安徽專(zhuān)用版高考化學(xué) 課時(shí)提能演練二十九 102 研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法 新人教版含精細(xì)解析

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1、【安徽】2019版化學(xué)復(fù)習(xí)方略 課時(shí)提能演練(二十九) 10.2 研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法(人教版) (45分鐘 100分) 一、選擇題(本題包括10小題,每小題6分,共60分) 1.(2019·蚌埠模擬)現(xiàn)有一瓶物質(zhì)甲和乙的混合物,已知甲和乙的某些性質(zhì)如下: 物質(zhì) 分子式 熔點(diǎn)℃ 沸點(diǎn)℃ 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 據(jù)此,將甲和乙互相分離的最佳方法是(  ) A.萃取法 B.過(guò)濾法 C.分餾法 D.分液法 2.下列說(shuō)法不正確的是(

2、  ) A.堿石灰能吸收水,不能吸收二氧化碳 B.有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式和分子式可能相同 C.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的不一定是醛類(lèi) D.與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2的有機(jī)物中含有羧基 3.最近科學(xué)家在-100 ℃的低溫下合成了一種烴X,其核磁共振氫譜表明該分子中的氫原子的化學(xué)環(huán)境沒(méi)有區(qū)別,根據(jù)分析,繪制了如圖所示的球棍模型。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(  ) A.烴X的分子式為C5H4 B.分子中碳原子的化學(xué)環(huán)境有2種 C.該有機(jī)物含有官能團(tuán) D.X分子中只有碳碳單鍵,沒(méi)有碳碳雙鍵 4.驗(yàn)證某有機(jī)物屬于烴,應(yīng)完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是(  ) A.只測(cè)定它的C、H原子數(shù)目比 B.只要證明它完全燃燒后

3、產(chǎn)物只有H2O和CO2 C.只測(cè)定其燃燒產(chǎn)物中H2O與CO2的物質(zhì)的量的比值 D.測(cè)定該試樣的質(zhì)量及試樣完全燃燒后生成CO2和H2O的質(zhì)量 5.(2019·杭州模擬)下列化合物中,核磁共振氫譜只出現(xiàn)兩組峰且峰面積之比為3∶2的是(  ) 6.(2019·宿州模擬)以M原子為中心形成的MX2Y2分子中X、Y分別只以單鍵與M結(jié)合。下列說(shuō)法正確的是(  ) A.MX2Y2分子有可能為正四面體結(jié)構(gòu) B.若MX2Y2分子為平面四邊形則無(wú)同分異構(gòu)體 C.若MX2Y2分子為四面體形就有兩種同分異構(gòu)體 D.若MX2Y2分子為四面體形則無(wú)同分異構(gòu)體 7.(預(yù)測(cè)題)X是一種天然有機(jī)物,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

4、如圖所示,常被用于香料或作為飲料的酸化劑,在食品和醫(yī)學(xué)上用作多價(jià)螯合劑,也是重要的有機(jī)合成原料。下列關(guān)于物質(zhì)X的說(shuō)法正確的是(  ) A.X不能發(fā)生消去反應(yīng) B.1 mol物質(zhì)X可以和4 mol NaOH反應(yīng) C.X的核磁共振氫譜中有6個(gè)峰 D.足量的X分別與等物質(zhì)的量的NaHCO3、Na2CO3 反應(yīng)得到的氣體物質(zhì)的量相同 8.某有機(jī)物在氧氣中充分燃燒,生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2,則下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.分子中C、H、O個(gè)數(shù)之比為1∶2∶3 B.分子中C、H個(gè)數(shù)之比為1∶4 C.分子中一定含有氧原子 D.此有機(jī)物的最簡(jiǎn)式為CH4 9.某有機(jī)樣品3

5、.1 g完全燃燒,燃燒后的混合物通入過(guò)量的澄清石灰水中,石灰水共增重7.1 g,經(jīng)過(guò)濾得到10 g沉淀。該有機(jī)樣品可能是(  ) A.乙二醇        B.乙醇 C.乙醛 D.甲醇 10.(2019·湖州模擬)某有機(jī)物分子,僅由C、H、O三種元素的13個(gè)原子組成,其分子中的電子總數(shù)為42。充分燃燒該有機(jī)物,所生成的CO2和水蒸氣在相同狀況下的體積之比為3∶4,則該有機(jī)物的分子式為(  ) A.C3H8O2B.C3H6O3 C.C4H8O D.C6H6O 二、非選擇題(本題包括3小題,共40分) 11.(14分)(探究題)電爐加熱時(shí)用純氧氣氧化管內(nèi)樣品,根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有

6、機(jī)物的組成,下列裝置是用燃燒法確定有機(jī)物分子式常用的裝置。 (1)產(chǎn)生的氧氣按從左到右流向,所選裝置各導(dǎo)管的連接順序是。 (2)C裝置中濃硫酸的作用是___________________________。 (3)D裝置中MnO2的作用是_________________________________。 (4)燃燒管中CuO的作用是__________________________________。 (5)若準(zhǔn)確稱(chēng)取0.90 g樣品(只含C、H、O三種元素中的兩種或三種),經(jīng)充分燃燒后,A管質(zhì)量增加1.32 g,B管質(zhì)量增加0.54 g,則該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式為_(kāi)__________

7、__。 (6)要確定該有機(jī)物的分子式,還要知道_______________________。 12.(10分)0.1 mol某飽和一元醇在足量的氧氣中完全燃燒,將燃燒后的產(chǎn)物依次通過(guò)足量的濃硫酸和足量的氫氧化鈉溶液,氫氧化鈉溶液增重17.6 g。 (1)該有機(jī)物的分子式為:_____________。 (2)該有機(jī)物的核磁共振氫譜中有2種峰,其強(qiáng)度為1∶9,則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:__________。 (3)該有機(jī)物有多種同分異構(gòu)體,其中核磁共振氫譜中峰的強(qiáng)度為: ①1∶2∶2∶2∶3?、?∶1∶2∶3∶3 ③1∶2∶1∶6則有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為: 13.(16分)(201

8、9·新課標(biāo)全國(guó)卷)香豆素是一種天然香料,存在于黑香豆、蘭花等植物中。工業(yè)上常用水楊醛與乙酸酐在催化劑存在下加熱反應(yīng)制得: 以下是由甲苯為原料生產(chǎn)香豆素的一種合成路線(xiàn)(部分反應(yīng)條件及副產(chǎn)物已略去) 已知以下信息: ①A中有五種不同化學(xué)環(huán)境的氫, ②B可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng), ③同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基通常不穩(wěn)定,易脫水形成醛基。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)香豆素的分子式為。 (2)由甲苯生成A的反應(yīng)類(lèi)型為;A的化學(xué)名稱(chēng)為。 (3)由B生成C的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)________。 (4)B的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有種,其中在核磁共振氫譜中只出現(xiàn)四組峰的有______

9、__種。 (5)D的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有種,其中: ①既能發(fā)生銀境反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)的是____________(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式); ②能夠與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2的是(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。 答案解析 1.【解析】選C。由于甲、乙熔點(diǎn)較低,采取冷卻法顯然不方便;又因?yàn)榧?、乙兩物質(zhì)均溶于水,所以用分液法、萃取法、過(guò)濾法不可行;故只能根據(jù)沸點(diǎn)的差異,采用分餾法分離甲和乙最為方便。 2.【解析】選A。A項(xiàng),堿石灰是一種混合物,既能吸收水,又能吸收二氧化碳;B項(xiàng),當(dāng)有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式中氫原子達(dá)到飽和時(shí),實(shí)驗(yàn)式和分子式相同。C項(xiàng),能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的還可能是葡萄糖等含有醛基的物質(zhì),不一定是醛

10、類(lèi);D項(xiàng),羧基能與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2。 3.【解析】選D。根據(jù)有機(jī)物的球棍模型結(jié)合碳、氫原子的成鍵特點(diǎn),可知該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)可表示為,上面的兩個(gè)碳原子之間以雙鍵相連,下面的兩個(gè)碳原子也以雙鍵相連,上下兩端的四個(gè)碳原子上各連有一個(gè)氫原子,烴X的分子式為C5H4;上下兩端的四個(gè)碳原子所處的化學(xué)環(huán)境相同,且與中間碳原子所處的化學(xué)環(huán)境不同,分子中碳原子的化學(xué)環(huán)境有2種,含有碳碳雙鍵官能團(tuán),所以選D。 4.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)烴是指僅含碳、氫兩種元素的化合物,驗(yàn)證某有機(jī)物屬于烴,需要證明該有機(jī)物含碳元素和氫元素,且不含其他元素; (2)對(duì)比反應(yīng)物和生成物中某些

11、元素量的關(guān)系來(lái)確定有機(jī)物是否含碳、氫之外的元素。 【解析】選D。A、B、C都不能說(shuō)明該有機(jī)物中是否還含有碳、氫以外的元素。 5.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)分子中有兩種不同環(huán)境的氫原子; (2)注意區(qū)分哪些碳原子上的氫原子是相同環(huán)境的。 【解析】選D。各有機(jī)物中氫原子的種類(lèi)和峰面積之比如表: 選項(xiàng) A B C D 圖示 氫原子種類(lèi) 3 2 2 2 峰面積之比 3∶2∶2 2∶6 6∶2 4∶6 6.【解析】選D。MX2Y2分子中M—X鍵和M—Y鍵不相同,其分子構(gòu)型不會(huì)是正四面體;若MX2Y2分子為平面結(jié)構(gòu),則可能有

12、兩種結(jié)構(gòu):;若MX2Y2分子為四面體結(jié)構(gòu),任何兩個(gè)X或任何兩個(gè)Y原子的空間位置都相同,沒(méi)有同分異構(gòu)體。 7.【解析】選D。X中連羥基的碳的鄰位碳原子上有氫原子,X可以發(fā)生消去反應(yīng),X中含3個(gè)羧基1個(gè)羥基,1 mol 物質(zhì)X只能與3 mol NaOH反應(yīng)(醇羥基不能與NaOH反應(yīng)),X中有4種處于不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,其核磁共振氫譜中有4個(gè)峰,根據(jù)碳守恒可知足量的X分別與等物質(zhì)的量的NaHCO3、Na2CO3 反應(yīng)得到等量的二氧化碳。 8.【解析】選B。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,該物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的二氧化碳中的碳和水中的氫均來(lái)源于有機(jī)物,CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2,則碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶

13、4,無(wú)法確定是否有氧。 9.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)石灰水增重的質(zhì)量是有機(jī)樣品燃燒生成的CO2和H2O的質(zhì)量之和。 (2)由10 g沉淀的質(zhì)量可求出碳的質(zhì)量,進(jìn)一步求出氫的質(zhì)量,再求出氧的質(zhì)量。 【解析】選A。n(C)=n(CO2)=n(CaCO3)==0.1 mol n(H)=2n(H2O) =2× =0.3 mol 用有機(jī)物的質(zhì)量減去碳、氫質(zhì)量即為有機(jī)物中氧的質(zhì)量,進(jìn)一步求得氧原子的物質(zhì)的量為0.1 mol有機(jī)物中n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1∶0.3∶0.1 =1∶3∶1 符合這一比例要求的為乙二醇(C2H6O2)。 10.【解析】選A

14、。該有機(jī)物分子中的電子總數(shù)為42,充分燃燒產(chǎn)生的CO2和水蒸氣在相同狀況下的體積比為3∶4,分子中碳?xì)湓觽€(gè)數(shù)之比為3∶8,即可推出其分子式為C3H8O2。 11.【解析】本題利用H2O2在MnO2催化下分解產(chǎn)生氧氣,用濃硫酸除去其中的水蒸氣后,純凈的O2氧化有機(jī)物生成CO2和H2O,利用裝置B測(cè)定H2O的質(zhì)量,利用裝置A測(cè)定CO2的質(zhì)量,從而可求出有機(jī)物含有的C、H(或O)的質(zhì)量,進(jìn)而求出有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式。電爐中CuO的作用是為了盡可能保證有機(jī)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(

15、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,故該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式為CH2O。 (6)要確定有機(jī)物的分子式,還需測(cè)出有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量。 答案:(1)g-f-e-h(huán)-i-c(或d)-d(或c)-a(或b)-b(或a) (2)吸收水分,得到干燥純凈的氧氣 (3)催化劑,加快O2的生成速率 (4)使有機(jī)物充分氧化生成CO2和H2O (5)CH2O (6)有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量 12.

16、【解析】飽和一元醇應(yīng)符合CnH2n+2O,氫氧化鈉溶液增重的質(zhì)量為有機(jī)物燃燒產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量,即0.1 mol CnH2n+2O完全燃燒生成17.6 g二氧化碳,可求得n=4,該有機(jī)物的分子式為C4H10O,C4H10O可能為CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH,結(jié)合核磁共振氫譜中峰的強(qiáng)度之比確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。 答案:(1)C4H10O (2)(CH3)3COH (3)①CH3CH2CH2CH2OH;②CH3CH2CH(OH)CH3;③(CH3)2CHCH2OH 13.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1

17、)可根據(jù)各步反應(yīng)的反應(yīng)條件,推測(cè)有機(jī)物的官能團(tuán); (2)再結(jié)合有機(jī)物分子式的不飽和程度及性質(zhì)確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 【解析】(1)根據(jù)香豆素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式推出分子式為C9H6O2。 (2)A中有五種不同化學(xué)環(huán)境的氫,且由已知條件工業(yè)上用水楊醛制香豆素的反應(yīng)可知,需要在甲基鄰位取代,由甲苯生成A的反應(yīng)類(lèi)型為取代反應(yīng)。因?yàn)槭青徫蝗〈?,所以A的名稱(chēng)為鄰氯甲苯或2-氯甲苯。 (3)B中甲基上的兩個(gè)H原子被氯原子取代,生成C。 (4)B的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有: 共四種。核磁共振氫譜中只出現(xiàn)四組峰即只有四種氫原子,觀察這四種物質(zhì), 都有四種氫原子。 (5)D為,其中含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體

18、有: 四種,既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)的是,能夠與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2的是。 答案:(1)C9H6O2 (2)取代反應(yīng) 2-氯甲苯(鄰氯甲苯) (4)4 2 (5)4 【方法技巧】鍵線(xiàn)式表示的有機(jī)物分子式的推導(dǎo) (1)鍵線(xiàn)式中的端點(diǎn)、折點(diǎn)、交叉點(diǎn)上都表示碳原子,由此確定碳原子數(shù); (2)確定含有的官能團(tuán)個(gè)數(shù),確定其他元素原子個(gè)數(shù); (3)由碳四價(jià)、氧二價(jià)、氮三價(jià)等來(lái)確定分子中的氫原子數(shù); (4)氫原子數(shù)也可根據(jù)不飽和度計(jì)算。多一個(gè)不飽和鍵少兩個(gè)氫原子,多一個(gè)環(huán)少兩個(gè)氫原子。 內(nèi)容總結(jié) (1)根據(jù)有機(jī)物的球棍模型結(jié)合碳、氫原子的成鍵特點(diǎn),可知該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)可表示為,上面的兩個(gè)碳原子之間以雙鍵相連,下面的兩個(gè)碳原子也以雙鍵相連,上下兩端的四個(gè)碳原子上各連有一個(gè)氫原子,烴X的分子式為C5H4 (2)(2)由10 g沉淀的質(zhì)量可求出碳的質(zhì)量,進(jìn)一步求出氫的質(zhì)量,再求出氧的質(zhì)量

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