2020化学人教版选修5作业第一章第四节研究有机化合物的一般步骤和方法解析

第四节研究有机化合物的一般步骤和方法[课时作业]对应学生用书P131.在进行蒸馏或分馏实验时，下列温度计的水银球放置位置正确的是()答案C解析温度计的水银球通常放置在蒸馏烧瓶的支管口处。2.现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液、②乙醇和水、③溴化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是()A.分液、萃取、蒸馏B.萃取、蒸馏、分液C.分液、蒸馏、萃取D.蒸馏、萃取、分液答案C解析①乙酸乙酯和乙酸钠溶液分层，采用分液法分离；②乙醇和水混溶，两者的沸点不同，可采用蒸馏法分离；③溴化钠不溶于有机溶剂，溴易溶于有机溶剂，可采用萃取的方法分离。3.M和N两种有机物可以互溶，其有关性质如表所示：密度(20℃)熔点沸点溶解性M0.7137g·cm－3－116.6℃34.5℃不溶于水N0.7893g·cm－3－117.3℃78.5℃与水以任意比混溶要除去M和N的混合物中的少量M得到N可采用的方法是()A.蒸馏B.重结晶C.萃取D.加水充分振荡，分液答案A解析因M、N两种物质的沸点不同，故可用蒸馏法分离；M、N两种物质，加水充分振荡，分液后，N与水仍为混合物，故答案选A。4.天然色素的提取往往用到萃取操作，现在有用大量水提取的天然色素，下列溶剂不能用来萃取富集这些天然色素的是()A.石油醚B.丙酮C.乙醇D.乙醚答案C解析萃取剂必须与原溶剂互不相溶，且溶质在萃取剂中的溶解度要比在原溶剂中的溶解度大得多；题给四种物质中乙醇与水互溶，故不能用作萃取剂。萃取剂的选择原则(1)萃取剂和溶液中的溶剂要互不相溶，做题时易忽略水和乙醇是互溶的。(2)溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度。(3)萃取剂不能与要提取的溶质反应，如裂化汽油中含有烯烃，能与溴水发生加成反应，不能用于萃取溴水中的溴。5.下列有关苯甲酸重结晶实验中操作说法正确的是()A.粗苯甲酸加热溶解后可以直接趁热过滤B.趁热过滤中，为了防止苯甲酸结晶，可先将漏斗进行预热C.趁热过滤后，为了析出更多晶体，热滤液用冰盐水充分冷却，同时缩短结晶的时间D.温度越低，苯甲酸的溶解度越小，所以温度越低越有利苯甲酸的重结晶实验答案B解析A项，粗苯甲酸加热溶解后，考虑到过滤时溶液与环境的温差较大，易使苯甲酸晶体提前析出，滞留在过滤器中，故需在过滤前适当稀释，不能直接过滤，A项错误；趁热过滤后，用冰盐水冷却形成的结晶很小，表面积大，吸附的杂质多，C项错误；重结晶过程中温度太低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质也会析出，达不到提纯苯甲酸的目的，D项错误。6.下列实验中，所采取的分离或提纯方法与对应原理都正确的是()选项实验目的分离或提纯方法原理A分离溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B除去乙醇中的乙酸加入CaO固体后蒸馏乙酸转化为难挥发的乙酸钙C除去甲烷中的乙烯通过酸性KMnO4溶液洗气乙烯与酸性KMnO4溶液反应D除去苯中的苯酚加入足量浓溴水后过滤溴与苯酚生成三溴苯酚沉淀答案B解析乙醇与水互溶，不能用作萃取剂分离溶于水中的碘，A错误；乙酸与CaO反应，转化为难挥发的乙酸钙，再通过蒸馏即可得到乙醇，B正确；乙烯会被酸性KMnO4溶液氧化为CO2，使甲烷中混有新的杂质CO2，C错误；苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚会溶于苯，无法通过过滤分离二者，D错误。7.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，下列说法正确的是()A.分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3B.分子中C、H个数之比为1∶4C.分子中不含有氧原子D.此有机物的最简式为CH4答案B解析有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O，说明该有机物中一定含有C、H两种元素，可能含氧元素。CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则C、H原子个数之比为1∶(2×2)＝1∶4，A、C错误，B正确；因不能确定有机物中是否有氧元素，所以无法确定其最简式，D错误。8.A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知A中碳元素的质量分数为44.1%，氢元素的质量分数为8.82%，那么A的实验式是()A.C5H12O4B.C5H12O3C.C4H10O4D.C5H10O4答案A解析n(C)∶n(H)∶n(O)＝44.1%12∶8.82%1∶1－44.1%－8.82%16≈5∶12∶4。有机物分子式的确定方法(1)直接法：有机物的密度(相对密度)→摩尔质量→1mol有机物中各原子的物质的量→分子式。(2)李比希氧化产物吸收法(3)余数法①用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。MrCxHyMrCH2＝M14＝A…B其中商数A为烃中的碳原子数，此法适用于具有特定通式的烃(如烷、烯、炔、苯的同系物等)。②若烃(CxHy)的类别不确定，可用相对分子质量M除以12，看商和余数。即M12＝x…y，分子式为CxHy，当x值减小1时，y值增大12。9.(原创题)由C、H、O三种元素组成的有机物的相对分子质量介于110到136之间，测得其分子中C、H元素的质量分数分别为68.85%和4.91%。该有机物的分子式为()A.C6H6O2B.C8H8O2C.C7H6O2D.C8H6O2答案C解析该有机物分子中氧元素的质量分数为1－68.85%－4.91%＝26.24%，令该分子中含有n个氧原子，则由题目要求可知，11016n26.24%136，所以1.8n2.23，即n＝2，其相对分子质量：M＝16×226.24%＝122。所以该有机物分子中的：N(O)＝2，N(C)＝122×68.85%÷12≈7，N(H)＝122×4.91%÷1≈6，其分子式为C7H6O2，C项正确。10.下列化合物中，其核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是()答案D解析A项中有机物有三种氢原子，不正确；B项中有机物含有两种氢原子，且这两种氢原子的个数比为3∶1，不正确；C项中有机物含有两种氢原子，两种氢原子的个数比为3∶1，不正确；D项中有机物含有两种氢原子，且个数比为3∶2，正确。故选D。11.为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：(1)将一定量的有机物A置于氧气中充分燃烧，实验测得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该有机物的实验式是____________。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图1所示的质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________。(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：______________。(4)经测定，有机物A的核磁共振氢谱图如图2所示，则A的结构简式为____________。答案(1)C2H6O(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH解析(1)根据题意有n(H2O)＝0.3mol，则有n(H)＝0.6mol；n(CO2)＝0.2mol，则有n(C)＝0.2mol。根据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3mol＋2×0.2mol－2×6.72L22.4L·mol－1＝0.1mol，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1，该有机物的实验式为C2H6O。(2)假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式C2H6O可知A为饱和有机物，推测其结构简式为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知，A有3种不同类型的H原子，而CH3OCH3只有1种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。有机物结构的确定方法(1)通过价键规律确定：根据价键规律确定某些有机物只存在一种结构，则可直接由分子式确定其结构式。如C2H6，根据碳元素为－4价，氢元素为＋1价，碳碳可以直接连接，可知其只有一种结构：CH3—CH3；同理，由价键规律，CH4O也只有一种结构：CH3OH。(2)通过定性或定量实验确定：当一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质时，可利用该物质的特殊性质，通过定性或定量实验来确定其结构式。①根据红外光谱图可以确定有机物中含有的化学键或官能团，从而确定有机物的结构。②根据核磁共振氢谱中峰的种类和面积比，可以确定不同化学环境下氢原子的种类及个数比，从而确定有机物的结构。(3)通过有机物的性质确定：根据有机物的性质推测有机物中含有的官能团，从而确定有机物结构。