高中化學(xué)選修5人教版課時(shí)作業(yè)1-4研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法

(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題1．將等體積的苯、汽油和水在試管中充分混合后靜置。下列圖示現(xiàn)象正確的是()解析：苯和汽油互溶，混合后不分層，該體積約是水的體積的二倍，且密度小于水；苯和汽油的混合物再與水混合后液體分為兩層，苯和汽油的混合物在上層，水在下層。答案：D2．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理或操作正確的是()A．①分離CCl4和水B．②洗滌沉淀時(shí)，向漏斗中加適量水，攪拌并濾干C．③液體分層，下層呈無(wú)色D．④除去氯氣中的氯化氫解析：洗滌沉淀時(shí)，不能攪拌，以防濾紙破損，B錯(cuò)；C中下層為碘的CCl4溶液，為紫色，C錯(cuò)；D中洗氣時(shí)應(yīng)是長(zhǎng)管進(jìn)，短管出，D錯(cuò)。答案：A3．下列實(shí)驗(yàn)操作中錯(cuò)誤的是()A．分液時(shí)，分液漏斗中下層液體從下口放出，上層液體上口倒出B．蒸餾時(shí)，應(yīng)使溫度計(jì)水銀球靠近蒸餾燒瓶支管口C．可用酒精萃取碘水中的碘D．稱量時(shí)，稱量物放在稱量紙上，置于托盤天平的左盤，砝碼放在托盤天平的右盤解析：化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作是課標(biāo)中要求同學(xué)們必須掌握的基本技能，也是高考?？嫉目键c(diǎn)。因此，在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們應(yīng)多注意積累。答案：C4．現(xiàn)有一瓶乙二醇和丙三醇的混合液，已知它們的性質(zhì)如下表：物質(zhì)分子式熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/g·cm－3溶解性乙二醇C2H6O2－11.51981.11易溶于水和乙醇丙三醇C3H8O317.92901.26與水和乙醇任意比互溶據(jù)此，將乙二醇和丙三醇分離的最佳方法是()A．萃取 B．升華C．蒸餾 D．蒸發(fā)解析：兩者均屬于醇類，相互混溶。從表中可知兩者的沸點(diǎn)相差較大，故可用蒸餾法將其分離。答案：C5．某有機(jī)化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖只有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵的振動(dòng)吸收，該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量是60，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是()A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3C．CH3CH2OH D．CH3COOH解析：用排除法解答。A中不存在O—H鍵；C中相對(duì)分子質(zhì)量不是60；D中還存在C=O鍵。答案：B6．按以下實(shí)驗(yàn)方案可從海洋動(dòng)物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．步驟(1)需要過(guò)濾裝置B．步驟(2)需要用到分液漏斗C．步驟(3)需要用到坩堝D．步驟(4)需要蒸餾裝置解析：A項(xiàng)，樣品粉末經(jīng)步驟(1)得到濾液和不溶性物質(zhì)，其操作為過(guò)濾，故需要過(guò)濾裝置；B項(xiàng)，步驟(2)得到水層和有機(jī)層，這兩層溶液互不相溶，分離的操作為分液，要用到分液漏斗；C項(xiàng)，步驟(3)由水層溶液得到固體粗產(chǎn)品，要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等操作，用到蒸發(fā)皿而非坩堝；D項(xiàng)，有機(jī)層是甲苯和甲醇的混合物，二者互溶，但沸點(diǎn)不同，可據(jù)此采用蒸餾的方法分離。答案：C7．某烴中碳和氫的質(zhì)量比是24∶5，該烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是2.59g·L－1，其分子式為()A．C2H6 B．C4H10C．C5H8 D．C7H8解析：eq\f(NC,NH)＝eq\f(24,12)∶eq\f(5,1)＝2∶5，得其實(shí)驗(yàn)式為C2H5，Mr＝ρVm＝2.59g·L－1×22.4L·mol－1≈58g·mol－1，(24＋5)n＝58，n＝2，故其分子式為C4H10。答案：B8．核磁共振氫譜是指有機(jī)物分子中的氫原子核所處的化學(xué)環(huán)境(即其附近的基團(tuán))不同，表現(xiàn)出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振圖中坐標(biāo)的位置(化學(xué)位移，符號(hào)為δ)也就不同?，F(xiàn)有一物質(zhì)的核磁共振氫譜如圖所示。則該物質(zhì)可能是下列中的()A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OHC．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CHO解析：核磁共振氫譜圖中出現(xiàn)幾個(gè)峰，就說(shuō)明在分子中有幾種不同的氫原子，A中是2種，B中是4種，C中是2種，D中是3種。答案：B9．一種稱為“搖頭丸”的毒品，已從國(guó)外流入我國(guó)，司法機(jī)關(guān)予以堅(jiān)決緝查和打擊，已知該毒品含氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.37%，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是()解析：由四個(gè)選項(xiàng)可看出該化合物分子中只有一個(gè)氮原子，依題意可得其相對(duì)分子質(zhì)量為Mr＝eq\f(14,10.37%)＝135，選B。答案：B10．某混合氣體由兩種氣態(tài)烴組成。2.24L該混合氣體完全燃燒后，得到4.48L二氧化碳(氣體已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)和3.6g水。則這兩種氣體可能是()A．CH4和C3H8 B．CH4和C3H4C．C2H4和C3H4 D．C2H4和C2H6解析：n(C)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol，n(H)＝eq\f(3.6g,18g·mol－1)×2＝0.4mol，n(混合物)∶n(C)∶n(H)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)∶0.2mol∶0.4mol＝1∶2∶4。所以該混合氣體的平均分子式為C2H4。符合題意的組合只有B選項(xiàng)。答案：B二、非選擇題11．喝茶，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)是人生的一大快樂(lè)，茶葉中含有少量的咖啡因。咖啡因具有擴(kuò)張血管、刺激心腦等作用，在100℃時(shí)失去結(jié)晶水并開(kāi)始升華，120℃時(shí)升華相當(dāng)顯著，178℃時(shí)升華很快。結(jié)構(gòu)式如下：實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)下列簡(jiǎn)單方法從茶葉中提取咖啡因：(1)咖啡因的分子式為_(kāi)_________。(2)步驟1泡浸茶葉所用的溶劑最好為_(kāi)_______。A．水B．酒精C．石油醚(3)步驟1、步驟4所進(jìn)行的操作或方法分別是：__________，__________。解析：(1)由分子結(jié)構(gòu)可推知該有機(jī)物的分子式為C8H10N4O2。(2)要選好萃取劑，因酒精既能溶解咖啡因，且在后來(lái)的分離操作中容易分離，得到產(chǎn)品，這種方法是萃取。從題意中可以發(fā)現(xiàn)，利用咖啡因易升華的特點(diǎn)，選擇升華的分離操作方法。答案：(1)C8H10N4O2(2)B(3)萃取升華12．下圖是某藥物中間體的結(jié)構(gòu)示意圖和該有機(jī)物的核磁共振氫譜圖：參考結(jié)構(gòu)式，分析該有機(jī)物的核磁共振氫譜圖，回答下列問(wèn)題：分子中共有________種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子；峰面積最大者表示有________個(gè)環(huán)境相同氫原子，峰面積最小者表示有________個(gè)環(huán)境相同氫原子，結(jié)構(gòu)式中的Et表示烷烴基，從圖譜中可以推斷結(jié)構(gòu)式中的這個(gè)烷烴基是________。解析：核磁共振氫譜圖中共有8個(gè)吸收峰，因此有8種環(huán)境的氫原子，結(jié)合該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式，可知5種環(huán)境的氫原子含有1個(gè)氫原子，峰面積最小，峰面積最大者應(yīng)為3個(gè)氫原子，Et表示的烷烴基里應(yīng)有1個(gè)—CH3,1個(gè)—CH2—，故為—CH2CH3。答案：831—CH2CH313．有機(jī)物A是一種純凈的無(wú)色黏稠液體，易溶于水。為研究A的組成與結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)步驟解釋或?qū)嶒?yàn)結(jié)論(1)稱取A物質(zhì)18.0g，升溫使其汽化，測(cè)其密度是相同條件下H2的45倍。試通過(guò)計(jì)算填空：A的相對(duì)分子質(zhì)量為_(kāi)_______。(2)A的核磁共振氫譜如圖：A中含有________種氫原子。(3)另取A18.0g與足量的NaHCO3粉末反應(yīng)，生成0.2molCO2，若與足量鈉反應(yīng)則生成0.2molH2。寫出一個(gè)A分子中所含官能團(tuán)的名稱和數(shù)量________。(4)將此18.0gA在足量純O2中充分燃燒，并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^(guò)濃硫酸、堿石灰，發(fā)現(xiàn)兩者依次增重10.8g和26.4g。A的分子式為_(kāi)_______。(5)綜上所述A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_________。解析：(1)稱取A物質(zhì)18.0g，升溫使其汽化，測(cè)其密度是相同條件下H2的45倍，則A的相對(duì)分子質(zhì)量為45×2＝90。(2)根據(jù)核磁共振氫譜可知A中含有4種氫原子。(3)18gA的物質(zhì)的量是18g÷90g·mol－1＝0.2mol，與足量的NaHCO3粉末反應(yīng)，生成0.2molCO2，說(shuō)明分子中含有1個(gè)羧基。若與足量鈉反應(yīng)則生成0.2molH2，這說(shuō)明還含有1個(gè)羥基。(4)將此18.0gA在足量純O2中充分燃燒，并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^(guò)濃硫酸、堿石灰，發(fā)現(xiàn)兩者依次增重10.8g和26.4g，即生成物水的物質(zhì)的量是10.8g÷18g·mol－1＝0.6mol，CO2的物質(zhì)的量是26.4g÷44g·mol－1＝0.6mol，則分子中碳、氫原子的個(gè)數(shù)分別是0.6÷0.2＝3、1.2÷0.2＝6，所以氧原子的個(gè)數(shù)是eq\f(90－36－6,16)＝3，則分子式為C3H6O3。(5)綜上所述A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHOHCOOH。答案：(1)90(2)4(3)A中含有一個(gè)羧基，還含有一個(gè)羥基(4)C3H6O3(5)CH3CHOHCOOH14．為了測(cè)定某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)，做如下實(shí)驗(yàn)：①將2.3g該有機(jī)物完全燃燒，生成0.1molCO2和2.7gH2O；②用質(zhì)譜儀測(cè)定其相對(duì)分子質(zhì)量，得如圖一所示的質(zhì)譜圖；③用核磁共振儀處理該化合物，得到如圖二所示圖譜，圖中三個(gè)峰的面積之比是1∶2∶3。試回答下列問(wèn)題：(1)有機(jī)物A的相對(duì)分子質(zhì)量是____________。(2)有機(jī)物A的實(shí)驗(yàn)式是____________。(3)能否根據(jù)A的實(shí)驗(yàn)式確實(shí)A的分子式____________(填“能”或“不能”)；若能，則A的分子式是________(若不能，則此空不填)。(4)寫出有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在A的質(zhì)譜圖中，最大質(zhì)荷比是46，所以其相對(duì)分子質(zhì)量是46。(2)在2.3g該有機(jī)物中，n(C)＝0.1mol，m(C)＝1.2g，n(H)＝eq\f(2.7g,18g·mol－1)×2＝0.3mol，m(H)＝0.3g，m(O)＝2.3g－1.2g－0.3g＝0.8g，n(O)＝eq\f(0.8g,16g·mol－1)＝0.05mol，所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1mol