人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：04【基础】研究有机化合物的一般步骤和方法
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：04【基础】研究有机化合物的一般步骤和方法 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 539.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-16 20:29:54 | ||
图片预览
文档简介
研究有机化合物的一般步骤和方法
【学习目标】
1、了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能根据其确定有机化合物的分子式；
2、了解确定有机物结构的化学方法和某些物理方法；
3、了解有机物分离和提纯的一般方法，并能运用所学知识，分离和提纯简单的有机混合物。
【要点梳理】
要点一、研究有机物的基本步骤
在化学上，要鉴定和研究未知有机化合物的结构与性质，必须得到纯净的有机物，下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤：
分离、提纯 → 元素定量分析确定实验式 → 测定相对分子质量确定分子式
→ 波谱分析确定结构式
要点二、分离、提纯有机物
提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。分离、提纯有机物的常用方法有蒸馏、重结晶、萃取、色谱法等。
分离、提纯有机物的常用方法
实验方法
实验原理
实验相关内容
蒸馏
利用有机物与杂质沸点的差异（一般约大于30℃），将有机物蒸出，然后冷却得到产品
蒸馏操作时需注意两点：①温度计水银球要置于蒸馏烧瓶支管口处；②冷凝管中水的流向与蒸气在冷凝管中的流向相反
重结晶
利用有机物与杂质在溶剂中溶解度的不同，使有机物多次从溶液中析出的过程
重结晶可分为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶三个步骤，其首要工作是选择合适的溶剂，要求：①杂质在此溶剂中溶解度很大或很小，易于除去；②被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大
萃取
液液萃取是利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。固液萃取是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程
分液漏斗是萃取常用的玻璃仪器，萃取分液后，应从下口将下层液体放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出
色谱法
利用吸附剂对不同有机物吸附作用不同，分离、提纯有机物的方法
常用的吸附剂有碳酸钙、硅胶、氧化铝、活性炭等
特别提示：（1）蒸馏是物理变化。
（2）蒸馏时接收汽凝液的容器应用小口容器（如锥形瓶），以减少汽凝液的挥发。
（3）萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作的一个步骤，必须经过充分振荡后再静置分层。
要点三、元素分析与相对分子质量的测定
1．元素分析。
用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，以及分子内各元素原子的质量分数，这就是元素的定性、定量分析。
有机物的元素定量分析最早是由德国人李比希提出的，其原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算并确定出有机物的实验式。
现在，元素定量分析采用的是现代化的元素分析仪，由计算机控制，其分析速度和分析的精确度已达到很高的水平。
有机化合物元素组成测定示意图如下：
/
2．有机物的相对分子质量的测定。
测定有机物的相对分子质量的方法很多，可以依据理想气体状态方程并采用特定的装置进行测定，也可以使用质谱仪进行测定。
质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。它用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子、碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场作用下到达检测器的时间因质量的不同而先后有别，其结果被记录为质谱图，在质谱图中最大的分子离子的质荷比就是有机物的相对分子质量。
质谱记录了有机化合物分子失去一个电子而成为带正电荷的离子的质量大小，其中最大的离子质量就是有机化合物的相对分子质量。
/
要点四、有机物的分子结构的测定
测定有机物的结构，关键步骤是判定分子的不饱和度及典型的化学性质，进而确定分子中所含的官能团及其所处的位置，从而推知有机物的分子结构。
确定有机物分子结构的流程示意图如下：
/
1．有机物分子不饱和度的计算。
（1）有机物分子的不饱和度=。
其中n（C）为碳原子数，n（H）为氢原子数。在计算不饱和度时，若含卤素原子，可将其视作氢原子；若含氧原子，可不予考虑。若含氮原子，则从氢原子总数中减去氮原子数。
（2）不饱和度（也称缺氢指数）可以为测定有机物分子结构提供其是否含有双键、三键或碳环等不饱和结构的信息。
（3）几种官能团的不饱和度
化学键
一个碳碳双键
一个羰基
一个酯基
一个碳碳三键
一个苯环
不饱和度
1
1
1
2
4
2．确定有机物的官能团。
可以通过化学反应对有机物的官能团进行鉴定和确定，从而推断有机物的可能官能团。但用化学方法来确定有机物的结构有时是相当复杂的。
随着科学技术地发展，人们能通过红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）等快速准确地确定有机物的结构。
【典型例题】
类型一：有机物常用的分离、提纯方法
例1（2019 内蒙古期末）下列除去杂质的方法正确的是（ ）。
①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离；②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏；③除去CO2中少量的SO2：气体通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶；④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰、蒸馏
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
【思路点拨】根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法，所谓除杂（提纯），是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变。除杂质题至少满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质。
【答案】B
【解析】①光照条件下乙烷能与Cl2发生取代反应，正确的方法是将混合气体通入溴水中除去乙烯；②饱和碳酸钠溶液的作用是既可除去乙酸也可降低酯的溶解度，再通过分液、干燥、蒸馏即可得到纯净的乙酸乙酯；③C0，也能和饱和碳酸钠溶液发生反应，正确的方法是将混合气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶；④生石灰可除去乙酸，同时还能吸收水分，最后通过蒸馏即得到乙醇。
【总结升华】常用分离方法的分离原理：（1）分液：利用互不相溶的液体密度的不同，用分液漏斗将它们一一分离出来。
（2）蒸馏：是分离或提纯沸点不同的液体混合物的方法。
（3）萃取：萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解性不同，用一种溶剂将一种溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
举一反三：
【变式1】（2019 太原模拟）现有三组实验：①除去混在植物油中的水；②回收碘的CCl4溶液中的CCl4；③用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。分离各混合液的正确方法依次是（ ）。
A．分液、萃取、蒸馏 B．萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取 D．蒸馏、萃取、分液
【答案】C
【解析】植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，应用蒸馏法分离；用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分，用的是萃取原理。
类型二：有机物分子式的确定
例2 （2019 日照一中检测）一种有机物的相对分子质量为70，红外光谱表明其中存在C＝C键和C＝O键，1H核磁共振谱图中有4组不同的特征峰。根据上述信息，回答下列问题：
（1）该有机物分子中共有________种化学环境不同的氢原子。
（2）写出该有机物的分子式________，写出该有机物可能的结构简式________。
【思路点拨】用该有机物的相对分子质量减去C=O键的“式量”得残余基团的“式量”。
【答案】（1）4 （2）C4H6O CH2＝CH—CH2—CHO或CH3—CH＝CH—CHO
【解析】用该有机物的相对分子质量减去C＝O键的“式量”得残余基团的“式量”为70－28=42，即残余基团的化学式为“C3H6”，所以该有机物的分子式为C4H6O。1H核磁共振谱图中有4组不同的特征峰，表示有机物分子中有4种化学环境不同的氢原子，由此可确定该有机物的结构简式。
【总结升华】确定有机物分子式的方法：
/
（1）实验式（最简式）法：根据分子式为最简式的整数倍，利用相对分子质量和最简式可确定其分子式，如已知有机物最简式为CH2O，相对分子质量为90，可求出该有机物分子式为C3H6O3。
常见最简式相同的有机物：
最简式
对应物质
CH
乙炔、苯、苯乙烯等
CH2
烯烃和环烷烃等
CH2O
甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等
（2）通式法：根据题干要求或物质性质 /类别及组成通式/n值 / 分子式，如求相对分子质量为60的饱和一元醇分子式：首先设饱和一元醇的分子式为CnH2n+2O，列方程12n+2n+2+16＝60，得n＝3，该有机物分子式为C3H8O。
（3）余数法：设烃的相对分子质量为M，则
/
M/12的余数为0或碳原子数大于（或等于）氢原子数时，将碳原子数依次减少一个，每减少一个碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。
举一反三：
【变式1】某有机物X由C、H、O三种元素组成，它的红外吸收光谱表明有羟基O—H键、C—O键、C—H键的红外吸收峰。X的核磁共振氢谱有四个峰，峰面积之比是4∶1∶1∶2（其中羟基氢原子数为3），X的相对分子质量为92，试写出X的结构简式。
【答案】
【解析】由红外吸收光谱判断X应属于含有羟基的化合物。由核磁共振氢谱判断X分子中有四种不同类型的氢原子，若羟基氢原子数为3（两种类型氢原子），则烃基氢原子数为5且有两种类型。由相对分子质量减去已知原子的相对原子质量就可求出碳原子的个数：。故分子式为C3H8O3。羟基氢原子有两种类型，判断三个羟基应分别连在三个碳原子上，推知结构简式为 。
类型三：有机物的结构的确定
例3 核磁共振氢谱是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在核磁共振氢谱中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的氢原子数成正比。例如，乙醛的结构简式为CH3CHO，其核磁共振氢谱中有两个信号，其强度之比为3∶1。
分子式为C3H6O2的有机物，如果在核磁共振氢谱上观察到的峰有两种情况。第一种情况峰的强度比为1∶1，请写出其对应化合物的结构简式________，第二种情况峰的强度比为3∶2∶1，请写出该化合物的可能的结构简式________。
【答案】
/ /
【解析】第一种情况峰的强度比为1∶1，说明有两类性质不同的氢原子，且两类氢原子数目相等，则结构简式为/。第二种情况峰的强度比为3∶2∶1，说明结构中含有3种不同性质的氢原子，其个数分别为3、2、l，则结构简式为：/。
举一反三：
【变式1】（2019 红河模拟）已知有机物A的分子式为C9H10O3，经过实验测定具有以下性质：①苯环上的一氯取代物有两种 ②不能发生水解反应 ③遇FeCl3溶液不显色 ④1 mol A最多能分别与1 mol NaOH和2 mol Na反应 ⑤核磁共振氢谱为六组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1∶1∶1；则它的结构简式为_______________________。
【答案】 /
【解析】苯环上的一氯取代物有两种，说明结构高度对称，不发生水解则没有酯基，遇FeCl3溶液不显色，说明没有酚羟基，1 mol A最多能分别与1 mol NaOH和2 mol Na反应，说明含有1 mol羧基和1 mol醇羟基，则符合条件的A共有/、/、/、/，其中核磁共振氢谱为六组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1∶1∶1，说明分子中有6种H，而且个数比为3∶2∶2∶1∶1∶1，不难得出结构为/ 或/。
【巩固练习】
一、选择题
1．下列常用实验仪器中，不能直接用于混合物的分离或提纯的是（ ）。
A．分液漏斗 B．普通漏斗 C．蒸馏烧瓶 D．容量瓶
2．为了提纯下表所列物质（括号内为杂质），有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是（ ）
编号
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
己烷（己烯）
溴水
分液
B
淀粉溶液（NaCl）
水
渗析
C
CH3CH2OH（CH3COOH）
CaO
蒸馏
D
CO2（SO2）
Na2CO3溶液
洗气
3．（2019 江苏盐城月考）烃分子中若含有双键、叁键或环，其碳原子所结合的氢原子数则少于同碳原子数对应烷烃所含的氢原子数，即具有一定的不饱和度（用Ω表示），下面列出几种烃的不饱和度：乙烯Ω=1乙炔Ω=2 环己烷Ω=1 苯Ω=4。据此下列说法不正确的是（ ）
A．1 mol Ω=3的不饱和链烃再结合6 mol H即达到饱和
B．C10H8的Ω=7
C．C4H8的不饱和度与C3H6、C2H4的不饱和度不相同
D．CH3CH＝CHCH3与环丁烷的不饱和度相同
4．（2019 江苏盐城大丰期中）下列化合物分子在核磁共振氢谱中仅有一个吸收峰的是（ ）
A．/ B．/ C．CH3OCH3 D．CH3CH2CH3
5．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液态有机混合物
B．燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
C．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量
D．对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团
6．某有机物仅由碳、氢、氧三种元素组成，其相对分子质量小于150，若已知其中氧的质量分数为50％，则分子中碳原子的个数最多为（ ）。
A．4 B．5 C．6 D．7
7．甲醚和乙醇互为同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，也可以使用仪器鉴定法，下列鉴别方法，不能对二者进行区别的是（ ）
A．加入金属钠 B．利用质谱法 C．燃烧法 D．利用核磁共振氢谱仪
8．下列实验操作中错误的是（ ）。
A．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
B．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口
C．可用酒精萃取碘水中的碘
D．称量时，称量物放在称量纸上，置于托盘天平的左盘，砝码放在托盘天平的右盘
9．验证某有机物属于烃的含氧衍生物，应完成的实验内容是（ ）
A．只要验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
B．只要测定其燃烧产物中H2O和CO2物质的量的比值
C．测定完全燃烧时消耗有机物与生成的CO2、H2O的物质的量之比
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
10．有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12g该有机物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸，浓硫酸增重14.4 g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分子式是（ ）。
A．C4H10 B．C2H6O C．C3H8O D．C2H4O2
二、非选择题
1．（2019 东北三省联合模拟）环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：
/
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表：
物质
相对分子质量
沸点（℃）
密度（g·cm－3，20℃）
溶解性
环己醇
100
161.1
0.9624
能溶于水和醚
环己酮
98
155.6
0.9478
微溶于水，能溶于醚
现以20 mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。分离提纯过程中涉及的主要步骤（未排序）：
a．蒸馏，除去乙醚后，收集151～156℃馏分；
b．水层用乙醚（乙醚沸点34.6℃，易燃烧）萃取，萃取液并入有机层；
c．过滤；
d．往液体中加入NaCl同体至饱和，静置，分液；
e．加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水。
回答下列问题：
（1）上述分离提纯步骤的正确顺序是________（填字母）。
（2）b中水层用乙醚萃取的目的是________。
（3）以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是________。
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡
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，再打开旋塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体
（4）在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是________。蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为________。
（5）蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是________。
（6）恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12 mL，则环己酮的产率约是________。
2．2002年诺贝尔化学奖的一半奖金授予了瑞士科学家库尔特维特里希，以表彰他发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法。核磁共振技术是利用核磁共振谱来测定有机化合物结构，最有实用价值的就是氢谱，常用HNMR表示，如：乙醚（CH3CH2OCH2CH3）分子中有两种氢原子，其HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，HNMR谱中有三个共振峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1。
（1）请写出分子式C4H8在HNMR谱中两个共振峰面积比为3∶1的化合物的结构简式________。
（2）C4H10的HNMR谱有两种，其中作打火机的液体燃料的C4H10的HNMR谱的两个共振峰的面积比为________，结构简式为________；其同分异构体的两个共振峰的面积比为________，结构简式为________。
3．测定有机物中碳和氢的质量分数，常用的方法是燃烧分析法，用氧化铜作催化剂，在750℃左右使有机物在氧气流中全部氧化成CO2和H2O，分别用装有固体NaOH和固体Mg(ClO4)2（高氯酸镁）的吸收管吸收CO2和H2O。某课外活动小组，设计用下列装置制取乙烯，并测定乙烯分子中碳、氢原子个数比，甲为燃烧管，当乙烯和氧气通过时，由于催化剂的存在而不会发生爆炸，乙烯将被氧化成CO2和H2O。
/
请回答下列问题：
（1）整套装置的连接顺序（按从左到右的顺序用字母填写）：
______接______，______接______，______接______，______接______，______接______。
（2）烧瓶中的试剂是浓硫酸和酒精，其中浓硫酸的作用是________，在烧瓶中还要加少量碎瓷片，其作用是________。
（3）实验时应使烧瓶中溶液温度迅速升至170℃，原因是________。实验结束时，烧瓶中有黑色物质生成，其原因是________。
（4）乙、丙装置中的作用分别是：乙________；丙________。
（5）若实验前后，丁增重a g，戊增重b g，则测得乙烯分子中C、H原子个数比为________。
（6）若测得C／H值偏高，导致这种误差的可能原因是（ ）。
A．乙烯中混有少量乙醚（C2H5OC2H5） B．乙烯进入燃烧管时，仍含有少量水蒸气
C．乙烯中混有少量CO D．乙烯进入燃烧管时，仍含有少量CO2
（7）若仍用上述装置测定某烃A的化学式，经测定丁增重4.5 g，戊增重8.8 g，则A的最简式为________，若要确定A的化学式，是否还需要测其他数据（若需要，说明还需测定哪些数据；若不需要，说明其原因）？
4．质子核磁共振谱（PMR）是研究有机化合物结构的有力手段之一，在所研究化合物的分子中，每一结构中的等性氢原子，在PMR谱中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的氢原子数成正比。例如，乙醛的结构式为/，其PMR谱中有两个信号，其强度之比为3∶1。
（1）化学式为C3H6O2的二元混合物，如果在PMR谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况：第一种情况峰的给出强度为3∶3，第二种情况峰的给出强度为3∶2∶1。由此可推断混合物的组成可能是（写结构简式）________。
（2）在测得化合物/的PMR谱上可观察到三种峰，而测定化合物CH3CH＝CHCl时，却得到氢原子给出的信号峰有6种，从原子在空间排列方式不同的角度上，试写出CH3CH＝CHCl分子的空间异构体：________。
5．有机物A、B分子式不同，它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种，如果将A、B不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变，那么，A、B的组成必须满足的条件是若A是甲烷，则符合上述条件的化合物B中，分子量最小的是（写分子式）________。并写出分子量最小的含有甲基（—CH3）的B的2种同分异构体的结构简式：________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．D
【解析】容量瓶是用于配制一定浓度的溶液的容器。
2．B、C
【解析】向A试样中加入溴水，己烯与Br2，反应的产物与己烷仍互溶，用分液法不能将己烷提纯；D中除杂试剂Na2CO3溶液既可与杂质SO2反应，又可吸收被提纯气体CO2，所以用Na2CO3溶液不行，可改用NaHCO3溶液为除杂试剂．应选B、C两项。
3．C
【解析】每增加1个不饱和度，一个分子中要减少2个氢原子，所以1 mol不饱和度为3的不饱和链烃再结合6 mol H达到饱和，A项正确；C10H8比相同碳原子数的烷烃少了14个氢原子，所以不饱和度为7，B项正确；C4H8与C3H6、C2H4的不饱和度都为1，不饱和度相同，C项错误；CH3CH＝CHCH3与环丁烷的不饱和度都为1，不饱和度相同，D项正确。
4．C
【解析】/的氢原子种类有2种，/的氢原子种类有3种，CH3OCH3的氢原子种类有1种，CH3CH2CH3的氢原子种类有2种。
5．C
【解析】当有机物热稳定性较强，与杂质的沸点相差较大时，可用蒸馏法提纯液态有机混合物；将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，通过无机物的质量可以推算出组成该有机物元素原子的质量分数；核磁共振氢谱通常用于分析有机物分子中几种不同类型的氢原子及它们的数目；不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
6．B
【解析】由Mr（有机物）＜150，且w (O)=50％，知该有机物中氧原子的相对原子质量之和小于75，当氧原子数为4时取最大值。此时有机物中C、H的相对原子质量之和的最大值也为64，故分子中的碳原子数最多为5。
7．BC
【解析】质谱法用于测定相对分子质量，乙醇和甲醚的相对分子质量相同，不能用质谱法鉴别；甲醚和乙醇是同分异构体，二者燃烧产物相同，消耗氧气的量也相同，无法用燃烧法鉴别。
8．C
【解析】因酒精易溶于水，不能用作萃取碘水中的碘的萃取剂。
9．D
【解析】A项，不能确定是否含氧，错误；B项，不能确定是否含氧，错误；C项，此方法只能求出C、H个数比，无法推出是否含有氧，错误；D项，正确。
10．C
【解析】浓硫酸增重为H2O的质量，碱石灰增重为CO2的质量，即m (H2O)=14.4g，m (CO2)=26.4 g，易求出m (C)=7.2 g，m (H)=1.6 g，则m (O)=3.2 g，据此易求出有机物中C、H、O的原子个数比为3∶8∶1，即有机物A的实验式为C3H8O，因氢原子数已达饱和，此实验式也就是有机物A的分子式。
二、非选择题
1．（1）dbeca
（2）使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量
（3）ABC
（4）降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层水浴加热
（5）停止加热，冷却后通自来水
（6）60％（或60.3％）
【解析】（1）利用题中有关物质的物理性质和粗产品的成分可知分离提纯首先可加入NaCl固体，降低环己酮的溶解度，同时增加水层的密度，有利于分层，分液得到含少量水的粗环己酮，然后利用乙醚萃取水层中环己酮以提高产品的产量，将萃取液并入前面得到的有机层中，再加入无水。MgSO4固体，除去有机物中少量水、过滤，得到环己酮的乙醚溶液，最后通过蒸馏，除去乙醚后，收集151～156℃馏分即可得到环己酮。（3）水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，然后将分液漏斗倒置，用力振荡；振荡后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气，而不能等振荡几次后再放气；经几次振荡并放气后，需将分液漏斗放在铁架台的铁圈上静置，待液体分层。（4）乙醚的沸点为34.6℃，温度很低，因此蒸馏除去乙醚的加热方式应采取水浴加热。（6）理论产量为0.9624 g·mL－1×20 mL×98÷100=18.86 g，实际产量为0.947 8 g·mL－1×12 mL=11.37 g，故环己酮的产率为11.37÷18.86 g×100%=60.3％。
2．（1）CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2 （2）3∶2 CH3CH2CH2CH3 9∶1 CH3CH(CH3)2
【解析】由题示信息“乙醚分子中有两种氢原子，其HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，HNMR谱中有三个共振峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1”中可得出两个结论：一是有机分子中氢原子的种类数跟HNMR谱中共振峰个数相等；二是共振峰的面积之比与有机物分子中各类氢原子个数有关，如乙醚分子（CH3CH2OCH2CH3）中，两类氢原子的个数比为3∶2，所以两个共振峰的面积之比为3∶2。
（1）分子式为C4H8的同分异构体有CH3CH2CH＝CH2、CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2等，还有环丁烷、甲基环丙烷等环烷烃。符合“两种氢原子（两个共振峰）”“两类氢原子个数比为3∶1（共振峰面积比为3∶1）”这两项条件的只有CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2。（2）作打火机的液体燃料的是正丁烷，正丁烷分子中有两类氢原子，个数比为3∶2。所以答案为3∶2，结构简式为CH3CH2CH2CH3，其同分异构体为CH3CH(CH3)2。在HNMR谱中，两个共振峰的面积比为9∶1。
3．（1）A D E B C F G H I J K（其中B、C，H、I，J、K均可互换）
（2）催化剂和脱水剂 防止液体暴沸
（3）防止在140℃以下发生副反应生成乙醚 酒精被浓硫酸炭化而变黑
（4）除去乙烯气体中的水蒸气 除去乙烯气体中的CO2、SO2等酸性气体
（5）9b／44a （6）C、D
（7）C2H5 不需要，因n (C)∶n (H)=2∶5＜1∶2，则此烃只能是烷烃，由(C2H5)x满足CnH2n+2的通式可求出x=2，即分子式为C4H10
4．（1）第一种情况是CH3COOCH3 第二种情况是CH3CH2COOH
（2）/
【解析】（1）C3H6O2当峰强度比为3∶3时，我们可以知道有两种类型氢，而且两种类型氢的数目相等，因此该物质应是CH3COOCH3。第二种情况峰强度比为3∶2∶1，可知共有三种类型的氢．氢原子个数比为3∶2∶1，由此我们写出了C3H6O2的结构简式为CH3CH2COOH。
（2）表面上看CH3CH＝CHCl应有3种峰，但实际测得6种峰，说明顺式、反式结构中的氢信号峰是不同的，因为基团间的相互影响，顺式中的甲基与反式中的甲基并不相同，给出的氢信号峰是不同种。顺式中的两个H与反式中的两个H也不相同，故共给出6种H信号峰。
5．A、B分子式中氢原子数相等，且相差n个碳原子时，同时相差2n个氧原子（n为正整数）或：B－A=n (CO2)（n为正整数） C2H4O2 CH3COOH，HCOOCH3
【解析】题设A、B以任意比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变，也就是说1 mol A与1 mol B分别完全燃烧时，两者所消耗的氧气和生成的水的物质的量相等，很容易得出A、B分子中氢原子数必须相等的结论，而题目又要求，所消耗的氧气的物质的量不变，这并不要求碳原子数一定要相等，而只要求A、B分子式相差n个CO2，就行，即B－A=n (CO2)。
将它用到第（2）问，即B－A (CH4)=CO2，移项得B的分子式为C2H4O2，再据此写出B的含有甲基的2种同分异构体是CH3COOH，HCOOCH3。
【学习目标】
1、了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能根据其确定有机化合物的分子式；
2、了解确定有机物结构的化学方法和某些物理方法；
3、了解有机物分离和提纯的一般方法，并能运用所学知识，分离和提纯简单的有机混合物。
【要点梳理】
要点一、研究有机物的基本步骤
在化学上，要鉴定和研究未知有机化合物的结构与性质，必须得到纯净的有机物，下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤：
分离、提纯 → 元素定量分析确定实验式 → 测定相对分子质量确定分子式
→ 波谱分析确定结构式
要点二、分离、提纯有机物
提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。分离、提纯有机物的常用方法有蒸馏、重结晶、萃取、色谱法等。
分离、提纯有机物的常用方法
实验方法
实验原理
实验相关内容
蒸馏
利用有机物与杂质沸点的差异（一般约大于30℃），将有机物蒸出，然后冷却得到产品
蒸馏操作时需注意两点：①温度计水银球要置于蒸馏烧瓶支管口处；②冷凝管中水的流向与蒸气在冷凝管中的流向相反
重结晶
利用有机物与杂质在溶剂中溶解度的不同，使有机物多次从溶液中析出的过程
重结晶可分为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶三个步骤，其首要工作是选择合适的溶剂，要求：①杂质在此溶剂中溶解度很大或很小，易于除去；②被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大
萃取
液液萃取是利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。固液萃取是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程
分液漏斗是萃取常用的玻璃仪器，萃取分液后，应从下口将下层液体放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出
色谱法
利用吸附剂对不同有机物吸附作用不同，分离、提纯有机物的方法
常用的吸附剂有碳酸钙、硅胶、氧化铝、活性炭等
特别提示：（1）蒸馏是物理变化。
（2）蒸馏时接收汽凝液的容器应用小口容器（如锥形瓶），以减少汽凝液的挥发。
（3）萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作的一个步骤，必须经过充分振荡后再静置分层。
要点三、元素分析与相对分子质量的测定
1．元素分析。
用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，以及分子内各元素原子的质量分数，这就是元素的定性、定量分析。
有机物的元素定量分析最早是由德国人李比希提出的，其原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算并确定出有机物的实验式。
现在，元素定量分析采用的是现代化的元素分析仪，由计算机控制，其分析速度和分析的精确度已达到很高的水平。
有机化合物元素组成测定示意图如下：
/
2．有机物的相对分子质量的测定。
测定有机物的相对分子质量的方法很多，可以依据理想气体状态方程并采用特定的装置进行测定，也可以使用质谱仪进行测定。
质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。它用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子、碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场作用下到达检测器的时间因质量的不同而先后有别，其结果被记录为质谱图，在质谱图中最大的分子离子的质荷比就是有机物的相对分子质量。
质谱记录了有机化合物分子失去一个电子而成为带正电荷的离子的质量大小，其中最大的离子质量就是有机化合物的相对分子质量。
/
要点四、有机物的分子结构的测定
测定有机物的结构，关键步骤是判定分子的不饱和度及典型的化学性质，进而确定分子中所含的官能团及其所处的位置，从而推知有机物的分子结构。
确定有机物分子结构的流程示意图如下：
/
1．有机物分子不饱和度的计算。
（1）有机物分子的不饱和度=。
其中n（C）为碳原子数，n（H）为氢原子数。在计算不饱和度时，若含卤素原子，可将其视作氢原子；若含氧原子，可不予考虑。若含氮原子，则从氢原子总数中减去氮原子数。
（2）不饱和度（也称缺氢指数）可以为测定有机物分子结构提供其是否含有双键、三键或碳环等不饱和结构的信息。
（3）几种官能团的不饱和度
化学键
一个碳碳双键
一个羰基
一个酯基
一个碳碳三键
一个苯环
不饱和度
1
1
1
2
4
2．确定有机物的官能团。
可以通过化学反应对有机物的官能团进行鉴定和确定，从而推断有机物的可能官能团。但用化学方法来确定有机物的结构有时是相当复杂的。
随着科学技术地发展，人们能通过红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）等快速准确地确定有机物的结构。
【典型例题】
类型一：有机物常用的分离、提纯方法
例1（2019 内蒙古期末）下列除去杂质的方法正确的是（ ）。
①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离；②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏；③除去CO2中少量的SO2：气体通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶；④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰、蒸馏
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
【思路点拨】根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法，所谓除杂（提纯），是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变。除杂质题至少满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质。
【答案】B
【解析】①光照条件下乙烷能与Cl2发生取代反应，正确的方法是将混合气体通入溴水中除去乙烯；②饱和碳酸钠溶液的作用是既可除去乙酸也可降低酯的溶解度，再通过分液、干燥、蒸馏即可得到纯净的乙酸乙酯；③C0，也能和饱和碳酸钠溶液发生反应，正确的方法是将混合气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶；④生石灰可除去乙酸，同时还能吸收水分，最后通过蒸馏即得到乙醇。
【总结升华】常用分离方法的分离原理：（1）分液：利用互不相溶的液体密度的不同，用分液漏斗将它们一一分离出来。
（2）蒸馏：是分离或提纯沸点不同的液体混合物的方法。
（3）萃取：萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解性不同，用一种溶剂将一种溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
举一反三：
【变式1】（2019 太原模拟）现有三组实验：①除去混在植物油中的水；②回收碘的CCl4溶液中的CCl4；③用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。分离各混合液的正确方法依次是（ ）。
A．分液、萃取、蒸馏 B．萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取 D．蒸馏、萃取、分液
【答案】C
【解析】植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，应用蒸馏法分离；用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分，用的是萃取原理。
类型二：有机物分子式的确定
例2 （2019 日照一中检测）一种有机物的相对分子质量为70，红外光谱表明其中存在C＝C键和C＝O键，1H核磁共振谱图中有4组不同的特征峰。根据上述信息，回答下列问题：
（1）该有机物分子中共有________种化学环境不同的氢原子。
（2）写出该有机物的分子式________，写出该有机物可能的结构简式________。
【思路点拨】用该有机物的相对分子质量减去C=O键的“式量”得残余基团的“式量”。
【答案】（1）4 （2）C4H6O CH2＝CH—CH2—CHO或CH3—CH＝CH—CHO
【解析】用该有机物的相对分子质量减去C＝O键的“式量”得残余基团的“式量”为70－28=42，即残余基团的化学式为“C3H6”，所以该有机物的分子式为C4H6O。1H核磁共振谱图中有4组不同的特征峰，表示有机物分子中有4种化学环境不同的氢原子，由此可确定该有机物的结构简式。
【总结升华】确定有机物分子式的方法：
/
（1）实验式（最简式）法：根据分子式为最简式的整数倍，利用相对分子质量和最简式可确定其分子式，如已知有机物最简式为CH2O，相对分子质量为90，可求出该有机物分子式为C3H6O3。
常见最简式相同的有机物：
最简式
对应物质
CH
乙炔、苯、苯乙烯等
CH2
烯烃和环烷烃等
CH2O
甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等
（2）通式法：根据题干要求或物质性质 /类别及组成通式/n值 / 分子式，如求相对分子质量为60的饱和一元醇分子式：首先设饱和一元醇的分子式为CnH2n+2O，列方程12n+2n+2+16＝60，得n＝3，该有机物分子式为C3H8O。
（3）余数法：设烃的相对分子质量为M，则
/
M/12的余数为0或碳原子数大于（或等于）氢原子数时，将碳原子数依次减少一个，每减少一个碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。
举一反三：
【变式1】某有机物X由C、H、O三种元素组成，它的红外吸收光谱表明有羟基O—H键、C—O键、C—H键的红外吸收峰。X的核磁共振氢谱有四个峰，峰面积之比是4∶1∶1∶2（其中羟基氢原子数为3），X的相对分子质量为92，试写出X的结构简式。
【答案】
【解析】由红外吸收光谱判断X应属于含有羟基的化合物。由核磁共振氢谱判断X分子中有四种不同类型的氢原子，若羟基氢原子数为3（两种类型氢原子），则烃基氢原子数为5且有两种类型。由相对分子质量减去已知原子的相对原子质量就可求出碳原子的个数：。故分子式为C3H8O3。羟基氢原子有两种类型，判断三个羟基应分别连在三个碳原子上，推知结构简式为 。
类型三：有机物的结构的确定
例3 核磁共振氢谱是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在核磁共振氢谱中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的氢原子数成正比。例如，乙醛的结构简式为CH3CHO，其核磁共振氢谱中有两个信号，其强度之比为3∶1。
分子式为C3H6O2的有机物，如果在核磁共振氢谱上观察到的峰有两种情况。第一种情况峰的强度比为1∶1，请写出其对应化合物的结构简式________，第二种情况峰的强度比为3∶2∶1，请写出该化合物的可能的结构简式________。
【答案】
/ /
【解析】第一种情况峰的强度比为1∶1，说明有两类性质不同的氢原子，且两类氢原子数目相等，则结构简式为/。第二种情况峰的强度比为3∶2∶1，说明结构中含有3种不同性质的氢原子，其个数分别为3、2、l，则结构简式为：/。
举一反三：
【变式1】（2019 红河模拟）已知有机物A的分子式为C9H10O3，经过实验测定具有以下性质：①苯环上的一氯取代物有两种 ②不能发生水解反应 ③遇FeCl3溶液不显色 ④1 mol A最多能分别与1 mol NaOH和2 mol Na反应 ⑤核磁共振氢谱为六组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1∶1∶1；则它的结构简式为_______________________。
【答案】 /
【解析】苯环上的一氯取代物有两种，说明结构高度对称，不发生水解则没有酯基，遇FeCl3溶液不显色，说明没有酚羟基，1 mol A最多能分别与1 mol NaOH和2 mol Na反应，说明含有1 mol羧基和1 mol醇羟基，则符合条件的A共有/、/、/、/，其中核磁共振氢谱为六组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1∶1∶1，说明分子中有6种H，而且个数比为3∶2∶2∶1∶1∶1，不难得出结构为/ 或/。
【巩固练习】
一、选择题
1．下列常用实验仪器中，不能直接用于混合物的分离或提纯的是（ ）。
A．分液漏斗 B．普通漏斗 C．蒸馏烧瓶 D．容量瓶
2．为了提纯下表所列物质（括号内为杂质），有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是（ ）
编号
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
己烷（己烯）
溴水
分液
B
淀粉溶液（NaCl）
水
渗析
C
CH3CH2OH（CH3COOH）
CaO
蒸馏
D
CO2（SO2）
Na2CO3溶液
洗气
3．（2019 江苏盐城月考）烃分子中若含有双键、叁键或环，其碳原子所结合的氢原子数则少于同碳原子数对应烷烃所含的氢原子数，即具有一定的不饱和度（用Ω表示），下面列出几种烃的不饱和度：乙烯Ω=1乙炔Ω=2 环己烷Ω=1 苯Ω=4。据此下列说法不正确的是（ ）
A．1 mol Ω=3的不饱和链烃再结合6 mol H即达到饱和
B．C10H8的Ω=7
C．C4H8的不饱和度与C3H6、C2H4的不饱和度不相同
D．CH3CH＝CHCH3与环丁烷的不饱和度相同
4．（2019 江苏盐城大丰期中）下列化合物分子在核磁共振氢谱中仅有一个吸收峰的是（ ）
A．/ B．/ C．CH3OCH3 D．CH3CH2CH3
5．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液态有机混合物
B．燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
C．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量
D．对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团
6．某有机物仅由碳、氢、氧三种元素组成，其相对分子质量小于150，若已知其中氧的质量分数为50％，则分子中碳原子的个数最多为（ ）。
A．4 B．5 C．6 D．7
7．甲醚和乙醇互为同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，也可以使用仪器鉴定法，下列鉴别方法，不能对二者进行区别的是（ ）
A．加入金属钠 B．利用质谱法 C．燃烧法 D．利用核磁共振氢谱仪
8．下列实验操作中错误的是（ ）。
A．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
B．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口
C．可用酒精萃取碘水中的碘
D．称量时，称量物放在称量纸上，置于托盘天平的左盘，砝码放在托盘天平的右盘
9．验证某有机物属于烃的含氧衍生物，应完成的实验内容是（ ）
A．只要验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2
B．只要测定其燃烧产物中H2O和CO2物质的量的比值
C．测定完全燃烧时消耗有机物与生成的CO2、H2O的物质的量之比
D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量
10．有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O，将12g该有机物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸，浓硫酸增重14.4 g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，该有机物的分子式是（ ）。
A．C4H10 B．C2H6O C．C3H8O D．C2H4O2
二、非选择题
1．（2019 东北三省联合模拟）环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：
/
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表：
物质
相对分子质量
沸点（℃）
密度（g·cm－3，20℃）
溶解性
环己醇
100
161.1
0.9624
能溶于水和醚
环己酮
98
155.6
0.9478
微溶于水，能溶于醚
现以20 mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。分离提纯过程中涉及的主要步骤（未排序）：
a．蒸馏，除去乙醚后，收集151～156℃馏分；
b．水层用乙醚（乙醚沸点34.6℃，易燃烧）萃取，萃取液并入有机层；
c．过滤；
d．往液体中加入NaCl同体至饱和，静置，分液；
e．加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水。
回答下列问题：
（1）上述分离提纯步骤的正确顺序是________（填字母）。
（2）b中水层用乙醚萃取的目的是________。
（3）以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是________。
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡
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，再打开旋塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体
（4）在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是________。蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为________。
（5）蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是________。
（6）恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12 mL，则环己酮的产率约是________。
2．2002年诺贝尔化学奖的一半奖金授予了瑞士科学家库尔特维特里希，以表彰他发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法。核磁共振技术是利用核磁共振谱来测定有机化合物结构，最有实用价值的就是氢谱，常用HNMR表示，如：乙醚（CH3CH2OCH2CH3）分子中有两种氢原子，其HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，HNMR谱中有三个共振峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1。
（1）请写出分子式C4H8在HNMR谱中两个共振峰面积比为3∶1的化合物的结构简式________。
（2）C4H10的HNMR谱有两种，其中作打火机的液体燃料的C4H10的HNMR谱的两个共振峰的面积比为________，结构简式为________；其同分异构体的两个共振峰的面积比为________，结构简式为________。
3．测定有机物中碳和氢的质量分数，常用的方法是燃烧分析法，用氧化铜作催化剂，在750℃左右使有机物在氧气流中全部氧化成CO2和H2O，分别用装有固体NaOH和固体Mg(ClO4)2（高氯酸镁）的吸收管吸收CO2和H2O。某课外活动小组，设计用下列装置制取乙烯，并测定乙烯分子中碳、氢原子个数比，甲为燃烧管，当乙烯和氧气通过时，由于催化剂的存在而不会发生爆炸，乙烯将被氧化成CO2和H2O。
/
请回答下列问题：
（1）整套装置的连接顺序（按从左到右的顺序用字母填写）：
______接______，______接______，______接______，______接______，______接______。
（2）烧瓶中的试剂是浓硫酸和酒精，其中浓硫酸的作用是________，在烧瓶中还要加少量碎瓷片，其作用是________。
（3）实验时应使烧瓶中溶液温度迅速升至170℃，原因是________。实验结束时，烧瓶中有黑色物质生成，其原因是________。
（4）乙、丙装置中的作用分别是：乙________；丙________。
（5）若实验前后，丁增重a g，戊增重b g，则测得乙烯分子中C、H原子个数比为________。
（6）若测得C／H值偏高，导致这种误差的可能原因是（ ）。
A．乙烯中混有少量乙醚（C2H5OC2H5） B．乙烯进入燃烧管时，仍含有少量水蒸气
C．乙烯中混有少量CO D．乙烯进入燃烧管时，仍含有少量CO2
（7）若仍用上述装置测定某烃A的化学式，经测定丁增重4.5 g，戊增重8.8 g，则A的最简式为________，若要确定A的化学式，是否还需要测其他数据（若需要，说明还需测定哪些数据；若不需要，说明其原因）？
4．质子核磁共振谱（PMR）是研究有机化合物结构的有力手段之一，在所研究化合物的分子中，每一结构中的等性氢原子，在PMR谱中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的氢原子数成正比。例如，乙醛的结构式为/，其PMR谱中有两个信号，其强度之比为3∶1。
（1）化学式为C3H6O2的二元混合物，如果在PMR谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况：第一种情况峰的给出强度为3∶3，第二种情况峰的给出强度为3∶2∶1。由此可推断混合物的组成可能是（写结构简式）________。
（2）在测得化合物/的PMR谱上可观察到三种峰，而测定化合物CH3CH＝CHCl时，却得到氢原子给出的信号峰有6种，从原子在空间排列方式不同的角度上，试写出CH3CH＝CHCl分子的空间异构体：________。
5．有机物A、B分子式不同，它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种，如果将A、B不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变，那么，A、B的组成必须满足的条件是若A是甲烷，则符合上述条件的化合物B中，分子量最小的是（写分子式）________。并写出分子量最小的含有甲基（—CH3）的B的2种同分异构体的结构简式：________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．D
【解析】容量瓶是用于配制一定浓度的溶液的容器。
2．B、C
【解析】向A试样中加入溴水，己烯与Br2，反应的产物与己烷仍互溶，用分液法不能将己烷提纯；D中除杂试剂Na2CO3溶液既可与杂质SO2反应，又可吸收被提纯气体CO2，所以用Na2CO3溶液不行，可改用NaHCO3溶液为除杂试剂．应选B、C两项。
3．C
【解析】每增加1个不饱和度，一个分子中要减少2个氢原子，所以1 mol不饱和度为3的不饱和链烃再结合6 mol H达到饱和，A项正确；C10H8比相同碳原子数的烷烃少了14个氢原子，所以不饱和度为7，B项正确；C4H8与C3H6、C2H4的不饱和度都为1，不饱和度相同，C项错误；CH3CH＝CHCH3与环丁烷的不饱和度都为1，不饱和度相同，D项正确。
4．C
【解析】/的氢原子种类有2种，/的氢原子种类有3种，CH3OCH3的氢原子种类有1种，CH3CH2CH3的氢原子种类有2种。
5．C
【解析】当有机物热稳定性较强，与杂质的沸点相差较大时，可用蒸馏法提纯液态有机混合物；将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，通过无机物的质量可以推算出组成该有机物元素原子的质量分数；核磁共振氢谱通常用于分析有机物分子中几种不同类型的氢原子及它们的数目；不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
6．B
【解析】由Mr（有机物）＜150，且w (O)=50％，知该有机物中氧原子的相对原子质量之和小于75，当氧原子数为4时取最大值。此时有机物中C、H的相对原子质量之和的最大值也为64，故分子中的碳原子数最多为5。
7．BC
【解析】质谱法用于测定相对分子质量，乙醇和甲醚的相对分子质量相同，不能用质谱法鉴别；甲醚和乙醇是同分异构体，二者燃烧产物相同，消耗氧气的量也相同，无法用燃烧法鉴别。
8．C
【解析】因酒精易溶于水，不能用作萃取碘水中的碘的萃取剂。
9．D
【解析】A项，不能确定是否含氧，错误；B项，不能确定是否含氧，错误；C项，此方法只能求出C、H个数比，无法推出是否含有氧，错误；D项，正确。
10．C
【解析】浓硫酸增重为H2O的质量，碱石灰增重为CO2的质量，即m (H2O)=14.4g，m (CO2)=26.4 g，易求出m (C)=7.2 g，m (H)=1.6 g，则m (O)=3.2 g，据此易求出有机物中C、H、O的原子个数比为3∶8∶1，即有机物A的实验式为C3H8O，因氢原子数已达饱和，此实验式也就是有机物A的分子式。
二、非选择题
1．（1）dbeca
（2）使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量
（3）ABC
（4）降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层水浴加热
（5）停止加热，冷却后通自来水
（6）60％（或60.3％）
【解析】（1）利用题中有关物质的物理性质和粗产品的成分可知分离提纯首先可加入NaCl固体，降低环己酮的溶解度，同时增加水层的密度，有利于分层，分液得到含少量水的粗环己酮，然后利用乙醚萃取水层中环己酮以提高产品的产量，将萃取液并入前面得到的有机层中，再加入无水。MgSO4固体，除去有机物中少量水、过滤，得到环己酮的乙醚溶液，最后通过蒸馏，除去乙醚后，收集151～156℃馏分即可得到环己酮。（3）水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，然后将分液漏斗倒置，用力振荡；振荡后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气，而不能等振荡几次后再放气；经几次振荡并放气后，需将分液漏斗放在铁架台的铁圈上静置，待液体分层。（4）乙醚的沸点为34.6℃，温度很低，因此蒸馏除去乙醚的加热方式应采取水浴加热。（6）理论产量为0.9624 g·mL－1×20 mL×98÷100=18.86 g，实际产量为0.947 8 g·mL－1×12 mL=11.37 g，故环己酮的产率为11.37÷18.86 g×100%=60.3％。
2．（1）CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2 （2）3∶2 CH3CH2CH2CH3 9∶1 CH3CH(CH3)2
【解析】由题示信息“乙醚分子中有两种氢原子，其HNMR谱中有两个共振峰，两个共振峰的面积比为3∶2，而乙醇分子中有三种氢，HNMR谱中有三个共振峰，三个共振峰之间的面积比为3∶2∶1”中可得出两个结论：一是有机分子中氢原子的种类数跟HNMR谱中共振峰个数相等；二是共振峰的面积之比与有机物分子中各类氢原子个数有关，如乙醚分子（CH3CH2OCH2CH3）中，两类氢原子的个数比为3∶2，所以两个共振峰的面积之比为3∶2。
（1）分子式为C4H8的同分异构体有CH3CH2CH＝CH2、CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2等，还有环丁烷、甲基环丙烷等环烷烃。符合“两种氢原子（两个共振峰）”“两类氢原子个数比为3∶1（共振峰面积比为3∶1）”这两项条件的只有CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2。（2）作打火机的液体燃料的是正丁烷，正丁烷分子中有两类氢原子，个数比为3∶2。所以答案为3∶2，结构简式为CH3CH2CH2CH3，其同分异构体为CH3CH(CH3)2。在HNMR谱中，两个共振峰的面积比为9∶1。
3．（1）A D E B C F G H I J K（其中B、C，H、I，J、K均可互换）
（2）催化剂和脱水剂 防止液体暴沸
（3）防止在140℃以下发生副反应生成乙醚 酒精被浓硫酸炭化而变黑
（4）除去乙烯气体中的水蒸气 除去乙烯气体中的CO2、SO2等酸性气体
（5）9b／44a （6）C、D
（7）C2H5 不需要，因n (C)∶n (H)=2∶5＜1∶2，则此烃只能是烷烃，由(C2H5)x满足CnH2n+2的通式可求出x=2，即分子式为C4H10
4．（1）第一种情况是CH3COOCH3 第二种情况是CH3CH2COOH
（2）/
【解析】（1）C3H6O2当峰强度比为3∶3时，我们可以知道有两种类型氢，而且两种类型氢的数目相等，因此该物质应是CH3COOCH3。第二种情况峰强度比为3∶2∶1，可知共有三种类型的氢．氢原子个数比为3∶2∶1，由此我们写出了C3H6O2的结构简式为CH3CH2COOH。
（2）表面上看CH3CH＝CHCl应有3种峰，但实际测得6种峰，说明顺式、反式结构中的氢信号峰是不同的，因为基团间的相互影响，顺式中的甲基与反式中的甲基并不相同，给出的氢信号峰是不同种。顺式中的两个H与反式中的两个H也不相同，故共给出6种H信号峰。
5．A、B分子式中氢原子数相等，且相差n个碳原子时，同时相差2n个氧原子（n为正整数）或：B－A=n (CO2)（n为正整数） C2H4O2 CH3COOH，HCOOCH3
【解析】题设A、B以任意比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变，也就是说1 mol A与1 mol B分别完全燃烧时，两者所消耗的氧气和生成的水的物质的量相等，很容易得出A、B分子中氢原子数必须相等的结论，而题目又要求，所消耗的氧气的物质的量不变，这并不要求碳原子数一定要相等，而只要求A、B分子式相差n个CO2，就行，即B－A=n (CO2)。
将它用到第（2）问，即B－A (CH4)=CO2，移项得B的分子式为C2H4O2，再据此写出B的含有甲基的2种同分异构体是CH3COOH，HCOOCH3。