安徽专用版高考化学 课时提能演练二十九 102 研究有机化合物的一般步骤和方法 新人教版含精细解析

安徽专用版高考化学 课时提能演练二十九 102 研究有机化合物的一般步骤和方法 新人教版含精细解析

‎【安徽】2019版化学复习方略 课时提能演练(二十九) 10.2 研究有机化合物的一般步骤和方法（人教版）‎ ‎（45分钟 100分）‎ 一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分) ‎ ‎1.(2019·蚌埠模拟)现有一瓶物质甲和乙的混合物，已知甲和乙的某些性质如下：‎ 物质 分子式 熔点℃‎ 沸点℃‎ 密度g·cm－3‎ 水溶性 甲 C3H6O2‎ ‎－98‎ ‎57.5‎ ‎0.93‎ 可溶 乙 C4H8O2‎ ‎－84‎ ‎77‎ ‎0.90‎ 可溶 据此，将甲和乙互相分离的最佳方法是(　　)‎ A.萃取法 B.过滤法 C.分馏法 D.分液法 ‎2.下列说法不正确的是(　　)‎ A.碱石灰能吸收水，不能吸收二氧化碳 B.有机物的实验式和分子式可能相同 C.能发生银镜反应的不一定是醛类 D.与NaHCO3溶液反应产生CO2的有机物中含有羧基 ‎3.最近科学家在－‎100 ℃‎的低温下合成了一种烃X，其核磁共振氢谱表明该分子中的氢原子的化学环境没有区别，根据分析，绘制了如图所示的球棍模型。下列说法中错误的是(　　)‎ A.烃X的分子式为C5H4‎ B.分子中碳原子的化学环境有2种 C.该有机物含有官能团 D.X分子中只有碳碳单键，没有碳碳双键 ‎4.验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是(　　)‎ A.只测定它的C、H原子数目比 B.只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2‎ C.只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值 D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量 ‎5.(2019·杭州模拟)下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是(　　)‎ ‎6.(2019·宿州模拟)以M原子为中心形成的MX2Y2‎ 分子中X、Y分别只以单键与M结合。下列说法正确的是(　　)‎ A.MX2Y2分子有可能为正四面体结构 B.若MX2Y2分子为平面四边形则无同分异构体 C.若MX2Y2分子为四面体形就有两种同分异构体 D.若MX2Y2分子为四面体形则无同分异构体 ‎7.(预测题)X是一种天然有机物，其结构简式如图所示，常被用于香料或作为饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，也是重要的有机合成原料。下列关于物质X的说法正确的是(　　)‎ A.X不能发生消去反应 B.1 mol物质X可以和4 mol NaOH反应 C.X的核磁共振氢谱中有6个峰 D.足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3 反应得到的气体物质的量相同 ‎8.某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中正确的是(　　)‎ A.分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3‎ B.分子中C、H个数之比为1∶4‎ C.分子中一定含有氧原子 D.此有机物的最简式为CH4‎ ‎9.某有机样品‎3.1 g完全燃烧，燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水中，石灰水共增重‎7.1 g，经过滤得到‎10 g沉淀。该有机样品可能是(　　)‎ A.乙二醇　　　　　　　　B.乙醇 C.乙醛 D.甲醇 ‎10.(2019·湖州模拟)某有机物分子，仅由C、H、O三种元素的13个原子组成，其分子中的电子总数为42。充分燃烧该有机物，所生成的CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4，则该有机物的分子式为(　　)‎ A.C3H8O2　　　　　　 B.C3H6O3‎ C.C4H8O D.C6H6O 二、非选择题(本题包括3小题，共40分)‎ ‎11.(14分)(探究题)电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。‎ ‎(1)产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是　　　　　。‎ ‎(2)C装置中浓硫酸的作用是___________________________。‎ ‎(3)D装置中MnO2的作用是_________________________________。‎ ‎(4)燃烧管中CuO的作用是__________________________________。‎ ‎(5)若准确称取‎0.90 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，A管质量增加‎1.32 g，B管质量增加‎0.54 g，则该有机物的实验式为_____________。‎ ‎(6)要确定该有机物的分子式，还要知道_______________________。‎ ‎12.(10分)0.1 mol某饱和一元醇在足量的氧气中完全燃烧，将燃烧后的产物依次通过足量的浓硫酸和足量的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液增重‎17.6 g。‎ ‎(1)该有机物的分子式为：_____________。‎ ‎(2)该有机物的核磁共振氢谱中有2种峰，其强度为1∶9，则该有机物的结构简式为：__________。‎ ‎(3)该有机物有多种同分异构体，其中核磁共振氢谱中峰的强度为：‎ ‎①1∶2∶2∶2∶3　②1∶1∶2∶3∶3　③1∶2∶1∶6则有机物的结构简式分别为：‎ ‎13.(16分)(2019·新课标全国卷)香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得： ‎ 以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)‎ 已知以下信息：‎ ‎①A中有五种不同化学环境的氢，‎ ‎②B可与FeCl3溶液发生显色反应，‎ ‎③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成醛基。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)香豆素的分子式为　　　　　　。‎ ‎(2)由甲苯生成A的反应类型为　　　　；A的化学名称为　　　　　　　　。‎ ‎(3)由B生成C的化学反应方程式为_________。‎ ‎(4)B的同分异构体中含有苯环的还有　　　　　种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有________种。‎ ‎(5)D的同分异构体中含有苯环的还有　　　　　种，其中：‎ ‎①既能发生银境反应，又能发生水解反应的是____________(写结构简式)；‎ ‎②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是　　　　　(写结构简式)。‎ 答案解析 ‎1.【解析】选C。由于甲、乙熔点较低，采取冷却法显然不方便；又因为甲、乙两物质均溶于水，所以用分液法、萃取法、过滤法不可行；故只能根据沸点的差异，采用分馏法分离甲和乙最为方便。‎ ‎2.【解析】‎ 选A。A项，碱石灰是一种混合物，既能吸收水，又能吸收二氧化碳；B项，当有机物的实验式中氢原子达到饱和时，实验式和分子式相同。C项，能发生银镜反应的还可能是葡萄糖等含有醛基的物质，不一定是醛类；D项，羧基能与NaHCO3溶液反应产生CO2。‎ ‎3.【解析】选D。根据有机物的球棍模型结合碳、氢原子的成键特点，可知该有机物的结构可表示为，上面的两个碳原子之间以双键相连，下面的两个碳原子也以双键相连，上下两端的四个碳原子上各连有一个氢原子，烃X的分子式为C5H4；上下两端的四个碳原子所处的化学环境相同，且与中间碳原子所处的化学环境不同，分子中碳原子的化学环境有2种，含有碳碳双键官能团，所以选D。‎ ‎4.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：‎ ‎(1)烃是指仅含碳、氢两种元素的化合物，验证某有机物属于烃，需要证明该有机物含碳元素和氢元素，且不含其他元素；‎ ‎(2)对比反应物和生成物中某些元素量的关系来确定有机物是否含碳、氢之外的元素。‎ ‎【解析】选D。A、B、C都不能说明该有机物中是否还含有碳、氢以外的元素。‎ ‎5.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：‎ ‎(1)分子中有两种不同环境的氢原子；‎ ‎(2)注意区分哪些碳原子上的氢原子是相同环境的。‎ ‎【解析】选D。各有机物中氢原子的种类和峰面积之比如表： ‎ 选项 A B C D 图示 氢原子种类 ‎3‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ 峰面积之比 ‎3∶2∶2‎ ‎2∶6‎ ‎6∶2‎ ‎4∶6‎ ‎6.【解析】选D。MX2Y2分子中M—X键和M—Y键不相同，其分子构型不会是正四面体；若MX2Y2‎ 分子为平面结构，则可能有两种结构：；若MX2Y2分子为四面体结构，任何两个X或任何两个Y原子的空间位置都相同，没有同分异构体。‎ ‎7.【解析】选D。X中连羟基的碳的邻位碳原子上有氢原子，X可以发生消去反应，X中含3个羧基1个羟基，1 mol 物质X只能与3 mol NaOH反应(醇羟基不能与NaOH反应)，X中有4种处于不同化学环境的氢原子，其核磁共振氢谱中有4个峰，根据碳守恒可知足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3 反应得到等量的二氧化碳。‎ ‎8.【解析】选B。根据质量守恒定律可知，该物质燃烧产生的二氧化碳中的碳和水中的氢均来源于有机物，CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则碳、氢原子个数比为1∶4，无法确定是否有氧。 ‎ ‎9.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：‎ ‎(1)石灰水增重的质量是有机样品燃烧生成的CO2和H2O的质量之和。‎ ‎(2)由‎10 g沉淀的质量可求出碳的质量，进一步求出氢的质量，再求出氧的质量。‎ ‎【解析】选A。n(C)＝n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.1 mol n(H)＝2n(H2O)‎ ‎＝2× ‎＝0.3 mol 用有机物的质量减去碳、氢质量即为有机物中氧的质量，进一步求得氧原子的物质的量为0.1 mol有机物中n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1∶0.3∶0.1‎ ‎ ＝1∶3∶1‎ 符合这一比例要求的为乙二醇(C2H6O2)。‎ ‎10.【解析】选A。该有机物分子中的电子总数为42，充分燃烧产生的CO2和水蒸气在相同状况下的体积比为3∶4，分子中碳氢原子个数之比为3∶8，即可推出其分子式为C3H8O2。‎ ‎11.【解析】本题利用H2O2在MnO2催化下分解产生氧气，用浓硫酸除去其中的水蒸气后，纯净的O2氧化有机物生成CO2和H2O，利用装置B测定H2O的质量，利用装置A测定CO2的质量，从而可求出有机物含有的C、H(或O)的质量，进而求出有机物的实验式。电炉中CuO的作用是为了尽可能保证有机物全部氧化生成CO2和H2O。‎ ‎(5)n(CO2)＝＝0.03 mol，n(H2O)＝＝0.03 mol，‎ m(O)＝‎0.90 g－m(C)－m(H)＝‎0.90 g－0.03 mol×‎12 g/mol－0.03 mol×2×‎ ‎1 g‎/mol＝‎0.48 g，n(O)＝＝0.03 mol。‎ 因n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.03 mol∶(0.03 mol×2)∶0.03 mol＝1∶2∶1，故该有机物的实验式为CH2O。‎ ‎(6)要确定有机物的分子式，还需测出有机物的相对分子质量。‎ 答案：(1)g－f－e－h－i－c(或d)－d(或c)－a(或b)－b(或a)‎ ‎(2)吸收水分，得到干燥纯净的氧气 ‎(3)催化剂，加快O2的生成速率 ‎(4)使有机物充分氧化生成CO2和H2O ‎(5)CH2O　(6)有机物的相对分子质量 ‎12.【解析】饱和一元醇应符合CnH2n＋2O，氢氧化钠溶液增重的质量为有机物燃烧产生二氧化碳的质量，即0.1 mol CnH2n＋2O完全燃烧生成‎17.6 g二氧化碳，可求得n＝4，该有机物的分子式为C4H10O，C4H10O可能为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH，结合核磁共振氢谱中峰的强度之比确定有机物的结构。‎ 答案：(1)C4H10O　(2)(CH3)3COH ‎(3)①CH3CH2CH2CH2OH；②CH3CH2CH(OH)CH3；③(CH3)2CHCH2OH ‎13.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：‎ ‎(1)可根据各步反应的反应条件，推测有机物的官能团；‎ ‎(2)再结合有机物分子式的不饱和程度及性质确定有机物的结构简式。‎ ‎【解析】(1)根据香豆素的结构简式推出分子式为C9H6O2。‎ ‎(2)A中有五种不同化学环境的氢，且由已知条件工业上用水杨醛制香豆素的反应可知，需要在甲基邻位取代，由甲苯生成A的反应类型为取代反应。因为是邻位取代，所以A的名称为邻氯甲苯或2-氯甲苯。‎ ‎(3)B中甲基上的两个H原子被氯原子取代，生成C。‎ ‎(4)B的同分异构体中含有苯环的还有： ‎ 共四种。核磁共振氢谱中只出现四组峰即只有四种氢原子，观察这四种物质，‎ 都有四种氢原子。‎ ‎(5)D为，其中含有苯环的同分异构体有：‎ 四种，既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是，能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是。‎ 答案：(1)C9H6O2‎ ‎(2)取代反应　2-氯甲苯(邻氯甲苯)‎ ‎(4)4　2‎ ‎(5)4 　‎ ‎【方法技巧】键线式表示的有机物分子式的推导 ‎(1)键线式中的端点、折点、交叉点上都表示碳原子，由此确定碳原子数；‎ ‎(2)确定含有的官能团个数，确定其他元素原子个数；‎ ‎(3)由碳四价、氧二价、氮三价等来确定分子中的氢原子数；‎ ‎(4)氢原子数也可根据不饱和度计算。多一个不饱和键少两个氢原子，多一个环少两个氢原子。 ‎