人教版 (2019)第二节 研究有机化合物的一般方法综合训练题

这是一份人教版 (2019)第二节 研究有机化合物的一般方法综合训练题，共9页。试卷主要包含了天然色素的提取常会用到萃取操作，研究有机物的一般步骤，某芳香烃A的质谱图如图所示等内容，欢迎下载使用。
基础巩固
1.天然色素的提取常会用到萃取操作。现在有用水提取的天然色素,下列溶剂不能用来富集这些天然色素的是( )。
A.四氯化碳B.苯
C.乙醇D.直馏汽油
答案:C
解析:乙醇与水互溶,不能用来富集水中的色素。
2.研究有机物的一般步骤:分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式。以下研究有机物的方法错误的是( )。
A.蒸馏:分离提纯液态有机混合物
B.燃烧法:研究确定有机物成分的有效方法
C.对粗苯甲酸提纯时操作为:加热溶解,蒸发结晶,过滤
D.红外光谱图:确定有机物分子中的官能团或化学键
答案:C
解析: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,液态有机混合物中各成分沸点不同,因而可采取蒸馏,故A项正确;利用燃烧法,能得到有机物燃烧后的无机产物,并作定量测定,最后算出各元素原子的质量分数,得到实验式或最简式,故B项正确;粗苯甲酸经过加热溶解→趁热抽滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥→纯苯甲酸,故C项错误;不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上吸收峰的位置不同,所以红外光谱图能确定有机物分子中的化学键或官能团,故D项正确。
3.如图表示物质A在4种溶剂W、X、Y、Z中的溶解度曲线。据此,用重结晶法提纯A时,最宜采用的溶剂是( )。
A.WB.X
C.YD.Z
答案:D
解析:利用重结晶法提纯物质时,被提纯的物质在该溶剂中的溶解度随温度改变变化明显时,提纯后得到的物质才能有较高的纯度。
4.某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示,下列说法中正确的是( )。
未知物A的红外光谱
未知物A的核磁共振氢谱
A.由红外光谱可知,该有机物中只有三种不同的化学键
B.该有机物分子中有两种处于不同化学环境的氢原子
C.若A的分子式为C2H6O,则其结构简式为CH3—O—CH3
D.核磁共振氢谱不提供氢原子总数信息
答案:D
解析:由红外光谱可知分子中至少含有C—H、C—O、O—H三种不同的化学键,故A项错误;核磁共振氢谱中有3组峰说明分子中有3种处于不同化学环境的氢原子,故B项错误;若A的分子式为C2H6O,CH3—O—CH3中只有一种氢原子,所以核磁共振氢谱中应只有1组峰,与图像不符合,故C项错误;核磁共振氢谱中只能确定氢原子种类,不能确定氢原子总数,故D项正确。
5.确定有机化合物组成和结构的方法很多,下列说法错误的是( )。
A.质谱仪可用于有机物相对分子质量的测定
B.异丁烷的核磁共振氢谱中有2组峰
C.核酸是生物体遗传信息的载体,通过红外光谱可检测其结构中存在多种单键、双键、氢键等化学键
D.X射线衍射法测得环异戊二烯的结构为,其所有原子不可能共平面
答案:C
解析:用质谱仪测定的有机物的最大质荷比为该物质的相对分子质量,故A项正确;异丁烷结构简式是,3个甲基上的氢原子位置相同,属于同一种氢原子,甲基连接的碳原子上的氢原子属于另一种氢原子,故异丁烷的核磁共振氢谱中有2组峰,故B项正确;氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故C项错误;环异戊二烯分子中含有饱和碳原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有原子不可能共平面,故D项正确。
6.实验室利用反应2CH3CH2CH2CHO+H2O
制备辛烯醛(在沸点177 ℃时略有分解)的流程如图所示。下列说法错误的是( )。
A.加热回流的装置中温度计应插入液面以下
B.操作Ⅰ中用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯
C.无水Na2SO4的作用是除水
D.减压蒸馏操作中应使用空气冷凝管
答案:D
解析:为测定反应液的温度,加热回流的装置中温度计应插入液面以下,A项正确;碱液与辛烯醛不互溶,操作Ⅰ为分液,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,B项正确;分液得到的产品用水洗涤后,加入无水Na2SO4可以吸收水分,C项正确;空气冷凝无法限制蒸气最高温度,为防止分解,蒸馏时需要使用水进行冷凝,D项错误。
7.为测定某有机化合物的结构,用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱,则该有机化合物可能是( )。
A.C2H5OHB.
C.D.
答案:A
解析:根据有机化合物的核磁共振氢谱知该有机化合物中含有3种处于不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为3∶2∶1。乙醇分子中含有3种处于不同化学环境的氢原子,峰面积之比为3∶2∶1,A项正确;2-甲基丙烯中含有2种处于不同化学环境的氢原子,B项错误;对氨基苯酚中含有4种处于不同化学环境的氢原子,C项错误;对二甲苯中含有2种处于不同化学环境的氢原子,D项错误。
8.某芳香烃A的质谱图如图所示:
(1)A的名称为 。
(2)A的一氯代物共有 种。
(3)A中最多有 个原子共平面。
(4)9.2 g A在足量O2中充分燃烧,混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重 g和 g。
(5)A分子的核磁共振氢谱有 组峰,峰面积之比为 。
答案:(1)甲苯
(2)4
(3)13
(4)7.2 30.8
(5)4 1∶2∶2∶3
解析:(1)已知A为芳香烃,由质谱图可知A的相对分子质量为92,则可推出A为甲苯。(2)甲苯中苯环上的一氯代物有3种,甲基上还有一种,共4种。(3)苯分子中所有原子共平面,甲烷为正四面体结构,甲基具有甲烷的结构特点,碳碳单键可以旋转,则甲苯分子中苯环上所有原子、甲基上最多有1个氢原子共平面,所以甲苯中最多有13个原子共平面。(4)9.2g甲苯完全燃烧可得0.4ml水和0.7mlCO2,即7.2g水和30.8g二氧化碳。(5)甲苯分子中有4种不同化学环境的氢原子,故核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶3。
能力提升
1.某有机化合物A用质谱仪测定如图1,核磁共振氢谱示意图如图2,则A的结构简式可能为( )。
图1
图2
A.HCOOH
B.CH3CHO
C.CH3CH2OH
D.CH3CH2CH2COOH
答案:C
解析:根据图示可知,该有机化合物的最大质荷比为46,则A的相对分子质量为46,故B、D项错误;根据图示核磁共振氢谱可知,A分子的核磁共振氢谱有3组吸收峰,则其分子中有3种处于不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为3∶2∶1,HCOOH分子中含有2种处于不同化学环境的氢原子,CH3CH2OH分子中含有3种处于不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为3∶2∶1,故C项正确。
2.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)需要用到坩埚
D.步骤(4)需要蒸馏装置
答案:C
解析: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项错误;步骤(4)是利用沸点不同采用蒸馏得到甲苯,D项正确。
3.某化合物的结构(键线式)及球棍模型如下:
该有机化合物分子的核磁共振氢谱图如下:
下列关于该有机化合物的叙述正确的是( )。
A.该有机化合物有6种不同化学环境的氢原子
B.该有机化合物属于芳香族化合物
C.键线式中的Et代表的基团为—CH3
D.该有机化合物分子中含有酯基
答案:D
解析:由核磁共振氢谱图可知有8种不同化学环境的氢原子,A项错误;由键线式可看出,该物质中无苯环,不属于芳香族化合物,B项错误;Et代表的基团为—CH2CH3,C项错误。
4.工业常用的精油提取方法如图所示,下列说法错误的是( )。
A.该提取方法的原理为蒸馏
B.提取过程中采用了水浴加热
C.在实验室中乙部分可以用蛇形冷凝管代替
D.丙部分利用水与精油的密度差异进行分离
答案:B
解析:题图所示精油提取是利用植物中各物质的沸点不同进行分离,为蒸馏法,A项正确;由富含精油的水蒸气可知,温度不低于100℃,不能采用水浴加热,B项错误;乙为冷凝装置,可用蛇形冷凝管代替,C项正确;丙中水与精油的密度不同,且精油难溶于水,可采用分液的方法分离,D项正确。
5.实验室制备苯甲醇和苯甲酸的反应原理是
2+KOH+
+HCl+KCl
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 ℃,微溶于水。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下图所示:
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”)。该操作中,除需蒸馏烧瓶、温度计外,还需要的玻璃仪器是 ,收集产品甲的适宜温度为 。
答案:(1)分液 苯甲醇
(2)蒸馏 苯甲醇
(3)过滤 苯甲酸
(4)b 冷凝管、酒精灯、锥形瓶、牛角管 34.8 ℃
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的沸点远高于乙醚,可通过蒸馏分离。
(3)加入盐酸后生成的苯甲酸为微溶于水的晶体,可通过过滤分离。
(4)蒸馏时温度计水银球上沿放置的位置应是蒸馏烧瓶支管口附近,即b处。收集产品苯甲醇而除去乙醚,根据两者沸点可知适宜温度为34.8℃。
6.有机化合物乙偶姻存在于啤酒中,是酒类调香中一种极其重要的化合物。某研究性学习小组为确定乙偶姻的结构,进行如下探究。
步骤一:将乙偶姻蒸气和氧气的混合气体通过热的氧化铜(催化剂)氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收,装置如图1。
图1
2.64 g乙偶姻的蒸气氧化产生5.28 g二氧化碳和2.16 g水。
步骤二:升温使乙偶姻汽化,测其密度是相同条件下H2的44倍。
步骤三:用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图2,图中4组峰的面积比为1∶3∶1∶3。
步骤四:利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图3。
图2
图3
(1)图1装置中两只U形管不能互换的理由是 。
(2)乙偶姻的摩尔质量为 。
(3)乙偶姻的分子式为 。
(4)乙偶姻的结构简式为 。
答案:(1)气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2,干扰元素的验证
(2)88 g·ml-1
(3)C4H8O2
(4)
解析:步骤一:无水氯化钙能够吸水,2.16g水的物质的量为=0.12ml;固体氢氧化钠能够吸收二氧化碳,5.28g二氧化碳的物质的量为=0.12ml;n(C)=n(CO2)=0.12ml,m(C)=1.44g;n(H)=2n(H2O)=0.24ml,m(H)=0.24g,因此m(O)=2.64g-1.44g-0.24g=0.96g,n(O)==0.06ml;因此n(C)∶n(H)∶n(O)=0.12∶0.24∶0.06=2∶4∶1,最简式为C2H4O。
步骤二:测该气态有机化合物密度是相同条件下H2的44倍,可知该有机化合物的相对分子质量为88,Mr[(C2H4O)n]=88,n=2,所以该有机化合物的分子式为C4H8O2。
步骤三:用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱中4组峰的面积比为1∶3∶1∶3,可知结构中含有2个甲基。
步骤四:利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图3,由此可知该有机化合物的结构简式为。