高二化学选修5专题1第二单元科学家怎样研究有机物作业

[基础巩固]eq\a\vs4\al(1.)下列方法不是确定有机物组成的方法是()A．燃烧法 B．钠融法C．铜丝燃烧法 D．紫外光谱法解析：选D。燃烧法可确定有机物中的C、H元素；钠融法可定性确定N、Cl、Br、S等元素；铜丝燃烧法可确定卤素的存在。eq\a\vs4\al(2.)用元素分析仪分析6.4mg某有机化合物，测得生成8.8mgCO2和7.2mgH2O，无其他物质生成。下列说法中不正确的是()A．该化合物的分子式为CH4OB．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶4C．无法确定该化合物中是否含有氧元素D．该化合物中一定含有氧元素解析：选C。8.8mgCO2中含有2.4mgC，7.2mgH2O中含有0.8mgH，6.4mg有机物中含有6.4mg－2.4mg－0.8mg＝3.2mgO，所以该有机物的最简式为CH4O，因为C原子已达饱和，该有机物的分子式为CH4O；显然，C项符合题意。eq\a\vs4\al(3.)下列基团的名称，错误的是()A．—OH(羟基) B．—COOH(羰基)C．—CHO(醛基) D．—R(烃基)解析：选B。对于常见的基团，如—OH、—COOH、—CHO、—NH2、—R等，要熟练掌握其名称和符号的写法。eq\a\vs4\al(4.)二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是()A．利用金属钠或金属钾B．利用燃烧法C．利用红外光谱法D．利用1H核磁共振谱解析：选B。燃烧后的产物为CO2、H2O，通过它们只能求得其最简式和分子式，但燃烧法并不能判断原物质中存在的基团及其相对位置。eq\a\vs4\al(5.)下列化合物在1H核磁共振谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为3∶2的有()A．乙酸异丙酯 B．乙酸叔丁酯C．对二甲苯 D．均三甲苯解析：选C。A选项有三种氢；B选项有两种氢，个数比为9∶3；C选项有两种氢，个数比为6∶4；D选项有两种氢，个数比为9∶3。eq\a\vs4\al(6.)下图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X(X＝A、B、C)的物质的量n(X)，纵坐标表示消耗O2的物质的量n(O2)，A、B是两种可燃气体，C是A和B的混合气体，则C中n(A)∶n(B)为()A．2∶1 B．1∶2C．1∶1 D．任意比解析：选A。从图形分析可得出，A、B分别燃烧时耗氧量与nA、nB的关系且当nC＝2时，耗氧量也为2mol，设C中A为xmol，B为ymol，由图像分析得出eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＋y＝2,\f(1,2)x＋2y＝2))，解得x＝eq\f(4,3)，y＝eq\f(2,3)，nA∶nB＝2∶1。eq\a\vs4\al(7.)下列四幅谱图是结构简式为CH3CH2OH、CH3OCH3、CH3CH2CH2OH和的四种有机物的1H核磁共振谱(1H—NMR)。其中属于CH3CH2CH2OH的1H—NMR谱图的是()解析：选A。CH3CH2CH2OH分子中含4种类型的氢原子，应该有4个吸收峰且比值(峰高)为3∶2∶2∶1，A项符合题意。解析：选A。手性碳原子的特点是其所连接的四个原子或原子团各不同，而A项中的碳原子连接两个氢原子，故不是手性碳原子。eq\a\vs4\al(9.)已知某有机物A的红外光谱和1H核磁共振谱如图所示，下列说法中错误的是()A．由红外光谱图可知，该有机物中至少含有三种不同的化学键B．由1H核磁共振谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子且个数比为1∶2∶3C．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3CH2OHD．仅由其1H核磁共振谱就可得知其分子中的氢原子总数解析：选D。A项，由红外光谱图可知A中至少含有C—H、O—H、C—O三种化学键，A项正确；由A的1H核磁共振谱的三种峰高的值可推知三种不同环境的氢原子的个数比值为3∶2∶1，B、C项正确，D项不正确。eq\a\vs4\al(10.)为测定一种气态烃A的化学式，取标准状况下一定体积的A置于密闭容器中，再通入一定体积的O2，用电火花引燃，定性实验表明产物是CO2、CO、水蒸气。相关方案及有关数据如下(图中的箭头表示气体的流向，实验前系统内的空气已排除)。eq\x(\a\al(气态烃,A))eq\o(→,\s\up7(燃烧))eq\x(\a\al(燃烧,产物))eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4))eq\x(\a\al(增重,1.35g))eq\o(→,\s\up7(碱石灰))eq\x(\a\al(增重,1.76g))eq\o(→,\s\up7(点燃))eq\x(\a\al(生成CO2,0.88g))试回答：(不要求写出计算过程)(1)燃烧后产物中水的物质的量是________mol。(2)燃烧后产物中二氧化碳的物质的量是________mol。(3)燃烧后产物中一氧化碳的物质的量是________mol。(4)通过计算求出A的实验式(最简式)：________。(5)根据所学知识，你认为气态烃A的分子式是什么？你的根据是什么？A的分子式是__________；根据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：从图示过程分析，通过浓H2SO4后的增重是燃烧后生成的水的质量。通过碱石灰的增重是产生的CO2的质量，而通过点燃得到0.88gCO2可求算出烃A燃烧时生成CO的物质的量，通过以上数据可计算出该烃的最简式为C2H5，按一般规律，该烃分子式可设想为(C2H5)n，但烃中H原子数为偶数，且最大值为C原子数的2倍加2。故n只能等于2，烃A的分子式为C4H10。答案：(1)0.075(2)0.04(3)0.02(4)C2H5(5)C4H10烃中H原子数必为偶数且最大数值为C原子数的2倍加2[能力提升]eq\a\vs4\al(11.)某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行了以下探究。步骤一：这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜(催化剂)，氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收。2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水。步骤二：通过仪器分析得知X的相对分子质量为106。步骤三：用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2∶3。如图Ⅰ。步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ。试填空：(1)X的分子式为________；X的名称为________________________________________________________________________。(2)步骤二中的仪器分析方法称为________。(3)写出X与足量浓硝酸和浓硫酸混合物反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)X以醋酸为溶剂在催化剂作用下用氧气氧化得到另一种重要的化工原料PTA，查阅资料得知PTA的溶解度：25℃时0.25g、50℃时0.97g、95℃时7.17g。得到的粗产品中有部分不溶性杂质，请简述实验室中提纯PTA的实验方案：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由题给数据2.12g有机物氧化生成0.16molCO2和0.1molH2O，可推知其最简式为C4H5，有机物X的相对分子质量为106，结合有机物的相对分子质量可以推出有机物的分子式为C8H10，符合苯的同系物通式。由1H核磁共振谱可知有两种氢，H原子数分别为4和6，由此推知是对二甲苯。甲基的存在使苯环上邻对位的氢变得更加活泼，易被硝基取代。由于PTA的溶解度随温度的升高而变大，且粗产品中的杂质不溶于水，所以实验室中提纯PTA可采用加热过滤，再冷却结晶，析出晶体。eq\a\vs4\al(12.)有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。纯净的A为无色黏稠液体，易溶于水。为研究A的组成与结构，进行了如下实验：实验步骤解释或实验结论(1)称取A9.0g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍(1)A的相对分子质量为________(2)将此9.0gA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，发现两者分别增重5.4g和13.2g(2)A的分子式为______(3)另取A9.0g，跟足量的NaHCO3粉末反应，生成2.24LCO2(标准状况)，若与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况)(3)用结构简式表示A中含有的官能团：______、________(4)A的1H核磁共振谱如图：(4)A中含有________种氢原子(5)综上所述，A的结构简式为____________________解析：(1)A的密度是相同条件下H2的45倍，相对分子质量为45×2＝90。9.0gA的物质的量为0.1mol。(2)燃烧产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4g和13.2g，说明0.1molA燃烧生成0.3molH2O和0.3molCO2