安徽专用版高考化学 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

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安徽专用版高考化学 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

‎【安徽】2019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.(2019·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.(2019·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.(2019·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.1 mol物质X可以和4 mol NaOH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‎3.1 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 ‎10.(2019·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.C4H8O D.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‎0.90 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‎1.32 g,B管质量增加‎0.54 g,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)0.1 mol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‎17.6 g。‎ ‎(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:‎ ‎13.(16分)(2019·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,1 mol 物质X只能与3 mol NaOH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‎10 g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)==0.1 mol n(H)=2n(H2O)‎ ‎=2× ‎=0.3 mol 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0.1 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(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)==0.03 mol,n(H2O)==0.03 mol,‎ m(O)=‎0.90 g-m(C)-m(H)=‎0.90 g-0.03 mol×‎12 g/mol-0.03 mol×2×‎ ‎1 g‎/mol=‎0.48 g,n(O)==0.03 mol。‎ 因n(C)∶n(H)∶n(O)=0.03 mol∶(0.03 mol×2)∶0.03 mol=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0.1 mol CnH2n+2O完全燃烧生成‎17.6 g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。 ‎
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