
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高中人教版 (2019)第一节 有机化合物的结构特点课时作业
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这是一份高中人教版 (2019)第一节 有机化合物的结构特点课时作业,共19页。试卷主要包含了单选题,填空题,计算题,实验题等内容,欢迎下载使用。
1.有机物W在工业上常用作溶剂和香料,其合成方法如图:
下列说法正确的是
A.M、N、W均能发生加成反应、取代反应
B.N、W组成上相差一个CH2原子团,所以互为同系物
C.M的二氯代物有8种
D.1ml N可与4ml H2发生加成反应
2.甲壳素具有抗癌,抑制癌、瘤细胞转移,提高人体免疫力及护肝解毒作用。其分子结构如图,该分子中含有的官能团种类有
A.2种B.3种C.4种D.5种
3.抗癌药阿霉素与环糊精在水溶液中形成超分子包合物,增大了阿霉素的水溶性,控制了阿霉素的释放速度,从而提高其药效。下列说法错误的是
A.阿霉素分子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
B.红外光谱法可推测阿霉素分子中的官能团
C.阿霉素分子含有羟基、羧基和氨基
D.阿霉素分子中,基态原子的第一电离能最大的元素为N
4.随着科学技术的发展,人们可以利用很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法不正确的是
A.李比希元素分析仪可以测定有机物的结构简式
B.质谱是快速精确测定有机物相对分子质量的重要方法
C.分析有机物的红外光谱图可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息
D.X射线衍射技术可用于测定有机化合物的晶体结构
5.研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构。以下研究有机物的方法错误的是
A.蒸馏法常用于分离提纯互溶且沸点不同的液态有机物
B.利用红外光谱仪可以区分乙醇和二甲醚
C.质谱法通常用于测定有机物的相对分子质量
D.重结晶法提纯固体有机物要选择适当的溶剂,要求杂质在此溶剂中溶解度随温度变化较大,易于除去
6.有机物Y是一种食用香精,波谱法检测分子中含有苯环、碳碳双键和醛基。现对Y进行如下实验:
步骤1:向一支试管中加入少量Y,滴加几滴酸性溶液,紫红色褪去;
步骤2:向另一支试管中加入的溶液,边振荡边滴入2%的稀氨水;
步骤3:向步骤2所得银氨溶液中加入少量Y,加热,出现银镜。
下列说法正确的是
A.测定Y分子中含有苯环、碳碳双键和醛基的波谱法是质谱法
B.步骤1能说明碳碳双键可被酸性溶液氧化
C.步骤2中配制银氨溶液时,当生成的沉淀恰好溶解时应停止滴加稀氨水
D.一个晶胞(见图)中,距离每个原子最近的原子数是4
7.某化学小组用如图装置检验乙酸钴[(CH3COO)2C]在氮气气氛中的分解产物,经查阅资料知:
(Ⅰ)氮气不参与反应,乙酸钴分解产物有CO、CO2、C2H6及某种固态氧化物X;
(Ⅱ)PdCl2溶液易被CO还原为Pd;CuO可与烃类反应生成水与CO2。
下列说法正确的是
A.装置A、B用于检验CO和CO2,其中A盛放的是PdCl2浓溶液
B.通N2的作用是使分解产生的气体全部进入后续装置,可将N2换为空气
C.装置D~F用于检验C2H6的C、H元素,其中E装置中盛放的试剂与C相同
D.若最终分解n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3,则X的化学式为C3O4
8.下列有关化学用语的表示,正确的是
A.乙烯的结构简式∶CH2CH2
B.聚丙烯的结构简式∶
C.丙烷分子的比例模型为∶
D.甲烷的电子式:
9.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO2、CO和H2O的总质量为26.8g,其中H2O的质量为10.8g,则CO的质量是
A.1.4gB.2.8g
C.4.4gD.在2. 8g和4.4g之间
10.分子式为C5H10O3的有机物与NaHCO3溶液反应时,生成C5H9O3Na;而与金属钠反应时生成C5H8O3Na2。则该有机物的同分异构体的种类(不考虑立体异构)有( )
A.11种B.12种C.13种D.14种
11.下列说法正确的是
A.14N和14C互为同位素
B.H2O和D2O互为同素异形体
C.和互为同系物
D.甘氨酸(H2NCH2COOH)和硝基乙烷(C2H5NO2)互为同分异构体
12.下列除杂方法正确的是
A.乙烷中混有少量乙烯,可通过溴的四氯化碳溶液除去
B.向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水,充分反应后过滤,可除去苯中少量的苯酚
C.乙酸乙酯中混有乙酸,可加入足量的NaOH溶液,经分液除去
D.溴苯中混有溴,加入足量的NaOH溶液,经分液除去
13.有机物所含官能团的种类会决定有机物的性质。下列关于丙烯酸(CH2=CHCOOH)说法不正确的是
A.能与氢气发生加成反应B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能与乙醇发生酯化反应D.与CH3COOCH3互为同分异构体
14.现有一物质的核磁共振氢谱如图所示,则可能是下列物质中的
A.B.C.D.
15.下列有关化学用语使用正确的是
A.四氯化碳分子的大小模型:B.NH4Br的电子式:
C.CO2的电子式:D.H2O2的结构式:H-O-O-H
二、填空题
16.请根据官能团的不同对下列有机物进行分类:
(1)芳香烃:_________;卤代烃:_________;
(2)醇:_________;酚:_________;醛:_________;酮:_________;
(3)羧酸:_________;酯:_________;
(4)键线式表示的有机物的分子式_________;
(5) 中含有的官能团的名称为_________。
17.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验。
[分子式的确定]
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(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____。
[结构式的确定]
(4)经测定,有机物A的核磁共振氢谱如图所示,则A的结构简式为___。
[性质实验]
(5)A在Cu作用下可被氧化生成B,其化学方程式为_______。
三、计算题
18.将含有C、H、O的有机物3.24 g,装入元素分析装置,通入足量的O2使它完全燃烧,将生成的气体依次通过氯化钙干燥管A和碱石灰干燥管B,测得A管质量增加了2.16 g,B管增加了9.24 g。已知该有机物的相对分子质量为108。
(1)求此化合物的分子式(要有计算过程)___。
(2)该化合物分子中存在1个苯环和1个羟基,写出它的同分异构体的结构简式___。
19.纳豆是一种减肥食品,从其中分离出一种由C、H、O三种元素组成的有机物A,为确定其结构现进行如下各实验:
①6.0 g A在一定条件下完全分解,生成3.36 L(标准状况下)一氧化碳和1.8 g水;
②中和0.24 g物质A消耗0.2 ml/L的NaOH溶液20.00 mL;
③0.01 ml物质A完全转化为酯,需要乙醇0.92 g,0.01 mlA能与足量钠反应放出0.336 L(标准状况下)氢气。
通过计算确定:
(1)A的摩尔质量是_________ ,A的化学式为___________。
(2)A的结构简式是________________。
四、实验题
20.呋喃甲酸是一种抗生素,在食品工业中作防腐剂,也作涂料添加剂、医药、香料等中间体,可用呋喃甲醛制备,其实验原理和制备步骤如下:
步骤③提纯过程:溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。
已知:①呋喃甲酸在100℃升华,133℃熔融,沸腾并在此温度下脱羧;
②呋喃沸点为,易溶于水
③无水氯化钙能与醇形成复合物。
(1)步骤①的关键是控制温度,其措施有磁力搅拌、___________和___________。
(2)步骤②中干燥所使用的干燥剂可选用___________(填序号)。
A.98%浓硫酸 B.无水硫酸镁 C.无水氯化钙
(3)呋喃甲酸在A、B、C三种溶剂中溶解度随温度变化的曲线如图。步骤③提纯时,合适的溶解溶剂是___________,理由是___________。
(4)利用呋喃甲酸可以制取八甲基四氧杂夸特烯。
①仪器的名称是___________,装置的作用是___________。
②脱羧装置中用冰盐浴的目的是___________。
③可通过测定沸点确定产品为八甲基四氧杂夸特烯,还可采用的检测方法有___________。
④若用呋喃甲酸制得了八甲基四氧杂夸特烯(),则产率为___________(保留4位有效数字)。
21.2019年12月中旬以来,新型冠状病毒肺炎(NCP)肆虐全球,酒精、84消毒液、双氧水、过氧乙酸等化学品是常用的消毒剂,能够杀死新型冠状病毒。
Ⅰ.如图是简易84消毒液发生器,写出该电解池中发生的总反应的化学方程式:__。
Ⅱ.过氧化尿素是一种新型漂白剂、消毒剂,漂白、消毒的效果优于H2O2和过氧乙酸。
某工业用过氧化尿素的部分参数见下表:
合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如图:
回答下列问题:
(1)流程中操作①的名称为__,仪器X的名称是__。
(2)流程中操作②的具体过程是__。
A.盐析、过滤 B.减压蒸馏、结晶、过滤 C.分液、过滤 D.常压蒸馏、萃取
(3)搅拌器选用的材质是玻璃而不是铁质的原因是__。
(4)为测定产品中活性氧的含量(含双氧水34%,则其中活性氧为16%),一般采用KMnO4标准溶液进行滴定,但由于KMnO4的强氧化性,其溶液很容易被空气或水中的少量还原性物质还原,生成难溶性物质MnO(OH)2,因此配制KMnO4标准溶液有如下步骤:
a.利用氧化还原滴定方法,在70~80℃条件下用基准试剂纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质)溶液标定其浓度。
b.过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶中并放在暗处。
c.称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中,将溶液加热并保持微沸。
d.用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)2。
①请按照正确的流程对上述步骤进行排序__(填字母)。
②在下列物质中,用于标定KMnO4溶液的基准试剂最好选用__。
A.H2C2O4·2H2O B.FeSO4 C.浓盐酸 D.Na2SO3
③若准确称取Wg你选的基准试剂溶于水配成500mL溶液,取25.00mL置于锥形瓶中,用KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液VmL。称取干燥样品1.2g,溶解后置于锥形瓶中加入1mL6ml·L-1的硫酸,然后用上述KMnO4标准溶液滴定(KMnO4溶液与尿素不反应),平行实验三次,实验结果如下:
产品中活性氧的质量分数为__(用含字母的最简等式表示)。
分子式
外观
热分解温度
熔点
水溶性(20℃)
CO(NH2)2·H2O2
白色晶体
45℃
75~85℃
500g·L-1
实验序号
1
2
3
KMnO4溶液体积
(mL)
滴定前读数
0.00
0.00
1.00
滴定后读数
19.90
22.70
21.10
参考答案:
1.A
【分析】由合成流程可知,M发生氧化反应生成N,N与甲醇发生酯化反应生成W,结合三者的结构分析解答。
【详解】A.M、N、W均含苯环,均可与氢气发生加成反应,在催化剂条件下苯环上H可发生取代反应,故A正确;
B.N属于羧酸,W属于酯,为不同类别的有机物,结构不相似,不属于同系物,故B错误;
C.M中存在四种H,按照排列组合的方式,M的二氯代物有10种,故C错误;
D.N中只有苯环能够与氢气发生加成反应,1ml N中含有1ml苯环,最多能够与3ml氢气发生加成反应,故D错误;
答案选A。
【点睛】要注意羧基和酯基中的碳氧双键不能与氢气发生加成反应。
2.B
【详解】根据结构分析可知,该分子中含有的官能团有羟基、醚键、肽基共3种,故答案选B。
3.C
【详解】A.阿霉素分子中含有苯环和亚甲基,碳原子的杂化方式为sp2、sp3,故A正确;
B.红外光谱仪能测定出有机物的官能团和化学键,故B正确;
C.阿霉素分子含有羟基、氨基和羰基,没有羧基,故C错误;
D.阿霉素分子中含有H、C、N、O四种元素,同周期元素,从左往右第一电离能呈增大的趋势,N位于第VA族,p轨道电子半充满较稳定,第一电离能大于O,则这四种元素中第一电离能最大的元素为N,故D正确;
故选C。
4.A
【详解】A.李比希元素分析仪只能确定有机物中所含的元素种类和含量,则可以确定有机物的最简式或者是实验式,不能测定有机物的结构简式,A错误;
B.质谱图中质荷比最大的吸收峰就是该分子的相对分子质量,故质谱是快速精确测定有机物相对分子质量的重要方法,B正确;
C.分析有机物的红外光谱图可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息,C正确;
D.X射线衍射实验是鉴别晶体与非晶体以及测定晶体结构的最可靠的途径,X射线衍射技术可用于测定有机化合物的晶体结构,D正确;
故答案为:A。
5.D
【详解】A.蒸馏是利用互溶液态混合物中各成分的沸点不同而进行物质分离的方法,液态有机物混合物中各成分的沸点不同,所以可用蒸馏的方法进行物质分离,A正确;
B.不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上处于不同的位置,所以红外光谱图能确定有机物分子中的化学键或官能团,所以利用红外光谱仪可以区分乙醇和二甲醚,B正确;
C.质谱仪其实是把有机物打成很多碎片,会有很多不同的分子量出现,其中最大的那个就是该有机物的分子量,所以能够快速,微量,精确测定有机物相对分子质量,C正确;
D.被提纯物在此溶剂中的溶解度受温度影响较大,便于析出,杂质在此溶剂中的溶解度随温度的变化较大,也会析出不能进行重结晶,D错误;
故选D。
6.C
【详解】A.质谱法能够测出质荷比,即得到相对分子质量,无法得到官能团信息,A错误;
B.步骤1只能证明该有机物具有还原性官能团,可能是碳碳双键,也可以是醛基,B错误;
C.银氨溶液的配制需要先加硝酸银,然后逐滴加入稀氨水,先产生白色沉淀,然后继续加稀氨水至白色沉淀恰好溶解,所以C项正确;
D.以顶点的Ag为中心,则一个晶胞中与其距离最近且等距的Ag原子在面心上,有3个,一个顶点被8个晶胞共用,所以应该有24个,但由于每个面上的原子被两个晶胞共用,所以均摊后除以2,应该为12个,D项错误;
故答案选C。
7.D
【分析】由题给装置图可知,加热前通入氮气排尽装置中的空气防止空气中氧气干扰实验,加热乙酸钴,乙酸钴分解受热分解生成CO、CO2、C2H6及某种固态氧化物X,由于PdCl2溶液被CO还原为Pd的同时会生成二氧化碳,装置A中澄清石灰水用于二氧化碳的检验,装置B中PdCl2浓溶液用于一氧化碳检验及吸收,装置C中碱石灰用于吸收二氧化碳和水蒸气,防止干扰实验;装置D为烃类与氧化铜反应验证装置,装置E中无水硫酸铜用于验证反应生成的水,装置F中澄清石灰水用于检验反应生成的二氧化碳。
【详解】A.PdCl2溶液被CO还原为Pd的同时会生成二氧化碳,反应生成的二氧化碳会干扰二氧化碳检验,故A错误;
B.若将氮气换为空气,易燃的C2H6与空气中氧气在加热情况下可能会爆炸,影响实验进行,故B错误;
C.装置C中碱石灰用于除去水和二氧化碳,防止干扰烃类与氧化铜反应产物的验证,装置D中无水硫酸铜用于检验水,盛放的试剂不同,故C错误;
D.乙酸钴中C元素化合价为0价,C元素化合价为+2价,乙酸钴中钴与碳的个数之比为1:4,最终分解n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3,若碳的化合物中C原子个数为12,X中钴原子个数为=3,设X中钴元素化合价为a,由得失电子数目守恒可得:(a—2)×3+4×1+2×4=3×2×3,解得a=+,则X的化学式为C3O4,故D正确;
故选D。
8.D
【详解】A.乙烯分子中含有1个碳碳双键,结构简式为CH2=CH2,故A错误;
B.聚丙烯为丙烯通过加聚反应生成的,其单体为丙烯,聚丙烯的结构简式为,故B错误;
C.为丙烷分子的球棍模型,丙烷分子的比例模型为,故C错误;
D.甲烷分子中存在4个碳氢共价键,电子式为,故D正确;
故选D。
9.B
【详解】一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO2、CO和H2O的总质量为26.8g,其中H2O的质量为10.8g,则n(H2O)==0.6ml,根据H原子守恒可知,n(H)=2n(H2O)=1.2ml,故n(C2H5OH)==0.2ml,根据碳原子守恒可知,n(CO)+n(CO2)=0.2×2ml=0.4ml,根据质量守恒可知,28n(CO)+44n(CO2)=26.8-10.8=16g,联合解得,n(CO)=0.1ml,m=n(CO)M(CO)=0.1ml×28g/ml=2.8g,故答案为:B。
10.B
【详解】分子式为C5H10O3的有机物与NaHCO3溶液反应时,生成C5H9O3Na;而与金属钠反应时生成C5H8O3Na2,说明有机物分子中含有1个-COOH、1个-OH,该有机物可以看作C4H10中2个H原子,分别被-COOH、-OH代替;若C4H10为正丁烷:CH3CH2CH2CH3,2个氢原子分别被-COOH、-OH代替,取代同一碳原子上2个H原子,有2种,取代不同碳原子的2个H原子,有6种;若C4H10为异丁烷:CH3CH(CH3)CH3,2个H原子分别被-COOH、-OH代替,取代同一碳原子上2个氢原子,有1种,取代不同碳原子的2个H原子,有3种;故该有机物的可能的结构有2+6+1+3=12种。
答案为B。
11.D
【详解】A.同位素是质子数相同而中子数不同的核素的互称,14N和14C质量数相同、质子数不同,不互为同位素,故A错误;
B.同素异形体是同一元素形成的不同单质的互称,H2O和D2O是两种不同的水分子,不互为同素异形体,故B错误;
C.中只有1个硝基, 中含有3个硝基,所含官能团硝基的个数不相等,和在分子组成上不相差1个或若干个“CH2”原子团,两者不互为同系物,故C错误;
D.甘氨酸(H2NCH2COOH)和硝基乙烷(C2H5NO2)的分子式相同、都为C2H5NO2,结构不同,两者互为同分异构体,故D正确;
故选D。
12.D
【详解】A.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应,能用来除杂,但乙烷可溶于四氯化碳,故A错误;
B.苯酚与溴水反应生成三溴苯酚,三溴苯酚易溶于苯,不能除杂,故B错误;
C.乙酸乙酯和乙酸均与NaOH溶液反应,不能除杂,故C错误;
D.溴和氢氧化钠溶液反应生成的NaBr、NaBrO,两者难溶于溴苯、易溶于水,故溴苯中混有溴,加入足量的NaOH溶液后会分层,上层是NaBr、NaBrO溶液,下层是溴苯,再分液即可除杂,故D正确;
答案选D。
13.D
【分析】丙烯酸(CH2=CHCOOH)中含碳碳双键和羧基,结合官能团的性质分析解答。
【详解】A.丙烯酸中含碳碳双键,可与氢气发生加成反应,A正确;
B.丙烯酸中含碳碳双键,能被酸性高锰酸钾氧化,而使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.丙烯酸中含有羧基,能与乙醇发生酯化反应,C正确;
D.CH3COOCH3的分子式为C3H6O2,而丙烯酸(CH2=CHCOOH)的分子式为C3H4O2,两者分子式不同,不互为同分异构体,D错误;
故选D。
14.D
【详解】通过核磁共振氢谱可以看出,该物质含有四种氢;
A.该物质含有两种H,A错误;
B.该物质含有三种H,B错误;
C.该物质含有三种H,C错误;
D.该物质含有四种H,D正确;
答案选D。
15.D
【详解】A.四氯化碳分子中碳原子半径小于氯原子半径,A错误;
B.溴化铵的电子式中阴离子溴离子错误,一般非金属原子在形成阴离子时,得到电子,使最外层达到稳定结构,这些电子都应画出,并将符号用中括号括上,右上角标出所带的电荷数,B错误;
C.二氧化碳分子中碳氧之间是双键,有两对共用电子对,C错误;
D.双氧水的结构式:H-O-O-H,D正确;
故选D。
16.(1) ⑨ ③
(2) ①⑥ ⑤ ⑦ ②
(3) ⑧⑩ ④
(4)C6H14
(5)酚羟基 酯基
【详解】(1)分子中含有苯环的烃为芳香烃,故⑨符合;卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代生成的衍生物,故③符合;
(2)醇是有机化合物的一大类,是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物,故①⑥符合;酚是羟基直接与苯环连接形成的化合物,故⑤符合;醛是醛基(-CHO)和烃基(或氢原子)连接而成的化合物,故⑦符合;酮是羰基与两个烃基相连的化合物,故②符合;
(3)羧酸是由烃基和羧基相连构成的有机化合物称为羧酸,故⑧⑩符合; 酯是酸(羧酸或无机含氧酸)与醇起反应生成的一类有机化合物,故④符合;
(4)根据题中键线式可知,该物质为烷烃,含有一个甲基,有机物名称为2-甲基戊烷,分子式为C6H14;
(5) 结构中含有酚羟基和酯基。
17. 2∶6∶1 C2H6O CH3CH2OH、CH3OCH3 CH3CH2OH 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
【分析】(1)根据水的质量,二氧化碳的质量,可确定有机物中C、H原子的物质的量,结合消耗的O2的体积计算出有机物中O元素的质量,进而可确定有机物中各原子个数比值;
(2)根据有机物原子个数比值可确定最简式,结合相对分子质量可确定有机物分子式;
(3)根据有机物分子式结合价键理论可确定有机物的可能结构;
(4)根据有机物分子中含有的H原子光谱图确定有机物的结构;
(5)A为乙醇在一定条件下可氧化生成乙醛,据此书写反应方程式。
【详解】(1)由题意可知n(H2O)= 5.4g÷18g/ml=0.3ml,n(CO2)=8.8g÷44g/ml=0.2ml,n(O2)=0.67L÷22.4L/ml=0.3ml,根据氧原子守恒可知有机物中含有n(O)=0.3ml+0.2ml×2-0.3ml×2=0.1ml,则有机物中N(C):N(H):N(O)=0.2ml:0.6ml:0.1ml=2:6:1;
(2)该物质中各元素的原子个数比为N(C):N(H):N(O)=2:6:1,则最简式为C2H6O,其相对分子质量为46,则有机物的分子式为C2H6O;
(3)有机物的分子式为C2H6O,分子中可能存在C-C、C-H、C-O、O-H等化学键,可能的结构简式有CH3CH2OH或CH3OCH3;
(4)有机物A分子中有三种化学环境的氢原子,应为乙醇,即CH3CH2OH,二甲醚只有一种不同化学环境的氢原子;
(5)乙醇在Cu催化作用下被氧化产生CH3CHO,该反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
【点睛】本题考查有机物的推断,本题注意从质量守恒的角度判断有机物最简式,结合核磁共振氢谱确定分子中H原子的种类,进而确定物质的分子结构,然后根据物质的性质分析解答。
18. C7H8O 、、、
【详解】(1)干燥管A吸收水份,质量增加2.16 g为生成水的质量,则水的物质的量n(H2O)==0.12 ml,根据H元素守恒,可知n(H)=2n(H2O)=0.24 ml;碱石灰吸收CO2增加9.24 g ,即生成二氧化碳的物质的量n(CO2)==0.21 ml,其中含有H原子的物质的量是0.24 ml;该有机物物质的量n==0.03 ml,所以有机物分子中:N(C)==7, N(H)==8,N(O)==1,所以有机物的分子式为:C7H8O;
(2)该化合物分子中存在1个苯环和1个羟基,可能是芳香醇,也可能是酚。若是芳香醇,其结构简式是,若是酚,则羟基与苯环直接相连,-CH3与-OH在苯环上的位置有邻位、间位、对位,故可能的结构简式是、、。
19.(1) 120 g/ml C3H4O5
(2)HOOC-CHOH-COOH
【详解】(1)0.92 g乙醇的物质的量是n(C2H5OH)==0.02 ml,在标准状况下0.336 LH2的物质的量是n(H2)==0.015ml,产生0.015 ml H2需要0.03 ml羟基或羧基,根据③可知0.01 ml A分子中含有0.02 ml羧基和0.01 ml羟基,故该物质分子中含2个-COOH和1个-OH,故该物质是含有一个羟基的二元羧酸;
根据②0.24 g物质A中消耗NaOH的物质的量n(NaOH)=0.2 ml/L×0.02 L=0.004 ml,可知物质A的物质的量是n(A)=0.002ml,则A的摩尔质量为M==120 g/ml;
6.0 g A中含有C原子的物质的量是n(C)=n(CO)==0.15ml,其中含有H原子的物质的量是n(H)=2n(H2O)=2×=0.2 ml,含有的O原子的物质的量为n(O)= n(CO)+ n(H2O)=0.15 ml+0.1 ml=0.25 ml,则n(C):n(H):n(O)=0.15 ml:0.2 ml:0.25 ml=3:4:5,则A的最简式是C3H4O5,其式量是120,与物质的相对分子质量相等,故该物质的分子式就是C3H4O5。
(2)由于A物质分子中含有2个羧基,1个醇羟基,结合其分子式是C3H4O5,则该物质的结构简式是HOOC-CHOH-COOH 。
20. 冷水浴 缓慢滴加溶液 B A 随温度升高溶解度变化较大 圆底烧瓶 防止水蒸气进入,溶入呋喃 冷却,减少呋喃挥发,提高产率 检测产品的核磁共振氢谱和红外光谱等 11.52%
【详解】(1)制备呋喃甲酸的反应△H<0,为放热反应,呋喃甲酸在100℃升华,133℃熔融,230−232℃沸腾,并在此温度下脱羧,制备呋喃甲酸需保持温度为8℃−12℃,温度过高会降低其产率,反应温度较高,控制温度可用冷水浴法;搅拌可以散热控制温度,所以可用磁力搅拌的方法;还可用缓慢滴加NaOH溶液的方法,减小反应速率,控制温度;
(2)步骤②中有机层中含有呋喃甲醇,醇易被浓硫酸氧化,无水氯化钙能与醇形成复合物,所以不选98%浓硫酸和无水氯化钙作干燥剂,可选用无水硫酸镁作干燥剂,故选B;
(3)由溶解度曲线可知,呋喃甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大,且在A中溶解度随温度升高变化程度大,步骤③提纯过程:溶解→活性炭脱色→趁热过滤,所以选择合适的溶剂是A;
(4)①根据仪器的特征,可知仪器为圆底烧瓶;呋喃易溶于水,所以装置的作用是
防止水蒸气进入装置中,溶入呋喃;
②由于呋喃沸点较低,易挥发,冰盐浴可以降低温度,减少呋喃的挥发,提高产率;
③检验有机化合物结构的方法有测定核磁共振氢谱和红外光谱等;
④根据呋喃甲酸制取八甲基四氧杂夸特烯的方程式可知:4ml呋喃甲酸∼4ml呋喃∼1ml八甲基四氧杂夸特烯,4.5g呋喃甲酸的物质的量为:,制得的八甲基四氧杂夸特烯物质的量为:,其质量为:,则产率为。
21. NaCl+H2ONaClO+H2↑ 过滤 冷凝管 B Fe会被过氧化氢氧化,且生成的Fe3+会催化过氧化氢分解 cdba A
【分析】Ⅰ.如图是简易84消毒液发生器,电解氯化钠的饱和溶液,生成氢氧化钠,氢气,氯气,氯气会与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,该电解池中发生的总反应为氯化钠和水在通电的条件下生成次氯酸钠和氢气;
Ⅱ.(1)流程中操作①为固液分离,根据图示仪器的结构判断名称;
(2)根据题中提供的过氧化尿素的物理性质分析推断操作②的过程;
(3)双氧水是强氧化剂,能氧化活泼金属;
(4)①由于KMnO4的强氧化性,其溶液很容易被空气或水中的少量还原性物质还原,生成难溶性物质MnO(OH)2,结合该性质分析配制步骤;
②选做基准试剂的物质必须满足纯度高、稳定性好,如硫酸亚铁、亚硫酸钠容易被氧化变质的试剂不能作为基准试剂,浓盐酸具有挥发性,也不能做基准试剂;
③先计算草酸的物质的量浓度,再根据草酸和高锰酸钾之间的关系式计算高锰酸钾的物质的量浓度,再用高锰酸钾的量计算双氧水的质量分数,根据质量分数为34%的双氧水,则其中活性氧为16%,计算活性氧含量。
【详解】Ⅰ.简易84消毒液发生器,该电解池中发生的总反应的化学方程式:NaCl+H2ONaClO+H2↑;
Ⅱ.(1)流程中操作①从混合物中分离出固体和溶液,所以采用过滤操作;仪器X的名称是冷凝管;
(2)根据过氧化尿素的部分参数表,45℃左右受热易分解,熔点低,水溶性较大,需要在较低的温度下过氧化尿素形成晶体分离,不能使用常压蒸馏,应使用减压蒸馏的方法,降低蒸馏操作所需的温度,确保过氧化尿素不分解,则流程中操作②要将过氧化尿素分离出来的操作应选B;
(3)双氧水具有氧化性,铝、铁具有强还原性,容易被H2O2氧化,所以搅拌器不能选择铁质或铝质材料;
(4)①由于KMnO4的强氧化性,它的溶液很容易被空气中或水中的某些少量还原性物质还原,生成难溶性物质MnO(OH)2,因此配制KMnO4标准溶液的操作如下:称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中,将溶液加热并保持微沸,用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)2,过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶中并放在暗处,利用氧化还原滴定方法,在70~80℃条件下用基准试剂纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质)溶液标定其浓度,顺序为cdba;
②A.H2C2O4•2H2O常温下是稳定的结晶水水化物,溶于水后纯度高、稳定性好,可以用作基准试剂,故A正确;
B.FeSO4•7H2O在空气中不稳定,亚铁离子容易被氧化成铁离子,不宜用作基准试剂,故B错误;
C.浓盐酸不稳定,易挥发,不宜用作基准试剂,故C错误;
D.Na2SO3具有还原性,在空气中容易被氧化成硫酸钠,不宜用作基准试剂,故D错误;
答案选A;
③草酸的物质的量浓度为:=ml/L,根据反应方程式6H++2MnO4-+5H2C2O4•2H2O═2Mn2++10CO2↑+18H2O中草酸和高锰酸钾之间的关系式得,酸性高锰酸钾的物质的量浓度==ml/L;根据得失电子守恒知,5H2O2~2KMnO4,n(H2O2)=n(KMnO4),由于第2组数据偏差较大,应舍去,所以消耗高锰酸钾溶液的体积为实验1和实验3两组的平均值,即20.00 mL,n(H2O2)=×ml·L-1×0.02 L=ml,双氧水的质量分数==×100%,根据质量分数为34%的双氧水,其中活性氧为16%,则产品中活性氧的质量分数为×100%×=。
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