化学选择性必修3第二单元 科学家怎样研究有机物一课一练

能力课时落实(一)

(建议用时：40分钟)

1．(2021·天津静海县高二调研)某小组在实验室研究一种有机物，按顺序采取以下步骤确定其结构，采用的方法不正确的是(　　)

A．利用沸点不同蒸馏提纯该有机物

B．利用燃烧法确定该有机物的实验式为C2H6O

C．利用1H核磁共振谱确定该有机物的相对分子质量为46

D．利用红外光谱图确定该有机物分子中含O—H键

C　[有机物的沸点不同，可用蒸馏的方法提纯，故A正确；利用燃烧法可确定有机物含有的元素种类、生成物的物质的量比值，进而确定最简式，故B正确；用1H核磁共振谱不能确定有机物的相对分子质量，故C错误；根据红外光谱图确定含有的化学键类型，可确定有机物的结构，故D正确。]

2．(2021·山西忻州高二月考)纯碱和氯化钠的溶解度曲线如图，将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来，最好应用(　　)

A．蒸馏法　　　　　　　 B．萃取法

C．重结晶法   D．分液法

C　[图像中纯碱的溶解度随温度变化很大，氯化钠的溶解度随温度变化不大，所以，将混合物在热水中溶解、降温，纯碱则析出，然后过滤，氯化钠留在水溶液中。即采用重结晶的方法。]

3．(2021·湖南衡阳高二月考)按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物：

下列说法错误的是(　　)

A．步骤(1)需要过滤装置

B．步骤(2)需要用到分液漏斗

C．步骤(3)需要用到蒸发皿

D．步骤(4)需要蒸发装置

D　[步骤(1)是分离固液混合物，其操作为过滤，A项正确；步骤(2)分离互不相溶的液体混合物，需进行分液，要用到分液漏斗，B项正确；步骤(3)是从溶液中得到固体，操作为蒸发，需要蒸发皿，C项正确；步骤(4)是从有机化合物中，利用沸点不同采用蒸馏得到甲苯，D项错误。]

4．(2021·江苏省如皋高二月考)验证某有机物含有C、H、O三种元素，应完成的实验内容是(　　)

A．只需验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2

B．只需测定其燃烧产物中H2O和CO2物质的量的比值

C．测定完全燃烧时消耗有机物与生成的CO2、H2O的物质的量之比

D．测定该试样的质量及其完全燃烧后生成CO2和H2O的质量

D　[烃的含氧衍生物或烃燃烧均生成H2O和CO2，不能通过燃烧法进行确定；测定该试样的质量及其完全燃烧后生成CO2和H2O的质量，可以确定一定质量的有机物中含有C、H元素的质量，根据质量守恒可确定是否含有O元素。]

5．(2021·甘肃兰州市高二期中)下列关于物质研究方法的说法中错误的是(　　)

A．利用红外光谱法可以鉴别二甲醚和乙醇

B．1H核磁共振谱能反映出未知有机物中不同化学环境氢原子的种类和个数

C．乙酸甲酯1H核磁共振谱中出现两组峰，且峰面积之比为1∶1

D．红外光谱、1H核磁共振谱和质谱都可用于分析有机物结构

B　[A．利用红外光谱法可以鉴别初步判断有机物中的基团，故A正确；

B．1H核磁共振谱能反映出未知有机物中不同环境氢原子的种类，不能反应出个数，故B错误；

C．乙酸甲酯中共两种不同环境的氢且两种环境氢个数比为1∶1，故1H核磁共振谱中出现两组峰，且峰面积之比为1∶1，故C正确；

D．红外光谱、1H核磁共振谱和质谱都可用于分析有机物结构，故D正确。]

6．(2021·云南玉溪高二质检)下列化合物中，1H核磁共振谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是(　　)

D　[对各选项中氢原子所处的不同化学环境进行分析判断，得到下表：

]

7．(2021·湖北天门市高二月考)有机物、分别与CH3CH2OH反应，生成的酯的相对分子质量大小关系是(　　)

A．前者大于后者   B．前者小于后者

C．前者等于后者   D．无法确定

C　[由酯化反应的历程可知，生成的酯为CH3COOCH2CH3。]

8．(2021·山东日照高二检测)某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有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．CH3CH2OCH3   B．CH3CH(OH)CH3

C．CH3CH2COOH   D．CH3CH2CHO

B　[相对分子质量为60的有A、B两项，又红外光谱图中必须有“C—H键、O—H键、C—O键”，只有B项符合。]

9．(2021·北京市昌平区高二检测)用18O标记的CH3CHOH和CH3COOH发生酯化反应，测得生成的酯的相对分子质量为90；而用CH3CO18OH和CH3CH2OH发生酯化反应，测得生成的酯的相对分子质量却为88。据此你对后一个反应所得出的结论是(　　)

A．生成物中相对分子质量为88和90的两种酯的质量比为1∶1

B．18O进入水中

C．18O进入生成的酯中

D．生成物中的相对分子质量为88和90的两种酯的物质的量之比为1∶1

B　[同位素示踪法研究反应机理，酯化反应的原理是酸脱羟基醇脱氢。]

10．(2021·四川内江高二检测)甲醚(CH3—O—CH3)和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法，下列鉴别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1H核磁共振谱法

B　[CH3OCH3和CH3CH2OH的最大质荷比相同，均为46，故选B项。]

11．(2021·辽宁丹东高二检测)0.2 mol有机物和0.4 mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8 g；再通过灼热CuO充分反应后，固体质量减轻3.2 g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6 g。0.1 mol该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应。下列关于该有机物的说法不正确的是(　　)

A．该化合物的相对分子质量是62

B．该化合物的分子式为C2H6O2

C．1 mol该化合物能与2 mol O2发生催化氧化反应

D．1 mol该有机物最多能与2 mol Na反应

C　[有机物燃烧生成水10.8 g，物质的量为＝0.6 mol，CO与CuO反应，经差量计算，得CO的质量为5.6 g，即物质的量为0.2 mol，反应后转化为0.2 mol CO2，与燃烧生成的CO2，都被碱石灰吸收。有机物含有碳原子物质的量为＝0.4 mol，有机物燃烧产物中的CO2的物质的量为0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol，根据碳元素守恒可知，1 mol有机物含有碳原子物质的量为2 mol，含有氢原子物质的量为6 mol。含有氧原子物质的量为＝2 mol，所以有机物的分子式为C2H6O2，0.1 mol该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应，4.6 g Na的物质的量＝＝0.2 mol，有机物与Na按物质的量之比1∶2反应，有机物分子中含有2个—OH，该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH，结合有机物的结构和性质分析答案即可。]

12．(2021·江苏宿迁高二月考)实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是：

已知苯甲醛易被空气氧化，苯甲醇的沸点为205.3 ℃，苯甲酸的熔点为121.7 ℃，沸点为249 ℃，溶解度为0.34 g；乙醚的沸点为34.8 ℃，难溶于水。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下所示：

试根据上述信息回答下列问题：

(1)操作Ⅰ的名称是________，乙醚溶液中所溶解的主要成分是____________。

(2)操作Ⅱ的名称是________，产品甲是________。

(3)操作Ⅲ的名称是________，产品乙是________。

(4)如图所示，操作Ⅱ中温度计水银球上沿放置的位置应是________(填“a”“b”“c”或“d”)，收集产品乙醚的适宜温度为________。

[解析]　(1)由题意可知，白色糊状物为苯甲醇和苯甲酸钾，加入水和乙醚后，根据相似相溶原理，乙醚中溶有苯甲醇，水中溶有苯甲酸钾，两种液体可用分液法分离。

(2)溶解在乙醚中的苯甲醇沸点高于乙醚，可蒸馏分离。

(3)加入盐酸后生成的苯甲酸为微溶于水的晶体，可过滤分离。

[答案]　(1)分液　苯甲醇　(2)蒸馏　苯甲醇　(3)过滤　苯甲酸　(4)b　34.8 ℃

13．(2021·安徽铜陵高二月考)1H核磁共振(1H­NMR)是研究有机物结构的重要方法之一。在研究的化合物分子中，所处化学环境完全相同的氢原子在1H­NMR谱中出现同一种信号峰，如(CH3)2CHCH2CH3在1H­NMR谱中有四种信号峰；又如C(CH3)Br===CHX存在着如下两种不同的空间结构：

因此C(CH3)Br===CHX的1H­NMR谱上会出现四种不同的信号峰。

请填写下列空白：

(1)化学式为C3H6O2的有机物在1H­NMR谱上观察到两种情况的氢原子给出的信号峰：第一种情况出现两个信号峰；第二种情况出现三个信号峰。由此可推断对于这两种情况，该有机物的结构简式可能为：

第一种________________，第二种________________。

(2)测定CH3CH===CHCl时，得到氢原子给出的信号峰有6种，由此可推断该有机物一定存在________种不同的结构，其结构简式为________________。

[解析]　1H­NMR谱上出现两个信号峰，说明其分子中存在2种不同化学环境的氢原子，出现三个信号峰则说明其分子中存在3种不同化学环境的氢原子，由分子式结合分子中氢原子的种类即可写出结构简式。

14．(2021·浙江宁波高二检测)有机物C常用于食品行业。已知9.0 g C在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2。

(1)C分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是________，则C的分子式是________。

(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团名称是________。

(3)C分子的1H核磁共振谱有4个峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是____________。

(4)0.1 mol C与足量Na反应，在标准状况下产生H2的体积是________L。

[解析]　(1)有机物质谱图中，最右边的质荷比表示有机物的相对分子质量，因此该有机物的相对分子质量为90。浓H2SO4吸水，所以生成的水是5.4 g，即0.3 mol；碱石灰吸收CO2，则CO2是13.2 g，即0.3 mol。所以9.0 g C中氧原子的物质的量是＝0.3 mol，所以此有机物的实验式为CH2O，又因其相对分子质量为90，所以C的分子式为C3H6O3。(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，则C中含有羧基。(3)根据氢原子的种类及个数之比可知，C的结构简式为。(4)C中含有1个羟基和1个羧基，所以0.1 mol C与Na反应能生成0.1 mol H2，标准状况下的体积是2.24 L。