高中化学定量研究的方法试题

(15分)环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体。实验室常用铬酸氧化环己醇制备，但铬酸较贵且污染环境。某化学兴趣小组尝试用中学化学更常见的次氯酸钠代替铬酸制备环己酮。有关物质信息、实验流程及实验装置图如下：
环己酮为无色或浅黄色透明液体，有强烈的刺激性臭味，密度为0.95 g/mL，熔点为—45 ℃，沸点为155 ℃，溶解度（100 mL H₂O）为2.4 g （31 ℃）。


回答下列问题：
（1）在反应开始的前5min内，为了将体系温度维持在30～35℃，除了用冰水浴冷却外，采取的措施还有           。
（2）加入饱和NaHSO₃溶液时发生的主要反应是             。（用离子方程式表示）；确保加入的饱和NaHSO₃溶液已经足量，可以取少量烧瓶中的液体，加入           （填写应该加入的试剂），若看到            ，则说明NaHSO₃溶液足量。
（3）为将馏出液的pH调至中性，可以加入的试剂是           。

A．稀盐酸

B．无水碳酸钠

C．浓硫酸

D．氢氧化钠固体

（4）调节pH后还需加入精制食盐，其目的是           ，“取有机层”时使用的主要仪器是       （填下图对应的字母）。

羟基是重要的官能团。某化学小组以下列4种物质的溶液作为研究对象，比较不同物质的羟基中氢原子的活泼性。
①碳酸    ②乙醇    ⑧苯酚    ④乙酸
I. 甲同学设计并实施了如下实验方案。

编号	实验操作	实验现象	结论及解释
1	分别取4种溶液，滴加紫色石蕊溶液	溶液变红的是①④溶液	略
2	向含酚酞的NaOH溶液中，各滴加等量的②③两种溶液	②中无明显现象 ③中红色明显变浅	滴加③时反应的化学方程式： _____________________
3	测定CH3COOH溶液 与H2CO3溶液的酸性	略	CH3COOH溶液的酸性远大于H2CO3溶液
4	将CO2通入C6H5ONa溶液中	____________	反应的化学方程式： ___________________
结论：4种物质的羟基中的氢原子的活泼性由强到弱的顺序是（填序号） __________                   ____

II. 乙同学在研究了甲同学的实验方案后，提出如下改进方案，能一次比较乙酸、碳酸和苯酚的羟基中氢原子的活泼性，实验仪器如下图所示。

（1）利用上述仪器组装实验装置，其中A管插入（填字母，下同）_____中，B管插入__________中，C管插入_________中。
（2）丙同学查资料发现乙酸有挥发性，于是在试管F之前增加了一个盛有________溶液的洗气装置，使乙同学的实验设计更加完善。

(14分)为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应。甲同学设计了如图所示的实验装置，并进行了实验。当温度升至170℃左右时，有大量气体产生，产生的气体通入溴水中，溴水的颜色迅速褪去。甲同学认为达到了实验目的。

乙同学仔细考察了甲同学的整个实验过程，发现当温度升到100℃左右时，无色液体开始变色，到160℃左右时，混合液全呈黑色，在170℃超过后生成气体速度明显加快，生成的气体有刺激性气味。由此他推出，产生的气体中应有杂质，可能影响乙烯的检出，必须除去。据此回答下列问题：
(1)写出甲同学实验中两个反应的化学方程式：____________________________________、
____________________________________。
(2)乙同学观察到的黑色物质是__________，刺激性气体是__________。乙同学认为刺激性气体的存在就不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的。
原因是(用化学方程表示)：__________________。
(3)丙同学根据甲乙同学的分析，认为还可能有CO、CO₂两种气体产生。为证明CO存在，他设计了如下过程(该过程可把实验中产生的有机产物除净)：发现最后气体经点燃是蓝色火焰，确认有一氧化碳。

①设计装置a的作用是_____________________________________________
②浓溴水的作用是_________________________________________________，
稀溴水的作用是___________________________________________________。

在有机物分子中，不同氢原子的核磁共振谱中给出的信号也不同，根据信号可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如二乙醚的结构简式为： CH₃—CH₂—O—CH₂—CH₃，其核磁共振谱中给出的信号有两个，如图①所示：

（1）下列物质中，其核磁共振氢谱中给出的信号只有一个的是     。(填序号)

A．CH3CH3

B．CH3COOH

C． CH3OH

D． CH3OCH3

（2）化合物A和B的分子式都是C₂H₄Br₂， A的核磁共振氢谱图如右图②所示，则A的结构简式为        ，请预测B的核磁共振氢谱上有     种信号。
（3）在常温下测得的某烃C₈H₁₀(不能与溴水反应)的核磁共振谱上，观察到两种类型的H 原子给出的信号，其强度之比为2：3，试确定该烃的结构简式为      ；该烃在光照下生成的一氯代物在核磁共振谱中可产生     种信号，强度比为    。
（4）在常温下测定相对分子质量为128的某链烃的核磁共振谱，观察到两种类型的H原子给出的信号，其强度之比为9：1，则该烃的结构简式为   ，其名称为    。

一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO₂和水蒸气，此混合气体总质量为49.6g，当其缓慢经过足量无水CaCl₂时，无水CaCl₂增重25.2g，则原混合气体中CO₂的质量为

A．12.5g

B．13.2g

C．19.7g

D．24.4g

(12分)实验室用燃烧法测定某种氨基酸(C_xH_yO_zN_m)的分子组成。取w g该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成二氧化碳、水和氮气。按下图所示装置进行实验。回答下列问题：

(1)实验开始时，首先通入一段时间的氧气，其理由是_                           ；
(2)以上装置中需要加热的仪器有______(填写字母)，操作时应先点燃________处的酒精灯。
(3)A装置中发生反应的化学方程式是__________________   ___________________。
(4)D装置的作用是                                                        。
(5)实验中测得氮气的体积为V mL(标准状况)，为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据有_                    __。

A．生成二氧化碳气体的质量	B．生成水的质量
C．通入氧气的体积	D．氨基酸的相对分子质量

有机物A由碳、氢两种元素组成。现取0.2molA与一定量的氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应没有剩余）。将反应生成的气体依次通过浓硫酸、碱石灰和灼热的氧化铜，浓硫酸增重18g，碱石灰增重26.4g，氧化铜质量减少3.2g。
（1）通过计算确定该有机物的分子式；
（2）写出符合上述条件的有机物的结构简式。

（1）常温下，一种烷烃A和一种单烯烃B组成混和气体，A或B分子最多只含有4个碳原子，且B分子的碳原子数比A分子的多。
将1L该混和气体充分燃烧，在同温同压下得到2．5L CO₂气体。试推断原混和气体中A和B所有可能的组合及其体积比,并将结果填入下表：

组合编号	A的分子式	B的分子式	A和B的体积比VA:VB

（2）烃C与烃A互为同系物，分子中含有11个C原子，8个甲基，则烃C的系统名称为       ，该烃的二氯代物有                  种

2.16g某有机物在纯氧中完全燃烧，依次通入装有无水氯化钙的干燥管、盛有足量澄清石灰水的洗气瓶，结果无水氯化钙干燥管增重1.44g，通过澄清石灰水得到沉淀14g。又知此有机物蒸气0.224L（已折算成标准状况下）的质量为1.08g。
⑴求此有机物的分子式。
⑵若此有机物跟FeCl₃溶液作用显紫色，写出此有机物可能的结构简式。

阿司匹林(乙酰水杨酸)是由水杨酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物)．合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：
①向150 mL 干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出．
②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中．抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干．然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干．
③将粗产品置于100 mL 烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL 饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止．过滤，用5～10 mL 蒸馏水洗涤沉淀．合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4 mol/L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出．抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品．
（1）第①步中，要控制温度在85～90℃，应采用的________________________，用这种方法加热需要的玻璃仪器有________．
(2)在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是___________________________________．
(3)在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是________，加入盐酸的作用是________．
(4)如何检验产品中是否混有水杨酸？________________________________.

化合物A、B、C均由X、Y、Z三种元素中的两种或三种组成，分子中所含X、Y元素的质量分数及化合物的部分性质列于下表：

	w（X）	w（Y）	101．3 kPa、t ℃时密度（g/L）	沸点（℃）
A	0．111	0．889	1000（4℃）	100
B	0．200	0	1．34（0℃）	－88．6
C	0．125	0．500	－	64．7

根据上表有关信息回答下列问题：
⑴由A的密度和沸点可知，A的分子式是__________。
⑵B是一种烃，请推断B的分子式。
⑶根据上述推导结果，计算化合物C的分子式。

将0.1 mol某有机物与0.3 mol O₂混合，于密闭反应器中用电火花点燃，将燃烧产物通入过量的澄清石灰水中，可得到沉淀20g，溶液质量减少5.8g；剩余气体继续通过灼热的CuO，可以使CuO质量减少1.6g，求该有机物的分子式。该有机物的水溶液显酸性，确定其结构简式。（写出计算过程）

由碳、氢、氧3种元素组成的有机物A，相对分子质量为152，其分子中C、H原子个数比为1∶1，氧元素的质量分数为31.58%。A遇FeCl₃溶液显紫色，A能与NaHCO₃溶液反应，其苯环上的一氯取代物有两种，请回答下列问题：
(1)A的分子式是____________________________________；
(2)A的结构简式为___________________________________；
(3)A可以发生如图所示转化关系，D的分子式为C₁₀H₁₂O₃，A与C反应的化学方程式__________________________________。
(4)甲、乙两装置均可用作实验室由C制取B的装置，乙图采用甘油浴加热(甘油沸点290 ℃，熔点18.17℃)，当甘油温度达到反应温度时，将盛有C和浓硫酸混合液的烧瓶放入甘油中，很快达到反应温度。甲、乙两装置相比较，乙装置有哪些优点________。

有机物A是烃的含氧衍生物，1.38gA完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量会增加3.06g；若将燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加1.08g；取4.6gA与足量的金属钠反应，生成的气体在标准状况下的体积为1.68L；A不与纯碱反应。该有机物的质谱图中质荷比的最大值是92。通过计算确定A的分子式和结构简式。

23．(1)一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物10g,其密度是相同条件下氢气密度的12.5倍,当此混合气体通过足量溴水时,溴水质量增重8.4 g,则这两种烃分别为        ，       ；体积比          　
（2）0.1mol某烃完全燃烧，生成10.8g H₂O和11.2LCO₂（标准状况下）。则该烃的分子式：           ；在其同分异构体中，一氯代物只有一种的结构简式是：             
（3）往一容积为10 L的密闭容器中充入2 mol N₂、4 mol H₂进行合成氨反应N₂+3H₂2NH₃。5 min后达到平衡，该合成反应5 min内的速率v(NH₃)=" 0.02" mol/（L·min）。试求平衡时，容器中N₂转化率是            。