1.2有机物的研究方法

1.2有机物的研究方法
1.在核磁共振氢谱中出现两组峰,其氢原子数之比为1:1的化合物是
A.CH3CH2CH3 B.
C.CH3—O—CH3 D.
2.某有机物分子中含n1个—CH2—,n2个,n3个—OH,其余为甲基。则甲基的个数为
A.n1+n2+n3 B.2n2+2n1 -n3 C.n2+2-n3 D.2n1+n2+2-n3
3.鉴别环己醇()和3,3-二甲基丁醛,可采用化学方法或物理方法,下列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.利用质谱法
C.利用红外光谱法 D.利用核磁共振氢谱
4.中国女药学家屠呦呦因发现青蒿素对疟疾的治疗作用而成为2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一。下列说法不正确的是
A.利用青蒿研究青蒿素结构的基本步骤:元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式
B.青蒿素的分子式为C15H22O5,它属于有机物
C.人工合成青蒿素经过了长期的实验研究,实验是化学研究的重要手段
D.现代化学分析测试中,可用元素分析仪确定青蒿素中的C、H、O元素
5.下列括号中的分离方法运用得当的是
A.植物油和自来水(蒸馏) B.水溶液中的食盐和碘(分液)
C.BaSO4和CaCl2(溶解、过滤、蒸发) D.自来水中的杂质(萃取)
6.为提纯下列物质(括号内为杂质),所选用的试剂和除杂方法都正确的是
选项 被提纯物质 除杂试剂 操作
A 乙烯(甲烷) 溴水 洗气
B 溴苯(溴) CCl4 萃取
C 乙醇(乙酸) 金属钠 蒸馏
D 淀粉溶液(葡萄糖) —— 渗析
A.A B.B C.C D.D
7.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
8.有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O,将12 g该有机物完全燃烧,所得的产物依次通过足量浓硫酸和足量碱石灰,浓硫酸增重14.4 g,碱石灰增重26.4 g,该有机物的分子式是
A.C4H10 B.C3H8O C.C2H6O D.C2H4O2
9.下列选用的试剂和方法能达到相应实验目的的是
实验目的 试剂 方法
A 除去溴苯中的溴 NaOH溶液 分液
B 除去乙醇中微量的食盐 — 蒸发
C 除去乙酸乙酯中的乙酸 NaOH溶液 分液
D 除去三溴苯酚的苯酚 — 过滤
A.A B.B C.C D.D
10.现有以下九种有机物:①②③④ CH3CH2CH2CH3⑤ CH3CH2CH2COOH ⑥ C2H4⑦ ⑧CH3COOCH2CH3⑨ 。请从上述有机物中选择适当物质按要求回答下列问题:
(1)①的系统命名是_______。
(2)与②互为同系物的是_______(填序号)。
(3)③的一氯代物有_______种。
(4)若制备了⑨的粗品,则其提纯方法为_______。
(5)在120℃,1.01×105Pa条件下,某种气态烃与足量的O2完全反应后,测得反应前后气体的体积没有发生改变,则该烃是 _______(填序号)。
(6)⑦中核磁共振氢谱有_______组峰,峰面积之比为_______。
(7)若准确称取4.4g样品X(只含C、H、O三种元素),经充分燃烧后产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6g和8.8g。又知有机物X的质谱图和红外光谱分别如图所示,则该有机物的分子式为_______,结构简式可能为 _______(填序号)。
11.为了测定某有机物A的结构,做如下实验.
①将4.6g有机物A完全燃烧,生成0.2molCO2和5.4gH2O。
②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图1所示的质谱图。
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图所示谱图2,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)计算有机物A的实验式______________。
(3)根据图2,写出有机物A的结构简式:______________。
(4)若某有机物的分子式为C4H10O,属于醇类的同分异构体有______种。
12.(1)某种苯的同系物0.1mol在足量的氧气中完全燃烧,将产生的高温气体依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液,使浓硫酸增重9g,氢氧化钠溶液增重35.2g。实践中可根据核磁共振氢谱(PMR)上观察到氢原子给出的峰值情况,确定有机物的结构。此含有苯环的有机物,在PMR谱上峰给出的稳定强度仅有四种,它们分别为:①3∶1∶1 ②1∶1∶2 ∶6 ③3∶2 ④3∶2∶2∶2∶1 ,请分别推断出其对应的结构:
①_______________________________; ②______________________________;
③_______________________________; ④______________________________。
(2)下表中括号内物质为所含的少量杂质,请选用适当的试剂和分离装置将杂质除去,并将所选的试剂及装置的编号填入表中。
试剂:①水; ②氢氧化钠; ③溴水; ④酸性高锰酸钾
分离装置:A.分液装置; B.蒸馏装置; C.洗气装置;
需加入的试剂 分离装置
乙烷(乙烯) __________________ __________________
乙醇(乙酸) __________________ __________________
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.CH3CH2CH3有2种等效氢,其氢原子数之比为3:1,核磁共振氢谱中出现两组峰,故不选A;
B.有3种等效氢,其氢原子数之比为3:3:2,核磁共振氢谱中出现三组峰,故不选B;
C.CH3—O—CH3有1种等效氢,核磁共振氢谱中出现一组峰,故不选C;
D. 有2种等效氢,其氢原子数之比为1:1,核磁共振氢谱中出现两组峰,故选D;
故答案选D。
2.C
【详解】有机物的骨架是碳原子,每个碳原子最多可以连接4个化学键,n1个—CH2—只能连接2个甲基,每个 都可以连接1个甲基,n2个 可以连接n2个甲基,由于分子中有n3个—OH代替了n3个甲基,所以最多可以连接n2+2-n3个甲基,答案选C。
3.B
【详解】A.环己醇与Na或K反应生成氢气,而3,3-二甲基丁醛不能,可鉴别,A不符合题意;
B.它们的相对分子质量均为100,二者的分子式C6H12O,质谱法不能鉴别,B符合题意;
C.含官能团、化学键不同,红外光谱可鉴别,C不符合题意;
D.有5组氢,峰面积比4:4:2:1:1, 3,3-二甲基丁醛H有4组氢,峰面积比6:3:2:1,核磁共振氢谱可鉴别,D不符合题意;
故选B。
4.A
【解析】根据有机物结构确定方法进行判断。
【详解】A.利用青蒿研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式,A不正确;
B.青蒿素属于有机物,B正确;
C.实验是化学研究的重要手段之一,C正确;
D.现代化学分析测试中,可用元素分析仪确定青蒿素中的C、H、O元素,D正确。
故选答案A。
5.C
【详解】A.植物油和自来水是不互溶的液体混合物,可以用分液的方法分离,故错误;
B. 碘在水中的溶解度小,可以用有机物溶剂进行萃取,故错误;
C. 硫酸钙不溶于水,氯化钙固体溶于水,可以用溶解、过滤、蒸发的方法分离,故正确;
D. 自来水中的杂质可以用蒸馏的方法除去,不能用萃取,故错误。
故选C。
6.D
【详解】A.乙烯与溴水发生加成反应,甲烷与溴水不反应,故用溴水不能除去乙烯中混有的甲烷,A错误;
B.溴苯和溴与CCl4互溶,三者不能分离,B错误;
C.乙醇和乙酸均能与金属钠反应,不能用金属钠除去乙醇中的乙酸,C错误;
D.淀粉溶液为胶体,不能通过半透膜,葡萄糖溶液能通过半透膜,故可以通过渗析除去淀粉溶液中的葡萄糖,D正确;
故选D。
7.A
【详解】燃烧产物CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4,说明该有机物中C、H原子数之比为3:8,又因为该有机物分子仅由C、H、O三种元素的13个原子组成,所以该有机物分子式为C3H8O2,故选A。
8.B
【详解】浓硫酸具有吸水性,浓硫酸增重14.4 g,即有机物A完全燃烧产生水的质量为14.4 g,即n(H2O)=,n(H)=2n(H2O)=1.6 mol,m(H)=1.6 mol×1 g/mol=1.6 g。碱石灰吸收CO2气体,碱石灰增重26.4 g,即有机物A完全燃烧产生CO2的质量为26.4 g,n(CO2)=,则n(C)=0.6 mol,m(C)=0.6 mol×12 g/mol=7.2 g。根据反应过程中各种元素守恒,可知有机物中m(C)+m(H)=7.2 g+1.6 g=8.8 g<12 g,说明该有机物中一定含有氧元素,12 g有机物中含有的氧元素的质量为m(O)=12 g-8.8 g=3.2 g,n(O)==0.2 mol,n(C):n(H):n(O)=0.6 mol:1.6 mol:0.2 mol=3:8:1,即该有机物的实验式为C3H8O,由于C3H8O中碳原子已经饱和,所以该有机物的分子式为C3H8O,故合理选项是B。
9.A
【详解】A.溴苯与氢氧化钠溶液不反应而溴与氢氧化钠溶液反应生成可溶性盐,充分反应后振荡静置后溶液分层,可以用分液方法进行分离,故A正确;
B.乙醇易挥发,而氯化钠不易挥发,用蒸馏法可以除去乙醇中微量的食盐,而不是蒸发,故B错误;
C.乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中发生水解反应,所以不能用NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸,常用饱和碳酸钠溶液,故C错误;
D.苯酚和三溴苯酚均为有机物,根据相似相溶原理可知,二者互溶,不能用过滤方法进行分离,故D错误;
故选A。
10.(1)反-2-丁烯
(2)④
(3)4
(4)重结晶
(5)⑥
(6) 2 6:1
(7) C4H8O2 ⑧
【解析】(1)
是含有碳碳双键的烃,属于烯烃,且是反式结构,其名称为反-2-丁烯;
(2)
是烷烃,与之互为同系物的有机物也是烷烃,在结构上与之相差n个“CH2”原子团,则CH3CH2CH2CH3为其同系物,故答案为④;
(3)
分子中含有4种化学环境不同的氢原子,故其一氯代物有4种;
(4)
在水中的溶解度随温度的变化较大,可通过重结晶的方法进行提纯;
(5)
在120℃,1.01×105Pa条件下燃烧生成的水为气体,烃燃烧的化学方程式可表示为,相同条件下反应前后气体体积不变,则有,解得y=4,则该气态烃为C2H4,故答案为⑥;
(6)
为对称结构,分子中有2种化学环境不同的氢原子,数目分别为12、2,则核磁共振氢谱有2组峰,峰面积之比为12:2=6:1;
(7)
浓硫酸增加的重量为水的质量,碱石灰增加的重量为二氧化碳的质量,则有机物X中,,,,有机物X的最简式为C2H4O,由质谱图可知有机物X相对分子质量为88,设有机物分子式为(C2H4O)x,故44x=88,则x=2,可知有机物X的分子式为C4H8O2,红外光谱图中存在C=O、C-O-C、不对称-CH3,则该有机物结构简式可能为CH3COOCH2CH3,故答案为⑧。
11. 46 C2H6O CH3CH2OH 4种
【分析】①4.6g有机物A的物质的量为0.1mol,完全燃烧生成0.2molCO2和5.4gH2O,水的物质的量为0.3mol。由质量守恒定律可以求出4.6gA分子中所含氧原子的物质的量n(O)=,n(C):n(H):n(O)=2:6:1,所以A的分子式为C2H6O。
②由图象可知,质荷比最大的是46,所以A的相对分子质量为46.
③用核磁共振仪处理该化合物,图中三个峰的面积之比是1:2:3,所以该有机物分子中有3种不同化学环境的氢原子,其个数比为1:2:3。
【详解】(1)有机物A的相对分子质量是46。
(2)有机物A的实验式C2H6O。
(3)C2H6O有两种结构,可能是乙醇或二甲醚,乙醇分子中有3种不同化学环境的氢原子,二甲醚分子中只有一种氢原子。根据图2,写出有机物A的结构简式为CH3CH2OH。
(4)若某有机物的分子式为C4H10O,属于醇类的同分异构体可以看成是由丁基和羟基组成的,因为丁基有4种结构,所以属于醇类的同分异构体有4种。
12. ③ C ④ B
【分析】(1)浓硫酸增重质量为水的质量,根据水的质量计算其中含有的H原子的物质的量;氢氧化钠溶液增重的质量为CO2的质量,根据CO2的质量计算其中含有的C原子的物质的量,进而可推算出1mol有机物中含有C、H的物质的量,得到其分子式,根据核磁共振氢谱可知有几种性质不同的H,且知道了原子个数比,以此可确定有机物的分子式,并书写结构简式;
(2)乙烯与溴水反应,而乙烷不能;乙酸与NaOH反应后,增大与乙醇的沸点差异,以此来解答。
【详解】(1)浓硫酸增重9g为H2O的质量,则n(H)=2×n(H2O)= 2×=1mol;氢氧化钠溶液增重35.2g为CO2的质量,则n(C)=n(CO2)==0.8mol,所以1mol有机物中含有8molC,10molH,则该苯的同系物的分子式为C8H10。
①在PMR谱上峰给出的稳定强度为:3:1:1,即有三种类型的氢原子,个数之比是3:1:1,则为邻二甲苯,结构简式为:;
②在PMR谱上峰给出的稳定强度为:1:1:2:6,即有4种类型的氢原子,个数之比是1:1:2:6,则为间二甲苯,结构简式为:;
③在PMR谱上峰给出的稳定强度为:3:2,即有2种类型的氢原子,个数之比是3:2,则为对二甲苯,结构简式为:;
④在PMR谱上峰给出的稳定强度为:3:2:2:2:1,即有5种类型的氢原子,个数之比是3:2:2:2:1,则为乙苯,结构简式为:;
(2)乙烯与溴水反应,而乙烷不能,则选择试剂为③,分离方法为洗气,即为C;
乙酸与NaOH反应后产生离子化合物CH3COONa,物质的沸点较高,而乙醇是由分子构成的化合物,沸点低,容易气化,乙醇反应后增大与乙醇的沸点差异,可选择试剂为②,分离方法为蒸馏,即为B。
【点睛】本题考查有机物分子式的确定及物质分离提纯的知识,本题注意质荷比以及核磁共振氢谱的应用,在除杂时要使杂质反应,而被提纯的物质不反应,而且反应后的产物容易分离除去。
答案第1页,共2页
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