高中化学定量研究的方法试题

乙醛在氧化铜催化剂存在的条件下，可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液（如图所示：试管A中装有40％的乙醛水溶液、氧化铜粉末；试管C中装有适量蒸馏水；烧杯B中装有某液体）。已知在60℃～80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应，连续鼓入十几次反应基本完全。有关物质的沸点见下表：

物质	乙醛	乙酸	甘油	乙二醇	水
沸点	20.8℃	117.9℃	290℃	197.2℃	100℃

请回答下列问题：
（1）试管A内在60℃～80℃时发生的主要反应的化学方程式为（注明反应条件）____________________________________；
（2）如图所示在实验的不同阶段，需要调整温度计在试管A内的位置，在实验开始时温度计水银球的位置应在_____________；目的是____________________；当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在___________________，目的是_____________________________；
（3）烧杯B的作用是___________________________；烧杯B内盛装的液体可以是____________（写出一种即可，在题给物质中找）；
（4）若想检验试管C中是否含有产物乙酸，请你在所提供的药品中进行选择，设计一个简便的实验方案。所提供的药品有：pH试纸、红色的石蕊试纸、碳酸氢钠粉末。实验仪器任选。该方案为______________________________。

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

某烃的一种同分异构体，核磁共振氢谱测得分子中只有一个吸收峰，则该烃的分子式可能为

A．C6H14

B．C7H16

C．C8H18

D．C9H20

下列关系正确的是（      ）

A．熔点：戊烷＞2，2一二甲基戊烷＞2，3一二甲基丁烷＞丙烷

B．密度：CCl4＞CHCl3＞H2O＞苯

C．同质量的物质燃烧耗O2量：丙炔＞乙烷＞乙烯＞乙炔＞甲烷

D．同物质的量物质燃烧耗O2量：已烷＞环已烷＞苯＞苯甲酸

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图），以环己醇制备环己烯

（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入l mL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_________ (填入编号)洗涤。
a．KMnO₄溶液      b．稀H₂SO₄       c．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏，冷却水从_________口进入。

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，合理的是_________。
a．用酸性高锰酸钾溶液      b．用金属钠      c．测定沸点

已知某气态化石燃料X中只含有碳、氢两种元素，为探究该气体中碳和氢两种元素的质量比，某同学设计了燃烧法测量的实验方案，通过测量装置C和D的增重即可求得碳和氢两种元素的质量比。实验装置如图所示(已知CuO可以作为碳氢化合物燃烧的催化剂)：

(1)若A装置中所盛放的药品是浓NaOH 溶液，写出装置A的一种作用：_                
(2)C装置中所盛放的药品是：           
(3)D装置中所盛放的药品是：            
(4)E装置中所盛放的药品是：            
(5)上述装置中有一处错误， (不考虑
酒精灯和加热方法可能存在的错误；
若增加仪器和药品，请指明仪器、药
品名称和位置)：其改正方法是                                       
(6) 若实验装置经过改正后，进行如下定量实验：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，U形管C管质量增加10.8 g，广口瓶D质量增加22 g，则该有机物的最简式为                        
（7）若能确定其分子式，则其同分异构体中沸点最低物质的名称__          　 (习惯命名法)。

化合物A（C₁₁H₈O₄）在NaOH溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C。回答下列问题：
（1）B的分子式为C₂H₄O₂，分子中只有一个官能团，且能与乙醇发生酯化反应，请写出两种能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式_______、_______
（2）C是芳香化合物，相对分子质量为180，其碳的质量分数为60.0％，氢的质量分数为4.4％，其余为氧，则C的分子式是________。
（3）已知C的芳环上有三个取代基，其中一个取代基无支链，且还有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团，另外两个取代基相同，分别位于该取代基的邻位和对位，则C的结构简式是___________。
（4）A的结构简式是___________

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	(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，跟足量的NaHCO3粉末反应，生成2.24 L CO2(标准状况)，若与足量金属的反应则生成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 9.0g，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. 0gA在足量纯O2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5.4g和13.2g。	（2）A的分子式为：     。
（3）另取A 9.0g，跟足量的NaHCO3粉末反应，生成2.24LCO2（标准状况），若与足量金属钠反应则生成2.24LH2（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                              。

 

实验室用燃烧法测定某种a一氨基酸X（C_XH_YO_ZN_P）的分子组成。取1.67 g X放在纯氧中充分燃烧，生成CO₂、H₂O和N₂。现用下图所示装置进行实验(铁架台、铁夹、酒精灯等未画出)，请回答有关问题：
 
(1)实验开始时，首先打开止水夹a，关闭止水夹b，通一段时间的纯氧，这样做的目的是
                                                                             。
(2)以上装置中需要加热的有(填装置代号)              。操作时应先点燃      处的酒精灯。
(3)配平装置A中发生反应的化学方程式
C_XH_YO_ZN_P+         O₂→       CO₂+            H₂O+        N₂
(4)装置D的作用是                                                       。
(5)实验结果：
①B中浓硫酸增重0.81 g，C中碱石灰增重3.52 g，F中收集到112 mL(标准状况)气体。
②x的相对分子质量为167，试通过计算确定该有机物X的分子式                     。

(12分)实验测得，某有机物相对分子质量为72。
（1）若该有机物是烃，其分子式为_________，它有______种同分异构体。若该烃与Cl₂发生取代反应，生成的一氯代物只有1种，则该烃的结构简式为_____________。
（2）若该有机物3.6g完全燃烧生成0.15molCO₂和0.1molH₂O，则该有机物的分子式为_______。若它是一种不饱和羧酸，该酸与甲醇发生酯化反应的化学方程式为（注明反应条件）：________                                                  ，
若它是一种不饱和酯，该酯发生加聚反应的生成物的结构简式为_______________。

某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱图如下图所示，下列说法中错误的是（   ）

A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键

B．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3

C．仅由其核磁共振氢谱图无法得知其分子中的氢原子总数

D．由核磁共振氢谱图可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图），以环己醇制备环己烯

（1）制备粗品
将12.5 mL环己醇加入试管A中，再加入l mL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_________ (填入编号)洗涤。
a．KMnO₄溶液      b．稀H₂SO₄   c．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏，冷却水从_________口进入，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，合理的是_________。
a．用酸性高锰酸钾溶液        b．用金属钠            c．测定沸点

利用核磁共振技术测定有机物分子的三维结构的研究获得了2002年诺贝尔化学奖。在有机物分子中，不同氢原子的核磁共振谱中给出的吸收峰也不同，根据吸收峰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吸收峰有两个，如图1所示：

请回答下列问题（共2小问，每空2分，共6分）：
（1）下列物质中其核磁共振氢谱中给出的只有一个吸收峰的是               。

A．CH3CH3

B．CH3COOH

C．CH3COOCH3

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       个吸收峰。

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           。