人教版 (2019)有机化合物的结构特点课后测评
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这是一份人教版 (2019)有机化合物的结构特点课后测评,共19页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题(共12小题)
1.下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是
A.CH3CH3B.CH2=CH2
C.CH≡CHD.CH4
2.某有机物4.6g在空气中完全燃烧,生成二氧化碳4.48L(标准状况)和水5.4g。已知这种有机物的蒸汽密度是相同状况下氢气密度的23倍,且能和金属钠反应,则该有机物的结构简式为
A.CH3CH3B.C2H5OHC.CH3-O-CH3D.HO-CH2CH2-OH
3.下列说法中不正确的是
A.红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机物的结构分析
B.HCHO中含有的官能团是羟基
C.中含有酯基
D.2,5—二甲基己烷的核磁共振氢谱中出现了三个峰
4.分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构) :
A.7种B.8种C.9种D.10种
5.下列说法正确的是
A. 的一溴代物有5种
B.分子式是C5H10O2且属于羧酸的结构有5种
C.分子式是C4H8O且属于醛的结构有3种
D.C4H10的同分异构体有3种
6.下列表示不正确的是
A.乙烯的结构式:B.甲酸甲酯的结构简式:
C.甲基丁烷的键线式:D.甲基的电子式:
7.某有机物A质谱图、核磁共振氢谱图如图,则A的结构简式可能为
A.CH3OCH2CH3B.CH3CH2OH
C.CH3CHOD.CH3CH2CH2COOH
8.下列化合物中不属于有机化合物的是
A.醋酸B.尿素C.碳酸钙D.蔗糖
9.2020年,一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情让我们谈“疫”色变。研制药物,保护人民健康时间紧迫。药物利托那韦治疗新型冠状病毒肺炎临床研究进展顺利。以下是利托那韦的结构,有关利托那韦的说法错误的是
A.分子式为C37H48N6O5S2
B.分子中既含有σ键又含有π键
C.分子中含有极性较强的化学键,化学性质比较活泼
D.分子中含有苯环,属于芳香烃
10.下列有机化合物按碳骨架分类,结果正确的是
A.乙烯()、苯()、环己烷()都属于脂肪烃
B.苯()、环戊烷()、环己烷()都属于芳香烃
C.属于脂环化合物
D.均属于环烷烃
11.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是
A.CH3CH=CH2B.CH3-C≡CHC.CH3CH2OHD.CH≡CH
12.实验室可利用呋喃甲醛()在碱性环境下发生交叉的Cannizzar反应,生成呋喃甲酸()和呋喃甲醇(),反应过程如下:
2+
操作流程如下:
已知:
①呋喃甲酸在水中的溶解度如下表:
②呋喃甲醇与乙醚混溶;乙醚沸点为34.6 ℃,呋喃甲醇沸点为171.0 ℃。
下列说法错误的是A.呋喃甲醛在NaOH溶液中的反应较为剧烈
B.向乙醚提取液中加入无水碳酸钾干燥、过滤后,应采取蒸馏的方法得到呋喃甲醇
C.在分离乙醚提取液后的水溶液中加盐酸后,得到粗呋喃甲酸晶体的方法是萃取
D.粗呋喃甲酸晶体的提纯可采用重结晶的方法
二、填空题(共4小题)
13.THF是一种重要的有机合成原料和性能优良的溶剂,已知其由C、H、O三种元素组成,某化学兴趣小组在实验室尝试分析其组成与结构。
(1)准确称取THF3.6g,使其完全燃烧,将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b,测得管a增重3.6g,管b增重8.8g,则THF中C、H的原子个数比为_______,经测定THF的相对分子质量为72,则THF的分子式为_______。lmlTHF完全燃烧,消耗O2的物质的量为_______ml。
(2)将向少量装有THF的试管中加入一小块钠,无明显变化,据此可推测该化合物中不含_______官能团名称)。
(3)为继续测定其结构,将THF进行核磁共振氢谱测定,得到如下图所示:(积分面积1:1)
则可推测THF的结构简式为_______。
(4)有机物A为THF的一种同分异构体,且A含有醛基,则A可能的结构有_______种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且积分面积比为1:1:6的物质的结构简式为_______。
14.具有一种官能团且苯环上有两个取代基的有机物W是E()的同分异构体,0.5mlW与足量NaHCO3溶液反应生成44gCO2,W共有___种结构(不含立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为____。
15.某有机化合物经李比希法测得其中含碳的质量分数为54.5%、含氢的质量分数为9.1%,其余为氧。用质谱法分析知该有机物的相对分子质量为88.请回答下列有关问题:
(1)该有机物的分子式为_______。
(2)若该有机物的水溶液呈酸性,且结构中不含支链,则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为_______。
(3)若实验测得该有机物中不含结构,利用红外光谱仪测得该有机物的红外光谱如图所示。则该有机物的结构简式可能是_______、_______(写出两种即可)。
16.有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用图中的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为_______。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为_______,分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______。
三、实验题(共3小题)
17.硝基苯是重要的化工原料,用途广泛。
I.制备硝基苯的化学反应方程式如下:
+HO-NO2+H2O
II.可能用到的有关数据列表如下:
III.制备硝基苯的反应装置图如下:
IV .制备、提纯硝基苯的流程如下:
请回答下列问题:
(1)配制混酸时,应在烧杯中先加入___________ ;反应装置中的长玻璃导管最好用___________代替(填仪器名称);恒压滴液漏斗的优点是___________。
(2)步骤①反应温度控制在50~60°C的主要原因是___________;步骤②中分离混合物获得粗产品1的实验操作名称是___________。
(3)最后一次水洗后分液得到粗产品2时,粗产品2应___________ (填“a” 或“b”)。
a.从分液漏斗上口倒出 b.从分液漏斗下口放出
(4)粗产品1呈浅黄色,粗产品2为无色。粗产品1呈浅黄色的原因是___________。
(5)步骤④用到的固体D的名称为___________。
(6)步骤⑤蒸馏操作中,锥形瓶中收集到的物质为___________。
18.己二酸是一种二元弱酸,通常为白色结晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。实验室中常用碱性KMnO4溶液氧化环己醇()来制取己二酸。发生的主要反应可表示为 。
具体操作步骤如下:
I.向烧杯中加入5mL 10%氢氧化钠溶液和50mL水,边搅拌边加入9g KMnO4 (可适当加热),待KMnO4溶解后,将溶液转入仪器A中,再向仪器C中加入2.1mL(0.02ml)环己醇,按下图所示连接好装置。
II.打开仪器C中的活塞,控制滴加速度,待环己醇滴加完毕反应温度开始下降时,将仪器A加热煮沸8min,用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上做点滴实验,若出现紫色环,可加入适量的亚硫酸氢钠,趁热抽滤混合物,用少量热水洗涤滤渣(MnO2)2~3次,合并滤液和洗涤液,加热浓缩至原体积的一半左右(溶液微黄),冷却至室温。
III.滴加浓盐酸酸化,加入少量活性炭,加热煮沸,越热抽滤,滤液经一系列操作后得白色晶体1.95g。已知:不同温度下,几种物质在水中的溶解度如下表所示。
回答下列问题:
(1)上图中仪器A的名称为_______;仪器B中冷却水的进水口是_______(填“a”或“b”)。
(2)步骤II中,随环己醇滴速的不同,溶液温度随时间的变化曲线如下图所示,则在实验过程中应选择曲线_______对应的滴速,理由是_______。
(3)步骤II中加入饱和亚硫酸氢钠溶液的作用是_______。
(4)步骤III加浓盐酸酸化时有大量气泡产生,推测该气体是_______(填化学式)。
(5)步骤III中“一系列操作”包括_______、过滤、洗涤、干燥、称量;若己二酸晶体中含有氯化钠,则提纯己二酸的方法是_______。
(6)该实验中,己二酸的产率为_______(保留4位有效数字)。
19.某化学兴趣小组借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种,沸点为148℃)的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用右侧的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
图1
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为_______,分子式为_______。
步骤三;确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______。
四、计算题(共2小题)
20.将3.00g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为_______ml。
(2)该有机物的分子式为_______(写出计算过程)。
21.某芳香族化合物A为无色片状结晶,易溶于热水。为研究A的组成与结构,进行了如表实验:
T(℃)
0
5
15
100
S(g)
2.7
3.6
3.8
25.0
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度(20℃)/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
浓硝酸
___
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
___
338
1.84
易溶于水
物质
己二酸
氯化钠
氯化钾
25℃时溶解度/g
2.1
36.1
34.3
70℃时溶解度/g
38
37.8
48
100℃时溶解度/g
160
39.5
56.3
吸水剂
CO2吸收剂
实验前质量/g
20.00
26.48
实验后质量/g
21.08
30.00
实验步骤
解释或实验结论
I.称取3.4gA升温使其汽化,测其密度约为相同条件下氧气的4.25倍
通过计算填空:(1)A的相对分子质量为____
II.将此3.4gA在足量纯O2中充分燃烧,只生成8.8gCO2和1.8gH2O
(2)A的分子式为____
III.另取A6.8g,与足量的NaHCO3溶液反应,生成1.12LCO2(标准状况)
(3)写出A中含有的官能团的结构简式:____
IV.A的核磁共振氢谱如图
(4)A中含有___种不同化学环境的氢原子,个数之比为___
(5)综上所述,A的结构简式为_____。
(6)写出A与NaHCO3溶液发生反应的化学方程式:____。
参考答案:
1.C【解析】A.CH3CH3中有7个σ键,没有π键,故A不符合题意;
B.CH2=CH2中有5个σ键,1个π键,故B不符合题意;
C.CH≡CH中有3个σ键,2个π键,故C符合题意;
D.CH4中有4个σ键,没有π键,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
2.B【解析】该有机物的蒸气密度是相同条件下H2密度的23倍,则该有机物的相对分子质量为46,物质的量为=0.1ml,n(H2O)==0.3ml,则n(H)=2n(H2O)=0.6ml,则该有机物中含有H原子的个数为6,n(CO2)==0.2ml,n(C)=n(CO2)=0.2ml,则该有机物中含有C原子的个数2,所以有机物中应含有O原子个数为=1,所以有机物的分子式为C2H6O,该物质能与金属钠反应,则分子中含-OH,应为:CH3CH2OH,故选B。
3.B【解析】A.红外光谱、核磁共振氢谱是应用于有机结构分析的现代物理方法,A正确;
B.HCHO是甲醛,含有的官能团是醛基,B错误;
C.可以看作,其中含有酯基,C正确;
D.2,5二甲基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2,核磁共振氢谱中出现三个峰,D正确;
故答案为:B。
4.C【解析】这些酯有:甲酸丁酯4种(丁基4种异构)、乙酸丙酯2种(丙基2种异构)、丙酸乙酯1种、丁酸甲酯2种(丁酸的烃基为丙基,丙基2种异构),共9种,故合理选项为C。
5.A【解析】A.该有机物中含有5种氢,故一溴代物种类为5种,A正确;
B.C5H10O2属于羧酸的结构如下:CH3CH2CH2CH2COOH、HOOCCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2COOH、(CH3)3CCOOH,共4种,B错误;
C.C4H8O属于醛的结构如下:CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO,共2种,C错误;
D.C4H10同分异构体如下:CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2,共2种,D错误;
故答案选A。
6.B【解析】A.结构式是每一对共用电子对用一个短横来表示,乙烯分子中每个碳原子和每个氢原子形成一对共用电子对,碳原子和碳原子形成两对共用电子对,故A正确;
B.结构简式中需要体现出特殊结构和官能团,甲酸甲酯中要体现出酯基,其结构简式为HCOOCH3,故B错误;
C.键线式中每个端点为一个C原子,省略C—H键,故C正确;
D.甲基中碳原子和三个氢原子形成3对共用电子对,还剩一个成单电子,故D正确;
答案选B。
7.B【解析】根据图中信息得到该有机物A的质荷比为46,有三种位置的氢。
【解析】A.CH3OCH2CH3质荷比为60,而有机物A质荷比为46,故A不符合题意;
B.CH3CH2OH质荷比为46,有三种位置的氢,与题中信息一致,故B符合题意;
C.CH3CHO质荷比为44,有两种位置的氢,与题中信息不一致,故C不符合题意;
D.CH3CH2CH2COOH质荷比为88,有四种位置的氢,与题中信息不一致,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
8.C【解析】有机物是指含有碳元素的化合物.有机物的特点是:属于化合物,含有碳元素,不是一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等物质,可以根据这些特点进行分析和判断。
【解析】A.醋酸含有碳元素,属于有机物,故A不符合题意。
B.尿素是含有碳元素的化合物,属于有机物,故B不符合题意;
C.碳酸钙虽然含有碳元素的化合物,但属于无机物,故C符合题意;
D.蔗糖是含有碳元素的化合物,属于有机物,故D不符合题意;
故选C。
9.D【解析】A.由结构简式可知,利托那韦的分子式为C37H48N6O5S2,故A正确;
B.由结构简式可知,利托那韦分子中含有单键、双键、苯环等结构,单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,苯环中两种键都含,则分子中既含有σ键又含有π键,故B正确;
C.由结构简式可知,利托那韦分子中含有的羟基、酯基、酰胺基等官能团具有较强的极性,化学性质比较活泼,故C正确;
D.由结构简式可知,利托那韦分子中含有羟基、酯基、酰胺基等官能团,属于利托那韦属于烃的衍生物,不属于芳香烃,故D错误;
故选D。
10.D【解析】烃是只含C、H两种元素的有机化合物,按照碳骨架可将有机化合物分为链状化合物和环状化合物,根据是否含有苯环又将环状化合物分为脂环化合物和芳香族化合物。
【解析】A.按碳骨架分类可知,乙烯属于脂肪烃,苯属于芳香烃,环己烷属于脂环烃,苯和环己烷不属于脂肪烃,故A错误;
B.按碳骨架分类可知,环戊烷、环己烷属于脂环烃,不属于芳香烃,故B错误;
C.按碳骨架分类可知,萘属于芳香族化合物,不属于脂环化合物,故C错误;
D.按碳骨架分类可知,环戊烷、环丁烷和乙基环己烷均属于环烷烃,故D正确;
故选D。
11.B【解析】A.CH3CH=CH2中双键碳为sp2、单键碳为sp3,故不选A;
B.CH3-C≡CH中三键碳为sp、单键碳为sp3,故选B;
C.CH3CH2OH中碳原子均为sp3杂化,故不选C;
D.CH≡CH中碳原子只有sp杂化,故不选D;
选B。
12.C【解析】A.呋喃甲醛在NaOH溶液中的反应在冰水浴中进行,是为了降低反应速率,A正确;
B.乙醚提取的是混合溶液中的呋喃甲醇,呋喃甲酸盐留在水溶液中,乙醚提取液中加入无水碳酸钾干燥、过滤后,得到呋喃甲醇和乙醚的混合液,应采取蒸馏的方法得到呋喃甲醇,B正确;
C.在分离乙醚提取液后的水溶液中加盐酸会生成呋喃甲酸,温度较低时呋喃甲酸在水中溶解度较小,为得到粗呋喃甲酸晶体,采用的方法应是冷却、过滤,C错误;
D.根据呋喃甲酸在水中的溶解度随温度的变化情况,可知提纯粗呋喃甲酸晶体可采用重结晶的方法,D正确;
故选:C。
13.(1) 1:2 C4H8O 5.5
(2)羟基
(3)
(4) 2
【解析】(1)由题干信息,THF由C、H、O三种元素组成,THF3.6g,使其完全燃烧,将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b,测得管a增重3.6g,管b增重8.8g,说明生成3.6g H2O,8.8gCO2,根据元素守恒可知,THF中含有 H, C,则THF中C、H原子个数比为:0.2:0.4=1:2,且THF中一定含有O元素,O元素的质量为3.6g-0.4g-2.4g=0.8g,所以C、H、O元素的原子个数比为0.2:0.4:0.05=4:8:1经测定THF的相对分子质量为72,则THF的分子式为C4H8O,THF与O2燃烧的化学方程式为2C4H8O+11O28CO2+8H2O,故1mlTHF完全燃烧需要消耗5.5mlO2;
(2)向少量装有THF的试管中加入一小块钠,无明显变化,说明THF不与Na反应,THF中只含有1个O原子,则THF不含有羟基;
(3)THF的分子式为C4H8O,含有1个不饱和度,根据核磁共振氢谱可知,该物质中只有两种不同环境的H原子,则可推测其结构为;
(4)机物A为THF的一种同分异构体,且A含有醛基,则A可能的结构有CH3CH2CH2CHO、共2种结构,其中核磁共振氢谱有三组峰,且积分面积比为1:1:6的物质的结构简式为。
14. 12 【解析】根据题干信息可知,W的分子结构中含有苯环,且苯环上有2个取代基。根据“0.5mlW与足量NaHCO3溶液反应生成44gCO2”可知,W分子结构中含有2个-COOH。
【解析】由分析可知,W具有一种官能团,含有两个-COOH,由E的结构简式可知,W分子结构中除苯环外还存在4种情况:①-CH2COOH、-CH2COOH,②-COOH、-CH2CH2COOH,③-COOH、,④-CH3、。每组取代基在苯环上有邻、间、对三种位置关系,故W共有4×3=12种结构;核磁共振氢谱上只有3组峰,说明分子是对称结构,其结构简式为。答案为:12;。
【点睛】推断有机物的可能结构简式时,先据题给信息,确定该有机物可能具有的官能团或原子团,再调整取代基的相对位置。
15. 3:2:2:1 【解析】(1)根据已知:有机物的相对分子质量为88,含碳的质量分数为54.5%、含氢的质量分数为9.1%,其余为氧,所以1 ml该有机物中,,,,故该有机物的分子式为,故答案:;
(2) 若该有机物的水溶液呈酸性,说明含有羧基,;结构中不含支链,则该有机物的结构简式为,则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为3:2:2:1。故答案:3:2:2:1;
(3)由图可知,该有机物分子中有2个、1个、1个-C-O-C-结构或2个、1个-COO-结构,据此可写出该有机物可能的结构简式有:、、,故答案:;。
16.(1) 蒸馏烧瓶 仪器y
(2) 88
(3) 羟基、羰基
【解析】(1)
根据装置图,仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器直形冷凝管,球形冷凝管一般用于冷凝回流装置中,选仪器y。
(2)
①M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,所以该有机物中还一定含有氧元素,氧元素的质量分数为,分子内各元素原子的个数比,所以实验式为;
②同温同压,密度比等于相对分子量之比。M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为,设分子式为,则,n=2,则分子式为。
(3)
根据核磁共振氢谱图中有4组峰,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3,结合红外光谱图所示含有C-H、H-O、C=O等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、羰基。
17. 浓硝酸 球形(或蛇形)冷凝管 平衡气压,使混合酸能顺利留下 防止副反应发生 分液 b 其中溶有浓硝酸分解的二氧化氮 无水氯化钙或无水硫酸镁等固体干燥剂 苯【解析】制备、提纯硝基苯流程:苯环上的一个氢原子能与硝酸中的硝基发生取代反应得到硝基苯,所以反应①的化学方程式为:+HO-NO2 +H2O,混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸,硝基苯是油状液体,难溶于水,密度比水大,苯微溶于水,与硝基苯互溶,在下层,步骤②为分离互不相溶的液态混合物,应采取分液操作;粗产品1中有残留的硝酸及硫酸,步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤,除去粗产品中残留的酸,有机层为苯和硝基苯的混合物,还残留有水,步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物,过滤,步骤⑤进行蒸馏,分离苯和硝基苯,得到纯硝基苯,据此结合有机物的性质与应用回答问题。
【解析】(1)浓硫酸密度大于浓硝酸,浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热,则该实验中配制混酸应将浓硫酸注入浓硝酸中,及时搅拌和冷却,以防止液体暴沸;苯、浓硝酸沸点低,易挥发,球形(或蛇形)冷凝管能更好冷凝回流挥发的苯、浓硝酸,从而可减少反应物的损失,提高转化率;和普通分液漏斗相比,恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强,使混合酸顺利滴下;
(2)浓硫酸和浓硝酸是强腐蚀性酸,且具有强氧化性,温度不能过高,应控制在50~60°C,温度过高有副反应发生;混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸,硝基苯是油状液体,难溶于水,密度比水大,苯微溶于水,与硝基苯互溶,在下层,步骤②为分离互不相溶的液态混合物,应采取分液操作;
(3)最后一次水洗后分液得到粗产品2为硝基苯和苯的混合物,采用分液方法分离,因为硝基苯的密度比水大,所以粗产品2应从分液漏斗下口放出,故选b;
(4)粗产品1中除了硝基苯,还溶入了浓硝酸,浓硝酸受热易分解,溶有浓硝酸分解产生的二氧化氮导致其呈浅黄色;
(5)步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤,除去粗产品中残留的酸,有机层为苯和硝基苯的混合物,还残留有水,步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物,过滤,得到苯和硝基苯的混合物;
(6)步骤⑤为蒸馏操作,分离苯和硝基苯,根据表格数据可知,苯的沸点为80℃,硝基苯的沸点为210.9℃,则锥形瓶中收集到的物质为苯。
18.(1) 三颈烧瓶 b
(2) F 氧化过程应在小于50℃下进行,温度升高过快,产生的副产物较多,会降低己二酸的产率
(3)还原过量的KMnO4,防止在后续操作中将盐酸氧化
(4)Cl2
(5) 冷却结晶 重结晶
(6)66.78%
【解析】向烧杯中加入5mL10%氢氧化钠溶液和50mL水,边搅拌边加入9gKMnO4 (可适当加热),待KMnO4溶解后,将溶液转入三颈烧瓶中,再向恒压滴液漏斗中加入2.1mL (0.02ml)环己醇,按图示连接好装置,打开恒压滴液漏斗中的活塞,控制环己醇滴加速度,待滴加完毕反应温度开始下降时,将三颈烧瓶加热煮沸8min,用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上做点滴实验,若出现紫色环,说明还存有高锰酸钾,可加入适量的亚硫酸氢钠至高锰酸钾完全转化为二氧化锰,趁热抽滤混合物,用少量热水洗涤滤渣(MnO2)2~3次,合并滤液和洗涤液,加热浓缩至原体积的一半左右(溶液微黄),冷却至室温,再滴加浓盐酸酸化,加入少量活性炭,加热煮沸,趁热抽滤,滤液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得白色晶体。
(1)
由仪器构造可知,仪器A为三颈烧瓶;仪器B为球形冷凝管,冷凝水应下口进上口出,即b口进、a口出;
(2)
该反应为放热反应,氧化过程应在小于50℃下进行,由图可知,滴速过快,反应容器内温度升高过快,产生的副产物较多,使己二酸的产率降低,为保障温度的稳定性(小于50℃),最好采用F对应的滴速;
(3)
第III步需要加浓盐酸酸化,KMnO4与浓盐酸反应,因此需要加NaHSO3将过量的KMnO4还原,防止在后续操作中将盐酸氧化;
(4)
若高锰酸钾未反应完,加入的浓盐酸会与高锰酸钾发生氧化还原反应生成氯气,因此产生的气体为Cl2;
(5)
已二酸微溶于冷水,将滤液经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得到己二酸晶体;由表格数据可知,若己二酸晶体中含有氯化钠,可利用重结晶的方法进行提纯己二酸;
(6)
由方程式可知,理论上0.02ml的环己醇可制得0.02ml的己二酸,质量为0.02ml146g/ml=2.92g,因此己二酸的产率为100%≈66.78%。
19.(1) 蒸馏烧瓶 仪器y
(2) 88 C4H8O2
(3) 羟基、酮羰基
【解析】(1)
仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器y(直形冷凝管),仪器x(球形冷凝管)一般用于冷凝回流装置中,故答案为:蒸馏烧瓶;仪器y;
(2)
M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为2×44=88;计算该有机物中氧元素的质量分数:w(O)=100%-54.5%-9.1%=36.4%,分子内各元素原子的个数比:N(C)∶N(H)∶N(O)= =2∶4∶1,即实验式为:C2H4O,设分子式为(C2H4O)n,则44n=88,n=2,则分子式为C4H8O2,故答案为:88;C4H8O2;
(3)
根据核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积之比为1∶3∶1∶3,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3,结合红外光谱图所示含有C-H、H-O、C=O等化字键,其结构简式为:,所含官能团为羟基、酮羰基,故答案为:羟基、酮羰基;。
20. 0.0600 C4H6O6【解析】(1)根据表格中的数据,吸水剂增加的质量全部为有机物完全燃烧生成水的质量,则生成水的物质的量n(H2O)===0.0600ml;
(2)n(H)=0.0600ml×2=0.120ml,
n(C)==0.0800ml,
n(O)==0.120ml,
则最简式为C2H3O3,由于相对分子质量为150,则可以得到有机物的分子式为C4H6O6。
21. 136 C8H8O2 -COOH 5 2∶2∶2∶1∶1 +NaHCO3→+H2O+CO2↑【解析】(1)称取3.4gA升温使其汽化,测其密度约为相同条件下氧气的4.25倍,说明其相对分子质量为氧气的4.25倍,即为32*4.25=136。
(2)3.4克的物质的量为 。将此3.4gA在足量纯O2中充分燃烧,只生成8.8gCO2和1.8gH2O,即生成了0.2ml二氧化碳和0.1ml水,说明分子中的碳原子数为 ,氢原子数为 ,根据相对分子质量分析,该分子中还有氧元素,氧原子个数为 ,则分子式为C8H8O2。
(3)另取A6.8g,即0.05ml,与足量的NaHCO3溶液反应,生成1.12LCO2(标准状况)即0.05ml,说明每个分子含有一个羧基。
(4)根据核磁共振氢谱分析,该分子有5种峰,即含有5种氢原子,峰面积比为2:2:2:1:1。
(5)根据以上分析,该物质的结构简式为。
(6)该物质与碳酸氢钠反应的化学方程式为:+NaHCO3→+H2O+CO2↑。
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