高中化学定量研究的方法试题

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:

根据要求填空：
（1）装置A中反应的化学方程式为                          ，当产生336mL气体（标准状况）时，有       mol还原剂被氧化。
（2）B装置有三种功能：①控制气流速度；②_______；③________________。
（3）设V（Cl₂）/V（CH₄）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢,则x的取值范围是______。
（4）D装置中的石棉上均匀附着KI粉末，其作用是_______________________。
（5）E装置的作用是____________（填编号）。
A．收集气体    B．吸收氯气       C．防止倒吸      D．吸收氯化氢
（6）在C装置中，经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式_______________________________。
（7）装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_______。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是__________（填编号）。
A．CH₄        
B．CH₃Cl        
C．CH₂Cl₂      
D．CHCl₃     
E．CCl₄

某有机物完全燃烧生成CO₂和H₂O。将12 g该有机物完全燃烧的产物通过浓H₂SO₄，浓H₂SO₄增重14．4 g，再通过碱石灰，碱石灰增重26．4 g。则该有机物的分子式为

A．C4H10

B．C2H6O

C．C3H8O

D．C2H4O2

乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，而且具有较好的经济效益和社会效益，终将成为汽油和柴油的替代品。

（1）写出乙醇完全燃烧的化学方程式：______________________________。
（2）乙醇燃烧时如果氧气不足，可能还有CO生成。用如图装置验证乙醇的燃烧产物中有CO、CO₂、H₂O，应将乙醇的燃烧产物依次通过(按气流从左到右的顺序填装置编号)________。

（3）实验时可观察到装置②中A瓶的石灰水变浑浊。A瓶溶液的作用是________________；B瓶溶液的作用是________________；C瓶溶液的作用是_________________________。
（4）装置③的作用是________________；装置①中所盛放的是________________，作用是_______________________________________。
（5）装置④中所盛的固体药品是______________，它可以验证的产物是_____________。
（6）尾气应如何处理？___________________。
（7）海底有大量的甲烷水合物。等质量的甲烷和乙醇完全燃烧产生温室气体CO₂较多的是________。

已知A为烃，B是烃的衍生物，由总物质的量为1mol的A和B组成的混合物在2.5mol氧气中完全燃烧，生成2mol二氧化碳和2mol水。A、B分子式不可能是下列组合中的：
A．CH₄O、C₃H₄O       B．C₂H₄、C₂H₄O₂      
C．C₃H₆O₃、CH₂O₂      D．C₂H₂、C₂H₆

2012年2月20日《南方日报》A12版报道了如下几种饮料添加剂：对羟基苯甲酸甲酯、苯甲酸钠、塑化剂等，请回答以下相关问题：
（1）对羟基苯甲酸甲酯的分子式为________。请写出对羟基苯甲酸甲酯符合下列所有条件的任意一种同分异构体________。
A．有醛基      B．有苯环     C．苯环上氢只有一种
（2）苯甲酸钠________(填“难”或“易”)溶于水，其水溶液显________(选填“酸”、“碱”或“中”)性，理由是____________________________________________________________(用离子方程式表示)。
（3）邻苯二甲酸二丁酯是塑化剂之一，它的另外两种性质基本相同的同分异构体是______________________________________________________________________

某化合物6.2 g在O₂中完全燃烧，只生成8.8 g CO₂和5.4 g H₂O。下列说法正确的是

A．该化合物仅含碳、氢两种元素

B．该化合物中碳、氢原子个数比为1 : 2

C．无法确定该化合物是否含有氧元素

D．该化合物中一定含有氧元素

醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应方程式和实验装置如下：

可能用到的有关数据如下：

	相对分 子质量	密度/ (g·cm^－3)	沸点/℃	溶解性
环己醇	100	0．961 8	161	微溶于水
环己烯	82	0．810 2	83	难溶于水

合成反应：
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5% 碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
（1）装置b的名称是__________。
（2）加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案序号)。
A．立即补加  B．冷却后补加
C．不需补加  D．重新配料
（3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为______________。
（4）分液漏斗在使用前必须清洗干净并______。在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。
（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是__________________。
（6）在环已烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有______(填正确答案序号)。
A．圆底烧瓶   B．温度计  C．吸滤瓶  D．球形冷凝管    E．接收器

某有机物X含碳、氢、氧三种元素。欲确定X的分子式，所需下述条件中的最少组合是
①含碳的质量分数 ②含氢的质量分数 ③蒸气的摩尔体积（折合成标准状况下 的体积） ④X对H₂的相对密度（同温同压） ⑤X的质量 ⑥X的沸点

A．①②③④⑥

B．①③⑥

C．①②④

D．①②

某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。
（1）A的结构简式为：          
（2）A中的碳原子是否都处于同一平面           （填“是”或“不是”）；
（3）在下图中，D₁、D₂互为同分异构体，E₁ 、E₂互为同分异构体。

反应②的化学方程式为：____________________
C的化学名称为：_________________
E₂的结构简式是：_________________
④、⑥的反应类型依次是：_____________，_______________

有机物A常用于食品行业。已知9.0 g A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）A分子的质谱图如下图所示，从图中可知其相对分子质量是         ，则A的分子式是____________；

（2）A能与NaHCO₃溶液发生反应，A一定含有的官能团是             ；
（3）A分子的核磁共振氢谱有4个吸收峰，峰面积之比是1：1：1：3，则A的结构简式是________________________；
（4）请写出官能团与A相同的同分异构体的结构简式                。

某有机物ag与0．8mol O₂在密闭容器中充分混合后点燃。待充分反应后，将产物中的H₂O(g)和其它气态产物先缓慢通过足量澄清石灰水，产生40g白色沉淀，溶液质量减少0．8g。余下气体通过浓硫酸干燥后，再缓慢通过足量灼热CuO，固体由黑变红。将产生的气体又缓慢通过足量过氧化钠，充分反应后固体质量增加11．2g且只有氧气放出(假设每一步都充分反应或吸收)。请回答下列问题：
①通过计算确定该有机物化学式为                    。
②若ag该有机物恰好与18．4g金属钠完全反应，试确定该有机物的结构简式                 。
③若0．4mol该有机物恰好与9．2g金属钠完全反应，试确定该有机物的结构简式              。
(已知① 醚不与钠反应 ②一个碳原子上同时连2个或多个羟基是不稳定的)

如下a、b、c、d、e、f是六种有机物，其中a是烃类，其余是烃的衍生物，下列有关说法不正确的是

A．若a的相对分子质量是42，则d是丙醛

B．若d的相对分子质量是44，则a是乙炔

C．若a为苯乙烯(C6H5—CH=CH2)，则f的分子式是C16H16O2

D．若a为单烯烃，则d与f的最简式一定相同

乌尔曼反应是偶联反应的一种，可以实现卤代苯与含氮杂环的反应。例如：

（1）化合物（Ⅰ）的分子式为      ；
（2）化合物Ⅳ是化合物Ⅱ的同系物，分子式为C₈H₉Br，Ⅳ为苯的对位二取代物，其核磁共振氢谱图共有4组峰，峰面积比为2：2：2：3，其结构简式为          （任写一种）。
（3）1mol化合物Ⅲ可以与  mol H₂发生加成反应，产物结构简式为         。
（4）化合物Ⅳ的一种同分异构体Ⅴ的结构简式为，Ⅴ与氢氧化钠溶液醇溶液加热条件下反应的化学方程式为                 。
（5）一定条件下，与也可以发生类似反应①的反应，参加反应的分子数之比为2：1，则生成的产物的结构简式为      。

(4分)核磁共振谱是测定有机物分子结构最有用的工具之一。瑞士科学家维特里希等三人即是利用核磁共振技术测定生物大分子的三维结构而获得2002年诺贝尔化学奖。在有机物分子中，不同位置的氢原子在质子核磁共振谱(PMR)中给出的峰值(信号)也不同，根据峰(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如：乙醛的结构式为，其PMR谱中有2个信号峰，其强度之比为3∶1。
（1）下列有机物分子中，在质子核磁共振谱中只给出一种峰(信号)的是________。

A．CH3—CH3	B．CH3CHO
C．CH3CH2OCH2CH3	D．CH3COCH3

（2）化合物A和B的分子式都是C₂H₄Br₂，A的PMR谱上只有1个峰，则A的结构简式为___________。B的PMR谱上有__________________个峰，强度比为________________。

用1－丁醇、溴化钠和较浓H₂SO₄混合物为原料，在实验室制备1－溴丁烷，并检验反应的部分副产物。（已知：NaCl+H₂SO₄(浓)=NaHSO₄+HCl↑）现设计如下装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请回答下列问题：

（1）仪器A的名称是           。
（2）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1－溴丁烷。写出该反应的化学方程式                                     。
（3）理论上，上述反应的生成物还可能有：丁醚、1－丁烯、溴化氢等。熄灭A处酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子，打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是          、           。
（4）在实验过程中，发现A中液体由无色逐渐变成黑色，该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为                                    ，可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管，以免污染空气。
（5）相关有机物的数据如下：

物质	熔点/^0C	沸点/^0C
1－丁醇	-89.5	117.3
1－溴丁烷	-112.4	101.6
丁醚	-95.3	142.4
1－丁烯	-185.3	-6.5

为了进一步精制1－溴丁烷，继续进行了如下实验：待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管，塞上带温度计的橡皮塞，关闭a，打开b，接通冷凝管的冷凝水，使冷水从    （填c或d）处流入，迅速升高温度至      ℃，收集所得馏分。
（6）若实验中所取1－丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1－溴丁烷，则1－溴丁烷的产率是           。