2022年高中化学综合实验题 2.pdf
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1、第1页共 23页高中化学综合实验题精华版一实验题共11小题1实验室用燃烧法测定某种a 一氨基酸 XCxHyOzNp的分子组成取1.67g X放在纯氧中充分燃烧, 生成 CO2、H20 和 N2现用如下图装置进行实验 铁架台、铁夹、酒精灯等未画出 ,请答复有关问题:实验结果: B中浓硫酸增重 0.81g,C中碱石灰增重 3.52g,F中收集到 112mL 标准状况气体 x 的相对分子质量为167,它是通过测定的填一种现代化学仪器试通过计算确定该有机物X的分子式2为测定某有机化合物A 的结构,进行如下实验:分子式确实定:1将有机物 A 置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成7.2g H2O 和 13.
2、2g CO2,消耗氧气 10.08L标准状况,则该物质中各元素的原子个数之比是2用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示质谱图,则其相对分子质量为,该物质的分子式是3根据价键理论,预测A 可能的结构简式:结构式确实定:4 核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值信号 ,根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目经测定,有机物 A 的核磁共振氢谱如图,则 A 的结构简式为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页第2页共 23页3有机物 A 是一种纯洁的无色黏稠液体, 易溶于水为研究 A 的组成与
3、结构,进行了如下实验,实验步骤:1称取 A 物质 18.0g,升温使其汽化, 测其密度是相同条件下H2的 45 倍,2A 的核磁共振氢谱如图:3另取 A 18.0g 与足量的 NaHCO32,假设与足量钠反应则生成0.2mol H24将此 18.0g A 在足量纯O2中充分燃烧, 并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者依次增重10.8g 和 26.4g根据以上实验,可以得出的结论:1A 的相对分子质量为:2A 中含有种氢原子此题涂卡 303A 的分子式为:4B 是 A 的同分异构体,与A 含有相同的官能团, B 在一定条件下可以反应生成八元环,试写出该反应的方程式4CO 、CH4均为常
4、见的可燃性气体1等体积的CO 和 CH4在相同条件下分别完全燃烧,转移的电子数之比是2已知在 101KPa时,CO的燃烧热为 283kJ/mol相同条件下,假设 2mol CH4完全燃烧生成液态水, 所放出的热量为 1mol CO完全燃烧放出热量的6.3 倍,CH4完全燃烧反应的热化学方程式是3120、101KPa下,a mL由 CO 、CH4组成的混合气体在b mLO2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强假设混合气体与O2恰好完全反应, 产生 b mLCO2,则混合气体中 CH4的体积分数为保留 2 位小数 假设燃烧后气体体积缩小了mL,则 a 与 b 关系的数学表示式是5用沉淀法测定KHCO3
5、和 Na2CO3固体混合物的组成,每次称取一定质量的样精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页第3页共 23页品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的BaOH2溶液,每次实验均充分反应,反应前后溶液体积变化忽略不计,实验记录见表:实验序号IIIIIIIV样品质量 gBaOH2溶液体积 mL300300300300300生成沉淀的质量 g答复以下问题:1样品中 KHCO3和 Na2CO3的物质的量之比2室温下第 III 组实验所得溶液中的OH物质的量浓度为6某实验小组用燃烧分析法测定某有机物中碳和氢等元素的含量,随后又对其进
6、行了性质探究 将已称量的样品置于氧气流中,用氧化铜作催化剂, 在高温条件下样品全部被氧化为水和二氧化碳,然后分别测定生成的水和二氧化碳的质量实验可能用到的装置如下图,其中A、D装置可以重复使用请答复以下问题:1请按气体流向连接实验装置BC AD 用装置编号填写 2B装置中制 O2时所用的药品是实验中,开始对 C装置加热之前,要通一段时间的氧气, 目的是;停止加热后, 也要再通一段时间的氧气,目的是3已知取 2.3g的样品 X进行上述实验,经测定A 装置增重 2.7g,D 装置增重4.4g试推算出 X物质的实验式:4该小组同学进一步实验测得:2.3g 的 X与过量金属钠反应可放出560mL H2
7、已换算成标准状况下 ,且已知 X分子只含一个官能团查阅资料后,学生们又进行了性质探究实验: 实验一:X在一定条件下可催化氧化最终生成有机物Y;实验二: X与 Y在浓硫酸加热条件下生成有机物Z则:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页第4页共 23页写出实验二中反应的化学方程式:除去 Z中混有的 Y所需的试剂和主要仪器是、5假设已知室温下2.3g液态 X在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时可放出 68.35kJ的热量,写出 X在氧气中燃烧的热化学方程式:7为测定某有机化合物A 的结构,进行如下实验【分子式确实定】H
8、22,消耗氧气 6.72L 标准状况下则该物质中各元素的原子个数比是; 2质谱仪测定有机化合物的相对分子质量为46,则该物质的分子式是;3根据价键理论,预测A 的可能结构并写出结构简式【结构式确实定】4核磁共振氢原子光谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值信号 ,根据峰值信号可以确定分子中氢原子的种类和数目例如:甲基氯甲基醚 ClCH2OCH3有两种氢原子图1 经测定,有机物A 的核磁共振氢谱示意图如图2,则 A 的结构简式为【性质实验】5A 在一定条件下脱水可生成B,B可合成包装塑料C,请写出 B转化为 C的化学反应方程式:6体育比赛中当运发动肌肉扭伤时,队医随即用氯乙烷沸点为12
9、.27对受伤部位进行局部冷冻麻醉 请用 B选择合适的方法制备氯乙烷, 要求原子利用率为 100%,请写出制备反应方程式:7A 可通过粮食在一定条件下制得,由粮食制得的 A 在一定温度下密闭储存,因为发生一系列的化学变化而变得更醇香请写出最后一步反应的化学方程式:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 23 页第5页共 23页8向一定量 MgCl2、AlCl3溶液中滴加常用试剂NaOH与盐酸 t 时刻之前滴加的试剂 a,t 时刻之后改滴试剂b ,沉淀的物质的量ymol与试剂体积 xmL间的关系曲线如下图试答复:1AB段所表示的反应
10、的离子方程式是;CD段所表示的反应的离子方程式是2假设向B 处生成的溶液中通入足量二氧化碳气体,反应的离子方程式是3a 是,b 是,且 ca :cb=4原混合液中, cAl3+ :cMg2+ :cCl=9某有机物 A含苯环是烃的含氧衍生物,为测定其组成有如下实验结果:在一定温度和压强下将A 汽化,其质量是同温、同压下氢气质量的76 倍;称取 7.6g有机物 A,在过量氧气中完全燃烧 将反应后的混合气体通过足量浓H2SO4后体积变为 10.64L ,浓硫酸增重 3.6g再将余下的气体通过盛有足量碱石灰的干燥管,气体体积减少至1.68L气体体积均在标准状况下测定 1确定 A 的分子式2 假设 A
11、物质遇 FeCl3溶液无显色反应, 1molA 只能与 1molNaOH反应,1molA与足量金属钠反应可生成1molH2,试确定 A 的结构简式写一种即可10某化学兴趣小组同学用实验室中一瓶久置的NaOH固体做了以下实验: 先称取 13.3g NaOH样品杂质为 Na2CO3 ,配成溶液,然后向溶液中逐滴加入浓度为 4mol/L 的盐酸,再根据生成CO2的体积计算出 Na2CO3的质量,从而进一步计算出样品中变质NaOH的质量?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页第6页共 23页请答复以下问题:1该实验的目的是?2
12、已知 20时,Na2CO3溶解度为 21.7g,NaOH溶解度为 108.3g?假设要将所称取的样品恰好溶解,最多需要蒸馏水g,溶解样品所需的仪器是?3实验测得加入盐酸的体积与产生CO2的体积标准状况关系如下图:则 13.3g 该样品中未变质的NaOH 的质量为;NaOH 的变质程度为用质量分数表示;与 NaOH反应消耗的盐酸体积为mL?4根据 “ 与 NaOH 反应消耗盐酸的体积 ” ,并对照上述图象,他们从实验中还发现了什么问题?,并由此得出了什么结论??11某有机化合物 A 经李比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为 6.67%,其余为氧。现用以下方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子
13、结构。方法一:用质谱法分析得知A 的相对分子质量为150。方法二:核磁共振仪测出A 的核磁共振氢谱有5 个峰,其面积之比为1:2:2:2:3。方法三:利用红外光谱仪测得A 分子的红外光谱如下图。请填空:1A 的分子式为。2A 的分子中含一个甲基的依据是。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页第7页共 23页aA 的相对分子质量bA 的分子式cA 的核磁共振氢谱图dA 分子的红外光谱图3A 的结构简式为。4A 的芳香类同分异构体有多种,其中符合以下条件:分子结构中只含一个官能团;分子结构中含有一个甲基;苯环上只有一个取代
14、基。则该类A的同分异构体共有种包含 A 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页第8页共 23页高中化学综合计算题精华版参考答案与试题解析一实验题共11小题1实验室用燃烧法测定某种a 一氨基酸 XCxHyOzNp的分子组成取1.67g X放在纯氧中充分燃烧, 生成 CO2、H20 和 N2现用如下图装置进行实验 铁架台、铁夹、酒精灯等未画出 ,请答复有关问题:实验结果: B中浓硫酸增重 0.81g,C中碱石灰增重 3.52g,F中收集到 112mL 标准状况气体 x 的相对分子质量为167,它是通过质谱仪测定的填一种现
15、代化学仪器试通过计算确定该有机物X的分子式C8H9NO3【解答】 解:测定相对分子质量可用质谱仪;因碱石灰质量增加量为CO2的质量,CO2的质量为 3.52g,其物质的量为12g/mol=0.96g,因 浓 硫 酸 质 量 增 加量 为水 的质 量, H2O 的质 量为 0.81g, 其物 质的 量为=0.045mol,nH=0.09mol,mH=0.09g,因氮气的体积为N2为 112mL,其物质的量为=0.005mol,nN=0.01mol,mN=0.14g,因 mC+mH+mN=1.19g,所以 mO=1.67g1.19g=0.48g ,nO=0.03mol,X的物质的量为=0.01mo
16、l, 所以 0.01molX中含有 C0.08molC , 0.09molH,0.01molN,0.03molO,所以该有机物X的分子式为 C8H9NO3故答案为:质谱仪;C8H9NO3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页第9页共 23页2为测定某有机化合物A 的结构,进行如下实验:分子式确实定:1将有机物 A 置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成7.2g H2O 和 13.2g CO2,消耗氧气 10.08L 标准状况,则该物质中各元素的原子个数之比是3:8:12用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图所示质
17、谱图,则其相对分子质量为60,该物质的分子式是C3H8O3根据价键理论,预测A 可能的结构简式:CH3CH2CH2OH、CH3CH2OCH3或CH3CHOHCH3结构式确实定:4 核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值信号 ,根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目经测定,有机物 A 的核磁共振氢谱如图,则 A 的结构简式为CH3CH2OCH3【解答】解: 1nC =n CO2=0.3mol,nH=2n H2O= 2=0.8mol,由 题意可 知 n H2O =0.4mol, n CO2 =0.3mol, n O2=0.45mol,+2=0.1mol,则有机物中 NC :N
18、H :NO=0.3mol:0.8mol:0.1mol=3:8:1,故答案为: 3:8:1;2因 nC :nH :nO=3:8:1,所以有机化合物的实验式为C3H8O,由质荷比可知相对分子质量为60,则分子式为 C3H8O,故答案为: 60;C3H8O;3有机物的分子式为C3H8O,分子中可能存在C C、C H、C O、OH 等化学键,可能的结构简式有CH3CH2CH2OH、CH3CH2OCH3或 CH3CHOHCH3,故答案精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页第10页共 23页为:CH3CH2CH2OH、CH3CH2
19、OCH3或 CH3CHOHCH3;4有机物 A 分子中有三种不同化学环境的氢原子,应为甲乙醚,其它都是四种氢,所以 A 的结构简式为 CH3CH2OCH3,故答案为: CH3CH2OCH33有机物 A 是一种纯洁的无色黏稠液体, 易溶于水为研究 A 的组成与结构,进行了如下实验,实验步骤:1称取 A 物质 18.0g,升温使其汽化, 测其密度是相同条件下H2的 45 倍,2A 的核磁共振氢谱如图:3另取 A 18.0g 与足量的 NaHCO32,假设与足量钠反应则生成0.2mol H24将此 18.0g A 在足量纯O2中充分燃烧, 并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者依次增重10.
20、8g 和 26.4g根据以上实验,可以得出的结论:1A 的相对分子质量为:902A 中含有C种氢原子此题涂卡 303A 的分子式为:C3H6O34B 是 A 的同分异构体,与A 含有相同的官能团, B 在一定条件下可以反应生成八元环,试写出该反应的方程式【解答】解: 1有机物质的密度是相同条件下H2的 45 倍,所以有机物质的相对分子质量 =452=90,故答案为: 90;2根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4 个峰值,则含 4 种类型的等效氢原子,故选 C,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 23 页第11页共 23页故答
21、案为: C;318.0gA的物质的量 =0.2mol,浓硫酸增重 10.8g,则生成水的质量是 10.8g,生成 nH2O=0.6mol,所含有 nH是 1.2mol,碱石灰增重 26.4g,生成 mCO2是 26.4g,nCO2=0.6mol,所以 nC是0.6mol,则 nA :nC :nH=0.2mol:0.6mol:1.2mol=1:3:6,则有机物中碳个数是 3,氢个数是 6,根据相对分子质量是90,所以氧原子个数是3,即分子式为: C3H6O3,故答案为: C3H6O3;4根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4 个峰值,则含 4 种类型的等效氢原子,且氢原子的个数比是3:1:1:1,所
22、以 A 的结构简式为:,B是A 的 同 分 异 构 体 , 与A 含 有 相 同 的 官 能 团 , 故B 的 结 构 简 式 为, B 在一定条件下可以反应生成八元环,故方程式为,故答案为:4CO 、CH4均为常见的可燃性气体1 等体积的 CO和 CH4在相同条件下分别完全燃烧, 转移的电子数之比是1:42已知在 101KPa时,CO的燃烧热为 283kJ/mol相同条件下,假设 2mol CH4完全燃烧生成液态水, 所放出的热量为 1mol CO完全燃烧放出热量的6.3 倍,CH4完全燃烧反应的热化学方程式是CH4g+2O2g=CO2g+2H2O1H=891.45kJ/mol精选学习资料
23、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 23 页第12页共 23页3120、101KPa下,a mL由 CO 、CH4组成的混合气体在b mLO2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强假设混合气体与O2恰好完全反应, 产生 b mLCO2,则混合气体中 CH4的体积分数为33%保留 2 位小数 假设燃烧后气体体积缩小了mL,则 a 与 b 关系的数学表示式是ba【解答】 解: 1一个 CO转移的电子数为2,一个 CH4转移的电子数为8,等体积的 CO ,CH4转移的电子数之比为1:4,故答案为: 1:4;2CO 的燃烧热为 283kJ/mol相同
24、条件下, 2molCH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为 283kJ 6.3=1782.9kJ ,故甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式为: CH4g+2O2g=CO2g+2H2O1H=891.45kJ/mol,故答案为: CH4g+2O2g=CO2g+2H2O1H=891.45kJ/mol;3燃烧的方程式分别为:2CO +O2=2CO2、CH4+2O2=CO2+2H2Og ,根据碳原子守恒可知, VCO +VCH4=VCO2 ,故 a=b,则:VCO +VCH4=a,0.5VCO +2VCH4=a,解得: VCO =amL,则:VCH4=mL,所以混合气体中甲烷的体积分数为:100%=33
25、% ,故答案为: 33%;燃烧发生反应:2CO +O2=2CO2、CH4+2O2=CO2+2H2Og ,燃烧后体积变化由CO燃烧导致,则:2CO +O2=2CO2体积减少 V2 1VCO mL故 VCO=0.5amL ,VCH4=0.5amL,由于完全燃烧,故0.5VCO +2VCH4 +2b,故 ba,故答案为: ba精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 23 页第13页共 23页5用沉淀法测定KHCO3和 Na2CO3固体混合物的组成,每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的BaOH2溶液,每次实验均充
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