化学系基础有机化学实验竞赛试题(含答案)1014.pdf
共 5 页第 1页化学系基础有机化学实验竞赛试题一选择题1 提纯固体有机化合物不能使用的方法有：(A)A 蒸馏；B 升华；C 重结晶；D 色谱分离；2 重结晶提纯有机化合物时，一般杂质含量不超过：(B)A 10%；B 5%；C 15%；D 0.5%；3 重结晶提纯有机化合物脱色时，活性炭用量不超过：(B)A 10%；B 5%；C 15%；D 0.5%；4 重结晶时的不溶性杂质是在哪一步被除去的?(B)A 制备过饱和溶液；B 热过滤；C 冷却结晶；D 抽气过滤的母液中；5用混合溶剂重结晶时，要求两种溶剂；(C)A 不互溶；B 部分互溶；C 互溶；6 测熔点时，若样品管熔封不严或加热速度过快，将使所测样品的熔点分别比实际熔点：(B)A 偏高，偏高；B 偏低，偏高；C 偏高，不变；D 偏高，偏低；7 如果一个物质具有固定的沸点，则该化合物：(B)A 一定是纯化合物；B 不一定是纯化合物；C 不是纯化合物；8 微量法测定沸点时，样品的沸点为：(B)A 内管下端出现大量气泡时的温度；B 内管中气泡停止外逸，液体刚要进入内管时的温度；C 内管下端出现第一个气泡时的温度；9 利用折光率能否鉴定未知化合物?(A)A 能；B 不能；C 不一定；10下面哪种干燥剂不适用于干燥N,N,N,N-四甲基乙二胺：(CD)A MgSO4；B CaH2；C P2O5；D CaCl2；11用下列溶剂萃取水溶液时，哪种有机溶剂将在下层?(BD)A 二氯甲烷；B 乙醚；C 乙酸乙酯；D 石油醚；12乙醇中含有少量水，达到分离提纯目的可采用：(C)A 蒸馏；B 无水硫酸镁；C P2O5；D 金属钠；13搅拌器在下列何种情况下必须使用：(B)A 均相反应；B 非均相反应；C 所有反应14乙酸乙酯制备实验中，馏出液用饱和碳酸钠溶液洗涤后用饱和食盐水洗涤的作用是除去：(A)A 碳酸钠；B 乙酸；C 硫酸；D 乙醇15 手册中常见的符号 nD20，mp 和 bp 分别代表：(B)A 密度，熔点和沸点；B 折光率，熔点和沸点；C 密度，折光率和沸点；D 折光率，密度和沸点二填空题1 遇到酸烧伤时，首先立即用(大量水洗)，再用 3-5%的(碳酸氢钠)洗，然后涂烫伤膏。2 顺-丁烯二酸在水中的溶解度比反-丁烯二酸(大)，因为前者(极性大)。3 固体化合物中可熔性杂质的存在，将导致化合物的熔点(降低)，熔程(增长)。4 在两种或两种以上的液体混合物的沸点彼此接近时，可以利用(分馏)，的方法来进行分离，并利用(沸点-组成曲线 or相图)来测定各馏分的组成。5在加热蒸馏中忘记加沸石，应先将体系(冷却)，再加入沸石；中途因故停止蒸馏后，重新加热蒸馏时要(补加)沸石。6 减压蒸馏装置包括蒸馏、(减压)、(检测)和保护四个部分，为防止损坏抽共 5 页第 2页气泵，保护部分常使用氯化钙、氢氧化钠、石蜡等干燥塔，它们的功能分别是：(吸收水分)、(吸收酸性气体)、和(吸收烃类溶剂)。7 萃取操作振摇分液漏斗后，放气时，应使分液漏斗的上口(向下倾斜)，下部支管口应(指向斜上方无人处)；待液体分层后，打开(上面玻璃塞)，再将(活塞缓缓旋开)，下层液体自(活塞)放出，上层液体从分液漏斗(上口)倒出。8 若实验中遇到着火，不要惊慌失措，应先关闭(电源)，移去附近(易燃)物，寻找适当灭火器材扑灭火源。切忌用(水)灭火。9 对于较长时间不使用的分液漏斗个滴液漏斗，应在活塞处(与磨口间垫上纸片)。10由环己酮制备环己酮肟时，要加入碱，其作用(中和盐酸，释放羟氨)。11为了提高萃取效率，要采用(少量多次)的原则，一般萃取 3-4次。还可以利用(盐析)效应，在水溶液中加入一定量的(饱和食盐水)，以降低有机物在水中的溶解度。12蒸馏广泛地应用于分离和纯化有机化合物，它是根据混合物中各组分的蒸气压不同而达到分离目的的。根据化合物的性质可采取(常压)蒸馏，(减压)蒸馏和水蒸气蒸馏等。13测熔点时，温度计的水银球应处于提勒管左侧的(上下两交叉管之间)，测定易升华样品的熔点时，应将熔点管的开口端(熔封)，以免升华。14一物质的折光率不仅与它的结构和光线的(波长)有关，而且也受(温度)和压力等因素的影响。15 萃取是利用物质(在两种互不相溶或微溶的溶剂中的溶解度或分配比的不同)，来达到分离、提取或纯化的目的。在实验室，萃取操作通常在(分液漏斗)中进行。16提勒管中作为浴液的 H2SO4变黑时，可加入少许(硝酸钾)共热使之脱色，然后再使用。测熔点时一定要记录(初熔)和(全熔)的温度。17干燥液体有机化合物A时，由于干燥剂直接加入 A中，所以干燥剂必须是(不与该物质发生化学反应或起催化作用)，(也不溶于该 液体中)并且具有一定的(吸水量)。干燥后的化合物要进行蒸馏纯化。蒸馏前，干燥剂(应先除去)。若干燥剂的吸水是不可逆的，则干燥剂在蒸馏前(则不必除去)。三问答题1 在茶叶中提取咖啡因实验中：（1）本实验步骤主要包括哪几步？多步操作的目的何在？（2）将蒸馏剩余液趁热倒入蒸发皿中后，为何要加入生石灰？（3）什么是升华？凡是固体有机物是否都可用升华方法提纯？升华方法有何优缺点？答:（1）步骤:将茶叶放入脂肪提取器中,乙醇为溶剂,加热回流至提取液颜色变浅。改为蒸馏装置,蒸出大部分乙醇,将残液转移至蒸发皿中,加入研细的生石灰。加热烘干。将玻璃棒将残渣刮起研细,均匀铺在蒸发皿底部,上面放一带有小孔的滤纸,再盖上一个玻璃漏斗,并堵上颈孔,小火加热升华。（2）目的是为了脱水及中和酸性物质.（3）升华即某固态物质受热后不经过液态直接气化,蒸汽受到冷却又直接变为固体的过程.不一定,只有在其熔点温度以下具有相当高的蒸汽压的固态物质,才可用升华来提纯,其次是与杂质的蒸汽压差要大.优点 是可以得到高纯度的产物,缺点是操作时间长,损失也较大,实验室一般只用于较少量的纯化.2 用薄层色谱法鉴别A、B两瓶无标签的化合物是否为同一化合物实验中：（1）什么是化合物的Rf值？（2）展析缸中展开剂的高度超过薄层板点样点时，对薄层色谱有何影响？（3）简述薄层色谱的原理和主要应用。答:（1）一种物质在 TLC上上升的高度与展开剂上升高度的比值,称作该化合物的比移值,用 Rf表示.共 5 页第 3页（2）会使化合物 A,B溶解在展开剂中,污染了展开剂,影响鉴别效果.（3）原理是在吸附剂和展开剂对混合物的共同作用下将混合物分离的一种操作,由于吸附剂对混合物中的各个组分的吸附能力不同,当展开剂流经吸附剂时,发生无数次的吸附和解吸,吸附力弱的组分随流动相向前移动,吸附力强的组分滞留在后.应用是可用于分离提纯混合物.3 在制备8-羟基喹啉的实验中：（1）为什么第一次水蒸气蒸馏要在酸性条件下进行？第二次却要在中性条件下进行？（2）在 Skraup反应中，为何甘油的含水量必须小于 0.5%？浓硫酸，硝基酚的作用各是什么？（3）试写出用对甲苯胺作原料，经Skraup反应后生成的产物是什么？硝基化合物应如何选择？答:（1）第一次水蒸汽蒸馏是为了除去未反应的邻硝基苯酚(酸性),保持酸性环境可避免生成盐,从而影响原料的分离.第二次水蒸汽蒸馏时为了得到8-羟基喹啉,由于产物能与酸和碱反应生成盐,且成盐后不能被水蒸汽蒸馏出来,应在中性条件下进行.（2）反应中,甘油在浓硫酸作用下脱水生成丙稀醛,如果含水量大,则目标产物产率不高.浓硫酸作用是脱水作用,使甘油脱水生成丙烯醛,并使邻氨基酚与丙烯醛的加成物脱水.硝基酚是弱氧化剂,经生成的环产物氧化为8-羟基喹啉.（3）得到6-甲基喹啉,应选用对甲基硝基苯作为硝基化合物.4 在制备环己烯的实验中：（1）在制备过程中为什么要控制分馏柱顶部的温度？（2）在粗制的环己烯中，加入精盐使水层饱和的目的是什么？（3）用20 g 环己醇为原料，用本实验的方法制备得到 12 g 环己烯，试计算本反应的产率。答:（1）由于反应中环己烯与水形成共沸物(沸点 70.8，含水 l0)；环己醇与环己烯形成共沸物(沸点 64.9,含环己醇30.5)；环己醇与水形成共沸物(沸点 97.8,含水 80)。因比在加热时温度不可过高，蒸馏速度不宜太快。以减少未作用的环己醇蒸出。（2）加入精盐的目的是减少环己烯在水中的溶解,提高萃取产率.（3）73.2%四实验题1在实验室和工业上都采用正丁醇在浓硫酸催化剂存在下脱水制备正丁醚。反应式：2CH3CH2CH2CH2OHH2SO4,134-135oCCH3CH2CH2CH2OC H2CH2CH2CH3H2O+副反应：CH3CH2CH2CH2OHC4H8H2O+H2SO4135oC主要试剂及实验装置：三口瓶，温度计，分水器，回流冷凝管，加热装置，分液漏斗，蒸馏装置；正丁醇（C.P.含量 98%，12.5g），硫酸（C.P.含量 98%，4 g），无水氯化钙。物理常数及化学性质：正丁醇：沸点 117.7，密度 0.8098，折光率 1.3992，无色透明易燃液体，溶于水、苯，易溶于丙酮，与乙醚、丙酮可以任意比例混合；正丁醚：沸点 142.0，密度 0.7689，折光率 1.3992，无色液体，不溶于水，与乙醇、乙醚混溶，易溶于丙酮。（1）根据以上信息设计利用正丁醇制备正丁醚的实验步骤，并画出实验装置图；（2）反应过程中产生的水如何除去，并给出原因。答:（1）（一）粗产品的制备1、投料：共 5 页第 4 页15.5 ml 2.5 ml 100 ml ,2、安装回流装置：三口瓶一侧口安装温度计，温度计的水银球必须浸入液面以下，另一侧口塞住，中口装上分水器，分水器上端接一回流冷凝管，在分水器中放置（v-2）mL 水。3、加热回流，控制温度 134135。用电热套小心加热烧瓶，使瓶内液体微沸，回流分水。反应生成的水以共沸物形式蒸出，经冷凝后收集在分水器下层，上层较水轻的有机相积至分水器支管时返回反应瓶中。4、当烧瓶内温度升至 135左右，分水器已全部被水充满时可停止反应，反应约需 1.5h。（二）粗品精制1、冷却至室温，把混合物连同分水器里的水一起倒入盛有 25mL 水的分液漏斗中，充分振摇，静止后弃去水层。2、有机层依次用 16mL50硫酸分两次洗涤、10mL 水洗涤，然后用无水氯化钙干燥。3、精馏：将干燥后的产物滤入蒸馏瓶中蒸馏，收集 139142馏分。产量 56g，产率约50。本实验约需56h。（2）水的除去1、如果从醇转变为醚的反应是定量进行的话，那么反应中应该被除去的水的体积数可以从下式来估算。例：本实验是用12.5g正丁醇脱水制正丁醚，那么应该脱去的水量是：12.5g18gmol-1（274）gmol-11.52g，所以，在实验以前应预先在分水器里加（v-2）mL 水，v 为分水器的容积，那么加上反应以后生成的水一起正好盛满分水器从而使汽化冷凝后的醇正好溢流返回反应瓶中，从而达到自动分离的目的。2、本实验利用恒沸点混合物蒸馏的方法将反应生成的水不断从反应中除去。正丁醇、正丁醚和水可能生成以下几种恒沸点混合物：反应开始后，生成的水以共沸物形式不断排出，瓶内主要是正丁醇和正丁醚，反应物温度维持118120，随着反应的进行，温度逐渐升高，反应后期温度可达到140。分水器全部被水充满后即可停止反应。2化合物 A、B、C和 D互为同分异构体，分子量为 136，分子中只含碳、氢、氧，其中氧的含量为 23.5%。实验表明：化合物 A、B、C和 D均是一取代芳香化合物，其中 A、共 5 页第 5 页C和 D的芳环侧链上只含一个官能团。4 个化合物在碱性条件下可以进行如下反应：ANaOH E(C7H6O2)+FBNaOH G(C7H8O)+HCNaOH I()+JDNaOH +H2OK（1）分别画出A、B、C和 D的结构简式；（2）A和 D分别与NaOH溶液发生了哪类反应？（3）写出 H分子中官能团的名称；（4）现有如下溶液：HCl、HNO3、NH3H2O、NaOH、NaHCO3、饱和 Br2水、FeCl3和 NH4Cl，从中选择合适试剂，设计一种实验方案，鉴别 E、G和 I。答：1.A.苯甲酸甲酯B.甲酸苯甲酯C.乙酸苯酯D.2-羟基-2-苯基乙醛2.A.是酯的水解D.是消去脱水反应3.首 先 判 断 E为 苯 甲 酸，G为 苯 甲 醇，I 为 苯 酚（1）加 入 碳 酸 氢 化 钠，水 相 为 苯 甲 酸 钠，有 机 相 为 苯 甲 醇 和 苯 酚，鉴 别 出E（2）有 机 相 中 加 入 氢 氧 化 钠，水 相 为 苯 酚 钠，鉴 别 出I（3）余 下 的 为 G
