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高二化学有机物的研究试题答案及解析1.研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式，以下用于研究有机物的方法错误的是（）A．萃取是常用的有机物提纯方法B．燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法之一C．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量D．对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团【答案】C【解析】A、萃取是常用的有机物提纯方法，正确；B、燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法之一，正确；C、核磁共振氢谱通常用于分析有机物分子中氢原子种类，质谱法常用于确定有机物的相对分子质量，错误；D、对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团，正确。
【考点】考查有机物研究方法的有关判断。
2.下列化合物分子中，在核磁共振氢谱图中能给出三种信号的是A．CH3CH2CH3B．CH3CH2COCH2CH3C．CH3OCH3D．CH3CH2OH【答案】D【解析】A．CH3CH2CH3只有两种不同位置的H原子，因此在核磁共振氢谱图中能给出两种信号，错误；B．CH3CH2COCH2CH3只有两种不同位置的H原子，因此在核磁共振氢谱图中能给出两种信号，错误；C．CH3OCH3只有一种不同位置的H原子，因此在核磁共振氢谱图中能给出一种信号，错误；D．CH3CH2OH有三种不同位置的H原子，因此在核磁共振氢谱图中能给出三种信号，正确。
【考点】考查有机物分子中H原子的种类的知识。
3.(8分)将0.2mol某饱和一元醇完全燃烧后，生成的气体缓慢通过盛有0.5L 2mol/L的氢氧化钠溶液中，生成两种钠盐Na2CO3与 NaHCO3的物质的量之比为1：3。
（1）求该一元醇的分子式。
（2）该醇有几种结构中含羟基的同分异构体。
（3）写出（2）中能被氧化为醛的结构简式。
【答案】（1）C4H10O；（2） 4；（3） CH3CH2CH2CH2OH、(CH3)2CHCH2OH。
1.2 研究有机化合物的一般方法基本步骤：分离和提纯→元素定量分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式一、分离和提纯1、蒸馏：利用有机物与杂质沸点的差异（一般温度差大于30℃），将有机物以蒸汽的形式蒸出，然后冷凝得到产品（1）适用条件：①分离提纯互溶的液体混合物，也可用于分离液体和可溶性固体②被提纯的有机物的稳定性较强③有机物与杂质的沸点相差较大（一般大于30℃）（2）仪器：铁架台、酒精灯、温度计、蒸馏烧瓶、冷凝管、尾接管、锥形瓶、石棉网（3）装置：（4）注意事项：①蒸馏烧瓶中所盛液体体积：1/3≤V≤2/3②蒸馏烧瓶加热时要垫上石棉网③蒸馏烧瓶中加入沸石，防止暴沸④温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处⑤冷水从下口进，上口出⑥检查装置气密性：用酒精灯对蒸馏烧瓶微热，伸入到水槽的牛角管有连续均匀的气泡冒出，且停止加热后，牛角管口形成一段水柱，说明不漏气⑦操作顺序：实验前：先通水，再加热；实验后：先停止加热，再停水2、萃取：（1）分类：①液液萃取：利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解性不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
②固液萃取：用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。
例：用水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高产量（2）萃取剂：萃取用的溶剂称为萃取剂。
萃取剂的选择原则：①萃取剂与原溶剂互不相溶，且密度相差较大，易于静置分层②萃取剂与原溶剂、原溶质均不发生反应③被萃取物质在萃取剂中的的溶解度要比在原溶剂中的溶解度大得多常见与水互不相溶的有机溶剂：乙醚、石油醚、二氯甲烷、苯（密度小于水）、四氯化碳（密度大于水）3、分液：把两种互不相溶的液体分开的操作（1）仪器：分液漏斗（2）步骤：验漏→装液→振荡（排气）→静置分层→分液（上上，下下）（3）注意事项：①通过打开其上方的玻璃塞和下方的活塞可将两层液体分离②下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出③萃取和分液是两个不同的概念，分液可以单独进行，但萃取之后一定要进行分液④萃取或分液之前必须检查分液漏斗是否漏液。
第一章认识有机化合物第四节研究有机化合物的一般步骤和方法第1课时有机化合物的分离、提纯●新知导学1．研究有机化合物的基本步骤分离、提纯→元素定量分析确定实验式→质谱分析→测定相对分子质量→确定分子式→波谱分析确定结构式。
2．有机物的分离、提纯(1)蒸馏①用途：常用于分离、提纯沸点不同的液态有机物。
②适用条件。
A．有机物热稳定性较强。
B．有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30℃)。
(2)重结晶是提纯固态有机物的常用方法适用条件：在所选溶剂中：①杂质在此溶剂中溶解度很小或溶解度很大，易除去。
②被提纯的有机物在该溶剂中溶解度受温度影响较大。
(3)萃取包括液—液萃取和固—液萃取①液—液萃取原理是：利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
常用玻璃仪器是分液漏斗。
②固—液萃取原理是用固体物质溶剂从有机中溶解出有机物的过程。
●自主探究1．蒸馏是分离液态有机物的常用方法，蒸馏是否也能用于提纯液态有机物？提示：能。
如由工业酒精制无水酒精就是采用加入新制生石灰后再蒸馏的方法。
2．如何区别物质的分离与提纯？提示：分离的对象中不分主体物质和杂质，其目的是得到混合物中一种纯净的物质(保持原来的化学成分和物理状态)，提纯的对象分主体物质和杂质，其目的是净化主体物质，不必考虑提纯后杂质的化学成分和物质状态。
知识点一蒸馏的原理及实验注意事项●教材点拨1．蒸馏的原理：蒸馏是利用混合物各组分在沸点上的差异，使它们在不同温度下进行汽化而将它们进行分离。
蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。
2．蒸馏装置和主要仪器：3．蒸馏的实验注意事项(1)注意仪器组装的顺序：“先下后上，由左至右”。
(2)不得直接加热蒸馏烧瓶，需垫石棉网。
(3)蒸馏烧瓶盛装的液体，最多不超过容积的2/3，不得将全部溶液蒸干；需使用沸石或碎瓷片。
(4)冷凝水水流方向应与蒸气流方向相反(逆流：下进上出)。
(5)温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口齐平，以测量馏出蒸气的温度。
第一章：认识有机化合物——考点四研究有机物的一般步骤和方法知识回顾一、研究有机化合物的基本步骤在化学上，要鉴定和研究未知有机化合物的结构与性质，必须得到纯净的有机物，下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤：二、分离、提纯有机化合物的常用方法提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。
分离、提纯有机物的常用方法有蒸馏、重结晶、萃取、色谱法等。
分离、提纯有机物的常用方法实验方法实验原理实验相关内容蒸馏利用有机物与杂质沸点的差异（一般约大于30℃），将有机物蒸出，然后冷却得到产品蒸馏操作时需注意两点：①温度计水银球要置于蒸馏烧瓶支管口处；②冷凝管中水的流向与蒸气在冷凝管中的流向相反重结晶（重点）利用有机物与杂质在溶剂中溶解度的不同，使有机物多次从溶液中析出的过程重结晶可分为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶三个步骤，其首要工作是选择合适的溶剂，要求：①杂质在此溶剂中溶解度很大或很小，易于除去；②被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大萃取液液萃取是利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
固液萃取是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程分液漏斗是萃取常用的玻璃仪器，萃取分液后，应从下口将下层液体放出，并及时关闭活塞，上层液体从上口倒出常用的萃取剂：苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。
色谱法利用吸附剂对不同有机物吸附作用不同，分离、提纯有机物的方法常用的吸附剂有碳酸钙、硅胶、氧化铝、活性炭等要点解释：（1）蒸馏是物理变化。
（2）蒸馏时接收汽凝液的容器应用小口容器（如锥形瓶），以减少汽凝液的挥发。
（3）萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作的一个步骤，必须经过充分振荡后再静置分层。
三、元素分析与相对分子质量的测定1．元素分析：用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，以及分子内各元素原子的质量分数，这就是元素的定性、定量分析。
有机化合物元素组成测定示意图如下：（掌握）2．相对分子质量的测定——质谱法质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量（记住）。
四、有机物的分子结构的测定1．有机物结构式的确定流程2．有机物分子式的确定规律(1)最简式规律(实验式规律)①最简式为“CH”——乙炔、苯；“CH2”——烯烃、环烷烃；“CH2O”——甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖。
②最简式相同的有机物以任意比混合，元素质量分数相同；一定质量混合物燃烧的产物相同。
(2)常见相对分子质量相同的有机物①同分异构体相对分子质量相同；分子组成中各元素原子个数(比)完全相同。
②含有n个碳原子的醇与含(n－1)个碳原子的同类型羧酸和酯相对分子质量相同，均为14n＋18。
③含有n个碳原子的烷烃与含(n－1)个碳原子的饱和一元醛(或酮)相对分子质量相同，均为14n＋2。
④常见的相对分子质量相同的有机物和无机物。
(28)C2H4、N2、CO；(30)C2H6、NO、HCHO；(44)C3H8、CH3CHO、CO2、N2O；(46)C2H5OH、HCOOH、NO2。
(3)“商余法”推断有机物的分子式(设烃的相对分子质量为M)（重点）余数为0或碳原子数大于或等于氢原子数时，每减少一个碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。
3．有机物结构式的确定方法（重点）(1)通过价键规律确定某些有机物根据价键规律只存在一种结构，则可直接由分子式确定其结构式。
如C2H6，根据碳元素为4价，氢元素为1价，碳碳可以直接连接，可知只有一种结构：CH3—CH3；同理，由价键规律，CH4O也只有一种结构：CH3—OH。
(2)根据红外光谱图可以确定有机物中含有何种化学键或官能团，从而确定有机物的结构。
(3)通过核磁共振氢谱确定，得出有几种等效氢，再结合写结构简式。
根据核磁共振氢谱中峰的种类数和面积比，可以确定不同化学环境下氢原子的种类数及个数比，从而确定有机物的结构。
(4)通过有机物的性质推测有机物中含有的官能团，从而确定有机物结构。
4．有机物分子不饱和度的计算。
（不管）（1）有机物分子的不饱和度=(H) (C)12nn+-。
其中n（C）为碳原子数，n（H）为氢原子数。
在计算不饱和度时，若含卤素原子，可将其视作氢原子；若含氧原子，可不予考虑。
若含氮原子，则从氢原子总数中减去氮原子数。
（2）不饱和度（也称缺氢指数）可以为测定有机物分子结构提供其是否含有双键、三键或碳环等不饱和结构的信息。
（3）几种官能团的不饱和度思维辨析判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．蒸馏分离液态有机物时，在蒸馏烧瓶中应加少量碎瓷片。
(√)2．某有机物中碳、氢原子个数比为1∶4，则该有机物一定是CH4。
(×)3．根据物质的沸点利用蒸馏法提纯液态有机物时，沸点相差大于30 ℃为宜。
(√)4．乙醇是良好的有机溶剂，根据相似相溶原理用乙醇从水溶液中萃取有机物。
(×)5．混合物经萃取、分液后可以得到提纯，获得纯净物。
(×)6．有机物完全燃烧后仅生成CO2和H2O，则该有机物中一定含有C、H、O、三种元素。
(×)7．质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图可以确定有机物的官能团类型。
(×)特别提醒：1．实验式中氢原子已经达到饱和，则该物质的实验式就是分子式，如实验式为CH4O，则分子式为CH4O，结构简式为CH3OH。
2．实验式通过扩大整数倍时，氢原子数达到饱和，则该式即为分子式，如实验式为CH3O的有机物，扩大2倍，可得C2H6O2，此时氢原子数已达到饱和，则分子式为C2H6O2。
学后即练类型一：有机物常用的分离、提纯方法例1 现有三组混合溶液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液；②丁醇和乙醇；③溴化钠和单质溴的水溶液。
分离以上各混合液的正确方法是（）。
A．分液、萃取、蒸馏B．萃取、蒸馏、分液C．分液、蒸馏、萃取D．蒸馏、萃取、分液【答案】C【解析】乙酸乙酯难溶于水，乙酸钠易溶于水，利用溶液分层采取分液的方法将两者分开；乙醇和丁醇互溶，不能用分液的方法分离，但两者的沸点相差较大，可采用蒸馏法分离；NaBr和单质Br2的水溶液，可利用Br2在有机溶剂中的溶解度比在水中的溶解度大得多而采用萃取法将Br2从水中萃取出来，从而达到与NaBr分离的目的。
变式1：选择下列实验方法分离物质，将分离方法的序号填在横线上。
A．萃取分液B．升华C．重结晶D．分液E．蒸馏F．过滤（1）________，分离饱和食盐水与沙子的混合物；（2）________，从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾；（3）________，分离水和汽油的混合物；（4）________，分离CCl4（沸点76.75℃）和甲苯（110.6℃）的混合物。
【答案】（1）F （2）C、F （3）D （4）E类型二：有机物分子式的确定例2 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，下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。
（1）产生的氧气按从左到右流向，所选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MnO 2的作用是________。
（4）燃烧管中CuO 的作用是________。
（5）若准确称取0.90 g 样品（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1.32 g ，B 管质量增加0.54 g ，则该有机物的实验式为________。
【答案】（1）g —f ，e —h ，i —c （或d ），d （或c ）—a （或b ），b （或a ）（2）吸收水分，干燥氧气（3）催化剂，加快O 2的生成速率（4）使有机物充分氧化生成CO 2和H 2O（5）CH 2O【解析】本题利用H 2O 2在MnO 2催化下分解产生氧气，用浓硫酸除去氧气中的水蒸气后氧化有机物生成CO 2和H 2O ，利用装置B 测定H 2O 的质量，利用装置A 测定CO 2的质量，从而可求出有机物含有的C 、H （或O ）的质量，进而求出有机物的实验式。
电炉中CuO 的作用是为了尽可能保证有机物全部氧化生成CO 2和H 2O 。
第（5）问中211.32g(CO )0.03mol 44g mo l n -==⋅，210.54g(H O)0.03mol 18g moln -==⋅， m (O)=0.90 g―m (C)―m (H)=0.90 g―0.03 mol×12 g·mol ―1―0.03 mol×2×1 g·mol －1=0.48 g ，10.48g(O)0.03mol 16g mol n -==⋅因n (C)∶n (H)∶n (O)=0.03 mol ∶(0.03 mol×2)∶0.03 mol=1∶2∶1，故该有机物的实验式为CH 2O 。
特别提示：相对分子质量（或摩尔质量）计算的基本方法已知有关化学量公式 适用范围或注意事项 气体密度ρ，气体摩尔体积V mM=V m ρ 适用于气体（标准状况下） 相对密度d ，另一已知气体的相对分子质量M r M 'r =d·M 。
同温同压条件下的气体 物质的质量m ，物质的量nmM n=适用于所有的物质举一反三：【变式1】某有机物X 由C 、H 、O 三种元素组成，它的红外吸收光谱表明有羟基O —H 键、C —O 键、C —H 键的红外吸收峰。
X 的核磁共振氢谱有四个峰，峰面积之比是4∶1∶1∶2（其中羟基氢原子数为3），X 的相对分子质量为92，试写出X 的结构简式。
【答案】【解析】由红外吸收光谱判断X应属于含有羟基的化合物。
由核磁共振氢谱判断X分子中有四种不同类型的氢原子，若羟基氢原子数为3（两种类型氢原子），则烃基氢原子数为5且有两种类型。
由相对分子质量减去已知原子的相对原子质量就可求出碳原子的个数：923175312-⨯-=。
故分子式为C3H8O3。
羟基氢原子有两种类型，判断三个羟基应分别连在三个碳原子上，推知结构简式为。
类型三：有机物的结构的确定例3 核磁共振氢谱是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在核磁共振氢谱中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的氢原子数成正比。
例如，乙醛的结构简式为CH3CHO，其核磁共振氢谱中有两个信号，其强度之比为3∶1。
分子式为C3H6O2的有机物，如果在核磁共振氢谱上观察到的峰有两种情况。
第一种情况峰的强度比为1∶1，请写出其对应化合物的结构简式________，第二种情况峰的强度比为3∶2∶1，请写出该化合物的可能的结构简式________。
