题目内容

13．为测定某有机化合物甲的结构，进行如下实验：
（一）分子式的确定
（1）经测定有机物甲由C、H、O三种元素组成，元素的质量比为12：3：8，甲的沸点为78.5℃，其蒸气对H2的相对密度是23．根据价键理论，预测甲的可能结构并写出结构简式：CH3CH2OH、CH3OCH3．
（二）结构式确定
（2）核磁共振氢原子光谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值（信号），根据峰值（信号）可以确定分子中氢原子的种类和数目．例如：甲基氯甲基醚（Cl-CH2-O-CH3）有两种氢原子如图1所示．经
测定，有机物甲的核磁共振氢谱示意图如图2所示，则甲的结构简式为：CH3CH2OH．

（三）性质探究
（3）将温度控制在400℃以下，利用图3所示装置探究乙醇的催化氧化的实质．
Ⅰ．在通入空气的条件下进行实验．加入药品后的操作依次是：ba
a．打开活塞并用鼓气球不断鼓入空气
b．点燃酒精灯给铜丝加热
Ⅱ．停止通入空气的条件下进行实验．
①关闭活塞，为使甲持续进入反应管中，需要进行的操作是：向烧杯中加水，使得反应在78℃下反应．
②甲蒸气进入反应管后，在铜作催化剂及250～350℃条件下发生可逆的化学反应，在试管中收集到了与实验Ⅰ相同的产物，并有可燃性气体单质生成．该反应揭示了甲催化氧化的本质．写出实验Ⅱ中反应的化学方程式，
并结合化学方程式简要说明通入实验Ⅰ空气的作用：CH3CH2OH$→_{△}^{Cu}$CH3CHO+H2O，氧气可以和氢元素结合为水，使平衡向着正反应方向移动．

分析 （1）甲由C、H、O三种元素组成，元素的质量比为12：3：8，则N（C）：N（H）：N（O）=$\frac{12}{12}$：$\frac{3}{1}$：$\frac{8}{16}$=2：6：1，则最简式为C2H6O，其蒸气与H2的相对密度是23，可知相对分子质量为46，则甲的分子式为C2H6O，据此回答；
（2）有机物A分子中有三种不同化学环境的氢原子，应为乙醇，二甲醚只有一种不同化学环境的氢原子；
（3）Ⅰ、在通入空气的条件下进行实验，为了保证反应物乙醇完全反应，先点燃酒精灯给铜丝加热，然后打开活塞并用鼓气球不断鼓入空气；
Ⅱ、水浴加热可以使受热均匀，乙醇会被催化氧化为乙醛，在一定的条件下分解为乙醛和氢气，据此回答即可．

解答 解：（1）甲由C、H、O三种元素组成，元素的质量比为12：3：8，则N（C）：N（H）：N（O）=$\frac{12}{12}$：$\frac{3}{1}$：$\frac{8}{16}$=2：6：1，则最简式为C2H6O，其蒸气与H2的相对密度是23，可知相对分子质量为46，则甲的分子式为C2H6O，结构简式有：CH3CH2OH、CH3OCH3，
故答案为：CH3CH2OH、CH3OCH3；
（2）有机物A分子中有三种不同化学环境的氢原子，应为乙醇，即CH3CH2OH，二甲醚只有一种不同化学环境的氢原子，
故答案为：CH3CH2OH；
（3）Ⅰ、在通入空气的条件下进行实验，为了保证反应物乙醇完全反应，先点燃酒精灯给铜丝加热，然后打开活塞并用鼓气球不断鼓入空气，所以实验操作顺序是：ba，故答案为：ba；
Ⅱ、①乙醇会被催化氧化为乙醛，为使乙醇进入反应管中，受热要均匀，采用水浴加热，故答案为：向烧杯中加水，使得反应在78℃下反应；
②乙醇蒸气进入反应管后，在铜作催化剂及250～350℃条件下发生可逆的化学反应，在试管中收集到了与实验Ⅰ相同的产物即乙醛，并有可燃性气体单质生成即为氢气，反应为：CH3CH2OH$→_{△}^{Cu}$CH3CHO+H2O，氧气可以和氢元素结合为水，使平衡向着正反应方向移动，
故答案为：CH3CH2OH$→_{△}^{Cu}$CH3CHO+H2O，氧气可以和氢元素结合为水，使平衡向着正反应方向移动．

点评 本题综合有机物化学反应原理的探究，侧重于学生的计算能力、分析能力、实验能力和评价能力，为高考常见题型，难度较大，注意把握题给信息，为解答该题的关键．

练习册系列答案
相关题目
3．某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用如图1所示装置时行实验：

（1）B是用来收集实验中产生的气体的装置，如2装置图补充完整后正确的是a；
（2）实验中他们取6.4g铜片和12mL 18mol•L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余．
①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
②下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是$\frac{m}{64}$（填写字母编号）．
A．硫酸钠溶液   B．BaCl2溶液 C．银粉 D．Na2CO3溶液
③为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解？你认为原因是铜不会和稀硫酸之间反应．
（3）为了确定反应生成的主要气体成分，还可以在实验装置A和B之间补充以上右图D装置，其中洗气瓶中可以盛有品红（溴水、酸性高锰酸钾）（试剂）．
4．正丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如图装置合成正丁醛．发生的反应如下：
CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}加热}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/℃密度/（g•cm-3）水中溶解性
正丁醇117.20.8109微溶
正丁醛75.70.8017微溶
实验步骤如下：
将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90-95℃，在E中收集90℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75-77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，并说明理由不能，浓H2SO4遇水放出大量的热，容易溅出伤人．
（2）加入沸石的作用是防暴沸．若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是停止加热，冷却后补加．
（3）上述装置图中，B的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管．
（4）B仪器使用前必须进行的操作是C．
a．润湿b．干燥      c．检漏         d．标定
（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，正丁醛在上层（填“上”或“下”）
（6）反应温度应保持在90-95℃，其原因是既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化，为更好的控制温度，可以采取的改进措施是水浴加热．
（7）本实验中，正丁醛的产率为51%．
1．一定温度下，在一定容积固定的密闭容器中，建立了下列平衡：2NO2?N2O4，在此温度下，再向容器通入一定量NO2，重新建立平衡后，容器中NO2的体积分数（　　）
A．减少B．增大
C．不变D．无法判断变化情况
8．二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂．实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程（如图1所示）制备ClO2：

（1）电解时的阳极反应方程式为NH4++3Cl--6e-═NCl3+4H+．
（2）除去ClO2中的NH3可选用的试剂为是b（填标号）．
a．水           b．浓硫酸     c．碱石灰    d．饱和食盐水
（3）用如图2装置可以测定混合气中ClO2的含量：
I．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50ml水溶解后，再加入3ml稀硫酸；
II．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
III．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
IV．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
V．用0.2000mol/L 硫代酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-═2I-+S4O62-），指示剂显示终点时共用去20.00ml硫代酸钠溶液．在此过程中：
①玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO2气体（避免碘的逸出）．
②V中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色．
③测定混合气中ClO2的质量为0.05400g．
④用此方法测定混合气中ClO2的质量常常偏高，可能的原因是4I-+O2+4H+═2I2+2H2O（用离子方程式表示）．
18．研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：①SO2+NO2→SO3+NO  ②SO3+H2O→H2SO4  ③2NO+O2→2NO2  NO2在上述过程中的作用，与H2SO4在下述变化中的作用相似的是（　　）
A．潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶
B．硫化氢通入浓H2SO4中
C．浓H2SO4滴入萤石中，加热
D．加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解
5．合成氨工业的简要流程图如下：

（1）合成塔中发生反应的化学方程式为N2+3H2$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH3．其它条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动（填“正”或“逆”，下同）；升高温度，平衡向逆反应方向移动，此时正反应速率增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）压缩机增加体系的压强至20～50MPa，不选择更高压强的原因压强增大，动力及设备要求增大，成本提高．
（3）混合气体在热交换器中被加热至500℃左右，这主要是考虑催化剂的活性．
（4）冷凝器将生成的氨冷凝液化从混合气体中分离，并将N2和H2循环使用．采取该措施的目的是增大原料的利用率．
2．良好的生态环境可以提升生活质量．
①2013年10月，全国多个省市出现严重的雾霾天气．导致雾霾形成的主要污染物是B（填字母）．
A．SO2                B．PM2.5               C．NO2
②选择环保的装修材料可以有效地减少居室污染．劣质胶合板释放的主要污染物是C（填字母）．
A．NO                 B．CO               C．甲醛
③获得洁净安全的饮用水是每个人的正常需要．某农村地区洪涝灾害后为获得饮用水，在将地表水取回家后，先加A（A．明矾，B．纯碱）再过滤，去除悬浮在水中的较大颗粒；过滤后常使用漂白粉进行杀菌消毒，其作用原理可用化学方程式表示为Ca（ClO）2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO．
3．下列说法正确的是（　　）
A．放热反应在常温下一定是很容易发生
B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C．由C（石墨）→C（金刚石）△H=+1.9 kJ•mol-1可知，金刚石比石墨稳定
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多

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