2024人教版高中化学选择性必修3同步练习题--第一章 有机化合物的结构特点与研究方法拔高练（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024人教版高中化学选择性必修3同步练习题--第一章 有机化合物的结构特点与研究方法拔高练（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-20 09:09:41 | ||
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文档简介
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2024人教版高中化学选择性必修3同步
综合拔高练
五年高考练
考点1 同分异构体的数目判断与书写
1.(2022河北,11改编)在HY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
++
下列说法正确的是( )
A.M和N互为同系物
B.M分子中所有原子可能共平面
C.N的一溴代物有6种(不考虑立体异构)
D.萘的二溴代物有10种(不考虑立体异构)
2.[2023全国甲,36(7)改编]具有相同官能团的B()的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12 c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为 。
考点2 有机物分子式的确定
3.(2023全国乙,26)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U形管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有
。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g,实验结束后,c管增重0.010 8 g,d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子质量为118,其分子式为 。
考点3 有机物的制备与分离、提纯
4.(2023新课标,28)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
安息香 白色 固体 133 344 难溶于冷水溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙 二酮 淡黄色 固体 95 347 不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色 液体 17 118 与水、乙醇互溶
装置示意图如右所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸、5 mL水及9.0 g FeCl3·6H2O,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入2.0 g安息香,加热回流45~60 min。
③加入50 mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶1.6 g。
回答下列问题:
(1)仪器A中应加入 (填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是 ;冷却水应从 (填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是 。
(4)在本实验中,FeCl3为氧化剂且过量,其还原产物为 ;某同学尝试改进本实验:采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行 简述判断理由: 。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是防止 。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量 洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品,可用重结晶的方法进一步提纯。
a.热水 b.乙酸 c.冷水 d.乙醇
(7)本实验的产率最接近于 (填标号)。
a.85% b.80% c.75% d.70%
三年模拟练
应用实践
1.(2023辽宁锦州部分学校联考)化合物M可用于油漆、颜料、涂料工业,其结构如图。下列关于该物质的说法正确的是( )
A.分子式为C14H10O3
B.分子中碳原子的杂化方式有2种
C.分子中含有4种官能团
D.苯环上的一氯代物有5种(不考虑立体异构)
2.(2022江苏泰州阶段练习)α-呋喃丙烯酸是重要的有机合成中间体,在医药工业上用于合成防治血吸虫病的药物呋喃丙胺,α-呋喃丙烯酸的结构如图所示。下列关于α-呋喃丙烯酸的说法错误的是( )
A.含有羧基、碳碳双键、醚键三种官能团
B.可发生加成、加聚、取代反应
C.与其互为同分异构体的有机物不可能是芳香族化合物
D.α-呋喃丙烯酸中所有的碳原子均为sp2杂化
3.(2023河南安阳一中模拟)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 分离溶于水中的碘 用乙醇 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固体中混有的少量NaCl 重结晶 NaCl在水中的溶解度很大
D 除去正丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大
4.(2022湖北六校联考)从海带中提取精品甘露醇(C6H14O6)的流程如图所示。已知甘露醇是一种有机醇,易溶于水,且溶解度随温度升高而增大,随乙醇含量增大而骤减。下列说法错误的是( )
A.加热浓缩和过滤操作都要用到玻璃棒,但作用不同
B.浓缩液中需加入大量乙醇,整个流程中乙醇可循环利用
C.操作①是冷却结晶,粗品甘露醇经重结晶后可得精品甘露醇
D.为了提高甘露醇的提取效率,预处理时可以将海带灼烧成海带灰后再用水浸泡
迁移创新
5.(2023江苏南京第五中学月考)有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下。
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是 ,图中虚线框内应选用 (填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳元素的质量分数为54.5%,氢元素的质量分数为9.1%。
①M的实验式为 。
②已知气态M的密度是同温同压下二氧化碳气体密度的2倍,则M的相对分子质量为 ,分子式为 。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测得M的核磁共振氢谱图如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱图如图3所示。
图2
图3
M中官能团的名称为 ,M的结构简式为
。
写出含有酯基的M的同分异构体的结构简式:
。
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.D 由M、N的结构简式可知,M和N的分子式相同,但结构不同,故两者互为同分异构体,不互为同系物,A不正确。M分子中含甲基,所有原子不可能共平面,B不正确。N分子中有5种不同化学环境的H,因此其一溴代物有5种,C不正确。根据“定一移一法”确定萘的二溴代物数目,萘分子有两条对称轴,则一溴代物有两种(),当一个溴原子在a位时,另一个溴原子的位置有7种();当一个溴原子在b位时,另一个溴原子的位置有3种(),故萘的二溴代物有10种,D正确。
2.答案 d
解析 B中含有的官能团为—NO2和—Cl,B的芳香同分异构体中,若苯环上的取代基为—CH3、—NO2和—Cl,有9种结构;若苯环上的取代基为—CH2NO2和—Cl,有3种结构;若苯环上的取代基为—CH2Cl和
—NO2,有3种结构;若苯环上的取代基为,有1种结构,共有9+3+3+1=16种。其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。
3.答案 (1)通O2 装置气密性 ba (2)反应前排尽装置中的空气,反应过程中作反应物,反应后排出石英管中的CO2和H2O CO+CuOCu+CO2
(3)A C 碱石灰既可以吸收CO2又可以吸收H2O
(4)先熄灭a处煤气灯,一段时间后再熄灭b处煤气灯,继续通一段时间O2 (5)C4H6O4
解析 (1)样品在加热条件下与O2反应生成CO2和H2O,为防止空气中存在的CO2和H2O对测定结果产生干扰,加热之前要先通O2排尽装置中的空气;题给装置需要保证气密性良好,连接好装置后,需要检查装置的气密性;为使样品燃烧不充分生成的CO能够完全转化成CO2被后续装置吸收,需要先点燃b处煤气灯再点燃a处煤气灯。
(2)反应前通O2排尽装置中的空气,防止空气中存在的CO2和H2O对测定结果产生干扰;加热样品时O2与样品反应,O2为反应物;反应结束后为使石英管中的H2O和CO2被c、d充分吸收,需要继续通一段时间O2。CuO可与CO反应生成CO2,避免样品不完全燃烧生成的CO不能被吸收,产生误差,化学方程式为CO+CuO Cu+CO2。
(3)c和d的作用分别为吸收水蒸气和吸收二氧化碳,故c中试剂选择CaCl2,d中试剂选择碱石灰;因为碱石灰既可以吸收CO2又可以吸收H2O,无法测定CO2和H2O的质量,所以c和d中试剂不可调换。
(5)c管增加的质量为生成水的质量,则生成水的物质的量n(H2O)==0.000 6 mol,n(H)=2n(H2O)=0.001 2 mol,m(H)=
0.001 2 mol×1 g/mol=0.001 2 g;d管增加的质量为生成CO2的质量,则生成CO2的物质的量n(CO2)==0.000 8 mol,n(C)=n(CO2)=
0.000 8 mol,m(C)=0.000 8 mol×12 g/mol=0.009 6 g;m(O)=
0.023 6 g-0.001 2 g-0.009 6 g=0.012 8 g,n(O)==
0.000 8 mol,该有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)=2∶3∶2,该有机物最简式为C2H3O2,由于该有机物的相对分子质量为118,所以该有机物的分子式为C4H6O4。
4.答案 (1)油 (2)球形冷凝管 a (3)防暴沸 (4)FeCl2 可行,O2将Fe2+氧化为Fe3+,FeCl3可循环参与反应 (5)FeCl3水解 (6)a (7)b
解析 (1)安息香的熔点和冰乙酸的沸点均高于100 ℃,应用油浴加热。
(2)仪器B为球形冷凝管,冷却水从下口进上口出,应从a口通入。
(3)沸腾时加入安息香会暴沸,故必须待沸腾平息后加入。
(4)FeCl3为氧化剂,将醇羟基氧化为羰基,还原产物为FeCl2。采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮,会依次发生如下转化:安息香+FeCl3 二苯乙二酮+FeCl2,FeCl2+O2 FeCl3,FeCl3可循环参与反应,所以改进方案可行。
(5)FeCl3能水解,可在酸性环境中稳定存在,乙酸可以提供酸性环境,防止FeCl3水解生成沉淀。
(6)粗品中混有安息香,由题表中信息可知,二苯乙二酮不溶于水,溶于乙醇、苯、乙酸,安息香难溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙酸,可用热水洗涤,再趁热过滤,即可提纯产品。
(7)根据安息香制备二苯乙二酮的反应式,可计算出2.0 g安息香转化成二苯乙二酮的理论产量为 g,产率为×100%≈80.76%,最接近于80%,故选b。
三年模拟练
1.B 2.C 3.D 4.D
1.B 由化合物M的结构可知其分子式为C14H12O3,A错误;分子中形成双键的碳原子、苯环中的碳原子的杂化方式为sp2,甲基中的碳原子杂化方式为sp3,B正确;M中含羟基、酮羰基、醚键3种官能团,C错误;该物质含两个苯环,苯环上的一氯代物有6种,D错误。
2.C 根据α-呋喃丙烯酸的结构可知,其含有的官能团为醚键、碳碳双键和羧基,A正确;α-呋喃丙烯酸的结构中含有碳碳双键,可以发生加成反应和加聚反应,含有羧基,可发生取代反应,B正确;由α-呋喃丙烯酸的结构可知其分子式为C7H6O3,其同分异构体中可以含有苯环,如邻羟基苯甲酸(),故α-呋喃丙烯酸的同分异构体可以是芳香族化合物,C错误;α-呋喃丙烯酸中所有的碳原子均参与了碳碳双键或碳氧双键的形成,故所有的碳原子均为sp2杂化,D正确。
3.D 乙醇与水互溶,不能用乙醇萃取碘水中的碘单质,A错误;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离,B错误;硝酸钾在水中的溶解度受温度的影响大,氯化钠在水中的溶解度受温度的影响小,可用重结晶法除去KNO3固体中混有的少量NaCl,原理错误,C错误;正丁醇与乙醚的沸点相差较大,可用蒸馏的方法分离,D正确。
4.D 加热浓缩过程中玻璃棒的作用为搅拌,过滤操作中玻璃棒的作用为引流,两个操作中玻璃棒的作用不同,A正确;甘露醇在水中的溶解度随乙醇含量增大而骤减,向浓缩液中加入大量乙醇有利于甘露醇析出,操作①后过滤,得到的溶液中含乙醇,乙醇可循环利用,B正确;向浓缩液中加入2倍体积的乙醇后,搅拌,降低温度有利于甘露醇析出,则操作①是冷却结晶,过滤后得到粗品甘露醇,利用甘露醇在水中的溶解度随温度变化差异大进行重结晶可得到精品甘露醇,C正确;甘露醇为有机醇类物质,灼烧时发生燃烧反应,所以不能将海带灼烧,D错误。
5.答案 (1)蒸馏烧瓶 仪器y (2)①C2H4O ②88
C4H8O2 (3)羟基、酮羰基
(4)CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3
解析 (1)仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器y(直形冷凝管),仪器x(球形冷凝管)一般用于冷凝回流装置中。
(2)①该有机物中氧元素的质量分数为1-54.5%-9.1%=36.4%,分子内各元素原子的个数比为N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶=2∶4∶1,即实验式为C2H4O;②气态M的密度是同温同压下二氧化碳气体密度的2倍,则M的相对分子质量为2×44=88,设分子式为(C2H4O)n,则44n=88,n=2,分子式为C4H8O2。
(3)根据核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积之比为1∶3∶1∶3,可知分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3;结合红外光谱图可知分子中含有C—H、H—O、CO等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、酮羰基。
(4)含有酯基的M的同分异构体的结构简式为CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2024人教版高中化学选择性必修3同步
综合拔高练
五年高考练
考点1 同分异构体的数目判断与书写
1.(2022河北,11改编)在HY沸石催化下,萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。
++
下列说法正确的是( )
A.M和N互为同系物
B.M分子中所有原子可能共平面
C.N的一溴代物有6种(不考虑立体异构)
D.萘的二溴代物有10种(不考虑立体异构)
2.[2023全国甲,36(7)改编]具有相同官能团的B()的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12 c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为 。
考点2 有机物分子式的确定
3.(2023全国乙,26)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U形管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有
。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g,实验结束后,c管增重0.010 8 g,d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子质量为118,其分子式为 。
考点3 有机物的制备与分离、提纯
4.(2023新课标,28)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
安息香 白色 固体 133 344 难溶于冷水溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙 二酮 淡黄色 固体 95 347 不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色 液体 17 118 与水、乙醇互溶
装置示意图如右所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸、5 mL水及9.0 g FeCl3·6H2O,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入2.0 g安息香,加热回流45~60 min。
③加入50 mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶1.6 g。
回答下列问题:
(1)仪器A中应加入 (填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是 ;冷却水应从 (填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是 。
(4)在本实验中,FeCl3为氧化剂且过量,其还原产物为 ;某同学尝试改进本实验:采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行 简述判断理由: 。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是防止 。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量 洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品,可用重结晶的方法进一步提纯。
a.热水 b.乙酸 c.冷水 d.乙醇
(7)本实验的产率最接近于 (填标号)。
a.85% b.80% c.75% d.70%
三年模拟练
应用实践
1.(2023辽宁锦州部分学校联考)化合物M可用于油漆、颜料、涂料工业,其结构如图。下列关于该物质的说法正确的是( )
A.分子式为C14H10O3
B.分子中碳原子的杂化方式有2种
C.分子中含有4种官能团
D.苯环上的一氯代物有5种(不考虑立体异构)
2.(2022江苏泰州阶段练习)α-呋喃丙烯酸是重要的有机合成中间体,在医药工业上用于合成防治血吸虫病的药物呋喃丙胺,α-呋喃丙烯酸的结构如图所示。下列关于α-呋喃丙烯酸的说法错误的是( )
A.含有羧基、碳碳双键、醚键三种官能团
B.可发生加成、加聚、取代反应
C.与其互为同分异构体的有机物不可能是芳香族化合物
D.α-呋喃丙烯酸中所有的碳原子均为sp2杂化
3.(2023河南安阳一中模拟)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 分离溶于水中的碘 用乙醇 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固体中混有的少量NaCl 重结晶 NaCl在水中的溶解度很大
D 除去正丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大
4.(2022湖北六校联考)从海带中提取精品甘露醇(C6H14O6)的流程如图所示。已知甘露醇是一种有机醇,易溶于水,且溶解度随温度升高而增大,随乙醇含量增大而骤减。下列说法错误的是( )
A.加热浓缩和过滤操作都要用到玻璃棒,但作用不同
B.浓缩液中需加入大量乙醇,整个流程中乙醇可循环利用
C.操作①是冷却结晶,粗品甘露醇经重结晶后可得精品甘露醇
D.为了提高甘露醇的提取效率,预处理时可以将海带灼烧成海带灰后再用水浸泡
迁移创新
5.(2023江苏南京第五中学月考)有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下。
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是 ,图中虚线框内应选用 (填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳元素的质量分数为54.5%,氢元素的质量分数为9.1%。
①M的实验式为 。
②已知气态M的密度是同温同压下二氧化碳气体密度的2倍,则M的相对分子质量为 ,分子式为 。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测得M的核磁共振氢谱图如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱图如图3所示。
图2
图3
M中官能团的名称为 ,M的结构简式为
。
写出含有酯基的M的同分异构体的结构简式:
。
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.D 由M、N的结构简式可知,M和N的分子式相同,但结构不同,故两者互为同分异构体,不互为同系物,A不正确。M分子中含甲基,所有原子不可能共平面,B不正确。N分子中有5种不同化学环境的H,因此其一溴代物有5种,C不正确。根据“定一移一法”确定萘的二溴代物数目,萘分子有两条对称轴,则一溴代物有两种(),当一个溴原子在a位时,另一个溴原子的位置有7种();当一个溴原子在b位时,另一个溴原子的位置有3种(),故萘的二溴代物有10种,D正确。
2.答案 d
解析 B中含有的官能团为—NO2和—Cl,B的芳香同分异构体中,若苯环上的取代基为—CH3、—NO2和—Cl,有9种结构;若苯环上的取代基为—CH2NO2和—Cl,有3种结构;若苯环上的取代基为—CH2Cl和
—NO2,有3种结构;若苯环上的取代基为,有1种结构,共有9+3+3+1=16种。其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。
3.答案 (1)通O2 装置气密性 ba (2)反应前排尽装置中的空气,反应过程中作反应物,反应后排出石英管中的CO2和H2O CO+CuOCu+CO2
(3)A C 碱石灰既可以吸收CO2又可以吸收H2O
(4)先熄灭a处煤气灯,一段时间后再熄灭b处煤气灯,继续通一段时间O2 (5)C4H6O4
解析 (1)样品在加热条件下与O2反应生成CO2和H2O,为防止空气中存在的CO2和H2O对测定结果产生干扰,加热之前要先通O2排尽装置中的空气;题给装置需要保证气密性良好,连接好装置后,需要检查装置的气密性;为使样品燃烧不充分生成的CO能够完全转化成CO2被后续装置吸收,需要先点燃b处煤气灯再点燃a处煤气灯。
(2)反应前通O2排尽装置中的空气,防止空气中存在的CO2和H2O对测定结果产生干扰;加热样品时O2与样品反应,O2为反应物;反应结束后为使石英管中的H2O和CO2被c、d充分吸收,需要继续通一段时间O2。CuO可与CO反应生成CO2,避免样品不完全燃烧生成的CO不能被吸收,产生误差,化学方程式为CO+CuO Cu+CO2。
(3)c和d的作用分别为吸收水蒸气和吸收二氧化碳,故c中试剂选择CaCl2,d中试剂选择碱石灰;因为碱石灰既可以吸收CO2又可以吸收H2O,无法测定CO2和H2O的质量,所以c和d中试剂不可调换。
(5)c管增加的质量为生成水的质量,则生成水的物质的量n(H2O)==0.000 6 mol,n(H)=2n(H2O)=0.001 2 mol,m(H)=
0.001 2 mol×1 g/mol=0.001 2 g;d管增加的质量为生成CO2的质量,则生成CO2的物质的量n(CO2)==0.000 8 mol,n(C)=n(CO2)=
0.000 8 mol,m(C)=0.000 8 mol×12 g/mol=0.009 6 g;m(O)=
0.023 6 g-0.001 2 g-0.009 6 g=0.012 8 g,n(O)==
0.000 8 mol,该有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)=2∶3∶2,该有机物最简式为C2H3O2,由于该有机物的相对分子质量为118,所以该有机物的分子式为C4H6O4。
4.答案 (1)油 (2)球形冷凝管 a (3)防暴沸 (4)FeCl2 可行,O2将Fe2+氧化为Fe3+,FeCl3可循环参与反应 (5)FeCl3水解 (6)a (7)b
解析 (1)安息香的熔点和冰乙酸的沸点均高于100 ℃,应用油浴加热。
(2)仪器B为球形冷凝管,冷却水从下口进上口出,应从a口通入。
(3)沸腾时加入安息香会暴沸,故必须待沸腾平息后加入。
(4)FeCl3为氧化剂,将醇羟基氧化为羰基,还原产物为FeCl2。采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮,会依次发生如下转化:安息香+FeCl3 二苯乙二酮+FeCl2,FeCl2+O2 FeCl3,FeCl3可循环参与反应,所以改进方案可行。
(5)FeCl3能水解,可在酸性环境中稳定存在,乙酸可以提供酸性环境,防止FeCl3水解生成沉淀。
(6)粗品中混有安息香,由题表中信息可知,二苯乙二酮不溶于水,溶于乙醇、苯、乙酸,安息香难溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙酸,可用热水洗涤,再趁热过滤,即可提纯产品。
(7)根据安息香制备二苯乙二酮的反应式,可计算出2.0 g安息香转化成二苯乙二酮的理论产量为 g,产率为×100%≈80.76%,最接近于80%,故选b。
三年模拟练
1.B 2.C 3.D 4.D
1.B 由化合物M的结构可知其分子式为C14H12O3,A错误;分子中形成双键的碳原子、苯环中的碳原子的杂化方式为sp2,甲基中的碳原子杂化方式为sp3,B正确;M中含羟基、酮羰基、醚键3种官能团,C错误;该物质含两个苯环,苯环上的一氯代物有6种,D错误。
2.C 根据α-呋喃丙烯酸的结构可知,其含有的官能团为醚键、碳碳双键和羧基,A正确;α-呋喃丙烯酸的结构中含有碳碳双键,可以发生加成反应和加聚反应,含有羧基,可发生取代反应,B正确;由α-呋喃丙烯酸的结构可知其分子式为C7H6O3,其同分异构体中可以含有苯环,如邻羟基苯甲酸(),故α-呋喃丙烯酸的同分异构体可以是芳香族化合物,C错误;α-呋喃丙烯酸中所有的碳原子均参与了碳碳双键或碳氧双键的形成,故所有的碳原子均为sp2杂化,D正确。
3.D 乙醇与水互溶,不能用乙醇萃取碘水中的碘单质,A错误;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离,B错误;硝酸钾在水中的溶解度受温度的影响大,氯化钠在水中的溶解度受温度的影响小,可用重结晶法除去KNO3固体中混有的少量NaCl,原理错误,C错误;正丁醇与乙醚的沸点相差较大,可用蒸馏的方法分离,D正确。
4.D 加热浓缩过程中玻璃棒的作用为搅拌,过滤操作中玻璃棒的作用为引流,两个操作中玻璃棒的作用不同,A正确;甘露醇在水中的溶解度随乙醇含量增大而骤减,向浓缩液中加入大量乙醇有利于甘露醇析出,操作①后过滤,得到的溶液中含乙醇,乙醇可循环利用,B正确;向浓缩液中加入2倍体积的乙醇后,搅拌,降低温度有利于甘露醇析出,则操作①是冷却结晶,过滤后得到粗品甘露醇,利用甘露醇在水中的溶解度随温度变化差异大进行重结晶可得到精品甘露醇,C正确;甘露醇为有机醇类物质,灼烧时发生燃烧反应,所以不能将海带灼烧,D错误。
5.答案 (1)蒸馏烧瓶 仪器y (2)①C2H4O ②88
C4H8O2 (3)羟基、酮羰基
(4)CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3
解析 (1)仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器y(直形冷凝管),仪器x(球形冷凝管)一般用于冷凝回流装置中。
(2)①该有机物中氧元素的质量分数为1-54.5%-9.1%=36.4%,分子内各元素原子的个数比为N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶=2∶4∶1,即实验式为C2H4O;②气态M的密度是同温同压下二氧化碳气体密度的2倍,则M的相对分子质量为2×44=88,设分子式为(C2H4O)n,则44n=88,n=2,分子式为C4H8O2。
(3)根据核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积之比为1∶3∶1∶3,可知分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3;结合红外光谱图可知分子中含有C—H、H—O、CO等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、酮羰基。
(4)含有酯基的M的同分异构体的结构简式为CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3。
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