第一章第二节研究有机化合物的一般方法同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.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
2.实验室制备和纯化乙酸乙酯的相关装置如下图所示(加热及夹持装置已略去),下列关于该实验的说法正确的是
A.图1装置中,球形冷凝管的主要作用是冷凝、回流,冷凝水从下口通入
B.加热图1装置后,发现未加碎瓷片,应立即停止加热并趁热补加
C.图2装置中的冷凝管也可以换成图1装置中的球形冷凝管
D.图2装置中温度计水银球的位置不正确,应伸入液体中
3.有机化合物K的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.K的分子式为C8H12NO3Cl,属于芳香族化合物
B.K分子中共有3个C-Hσ键
C.K分子中的碳原子与氨原子的杂化方式完全相同
D.K分子中含有σ键、π键,分子间可以形成氢键
4.某有机化合物的结构(图1),球棍模型(图2)及核磁共振氢谱图(图3)如下:
下列关于该有机物的叙述正确的是
A.该有机物分子中不同化学环境的氢原子有7种
B.该有机物属于芳香族化合物
C.代表的基团为
D.该有机物在一定条件下能完全燃烧生成和
5.下列有关苯甲酸重结晶实验中操作的说法正确的是
A.粗苯甲酸加热溶解后要恢复到室温再过滤
B.趁热过滤时,为了防止苯甲酸结晶,可先将漏斗进行预热
C.趁热过滤后,为了析出更多晶体,热滤液用冰盐水充分冷却,可缩短结晶的时间
D.温度越低,苯甲酸的溶解度越小,所以温度越低越有利于苯甲酸的重结晶实验
6.下列化合物中,核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3:1的是
A. B.
C. D.
7.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
8.研究有机混合物一般要采取的几个步骤是
A.分离、提纯→确定分子式→确定最简式→确定结构式
B.分离、提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式
C.分离、提纯→确定结构式→确定最简式→确定分子式
D.确定分子式→确定最简式→确定结构式→分离、提纯
9.某超分子的结构如图所示。下列说法不正确的是
A.此超分子中含有酰胺基
B.的分子式为C14H10,其一氯代物有3种
C.此超分子属于高分子
D.此超分子完全燃烧后会生成CO2,干冰晶胞中CO2的配位数为12
10.1mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧,需要消耗氧气246.4L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成四种不同的一氯取代物,该烃的结构简式是
A. B.
C. D.
11.下列有机物的核磁共振氢谱有6组峰的是
A. B. C. D.
12.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
13.下列说法正确的是
A.用裂化汽油、四氯化碳等有机溶剂均可萃取溴水中的溴
B.由MgCl2制取Mg的过程是放热过程
C.1—氯丙烷和2—氯丙烷互为同分异构体,通过核磁共振氢谱不能鉴别二者
D.依据右图能量曲线可确定反应:CH2=CH2(g)+HBr(g)→CH3CH2Br(l)的△H=(E1+E3-E2-E4)kJ·mol-1
14.下列说法中不正确的是
A.红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机物的结构分析
B.HCHO中含有的官能团是羟基
C.中含有酯基
D.2,5—二甲基己烷的核磁共振氢谱中出现了三个峰
15.实验室制备乙酸异戊酯的有关信息如下表所示。
物质 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水溶性
乙酸异戊酯 130 0.867 142 难溶
在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后操作正确的是
A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
二、实验题
16.有A、B两种互溶的化合物都不溶于水且密度比水小,常温下A、B都是液体,A不与NaOH反应,B与NaOH作用生成水和可溶的C,C与盐酸作用可得NaCl和B。分离A和B的混合物,可采用下列方法:
(1)利用这两种化合物在某种试剂中溶解性的差异,可采用萃取的方法加以分离,实验操作的正确顺序是___________(用序号填空),从分液漏斗的___________(填“上”或“下”)层分离出的液体是A;再经过实验操作___________(用序号填空),从分液漏斗的___________(填“上”或“下”)层分离出的液体是B。
可供选择的操作有:①向分液漏斗中加入稀盐酸;②向分液漏斗中加入A和B的混合物;③向分液漏斗中加入氢氧化钠溶液;④充分振荡混合液,静置、分液;⑤将烧杯中的液体倒入另一分液漏斗中。
(2)利用这两种化合物沸点的不同,可采用蒸馏的方法加以分离,实验中需要用到的仪器有:铁架台(附有铁夹、铁圈、石棉网)、蒸馏烧瓶、酒精灯、尾接管、___________、___________、___________。(实验中备有必要的导管和橡皮塞)
17.如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置,这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。回答下列问题:
(1)A装置分液漏斗中盛放的物质是______,写出有关反应的化学方程式:________。
(2)C装置(燃烧管)中CuO的作用是_____;写出E装置中所盛放试剂的名称:______;若将B装置去掉会对实验造成什么影响?_______。
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.44g样品,经充分反应后,D管质量增加0.36g,E管质量增加0.88g,已知该物质的相对分子质量为44,则该样品的化学式为___________。
(4)若该有机物的核磁共振氢谱如下图所示,则其结构简式为______;该化合物具有的性质是:_______。(填序号)
A.能与水、乙醇、氯仿等互溶
B.无色、无味液体
C.能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
D.任何条件下不能与H2反应
(5)若符合下列条件,则该有机物的结构简式为___________。
①环状化合物 ②只有一种类型的氢原子
(6)某同学认E和空气相通,会影响测定结果准确性,应在E后再增加一个装置E,其主要目的是___________。
三、有机推断题
18.有机物A(C11H12O2)可调配果味香精。可用均含碳、氢、氧三种元素的有机物B和C为原料合成A。
(1)B蒸气的密度是同温同压下氢气密度的23倍,B分子中碳、氢原子个数比为1:3,有机物B的分子式为___。
(2)有机物C的分子式为C7H8O,C能与钠反应,不与氢氧化钠溶液反应,也不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C的结构简式为__,C与苯酚是否互为同系物:__(填“是”或“否”)。
(3)已知两个醛分子间能发生如下反应:
+(R、R′表示氢原子或烃基)
用B和C为原料按如图路线合成A:
①上述合成过程中涉及的反应类型有___(填序号)。
a.取代反应b.加成反应c.消去反应d.氧化反应
②F的结构简式为___。
③写出G和B反应生成A的化学方程式:___。
(4)F的同分异构体有多种,写出既能发生银镜反应又能发生水解反应,且苯环上只有一个取代基的F的所有同分异构体的结构简式:__。
19.某有机物A含C、H、O三种元素,为了确定A的结构,进行如下实验:
(1)取6.8g A在O2中充分燃烧,将燃烧的产物依次通入浓硫酸和碱石灰,分别增重3.6g和17.6g,则A的实验式是_______
(2)用质谱法对A进行分析,其质谱图如下,则有机物A的分子式是_______
(3)用红外光谱法分析,有机物A中含有苯环、羧基、甲基;用核磁共振氢谱法分析该物质,其核磁共振氢谱图如下,则A中含有_______种氢原子,由此推断有机物A的结构简式为_______
(4)B与A互为同系物,且相对分子量比A大14,请写出满足下列要求的B的同分异构体的结构简式:_______。
①属于芳香族化合物 ②与B具有相同的官能团 ③分子中有4种氢原子,个数比为1:1:2:6
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.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。
2.A
【详解】A.乙酸、乙醇等有机物均易挥发,则图1装置中,球形冷凝管的主要作用是冷凝、回流,冷凝水从下口通入,故A正确;
B.加热题图1装置后,发现未加碎瓷片,应立即停止加热,待冷却后,再补加碎瓷片,故B错误;
C.若题图2装置中的直形冷凝管换成球形冷凝管,不利于冷凝液体顺利流下进入锥形瓶,故C错误;
D.蒸馏时温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处,故D错误;
答案选A。
3.D
【详解】A.根据结构简式可知,K分子中含有8个C原子、1个N原子、3个O原子、1个Cl原子,不饱和度为5,则含H原子数为8,分子式为C8H8NO3Cl,A错误;
B.K分子中共有5个C原子与H原子相连,所以共含5个C-Hσ键,B错误;
C.K分子中的碳原子的杂化方式有、两种,氮原子的杂化方式是,C错误;
D.K分子中含有苯环、碳氧双键和单键,因此含有σ键、π键,含有氨基和羟基,分子间可以形成氢键,D正确;
故选D。
4.D
【详解】A.由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中有8种不同化学环境的氢原子,A错误;
B.由题给信息可看出,该物质中无苯环,不属于芳香族化合物,B错误;
C.由题给结构和球棍模型对照可知Et为,C错误;
D.该化合物只含有碳、氢、氧三种元素,一定条件下可完全燃烧生成和,D正确;
故选D。
5.B
【详解】A.粗甲苯加热溶解后为了防止苯甲酸晶体提前析出,滞留在过滤器中,需要在过滤前适当稀释,不能直接过滤,A错误;
B.漏斗适当预热可减小温差,B正确;
C.趁热过滤后,用冰盐水冷却滤液形成的结晶很小,比表面积大,吸附的杂质多,C错误;
D.重结晶过程中温度太低,杂质的溶解度也会降低,部分杂质也会析出,达不到提纯苯甲酸的目的,D错误;
故选B。
6.B
【分析】核磁共振氢谱只出现两组峰,说明只有两种不同化学环境的氢原子,峰面积之比为3:1,说明两种氢原子的个数比为3:1。
【详解】A.中含有3种不同化学环境的氢原子,故A错误;
B.中含有2种不同化学环境的氢原子,两种氢原子个数比为6:2=3:1,故B正确;
C.中含有3种不同化学环境的氢原子,故C错误;
D.中含有2种不同化学环境的氢原子,两种氢原子的个数比为6:4=3:2,故D错误。
故选B选项。
7.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。
8.B
【详解】有机混合物首先需经过分离提纯才能得到纯净物;然后对未知有机物的结构与性质进行鉴定和研究:一般先利用元素定量分析确定实验式(最简式);再测定相对分子质量从而确定分子式;因为有机物存在同分异构现象,所以最后利用波谱分析确定结构式。故对其研究的步骤是分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式,B正确。
9.C
【详解】A.从此超分子的结构图中可以看出,分子中含有多个酰胺基,A正确;
B.分子中有14个碳原子,不饱和度为10,则分子式为C14H10,该分子中有3种氢原子(带 号位置),则其一氯代物有3种,B正确;
C.此超分子的相对分子质量小于10000,则不属于高分子,C不正确;
D.此超分子中含有碳元素,完全燃烧后会生成CO2,干冰晶胞中CO2分子位于顶点和面心,配位数为=12,D正确;
故选C。
10.A
【详解】由题意知,该有机物充分燃烧消耗O2物质的量n(O2)=,由烷烃燃烧通式,得,解得n=7,即该烷烃中有7个碳,即C7H16,由题意知,该有机物含4种氢,故答案选A。
11.A
【详解】A.该分子结构不对称,含6种不同化学环境的H,核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:1:1:1:1:3,A正确;
B.该分子中含4种不同化学环境的H,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:1: 1: 3,B错误;
C.该分子中含4种不同化学环境的H,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:2:2:3,C错误;
D.苯中的六个氢原子是完全相同的,核磁共振氢谱有1组峰,D错误;
故选A。
12.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。
13.D
【详解】A.裂化汽油含不饱和烃,可与溴水发生加成反应,不能作萃取剂,四氯化碳等有机溶剂可萃取溴水中的溴,A错误;
B.镁和氯气反应是属于发光放热的反应,氯化镁制取镁需要电解才能进行,该反应吸热反应,B错误;
C.1-氯丙烷和2-氯丙烷中H的种类分别为3、2则核磁共振错误氢谱能鉴别1-氯丙烷和2-氯丙烷,C错误;
D.依据右图能量曲线可确定反应:CH2=CH2(g) +HBr(g)→CH3CH2Br (1)的ΔH=反应物的焓-生成物的焓= (E1+E3-E2-E4))kJ·mol-1,D正确;
故选D。
14.B
【详解】A.红外光谱、核磁共振氢谱是应用于有机结构分析的现代物理方法,A正确;
B.HCHO是甲醛,含有的官能团是醛基,B错误;
C.可以看作,其中含有酯基,C正确;
D.2,5 二甲基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2,核磁共振氢谱中出现三个峰,D正确;
故答案为:B。
15.D
【详解】乙酸异戊酯的密度比水的小且难溶于水,分层后水层在下面,应先将下面的水层从分液漏斗的下口放出,再将上层的乙酸异戊酯从上口倒出;不能将密度小的液体从下口放出,若水层和乙酸异戊酯都从下口放出,附着在分液漏斗下口的少量水层又会混入乙酸异戊酯中,导致分离失败。
答案选D。
16.(1) ②③④ 上 ⑤①④ 上
(2) 温度计 冷凝管 锥形瓶
【分析】由题意可知,A、B均不溶于水,且密度小于水与水混合时出现分层,水在下层;B能与NaOH反应,C溶于水。
(1)
(1)由于A、B互溶,所以根据B能与NaOH反应而A不能,可以先加NaOH溶液将A和B分离,先萃取出A,最后从水层中加入盐酸萃取出B,即向分液漏斗中加入A和B的混合物、向分液漏斗中加入氢氧化钠溶液、充分振荡混合液,静置、分液得到A;将分离出的水层倒入分液漏斗中、向分液漏斗中加入稀盐酸、充分振荡混合液,静置、分液得到B,故填②③④、上、⑤①④、上;
(2)
(2)蒸馏用到的仪器有:铁架台、蒸馏烧瓶、温度计、牛角管(尾接管)、锥形瓶、直形冷凝管,故填温度计、冷凝管、锥形瓶。
17.(1) H2O2或H2O 2H2O22H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(2) 使有机物充分氧化生成CO2和H2O 碱石灰或氢氧化钠 造成测得有机物中含氢量增大
(3)C2H4O
(4) CH3CHO AC
(5)
(6)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气
【分析】根据题意,装置A为制取氧气的装置,其中的固体可以是过氧化钠或者二氧化锰,其反应为或者;装置B为干燥装置;装置C为反应装置;装置D为吸收水的装置,用于测量水的质量;装置E用于吸收氧化产生的二氧化碳,测定有机物中碳的含量。
【详解】(1)根据题意,装置A为制取氧气的装置,其中的固体可以是过氧化钠或者二氧化锰,其反应为或者,故填H2O2或H2O、或者;
(2)装置C中的氧化铜相当于催化剂,使有机物充分氧化生成CO2和H2O;装置E用于吸收氧化产生的二氧化碳,测定有机物中碳的含量,其中所盛试剂为碱石灰或氢氧化钠;装置B为干燥装置,若撤去,则D中的水的质量偏多,测量结果造成测得有机物中含氢量增大,故填使有机物充分氧化生成CO2和H2O、碱石灰或氢氧化钠、造成测得有机物中含氢量增大;
(3)设该有机物的分子式为,其完全燃烧的化学方程式为,根据题意,D中质量增加0.36g,则生成的水的质量为0.36g,其物质的量为;E中质量增加0.88g,则二氧化碳的质量为0.88g,其物质的量为,该有机物相对分子质量为44,质量为0.44,则其物质的量为,根据反应,可得、,解得x=2,y=4,即其分子式可表示为,根据其相对分子质量为44可得,,解得z=1,所以该有机物的分子式为,故填;
(4)如图所示,其核磁共振氢谱有两组峰,根据其峰面积之比,可得其结构简式为,其中醛基受氧原子的影响,其吸收强度远大于甲基,与题意相符;
A.该化合物为乙醛,易溶于水、乙醇、氯仿等,故A正确;
B.乙醛具有刺激性气味,故B错误;
C.乙醛具有还原性,能使强氧化性的酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
D.该有机物在一定条件下可以与氢气加成生成乙醇,故D错误;
故填AC;
(5)该有机物为环状,则根据其分子式其为三元环,又其只有一种H,所以其结构简式为,故填;
(6)空气中含有二氧化碳和水,进入装置E会使得有机物的含碳量增加,所以在装置E后面加一个装置E可以吸收空气中的水和二氧化碳,防止进入装置E干扰实验,故填吸收空气中的二氧化碳和水蒸气。
18. C2H6O 否 a、b、c、d +CH3CH2OH+H2O 、
【详解】(1)根据题意可知,B的相对分子质量为46,B分子中碳、氢原子个数比为,故B的分子式为,故答案为;
(2)根据题给有机物C的信息可知,C中不含碳碳双键和碳碳三键,含苯环和醇羟基,不含酚羟基,所以C为苯甲醇,苯甲醇与苯酚不互为同系物,故答案为,否;
(3)由B的分子式、C的结构简式及转化关系可知,B为乙醇,D为乙醛,E为苯甲醛,F为,H为,G为,A为,该合成过程中涉及氧化、加成、消去、取代反应,故答案为a、b、c、d,,+CH3CH2OH+H2O;
(4)F的分子式为,符合条件的F的同分异构体有,故答案为。
19. C4H4O C8H8O2 4 、
【详解】(1)有机物A含C、H、O三种元素,充分燃烧生成CO2、H2O,浓硫酸的增重即为水的质量,所以A中n(H)=2(H2O)==0.4mol,碱石灰的增重即为CO2的质量,所以A中n(C)=2(CO2)==0.4mol,则A中n(O)==0.1mol,则A中n(H):n(C):n(O)=4:4:1,所以实验式为C4H4O;
(2)根据质谱图可知A的相对分子质量为136,设分子式为(C4H4O)n,则有(124+14+16)n=136,解得n=2,所以A的分子式为C8H8O2;
(3)核磁共振氢谱有四个峰,所以有4种氢原子,A中含有苯环、羧基、甲基,且有四种环境的氢原子,各环境氢原子个数比为2:2:1:3,则A的结构简式为;
(4)B与A互为同系物且相对分子量比A大14,则B的分子式为C9H12O2,含有苯环和羧基,B的同分异构体满足:①属于芳香族化合物 ,则含有苯环;②与B具有相同的官能团,含有苯环和羧基,③分子中有4种氢原子,个数比为1:1:2:6,结构对称且含有两个位置相同的甲基,满足条件的有、。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页