专题测评验收卷(一)
(满分:100分)
一、选择题(本题共14小题,每题只有一个选项符合题意;每题3分,共42分)
1.“有机”一词译自“Organic”,词源解释为“属于、关于或者源自生物的”。下列关于有机化学的说法错误的是 ( )
3D打印技术用于有机合成,可以促进工艺的精准化和简易化
1828年,维勒用氰酸铵合成了尿素,实现了实验室中无机物到有机物的转化
宣德青花瓷所用青料“苏麻离青”属于低锰高铁类钴料,是纯天然有机材料
我国非遗中以板蓝根、蓝靛等为染料的扎染工艺是经验性利用有机化合物的典范
2.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 ( )
蒸馏常用于分离提纯互溶的液态有机混合物
李比希元素分析仪可以确定有机物的分子结构
利用红外光谱仪可以区分乙醇和二甲醚
质谱仪通常用于测定有机物的相对分子质量
3.屠呦呦等人使用乙醚从中药中提取并分离得到青蒿素(相对分子质量为282,分子式为C15H22O5),并测定了青蒿素的分子结构。下列说法正确的是 ( )
青蒿素是一种高分子化合物
“使用乙醚从中药中提取青蒿素”利用了萃取原理
利用元素分析和红外光谱法能确定青蒿素的分子式
仅利用1H核磁共振谱能确定青蒿素的相对分子质量
4.下列有关有机物的分离、提纯、鉴别的方法不正确的是 ( )
用蒸馏的方法除去硝基苯中的苯
用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇
用 Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯
用1H核磁共振谱鉴别 CH3COOCH2CH3与CH3CH2CH2COOH
5.下列分离或除杂方法不正确的是 ( )
利用密度与水大小的差异,用水分离苯和溴苯
利用沸点差异,用蒸馏法分离苯和溴苯
用降温结晶法除去硝酸钾中的氯化钠杂质
用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的少量HCl气体
6.下列说法中不正确的是 ( )
提纯苯甲酸可采用重结晶的方法
用CCl4萃取碘水中的碘,液体分层后,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
红外光谱图能确定有机物中所含官能团的种类和数目
2,5 二甲基己烷的1H核磁共振谱中出现了三个峰
7.下列化合物中,1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是 ( )
8.(2024·安徽六安新安中学高二月考)除去括号内杂质所用试剂和方法正确的是 ( )
选项 物质 所用试剂 方法
乙醇(乙酸) 氢氧化钠溶液 分液
乙烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气
乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 蒸馏
乙醇(水) 生石灰 蒸馏
9.某混合气体由两种气态烃组成,2.24 L该混合气体完全燃烧后,得到4.48 L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6 g水,则这两种气体可能是 ( )
CH4和C2H4 CH4和C3H4
C2H4和C3H4 C2H4和C2H6
10.咖啡因是弱碱性化合物,易溶于氯仿、乙醇、丙酮及热苯等,微溶于水、石油醚。含有结晶水的咖啡因是无色针状晶体,味苦,在100 ℃时失去结晶水并开始升华,120 ℃时升华相当显著,178 ℃时升华很快。实验室可通过下列简单方法从茶叶中提取咖啡因:
在步骤1加入酒精进行浸泡,过滤得到提取液,步骤2、步骤3、步骤4所进行的操作或方法分别是 ( )
加热、结晶(或蒸发)、升华
过滤、洗涤、干燥
萃取、分液、升华
加热、蒸馏、蒸馏
11.乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体,其结构式分别为和,通过下列方法或检测仪得出的信息或信号完全相同的是 ( )
李比希元素分析法 红外光谱仪
核磁共振仪 质谱仪
12.现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是 ( )
元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量,还可测定其分子的空间结构
的1H核磁共振谱中有5组峰,比值为1∶4∶4∶1∶3
通过红外线光谱图分析可以区分乙醇和乙酸乙酯
质谱法和红外光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法
13.(2024·江苏常州前黄中学高二段考)羧酸与醇发生酯化反应的机理如图,下列说法不正确的是 ( )
该反应历程包括质子化、加成、消去、质子转移等过程
同一个碳原子上连接两个羟基是不稳定的结构
物质a中所有碳原子都已达饱和
用CH3CO18OH来研究酯化反应断键的规律同样可行
14.准确测定有机物的分子结构,对从分子水平去认识物质世界,推动近代有机化学的发展十分重要。采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构,例如质谱、红外光谱、1H核磁共振谱等。有机化合物A的谱图如下,根据谱图可推测其结构简式为 ( )
CH3OCH3 CH3CH2CHO
HCOOH CH3CH2OH
二、非选择题(本题共3小题,共58分)
15.(19分)青蒿素为无色针状晶体,熔点为156~157 ℃,易溶于丙酮、氯仿和苯,在水中几乎不溶。
Ⅰ .实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如图所示。
(1)(3分)在操作ⅰ前要对青蒿进行粉碎,其目的是 。
(2)(2分)操作ⅱ的名称是 。
(3)(2分)操作ⅲ涉及重结晶,则操作ⅲ的步骤为加热溶解、 、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ .已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式,进行如图实验:
实验步骤:
①按图所示连接装置,检查装置的气密性;
②称量装置E、F中仪器及试剂的质量;
③取14.10 g青蒿素放入硬质玻璃管C中,点燃装置C、D处的酒精灯;
④实验结束后冷却至室温,称量装置E、F中仪器及试剂的质量。
(4)(6分)装置E、F应装入的试剂分别为 、 。
(5)(3分)实验测得数据如表:
装置 实验前 实验后
E 24.00 g 33.90 g
F 100.00 g 133.00 g
通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为 。
(6)(3分)某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差,你的改进方法是
。
16.(19分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
相对分子质量 密度/( g cm-3) 沸点/℃ 水中溶解性
异戊醇 88 0.812 3 131 微溶
乙酸 60 1.049 2 118 溶
乙酸异戊酯 130 0.867 0 142 难溶
实验步骤:在A中加入4.4 g的异戊醇,6.0 g 的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:
(1)(2分)装置B的作用是 。
(2)(2分)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是 。
A.立即补加 B.冷却后补加
C.不需补加 D.重新配料
(3)(3分)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是
。
(4)(3分)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填字母序号)。
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.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
(5)(3分)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是
。
(6)(2分)在蒸馏操作中,下图的仪器安装正确的是 (填字母序号)。
(7)(2分)本实验的产率是 。
A.30% B.40%
C.50% D.60%
(8)(2分)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,产率会偏 (填“高”或“低”)。
17.(20分)两种有机物A和B可以互溶,有关性质如下:
相对密度(20 ℃) 熔点 沸点 溶解性
A 0.789 3 -117.3 ℃ 78.5 ℃ 与水以任意比混溶
B 0.713 7 -116.6 ℃ 34.5 ℃ 不溶于水
(1)(3分)若要除去A和B的混合物中少量的B,采用 (填字母序号)方法即可得到A。
a.重结晶 b.蒸馏
c.萃取 d.加水充分振荡,分液
(2)(9分)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),则该物质的最简式为 , 若要确定其分子式,是否需要其他条件 (填“是”或“否”)。已知有机物A的1H核磁共振谱、质谱如图所示,则A的结构简式为 。
专题测评验收卷(一)
1.C [3D打印技术用于有机合成,可以促进工艺的精准化和简易化,A项正确;1828年,维勒用氰酸铵合成了尿素,实现了实验室中无机物到有机物的转化,B项正确;低锰高铁类钴料属于无机材料,C项错误;板蓝根、蓝靛均为植物,是传统的染料,我国非遗中以板蓝根、蓝靛等为染料的扎染工艺是经验性利用有机化合物的典范,D项正确。]
2.B [蒸馏常用于分离互溶的沸点相差较大的液体,故常用于提纯液态有机混合物,A项正确;李比希元素分析仪可以确定有机物的元素组成,分子的最简式,甚至可以确定有机物的分子式,但是不能确定有机物的结构,B项错误;利用红外光谱仪可以测出共价物质分子中含有的化学键、官能团,乙醇和二甲醚中所含的化学键类型不完全相同,故可以区分乙醇和二甲醚,C项正确;质谱仪通常用于测定有机物的相对分子质量,质荷比的最大值等于相对分子质量,D项正确。]
3.B [青蒿素分子式为C15H22O5不是高分子化合物,A项错误;乙醚提取青蒿素利用溶解性不同进行提取,利用了萃取原理,B项正确;元素分析只能确定元素种类,而红外光谱确定分子结构,两种方法无法确定分子式,C项错误;1H核磁共振谱是确定分子中氢的种类从而确定官能团,但无法确定相对分子质量,相对分子质量需要借助质谱仪进行测定,D项错误。]
4.B [硝基苯和苯蒸馏法可分离,故A正确;乙酸乙酯和乙醇互溶,不能用分液法分离,应选蒸馏法,B项错误;乙酸与碳酸钠反应生成气体,乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层,现象不同可鉴别,C项正确;CH3COOCH2CH3含3种H,CH3CH2CH2COOH中含4种H,可以用1H核磁共振谱来鉴别,D项正确。]
5.A [苯和溴苯互溶且难溶于水,需根据沸点不同采用蒸馏法分离,A项错误、B项正确;根据硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度变化影响不同,可采用降温结晶法除去硝酸钾中的氯化钠杂质,C项正确;HCl能与NaHCO3反应生成CO2,D项正确。]
6.C [苯甲酸在水中的溶解度不大,则提纯苯甲酸可采用重结晶的方法,主要步骤有加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,趁热过滤可减少溶解损失,故A正确;碘不易溶于水,易溶于四氯化碳,且四氯化碳的密度大于水的密度、不溶于水,则萃取分层后,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,故B正确;红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类,不能确定有机物的官能团的数目,故C错误;2,5-二甲基己烷含3种H,则1H核磁共振谱中出现了三个峰,故D正确。]
7.B [1H核磁共振谱只出现两组峰,说明只有两种环境的氢原子,峰面积之比为3∶1,说明两种环境氢原子的个数比为3∶1。A中含有3种环境的氢原子(甲基上一种、苯环上两种),错误;B中含有2种环境的氢原子(甲基上的氢以及双键碳上的氢),两种环境的氢原子个数比为6∶2=3∶1,正确;C中含有3种环境的氢原子(两个甲基上的氢和一个亚甲基上的氢),错误;D中含有2种环境的氢原子(甲基和亚甲基上的氢),个数比为6∶4=3∶2,错误。]
8.D [乙酸和氢氧化钠溶液反应生成的乙酸钠溶液和乙醇是互溶的,不能用分液的方法分离,选项A错误;乙烯可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳气体,除掉了乙烯的同时引入了新杂质二氧化碳,选项B错误;乙酸和碳酸钠反应生成乙酸钠的水溶液,乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液,可以采用分液法来分离,选项C错误;生石灰可以和水发生反应生成氢氧化钙,可以采用蒸馏的方法实现氢氧化钙和乙醇的分离,选项D正确。]
9.B [某混合气体由两种气态烃组成,2.24 L该混合气体即物质的量为n==0.1 mol,该混合气体完全燃烧后,得到4.48 L二氧化碳(气体已折算成标准状况)物质的量为n==0.2 mol,则1 mol该混合气体中含C 2 mol,含H 4 mol,即混合气体的化学式为C2H4,碳原子比2小的只有CH4,根据碳原子数和氢原子得到另一种气体为C3H4或C4H4等,B项正确。]
10.A [在步骤1中加入了乙醇,下面要分离咖啡因和乙醇,可进行加热得到浓缩液再结晶(或蒸发)得到粗产品,因咖啡易升华,为进一步得到较为纯净的咖啡因,可进行升华。]
11.A [二者互为同分异构体,则通过李比希元素分析法得出的信息完全相同,A项符合题意;官能团不同,红外光谱信号不同,B项不符合题意;二者含有的氢原子的种类和个数虽然相同,但峰出现的位置不同,1H核磁共振谱信号不完全相同,C项不符合题意;二者的相对分子质量相等,质谱法测定的最大质荷比相同,但信号不完全相同,D项不符合题意。]
12.C [ A项,元素分析仪可以帮助人们确定有机化合物的元素组成,但不能确定结构,错误;B项,1H核磁共振谱中有5种氢原子,比值为2∶4∶4∶1∶3,错误;C项,红外光谱可以确定物质中的化学键和官能团,乙醇和乙酸乙酯中的化学键、官能团不同,则通过红外光谱分析可以区分,正确;D项,质谱法可以测定相对分子质量,红外光谱法可以确定物质中的官能团,错误。]
13.D [由图分析可知:该反应历程包括质子化、加成、消去、质子转移等过程,A正确;由结构a可知:同一个碳原子上连接两个羟基是不稳定,容易发生消去反应生成碳氧双键,B正确;由a的结构简式可知,a中所有碳原子均形成4个共价键,均达饱和状态,C正确;由图可知,若用同位素标记CH3CO18OH来研究酯化反应断键的规律,当羟基发生消去反应去水形成碳氧双键时,18O可能存在于水中,也可能存在于酯中,无法确定酯化反应断键的规律,D错误。]
14.D [由1H核磁共振谱图可知该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子,符合该条件的有B、D两个选项,由质谱图可知该有机物的相对分子质量为46,故选D。]
15.(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出率 (2)蒸馏
(3)趁热过滤、冷却结晶 (4)无水氯化钙(或五氧化二磷等) 碱石灰
(5)C15H22O5 (6)在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置,同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置
解析 从青蒿中提取青蒿素时,先将青蒿粉碎,用乙醚萃取,然后过滤;将提取液进行蒸馏,收集乙醚,并得到青蒿素粗品;将粗品进行重结晶,从而获得精品。(1)为增大青蒿中有效成分与有机溶剂的接触面积,常需将青蒿粉碎,则在操作ⅰ前要对青蒿进行粉碎,其目的是增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出率;(2)由分析可知,操作ⅱ的名称是蒸馏;(3)操作ⅲ涉及重结晶,需要分离出粗品中的杂质,并让青蒿素结晶析出,则操作ⅲ的步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;(4)青蒿素燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳通常用碱石灰吸收,水用无水氯化钙等吸收,且应先吸收水,后吸收二氧化碳,则装置E、F应装入的试剂分别为无水氯化钙(或五氧化二磷等)、碱石灰;(5)m(H2O)=33.90 g-24.00 g=9.9 g,m(CO2)=133.00 g-100.00 g=33.00 g,n(H2O)==0.55 mol,n(CO2)==0.75 mol,则青蒿素中含氧元素的质量为m(O)=14.10 g-0.55 mol ×2×1 g/mol -0.75 mol ×12 g/mol=4.00 g,n(O)==0.25 mol,N(C)∶N(H)∶N(O)=0.75 mol∶1.1 mol∶0.25 mol =15∶22∶5,青蒿素的最简式为C15H22O5,其相对分子质量刚好为282,所以青蒿素的分子式为C15H22O5;(6)由于通入的空气中含有CO2和水蒸气,会干扰测定结果,空气也会从F装置右侧的导管进入E、F装置,所以使用上述方法会产生较大实验误差,改进方法是在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置,同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置。
16.(1)冷凝回流,使反应物充分利用 (2)B (3)洗掉大部分硫酸和乙酸
(4)D (5)干燥乙酸异戊酯 (6)b (7)D (8)高
解析 (1)由实验装置图可知,仪器B为球形冷凝管,作用是使挥发出的异戊醇和乙酸冷凝回流,使反应物充分利用。(2)在进行蒸馏操作中,加热一段时间后,发现碎瓷片忘记加入,应该采取停止加热,待溶液冷却后重新添加碎瓷片。(3)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和乙酸。(4)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口倒出。(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分,对其进行干燥。(6)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处。(7)由题意可知,乙酸和异戊醇的物质的量分别为=0.05 mol,由方程式可知,反应中乙酸过量,则乙酸异戊酯的产率为×100%=60%。(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高。
17.(1)b (2)C2H6O 否 CH3CH2OH (3)CH3CH2OCH2CH3
(4)2∶1
解析 (1)由表格数据可知,A易溶于水,B不溶于水,但A、B互溶,二者沸点差异较大,故除去A和B混合物中的少量B可采用的方法是蒸馏,故b符合题意。(2)由题意可知,n(H2O)==0.3 mol,n(CO2)==0.2 mol,n(O2)==0.3 mol,则有机物中含有氧原子的物质的量是0.3 mol+0.4 mol-0.6 mol=0.1 mol,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.2 mol∶0.6 mol∶0.1 mol=2∶6∶1,所以该物质的最简式为C2H6O;由于分子中碳、氢原子已经达到饱和,所以若要确定其分子式,不需要其他条件,即最简式就是分子式。分子式为C2H6O,1H核磁共振谱表明其分子中有三种不同化学环境的氢原子,则A的结构简式为CH3CH2OH。(3)B的相对分子质量为74,根据红外光谱图,B中存在对称的甲基、亚甲基,根据对称性,B的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。(4)A和B的化学式分别为C2H6O、C4H10O,设C2H6O、C4H10O的物质的量分别是x mol、y mol,则
3x mol+5y mol=,2x mol+4y mol=,
解得x=0.2,y=0.1,即A和B的物质的量之比为2∶1。
(3)(4分)若质谱图显示B的相对分子质量为74,红外光谱如图所示,则B的结构简式为 。
(4)(4分)准确称取一定质量的A和B的混合物,在足量氧气中充分燃烧,将产物依次通过足量的无水氯化钙和碱石灰,发现质量分别增加19.8 g和35.2 g。计算混合物中A和B的物质的量之比为 。 (共46张PPT)
专题测评验收卷
专题1
有机化学的发展及研究思路
(一)
一、选择题(本题共14小题,每题只有一个选项符合题意;每题3分,共42分)
1.“有机”一词译自“Organic”,词源解释为“属于、关于或者源自生物的”。下列关于有机化学的说法错误的是( )
A.3D打印技术用于有机合成,可以促进工艺的精准化和简易化
B.1828年,维勒用氰酸铵合成了尿素,实现了实验室中无机物到有机物的转化
C.宣德青花瓷所用青料“苏麻离青”属于低锰高铁类钴料,是纯天然有机材料
D.我国非遗中以板蓝根、蓝靛等为染料的扎染工艺是经验性利用有机化合物的典范
C
解析 3D打印技术用于有机合成,可以促进工艺的精准化和简易化,A项正确;1828年,维勒用氰酸铵合成了尿素,实现了实验室中无机物到有机物的转化,B项正确;低锰高铁类钴料属于无机材料,C项错误;板蓝根、蓝靛均为植物,是传统的染料,我国非遗中以板蓝根、蓝靛等为染料的扎染工艺是经验性利用有机化合物的典范,D项正确。
2.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互溶的液态有机混合物
B.李比希元素分析仪可以确定有机物的分子结构
C.利用红外光谱仪可以区分乙醇和二甲醚
D.质谱仪通常用于测定有机物的相对分子质量
B
解析 蒸馏常用于分离互溶的沸点相差较大的液体,故常用于提纯液态有机混合物,A项正确;李比希元素分析仪可以确定有机物的元素组成,分子的最简式,甚至可以确定有机物的分子式,但是不能确定有机物的结构,B项错误;利用红外光谱仪可以测出共价物质分子中含有的化学键、官能团,乙醇和二甲醚中所含的化学键类型不完全相同,故可以区分乙醇和二甲醚,C项正确;质谱仪通常用于测定有机物的相对分子质量,质荷比的最大值等于相对分子质量,D项正确。
3.屠呦呦等人使用乙醚从中药中提取并分离得到青蒿素(相对分子质量为282,分子式为C15H22O5),并测定了青蒿素的分子结构。下列说法正确的是 ( )
A.青蒿素是一种高分子化合物
B.“使用乙醚从中药中提取青蒿素”利用了萃取原理
C.利用元素分析和红外光谱法能确定青蒿素的分子式
D.仅利用1H核磁共振谱能确定青蒿素的相对分子质量
B
解析 青蒿素分子式为C15H22O5不是高分子化合物,A项错误;乙醚提取青蒿素利用溶解性不同进行提取,利用了萃取原理,B项正确;元素分析只能确定元素种类,而红外光谱确定分子结构,两种方法无法确定分子式,C项错误;1H核磁共振谱是确定分子中氢的种类从而确定官能团,但无法确定相对分子质量,相对分子质量需要借助质谱仪进行测定,D项错误。
4.下列有关有机物的分离、提纯、鉴别的方法不正确的是 ( )
A.用蒸馏的方法除去硝基苯中的苯
B.用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇
C.用 Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯
D.用1H核磁共振谱鉴别 CH3COOCH2CH3与CH3CH2CH2COOH
解析 硝基苯和苯蒸馏法可分离,故A正确;乙酸乙酯和乙醇互溶,不能用分液法分离,应选蒸馏法,B项错误;乙酸与碳酸钠反应生成气体,乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层,现象不同可鉴别,C项正确;CH3COOCH2CH3含3种H,CH3CH2CH2COOH中含4种H,可以用1H核磁共振谱来鉴别,D项正确。
B
5.下列分离或除杂方法不正确的是 ( )
A.利用密度与水大小的差异,用水分离苯和溴苯
B.利用沸点差异,用蒸馏法分离苯和溴苯
C.用降温结晶法除去硝酸钾中的氯化钠杂质
D.用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的少量HCl气体
解析 苯和溴苯互溶且难溶于水,需根据沸点不同采用蒸馏法分离,A项错误、B项正确;根据硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度变化影响不同,可采用降温结晶法除去硝酸钾中的氯化钠杂质,C项正确;HCl能与NaHCO3反应生成CO2,D项正确。
A
6.下列说法中不正确的是 ( )
A.提纯苯甲酸可采用重结晶的方法
B.用CCl4萃取碘水中的碘,液体分层后,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
C.红外光谱图能确定有机物中所含官能团的种类和数目
D.2,5-二甲基己烷的1H核磁共振谱中出现了三个峰
C
解析 苯甲酸在水中的溶解度不大,则提纯苯甲酸可采用重结晶的方法,主要步骤有加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,趁热过滤可减少溶解损失,故A正确;碘不易溶于水,易溶于四氯化碳,且四氯化碳的密度大于水的密度、不溶于水,则萃取分层后,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,故B正确;红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类,不能确定有机物的官能团的数目,故C错误;2,5-二甲基己烷含3种H,则1H核磁共振谱中出现了三个峰,故D正确。
7.下列化合物中,1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶1的是 ( )
B
解析 1H核磁共振谱只出现两组峰,说明只有两种环境的氢原子,峰面积之比为3∶1,说明两种环境氢原子的个数比为3∶1。A中含有3种环境的氢原子(甲基上一种、苯环上两种),错误;B中含有2种环境的氢原子(甲基上的氢以及双键碳上的氢),两种环境的氢原子个数比为6∶2=3∶1,正确;C中含有3种环境的氢原子(两个甲基上的氢和一个亚甲基上的氢),错误;D中含有2种环境的氢原子(甲基和亚甲基上的氢),个数比为6∶4=3∶2,错误。
8.(2024·安徽六安新安中学高二月考)除去括号内杂质所用试剂和方法正确的是 ( )
D
选项 物质 所用试剂 方法
A 乙醇(乙酸) 氢氧化钠溶液 分液
B 乙烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气
C 乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 蒸馏
D 乙醇(水) 生石灰 蒸馏
解析 乙酸和氢氧化钠溶液反应生成的乙酸钠溶液和乙醇是互溶的,不能用分液的方法分离,选项A错误;乙烯可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳气体,除掉了乙烯的同时引入了新杂质二氧化碳,选项B错误;乙酸和碳酸钠反应生成乙酸钠的水溶液,乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液,可以采用分液法来分离,选项C错误;生石灰可以和水发生反应生成氢氧化钙,可以采用蒸馏的方法实现氢氧化钙和乙醇的分离,选项D正确。
9.某混合气体由两种气态烃组成,2.24 L该混合气体完全燃烧后,得到4.48 L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6 g水,则这两种气体可能是 ( )
A.CH4和C2H4 B.CH4和C3H4
C.C2H4和C3H4 D.C2H4和C2H6
B
解析 某混合气体由两种气态烃组成,2.24 L该混合气体即物质的量为n==0.1 mol,该混合气体完全燃烧后,得到4.48 L二氧化碳(气体已折算成标准状况)物质的量为n==0.2 mol,则1 mol该混合气体中含C 2 mol,含H 4 mol,即混合气体的化学式为C2H4,碳原子比2小的只有CH4,根据碳原子数和氢原子得到另一种气体为C3H4或C4H4等,B项正确。
10.咖啡因是弱碱性化合物,易溶于氯仿、乙醇、丙酮及热苯等,微溶于水、石油醚。含有结晶水的咖啡因是无色针状晶体,味苦,在100 ℃时失去结晶水并开始升华,120 ℃时升华相当显著,178 ℃时升华很快。实验室可通过下列简单方法从茶叶中提取咖啡因:
在步骤1加入酒精进行浸泡,过滤得到提取液,
步骤2、步骤3、步骤4所进行的操作或方法分别是 ( )
A.加热、结晶(或蒸发)、升华 B.过滤、洗涤、干燥
C.萃取、分液、升华 D.加热、蒸馏、蒸馏
A
解析 在步骤1中加入了乙醇,下面要分离咖啡因和乙醇,可进行加热得到浓缩液再结晶(或蒸发)得到粗产品,因咖啡易升华,为进一步得到较为纯净的咖啡因,可进行升华。
A.李比希元素分析法 B.红外光谱仪
C.核磁共振仪 D.质谱仪
A
解析 二者互为同分异构体,则通过李比希元素分析法得出的信息完全相同,A项符合题意;官能团不同,红外光谱信号不同,B项不符合题意;二者含有的氢原子的种类和个数虽然相同,但峰出现的位置不同,1H核磁共振谱信号不完全相同,C项不符合题意;二者的相对分子质量相等,质谱法测定的最大质荷比相同,但信号不完全相同,D项不符合题意。
12.现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是 ( )
C
解析 A项,元素分析仪可以帮助人们确定有机化合物的元素组成,但不能确定结构,错误;B项,1H核磁共振谱中有5种氢原子,比值为2∶4∶4∶1∶3,错误;C项,红外光谱可以确定物质中的化学键和官能团,乙醇和乙酸乙酯中的化学键、官能团不同,则通过红外光谱分析可以区分,正确;D项,质谱法可以测定相对分子质量,红外光谱法可以确定物质中的官能团,错误。
13.(2024·江苏常州前黄中学高二段考)羧酸与醇发生酯化反应的机理如图,下列说法不正确的是 ( )
A.该反应历程包括质子化、加成、消去、质子转
移等过程
B.同一个碳原子上连接两个羟基是不稳定的结构
C.物质a中所有碳原子都已达饱和
D.用CH3CO18OH来研究酯化反应断键的规律同样可行
D
解析 由图分析可知:该反应历程包括质子化、加成、消去、质子转移等过程,A正确;由结构a可知:同一个碳原子上连接两个羟基是不稳定,容易发生消去反应生成碳氧双键,B正确;由a的结构简式可知,a中所有碳原子均形成4个共价键,均达饱和状态,C正确;由图可知,若用同位素标记CH3CO18OH来研究酯化反应断键的规律,当羟基发生消去反应去水形成碳氧双键时,18O可能存在于水中,也可能存在于酯中,无法确定酯化反应断键的规律,D错误。
14.准确测定有机物的分子结构,对从分子水平去认识物质世界,推动近代有机化学的发展十分重要。采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构,例如质谱、红外光谱、1H核磁共振谱等。有机化合物A的谱图如下,根据谱图可推测其结构简式为 ( )
A.CH3OCH3 B.CH3CH2CHO C.HCOOH D.CH3CH2OH
D
解析 由1H核磁共振谱图可知该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子,符合该条件的有B、D两个选项,由质谱图可知该有机物的相对分子质量为46,故选D。
二、非选择题(本题共3小题,共58分)
15.(19分)青蒿素为无色针状晶体,熔点为156~157 ℃,易溶于丙酮、氯仿和苯,在水中几乎不溶。
Ⅰ .实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如图所示。
(1)在操作ⅰ前要对青蒿进行粉碎,其目的是_______________________________
___________________。
(2)操作ⅱ的名称是 。
(3)操作ⅲ涉及重结晶,则操作ⅲ的步骤为加热溶解、 、过滤、洗涤、干燥。
增大青蒿与乙醚的接触面积,提高
青蒿素的浸出率
蒸馏
趁热过滤、冷却结晶
解析 从青蒿中提取青蒿素时,先将青蒿粉碎,用乙醚萃取,然后过滤;将提取液进行蒸馏,收集乙醚,并得到青蒿素粗品;将粗品进行重结晶,从而获得精品。(1)为增大青蒿中有效成分与有机溶剂的接触面积,常需将青蒿粉碎,则在操作ⅰ前要对青蒿进行粉碎,其目的是增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出率;(2)由分析可知,操作ⅱ的名称是蒸馏;(3)操作ⅲ涉及重结晶,需要分离出粗品中的杂质,并让青蒿素结晶析出,则操作ⅲ的步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
Ⅱ .已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式,进行如图实验:
实验步骤:
①按图所示连接装置,检查装置的气密性;
②称量装置E、F中仪器及试剂的质量;
③取14.10 g青蒿素放入硬质玻璃管C中,点燃装置C、D处的酒精灯;
④实验结束后冷却至室温,称量装置E、F中仪器及试剂的质量。
(4)装置E、F应装入的试剂分别为 、 。
无水氯化钙(或五氧化二磷等)
碱石灰
解析 (4)青蒿素燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳通常用碱石灰吸收,水用无水氯化钙等吸收,且应先吸收水,后吸收二氧化碳,则装置E、F应装入的试剂分别为无水氯化钙(或五氧化二磷等)、碱石灰;
(5)实验测得数据如表:
装置 实验前 实验后
E 24.00 g 33.90 g
F 100.00 g 133.00 g
通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为 。
(6)某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差,你的改进方法是
_____________________________________________________________________
。
C15H22O5
在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置,同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置
解析 (5)m(H2O)=33.90 g-24.00 g=9.9 g,m(CO2)=133.00 g -100.00 g =33.00 g,n(H2O)==0.55 mol,n(CO2)==0.75 mol,则青蒿素中含氧元素的质量为m(O)=14.10 g-0.55 mol ×2×1 g/mol -0.75 mol ×12 g/mol=4.00 g,n(O)= =0.25 mol,N(C)∶N(H)∶N(O)=0.75 mol∶1.1 mol∶0.25 mol =15∶22∶5,青蒿素的最简式为C15H22O5,其相对分子质量刚好为282,所以青蒿素的分子式为C15H22O5;(6)由于通入的空气中含有CO2和水蒸气,会干扰测定结果,空气也会从F装置右侧的导管进入E、F装置,所以使用上述方法会产生较大实验误差,改进方法是在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置,同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置。
16.(19分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
相对分子质量 密度/( g cm-3) 沸点/℃ 水中溶解性
异戊醇 88 0.812 3 131 微溶
乙酸 60 1.049 2 118 溶
乙酸异戊酯 130 0.867 0 142 难溶
实验步骤:在A中加入4.4 g的异戊醇,6.0 g 的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:
(1)装置B的作用是 。
(2)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是 。
A.立即补加 B.冷却后补加
C.不需补加 D.重新配料
冷凝回流,使反应物充分利用
B
解析 (1)由实验装置图可知,仪器B为球形冷凝管,作用是使挥发出的异戊醇和乙酸冷凝回流,使反应物充分利用。(2)在进行蒸馏操作中,加热一段时间后,发现碎瓷片忘记加入,应该采取停止加热,待溶液冷却后重新添加碎瓷片。
(3)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是 。
(4)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填字母序号)。
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
(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是 。
洗掉大部分硫酸和乙酸
D
干燥乙酸异戊酯
解析 (3)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和乙酸。(4)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口倒出。(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分,对其进行干燥。
(6)在蒸馏操作中,下图的仪器安装正确的是 (填字母序号)。
(7)本实验的产率是 。
A.30% B.40% C.50% D.60%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,产率会偏 (填“高”或“低”)。
b
D
高
解析 (6)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处。(7)由题意可知,乙酸和异戊醇的物质的量分别为=0.05 mol,由方程式可知,反应中乙酸过量,则乙酸异戊酯的产率为×100%=60%。(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高。
17.(20分)两种有机物A和B可以互溶,有关性质如下:
b
相对密度(20 ℃) 熔点 沸点 溶解性
A 0.789 3 -117.3 ℃ 78.5 ℃ 与水以任意比混溶
B 0.713 7 -116.6 ℃ 34.5 ℃ 不溶于水
(1)若要除去A和B的混合物中少量的B,采用 (填字母序号)方法即可得到A。
a.重结晶 b.蒸馏 c.萃取 d.加水充分振荡,分液
解析 (1)由表格数据可知,A易溶于水,B不溶于水,但A、B互溶,二者沸点差异较大,故除去A和B混合物中的少量B可采用的方法是蒸馏,故b符合题意。
(2)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),则该物质的最简式为 , 若要确定其分子式,是否需要其他条件 (填“是”或“否”)。已知有机物A的1H核磁共振谱、质谱如图所示,则A的结构简式为 。
C2H6O
否
CH3CH2OH
解析 (2)由题意可知,n(H2O)==0.3 mol,n(CO2)==0.2 mol,n(O2)==0.3 mol,则有机物中含有氧原子的物质的量是0.3 mol+0.4 mol-0.6 mol=0.1 mol,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.2 mol∶0.6 mol∶0.1 mol=2∶6∶1,所以该物质的最简式为C2H6O;由于分子中碳、氢原子已经达到饱和,所以若要确定其分子式,不需要其他条件,即最简式就是分子式。分子式为C2H6O,1H核磁共振谱表明其分子中有三种不同化学环境的氢原子,则A的结构简式为CH3CH2OH。
(3)若质谱图显示B的相对分子质量为74,红外光谱如图所示,则B的结构简式为 。
(4)准确称取一定质量的A和B的混合物,在足量氧气中充分燃烧,将产物依次通过足量的无水氯化钙和碱石灰,发现质量分别增加19.8 g和35.2 g。计算混合物中A和B的物质的量之比为 。
CH3CH2OCH2CH3
2∶1
