1.2 研究有机化合物的一般方法 同步提升【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高中化学选择性必修3
文档属性
| 名称 | 1.2 研究有机化合物的一般方法 同步提升【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高中化学选择性必修3 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 292.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-03-03 21:08:42 | ||
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文档简介
1.2
研究有机化合物的一般方法
1.某有机化合物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水。则该有机化合物的组成必须满足的条件是(
)
A.分子中C、H、O原子的个数比为1:2:3
B.分子中C、H原子的个数比为1:2
C.该有机化合物的相对分子质量为14
D.该分子中肯定不含氧元素
2.某气态烃对空气的相对密度为2，1.16g该烃在氧气中充分燃烧，将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管，当称量这两个干燥管的质量时，它们的质量分别增加1.8
g和3.52
g。这种烃的化学式是(
)
A.
B.
C.
D.
3.用下列装置完成相关实验，不合理的是(
)
A.用a趁热过滤提纯苯甲酸
B.用b制备并检验乙烯
C.用c除去溴苯中的苯
D.用d分离硝基苯与水
4.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H键、O—H键、
键等的振动吸收，该有机化合物的相对分子质量是60，则该有机化合物的结构简式是(
)
A.
B.
C.
D.
5.下列关于重结晶的说法，错误的是(
)
A.被重结晶提纯的物质在溶剂中的溶解度随温度变化大
B.溶解度很小的杂质留在了热过滤的滤渣里
C.重结晶的步骤：加热溶解、冷却过滤、结晶
D.重结晶的首要工作是选择适当的溶剂
6.下列关于物质研究方法的说法中错误的是(
)
A.X射线衍射法利用X射线透过晶体时记录的分立斑点或衍射峰测定分子结构
B.核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类和个数
C.根据红外光谱图的分析可以初步判断有机化合物中具有哪些基团
D.质谱法可测定有机化合物的相对分子质量
7.已知氯仿通常是无色液体，不溶于水，密度约为水的1.5倍，沸点为61.2℃。要从水与氯仿的混合物中分离出氯仿，下列方法最合适的是(
)
A.蒸馏
B.分液
C.重结晶
D.蒸发
8.超临界状态下的流体的溶解性与有机溶剂相似，可提取中草药中的有效成分，工艺流程如图所示。下列说法错误的是(
)
A.浸泡时加入乙醇有利于中草药中有效成分的浸出
B.高温条件下更有利于用超临界进行萃取
C.升温、减压的目的是使与产品分离
D.
流体萃取中草药具有无溶剂残留、绿色环保等优点
9.两种有机物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
0.7893
-117.3°C
78.5°C
与水以任意比混溶
B
0.7137
-116.6°C
34.5°C
不溶于水
(1)若要除去A和B的混合物中少量的B，采用______(填序号)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)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4
g和8.8
g
，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，_____________(填“是”或“否”)需有其他条件。已知有机物A的核磁共振氢谱、质谱如图所示，则A的结构简式为________。
(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________，其官能团的名称为_______。
(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，发现质量分别增重19.8
g和35.2
g。计算混合物中A和B的物质的量之比为______。
10.2019年3月8日，联合国妇女署在某社交平台上发布了一张中国女科学家屠呦呦的照片，致敬她从传统中医药中找到了治疗疟疾的药物——青蒿素。
已知：青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体。乙醚的沸点为35℃。
(1)我国提取中草药有效成分的常用溶剂有：水、亲水性溶剂(如乙醇，与水互溶)、亲脂性溶剂(如乙醚，与水不互溶)。诺贝尔奖获得者屠呦呦及其团队在提取青蒿素治疗疟疾的过程中，记录如下：“青蒿素的水煎剂无效；乙醇提取物的效用为30%~40%；乙醚提取物的效用为95%。”下列推测不合理的是_______________(填序号)。
A.青蒿素在水中的溶解度很大
B.青蒿素含有亲脂的官能团
C.在低温下提取青蒿素，效果会更好
D.乙二醇提取青蒿素的能力强于乙醚
(2)用下列实验装置测定青蒿素实验式的方法如下：将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。
①装置D的作用是_______________，装置E中吸收的物质是______________，装置F中盛放的物质是_________________。
②实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是______________。
③用合理改进后的装置进行实验，称得：
装置
(实验前)/g
(实验后)/g
E
22.6
42.4
F
80.2
146.2
则测得青蒿素的实验式是___________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：该有机化合物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水，根据原子守恒，该有机化合物中一定含碳、氢元素，且分子中C、H原子的个数比为1:2，根据题干无法确定其是否含有氧元素，B正确。
2.答案：B
解析：气态烃对空气(空气的平均相对分子质量为29)的相对密度为2，则该烃的相对分子质量为29×2=58，1.16
g该烃的物质的量为。装有无水氯化钙的干燥管增加的1.8
g为生成水的质量，其物质的量为
0.1
mol，装有碱石灰的干燥管增加的3.52
g为生成二氧化碳的质量，其物质的量为，根据原子守恒可知该烃分子中，则该烃的分子式为，故B正确。
3.答案：B
解析：用a趁热过滤提纯苯甲酸，图示过滤装置满足“一贴、二低、三靠”的要求，且用玻璃棒引流，合理，故A不符合题意；利用乙醇在浓硫酸加热的条件下制取的乙烯中会混有等杂质，能与溴水反应而使其褪色，对乙烯的检验产生干扰，且导管直接插入溴水中会产生倒吸，不合理，故B符合题意；溴苯与苯的沸点相差较大，可以通过蒸馏将两者分离，且c中温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处，冷凝水下口进、上口出，合理，故C不符合题意；硝基苯不溶于水，且密度比水大，因此可通过分液的方法将硝基苯与水分离开，硝基苯从下端放出，合理，故D不符合题意。
4.答案：D
解析：因该有机化合物的相对分子质量是60，所以可排除B、C，中不含O—H键、键，中含有C—H键、O—H键、键，则符合，D正确。
5.答案：C
解析：被重结晶提纯的物质在溶剂中的溶解度随温度变化大，冷却时物质才能结晶析出，A正确；加热溶解，趁热过滤后，溶解度小的杂质留在热过滤的滤渣中，B正确；重结晶的步骤是加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，C错误；重结晶是利用混合物中各物质在同一溶剂中的溶解度不同而进行分离的过程，因此首要工作是选择适当的溶剂，D正确。
6.答案：B
解析：X射线行射法利用X射线透过晶体时记录的分立斑点或衍射峰测定分子结构，故A正确；核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类以及各类型氢原子的个数比，不能反映出氢原子的个数，故B错误；分子中化学键或官能团对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图中处于不同的位置，从而获得分子中含有的化学键或官能团的信息，因此根据红外光谱图的分析可以初步判断有机化合物中具有哪些基团，故C正确；质谱法是通过将样品转化为分子离子和碎片离子，以质荷比为横坐标、以各类离子的相对丰度为纵坐标记录其信息的分析方法，利用质谱法可测定有机化合物的相对分子质量，故D正确。
7.答案：B
解析：因为氯仿和水互不相溶，所以最适宜采取分液的方法从水与氯仿的混合物中分离出氯仿。
8.答案：B
解析：中草药中有效成分多为有机化合物，易溶于乙醇，加入乙醇有利于中草药中有效成分的浸出，A正确；高温条件下容易挥发，不利于用超临界进行萃取，B错误；升温减压有利于挥发，从而实现与产品的分离，C正确；流体无毒，且易挥发，容易与产品分离，因此具有无溶剂残留、绿色环保等优点，D正确。
9.答案：(1)b
(2)；否；
(3)；醚键
(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，b符合题意。
(2)由题意可知，，，，则有机物中含有氧原子的物质的量是0.3
mol+0.4
mol-，1
mol该有机化合物中，所以该物质的最简式为，由于分子中碳、氢原子的个数比是1:3，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，核磁共振氢谱表明其分子中有3种化学环境的氢原子，则A的结构简式为。
(3)B的相对分子质量为74，根据红外光谱，B中存在对称的甲基、亚甲基和COC，根据对称性，B的结构简式为。
(4)A和B的化学式分别为，设的物质的量分别是mol、mol，则
2
3
4
5
，，解得=0.2，=0.1，即A和B的物质的量之比2:1。
10.答案：(1)AD
(2)①将可能生成的CO氧化为；(水蒸气)；碱石灰
②在装置F后连接一个防止空气中的和水蒸气进入F的装置
③
解析：(1)根据青蒿素的水煎剂无效，可知青蒿素在水中的溶解度很小，A错误；青蒿素易溶于乙醚，而乙醚为亲脂性溶剂，可说明青蒿素含有亲脂的官能团，B正确；因乙醚的沸点较低，则在低温下提取青蒿素，效果会更好，C正确；乙醇提取物的效用为30%~40%，乙醚提取物的效用为95%，乙二醇与乙醇类似，属于亲水性溶剂，提取青蒿素的能力弱于乙醚，D错误。
(2)①装置D将可能生成的CO氧化为，减小实验误差，装置E和F一个吸收生成的，一个吸收生成的，应先吸水后吸收，所以装置E用于吸收，装置F内盛放碱石灰。
②该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是在装置F后连接一个防止空气中的和水蒸气进入F的装置。
③由数据可知，，，所以，则青蒿素中氧原子的质量为，所以，青蒿素分子中，则青蒿素的实验式为。
研究有机化合物的一般方法
1.某有机化合物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水。则该有机化合物的组成必须满足的条件是(
)
A.分子中C、H、O原子的个数比为1:2:3
B.分子中C、H原子的个数比为1:2
C.该有机化合物的相对分子质量为14
D.该分子中肯定不含氧元素
2.某气态烃对空气的相对密度为2，1.16g该烃在氧气中充分燃烧，将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管，当称量这两个干燥管的质量时，它们的质量分别增加1.8
g和3.52
g。这种烃的化学式是(
)
A.
B.
C.
D.
3.用下列装置完成相关实验，不合理的是(
)
A.用a趁热过滤提纯苯甲酸
B.用b制备并检验乙烯
C.用c除去溴苯中的苯
D.用d分离硝基苯与水
4.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H键、O—H键、
键等的振动吸收，该有机化合物的相对分子质量是60，则该有机化合物的结构简式是(
)
A.
B.
C.
D.
5.下列关于重结晶的说法，错误的是(
)
A.被重结晶提纯的物质在溶剂中的溶解度随温度变化大
B.溶解度很小的杂质留在了热过滤的滤渣里
C.重结晶的步骤：加热溶解、冷却过滤、结晶
D.重结晶的首要工作是选择适当的溶剂
6.下列关于物质研究方法的说法中错误的是(
)
A.X射线衍射法利用X射线透过晶体时记录的分立斑点或衍射峰测定分子结构
B.核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类和个数
C.根据红外光谱图的分析可以初步判断有机化合物中具有哪些基团
D.质谱法可测定有机化合物的相对分子质量
7.已知氯仿通常是无色液体，不溶于水，密度约为水的1.5倍，沸点为61.2℃。要从水与氯仿的混合物中分离出氯仿，下列方法最合适的是(
)
A.蒸馏
B.分液
C.重结晶
D.蒸发
8.超临界状态下的流体的溶解性与有机溶剂相似，可提取中草药中的有效成分，工艺流程如图所示。下列说法错误的是(
)
A.浸泡时加入乙醇有利于中草药中有效成分的浸出
B.高温条件下更有利于用超临界进行萃取
C.升温、减压的目的是使与产品分离
D.
流体萃取中草药具有无溶剂残留、绿色环保等优点
9.两种有机物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
0.7893
-117.3°C
78.5°C
与水以任意比混溶
B
0.7137
-116.6°C
34.5°C
不溶于水
(1)若要除去A和B的混合物中少量的B，采用______(填序号)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)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4
g和8.8
g
，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，_____________(填“是”或“否”)需有其他条件。已知有机物A的核磁共振氢谱、质谱如图所示，则A的结构简式为________。
(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________，其官能团的名称为_______。
(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，发现质量分别增重19.8
g和35.2
g。计算混合物中A和B的物质的量之比为______。
10.2019年3月8日，联合国妇女署在某社交平台上发布了一张中国女科学家屠呦呦的照片，致敬她从传统中医药中找到了治疗疟疾的药物——青蒿素。
已知：青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体。乙醚的沸点为35℃。
(1)我国提取中草药有效成分的常用溶剂有：水、亲水性溶剂(如乙醇，与水互溶)、亲脂性溶剂(如乙醚，与水不互溶)。诺贝尔奖获得者屠呦呦及其团队在提取青蒿素治疗疟疾的过程中，记录如下：“青蒿素的水煎剂无效；乙醇提取物的效用为30%~40%；乙醚提取物的效用为95%。”下列推测不合理的是_______________(填序号)。
A.青蒿素在水中的溶解度很大
B.青蒿素含有亲脂的官能团
C.在低温下提取青蒿素，效果会更好
D.乙二醇提取青蒿素的能力强于乙醚
(2)用下列实验装置测定青蒿素实验式的方法如下：将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。
①装置D的作用是_______________，装置E中吸收的物质是______________，装置F中盛放的物质是_________________。
②实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是______________。
③用合理改进后的装置进行实验，称得：
装置
(实验前)/g
(实验后)/g
E
22.6
42.4
F
80.2
146.2
则测得青蒿素的实验式是___________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：该有机化合物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水，根据原子守恒，该有机化合物中一定含碳、氢元素，且分子中C、H原子的个数比为1:2，根据题干无法确定其是否含有氧元素，B正确。
2.答案：B
解析：气态烃对空气(空气的平均相对分子质量为29)的相对密度为2，则该烃的相对分子质量为29×2=58，1.16
g该烃的物质的量为。装有无水氯化钙的干燥管增加的1.8
g为生成水的质量，其物质的量为
0.1
mol，装有碱石灰的干燥管增加的3.52
g为生成二氧化碳的质量，其物质的量为，根据原子守恒可知该烃分子中，则该烃的分子式为，故B正确。
3.答案：B
解析：用a趁热过滤提纯苯甲酸，图示过滤装置满足“一贴、二低、三靠”的要求，且用玻璃棒引流，合理，故A不符合题意；利用乙醇在浓硫酸加热的条件下制取的乙烯中会混有等杂质，能与溴水反应而使其褪色，对乙烯的检验产生干扰，且导管直接插入溴水中会产生倒吸，不合理，故B符合题意；溴苯与苯的沸点相差较大，可以通过蒸馏将两者分离，且c中温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处，冷凝水下口进、上口出，合理，故C不符合题意；硝基苯不溶于水，且密度比水大，因此可通过分液的方法将硝基苯与水分离开，硝基苯从下端放出，合理，故D不符合题意。
4.答案：D
解析：因该有机化合物的相对分子质量是60，所以可排除B、C，中不含O—H键、键，中含有C—H键、O—H键、键，则符合，D正确。
5.答案：C
解析：被重结晶提纯的物质在溶剂中的溶解度随温度变化大，冷却时物质才能结晶析出，A正确；加热溶解，趁热过滤后，溶解度小的杂质留在热过滤的滤渣中，B正确；重结晶的步骤是加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，C错误；重结晶是利用混合物中各物质在同一溶剂中的溶解度不同而进行分离的过程，因此首要工作是选择适当的溶剂，D正确。
6.答案：B
解析：X射线行射法利用X射线透过晶体时记录的分立斑点或衍射峰测定分子结构，故A正确；核磁共振氢谱能反映出未知有机化合物中不同化学环境氢原子的种类以及各类型氢原子的个数比，不能反映出氢原子的个数，故B错误；分子中化学键或官能团对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图中处于不同的位置，从而获得分子中含有的化学键或官能团的信息，因此根据红外光谱图的分析可以初步判断有机化合物中具有哪些基团，故C正确；质谱法是通过将样品转化为分子离子和碎片离子，以质荷比为横坐标、以各类离子的相对丰度为纵坐标记录其信息的分析方法，利用质谱法可测定有机化合物的相对分子质量，故D正确。
7.答案：B
解析：因为氯仿和水互不相溶，所以最适宜采取分液的方法从水与氯仿的混合物中分离出氯仿。
8.答案：B
解析：中草药中有效成分多为有机化合物，易溶于乙醇，加入乙醇有利于中草药中有效成分的浸出，A正确；高温条件下容易挥发，不利于用超临界进行萃取，B错误；升温减压有利于挥发，从而实现与产品的分离，C正确；流体无毒，且易挥发，容易与产品分离，因此具有无溶剂残留、绿色环保等优点，D正确。
9.答案：(1)b
(2)；否；
(3)；醚键
(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，b符合题意。
(2)由题意可知，，，，则有机物中含有氧原子的物质的量是0.3
mol+0.4
mol-，1
mol该有机化合物中，所以该物质的最简式为，由于分子中碳、氢原子的个数比是1:3，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，核磁共振氢谱表明其分子中有3种化学环境的氢原子，则A的结构简式为。
(3)B的相对分子质量为74，根据红外光谱，B中存在对称的甲基、亚甲基和COC，根据对称性，B的结构简式为。
(4)A和B的化学式分别为，设的物质的量分别是mol、mol，则
2
3
4
5
，，解得=0.2，=0.1，即A和B的物质的量之比2:1。
10.答案：(1)AD
(2)①将可能生成的CO氧化为；(水蒸气)；碱石灰
②在装置F后连接一个防止空气中的和水蒸气进入F的装置
③
解析：(1)根据青蒿素的水煎剂无效，可知青蒿素在水中的溶解度很小，A错误；青蒿素易溶于乙醚，而乙醚为亲脂性溶剂，可说明青蒿素含有亲脂的官能团，B正确；因乙醚的沸点较低，则在低温下提取青蒿素，效果会更好，C正确；乙醇提取物的效用为30%~40%，乙醚提取物的效用为95%，乙二醇与乙醇类似，属于亲水性溶剂，提取青蒿素的能力弱于乙醚，D错误。
(2)①装置D将可能生成的CO氧化为，减小实验误差，装置E和F一个吸收生成的，一个吸收生成的，应先吸水后吸收，所以装置E用于吸收，装置F内盛放碱石灰。
②该实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是在装置F后连接一个防止空气中的和水蒸气进入F的装置。
③由数据可知，，，所以，则青蒿素中氧原子的质量为，所以，青蒿素分子中，则青蒿素的实验式为。