2024-2025学年高中化学第一章认识有机化合物4研究有机化合物的一般步骤和方法课时作业含解析新人教版选修5

PAGE7-探讨有机化合物的一般步骤和方法(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。下列图示现象正确的是()解析：苯和汽油互溶，混合后不分层，该体积约是水的体积的二倍，且密度小于水；苯和汽油的混合物再与水混合后液体分为两层，苯和汽油的混合物在上层，水在下层。答案：D2．下列有关试验原理或操作正确的是()A．①分别CCl4和水B．②洗涤沉淀时，向漏斗中加适量水，搅拌并滤干C．③液体分层，下层呈无色D．④除去氯气中的氯化氢解析：洗涤沉淀时，不能搅拌，以防滤纸破损，B错；C中下层为碘的CCl4溶液，为紫色，C错；D中洗气时应是长管进，短管出，D错。答案：A3．下列试验操作中错误的是()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解析：化学试验的基本操作是课标中要求同学们必需驾驭的基本技能，也是高考常考的考点。因此，在平常的学习过程中，我们应多留意积累。答案：C4．现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合液，已知它们的性质如下表：物质分子式熔点/℃沸点/℃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与水和乙醇随意比互溶据此，将乙二醇和丙三醇分别的最佳方法是()A．萃取 B．升华C．蒸馏 D．蒸发解析：两者均属于醇类，相互混溶。从表中可知两者的沸点相差较大，故可用蒸馏法将其分别。答案：C5．某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H键、O—H键、C—O键的振动汲取，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是()A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3C．CH3CH2OH D．CH3COOH解析：用解除法解答。A中不存在O—H键；C中相对分子质量不是60；D中还存在C=O键。答案：B6．按以下试验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的自然产物。下列说法错误的是()A．步骤(1)须要过滤装置B．步骤(2)须要用到分液漏斗C．步骤(3)须要用到坩埚D．步骤(4)须要蒸馏装置解析：A项，样品粉末经步骤(1)得到滤液和不溶性物质，其操作为过滤，故须要过滤装置；B项，步骤(2)得到水层和有机层，这两层溶液互不相溶，分别的操作为分液，要用到分液漏斗；C项，步骤(3)由水层溶液得到固体粗产品，要经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作，用到蒸发皿而非坩埚；D项，有机层是甲苯和甲醇的混合物，二者互溶，但沸点不同，可据此采纳蒸馏的方法分别。答案：C7．某烃中碳和氢的质量比是24∶5，该烃在标准状况下的密度是2.59g·L－1，其分子式为()A．C2H6 B．C4H10C．C5H8 D．C7H8解析：eq\f(NC,NH)＝eq\f(24,12)∶eq\f(5,1)＝2∶5，得其试验式为C2H5，Mr＝ρVm＝2.59g·L－1×22.4L·mol－1≈58g·mol－1，(24＋5)n＝58，n＝2，故其分子式为C4H10。答案：B8．核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其旁边的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如图所示。则该物质可能是下列中的()A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2OHC．CH3CH2CH2CH3 D．CH3CH2CHO解析：核磁共振氢谱图中出现几个峰，就说明在分子中有几种不同的氢原子，A中是2种，B中是4种，C中是2种，D中是3种。答案：B9．一种称为“摇头丸”的毒品，已从国外流入我国，司法机关予以坚决缉查和打击，已知该毒品含氮的质量分数为10.37%，其结构简式可能是()解析：由四个选项可看出该化合物分子中只有一个氮原子，依题意可得其相对分子质量为Mr＝eq\f(14,10.37%)＝135，选B。答案：B10．某混合气体由两种气态烃组成。2.24L该混合气体完全燃烧后，得到4.48L二氧化碳(气体已换算为标准状况)和3.6g水。则这两种气体可能是()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。所以该混合气体的平均分子式为C2H4。符合题意的组合只有B选项。答案：B二、非选择题11．喝茶，对许多人来说是人生的一大欢乐，茶叶中含有少量的咖啡因。咖啡因具有扩张血管、刺激心脑等作用，在100℃时失去结晶水并起先升华，120℃时升华相当显著，178℃时升华很快。结构式如下：试验室可通过下列简洁方法从茶叶中提取咖啡因：(1)咖啡因的分子式为__________。(2)步骤1泡浸茶叶所用的溶剂最好为________。A．水B．酒精C．石油醚(3)步骤1、步骤4所进行的操作或方法分别是：__________，__________。解析：(1)由分子结构可推知该有机物的分子式为C8H10N4O2。(2)要选好萃取剂，因酒精既能溶解咖啡因，且在后来的分别操作中简洁分别，得到产品，这种方法是萃取。从题意中可以发觉，利用咖啡因易升华的特点，选择升华的分别操作方法。答案：(1)C8H10N4O2(2)B(3)萃取升华12．下图是某药物中间体的结构示意图和该有机物的核磁共振氢谱图：参考结构式，分析该有机物的核磁共振氢谱图，回答下列问题：分子中共有________种化学环境不同的氢原子；峰面积最大者表示有________个环境相同氢原子，峰面积最小者表示有________个环境相同氢原子，结构式中的Et表示烷烃基，从图谱中可以推断结构式中的这个烷烃基是________。解析：核磁共振氢谱图中共有8个汲取峰，因此有8种环境的氢原子，结合该有机物的结构式，可知5种环境的氢原子含有1个氢原子，峰面积最小，峰面积最大者应为3个氢原子，Et表示的烷烃基里应有1个—CH3,1个—CH2—，故为—CH2CH3。答案：831—CH2CH313．有机物A是一种纯净的无色黏稠液体，易溶于水。为探讨A的组成与结构，进行了如下试验：试验步骤说明或试验结论(1)称取A物质18.0g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍。试通过计算填空：A的相对分子质量为________。(2)A的核磁共振氢谱如图：A中含有________种氢原子。(3)另取A18.0g与足量的NaHCO3粉末反应，生成0.2molCO2，若与足量钠反应则生成0.2molH2。写出一个A分子中所含官能团的名称和数量________。(4)将此18.0gA在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发觉两者依次增重10.8g和26.4g。A的分子式为________。(5)综上所述A的结构简式为__________。解析：(1)称取A物质18.0g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍，则A的相对分子质量为45×2＝90。(2)依据核磁共振氢谱可知A中含有4种氢原子。(3)18gA的物质的量是18g÷90g·mol－1＝0.2mol，与足量的NaHCO3粉末反应，生成0.2molCO2，说明分子中含有1个羧基。若与足量钠反应则生成0.2molH2，这说明还含有1个羟基。(4)将此18.0gA在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发觉两者依次增重10.8g和26.4g，即生成物水的物质的量是10.8g÷18g·mol－1＝0.6mol，CO2的物质的量是26.4g÷44g·mol－1＝0.6mol，则分子中碳、氢原子的个数分别是0.6÷0.2＝3、1.2÷0.2＝6，所以氧原子的个数是eq\f(90－36－6,16)＝3，则分子式为C3H6O3。(5)综上所述A的结构简式为CH3CHOHCOOH。答案：(1)90(2)4(3)A中含有一个羧基，还含有一个羟基(4)C3H6O3(5)CH3CHOHCOOH14．为了测定某有机物A的结构，做如下试验：①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1molCO2和2.7gH2O；②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示图谱，图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。试回答下列问题：(1)有机物A的相对分子质量是____________。(2)有机物A的试验式是____________。(3)能否依据A的试验式的确A的分子式____________(填“能”或“不能”)；若能，则A的分子式是________(若不能，则此空不填)。(4)写出有机物A的结构简式_____________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在A的质谱图中，最大质荷比是46，所以其相对分子质量是46。(2)在2.3g该有机物中，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)＝0.1mo