1.2 课时2有机化合物结构的研究有机化学反应的研究 练习（含解析） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3
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| 名称 | 1.2 课时2有机化合物结构的研究有机化学反应的研究 练习（含解析） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 362.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 20:59:22 | ||
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文档简介
课时2 有机化合物结构的研究 有机化学反应的研究
1 (2023淮安期中)下列测定手段中，主要用来测定有机物官能团的是( )
A. 质谱法 B. 李比希燃烧实验
C. 红外光谱 D. 核磁共振氢谱
2 乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，它们的结构式分别为和。下列检测仪上显示出的信号完全相同的是( )
A. 李比希元素分析仪
B. 红外光谱仪
C. 核磁共振仪
D. 质谱仪
3 (2023南通海安高级中学月考)下列有机物的核磁共振氢谱有6组峰的是( )
A. B.
C. D.
4 (2024泰州学情调研)化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列关于仪器分析的说法错误的是( )
A. 光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，太阳光谱是连续光谱
B. 质谱分析：利用质荷比来测定分子的相对分子质量，CH3CH2OH与CH3OCH3的质谱图完全相同
C. 红外光谱分析：获得分子中含有的化学键或官能团的信息，可用于区分CH3CH2OH和CH3OCH3
D. X衍射图谱分析：获得分子结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等
5 (2023南通海安高级中学月考)下列各组物质，最适宜使用红外光谱法进行区分的是( )
A. 、
B. CH3CH2CH2OH，CH3CH2CH2CH2OH
C. 、
D. CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH2CH2Br
6 一种分子式为C4H8O2的有机化合物的红外光谱图如图所示，则该有机化合物的结构简式为( )
A. CH3CH2CH2COOH
B. CH3COOCH2CH3
C. CH3CH(CH3)COOH
D. HCOOCH(CH3)2
7 将3 g有机物X在足量氧气中完全燃烧，若将燃烧产物通入足量的澄清石灰水中得到15.0 g沉淀；若将燃烧产物用足量碱石灰吸收，碱石灰增重10.2 g。有机物X的质谱图、红外光谱图和核磁共振氢谱图如下。下列说法正确的是( )
A. 该有机物的实验式为C2H4O
B. 该有机物的核磁共振氢谱有2组峰
C. 该有机物为2-丙醇
D. 该有机物只存在1种同分异构体
8 某有机物中碳元素的质量分数为60%，氢元素的质量分数为13.33%。0.2 mol该有机物质量为12 g。其红外光谱图只有C—C、C—H、O—H、C—O的振动吸收峰，则该有机物的结构简式可能是( )
A. CH3CH2CH2CH2OH
B. CH3CH(OH)CH3
C. CH3CH2OCH3
D. CH3COOH
9 下列物质的1H核磁共振氢谱图中，吸收峰最少的是( )
A. B.
C. D.
10 将6.8 g X完全燃烧生成3.6 g H2O和8.96 L(标准状况)CO2。X的质谱图、核磁共振氢谱图与红外光谱图如图所示。下列关于X的叙述错误的是( )
质谱图 核磁共振氢谱图
红外光谱图
A. X的分子式为C8H8O2
B. X分子中有四种化学环境不同的氢原子
C. X的官能团一定为醚键和羰基
D. X可能是
11 (2024南京学情调研)完成下列各题。
Ⅰ. 有机物A只含有C、H、O三种元素，常用作有机合成的中间体。8.4 g该有机物经充分燃烧生成22.0 g CO2和7.2 g H2O；质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱分析表明A分子中只有O—H和位于分子端的C≡C，1H核磁共振谱有3个峰，峰面积之比为 6∶1∶1。
(1) A的分子式为____________。
(2) A的结构简式为____________。
Ⅱ. 李比希法测定某有机化合物A的实验式为C4H4O，现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一：用质谱法分析得知A的质谱如图。
方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰，其面积之比为1∶2∶2∶3。
方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图。
(3) 分子中共有________种化学环境不同的氢原子。
(4) 该物质属于哪一类有机物：________。
(5) A的结构简式为_______________。
12 (2023南通海安高级中学月考)完成下列各题。
(1) 研究有机物的方法有很多，常用的有①核磁共振氢谱、②蒸馏、③重结晶、④萃取、
⑤红外光谱、⑥过滤，其中用于分子结构确定的有________(填序号)
(2) 下列物质中，核磁共振氢谱只有一个吸收峰的是________(填字母)。
A. CH3CH3
B. CH3COOH
C. CH3COOCH3
D. CH3OCH3
(3) 某含碳、氢、氧三种元素的有机物甲，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则甲的实验式(最简式)是________。
①下图是该有机物甲的质谱图，其相对分子质量为________，分子式为________。
②确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基，羟基的电子式为 ；甲可能的结构有 种。
③经测定有机物甲的核磁共振氢谱如图所示，则甲的结构简式为___________。
13 三聚氰胺含氮量较高，但对人体有害。一些不法乳制品企业为了提高乳制品中蛋白质含量，向乳制品中添加三聚氰胺。如图所示的实验装置可用来测定三聚氰胺的分子式。
已知：三聚氰胺的相对分子质量为126。取1.26 g 三聚氰胺样品，放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O、N2，实验测得装置B增重0.54 g，C增重1.32 g，排入F中水的体积为672 mL（可按标准状况计算）。
(1) E装置的作用是 。
(2) 需要加热的装置是 （填字母）。
(3) 装置D的作用是_____________________________。
(4) 三聚氰胺的分子式为______________________________。
(5) 确定三聚氰胺的结构式的测定方法为 。
课时2 有机化合物结构的研究有机化学反应的研究
1. C 质谱法测定物质的相对分子质量，A错误；李比希燃烧实验确定有机物的实验式，B错误；红外光谱测定有机物的化学键和官能团，C正确；核磁共振氢谱测定有机物中氢原子的种类，D错误。
2. A 李比希元素分析仪检测的是元素的种类，乙酸和甲酸甲酯的元素种类相同，都含有C、H、O三种元素，A正确；红外光谱仪检测的是化学键和官能团，乙酸中含有羧基、甲酸甲酯中含有酯基，信号不完全相同，B错误；核磁共振仪检测的是氢原子的种类，乙酸中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2个峰且峰面积之比为 3∶1，甲酸甲酯中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2个峰且峰面积之比为1∶3，但峰的位置不完全相同，C错误；质谱仪检测的是分子的相对分子质量，二者的相对分子质量相同，但离子碎片的相对质量不完全相同，D错误。
3. A A分子结构不对称，含有6种不同化学环境的H，如图：，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分子中含有4种不同化学环境的H，如图：，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1∶1∶1∶3，B错误；C分子中含有4种不同化学环境的H，如图：，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1∶2∶2∶3，C错误；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。
4. B CH3CH2OH与CH3OCH3的最大质荷比相同，但结构不同，形成的离子碎片不同，质谱图不完全相同，B错误。
5. D 红外光谱法可以测定有机化合物分子中所含的化学键或官能团，若两种有机化合物中的化学键或官能团不同，则可以用红外光谱法进行区分。A中分子都没有官能团，化学键相同（C—C和C—H），无法用红外光谱法进行区分，A错误；B中分子的官能团都是—OH，化学键相同（C—C、C—H、C—O和O—H），无法用红外光谱法进行区分，B错误；C中分子都没有官能团，化学键相同，无法用红外光谱法进行区分，C错误；CH3CH2CH2CH2OH的官能团是—OH，CH3CH2CH2CH2Br的官能团是碳溴键，化学键也不完全相同，可以用红外光谱法进行区分，D正确。
6. B 由红外光谱图可看出该分子中有不对称—CH3，因此该分子中有2个化学环境不同的—CH3，由图也可以看出含有C===O、C—O—C，所以该有机化合物的结构简式为CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3。故选B。
7. C 由质谱图知，该有机物的相对分子质量为60，其实验式不可能为C2H4O，A错误；由核磁共振氢谱图知，该有机物的核磁共振氢谱有3组峰，B错误；n(C)＝＝0.15 mol，n(H)＝2×＝0.4 mol，n(O)＝＝0.05 mol，该有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.15 mol∶0.4 mol∶0.05 mol＝3∶8∶1，该有机物的不饱和度为0，则其分子式为C3H8O，结合红外光谱图和核磁共振氢谱图知，其结构简式为(CH3)2CHOH，为2丙醇，C正确；该有机物不止存在1种同分异构体：CH3CH2CH2OH、CH3OCH2CH3，D错误。
8. B n(C)∶n(H)∶n(O)＝∶∶＝3∶8∶1，即最简式为C3H8O，0.2 mol该有机物质量为12 g，则其相对分子质量为60，故其最简式也是分子式，分子式为C3H8O，A、D错误；红外光谱图中存在O—H，CH3CH2OCH3中不存在O—H，C错误。
9. A 四种物质中不同化学环境的氢原子种类依次为2、5、4、4，故吸收峰最少的是。故选A。
10. C 根据X的质谱图，可知X的相对分子质量为136，6.8 g X的物质的量为0.05 mol；3.6 g H2O的物质的量为0.2 mol，8.96 L（标准状况）CO2的物质的量为0.4 mol。0.05 mol X燃烧生成0.2 mol H2O和0.4 mol CO2，则X分子中含有8个H原子、8个C原子，根据质量守恒定律X中O原子数为＝2。X分子中含有8个C、8个H、2个O，所以X的分子式为C8H8O2，A正确；根据X分子核磁共振氢谱图中有4组峰，可知X分子中有4种化学环境不同的氢原子，B正确；X的化学式为C8H8O2，根据X分子核磁共振氢谱图中有4组峰，X含有苯环、C===O、C—O—C，X的结构简式可能为，官能团为酯基，C错误，D正确。
11. (1) C5H8O (2) (3) 4 (4) 酯类 (5)
12. (1) ①⑤ (2) AD (3) C4H10O ①74 C4H10O ② 4 ③C(CH3)3OH
解析：(1) 在上述各种研究方法中，蒸馏、重结晶、萃取、过滤是有机物分离或提纯的方法，核磁共振氢谱、红外光谱常用于分子结构确定，故选①⑤。(2) 核磁共振氢谱中只有一个吸收峰，说明有机物分子中只有一种氢原子。CH3CH3分子中只有一种氢原子，A正确；CH3COOH分子中含有两种氢原子，B错误；CH3COOCH3分子中含有两种氢原子，C错误；CH3OCH3分子中只有一种氢原子，D正确。(3) 碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，因此氧元素质量分数是21.63%，则该物质中碳、氢、氧原子个数之比为∶∶＝4∶10∶1，所以其实验式为C4H10O。①根据质谱图知，其相对分子质量是74，结合其实验式知，其分子式为C4H10O。②甲为饱和一元醇，C4H10有4种等效氢，则可能的结构有4种：HOCH2CH2CH2CH3、CH3CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2OH、C(CH3)3OH。③甲的核磁共振氢谱图中出现2组峰，说明该结构中有2种氢原子，则结构简式为 C(CH3)3OH。
13. (1) 用来排水，以测定氮气的体积 (2) AD (3) 吸收未反应的氧气 (4) C3H6N6
(5) 红外光谱法
1 (2023淮安期中)下列测定手段中，主要用来测定有机物官能团的是( )
A. 质谱法 B. 李比希燃烧实验
C. 红外光谱 D. 核磁共振氢谱
2 乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体，它们的结构式分别为和。下列检测仪上显示出的信号完全相同的是( )
A. 李比希元素分析仪
B. 红外光谱仪
C. 核磁共振仪
D. 质谱仪
3 (2023南通海安高级中学月考)下列有机物的核磁共振氢谱有6组峰的是( )
A. B.
C. D.
4 (2024泰州学情调研)化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列关于仪器分析的说法错误的是( )
A. 光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，太阳光谱是连续光谱
B. 质谱分析：利用质荷比来测定分子的相对分子质量，CH3CH2OH与CH3OCH3的质谱图完全相同
C. 红外光谱分析：获得分子中含有的化学键或官能团的信息，可用于区分CH3CH2OH和CH3OCH3
D. X衍射图谱分析：获得分子结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等
5 (2023南通海安高级中学月考)下列各组物质，最适宜使用红外光谱法进行区分的是( )
A. 、
B. CH3CH2CH2OH，CH3CH2CH2CH2OH
C. 、
D. CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH2CH2Br
6 一种分子式为C4H8O2的有机化合物的红外光谱图如图所示，则该有机化合物的结构简式为( )
A. CH3CH2CH2COOH
B. CH3COOCH2CH3
C. CH3CH(CH3)COOH
D. HCOOCH(CH3)2
7 将3 g有机物X在足量氧气中完全燃烧，若将燃烧产物通入足量的澄清石灰水中得到15.0 g沉淀；若将燃烧产物用足量碱石灰吸收，碱石灰增重10.2 g。有机物X的质谱图、红外光谱图和核磁共振氢谱图如下。下列说法正确的是( )
A. 该有机物的实验式为C2H4O
B. 该有机物的核磁共振氢谱有2组峰
C. 该有机物为2-丙醇
D. 该有机物只存在1种同分异构体
8 某有机物中碳元素的质量分数为60%，氢元素的质量分数为13.33%。0.2 mol该有机物质量为12 g。其红外光谱图只有C—C、C—H、O—H、C—O的振动吸收峰，则该有机物的结构简式可能是( )
A. CH3CH2CH2CH2OH
B. CH3CH(OH)CH3
C. CH3CH2OCH3
D. CH3COOH
9 下列物质的1H核磁共振氢谱图中，吸收峰最少的是( )
A. B.
C. D.
10 将6.8 g X完全燃烧生成3.6 g H2O和8.96 L(标准状况)CO2。X的质谱图、核磁共振氢谱图与红外光谱图如图所示。下列关于X的叙述错误的是( )
质谱图 核磁共振氢谱图
红外光谱图
A. X的分子式为C8H8O2
B. X分子中有四种化学环境不同的氢原子
C. X的官能团一定为醚键和羰基
D. X可能是
11 (2024南京学情调研)完成下列各题。
Ⅰ. 有机物A只含有C、H、O三种元素，常用作有机合成的中间体。8.4 g该有机物经充分燃烧生成22.0 g CO2和7.2 g H2O；质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱分析表明A分子中只有O—H和位于分子端的C≡C，1H核磁共振谱有3个峰，峰面积之比为 6∶1∶1。
(1) A的分子式为____________。
(2) A的结构简式为____________。
Ⅱ. 李比希法测定某有机化合物A的实验式为C4H4O，现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一：用质谱法分析得知A的质谱如图。
方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰，其面积之比为1∶2∶2∶3。
方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图。
(3) 分子中共有________种化学环境不同的氢原子。
(4) 该物质属于哪一类有机物：________。
(5) A的结构简式为_______________。
12 (2023南通海安高级中学月考)完成下列各题。
(1) 研究有机物的方法有很多，常用的有①核磁共振氢谱、②蒸馏、③重结晶、④萃取、
⑤红外光谱、⑥过滤，其中用于分子结构确定的有________(填序号)
(2) 下列物质中，核磁共振氢谱只有一个吸收峰的是________(填字母)。
A. CH3CH3
B. CH3COOH
C. CH3COOCH3
D. CH3OCH3
(3) 某含碳、氢、氧三种元素的有机物甲，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则甲的实验式(最简式)是________。
①下图是该有机物甲的质谱图，其相对分子质量为________，分子式为________。
②确定甲的官能团：通过实验可知甲中一定含有羟基，羟基的电子式为 ；甲可能的结构有 种。
③经测定有机物甲的核磁共振氢谱如图所示，则甲的结构简式为___________。
13 三聚氰胺含氮量较高，但对人体有害。一些不法乳制品企业为了提高乳制品中蛋白质含量，向乳制品中添加三聚氰胺。如图所示的实验装置可用来测定三聚氰胺的分子式。
已知：三聚氰胺的相对分子质量为126。取1.26 g 三聚氰胺样品，放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O、N2，实验测得装置B增重0.54 g，C增重1.32 g，排入F中水的体积为672 mL（可按标准状况计算）。
(1) E装置的作用是 。
(2) 需要加热的装置是 （填字母）。
(3) 装置D的作用是_____________________________。
(4) 三聚氰胺的分子式为______________________________。
(5) 确定三聚氰胺的结构式的测定方法为 。
课时2 有机化合物结构的研究有机化学反应的研究
1. C 质谱法测定物质的相对分子质量，A错误；李比希燃烧实验确定有机物的实验式，B错误；红外光谱测定有机物的化学键和官能团，C正确；核磁共振氢谱测定有机物中氢原子的种类，D错误。
2. A 李比希元素分析仪检测的是元素的种类，乙酸和甲酸甲酯的元素种类相同，都含有C、H、O三种元素，A正确；红外光谱仪检测的是化学键和官能团，乙酸中含有羧基、甲酸甲酯中含有酯基，信号不完全相同，B错误；核磁共振仪检测的是氢原子的种类，乙酸中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2个峰且峰面积之比为 3∶1，甲酸甲酯中含有2种处于不同化学环境的氢原子，有2个峰且峰面积之比为1∶3，但峰的位置不完全相同，C错误；质谱仪检测的是分子的相对分子质量，二者的相对分子质量相同，但离子碎片的相对质量不完全相同，D错误。
3. A A分子结构不对称，含有6种不同化学环境的H，如图：，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分子中含有4种不同化学环境的H，如图：，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1∶1∶1∶3，B错误；C分子中含有4种不同化学环境的H，如图：，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为1∶2∶2∶3，C错误；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。
4. B CH3CH2OH与CH3OCH3的最大质荷比相同，但结构不同，形成的离子碎片不同，质谱图不完全相同，B错误。
5. D 红外光谱法可以测定有机化合物分子中所含的化学键或官能团，若两种有机化合物中的化学键或官能团不同，则可以用红外光谱法进行区分。A中分子都没有官能团，化学键相同（C—C和C—H），无法用红外光谱法进行区分，A错误；B中分子的官能团都是—OH，化学键相同（C—C、C—H、C—O和O—H），无法用红外光谱法进行区分，B错误；C中分子都没有官能团，化学键相同，无法用红外光谱法进行区分，C错误；CH3CH2CH2CH2OH的官能团是—OH，CH3CH2CH2CH2Br的官能团是碳溴键，化学键也不完全相同，可以用红外光谱法进行区分，D正确。
6. B 由红外光谱图可看出该分子中有不对称—CH3，因此该分子中有2个化学环境不同的—CH3，由图也可以看出含有C===O、C—O—C，所以该有机化合物的结构简式为CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3。故选B。
7. C 由质谱图知，该有机物的相对分子质量为60，其实验式不可能为C2H4O，A错误；由核磁共振氢谱图知，该有机物的核磁共振氢谱有3组峰，B错误；n(C)＝＝0.15 mol，n(H)＝2×＝0.4 mol，n(O)＝＝0.05 mol，该有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.15 mol∶0.4 mol∶0.05 mol＝3∶8∶1，该有机物的不饱和度为0，则其分子式为C3H8O，结合红外光谱图和核磁共振氢谱图知，其结构简式为(CH3)2CHOH，为2丙醇，C正确；该有机物不止存在1种同分异构体：CH3CH2CH2OH、CH3OCH2CH3，D错误。
8. B n(C)∶n(H)∶n(O)＝∶∶＝3∶8∶1，即最简式为C3H8O，0.2 mol该有机物质量为12 g，则其相对分子质量为60，故其最简式也是分子式，分子式为C3H8O，A、D错误；红外光谱图中存在O—H，CH3CH2OCH3中不存在O—H，C错误。
9. A 四种物质中不同化学环境的氢原子种类依次为2、5、4、4，故吸收峰最少的是。故选A。
10. C 根据X的质谱图，可知X的相对分子质量为136，6.8 g X的物质的量为0.05 mol；3.6 g H2O的物质的量为0.2 mol，8.96 L（标准状况）CO2的物质的量为0.4 mol。0.05 mol X燃烧生成0.2 mol H2O和0.4 mol CO2，则X分子中含有8个H原子、8个C原子，根据质量守恒定律X中O原子数为＝2。X分子中含有8个C、8个H、2个O，所以X的分子式为C8H8O2，A正确；根据X分子核磁共振氢谱图中有4组峰，可知X分子中有4种化学环境不同的氢原子，B正确；X的化学式为C8H8O2，根据X分子核磁共振氢谱图中有4组峰，X含有苯环、C===O、C—O—C，X的结构简式可能为，官能团为酯基，C错误，D正确。
11. (1) C5H8O (2) (3) 4 (4) 酯类 (5)
12. (1) ①⑤ (2) AD (3) C4H10O ①74 C4H10O ② 4 ③C(CH3)3OH
解析：(1) 在上述各种研究方法中，蒸馏、重结晶、萃取、过滤是有机物分离或提纯的方法，核磁共振氢谱、红外光谱常用于分子结构确定，故选①⑤。(2) 核磁共振氢谱中只有一个吸收峰，说明有机物分子中只有一种氢原子。CH3CH3分子中只有一种氢原子，A正确；CH3COOH分子中含有两种氢原子，B错误；CH3COOCH3分子中含有两种氢原子，C错误；CH3OCH3分子中只有一种氢原子，D正确。(3) 碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，因此氧元素质量分数是21.63%，则该物质中碳、氢、氧原子个数之比为∶∶＝4∶10∶1，所以其实验式为C4H10O。①根据质谱图知，其相对分子质量是74，结合其实验式知，其分子式为C4H10O。②甲为饱和一元醇，C4H10有4种等效氢，则可能的结构有4种：HOCH2CH2CH2CH3、CH3CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2OH、C(CH3)3OH。③甲的核磁共振氢谱图中出现2组峰，说明该结构中有2种氢原子，则结构简式为 C(CH3)3OH。
13. (1) 用来排水，以测定氮气的体积 (2) AD (3) 吸收未反应的氧气 (4) C3H6N6
(5) 红外光谱法