置反应完全后继续通入一段时间O2的目的是_______
(6)若实验中所取纯样品M只含C、H、O三种元素中的两种或三种，M的相对分子质量小于150，准确称取2.44gM，经充分反应后，A管质量增加6.16g，B管质量增加1.08g。
①该样品M的实验式为_______
②能否确定M的分子式_______(填“能”或“不能”)。
四、有机推断题
18．某有机化合物A经李比希法测得其中碳的质量分数为72%、氢的质量分数为6.67%，其余为氧。
方法一：用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。
方法二：用核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5组峰，其面积之比为1：2：2：2：3，如图1。
方法三：利用红外光谱仪测得A的红外光谱，如图2。
试回答下列问题。
(1)A的分子式为_______。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是_______(填序号)。
a.A的相对分子质量 b.A的分子式 c.A的核磁共振氢谱图
(3)A中含有酯基，则A的结构简式可能为_______(填一种即可)。
19．有机乙偶姻存在于啤酒中，是酒类调香中一个极其重要的品种，某研究性学习小组为确定乙偶姻的结构，进行如下探究。
步骤一：将乙偶姻蒸气通过热的氧化铜(催化剂)氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收，装置如图。
2.64g乙偶姻的蒸气氧化产生5.28 g二氧化碳和2.16 g水。
步骤二：升温使乙偶姻汽化，测其密度是相同条件下H2的44倍。
步骤三：用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图，图中4个峰的面积比为1∶3∶1∶3。
步骤四：利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图。
(1)如图装置中两支U形管不能互换的理由是____。
(2)乙偶姻的摩尔质量为_________。
(3)乙偶姻的分子式为______________。
(4)乙偶姻的结构简式为__________。
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参考答案：
1．A
【详解】A．卤代烃不溶于水，可用分液漏斗进行分离，A符合题意；
B．乙醇与水互溶，不能用分液漏斗进行分离，B不符合题意；
C．乙酸乙酯和乙醇互溶，不能用分液漏斗进行分离，C不符合题意；
D．溴苯与苯互溶，不能用分液漏斗进行分离，D不符合题意；
答案选A。
2．C
【详解】A．有机物不一定要从有机体中分离出来,如用无机物可制取有机物,CO+2H2 CH3OH(甲醇)，选项A错误；
B．一般含有碳元素的化合物都属于有机化合物，但CO、CO2和碳酸盐等组成和结构与无机物相似为无机物，选项B错误；
C．研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学为有机化学，选项C正确；
D．有机化学萌发于17世纪，创立并成熟于18、19世纪，选项D错误；
答案选C。
3．B
【分析】能用分液漏斗分离的物质必须是两种相互不溶的液体，一般来说：有机溶质易溶于有机溶剂，无机溶质易溶于无机溶剂；
【详解】A．溴易溶于有机物CCl4，所以不能用分液漏斗分离，A错误；
B．溴苯是有机物，水是无机物，溴苯和水不互溶，所以能用分液漏斗分离，B正确；
C．苯和硝基苯都是有机物，所以苯和硝基苯能相互溶解，不能用分液漏斗分离，C错误；
D．汽油和苯都是有机物能互溶，不能用分液漏斗分离，D错误；
故选B。
4．A
【详解】A．常温下，苯酚能和NaOH溶液反应生成易溶于水的苯酚钠，苯不和NaOH溶液反应，且苯难溶于水，反应后液体分层，可以用分液的方法分离，故A正确；
B．水和CaO反应生成难挥发的Ca(OH)2，然后蒸馏得到乙醇，故B错误；
C．乙烯和酸性高锰酸钾溶液反应生成二氧化碳，引入新的杂质，所以不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯，一般用溴水除去甲烷中的乙烯，故C错误；
D．乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应，所以不能用NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸，一般用饱和碳酸钠溶液除去，故D错误；
选A。
5．D
【详解】A．乙炔中有碳碳三键，可以与氯化氢发生加成反应生成氯乙烯，A不符合题意；
B．丙烯中有碳碳双键，可以与溴单质发生加成反应生成1，2-二溴丙烷，B不符合题意；
C．乙醛中有醛基，可以与发生加成反应生成，C不符合题意；
D．乙醇与发生取代反应生成氯乙烷，D符合题意；
故选D。
6．A
【详解】A．过滤时需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，故A正确；
B．蒸馏时的冷凝装置应选择直形冷凝管，若选择球形冷凝管，会有液体在冷凝管中残留，故B错误；
C．渗析时使用的半透膜允许小分子、离子通过，不是使用离子交换膜，故C错误；
D．高温灼烧时一定有新物质生成，一定不是物理变化，故D错误；
故选A。
7．D
【详解】A．在蒸馏实验中，温度计是用来测量馏分蒸气的温度，因此温度计的水银球位于支管口处是为了测出馏分的沸点，A正确;
B．硝酸钾的溶解度随温度升高而急剧增大，而氯化钠的溶解度随温度升高变化很小，所以用结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物；水和四氯化碳是互不相溶的两种液体物质，所以用分液法分离水和四氯化碳的混合物，B正确；
C．在重结晶实验中，温度降低被提纯物质的溶解度减小，则使用短颈漏斗趁热过滤是为了减少被提纯物质的损失，C正确;
D．在重结晶实验中，要求被提纯物质在溶剂中的溶解度受温度的影响较大，杂质在此溶剂中的溶解度要很小或很大，D错误；
故合理选项是D。
8．B
【分析】粗溴苯中含有溴苯、苯、等。粗溴苯水洗后，液体分层，易溶于水进入水层，溴易溶于有机物，和苯、溴苯一起进入有机层，分液得水层①和有机层①，操作I为分液；再加入溶液除去，再次分液，操作II也为分液；水层②中主要含有等，有机层②中含有苯、溴苯等。第二次水洗除去有机层②中可能含有的少量，分液后得水层③和有机层③。加入无水氯化钙吸水，过滤，得有机层④，其中含有苯和溴苯，最后根据二者沸点不同，利用蒸馏实现分离。水层①中加入溶液后显红色，只能说明水层①中含有铁离子，但不能说明溴化铁已完全被除尽；
【详解】A． 操作I、II、III均为分液，用到的主要玻璃仪器是分液漏斗，选项A正确；
B． 水层①中加入溶液后显红色，只能说明水层①中含有铁离子，但不能说明溴化铁已完全被除尽，选项B错误；
C． 加入溶液的目的是除去有机层①中的单质溴，选项C正确；
D． 操作IV、操作V分别是过滤和蒸馏，选项D正确。
答案选B。
9．B
【详解】可先发生消去反应生成CH2=C(CH3)CHO，再发生加成反应生成CH3CH(CH3)CH2OH，然后发生消去反应，可生成，则反应类型分别为消去-加成-消去，答案选B。
10．A
【详解】A．“杯酚”可以通过和HCHO缩聚反应制得，A错误；
B．根据题目图示：操作I和操作II都是将混合物分为“溶液”和“沉淀”，操作是过滤，B正确；
C．根据题目图示：C60与“杯酚”借助分子间力形成了超分子，该分子不溶于甲苯，作为沉淀析出，C正确；
D．根据题目图示：“杯酚”与C60的分离是通过氯仿形成了“杯酚”溶液，故“杯酚”可溶于氯仿循环使用，D正确；
故选：A。
11．B
【详解】A的核磁共振氢谱只有一组峰，说明A分子中只有1种化学环境的氢原子，对照选项判断A为(即C2H6)；同理B中有3种不同类型的氢原子，且个数比为1∶2∶3，故B为CH3CH=CH2(即C3H6)；
故答案为B。
12．B
【详解】不同物质的溶解度受温度变化影响不同，硝酸钾的溶解度随温度升高而明显增大，氯化钠的溶解度随温度变化影响不大。由题图可知，将60℃的饱和溶液冷却至0℃时硝酸钾容易析出，氯化钠析出较少，所以冷却析出的晶体中含有大量硝酸钾，少量氯化钠，故选B。
13．D
【详解】A．一只手压住玻璃塞，一只手握住活塞，把分液漏斗倒转过来振荡，A错误；
B．振荡几次后打开活塞放气，不需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气，B错误；
C．将分液漏斗放在铁架台上静置待液体分层，C错误；
D．分液时将分液漏斗上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞，待下层液体流尽时，关闭活塞，从上口倒出上层液体，D正确。
故选D。
14．D
【详解】适合用降温结晶的方法进行提纯的应该是溶解度随着温度的升高明显增大的物质。若降低温度，其溶解度大幅度减小，会析出晶体。A溶解度随温度升高而减小，B溶解度受温度影响不大，C溶解度受温度影响不大，D溶解度随着温度的升高明显增大，故选D。
15．CD
【详解】A．红外光谱图中给出的化学键有C—H键、O—H键和C—O键三种，A项正确；
B．核磁共振氢谱图中峰的个数即代表氢的种类，故B项正确；
C．核磁共振氢谱峰的面积表示氢的数目比，在没有明确化学式的情况下，无法得知氢原子总数，C项错误；
D．若A为CH3—O—CH3，则无O—H键，与所给红外光谱图不符，且其核磁共振氢谱图应只有1个峰，与核磁共振氢谱图不符，D项错误。
故选CD。
16．(1)+CH3COOH+H2O
(2)苯胺
(3) A 直形冷凝管
(4)有利于水蒸气馏出，减少乙酸馏出
(5) 减少趁热过滤时乙酰苯胺的损失(或防止趁热过滤时温度降低有部分乙酰苯胺析出而造成损失) 重结晶
(6) 79.3% C
【详解】（1）苯胺和冰醋酸生成乙酰苯胺，化学方程式为：+CH3COOH+H2O。
（2）苯胺在空气中易被氧化，应先加入锌粉和醋酸，最后加入苯胺，锌粉与醋酸反应生成氢气，可以排出装置中的空气，保护苯胺不被氧化。
（3）小火加热回流1h，则a处使用的仪器为直形冷凝管，答案选A。
（4）步骤I反应体系的温度控制在100℃～105℃，水的沸点低于乙酸，目的是有利于水蒸气馏出，减少乙酸馏出。
（5）步骤II中，粗乙酰苯胺溶解后，补加少量蒸馏水的目的是：减少趁热过滤时乙酰苯胺的损失(或防止趁热过滤时温度降低有部分乙酰苯胺析出而造成损失)
；这种提纯乙酰苯胺的方法叫重结晶。
（6）9.2 mL苯胺的物质的量为：，根据+CH3COOH+H2O可知，理论上的物质的量为：，则乙酰苯胺的产率为：；
A．乙酰苯胺在温度高时，溶解度大，没有等充分冷却就开始过滤，使得产率偏低，实际值低于理论值，A正确；
B．在抽滤时，有产物残留在烧杯壁，使得产率偏低，实际值低于理论值，B正确；
C．乙酰苯胺中的乙酸未除干净，会使乙酰苯胺质量偏大，可能导致实际值高于于理论值，C错误；
D．抽滤时乙酰苯胺有部分溶于水中，使得产率偏低，实际值低于理论值，D正确；
答案选C。
17． EDFBAC 防止空气中的水蒸气和CO2进入A影响有机物生成的CO2质量的测定 2H2O22H2O+O2↑ 使有机物被充分氧化生成CO2和水 将生成的CO2和水蒸气赶入后续装置中被充分吸收 C7H6O2 能
【分析】E装置中产生氧气，经浓硫酸干燥后通入装有样品的F中，样品被氧化为CO2和水，水被CaCl2吸收，CO2被NaOH溶液吸收，在A后连接C，防止空气中的水蒸气和CO2进入A影响有机物生成的CO2质量的测定。
【详解】(1)先用E装置制取氧气，氧气氧化有机物，但在通入F之前，需要将氧气中的水蒸气用浓硫酸除去，干燥的氧气氧化样品，生成CO2和水。要先通过CaCl2吸收水蒸气，因为NaOH既能吸收CO2，也能吸收水蒸气，再通入A中，装置的最后连接C，所以装置的连接顺序(从左到右)是EDFBAC。
(2)C装置的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入A影响有机物生成的CO2质量的测定。
(3)E装置中用双氧水在MnO2催化下制取氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑。
(4)CuO具有氧化性，可以使有机物被充分氧化生成CO2和水。
(5)本实验中，F装置反应完全后继续通入一段时间O2，目的是将生成的CO2和水蒸气赶入后续装置中被充分吸收。
(6)① A管质量增加6.16g，即生成的CO2为6.16g，物质的量为0.14mol，说明有机物中C有0.14mol，C的质量为1.68g；B管质量增加1.08g，即生成的水为1.08g，物质的量为0.06mol，说明有机物中H有0.12mol，H的质量为0.12g，1.68g+0.12g＜2.44g，说明该有机物中有氧元素，O的质量为2.44g-1.68g-0.12g=0.64g，物质的量为0.04mol，则该有机物中C、H、O的个数比为0.14:0.12:0.04=7:6:2，则该样品的实验式为C7H6O2。
②M的实验式为C7H6O2，实验式的相对分子质量为122，已知M的相对分子质量小于150，所以M的分子式即为实验式，能确定M的分子式。
18． bc
【分析】有机物A分子中C原子个数，H原子个数，O原子个数，所以有机物A的分子式为
【详解】(1)根据分析，有机物A的分子式为。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是A的分子式及A的核磁共振氢谱图，故答案为bc。
(3)由A的红外光谱图可知，A中含有C=O和C-O-C，又知道A中含有酯基，则A的结构简式可能为、等。
19．(1)气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2，干扰元素的验证
(2)88g/mol
(3)C4H8O2
(4)
【分析】步骤一：无水氯化钙能够吸水，2.16 g水的物质的量为=0.12mol；固体氢氧化钠能够吸收二氧化碳，5.28 g二氧化碳的物质的量为=0.12mol ；n(C)= n(CO2)= 0.12 mol, m(C)= 0.12×12=1.44g；n(H)=2n(H2O)=0.24mol,m(H)= 0.24×1=0.24 g，因此m(O)= 2.64-1.44-0.24=0.96g, n(O)=0.96/16=0.06 mol；因此n（C）:n(H);n(O)= 0.12：0.24：0.06=4:8：1，最简式为C2H4O；
步骤二：测该有机物密度是相同条件下H2的44倍，根据 ==D(气体相对密度)可知，该有机物的分子量为88，（C2H4O）n=88，n=2，所以该有机物的分子式为C4H8O2；
步骤三：用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图2，图中4个峰的面积比为1∶3∶1∶3；结构中含有2个甲基；
步骤四：利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图3，由此可知该有机物的结构简式为：；
【详解】（1）结合以上分析可知，气体先通过无水氯化钙，可以测定出水的质量，通过固体氢氧化钠吸收二氧化碳，测定出二氧化碳的质量；而二者互换，气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2，干扰氢、碳元素的验证；综上所述，本题答案是：气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2，干扰元素的验证；
（2）结合以上分析可知，乙偶姻的摩尔质量为88g/mol；综上所述，本题答案是：88g/mol；
（3）结合以上分析可知，乙偶姻的分子式为C4H8O2；综上所述，本题答案是：C4H8O2；
（4）结合以上分析可知，乙偶姻的结构简式为：；综上所述，本题答案是：。
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