版高考化学 课时提能演练二十九 102 研究有机化合物的一般步骤和方法 新人教版含精细解析.docx

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【安徽】2013版化学复习方略课时提能演练（二十九）10.2研究有机化合物的一般步骤和方法（人教版）

（45分钟100分）

一、选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分）

1.（2012·蚌埠模拟）现有一瓶物质甲和乙的混合物，已知甲和乙的某些性质如下：

物质

分子式

熔点℃

沸点℃

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

据此，将甲和乙互相分离的最佳方法是（　　）

A.萃取法B.过滤法

C.分馏法D.分液法

2.下列说法不正确的是（　　）

A.碱石灰能吸收水，不能吸收二氧化碳

B.有机物的实验式和分子式可能相同

C.能发生银镜反应的不一定是醛类

D.与NaHCO3溶液反应产生CO2的有机物中含有羧基

3.最近科学家在－100℃的低温下合成了一种烃X，其核磁共振氢谱表明该分子中的氢原子的化学环境没有区别，根据分析，绘制了如图所示的球棍模型。

下列说法中错误的是（　　）

A.烃X的分子式为C5H4

B.分子中碳原子的化学环境有2种

C.该有机物含有官能团

D.X分子中只有碳碳单键，没有碳碳双键

4.验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是（　　）

A.只测定它的C、H原子数目比

B.只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2

C.只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值

D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量

5.（2012·杭州模拟）下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是（　　）

6.（2012·宿州模拟）以M原子为中心形成的MX2Y2分子中X、Y分别只以单键与M结合。

下列说法正确的是（　　）

A.MX2Y2分子有可能为正四面体结构

B.若MX2Y2分子为平面四边形则无同分异构体

C.若MX2Y2分子为四面体形就有两种同分异构体

D.若MX2Y2分子为四面体形则无同分异构体

7.（预测题）X是一种天然有机物，其结构简式如图所示，常被用于香料或作为饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，也是重要的有机合成原料。

下列关于物质X的说法正确的是（　　）

A.X不能发生消去反应

B.1mol物质X可以和4molNaOH反应

C.X的核磁共振氢谱中有6个峰

D.足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3反应得到的气体物质的量相同

8.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，则下列说法中正确的是（　　）

A.分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3

B.分子中C、H个数之比为1∶4

C.分子中一定含有氧原子

D.此有机物的最简式为CH4

9.某有机样品3.1g完全燃烧，燃烧后的混合物通入过量的澄清石灰水中，石灰水共增重7.1g，经过滤得到10g沉淀。

该有机样品可能是（　　）

A.乙二醇　　　　　　　　B.乙醇

C.乙醛D.甲醇

10.（2011·湖州模拟）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.C4H8OD.C6H6O

二、非选择题（本题包括3小题，共40分）

11.（14分）（探究题）电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。

（1）产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是　　　　　。

（2）C装置中浓硫酸的作用是___________________________。

（3）D装置中MnO2的作用是_________________________________。

（4）燃烧管中CuO的作用是__________________________________。

（5）若准确称取0.90g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经充分燃烧后，A管质量增加1.32g，B管质量增加0.54g，则该有机物的实验式为_____________。

（6）要确定该有机物的分子式，还要知道_______________________。

12.（10分）0.1mol某饱和一元醇在足量的氧气中完全燃烧，将燃烧后的产物依次通过足量的浓硫酸和足量的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液增重17.6g。

（1）该有机物的分子式为：

_____________。

（2）该有机物的核磁共振氢谱中有2种峰，其强度为1∶9，则该有机物的结构简式为：

__________。

（3）该有机物有多种同分异构体，其中核磁共振氢谱中峰的强度为：

①1∶2∶2∶2∶3　②1∶1∶2∶3∶3　③1∶2∶1∶6则有机物的结构简式分别为：

①　　　　　　；②　　　　　　；③　　　　　　。

13.（16分）（2011·新课标全国卷）香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。

工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：

以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线（部分反应条件及副产物已略去）

已知以下信息：

①A中有五种不同化学环境的氢，

②B可与FeCl3溶液发生显色反应，

③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成醛基。

请回答下列问题：

（1）香豆素的分子式为　　　　　　。

（2）由甲苯生成A的反应类型为　　　　；A的化学名称为　　　　　　　　。

（3）由B生成C的化学反应方程式为_________。

（4）B的同分异构体中含有苯环的还有　　　　　种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有________种。

（5）D的同分异构体中含有苯环的还有　　　　　种，其中：

①既能发生银境反应，又能发生水解反应的是____________（写结构简式）；

②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是　　　　　（写结构简式）。

答案解析

1.【解析】选C。

由于甲、乙熔点较低，采取冷却法显然不方便；又因为甲、乙两物质均溶于水，所以用分液法、萃取法、过滤法不可行；故只能根据沸点的差异，采用分馏法分离甲和乙最为方便。

2.【解析】选A。

A项，碱石灰是一种混合物，既能吸收水，又能吸收二氧化碳；B项，当有机物的实验式中氢原子达到饱和时，实验式和分子式相同。

C项，能发生银镜反应的还可能是葡萄糖等含有醛基的物质，不一定是醛类；D项，羧基能与NaHCO3溶液反应产生CO2。

3.【解析】选D。

根据有机物的球棍模型结合碳、氢原子的成键特点，可知该有机物的结构可表示为

，上面的两个碳原子之间以双键相连，下面的两个碳原子也以双键相连，上下两端的四个碳原子上各连有一个氢原子，烃X的分子式为C5H4；上下两端的四个碳原子所处的化学环境相同，且与中间碳原子所处的化学环境不同，分子中碳原子的化学环境有2种，含有碳碳双键官能团，所以选D。

4.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：

（1）烃是指仅含碳、氢两种元素的化合物，验证某有机物属于烃，需要证明该有机物含碳元素和氢元素，且不含其他元素；

（2）对比反应物和生成物中某些元素量的关系来确定有机物是否含碳、氢之外的元素。

【解析】选D。

A、B、C都不能说明该有机物中是否还含有碳、氢以外的元素。

5.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：

（1）分子中有两种不同环境的氢原子；

（2）注意区分哪些碳原子上的氢原子是相同环境的。

【解析】选D。

各有机物中氢原子的种类和峰面积之比如表：

选项

A

B

C

D

图示

氢原子种类

3

2

2

2

峰面积之比

3∶2∶2

2∶6

6∶2

4∶6

6.【解析】选D。

MX2Y2分子中M—X键和M—Y键不相同，其分子构型不会是正四面体；若MX2Y2分子为平面结构，则可能有两种结构：

；若MX2Y2分子为四面体结构，任何两个X或任何两个Y原子的空间位置都相同，没有同分异构体。

7.【解析】选D。

X中连羟基的碳的邻位碳原子上有氢原子，X可以发生消去反应，X中含3个羧基1个羟基，1mol物质X只能与3molNaOH反应（醇羟基不能与NaOH反应），X中有4种处于不同化学环境的氢原子，其核磁共振氢谱中有4个峰，根据碳守恒可知足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3反应得到等量的二氧化碳。

8.【解析】选B。

根据质量守恒定律可知，该物质燃烧产生的二氧化碳中的碳和水中的氢均来源于有机物，CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则碳、氢原子个数比为1∶4，无法确定是否有氧。

9.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：

（1）石灰水增重的质量是有机样品燃烧生成的CO2和H2O的质量之和。

（2）由10g沉淀的质量可求出碳的质量，进一步求出氢的质量，再求出氧的质量。

【解析】选A。

n（C）＝n（CO2）＝n（CaCO3）＝

＝0.1mol

n（H）＝2n（H2O）

＝2×

＝0.3mol

用有机物的质量减去碳、氢质量即为有机物中氧的质量，进一步求得氧原子的物质的量为0.1mol有机物中n（C）∶n（H）∶n（O）＝0.1∶0.3∶0.1

＝1∶3∶1

符合这一比例要求的为乙二醇（C2H6O2）。

10.【解析】选A。

该有机物分子中的电子总数为42，充分燃烧产生的CO2和水蒸气在相同状况下的体积比为3∶4，分子中碳氢原子个数之比为3∶8，即可推出其分子式为C3H8O2。

11.【解析】本题利用H2O2在MnO2催化下分解产生氧气，用浓硫酸除去其中的水蒸气后，纯净的O2氧化有机物生成CO2和H2O，利用装置B测定H2O的质量，利用装置A测定CO2的质量，从而可求出有机物含有的C、H（或O）的质量，进而求出有机物的实验式。

电炉中CuO的作用是为了尽可能保证有机物全部氧化生成CO2和H2O。

（5）n（CO2）＝

＝0.03mol，n（H2O）＝

＝0.03mol，

m（O）＝0.90g－m（C）－m（H）＝0.90g－0.03mol×12g/mol－0.03mol×2×

1g/mol＝0.48g，n（O）＝

＝0.03mol。

因n（C）∶n（H）∶n（O）＝0.03mol∶（0.03mol×2）∶0.03mol＝1∶2∶1，故该有机物的实验式为CH2O。

（6）要确定有机物的分子式，还需测出有机物的相对分子质量。

答案：

（1）g－f－e－h－i－c（或d）－d（或c）－a（或b）－b（或a）

（2）吸收水分，得到干燥纯净的氧气

（3）催化剂，加快O2的生成速率

（4）使有机物充分氧化生成CO2和H2O

（5）CH2O　（6）有机物的相对分子质量

12.【解析】饱和一元醇应符合CnH2n＋2O，氢氧化钠溶液增重的质量为有机物燃烧产生二氧化碳的质量，即0.1molCnH2n＋2O完全燃烧生成17.6g二氧化碳，可求得n＝4，该有机物的分子式为C4H10O，C4H10O可能为CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH（OH）CH3、（CH3）2CHCH2OH、（CH3）3COH，结合核磁共振氢谱中峰的强度之比确定有机物的结构。

答案：

（1）C4H10O　

（2）（CH3）3COH

（3）①CH3CH2CH2CH2OH；②CH3CH2CH（OH）CH3；③（CH3）2CHCH2OH

13.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：

（1）可根据各步反应的反应条件，推测有机物的官能团；

（2）再结合有机物分子式的不饱和程度及性质确定有机物的结构简式。

【解析】

（1）根据香豆素的结构简式推出分子式为C9H6O2。

（2）A中有五种不同化学环境的氢，且由已知条件工业上用水杨醛制香豆素的反应可知，需要在甲基邻位取代，由甲苯生成A的反应类型为取代反应。

因为是邻位取代，所以A的名称为邻氯甲苯或2-氯甲苯。

（3）B中甲基上的两个H原子被氯原子取代，生成C。

（4）B的同分异构体中含有苯环的还有：

共四种。

核磁共振氢谱中只出现四组峰即只有四种氢原子，观察这四种物质，

都有四种氢原子。

（5）D为

，其中含有苯环的同分异构体有：

四种，既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是

，能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是

。

答案：

（1）C9H6O2

（2）取代反应　2-氯甲苯（邻氯甲苯）

（4）4　2

（5）4　

【方法技巧】键线式表示的有机物分子式的推导

（1）键线式中的端点、折点、交叉点上都表示碳原子，由此确定碳原子数；

（2）确定含有的官能团个数，确定其他元素原子个数；

（3）由碳四价、氧二价、氮三价等来确定分子中的氢原子数；

（4）氢原子数也可根据不饱和度计算。

多一个不饱和键少两个氢原子，多一个环少两个氢原子。