2022高中化学 1.4研究有机化合物的一般步骤和方法课课练（pdf）新人教版选修5.pdf
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法 1.能描述研究有机化合物的一般步骤。2.能应用分离、 提纯有机物的常规操作。 3.能列举测定有机物的元素组成、 相对分子质量和分子结构的现代物理方法。开心自主预习, 轻松搞定基础。1.有机物的分离、 提纯方法蒸馏法适用于杂质与有机物沸点相差 的分离方法; 重结晶要求被提纯的物质的溶解度随着温度变化 , 而杂质溶解度随着温度变化 的一种分离方法; 萃取是根据有机物在两种互不相溶的溶剂中的 不同, 将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。2.元素分析(1) 定性分析: 用化学方法鉴定有机物分子的元素组成, 如燃烧后,C生成 ,H生成 ,C l生成 。(2)定 量 分 析:将 一 定 量 的 有 机 物 燃 烧 并 , 从 而 推 算 出 各 组 成 元 素 的 , 然后计算有机物分子中所含元素原子最简单的整数比, 确定 。3.相对分子质量的测定 质谱法质荷比: 指分子离子或碎片离子的 与其 的比值。4.有机物分子结构的鉴定(1) 红外光谱法作用: 初步判断某有机物中含有何种化学键或官能团。原理: 不同的官能团或化学键 不同, 在红外光谱图中处于不同的位置。(2) 核磁共振氢谱作 用:测 定 有 机 物 分 子 中 氢 原 子 的 。原理: 处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的位置不同, 而且吸收峰的面积与 成正比。分析: 吸收峰数目= , 吸收峰面积比= 。重难疑点, 一网打尽。5.除去下列物质内所含的杂质( 括号内的物质) , 所选用的试剂不正确的是( ) 。A.乙酸( 苯甲酸) :N a OH溶液B.甲烷( 乙烯) : 溴水C.苯( 苯甲酸) :N a OH溶液D.乙炔( 硫化氢) : 亚硫酸钠酸性溶液6.有机物A完全燃烧只生成C O2和H2O, 将1 2g该有机物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸, 浓硫酸增重1 4. 4g, 再通过足量碱石灰, 碱石灰增重2 6. 4g, 该有机物的分子式是( ) 。A. C4H1 0B. C2H6OC. C3H8OD. C2H4O27.某气态化合物X含C、H、O三种元素, 现已知下列条件:X中C的质量分数;X中H的质量分数;X在标准状况下的体积;X对H2的相对密度;X的质量。欲确定化合物X的分子式, 所需的最少条件是( ) 。A.B.C.D.8.根据以下有关信息确定某有机物的组成:(1) 测定实验式: 某含C、H、O三种元素的有机物, 经 燃 烧 实 验 测 得 其 碳 的 质 量 分 数 为6 4. 8 6%, 氢的质量分数为1 3. 5 1%, 则其实验式是 。(2) 确定分子式: 如图是该有机物的质谱图, 则其相 对 分 子 质 量 为 ,分 子 式 为 。源于教材、 宽于教材, 举一反三显身手。9.下列实验操作中错误的是( ) 。A.分液时, 分液漏斗中下层液体从下口放出, 上层液体从上口倒出B.蒸馏时, 应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口C.可用酒精萃取碘水中的碘D.称量时, 称量物放在称量纸上或烧杯中, 置于托盘天平的左盘, 砝码放在托盘天平的右盘1 0.某烃中碳和氢的质量比是2 45, 该烃在标准状况下的密度为2. 5 9g/L, 其分子式为( ) 。A. C2H6 B. C4H1 0 C. C5H1 8 D. C7H81 1.某有机物在氧气中充分燃烧, 生成等物质的量的水和二氧化碳, 则该有机物必须满足的条件是( ) 。A.分子中的C、H、O的个数比为123B.分子中C、H的个数比为12C.该有机物的相对分子质量为1 4D.该分子中肯定不含氧原子1 2.某化合物6. 4g在氧气中完全燃烧, 只生成8. 8gC O2和7. 2gH2O。下列说法正确的是( ) 。该化合物仅含碳、 氢两种元素该化合物中碳、 氢原子个数比为14无法确定该化合物是否含有氧元素该化合物中一定含有氧元素A. B. C. D.1 3.下列实验式中, 没有相对分子质量就可以确定分子式的是( ) 。CH3 CH CH2 C2H5A. B. C. D.1 4.科学家最近在-1 0 0的低温下合成了一种烃X, 红外光谱和核磁共振氢谱表明其分子中的氢原子所处的化学环境没有区别, 根据分析, 绘制了该分子的球棍模型如图所示, 下列说法中不正确的是( ) 。A.该分子的分子式为C5H4B.该分子中碳原子的化学环境有2种C. 1m o lX在一定条件下可与2m o lH2发生反应D.该分子中只有C C键, 没有C C键1 5.图(1) 和图(2) 是A、B两种物质的核磁共振氢谱。已知A、B两种物质都是烃类, 都含有6个氢原子。请根据图(1) 和图(2) 两种物质的核磁共振氢谱图选择出可能属于图(1) 和图(2) 的两种物质( ) 。(1)A的核磁共振氢谱 (2)B的核磁共振氢谱A. A是C3H6;B是C6H6B. A是C2H6;B是C3H6C. A是C2H6;B是C6H6D. A是C3H6;B是C2H61 6.分 子 式 为C2H4O2的 结 构 简 式 可 能 有CH3COOH和HCOOCH3两种, 为对其结构进行物理方法鉴定, 可用 或 。(1) 若为CH3COOH, 则红外光谱中应该有 个振动吸收; 核磁共振氢谱中应有 个峰。(2) 若为HCOOCH3, 则红外光谱中应该有 个振动吸收; 核磁共振氢谱中应有 个峰。1 7.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M n O2的 作 用 是 。(4)燃 烧 管 中C u O的 作 用 是 。(5) 若准确称取0. 9 0 g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. 3 2g,B管质量增加0. 5 4g, 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 。 第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法1.较大 较大 较小 溶解性2.(1)C O2 H2O HC l (2) 测定各产物的质量 质量分数实验式3.相对质量 电荷4.(1)吸收频率 (2)种类和数目 氢原子数 氢原子种类 氢原子数目比5.A 提示:A项, 乙酸和苯甲酸都能与N a OH反应而溶于该溶液, 因此A错误;B项, 乙烯与溴水发生加成反应, 从而除去了乙烯;C项, 苯甲酸溶于N a OH溶液而除去;D项, 通过亚硫酸钠酸性溶液, 硫化氢与亚硫酸钠反应生成了硫, 从而除去。6. C 提示: 浓H2S O4增重为H2O的质量, 碱石灰增重为C O2的质量, 即m(H2O)=1 4. 4g,m(C O2)=2 6. 4g, 易求出m(C)=7. 2g,m(H)=1. 6g, 则m(O)=3. 2g, 据此易求出有机物中C、H、O的原子个数比为381, 即有机物A的实验式为C3H8O, 因氢原子数已达饱和, 此实验式也就是有机物A的分子式。7. A 提示:C、H质量分数已知, 则O质量分数可求, 从而推出实验式, 结合相对分子质量即可求出分子式。8.(1)C4H1 0O (2)7 4 C4H1 0O提示: 本题结合元素分析和质谱分析考查有机物分子式的确定。(1) 该有机物的分子中C、H、O的原子个数比为:N(C)N(H)N(O)=6 4. 8 6%1 21 3. 5 1%11-6 4. 8 6%-1 3. 5 1%1 6=41 01, 因此该有机物的实验式为C4H1 0O。(2) 根据质谱图中质荷比最大的就是该有机物的相对分子质量, 则该有机物的相对分子质量为7 4, 该有机物的分子式为C4H1 0O。9. C 提示: 酒精与水互溶, 无法萃取碘水中的碘。1 0. B 提示: 先求最简式N(C)N(H)=2 41 251=25,故该烃的最简式为C2H5, 再求相对分子质量:2 2. 42. 5 9=5 8, 故该有机物的分子式为C4H1 0。1 1. B 提示: 根据生成等物质的量的H2O和C O2, 只能推断出分子中C、H个数比为12, 不能确定是否含有氧原子, 也不能推断其相对分子质量。1 2. B 提 示:n(C)=8. 8g4 4gm o l-1=0. 2m o l,n(H2O)=7. 2 g1 8gm o l-1=0. 4m o l; 则n(C)n(H)=0. 2(0. 42)=14, 所以正确;m(C)+m(H)=0. 2m o l 1 2gm o l-1+0. 8m o l 1gm o l-1=3. 2g, 小于6. 4g, 所以该化合物中含有氧元素,正确。1 3. D 提示: 由实验式的整数倍, 即可得到有机物的分子式。据烷烃通式, 当碳原子数为n时, 则氢原子数最多为2n+2。符合实验式C H3的只有C2H6; 符合实验式C H的有C2H2、C6H6等; 符合实验式C H2的有C2H4、C3H6等;符合实验式C2H5的只有C4H1 0。1 4. D 提示: 由题图所示可知该烃的分子式为C5H4, 碳原子化学环境有2种( 中间和上下碳原子不同) ,C原子所成化学键数目( 以单键算) 为4, 但上下碳原子都只和3个原子相连, 所以碳和碳中间应该有双键。1 5. B 提示: 核磁共振氢谱是记录不同氢原子核对电磁波的吸收情况来推知氢原子种类的谱图。根据题目给出的谱图, 图(1) 表示分子中只有一种氢原子。图(2) 表示分子中氢原子有3种, 且比例为213, 符合此情况的为B。1 6.红外光谱法 核磁共振氢谱法 (1)4 2(2)3 2提示: (1) 中有CH键、C O键、C O键、OH键四个振动吸收; 有“C H3” “OH” 两类氢, 应有两个峰; 同理(2)中有CH键、C O键、C O键三个振动吸收; 有两个峰。1 7.(1)g f,e h,i c( 或d),d( 或c)a( 或b)(2) 吸收水分, 保证氧气干燥纯净(3) 催化剂, 加快O2的生成(4) 使有机物充分氧化生成C O2和H2O(5)C H2O (6) 该有机物的相对分子质量提示: 本题利用H2O2在M n O2催化下分解产生氧气, 用浓硫酸除去 其中的水蒸气 后氧化有机物生 成C O2和H2O, 利用装置B测定H2O的质量, 利用装置A测定C O2的质量, 从而可求出有机物含有的各元素的质量, 进而求出有机物的实验式。电炉中C u O的作用是为了尽可能保证有机物全部氧化生成C O2和H2O。(5)n(C O2)=1. 3 2 g4 4gm o l-1=0. 0 3m o l,n(H2O)=0. 5 4 g1 8gm o l-1=0. 0 3m o l,m(O)=0. 9 0g -m(C)-m(H)=0. 9 0g -0. 0 3m o l 1 2gm o l-1-0. 0 3m o l 21gm o l-1=0. 4 8g,n(O)=0. 4 8 g1 6gm o l-1=0. 0 3m o l。因n(C)n(H)n(O)=0. 0 3m o l (0. 0 3m o l 2)0. 0 3m o l =121, 故该有机物的实验式为C H2O。(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。
