研究有机化合物的一般步骤和方法 (2)

选考部分第一章第二节研究有机化合物的一般步骤和方法一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法，下列方法中不．能对二者进行鉴别的是()A．利用金属钠或者金属钾B．利用质谱法C．利用红外光谱法D．利用核磁共振氢谱解析：乙醇遇钠或钾产生氢气，而二甲醚无明显现象，A可鉴别；利用红外光谱法可确定化学键或官能团，C可鉴别；利用核磁共振氢谱可以推知分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目，D 可鉴别；利用质谱法只能确定有机物的相对分子质量，而二甲醚和乙醇的相对分子质量相同，B不能鉴别．[来源:学,科,网Z,X,X,K]答案：B2．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CO2C．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的质量解析：A、B、C都不能说明该有机物中是否还含有其他元素．答案：D3．现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液②乙醇和丁醇③溴与溴化钠溶液．分离以上各混合液的正确方法依次是()A．分液、萃取、蒸馏B．萃取、蒸馏、分液C．分液、蒸馏、萃取D．蒸馏、萃取、分液解析：乙酸乙酯和乙酸钠溶液不互溶，分成上下两层，可用分液漏斗进行分离；乙醇与丁醇互溶，但二者的沸点不同，可用蒸馏法分离；用有机溶剂可萃取出单质溴．答案：C4．有A、B两种烃，含碳元素的质量分数相等，下列关于A和B的叙述正确的是()A．A和B一定是同分异构体B．A和B不可能是同系物C．A和B实验式一定相同D．A和B各1 mol 完全燃烧后生成的CO2的质量一定相等解析：烃只有C、H两种元素，含碳元素的质量分数相等，则含氢元素的质量分数也相等，二者具有相同的实验式．答案：C5．质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在PMR谱中都给出了相应的峰(信号)．峰的强度与结构中的H原子数成正比，例如乙酸分子的PMR谱中有两个信号峰，其强度比为3∶1.现有某化学式为C3H6O2的有机物的PMR谱有三个峰，其强度比为3∶2∶1，则该有机物的结构简式不．可能是()A．CH3CH2COOH B．CH3COOCH3C．HCOOCH2CH3D．CH3COCH2OH解析：在PMR谱中，等性氢原子都给出了相应的峰(信号)，峰的强度与结构中的H原子数成正比．因此PMR谱有三个峰说明有三种化学环境不同的氢原子，而且其个数比为3∶2∶1.答案：B6．某化合物有碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是()A．CH3CH2OCH3B．CH3CH(OH)CH3C．C H3CH2OH D．CH3COOH解析：A中不存在O—H键；C中相对分子质量不是60；D中还存在C===O键．答案：B7．两种气态烃组成的混合气体0.1 mol，完全燃烧得0.16 mol CO2和3.6 g水，下列说法正确的是()A．混合气体中一定有甲烷B．混合气体中一定有甲烷和乙烯C．混合气体中一定有乙烷D．混合气体中一定有乙炔解析：n(H2O)＝3.6 g18 g/mol＝0.2 moln(气态烃)∶n(C)∶n(H)＝0.1 mol∶0.16 mol∶(0.2 mol×2)＝1∶1.6∶4.故该气态混合烃的平均分子式为C1.6H4.因此混合气体中一定有甲烷，可能有C2H4或C3H4.答案：A8．两种气态烃以任意比例混合，在105℃时1 L 该混合烃与9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10 L．下列各组混合烃中不．符合条件的是() A．CH4、C2H4B．CH4、C3H6C．C2H4、C3H4D．C2H2、C3H6解析：由题意T＞100℃(水为气体)．而此状况下燃烧前后体积不变，则烃分子含氢原子数等于4.B项烃分子中平均氢原子数大于4；又两烃是以任意比例混合，则D中烃分子的平均氢原子数不一定是4.答案：BD9．为了提纯下表所列物质(括号内为杂质)，有关除杂试剂和分离方法的选择均正确的是() 编号被提纯的物质除杂试剂分离方法A 己烷(己烯) 溴水分液B 淀粉溶液(NaCl) 水过滤C 苯(苯酚) NaOH溶液分液D 甲烷(乙烯) KMnO4酸性溶液洗气解析：A中向试样中加入溴水，己烯与Br2反应的产物与己烷仍互溶，用分液法不能将己烷提纯；B中除去淀粉中的NaCl可用渗析的方法；D中用KMnO4酸性溶液除去甲烷中的乙烯，又引入杂质CO2气体．答案：C10．某有机样品3.1 g 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7.1 g ，经过滤得到10 g 沉淀．该有机样品可能是( )A ．乙二醇B ．乙醇C ．乙醛D ．甲醇解析：n (C)＝n (CO 2)＝n (CaCO 3)＝10 g100 g/mol＝0.1 moln (H)＝2n (H 2O)[来源:] ＝2×7.1 g －0.1 mol ×44 g/mol 18 g/mol＝0.15 mol ×2＝0.3 mol n (O)＝3.1 g －0.1 mol ×12 g/mol －0.3 mol ×1 g/mol16 g/mol＝0.1 mol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(C 2H 6O 2)． 答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(8分)在最新的家用车的调查中发现，现在的家用汽车中的气体质量都不符合标准，在被调查的不同车型、不同价位、新旧不同的1175辆车中，除52辆检测合格外，其余都“毒气”超标，超标率从一两倍到七八十倍不等．汽车污染主要来源于汽车配件和材料，操控台、座椅、车顶毡、脚底垫和所使用的零配件、胶水、涂料、泡沫、塑料、橡胶、皮革、皮革着色剂、填充料等汽车本身的物件，都会产生大量的有毒气体．这些有毒气体大都是有机物．(1)你认为有毒气体含量新车________(填“高于”或“低于”)旧车；夏天________(填 “高于”或“低于”)冬天．(2)其中一种有毒气体的质谱图如下图，则由图可知该分子的式量是________，若该分子的核磁共振氢谱中有4个吸收峰，则有机物的名称为______，其苯环上的一氯代物有________种．解析：(1)题意中已经说明气体是有机气体，而且它们主要来自汽车本身的挥发，因此新车要比旧车有毒气体含量高，有机物温度越高越易挥发，夏天比冬天的要高．[来源:Z&xx&](2)从质谱图中可以看出式量为92，再根据核磁共振氢谱中有4个吸收峰，可以判断出应是甲苯，其苯环上的一氯代物有3种．答案：(1)高于高于(2)92甲苯3种12．(15分)(1)我国西周年代写成的算卦占卜的书《周易》中，在谈到一些自然界发生的现象时说：“象曰：‘泽中有火．’”试用化学方程式表示出泽中有火的化学反应____________________________，西气东输是我国油气管道建设史上距离最长的输气管道，总长3900公里，设计年输气量120亿立方米．这里说的气就是天然气，天然气的主要成分是________(填名称)，试分析使用天然气的优点________________________________________________________________________.(2)现在用户用的液化气有两种，一种是天然气，另一种是液化石油气，其主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯，通过燃烧的化学方程式分析如果用户从天然气改为液化石油气应________(“增大”或“减小”)空气进口．(3)有一位同学想通过化学实验来验证一下甲烷的组成，设计了以下方案：通过________说明甲烷中含有氢元素；通过________说明甲烷中含有碳元素；通过以上实验________(“能”或“不能”)准确的说明甲烷的元素组成．若不能，________元素无法判断，要进一步判断需要下列哪些数据：________.①甲烷的质量 ②无水硫酸铜的增重 ③澄清石灰水的增重 ④甲烷的体积解析：(1)这里的泽指的是沼泽，在沼泽中有很多动植物的腐败物，时间一长就会分解产生甲烷，这就是我们平时所说的沼气的主要成分，所以泽中有火是甲烷在燃烧．其化学方程式为：CH 4＋O 2――→点燃CO 2＋H 2O ，我国的西部地区盛产天然气，其主要成分是甲烷，原来这部分气体都自然燃烧了，现在建立了西气东输的管道使得这一部分资源缓和了东部发达地区的能源危机，同时甲烷燃烧的产物只有水和二氧化碳，是一种清洁的能源．(2)相同体积的甲烷和石油气作比较，甲烷需用的氧气体积小，所以如果用户从天然 气改为液化石油气应增大空气进口，或者减小燃气进口．(3)无水硫酸铜遇水变为蓝色，所以通过无水硫酸铜的颜色变化即可判断出甲烷中含 有H 元素；澄清石灰水中通入二氧化碳变浑浊，通过此现象可以判断出甲烷中含有 C 元素，对于是不是含有O 元素还不能作出判断，因此，还需要进行定量实验，已 知甲烷、水和二氧化碳的质量即可．答案：(1)CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 甲烷 清洁无污染(2)增大 (3)无水硫酸铜变蓝色 澄清石灰水中变浑浊 不能 氧 ①②③13．(12分)某烃类化合物A 的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中 含有碳碳双键，核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢．(1)A 的结构简式为_____________________________________________________； (2)A 中的碳原子是否都处于同一平面？________(填“是”或“不是”)； (3)在下图中，D 1、D 2互为同分异构体，E 1、E 2互为同分异构体．反应②的化学方程式为__________________________；C 的化学名称为_______________________________________________________； E 2的结构简式是________________________________________________________； ④、⑥的反应类型依次是___________________________________________________． 解析：(1)A 分子含有双键并且相对分子质量为84，且分子中只有一种类型的H ，所以 A 的结构简式只能为(2)在乙烯的分子结构 中，6个原子在同一平面上，A 分子中6个碳原子与乙烯分子中的6个原子(2个C 原子，4个H 原子)位置相同，故A 中的6个C 原子 处于同一平面上． (3)由题因D 1与D 2，E 1与E 2为同分异构体，而C ――→Br 2D 2仍为加成反应，所以D 2只能为1,4 加成的产物，则D 2为答案：(1)(2)是2,3二甲基1,3丁二烯[来源:学_科_网Z_X_X_K]1,4加成反应、取代反应14．(15分)(2009·全国卷Ⅱ)化合物A相对分子质量为86，碳的质量分数为55.8%，氢为7.0%，其余为氧．A的相关反应如下图所示：已知R—CH===CHOH(烯醇)不稳定，很快转化为R—CH2CHO.根据以上信息回答下列问题：(1)A的分子式为______________；(2)反应②的化学方程式是_______________________________________________； (3)A 的结构简式是______________；(4)反应①的化学方程式是_________________________________________________； (5)A 有多种同分异构体，写出四个同时满足(i)能发生水解反应(ii)能使溴的四氯化碳 溶液褪色两个条件的同分异构体的结构简式：__________、____________、 ________________、________________；(6)A 的另一种同分异构体，其分子中所有碳原子在一条直线上，它的结构简式为 _______________________________________________________________________． 解析：(1)化合物A 分子中含C 原子数：86×55.8%12＝4，含H 原子数：86×7.0%1＝6，含O 原子数：86×(1－55.8%－7.0%)16＝2，所以A 的分子式为C 4H 6O 2.由转化关系A ――→稀H 2SO 4△C ＋D ， 而C ――→Cu (OH )2△D ，可判断C 、D 中含碳原子数相同，C 是烯醇转化成的醛，D 是羧酸，[来源:学,科,网Z,X,X,K]再结合A 的分子式C 4H 6O 2可推出C 是CH 3CHO ，D 是CH 3COOH ， A 是B 是 ，E 是 .A 的同分异构体能发生水解反应，则分子中有酯基，能使溴的四氯化碳溶液褪色， 则分子中有碳碳不饱键，则可写出：HCOOCH===CHCH 3、HCOOCH 2CH===CH 2、、H 2C===CHCOOCH 3.A 的另一种同分异构体其分子中所有碳原子在一条直线上，则应具有乙炔的直线结构：HOCH 2C ≡CCH 2OH. 答案：(1)C 4H 6O 2△(2)CH3CHO＋2Cu(OH)2――→CH3COOH＋Cu2O＋2H2O (3)(其他正确答案也给分)(6)HOCH2—C≡C—CH2OH。