高中化学有机物的结构和性质实验题

某学生采用下面的装置及实验方法来测定推断乙醇的分子结构。
(1)该学生分别准备称取4.60 g乙醇进行多次实验，结果发现已排到量筒内的水的体积作为生成氢气的体积换算成标准状况下的体积都小于1.12 L。若忽略量筒本身及读数造成的误差，那么该学生认为是由于样品中含有少量水造成的，你认为正确吗？_________________(填“正确”或“不正确”)。如果你认为正确，请说明理由；你认为不正确，那么产生这种情况的原因应是什么？
____________________________________________________________。

(2)该学生认为实验成功的关键有：
①装置气密性良好  ②实验开始前要准确确定乙醇的量  ③钠足量  ④广口瓶内必须充满水  ⑤氢气的体积测算方法正确、数据准确
你认为，其中正确的有_______________(填序号)。
(3)实验后，该学生从乙醇的可能结构分析入手，对乙醇和钠的关系进行讨论，若乙醇的物质的量为n mol,则对钠的物质的量取值要求必须是________________。

(12分)如图所示进行乙醇的催化氧化实验，试管A中盛有无水乙醇，玻璃管B中装有CuO（用石棉绒作载体）。请回答下列问题：

（1）向试管A中鼓入空气的目的是___________________________________________。
（2）试管A上部放置铜丝的作用是___________________________________________。
（3）玻璃管中可观察到的现象是_____________________________________；相关化学方程式是____________________________________________________________________。
（4）试管C中放的是蒸馏水，在实验过程中试管C导管口有气泡冒出，从液面逸出的气体的主要成分是__________________。

某厂利用一种天然产物进行发酵，发现发酵液中含有U、V、W、X等多种化合物。已知：①U和W均可与银氨溶液反应，析出金属银，而且U是一种单糖；②V是个单官能团化合物，其碳原子数和X相同，V在浓硫酸作用下经加热得到Y，Y可以使溴水褪色；③V经缓和氧化可以生成W；④V和X在少量浓H₂SO₄作用下经加热可以得到Z；⑤X的组成为：C：40%、H：6.7%、O：53.3%，X含有一个羧基，并知450 mg X与25 mL 0.20 mol/L与NaOH溶液完全反应，X也可和乙醇起酯化反应。根据上述条件：
(1)写出符合U的一种可能的单糖结构简式：_______________。
(2)X的分子式是_______________，其所有可能的结构简式是____________________。
(3)V、W、Y、Z的可能结构简式分别是：V______________；W______________；Y______________；Z______________。

石蜡油（17个碳原子以上的液态烷烃混合物）的分解实验装置如下图所示（部分仪器已忽略）。在试管①中加入石蜡油和氧化铝（催化石蜡分解）；试管②放在冷水中，试管③中加入溴水。

实验现象：
试管①中加热一段时间后，可以看到试管内液体沸腾；
试管②中有少量液体凝结，闻到汽油的气味，往液体中滴加几滴高锰酸钾酸性溶液颜色褪去．根据实验现象回答下列问题：
（1）装置A的作用是__________
（2）试管①中发生的主要反应有：
C₁₇H₃₆C₈H₁₈+C₉H₁₈         C₈H₁₈C₄H₁₀+C₄H₈
丁烷可进一步裂解，除得到甲烷和乙烷外，还可以得到另两种有机物，它们的结构简式为__________和__________，这两种有机物混合后在一定条件下可聚合成高分子化合物，其反应类型属于__________反应．其可能结构为__________(答案可能不止一个，下同)

（3）写出试管③中反应的一个化学方程式__________，该反应的类型为__________反应．
（4）试管②中的少量液体的组成是__________(填序号) ①甲烷 ②乙烯 ③液态烷烃 ④液态烯烃．

已知：A是石油裂解主要产物之一，其产量常用于衡量一个石油化工发展水平的标志。E是一种具有香味的液体乙酸乙酯，下列是有机物之间的转化关系：

（1）A、E的结构简式分别为__________________、____________________。
（2）A→B的反应类型为________________________。
（3）C所含的官能团名称_______________，鉴定它可用的试剂为____________。
（4）写出B→C的化学反应方程式：________________________。
（5）在实验室我们也可以用图所示的装置制取乙酸乙酯。其中饱和碳酸钠溶液的主要作用是_______________________________ 。

（6）装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防_____________________________  。
（7）做此实验时，有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片，其目的是__
                     _____。

(12分)通常用燃烧的方法测定有机物的分子式，可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧,根据产品的质量确定有机物的组成。下图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。

(1）现准确称取0.44g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种）,经燃烧后A管增重0.88 g，B管增重0.36g。请回答：
（1）按上述所给的测量信息，装置的连接顺序应是
D→         →  F         →        ；
（2）A、B管内均盛有固态试剂，A管的作用是______________________；
（3）E中应盛装什么试剂：_______________；
（4）如果把CuO网去掉，A管重量将_______；（填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）该有机物的实验式为__________________；
（6）要确定该有机物的分子式，还必须知道的数据是___________。
①消耗液体E的质量    ②样品的摩尔质量     ③ CuO固体减少的质量   
④ C装置增加的质量     ⑤燃烧消耗O₂的物质的量

已知某醇燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如下表所列的实验结果(假设产生的气体完全被吸收)：

	实验前	实验后
(干燥剂＋U形管)的质量	101.1 g	102.9 g
(石灰水＋广口瓶)的质量	312.0 g	314.2 g

 
根据实验数据求：
(1)实验完毕后，生成物中水的质量为________ g，
假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为________ g；
(2)生成的水中氢元素的质量为________ g；
(3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为________ g；
(4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为________；
(5)已知这种醇的每个分子中含有一个氧原子，则该醇的分子式为__________，结构简式为_______________________________。

有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。纯净的A为无色粘稠液体，易溶于水。为研究A的组成与结构，进行了如下实验：

实验步骤	解释或实验结论
(1)称取A 9.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H2的45倍。	试通过计算填空：（1）A的相对分子质量为              。
(2)将此9.0 g A在足量纯O2中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4 g和13.2 g。	(2)A的分子式为_____      ___。
(3)另取A 9.0 g，跟足量NaHCO3粉末反应，生成 2.24 L CO2(标准状况)，若与足量金属钠反应则生成2.24 L H2(标准状况)。	(3)用结构简式表示A中含有的官能团_____    _、___    ____。
(4)A的核磁共振氢谱如下图：	(4)A中含有__   ______种氢原子。
(5)综上所述，A的结构简式为______      ____。

 

有机物分子式的确定常采用燃烧法，其操作如下：在电炉加热下用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。如图所示是用燃烧法测定有机物分子式常用的装置，其中A管装碱石灰，B管装无水CaCl₂。现准确称取1.80 g有机物样品(含C、H元素，还可能含有O元素），经燃烧被吸收后A管质量增加1.76 g，B管质量增加0.36 g。请按要求填空：

（1）此法适宜于测定固体有机物的分子式，此有机物的组成元素可能是________。
（2）产生的气体按从左到右的流向，所选各装置导管口的连接顺序是________。
（3）E和D中应分别装有何种药品________。
（4）如果将CuO网去掉，A管增加的质量将________(填“增大”“减小”或“不变”）。
（5）该有机物的最简式是________________。
（6）要确定该有机物的分子式，还必须知道的数据是________。
A．消耗液体E的质量            B．样品的摩尔质量
C．CuO固化减少的质量          D．C装置增加的质量
E．燃烧消耗氧气的物质的量
（7）在整个实验开始之前，需先让D产生的气体通过整套装置一段时间，其目的是_________________________________________________________________。

苯佐卡因是临床常用的一种手术用药。以甲苯为起始原料的合成路线如图。

回答问题：

（1）甲苯分子内共面的H原子数最多为 　 　个。

（2）A的名称是 　 　。

（3）在A的同分异构体中，符合下列条件的是 　　（ 写出一种结构简式）。

①与A具有相同官能团

②属于芳香化合物

③核磁共振氢谱有5组峰

（4）B中官能团名称为 　　。

（5）B→C的反应方程式为 　　。

（6）反应过程中产出的铁泥属于危化品，处理方式为 　　（ 填编号）。

a．高温炉焚烧

b．填埋

c．交有资质单位处理

（7）设计以甲苯和丙三醇为原料合成3﹣苄氧基﹣1，2﹣丙二醇（ ）的路线 　　（其他试剂任选）。

已知：在于HCl催化下丙酮与醇ROH反应生成缩酮。缩酮在碱性条件下稳定。在酸中水解为丙酮和醇ROH。

苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其它食品的抑菌剂，也可广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，制备流程为：

操作步骤如下：① 将一定量的甲苯和碱性KMnO₄溶液加热至沸腾，并冷凝回流至混合液不再分层。② 反应停止后，将反应混合液过滤，滤渣为黑色固体；得到的滤液如果呈紫色，可加入少量的饱和亚硫酸钠溶液使紫色褪去，重新过滤。③ 将②中所得滤液经一系列操作得到苯甲酸晶体。
已知：苯甲酸相对分子质量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；
（1）该实验合成苯甲酸钾可能用到的下列仪器有__________。
A.圆底烧瓶     B.蒸馏烧瓶       C.冷凝管      D.温度计
（2）第①步中被回流的主要物质是____________________。
（3）写出滴加饱和亚硫酸钠溶液时的离子方程式______________________________。
（4）步骤③得到苯甲酸晶体应进行操作是________（按操作顺序填正确答案序号）。  
A．酸化       B．过滤        C．蒸发浓缩      D．冷却结晶

通常用燃烧的方法测定有机物的分子式，可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧，根据产品的的质量确定有机物的组成。下图所示的是用燃烧法

确定有机物物分子式的常用装置。
现准确称取0.6 g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经燃烧后A管增重0.88 g，B管增重0.36g。请回答：
（1）按上述所给的测量信息，装置的连接顺序应是
D→        →F→         →      ；
（2）A、B管内均盛有有固态试剂，A管的作用是______________________；
（3）E中应盛装什么试剂：_______________；
（4）如果把CuO网去掉，A管重量将____________；（填“增大”、“减小”、或“不变”）
（5）该有机物的实验式为__________________；
（6）若该有机物低于16℃时是无色晶体，且能与碳酸氢钠反应。则其结构简式__________________。
（7）同温同压下若该有机物的密度是H₂的30倍，且能发生银镜反应，写出其可能的结构简式_________________________

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如下图），以环己醇制备环己烯

	密度（g/cm^3）	熔点（℃）	沸点（℃）	溶解性
环己醇	0.96	25	161	能溶于水
环己烯	0.81	-103	83	难溶于水

（1）制备粗品：将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是 　   ，导管B除了导气外还具有的作用是 　   。
②试管C置于冰水浴中的目的是 　    。
（2）制备精品：
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在 　   层（填上或下），分液后，用 　   （填编号）洗涤环己烯。
A.KMnO₄溶液         B.稀H₂SO₄            C.Na₂CO₃溶液      D.NaOH溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏，冷却水从 　   （填f或g）口进入，蒸馏时要加入生石灰，目的是 　   。

③收集产品时，控制的温度应在 　   左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是 　    。
A.蒸馏时从70℃开始收集产品  B.环己醇实际用量多了 
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，最简单的方法是 　   。
A.酸性KMnO₄溶液      B.用金属钠      C.测定沸点   D.溴的四氯化碳溶液

(14分)某化学小组以苯甲酸为原料，制取苯甲酸甲酯。已知有关物质的沸点如下表：

物质	甲醇	苯甲酸	苯甲酸甲酯
沸点／℃	64.7	249	199.6

I．合成苯甲酸甲酯粗产品
在园底烧瓶中加人12.2g 苯甲酸和20 mL 甲醇（密度约0.79g · mL^－1) ，再小心加人3 mL 浓硫酸，混匀后，投人几粒碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品。
(1)浓硫酸的作用是_________；若反应产物水分子中有同位素¹⁸O，写出能表示反应前后¹⁸O位置的化学方程式：__________________。
(2)甲和乙两位同学分别设计了如下图两套实验室合成苯甲酸甲酯的装置（夹持仪器和加热仪器均已略去）。根据有机物的沸点，最好采用__________装置（填“甲”或“乙”）。理由是___________________。

(3)反应物CH₃ OH 应过量，理由是__________________________________。
II．粗产品的精制
(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，请在流程图中方括号内填人恰当操作方法的名称。

(5)以上流程图中加人Na₂CO₃溶液后，放人分液漏斗中振荡、静置，要得到有机层，其具体操作是______________________________________________________________________
(6)通过计算，苯甲酸甲酯的产率为_________________________。

化学上常用燃烧法确定有机物组成，这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。图中所列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。（每一组仪器只能使用一次）

回答下列问题：
（1）产生的氧气按从左到右流向，所选择的装置各导管的连接顺序是_____ 。
（2）C装置中浓硫酸的作用是_____ 。
（3）D装置中MnO₂的作用是_____ 。
（4）若准确称取7.2 g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经充分燃烧后，A管质量增加22 g，B管质量增加10.8 g，则该有机物的最简式为_____ 。
（5）要确定该有机物的分子式，则_____ （填“是”或“不”）需要测定其他数据，若能确定其分子式，若其一氯代物只有一种，则其结构简式为_____ 。