2024届高三化学一轮复习培优--研究有机化合物的一般方法训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知某有机物的分子式为C3HaOb(a、b均是不为0的正整数),下列关于C3HaOb的说法正确的是
A.无论b为多少,a都不可能为奇数
B.当a=8时,该物质有可能发生加成反应
C.当a=6、b=2时,该物质不可能含有两种官能团
D.1个C3HaOb 可能含有3个醛基
2.某气态烷烃与烯烃的混合气9g,其密度为相同状况下氢气密度的11.2倍,将混合气体通过足量的溴水,溴水增重4.2g,则原混合气体的组成为
A.甲烷与乙烯 B.甲烷与丙烯 C.乙烷与乙烯 D.甲烷与丁烯
3.为测定某有机物的结构,用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱,则该有机物可能是
A. B.(CH3)3CH C.CH3CH2OH D.CH3CH2CH2COOH
4.研究有机物的一般步骤:分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式。以下研究有机物的方法错误的是
A.蒸馏——分离提纯液态有机混合物
B.燃烧法——研究确定有机物成分的有效方法
C.对粗苯甲酸提纯时操作为:加热溶解,蒸发结晶,过滤
D.红外光谱图——确定有机物分子中的官能团或化学键
5.下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或做法,正确的是
A.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后要冷却到常温再过滤
B.用的工业酒精制取无水乙醇、可采用的方法是加生石灰,再蒸馏
C.用图1所示装置可以分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物
D.用图2所示装置可以用乙醇提取溴水中的溴
6.下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或说法不正确的是
A.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后要冷却到常温再过滤
B.提取NaCl和晶体常采用不同的结晶方式是因为它们的溶解度受温度影响变化不同
C.在苯甲酸重结晶实验中,粗苯甲酸加热溶解后还要加入少量蒸馏水
D.由96%的工业酒精制取无水乙醇,可采用的方法是加生石灰,再蒸馏
7.用氧化甲苯制备苯甲酸。苯甲酸的熔点为℃,微溶于水,易溶于酒精。实验方法:将甲苯和溶液在100℃反应一段时间后停止反应,过滤,将含有苯甲酸钾()和甲苯的滤液按如下流程分离苯甲酸并回收未反应的甲苯。下列说法正确的是
A.无色液体A是苯甲酸,白色固体B是甲苯
B.操作Ⅰ的名称为蒸馏,操作II的名称为分液
C.为了得到更多的白色固体B,冷却结晶时温度越低越好
D.加入浓盐酸酸化的目的是为了将苯甲酸钾转化为产物苯甲酸
8.下列选项中各有三组物质,每组都能用分液漏斗分离的是( )
A.乙酸乙酯和水,乙醇和水,植物油和水
B.四氯化碳和水,溴苯和水,硝基苯和水
C.甘油和水,乙酸和水,乙酸和乙醇
D.汽油和水,苯和水,正己烷和环己烷
9.二甲醚和乙醇是同分异构体,其鉴别可采用化学方法及物理方法,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.利用核磁共振氢谱
10.下列有关有机物的分离、提纯、鉴别的方法不正确的是
A.用蒸馏的方法除去丁醇中的乙醚
B.用分液的方法分离乙酸乙酯和乙醇
C.用 Na2CO3溶液鉴别乙酸和乙酸乙酯
D.用核磁共振氢谱鉴别 CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3
11.a mL三种气态烃与足量的氧气形成的混合物点燃爆炸后,恢复到原来的状态(150℃、1.01×105 Pa)气体体积仍为a mL,则三种烃可能是:
A.CH4、C2H4、C3H4 B.C2H6、C3H6、C4H6
C.CH4、C2H6、C3H6 D.C3H8、C2H4、C2H6
12.下列说法不正确的是
A.元素分析仪可确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素
B.红外光谱仪可确定物质中是否存在某些有机原子团
C.核磁共振仪可确定有机物中是否存在卤素
D.质谱仪可根据电子束轰击后得到的碎片特征分析有机物的结构
13.物质制备过程中离不开物质的提纯。以下除杂方法正确的是
选项 目的 实验方法
A 除去Na2CO3固体中的NaHCO3 置于蒸发皿中加热至恒重
B 除去NaCl中少量KNO3 将混合物制成热饱和溶液,冷却结晶,过滤
C 除去CO2中的HCl气体 通过NaHCO3(aq饱和),然后干燥
D 除去C2H5Br中的Br2 加入足量Na2SO3(aq),充分振荡,过滤
A.A B.B C.C D.D
14.烃分子的立体结构如图(其中C、H原子已略去);因其分子中碳原子排列类似金刚石故名“金刚烷”,下列错误的是( )
A.金刚烷分子式是C10H16
B.金刚烷分子中有4个六元环组成
C.金刚烷分子的一氯代物有4种
D.金刚烷分子的一氯代物有2种
15.下列说法正确的是
A.可以利用质谱仪测得某未知物的结构
B.区别晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验
C.可燃冰中甲烷分子和水分子间形成了氢键
D.臭氧分子是非极性分子
二、实验题
16.利用李比希法分析有机化合物的组成。
将某有机物(只可能含C、H、O元素中的两种或三种)样品研碎后称取,置于电炉中,不断通入氧气流并给样品持续加热,将生成物先后通过和碱石灰,两者分别增重和,生成物完全被吸收。
(1)浓硫酸、、碱石灰的作用分别是什么?____________________
(2)通过计算确定该有机物的最简式。______________________
(3)若要知道该有机物分子式,还缺少哪种物理量?___________________________
17.肉桂酸是一种常见的食品香料,巴蜀中学高年级化学社成员按以下的制备原理探究了肉桂酸的制取。
+(CH3CO)2O+CH3COOH
已知:a.乙酸酐溶于水发生水解反应。
b.主要试剂及物理性质如下表:
名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·mL-1) 溶解性
苯甲醛 106 -26 179 1.06 微溶于水,易溶于乙醇
肉桂酸 148 133 300 1.248 难溶于冷水,易溶于乙醇、热水
实验步骤:
①在250 mL三口烧瓶中(如图甲)放入3 mL(3.18g)苯甲醛,8 mL(8.64g)乙酸酐,以及研细的4.2g无水碳酸钾,由于CO2的产生,反应初期会产生较多泡沫。
②采用空气冷凝管缓缓回流加热45 min。
③在搅拌下向反应液中分批加入20 mL水,再慢慢加入碳酸钠中和反应液至pH等于8。
④进行水蒸气蒸馏(如图乙),然后将三口烧瓶中的剩余液体自然冷却。
⑤加入活性炭煮沸10~15 min。
⑥进行趁热过滤,最终得到产品,干燥,称量得固体4.0g。
请回答下列问题:
(1)仪器b的名称是________________。
(2)合成时装置必须是干燥的,理由是____________________________。
(3)步骤③加入碳酸钠调pH时宜慢不宜快,否则难以准确调pH,请推测其原因是____________________________________________。
(4)步骤④及步骤⑤中,除去的杂质是__________________。
(5)步骤⑥需趁热过滤,其目的是__________________________。
(6)若需进一步提纯粗产品,可通过在水中__________的方法提纯,该实验产品的产率约是____________。(保留3位有效数字)
18.通常用燃烧的方法测定有机物的分子式,可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧,根据产品的质量确定有机物的组成。如图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。
现准确称取1.8g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经燃烧后A管增重1.76g,管增重0.36g。请回答:
(1)用该方法可测定含有哪些元素的有机物:___________。
(2)分离和提纯固体有机物的一个操作方法是重结晶,为何要在静置条件下结晶?_______。
(3)A、B管内均盛有固态试剂,B管的作用是___________。
(4)根据气流方向将装置进行连接,连接的顺序是___________。
(5)E中应盛装的试剂能使硫酸酸化的高锰酸钾溶液褪色,写出该反应的离子方程式_____。
(6)如果把CuO网去掉,A管增重将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(7)某同学认为A和空气相通,会影响测定结果准确性,应在A后再增加一个A装置,其主要目的是________。
(8)该有机物的最简式为___________。(写出计算过程)。
19.如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式的装置,这种方法是电炉加热时利用纯氧氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。回答下列问题:
(1)A装置是制备氧气的装置,仪器a的名称___________,若A中注入30%的H2O2溶液,写出A装置中反应的化学方程式___________。
(2)B装置中浓硫酸的作用是___________。
(3)若样品中有机物只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.74g样品,经充分反应后,D管质量增加0.90g,E管质量增加1.76g。则该样品中有机物的最简式为___________。
(4)通过对样品进行分析,得到如下三张图谱。分析图谱可知,样品中有机物的相对分子质量为___________,官能团是___________,结构简式为___________。
(5)某同学认为在装置E后加一个盛有碱石灰的U形管,会减少测定误差,你认为这样做是否合理___________(填“合理”或“不合理”),理由是___________。
20.实验室用燃烧法测定某氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成,取w g该氨基酸放在纯氧中充分燃烧,生成CO2、H2O和N2。现用如图所示装置进行实验(铁架台.铁夹.酒精灯等未画出),请回答有关问题:
(1)实验中止水夹a是关闭的,b是开启的。但实验开始时,首先要打开夹a,关闭夹b,通一段时间的纯氧,这样做的目的是______________________。
(2)以上装置中需要加热的有________(填装置代号)。操作时应先点燃_______处的酒精灯。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为__________________。
(4)实验中测得N2的体积为V mL(已知密度),为确定此氨基酸的分子式,还需要得到的数据有_______ (填字母)。
A.生成二氧化碳气体的质量 B.生成水的质量
C.通入氧气的质量 D.该氨基酸的相对分子质量
(5)如果将装置B、C的连接顺序变为C、B,该实验的目的能否达到______ ( 能或不能)简述理由__________________________。
参考答案:
1.A
【详解】A.由于C原子形成4个共价键,O原子为-2价,则氢原子个数一定为偶数,故A正确;
B.能发生加成反应的有机物分子中含不饱和键,当a=8时,分子式为:C3H8Ob,根据H原子数可知该有机物达到饱和结构,不可能发生加成反应,故B错误;
C.当a=6、b=2时,分子式为:C3H6O2,与饱和结构C3H8O2相比,有一个不饱和键,其分子中可能含醛基和羟基两种官能团,如:CH2OHCH2CHO等,故C错误;
D.醛基只能在端基碳上,故C3HaOb最多含2个醛基,故D错误;
故选:A。
2.B
【详解】相对密度之比等于摩尔质量之比,其密度为相同状况下氢气密度的11.2倍,则混合气体的平均摩尔质量为22.4g/mol,摩尔质量小于22.4g/mol的烃,只有甲烷,则混合物中一定含有甲烷,将混合气体通过足量的溴水,溴水增重4.2g,即烯烃的质量为4.2g,甲烷的质量=9g-4.2g=4.8g,物质的量为0.3mol,混合物的总物质的量==0.402mol,烯烃的摩尔质量=4.2g÷0.1mol=42g/mol,即CnH2n的摩尔质量为42g/mol,n=3,烯烃为丙烯,答案为B。
3.A
【详解】A.由核磁共振氢谱可知,该有机物中有两种位置的氢原子,比值为3:2,故A项符合题意;
B.(CH3)3CH的核磁共振氢谱有两组峰,峰面积之比为9:1,故B项不符合题意;
C.CH3CH2OH的核磁共振氢谱有三组峰,故C项不符合题意;
D.CH3CH2CH2COOH的核磁共振氢谱有四组峰,故D项不符合题意;
故答案选A。
4.C
【详解】A.蒸馏是利用互溶液态混合物中各成分的沸点不同而进行物质分离的方法,液态有机混合物中各成分沸点不同,因而可采取蒸馏,选项A正确;
B.利用燃烧法,能得到有机物燃烧后的无机产物,并作定量测定,最后算出各元素原子的质量分数,得到实验式或最简式,选项B正确;
C.对粗苯甲酸提纯时操作为:加热溶解,蒸发浓缩,趁热过滤,冷却结晶得到,选项C错误;
D.不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上处于不同的位置,所以红外光谱图能确定有机物分子中的化学键或官能团,选项D正确;
答案选C。
5.B
【详解】A.苯甲酸的溶解度随温度降低而减小,冷却后若降到常温会有苯甲酸析出损失,应趁热过滤,A错误;
B.水和乙醇会形成共沸物,直接蒸馏得不到无水乙醇,生石灰和水反应生成高沸点的氢氧化钙,用的工业酒精制取无水乙醇、可采用的方法是加生石灰,再蒸馏,B正确;
C.二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳互溶,用蒸馏的方法分离,但是图1圆底烧瓶应改为蒸馏烧瓶,再加个温度计,C错误;
D.乙醇与水互溶,不能用乙醇提取溴水中的溴,D错误;
答案选B。
6.A
【详解】A.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后要趁热过滤,减少苯甲酸的损耗,故A错误;
B.提取NaCl和晶体常采用不同的结晶方式,是因为它们在水中的溶解度受温度影响变化程度不同,故B正确;
C.在苯甲酸重结晶实验中,水在加热过程中会蒸发,苯甲酸能溶于水,为减少过滤时苯甲酸的损失,防止过饱和提前析出结晶,加热溶解后还要加少量蒸馏水,故C正确;
D.96% 的工业酒精制取无水乙醇,可采用的方法是加生石灰,CaO与水反应后生成的氢氧化钙沸点高,再蒸馏即可得到无水乙醇,故D正确;
答案选A。
7.D
【分析】该实验的实验目的是从含有苯甲酸钾和甲苯的滤液中分离出苯甲酸并回收甲苯,由题给流程可知,滤液经分液分离得到有机溶液和水溶液;有机溶液经硫酸钠干燥除水,过滤后蒸馏得到无色液体A甲苯;水溶液用浓盐酸酸化,使苯甲酸钾转化成苯甲酸,经冷却结晶、过滤得到白色固体B苯甲酸。
【详解】A.由分析可知,无色液体A是甲苯,白色固体B是苯甲酸,故A错误;
B.由分析可知,操作Ⅰ的为分液,操作II为蒸馏,故B错误;
C.冷却结晶的目的是使苯甲酸从水溶液中分离出来,若温度过低会使溶液中的杂质也析出,导致苯甲酸不纯,故C错误;
D.由分析可知,水溶液中加入浓盐酸酸化的目的是为了将苯甲酸钾转化为产物苯甲酸,故D正确;
故选D。
8.B
【详解】A.乙酸乙酯和水不溶,植物油和水不溶,能用分液漏斗进行分离,酒精和水互溶,不能用分液漏斗进行分离,故A错误;
B.四氯化碳和水不溶,溴苯和水不溶,硝基苯和水不溶,都能用分液漏斗进行分离,故B正确;
C.甘油和水互溶、乙酸和水互溶、乙酸和乙醇互溶,不能用分液漏斗进行分离,故C错误;
D.汽油和水,苯和水能用分液漏斗进行分离,正己烷和环己烷互溶,不能用分液漏斗进行分离,故D错误;
故答案为B。
9.B
【详解】A.利用金属钠或金属钾能够与乙醇反应,而不能与二甲醚反应,因此可以鉴别,错误;
B.物质燃烧都产生CO2和水,因此用燃烧法不能鉴别二者,正确;
C.利用红外光谱法可以确定物质的分子结构,因此可以鉴别二甲醚和乙醇,错误;
D.利用核磁共振氢谱能够确定分子中H原子的不同种类,进而可以确定二甲醚和乙醇,错误。
10.B
【详解】A.丁醇、乙醚互溶,但沸点不同,则蒸馏可分离,故A正确;
B.乙酸乙酯和乙醇互溶,不能分液分离,应选蒸馏法,故B错误;
C.乙酸与碳酸钠反应生成气体,乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层,现象不同可鉴别,故C正确;
D.CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3中均含3种H,但各种氢原子的具体位置不同,则二者的核磁共振氢谱中峰的位置不相同,可以用核磁共振氢谱来鉴别,故D正确;
故答案选B。
11.A
【详解】150℃下水为气体,设混合烃的平均组成为CxHy,CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,燃烧前后气体的体积不变,则有1+ x+=x+,解得:y=4;即混合气体分子中平均含有4个H原子,故选:A。
12.C
【详解】A.元素分析仪作为一种实验室常规仪器,可同时对有机的固体、高挥发性和敏感性物质中C、H、O、N、S等元素的含量进行定量分析测定,故A正确;
B.红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析的仪器,用红外光谱仪可以确定物质中是否存在某些有机原子基团,故B正确;
C.核磁共振仪,通常根据谱中出现几组峰说明有机物中含有几种类型的氢原子,故C错误;
D.质谱仪是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的某些特征谱分析有机物结构,故D正确;
故选C。
13.C
【详解】A.NaHCO3不稳定,加热易分解,将固体置于坩埚中加热至恒重,可得到纯净的碳酸钠固体,选项A错误;
B.氯化钠溶液中含有少量的硝酸钾,硝酸钾含量较少,不能形成饱和溶液,用冷却热饱和溶液的方法分离不出硝酸钾,不能除去杂质,不符合除杂原则,选项B错误;
C.二氧化碳与饱和碳酸氢钠溶液不反应,盐酸与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体,可除去杂质,选项C正确;
D.Br2可与Na2SO3发生氧化还原反应而被除去,然后分液可得溴乙烷,选项D错误;
答案选C。
14.C
【分析】由结构简式可知金刚烷中每个C原子与其它C原子形成单键,金刚烷的分子式为C10H16,分子中含有4个六元环,分子中有2种等效氢原子,以此解答。
【详解】A.由结构可知,含4个CH,6个CH2,则分子式为C10H16,选项A正确;
B.由金刚烷的键线式,可知分子内由C原子构成的最小的环上有6个C原子,这种环有4个,选项B正确;
C.含4个CH,6个CH2,含2种位置的H,则一氯代物有2种,选项C错误;
D.含4个CH,6个CH2,含2种位置的H,则一氯代物有2种,选项D正确。
答案选C。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,侧重有机物空间结构的考查,注意碳形成4个化学键及空间对称性是解答的关键,题目难度中等。
15.B
【详解】A.质谱仪用于确定未知物的相对分子质量,不能确定结构,故A错误;
B.X射线衍射可用来确定固体是否为晶体,故B正确;
C.可燃冰中甲烷分子和水分子间通过化学键相连,不是氢键作用,故C错误;
D.臭氧分子正负电荷中心不重合,为极性分子,故D错误;
故选:B。
16.(1)浓硫酸干燥;吸收反应生成的水;碱石灰吸收反应生成的.
(2),,因为,该有机物中还含有氧元素,,该有机物的最简式为
(3)相对分子质量
【分析】锥形瓶中过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,浓硫酸干燥氧气,在电炉中样品燃烧,氧化铜氧化有机物不完全燃烧生成的CO,吸收反应生成的水,碱石灰吸收反应生成的二氧化碳,再通过水和二氧化碳的质量计算C、H两元素的质量
物质的量,进一步计算该物质的最简式。
【详解】(1)由分析知,浓硫酸干燥,吸收反应生成的水;碱石灰吸收反应生成的。
(2),,因为,该有机物中还含有氧元素,,该有机物的最简式为。
(3)已经计算得出了该有机物的最简式,若要知道该有机物分子式,还缺少相对分子质量。
17. 直形冷凝管 防止乙酸酐溶于水发生水解反应 加入Na2CO3调pH时,会产生大量泡沫不利于准确测定pH 苯甲醛 增大肉桂酸的溶解度,减少结晶损失,提高产率 重结晶; 90.1%
【分析】本实验根据苯甲醛()与乙酸酐反应生成肉桂酸()。苯甲醛和乙酸酐、碳酸钾在三颈烧瓶中反应生成肉桂酸和乙酸盐和二氧化碳,为了提高原料利用率,不断回流冷凝,由于反应产生二氧化碳,可观察到反应产生一定量的泡沫。由于乙酸酐能和水发生水解反应,故反应结束,过量的乙酸酐通过缓慢加入20mL水除去,慢慢加入碳酸钠调解pH=8,未反应的苯甲醛通过蒸馏的方式除去,当蒸出、冷凝的液体不成油状时,说明苯甲醛除尽。加入活性炭煮沸、趁热过滤得到含肉桂酸的滤液,降温后,由于肉桂酸在水中的溶解度很小,可得肉桂酸晶体,此时肉桂酸中仍然还有一些可溶性的杂质,如乙酸,可通过重结晶进行提纯,得到纯净的肉桂酸。
【详解】(1)由图象可知,仪器b为直型冷凝管;
(2)由题目所给信息可知,反应物乙酸酐遇水发生水解,故合成时装置必须是干燥;
(3)根据题目所给信息可知,乙酸酐加水生成醋酸,加入Na2CO3调pH时,会产生大量泡沫不利于准确测定pH;
(4)第③步将乙酸酐、乙酸除去了,此时进行水蒸气蒸馏,能除苯甲醛;
(5)过滤后活性炭等杂质留在滤渣里,肉桂酸留在滤液里,常温下,肉桂酸的溶解度很小,趁热过滤,是为了增大肉桂酸的溶解度,提高产率;
(6)肉桂酸中仍然还有一些可溶性的杂质,如乙酸,可通过重结晶进行提纯,得到纯净的肉桂酸。苯甲醛的物质的量为,故肉桂酸的理论产量为0.03mol,质量为0.03mol×148g/mol=4.44g,产率为 ;
18.(1)含C、H或C、H、O元素的有机物
(2)得到较大的晶体,减少吸附的杂质
(3)吸收燃烧后产生的(g)
(4)g接f,e接h,i接c(或d),d(或c)接a(或b)
(5)
(6)减小
(7)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气
(8)
【解析】(1)
用F装置加热固体样品,用碱石灰测定二氧化碳的质量,用无水氯化钙测定水的质量,根据有机物的质量,可以确定有机物中是否含有氧元素,故该方法可以测定含C、H、O或C、H元素的固态有机物。
(2)
为了得到较大的晶体,减少吸附的杂质,所以要在静置条件下结晶。
(3)
根据(1)的分析,B管的作用是吸收有机物燃烧产生的水蒸气。
(4)
D装置中生成氧气,先通过装有浓硫酸的C装置除去水蒸气,然后进入F装置与样品反应,生成物先通过B装置吸收反应产生的水蒸气,再通过A装置吸收产生的二氧化碳,故连接顺序为g接f,e接h,i接c(或d),d(或c)接a(或b)。
(5)
E中装有的是过氧化氢,过氧化氢与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,其离子方程式为。
(6)
CuO网可与有机物不完全燃烧产生的CO反应生成CO2,如果去掉CuO网,可能存在部分CO不能被A装置吸收,导致A管增重减小。
(7)
空气中的二氧化碳和水蒸气会进入A中,影响二氧化碳质量的测定,故A后再增加一个A装置,其主要目的是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气。
(8)
B管增重0.36g,则,
管增重1.76g,则,
,
,最简式为。
19.(1) 分液漏斗 2H2O22H2O+O2↑
(2)吸收氧气的水或干燥氧气
(3)C4H10O
(4) 74 醚键 CH3CH2OCH2CH3
(5) 合理 防止空气中的水和二氧化碳进入E,影响测定准确性
【分析】本实验采用燃烧法,通过产物的质量来确定有机物的组成,反应原理为有机物与氧气反应,充分氧化后生成二氧化碳与水。A装置为氧气的制备,反应为,B装置用浓硫酸吸收水蒸气,目的是获取纯净的氧气,C装置为有机样品与氧气的反应,硬质玻璃管中的氧化铜用来保证有机物完全氧化为二氧化碳和水,D和E装置分别用来吸收产物水和二氧化碳,据此分析来解题。
(1)
A装置是制备氧气的装置,仪器a的名称分液漏斗,A装置中反应的化学方程式为;故答案为分液漏斗,;
(2)
实验是用纯氧氧化管内样品,因此B装置中浓硫酸的作用是吸收氧气中的水,故答案为吸收氧气中的水或干燥氧气;
(3)
已知样品中有机物只含C、H、O三种元素中的两种或三种,D管质量增加0.90g,是产物水的质量,则,E管质量增加1.76g,是产物二氧化碳的质量,则,因此该样品中碳元素和氢元素的总质量为, ,所以C、H、O的原子个数比为0.04:0.1:0.01=4:10:1, 有机物的最简式为C4H10O,故答案为C4H10O;
(4)
由质谱图可知,样品中有机物的相对分子质量为74;由红外光谱图可知,官能团是醚键;由核磁共振氢谱可知,有机物只含有两种氢原子,结构对称,则有机物的结构简式为CH3CH2OCH2CH3,故答案为74,醚键,CH3CH2OCH2CH3;
(5)
E装置用碱石灰来吸收产物二氧化碳,而空气中的水蒸气和二氧化碳也可能被碱石灰吸收,因此在装置E后加一个盛有碱石灰的U形管,会减少测定误差,故答案为合理,防止空气中的水和二氧化碳进入E,影响测定准确性;
20. 将装置中的空气排净 A和D D CxHyOzNp+(x+-)O2xCO2+H2O+N2 ABD 不能 因为烧碱将同时吸收CO2和H2O两种气体,使实验结果缺少必要的数据,无法确定该氨基酸的分子组成
【分析】根据题意可知,用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成,用纯氧气将CxHyOzNp完全氧化成二氧化碳、水和氮气,用浓硫酸吸收水,用碱石灰吸收二氧化碳,用铜网吸收未反应的氧气,用排水量气法测得氮气的体积,为了准确测得各成分的质量,实验开始先用氧气将装置中的空气排尽,同时应按先吸收水,再吸收二氧化碳,再除氧气,最后测氮气的体积,根据元素守恒可计算出CxHyOzNp的组成,以此解答该题;
【详解】(1)空气中的氮气会产生干扰,实验开始时,首先要打开夹a,关闭夹b,通一段时间的纯氧,可以将装置中的N2排净,避免它对实验造成干扰,之后,则需关闭止水夹a,打开b;
(2)氨基酸和氧气的反应,以及铜网和氧气的反应都需要加热,因此需要加热的装置有AD;操作时应先点燃D处的酒精灯,吸收未反应的氧气,保证最终收集的气体为N2;
(3)在装置A中氨基酸和氧气在加热时发生氧化反应,化学方程式是:CxHyOzNp+(x+-)O2 xCO2+H2O+N2;
(4)根据上面的分析可知,为了确定此氨基酸的分子式,除了准确测量N2的体积外,还需得到氨基酸的摩尔质量、生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量,故合理选项是ABD;
(5)如果将装置中的B、C连接顺序变为C、B,因为碱石灰将同时吸收水蒸气与CO2,得不到二者各自的质量,无法计算C元素与H元素的含量,使实验结果缺少必要的数据,无法确定该氨基酸的分子组成。