第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》测试题(含解析)高二上学期人教版(2019)化学选择性必修3

第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》测试题
一、单选题(共12题)
1.有科学研究提出:锂电池负极材料(Li)由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下,利用足量重水(D2O)与含LiH的Li负极材料反应,通过测定n(D2)/n(HD)可以获知 n(Li)/n(LiH)。
已知:①LiH+H2O=LiOH+H2↑
②2Li(s)+H2 2LiH △H<0
下列说法不正确的是
A.可用质谱区分D2和HD
B.Li与D2O的反应:2Li+2D2O=2LiOD+D2↑
C.若n(Li)/n(LiH)越大,则n(D2)/n(HD)越小
D.80℃反应所得n(D2)/n(HD)比25℃反应所得n(D2)/n(HD)大
2.分子式为C4H8Cl2,且不考虑立体异构,下列说法正确的是
A.分子中不含甲基的同分异构体共有2种
B.分子中含有一个甲基的同分异构体共有3种
C.分子中含有两个甲基的同分异构体共有4种
D.同分异构体共有5种
3.分子式为的芳香烃,其可能的结构有(不考虑立体异构)
A.3 B.4 C.5 D.6
4.实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是:
已知苯甲醛易被空气氧化;苯甲醇的沸点为205.3 ℃,微溶于水,易溶于乙醚;苯甲酸的熔点为121.7 ℃,沸点为249 ℃,微溶于水,易溶于乙醚;乙醚的沸点为34.8 ℃,难溶于水。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如图所示,根据以上信息判断,下列说法错误的是
A.操作Ⅰ是萃取分液
B.操作Ⅱ蒸馏得到的产品甲是苯甲醇
C.操作Ⅲ过滤得到的产品乙是苯甲酸钠
D.乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇
5.下列反应中,属于加成反应的是
A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B.乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯
C.乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷 D.甲烷与氯气在光照条件下反应
6.由E(金属铁)制备的E(C5H5)2的结构如图甲所示,其中氢原子的类型完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构如图乙所示。核磁共振氢谱能够区分这两种结构。甲和乙的核磁共振氢谱中,分别有几种吸收峰
A.1种 1种 B.1种 2种
C.1种 3种 D.2种 3种
7.拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图。下列对该化合物的叙述不正确的是
A.属于芳香族化合物 B.不属于卤代烃
C.具有酯类化合物的性质 D.属于醇类
8.已知有机物a和b的结构简式分别为和。下列说法正确的是(不考虑立体异构)
A.a分子中含有6个键,2个键 B.a与苯互为同分异构体
C.b可使溴水褪色,反应时键断裂 D.b的一氯代物有5种
9.下列叙述正确的是
A.某有机物燃烧后产物只有CO2和H2O,可推出的结论是有机物属于烃
B.某有机物燃烧后产物只有CO2和H2O,可推出的结论是有机物属于烃的含氧衍生物
C.某有机物燃烧后产物只有CO2和H2O,通过测定有机物、CO2和H2O的质量,可确定有机物是否含有氧
D.甲烷在同系物中含碳量最高,因而是清洁能源
10.姜黄素是从姜黄根茎中提取得到的一种黄色食用色素。下列关于姜黄素说法正确的是
A.分子式为C21H22O6 B.分子中存在手性碳原子
C.分子中存在4种含氧官能团 D.既能发生取代反应,又能发生加成反应
11.阿魏酸甲酯有抗肿瘤活性,其结构简式如下图,有关阿魏酸甲酯的说法正确的是
A.所有原子可能处于同一平面
B.分子中的含三种官能团
C.能发生加聚、水解和氧化反应
D.阿魏酸甲酯最多可与加成
12.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示,下列说法中错误的是
A.由红外光谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键
B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
C.仅由A的核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D.若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3-O-CH3
二、非选择题(共10题)
13.有下列几种有机化合物的结构简式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦;⑧;⑨;⑩
(1)互为同分异构体的是_______(填序号,下同);
(2)互为同系物的是_______;
(3)官能团位置不同的同分异构体是_______;
(4)官能团类型不同的同分异构体是_______。
14.(1)键线式表示的物质的分子式为___________。
(2)中含有的官能团的名称为___________。
(3)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物,试书写它的结构简式:___________。
(4)某芳香烃的结构为,它的分子式为___________,一氯代物有种___________。
(5)分子式为的某烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烃的结构简式为___________,若分子式为的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为___________。
15.回答下列问题:
(1)根据核磁共振氢谱图可以确定有机物分子中氢原子的种类和相对数目。
①下列分子中,其核磁共振氢谱中只有一组峰的物质是_______(填字母)。
A. B. C. D.
②化合物A和B的分子式都是,A的核磁共振氢谱如下图所示,则A的结构简式为_______,请预测B的核磁共振氢谱上有_______组峰。
③若用核磁共振氢谱来研究的结构,请简要说明根据核磁共振氢谱的结果来确定分子结构的方法是_______。
(2)有机物C常用于食品行业。已知9.0gC在足量中充分燃烧,将所得的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4g和13.2g,经检验剩余气体为。
①C分子的质谱图如图所示,从图中可知其相对分子质量是_______,则C的分子式是_______。
②C能与溶液发生反应生成,C一定含有的官能团名称是_______。
③C分子的核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比是1:1:1:3,则C的结构简式是_______。
④0.1molC与足量Na反应,在标准状况下产生的体积是_______L。
16.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置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质的实验式是_______。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示的质谱图,则其相对分子质量为_______,该物质的分子式是_______。
(3)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如甲基氯甲基醚(Cl-CH2-O-CH3,有2种氢原子)的核磁共 振氢谱如左图所示,经测定,有机物A的核磁共振氢谱图如右图所示,则A的结构简式为_______。
17.0.98 g某有机化合物在纯氧中完全燃烧,只生成2.64 gCO2和0.9gH2O。经测定,该有机化合物的相对分子质量是98。
(1)推断该有机物的分子式(写出计算过程)。_______
(2)该化合物的一种同分异构体X同时满足以下条件
①含有两个甲基;
②含有酮羰基(但不含C=C=O);
③不含有环状结构;
④含有手性碳原子。
写出X的结构简式:_______。
18.扁桃酸是唯一具有脂溶性的果酸,实验室用如下原理制备:
合成扁桃酸的实验步骤、装置示意图及相关数据如下:
物质 状态 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
扁桃酸 无色透明晶体 119 300 易溶于热水、乙醚和异丙醇
乙醚 无色透明液体 -116.3 34.6 溶于低碳醇、苯、氯仿,微溶于水
苯甲醛 无色液体 -26 179 微溶于水,能与乙醇、乙醚、苯、 氯仿等混溶
氯仿 无色液体 -63.5 61.3 易溶于醇、醚、苯、不溶于水
实验步骤:
步骤一:向如图所示的实验装置中加入0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛、0.2mol(约16mL)氯仿,慢慢滴入含19g氢氧化钠的溶液,维持温度在55~60℃,搅拌并继续反应1h,当反应液的pH接近中性时可停止反应。
步骤二:将反应液用200mL水稀释,每次用20mL。乙醚萃取两次,合并醚层,待回收。
步骤三:水相用50%的硫酸酸化至pH为2~3后,再每次用40mL乙醚分两次萃取,合并萃取液并加入适量无水硫酸钠,蒸出乙醚,得粗产品约11.5g。
请回答下列问题:
(1)图中仪器C的名称是___。
(2)装置B的作用是___。
(3)步骤一中合适的加热方式是___。
(4)步骤二中用乙醚的目的是___。
(5)步骤三中用乙醚的目的是___;加入适量无水硫酸钠的目的是___。
(6)该实验的产率为___(保留三位有效数字)。
19.青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,是高效的抗疟药。已知:乙醚的沸点为34.5℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的流程如图1所示。
(1)实验前要对青蒿进行粉碎,其目的是_______。
(2)操作Ⅱ的名称是_______。
(3)操作Ⅲ的主要过程可能是_______。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
Ⅱ.用如图2所示的实验装置测定青蒿素实验式的方法如下:将28.2 g青蒿素样品放在装置C的硬质玻璃管中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
(4)装置A中盛放的物质是_______,装置E中盛放的物质是_______,装置F中盛放的物质是_______。
(5)该实验装置可能会产生误差,造成测定含氧量偏低,改进方法是_______。
(6)用合理改进后的装置进行实验,测得的数据如表所示:
装置 实验前/g 实验后/g
E 22.6 42.4
F 80.2 146.2
则青蒿素的实验式是_______。
20.0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓H2SO4后,浓H2SO4质量增加10.8g;再通过灼热的CuO,充分反应后,CuO质量减轻3.2g,最后气体再通过碱石灰被完全吸收,碱石灰质量增加17.6g。
(1)试推断该有机物的分子式。_____________。
(2)若0.2mol该有机物恰好能与9.2g金属钠完全反应,试确定该有机物的结构简式。_____________。
21.将含有C、H、O的有机物3.24 g,装入元素分析装置,通入足量的O2使它完全燃烧,将生成的气体依次通过氯化钙干燥管A和碱石灰干燥管B。测得A管质量增加了2.16g,B管增加了9.24g。经质谱法测得该有机物的相对分子质量为108。
(1)燃烧此化合物3.24g,须消耗O2的质量是多少______?
(2)求此化合物的分子式______。
(3)经红外光谱分析,该化合物分子中存在苯环和羟基,试写出其可能的结构简式______。
(4)进一步实验表明,该化合物的核磁共振氢谱存在四个峰,且峰面积之比为1:2:2:3,试确定该化合物的结构简式______。
22.图中反应是制备的一种方法,其副产物是优质的镁资源。回答下列问题:
所含元素的简单离子半径由小到大的顺序除外:______。
Mg在元素周期表中的位置;______,的电子式:______。
的化学式为______,反应的必备条件是______。上图中可以循环使用的物质有______。
在一定条件下,由和反应生成和一种固体耐磨材料______写化学式。
为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状,使燃烧产生的转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:______。
用Mg制成的格氏试剂 常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
RBrRMgBr:烃基;R’:烃基或
依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:______。
参考答案:
1.C
A.D2和HD的相对分子质量不同,可以用质谱区分,A正确;
B.类似于钠和水的反应, Li与D2O反应生成LiOD与D2,化学方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑,B正确;
C.D2由Li与D2O反应生成,HD 通过反应LiH+D2O=LiOD+HD, n(D2)/n(HD)越大,n(Li)/n(LiH)越大,C不正确;
D.升温,2LiH 2Li+H2 △H>0平衡右移,Li增多LiH 减少,则结合选项C可知:80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD) ,D正确;
答案为:C。
2.C
A.C4H8Cl2分子中不含甲基的同分异构体为,只有1种,A错误;
B.分子中含有一个甲基的同分异构体有、、、,共有4种,B错误;
C.分子中含有两个甲基的同分异构体有、、、,共有4种,C正确;
D.综合分析前三个选项可知,C4H8Cl2的同分异构体共有9种,D错误;
故选C。
3.B
分子式为C8H10的芳香烃,其可能的结构可能是乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯,因此共有四种结构;
故合理选项是B。
4.C
A.从过程上看操作Ⅰ得到乙醚溶液和水溶液,这两个是互不相溶的液体,采用萃取和分液的方法,选项A正确;
B.操作Ⅱ利用了苯甲醇的沸点为205.3℃,乙醚的沸点为34.8℃,两者互溶,利用沸点不同,采用蒸馏的方法得到乙醚和苯乙醇,选项B正确;
C.操作Ⅲ水溶液中加入盐酸,苯甲酸钾转变成苯甲酸,苯甲酸不溶于水,采用过滤的方法进行分离,选项C错误;
D.苯甲醛在氢氧化钾中生成苯乙醇和苯甲酸钾,根据制备苯甲酸和苯乙醇的制备过程,乙醚溶液溶解的主要成分是苯甲醇,选项D正确;
答案选C。
5.C
加成反应是有机物发生化学反应生成唯一产物的反应类型,常见于具有不饱和键的有机物中,据此回答问题。
A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水,产物不唯一,属于氧化反应,选项A错误;
B.乙醇与乙酸发生取代反应制备乙酸乙酯,属于取代反应或酯化反应,选项B错误;
C.乙烯与溴反应生成1,2—二溴乙烷,产物唯一,发生加成反应,选项C正确;
D.甲烷与氯气反应生成一氯甲烷等卤代烃和氯化氢,产物不唯一,属于取代反应,选项D错误。
答案选C。
6.C
图甲E(C5H5)2的结构中氢原子的类型完全相同、则只有1种氢原子,图乙E的结构为轴对称、则有3种氢原子,C符合;
答案选C。
7.D
A.该有机化合物分子中含有苯环,属于芳香族化合物,A正确;
B.该有机化合物中含有氧、氮等元素,不属于卤代烃,B正确;
C.该有机化合物分子中含有酯基,具有酯类化合物的性质,C正确;
D.该有机化合物分子中不含羟基,不属于醇类,D错误;
故选D。
8.C
A.a分子中含有14个键,2个键,A项错误;
B.a的分子式为,苯的分子式为,二者不互为同分异构体,B项错误;
C.b中含有碳碳双键,与溴发生加成反应时,键断裂,C项正确;
D.b分子中有6种不同化学环境的氢原子,则b的一氯代物有6种,D项错误。
故选:C。
9.C
A.烃的含氧衍生物完全燃烧产物也只有二氧化碳和水,故该有机物不一定为烃类,A错误;
B.烃类物质完全燃烧产物也只有二氧化碳和水,故该有机物可能为烃类,不一定为烃的含氧衍生物,B错误;
C.有机物完全燃烧生成二氧化碳和水,说明有机物中一定含有C、H两种元素,C、H质量可以根据质量守恒确定,再根据有机物的质量减去C和H的质量确定是否有氧元素,C正确;
D.烷烃(CnH2n+2)是含氢量最高的有机物,甲烷(CH4)是含氢量最高的烷烃,故甲烷的含碳量最低,D错误;
故选C。
10.D
A.有机物分子中含有21个C原子、6个O原子,不饱和度为12,则分子中含H原子个数为21×2+2-12×2=20,分子式为C21H20O6,A不正确;
B.分子中不含有连接4个不同原子或原子团的碳原子,所以不存在手性碳原子,B不正确;
C.分子中存在羟基、醚键、羰基共3种含氧官能团,C不正确;
D.该分子中苯环既能发生取代反应,又能发生加成反应,碳碳双键和羰基都能发生加成反应,D正确;
故选D。
11.C
A.分子结构中含有甲基,甲基为四面体结构,分子中所有原子不可能位于同一平面上,故A错误;
B.分子中的含有醚键、羟基、酯基和碳碳双键四种官能团,故B错误;
C.含有酯基,能够发生水解反应,含有碳碳双键,能够发生加聚反应,含有酚羟基,能够发生氧化反应,故C正确;
D.苯环和碳碳双键能够与氢气发生加成反应,酯基不能与氢气加成,阿魏酸甲酯最多可与加成,故D错误;
故选C。
12.D
A.红外光谱图中给出的化学键有C—H键、O—H键和C—O键三种,A项正确;
B.核磁共振氢谱图中峰的个数即代表氢的种类,故B项正确;
C.核磁共振氢谱峰的面积表示氢的数目比,在没有明确化学式的情况下,无法得知氢原子总数,C项正确;
D.若A为CH3—O—CH3,则无O—H键,与所给红外光谱图不符,且其核磁共振氢谱图应只有1个峰,与核磁共振氢谱图不符,故D项不正确。
故选D。
13. ②⑧、④⑤⑨、③⑥⑦、①⑩ ①②、②⑩ ①⑩、③⑥、④⑤ ③⑦、⑥⑦、④⑨、⑤⑨
①的分子式为,②的分子式为,③的分子式为,④的分子式为,⑤的分子式为,⑥的分子式为,⑦的分子式为,⑧的分子式为,⑨的分子式为,⑩的分子式为。
(1)互为同分异构体的有机物必须分子式相同,且结构不同,故互为同分异构体的为①②、②⑩、④⑤⑨、③⑥⑦。
(2)同系物必须结构相似,在分子组成上相差一个或若干个原子团,①②、②⑩的官能团种类及数目相同,结构彼此相似,在分子组成上相差一个,故彼此互为同系物。
(3)官能团位置不同的同分异构体,即分子式相同,官能团种类及数目相同,官能团的位置不同,符合条件的有①⑩、③⑥、④⑤。
(4)官能团类型不同的同分异构体有③⑦、⑥⑦、④⑨、⑤⑨。
14. 羟基、酯基 4
(1)由键线式可知,该物质属于饱和烃,分子中含有6个碳原子,分子式为。
(2)中含有的官能团的名称为羟基、酯基。
(3)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物,则该有机化合物分子中只含1种化学环境的氢原子,该烃的结构简式为。
(4)芳香烃的结构简式是,则其分子式是。该有机化合物的结构对称,分子中有4种化学环境的氢原子,所以其一氯代物有4种。
(5)根据乙烯是平面形分子,,可看作乙烯中的四个氢原子被甲基取代,所以分子式为,所有碳原子都在同一平面上的烃的结构简式为;乙炔是直线形分子,,可看作甲基取代乙炔分子中的氢原子,所以分子式为,所有的碳原子都在同一条直线上的烃的结构简式是。
15.(1) AD 2 通过其核磁共振氢谱中峰的数目可以判断:有3组峰时,分子结构为;有1组峰时,分子结构为
(2) 90 羧基 CH3CH(OH)COOH 2.24
【解析】(1)
①在有机物分子中,根据核磁共振氢谱中能信号可以确定:有机物分子中氢原子的种类和相对数目。、均只有一种氢原子,也只有一种气原子,、、均有两种氢原子,有三种气原子,故选AD;
②根据谱图可知,A含有1种环境的4个H,A的结构简式为:BrCH2CH2Br;B为A的同分异构题体,B的结构简式为:CHBr2CH3,核磁共振氢谱上有2种环境的H,故B的核磁共振氢谱上有2个峰;
③可以根据核磁共振氢谱中峰的个数来推断其结构简式,具体方法为:通过其核磁共振氢谱中峰的数目可以判断:有3组峰时,分子结构为;有1组峰时,分子结构为;
(2)
①有机物质谱图中,最右边的峰表示有机物的相对分子质量,因此该有机物的相对分子质量为90;浓吸水,所以生成的水是5.4g,即0.3mol;碱石灰吸收,则是13.2g,即0.3mol。所以9.0gC中氧原子的物质的量是,此有机物的实验式为,又因其相对分子质量为90,所以C的分子式为;
②C能与溶液发生反应生成,则C中含有羧基;
③根据氢原子的种类及个数之比可知,C的结构简式为CH3CH(OH)COOH;
④C的1个分子中含有1个羟基和1个羧基,所以0.1molC与Na反应能生成,标准状况下的体积是2.24L。
16.(1)C2H6O
(2) 46 C2H6O
(3)CH3CH2OH
【解析】(1)
由题意可知,有机物A燃烧消耗标准状况下氧气6.72 L氧气,生成5.4 g水和8.8 g二氧化碳,由原子个数守恒可知,有机物A中含有的碳原子个数为×1=0.2mol、氢原子个数为×2=0.6mol、氧原子个数为×2+×1+×2=l0.1mol,则有机物A的实验式为C2H6O,故答案为:C2H6O;
(2)
由图可知,有机物A的最大质荷比为46,则有机物A的的相对分子质量为46,设A的分子式为(C2H6O)n,由实验式可得:n==1,所以A的分子式为C2H6O,故答案为:46;C2H6O;
(3)
符合分子式为C2H6O的结构简式可能为核磁共振氢谱有3组峰的CH3CH2OH、核磁共振氢谱有1组峰的CH3OCH3,由图可知,有机物A的核磁共振氢谱有3组峰,则有机物A的结构简式为CH3CH2OH,故答案为:CH3CH2OH。
17. 设该有机化合物的分子式为CxHyOz
n(CxHyO2)=0.98g ÷98g·mol-1=0.01mol; n(CO2)=2.64g ÷44g·mol-1=0.06mol ; n(H2O)=0.9g ÷18g·mol-1 =0.05mol;
解得x=6、y=10,相对分子质量是98,即12×6+10+16z=98,z=1,该有机物的分子式为C6H10O
(1)设该有机化合物的分子式为CxHyOz
n(CxHyO2)=0.98g ÷98g·mol-1=0.01mol;
n(CO2)=2.64g ÷44g·mol-1=0.06mol ;
n(H2O)=0.9g ÷18g·mol-1 =0.05mol;
解得x=6、y=10,相对分子质量是98,即12×6+10+16z=98,z=1,
该有机物的分子式为C6H10O
(2) ①含有两个甲基;②分子式为C6H10O,不饱和度为2,含有酮羰基(但不含C=C=O);③不含有环状结构,说明分子中含有1个碳碳双键;④含有手性碳原子,有碳原子连接4个不同的原子或原子团,符合条件的C6H10O的结构简式是。
18. (球形)冷凝管 吸收逸出的有机物(乙醚),并防止倒吸 水浴加热 除去反应液中未反应完的反应物 萃取扁桃酸 作干燥剂 75.7%
苯甲醛与氯仿在氢氧化钠溶液中发生反应,生成扁桃酸等,需要加热且维持温度在55~60℃。由于有机反应物易挥发,所以需冷凝回流,并将产生的气体用乙醇吸收。反应后所得的混合物中,既有反应生成的扁桃酸,又有剩余的反应物。先用乙醚萃取剩余的有机反应物,然后分液;在分液后所得的水溶液中加硫酸,将扁桃酸钠转化为扁桃酸,再用乙醚萃取出来,蒸馏进行分离提纯。
(1)图中仪器C的名称是(球形)冷凝管。答案为:(球形)冷凝管;
(2)装置B中有倒置的漏斗,且蒸馏出的有机物易溶于乙醇,所以其作用是吸收逸出的有机物(乙醚),并防止倒吸。答案为:吸收逸出的有机物(乙醚),并防止倒吸;
(3)步骤一中,温度需控制在55~60℃之间,则合适的加热方式是水浴加热。答案为:水浴加热;
(4)步骤二中,“将反应液用200mL水稀释”,则加入乙醚,是为了萃取未反应的有机反应物,所以用乙醚的目的是除去反应液中未反应完的反应物。答案为:除去反应液中未反应完的反应物;
(5)步骤三中,“水相用50%的硫酸酸化至pH为2~3后,再每次用40mL乙醚分两次萃取”,因为加酸后扁桃酸钠转化为扁桃酸,所以用乙醚的目的是萃取扁桃酸;为了去除扁桃酸中溶有的少量水,加入适量无水硫酸钠,其目的是作干燥剂。答案为:萃取扁桃酸;作干燥剂;
(6)该实验中,0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛理论上可生成0.1mol扁桃酸,则其产率为=75.7%。答案为:75.7%。
19. 增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出速率 蒸馏 B NaOH溶液 碱石灰 装置F后连接一个防止空气中和进入F的装置
用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,青蒿素可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,故可向粗品中加入95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤,从而得到精品;青蒿素燃烧生成和,为了能准确测定青蒿素燃烧生成的和的质量,实验前应通入除去和的空气,排尽装置内的空气,防止干扰实验,所以装置A中可以盛放NaOH溶液以除去;装置B中装有浓硫酸,可除去,装置E和F吸收生成的和,应先吸收水再吸,所以装置E中可盛放或,装置F中可盛放碱石灰。
(1)对青蒿进行粉碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出速率;
(2)用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品;
(3)青蒿素可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,故可向粗品中加入95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤,从而得到精品,答案选B;
(4)为了能准确测定青蒿素燃烧生成的和的质量,实验前应通入除去和的空气,排尽装置内的空气,防止干扰实验,所以装置A中可以盛放NaOH溶液;装置E和F吸收生成的和,应先吸收水再吸,所以装置E中可盛放或,装置F中可盛放碱石灰;
(5)装置F和外界空气直接接触,为了减小实验误差,应在F后连接一个防止空气中和进入F的装置;
(6)由表中数据可知,则,,则,所以青蒿素中氧原子的质量,则,
,所以青蒿素的实验式为。
20. C2H6O2 CH2OHCH2OH
根据燃烧过程中的原子守恒确定C、H、O原子物质的量之比,进而推测分子式;根据能与氢气发生反应,确定官能团为羟基,进而推测该有机物的结构简式。
n(H2O)=,混合气体通过灼热的CuO时,发生反应:
由差量法计算得到反应的CO的物质的量为0.2mol,则生成的CO2的质量为8.8g;则开始生成的二氧化碳物质的量为n(CO2)=;计算得到0.2mol有机物中含有C:0.2mol+0.2mol=0.4mol、H:0.6mol×2=1.2mol、O:0.2mol+0.2mol×2+0.6mol-0.4mol×2=0.4mol,则1mol中含有C、H、O分别为2mol、6mol、2mol,所以其分子式为C2H6O2,故答案为:C2H6O2;
(2)该有机物能与金属钠反应,所以含有羟基,属于醇类,n(Na)=,结合消耗的醇与钠的物质的量之比为1:2,确定为二元醇,所以其结构简式为CH2OHCH2OH,故答案为:CH2OHCH2OH。
21. 8.16g C7H8O
分析:(1)根据质量守恒计算消耗氧气的质量;
(2)计算二氧化碳、水、氧气的物质的量,根据原子守恒计算3.24g有机物中C、H、O原子物质的量,进而确定最简式,结合有机物的相对分子质量为108,进而确定分子式;
(3)根据该化合物的分子中有1个苯环和1个羟基,据此写出满足条件的有机物的结构简式;
(4)根据峰面积之比确定氢原子种类,进而书写其结构简式。
详解:(1)A管质量增加了2.16g为生成水的质量,B管增加了9.24g为生成二氧化碳的质量,根据质量守恒可知,消耗氧气的质量=2.16g+9.24g-3.24g=8.16g;
(2)2.16g水的物质的量为2.16g÷18g/mol=0.12mol,n(H)=0.24mol,9.24g二氧化碳的物质的量为9.24g÷44g/mol=0.21mol,n(C)=0.21mol,8.16g氧气的物质的量为8.16g÷32g/mol=0.255mol,3.24g有机物中n(O)=0.21mol×2+0.12mol-0.255mol×2=0.03mol,因此3.24g有机物中C、H、O原子物质的量之比为:0.21mol:0.24mol:0.03mol=7:8:1,故该有机物最简式为C7H8O,有机物的相对分子质量为108,而最简式C7H8O的式量为12×7+8+16=108,故其最简式即为分子式,即有机物分子式为:C7H8O;
(3)分子式为C7H8O的有机物,该化合物的分子中有1个苯环和1个羟基,所以满足条件的结构简式为;
(4)进一步实验表明,该化合物的核磁共振氢谱存在四个峰,且峰面积之比为1:2:2:3,说明含有1个甲基和1个羟基,且处于对位,该化合物的结构简式为。
22. 第三周期ⅡA族 熔融、电解 、 SiC ,
由反应可知应为,与氨气、氯化铵反应生成和,加入碱液,可生成,加热时不稳定,可分解生成氨气,同时生成氯化镁,电解熔融的氯化镁,可生成镁,用于工业冶炼,而与盐酸反应,可生成氯化镁、氯化铵,其中氨气、氯化铵可用于反应而循环使用,以此解答该题。
所含元素的简单离子分别为、、、,离子核外电子层数越多,离子半径越大,具有相同核外电子排布的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径由小到大的顺序为,Mg原子核外有3个电子层,最外层电子数为2,位于周期表第三周期ⅡA族,为离子化合物,电子式为,
故答案为:;第三周期ⅡA族;;
的化学式为,镁为活泼金属,制备镁,反应应在熔融状态下进行电解,如在溶液中,则可生成氢氧化镁沉淀,由流程可知分别加热、与盐酸反应,可生成氨气、氯化铵,可用于反应而循环使用,
故答案为:;熔融、电解;、;
在一定条件下,由和反应生成和一种固体耐磨材料,该耐磨材料为原子晶体,应为SiC,原理是和分解生成Si、C和氢气,Si、C在高温下反应生成SiC,
故答案为:SiC;
为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状,使燃烧产生的转化为稳定的Mg化合物,应生成硫酸镁,则反应物还应有氧气,反应的化学方程式为,
故答案为:;
由题给信息可知制备,可由与生成,也可由和反应生成,故答案为:,。

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