2024-2025版高中化學課時分層作業(yè)4研究有機化合物的一般步驟和方法含解析新人教版選修5

PAGE8-探討有機化合物的一般步驟和方法(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括4小題,每小題6分,共24分)1.(2024·泰安高二檢測)二甲醚和乙醇是同分異構體,下列方法中不能對二者進行鑒別的是 ()A.利用金屬鈉或者金屬鉀 B.利用質(zhì)譜法C.利用紅外光譜法 D.利用核磁共振氫譜法【解析】選B。因為二甲醚和乙醇是同分異構體,二者的相對分子質(zhì)量相等,故不能用質(zhì)譜法鑒別,選B。2.某有機物A的分子式為C4H10O,紅外光譜圖如圖所示,則A的結構簡式為()A.CH3CH2OCH2CH3 B.CH3OCH2CH2CH3C.CH3CH2CH2OCH3 D.(CH3)2CHOCH3【解析】選A。紅外光譜圖中顯示存在對稱的甲基、對稱的亞甲基和醚鍵可得分子的結構簡式為CH3CH2OCH2CH3。3.(2024·?？诟叨z測)下圖試驗裝置一般不用于分別物質(zhì)的是 ()【解析】選D。A項用于分別沸點不同的液體混合物;B項用于分別互不相溶的兩種液體;C項用于固液混合物的分別——過濾;D項用于肯定物質(zhì)的量濃度溶液的配制,不用于分別物質(zhì)?！狙a償訓練】按以下試驗方案可從海洋動物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的自然產(chǎn)物。下列說法錯誤的是 ()A.步驟(1)須要過濾裝置B.步驟(2)須要用到分液漏斗C.步驟(3)須要用到坩堝D.步驟(4)須要蒸餾裝置【解析】選C。本題可依據(jù)圖示的操作流程和物質(zhì)的性質(zhì),分析所用的分別提純方法,從而確定須要的儀器。A項,樣品粉末經(jīng)步驟(1)得到濾液和不溶性物質(zhì),其操作為過濾,故須要過濾裝置;B項,步驟(2)得到水層和有機層,這兩層溶液互不相溶,分別的操作為分液,要用到分液漏斗;C項,步驟(3)由水層溶液得到固體粗產(chǎn)品,要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶等操作,用到蒸發(fā)皿而非坩堝;D項,有機層是甲苯和甲醇的混合物,二者互溶,但沸點不同,可采納蒸餾的方法分別?！痉椒c撥】分別互不相溶的液體混合物,采納的方法為分液;分別相互溶解但具有不同沸點的液體混合物,采納的方法為蒸餾。4.下列物質(zhì)的核磁共振氫譜圖中,有5個汲取峰的是 ()A. B.C. D.【解析】選B。有幾個汲取峰說明有幾種不同化學環(huán)境的氫原子。A項,分子中有2種不同環(huán)境的氫原子;B項,分子中有5種不同環(huán)境的氫原子;C項,分子中有4種不同環(huán)境的氫原子;D項,分子中有4種不同環(huán)境的氫原子?！狙a償訓練】(2024·成都高二檢測)在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰,且其氫原子數(shù)之比為3∶2的化合物是 ()A. B.C. D.【解析】選D。A項有2種類型氫原子,個數(shù)比為3∶1;B項據(jù)對稱分析知有3種類型氫原子,個數(shù)比為3∶1∶1;C項據(jù)對稱分析知有3種類型氫原子,個數(shù)比為3∶1∶4;D項據(jù)對稱分析知有2種類型氫原子,個數(shù)比為3∶2。二、非選擇題(本題包括2小題,共26分)5.(13分)甲醛在醫(yī)藥、染料、香料等行業(yè)中都有著廣泛的應用。試驗室通過下圖所示的流程,利用甲苯氧化法制備苯甲醛,試回答下列問題。(1)Mn2O3氧化甲苯的反應須要不斷攪拌,攪拌的作用是___。

(2)甲苯經(jīng)氧化后得到的混合物通過結晶、過濾進行分別,該過程中需將混合物冷卻,其目的是___________________________________。

(3)試驗過程中,可循環(huán)運用的物質(zhì)有_______________、_______________。

(4)試驗中分別甲苯和苯甲醛采納的操作Ⅰ是_______________,其原理是___

___________________________________。

【解析】(1)固體Mn2O3與液態(tài)的甲苯反應,接觸面積小,反應速率小,攪拌可以使Mn2O3和甲苯充分接觸,增大反應速率。(2)甲苯氧化后的混合物中含有硫酸錳、苯甲醛等。“結晶、過濾”可得硫酸錳晶體,將混合物降溫是為了降低硫酸錳的溶解度,使其從溶液中結晶析出。(3)由流程圖中箭頭的指向可以看出參加循環(huán)的物質(zhì)是稀硫酸和甲苯。(4)甲苯和苯甲醛互溶,油相含有的物質(zhì)為苯甲醛和未被氧化的甲苯,要使它們分別,可以用蒸餾的方法。答案:(1)使反應物充分接觸,增大反應速率(2)降低MnSO4的溶解度(3)稀硫酸甲苯(4)蒸餾利用甲苯和苯甲醛的沸點差異使二者分別6.(13分)按要求回答下列問題:(1)有機物X的分子式為C4H8O2,其紅外光譜圖如下:則該有機物的可能結構為____________(填字母)。

A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2COOCH3C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCOOH(2)有機物Y的結構可能有和兩種,為對其結構進行物理方法鑒定,可用____________或____________。

①有機物Y若為,則紅外光譜中應當有_________個汲取峰;核磁共振氫譜中應有_________個峰。

②有機物Y若為,則紅外光譜中應當有____________個汲取峰;核磁共振氫譜中應有___

________________________個峰。【解析】(1)A、B項都有兩個—CH3,且不對稱,都含有CO、C—O—C,所以A、B項符合圖示內(nèi)容;C項只有一個—CH3,不會出現(xiàn)不對稱的現(xiàn)象;D項中沒有C—O—C鍵。(2)①中,化學鍵有CO、C—O、O—H、C—C、C—H,所以紅外光譜中共有5個汲取峰;分子中含有兩種氫(—CH3、—OH),所以核磁共振氫譜中應有兩個峰。②中,化學鍵有CO、O—C、C—H,所以紅外光譜中共有3個汲取峰;分子中含有兩種氫(—CH3、),所以核磁共振氫譜中應有兩個峰。答案:(1)A、B(2)紅外光譜法核磁共振氫譜法①52②32(45分鐘50分)一、選擇題(本題包括4小題,每小題6分,共24分)1.純堿和氯化鈉的溶解度曲線如圖,將純堿從氯化鈉和純堿的混合物中分別出來,最好應用 ()A.蒸餾法B.萃取法C.重結晶法D.分液法【解析】選C。圖象中純堿的溶解度隨溫度改變很大,氯化鈉的溶解度隨溫度改變不大,所以,將混合物在熱水中溶解、降溫,則純堿析出,然后過濾,氯化鈉留在水溶液中。即采納重結晶的方法將純堿從氯化鈉和純堿的混合物中分別出來。2.(2024·臨沂高二檢測)《本草綱目》記載:“燒酒,其法用濃酒和糟入甑,蒸令氣上,用器承滴露”,“凡酸壞之酒,皆可蒸燒”。這里用到的試驗方法可以用來分別 ()A.丁醇與乙醚B.碘化鉀與碘C.硝酸鉀與氯化鈉 D.氯化銨與硫酸鈉【解析】選A。上述記載中采納的是蒸餾的操作方法,蒸餾可以用來分別兩種沸點不同的互溶性液態(tài)有機物,故選A。3.下列化合物的核磁共振氫譜中出現(xiàn)三組峰的是 ()A.2,2,3,3-四甲基丁烷 B.2,3,4-三甲基戊烷C.3,4-二甲基己烷 D.2,5-二甲基己烷【解析】選D。寫出題中各項物質(zhì)的結構簡式,分析有幾種不同化學環(huán)境的氫原子,從而確定有幾組峰。A項中物質(zhì)有1種化學環(huán)境的氫原子;B項中物質(zhì)有4種化學環(huán)境的氫原子;C項中物質(zhì)有4種化學環(huán)境的氫原子;D項中物質(zhì)有3種化學環(huán)境的氫原子。4.某化合物的結構(鍵線式)及球棍模型如圖:下列關于該有機物的敘述正確的是 ()A.該有機物不同化學環(huán)境的氫原子有6種B.該有機物屬于芳香化合物C.鍵線式中的Et代表的基團為—CH3D.該有機物在肯定條件下能完全燃燒生成CO2和H2O【解析】選D。A項,該有機物有8種不同化學環(huán)境的氫原子,A項錯誤;B項,由鍵線式可看出,該物質(zhì)中無苯環(huán),不屬于芳香化合物,B項錯誤;C項,由鍵線式和球棍模型比照可知Et為—CH2CH3,C項錯誤;D項,該化合物分子中含有碳、氫、氧三種元素,可完全燃燒生成CO2和H2O,D項正確。二、非選擇題(本題包括2小題,共26分)5.(13分)有機物A可由葡萄糖發(fā)酵得到,也可從酸牛奶中提取。純凈的A為無色液體,易溶于水。為探討A的組成與結構,進行了如下試驗:試驗步驟說明或試驗結論(1)稱取A9.0g,升溫使其汽化,測其密度是相同條件下H2的45倍。試通過計算填空:(1)A的相對分子質(zhì)量為___________。

(2)將9.0gA在足量純O2中充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次緩緩通過濃硫酸、堿石灰,發(fā)覺兩者分別增重5.4g和13.2g。(2)A的分子式為___________。

(3)另取A9.0g,跟足量NaHCO3粉末反應,生成2.24LCO2(標準狀況),若與足量金屬鈉反應則生成2.24LH2(標準狀況)。(3)用結構簡式表示A中含有的官能團____________、___________。

(4)A的核磁共振氫譜如下圖:(4)A中含有

________________種氫原子。(5)綜上所述,A的結構簡式為____________。

【解析】(1)A的蒸氣密度為相同條件下H2的45倍,則A的相對分子質(zhì)量為45×2=90。(2)由題給信息可知,9.0g(0.1mol)A充分燃燒后生成H2O5.4g、CO213.2g,則9.0gA中n(H)=0.6mol(即0.6g),n(C)=0.3mol(即3.6g),則9.0g該有機物中含n(O)==0.3mol,由n(A)∶n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1mol∶0.3mol∶0.6mol∶0.3mol=1∶3∶6∶3,得A的分子式為C3H6O3。(3)A可與NaHCO3反應生成CO2,則A中含—COOH,0.1molA→0.1molCO2,1個A分子中含1個—COOH;0.1molA與足量Na反應生成0.1molH2,說明1個A分子中除含有1個—COOH外,還有1個—OH。(4)由A的核磁共振氫譜可知,A分子結構中有4種類型的氫原子,且其數(shù)目之比為1∶1∶1∶3。(5)綜上所述,A的結構簡式為。答案:(1)90(2)C3H6O3(3)—COOH—OH(4)4(5)【方法規(guī)律】利用質(zhì)譜確定有機物的相對分子質(zhì)量,利用紅外光譜測知有機物中含有的官能團或化學鍵的種類,利用核磁共振氫譜測知有機物中氫原子的種類和數(shù)目,三者結合可推想有機物的結構。6.(13分)(2024·成都高二檢測)溴苯是一種化工原料,試驗室合成溴苯的裝置示意圖及有關數(shù)據(jù)如下:苯溴溴苯密度/(g·cm-3)0.883.101.50沸點/℃8059156水中溶解度微溶微溶微溶按下列合成步驟回答問題:(1)在a中加入15mL無水苯和少量鐵屑。在b中當心加入4.0mL液態(tài)溴。向a中滴入幾滴溴,有白色煙霧產(chǎn)生。請分別寫出a儀器和c儀器的名稱:_______________、____________。

(2)請寫出a中發(fā)生反應的化學方程式:______________________________________________________。d中倒置漏斗的作用是____________。

(3)液溴滴完后,經(jīng)過下列步驟分別提純:①向a中加入10mL水,然后過濾除去未反應的鐵屑;②濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌。③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣,靜置、過濾。經(jīng)以上分別操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為_________,要進一步提純,下列操作中必需的是_