物质的鉴别
鉴别原则
根据几种不同物质的性质不同及实验现象不同,将其一一区别开。
鉴别是根据化合物的不同性质来确定其含有什么官能团,是哪种化合物。如鉴别一组化合物,就是分别确定各是哪种化合物即可。在做鉴别题时要注意,并不是化合物的所有化学性质都可以用于鉴别,必须具备一定的条件:
(1)化学反应中有颜色变化
(2)化学反应过程中伴随着明显的温度变化(放热或吸热)
(3)反应产物有气体产生
(4)反应产物有沉淀生成或反应过程中沉淀溶解、产物分层等。
有机化合物的鉴别方法
(1)烯烃、二烯、炔烃:
①溴的四氯化碳溶液,红色腿去
②高锰酸钾溶液,紫色腿去。
(2)含有炔氢的炔烃:
①硝酸银,生成炔化银白色沉淀
②氯化亚铜的氨溶液,生成炔化亚铜红色沉淀。
(3)小环烃:三、四元脂环烃可使溴的四氯化碳溶液腿色
(4)卤代烃:硝酸银的醇溶液,生成卤化银沉淀;不同结构的卤代烃生成沉淀的速度不同,叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快,仲卤代烃次之,伯卤代烃需加热才出现沉淀。
(5)醇:
①与金属钠反应放出氢气(鉴别6个碳原子以下的醇);
②用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇,叔醇立刻变浑浊,仲醇放置后变浑浊,伯醇放置后也无变化。
(6)酚或烯醇类化合物:
①用三氯化铁溶液产生颜色(苯酚产生兰紫色)。
②苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀。
(7)羰基化合物:
①鉴别所有的醛酮:2,4-二硝基苯肼,产生黄色或橙红色沉淀;
②区别醛与酮用托伦试剂,醛能生成银镜,而酮不能;
③区别芳香醛与脂肪醛或酮与脂肪醛,用斐林试剂,脂肪醛生成砖红色沉淀,而酮和芳香醛不能;
④鉴别甲基酮和具有结构的醇,用碘的氢氧化钠溶液,生成黄色的碘仿沉淀。
(8)甲酸:用托伦试剂,甲酸能生成银镜,而其他酸不能。
(9)胺:区别伯、仲、叔胺有两种方法
①用苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯,在NaOH溶液中反应,伯胺生成的产物溶于NaOH;仲胺生成的产物不溶于NaOH溶液;叔胺不发生反应。
②用NaNO2+HCl:脂肪胺:伯胺放出氮气,仲胺生成黄色油状物,叔胺不反应。芳香胺:伯胺生成重氮盐,仲胺生成黄色油状物,叔胺生成绿色固体。
(10)糖:
①单糖都能与托伦试剂和斐林试剂作用,产生银镜或砖红色沉淀;
②葡萄糖与果糖:用溴水可区别葡萄糖与果糖,葡萄糖能使溴水褪色,而果糖不能。
③麦芽糖与蔗糖:用托伦试剂或斐林试剂,麦芽糖可生成银镜或砖红色沉淀,而蔗糖不能。
(11)使溴水褪色的有机物有:
①不饱和烃(烯、炔、二烯、苯乙烯等);
②不饱和烃的衍生物(烯醇、烯醛等);
③石油产品(裂化气、裂解气、裂化石油等);
④天然橡胶;
⑤苯酚(生成白色沉淀)。
(12)因萃取使溴水褪色的物质有:
①密度大于1的溶剂(四氯化碳、氯仿、溴苯、二硫化碳等);
②密度小于1的溶剂(液态的饱和烃、直馏汽油、苯及其同系物、液态环烷烃、液态饱和酯)。
(13)使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物有:
①不饱和烃;②苯的同系物;③不饱和烃的衍生物;④部分醇类有机物;⑤含醛基的有机物:醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐;⑥石油产品(裂解气、裂化气、裂化石油);⑦天然橡胶。
某有机化合物的相对分子质量是60,由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图有C-H键、 O-H键、C-O键的振动吸收,核磁共振氢谱显示该分子中有四种不同化学环境的H,则该有机物的结构简式是 [ ] A.CH3CH2OCH3
B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2CH2OH
D.CH3CH2CHO科学家最近在-100℃的低温下合成了一种烃X 经红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境没有区别,根据分析,绘制了如图所示的球棍模型。下列说法中错误的是 [ ] A.烃X的分子式为C5H4
B.分子中碳原子的化学环境有2种
C.具有2个三元环的X的同分异构体共2种(含本身)
D.X分子中只有碳碳单键,没有碳碳双键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,不同位置的氢原子的核磁共振谱中给出的峰值(信号)也不同。根据峰值(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如:乙醚的结构式为:,其核磁共振氢谱中有2个信号(参见下图)。 (1)下列分子中,其核磁共振氢谱中只有一种峰(信号)的物质是________(多选倒扣分)。 A.CH3-CH3 B.CH3COOH C.CH3COOCH3 D.CH3COCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱如下图所示,则A的结构简式为________,请预测B的核磁共振氢谱上有________个峰(信号)。(3)用核磁共振氢谱的方法来研究C2H6O的结构,请简要说明根据核磁共振氢谱的结果来确定C2H6O分子结构的方法是 ______________________________ 某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为 6.67%,其余含有氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3(提示:吸收峰的面积与H原子数目成正比)。如下图A。方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如下图B。试填空。
(1)A的分子式为_______。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是___________________填序号)。
a. A的相对分子质量 b. A的分子式 c. A的核磁共振氢谱图 d. A分子的红外光谱图
(3)A的结构简式为_______。
(4)A的芳香类同分异构体有多种,其中符合下列条件:
①分子结构中只含一个官能团;②分子结构中含有一个甲基;③苯环上只有一个取代基。
则该类A的芳香类同分异构体共有_______种。某研究性学习小组为确定某蜡状有机物A的结构和性质,他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与过程探究。
(I)实验式的确定
(1)取样品A进行燃烧法测定。发现燃烧后只生成CO2和H2O,某次燃烧后,经换算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O。据此得出的结论是_____________ 。
(2)另一实验中,取3.4g蜡状A在3.36L(标准状况下,下同)氧气中完全燃烧,两者均恰好完全反应,生成2.8LCO2和液态水。由此得出的实验式是_____________ 。
(Ⅱ)结构式确定(经质谱测定A的相对分子质量为136)
(3)取少量样品熔化,加入钠有氢气放出,说明A分子中含有_____________ 基。
(4)进行核磁共振,发现只有两个特征峰,面积比为8:4,再做红外光谱,图谱如下:则A的结构简式为____________ 。 某化合物由碳、氢、氧三种元素组成,红外光谱图显示有三种共价键的振动吸收,核磁共振氢谱图显示有三个峰,峰面积比为6:1:1,则该有机物的结构简式是 [ ]
A.C2H5OCH3
B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2CH2OH
D.CH3CH2CHO核磁共振谱(NMR)是研究有机物结构的有效方法之一,在所研究的化合物分子中,结构中的每一个等效氢原子在1H-NMR谱中都给出了相应的峰(信号),谱中峰的强度与结构中的等酸氢原子个数成正比。现有某种有机物,通过元素分析得到的数据(质量分数)为C:85.71%,H:14. 29%,质谱数据表明它的相对分子质量为84。
(1)该化合物的分子式为____________。
(2)已知该物质可能存在多种结构,A、B、C是其中的三种,请根据下列要求填空:
①A是链状化合物,与氢气加成的产物分子中有三个甲基,则A的可能结构有__________种(不考虑立体异构)。
②B是链状化合物,1H-NMR谱中只有一个信号,则B的结构简式为____________。
③C是环状化台物,1H-NMR谱中也只有一个信号,则C的结构简式为____________。2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量(10-9g)的化合物通过质谱仪的离子化室,使样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到C2H6+、C2H5+、C2H4+……然后测定其质荷比。设H+的质荷比为β,某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷,信号强度表示碎片质量,与该离子的多少有关),则该有机物可能是 [ ] A.甲醇
B.甲烷
C.丙烷
D.乙烯核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同,表现出的核磁性就不同,代表核磁性特征的峰在核磁共振上出现图上出现的位置(化学位移,符号为δ)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如图所示: [ ] A.CH3CH2CH3
B.CH3CH2CH2OH
C.
D.CH3CH2CHO下列关于有机物分析的说法中,正确的是 [ ] A.某有机物在过量氧气中充分燃烧,只生成CO2和H2O,由此可知该有机物中一定只含有碳氢两种元素
B.质谱法可以分析出某有机物的相对分子质量,从而可推断出该有机物的结构简式
C.不同化学键或官能团对红外光的吸收频率不同,故可以利用红外光谱图来分析有机物含有的化学键和官能团
D.二甲醚(CH3-O-CH3)中含有两个甲基,故它的核磁共振氢谱图中有两个吸收峰2002年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家库尔特·芬恩,他的贡献是发明了“利用核磁共振技术测定有机物分子结构”。在有机物分子中,不同的氢原子在核磁共振谱中给出的峰值(信号)不同,根据峰值(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类。下列有机物分子中,在核磁共振氢谱中只给出1个峰值(信号)的是 [ ] A.HCOOH
B.C(CH3)4
C.
D.CH3COOCH3注射用的双黄连以绿原酸(其不完整的结构简式如下图)为主要成分之一,绿原酸有着广泛的药理作用。已知一分子绿原酸在酸性条件下水解得到一分子咖啡酸A(环上有三个取代基,且不完全相邻)和一分子奎尼酸。 某小组研究如下: (1)咖啡酸A的结构简式为________;奎尼酸的分子式为________。
(2)写出咖啡酸A与NaHCO3溶液反应的方程式:________。
(3)1 mol咖啡酸A能与___mol溴水反应。
(4)写出符合下列4个条件的咖啡酸A的同分异构体E的结构简式:____。
①与FeCl3溶液反应显紫色
②1 mol E与足量的新制Cu(OH)2反应可得到4 mol Cu2O
③1 mol E分别能消耗2 mol Na、1 mol NaOH
④核磁共振氢谱图上有五组峰已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法错误的是 [ ] A.由红光外谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键
B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
C.仅由其核磁共振氢谱就能得知其分子中的氢原子总数
D.若A的化学式为C3H6O,则其结构简式为CH3COCH3金属E的化合物E(C5H5)2其结构如左图,其中氢原子的化学环境完全 相同。但早期人们却错误地认为它的结构如右图。在核磁共振氢谱中,错误的结构与正确的结构核磁共振氢谱的峰数分别为 [ ] A. 5,5
B. 3,5
C. 5,1
D. 3,1某化合物的结构式(键线式)及球棍模型如下: 该有机分子的核磁共振氢谱图如下(单位ppm)。 下列关于该有机物的叙述正确的是 [ ] A.该有机物不同化学环境的氢原子有4种
B.该有机物属于芳香族化合物
C.键线式中的Et代表的基团为-CH3
D.该有机物在一定条件下能够发生取代反应下列说法不正确的是 [ ] A.有机化合物的1H核磁共振分析中,氢原子核所处的化学环境不同,表现出的核磁性就不同,代表核磁性特征的峰在核磁共振谱图中横坐标的位置也就不同
B.红外光谱是利用有机物分子中不同基团的特征吸收频率不同,测试并记录有机化合物对一定波长范围的 红外光吸收情况,根据对红外光谱的分析,可以初步判断该有机化合物中具有哪些基团
C.有机化合物中的“基”是一成不变的
D.质谱法是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带点的“碎片”,并根据“碎片”的某些特征谱分析有 机物结构的方法在化学上检测物质结构经常使用核磁共振氢谱,它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中氢原子化学环境的。在1H核磁共振谱图中能给出2种信号且强度比为1:1的分子是 [ ] A. CH3CH2CH3
B. CH3OCH3
C. CH3COCH2CH2CH3
D. CH3COOCH32002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量的(10-9g)化合物通过质谱仪的离子化 室使样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子。如
C2H6离子化后可得到C2H6+、C2H5+、C2H4+……,然后测定其质荷比。某有机物样品的质荷比如下图所示。该有机物可能是[ ] A.甲醇
B.甲烷
C.丙烷
D.乙烯下列关于有机物分析的说法中,正确的是 [ ] A.某有机物在过量氧气中充分燃烧,只生成CO2和H2O,由此可知该有机物中一定只含有碳氢两种元素
B.质谱法可以分析出某有机物的相对分子质量,从而即可推断出该有机物的结构简式
C.不同化学键或官能团对红外光的吸收频率不同,故可以利用红外光谱图来分析有机物含有的化学键和官能团
D.二甲醚(CH3-O-CH3)中含有两个甲基,故核磁共振氢谱图中有两个吸收峰质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的重要方法之一。在研究的化合物分子中,所处环境完全相 同的氢原子在PMR谱中出现同一种信号峰,
如(CH3)2CHCH2CH3在PMR谱中有四种信号峰;
又如CH3-CBr=CHX存在着如下的两种不同空间结构:
因此CH3-CBr=CHCH3的PMR谱上会出现氢原子的 _______种不同信号峰。图1和图2是A、B两种物质的核磁共振氢谱。已知A、B两种物质都是烃类,都含有6个氢原子。请根据图1和图2两种物质的核磁共振氢谱图选择出可能属于图1和图2的两种物质是 [ ] A. A是C3H6; B是C4H6
B. A是C2H6;B是C3H6
C. A是C2H6;B是C6H6(苯)
D. A是C3H6;B是C2H6化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136,分子式C8H8O2。A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱与红外光谱见图1和图2。关于A的下列说法正确的是 [ ] A. A分子属于酯类化合物,在一定条件下能发生水解反应
B.1molA在一定条件下可与4 mol H2发生加成反应
C.符合题中A分子结构特征的有机物只有一种
D.与A属于同类化合物的同分异构体只有2种核磁共振谱(NMR)是研究有机化合物结构的最有力手段之一。在所研究化合物的分子中,每一种结构类型的等价(或称为等性)H原子,在NMR谱中都给出相应的峰(信号)。谱中峰的强度是与分子中给定类型的H 原子数成比例的。例如,乙醇的NMR谱中有三个信号,其强度比为3:2:1。
(1)在常温下测得的某烃C8H10(不能与溴水反应)的NMR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NMR谱中可产生 __________信号,试确定强度比为__________ 。
(2)在常温下测定相对分子质量为128的某烃的NMR,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为 9:1,若为链烃,则该烃的结构简式为 ___________;观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为1:1,若为芳香烃,则该烃的结构简式为 _____________。有机物A经李比希法分析知含C元素70.59%、H元素5.89%,其余为氧元素;质谱法分析得知其相对分子质量为136;核磁共振氢谱中峰面积之比为1:2:2:3;A的某谱图如图。下列说法正确的是 [ ] A.1mol A完全水解需消耗2mol NaOH
B.A在一定条件下可与4mol H2发生加成反应
C.与A属于同类化合物的同分异构体共有2种(不包括A本身)
D.上图属于红外光谱图2002年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家库尔特·芬恩,他的贡献是发明了“利用核磁共振技术测定有机物分子结构”。在有机物分子中,不同的氢原子在质子核磁共振谱中给出的峰值(信号)不同,根据峰值(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类。下列有机物分子中,在质子核磁共振谱中只给出一种峰值(信号) [ ] A.CH3OH
B.C(CH3)4
C.CH3COOH
D.CH3COOCH3A和B两种有机物可以互溶,有关性质如下 (1)要除去A和B的混合物中的少量A,可采用________方法即可得到B。
A.蒸馏 B.重结晶 C.萃取 D.加水充分振荡,分液
(2)若B的分子式为C2H6O,核磁共振氢谱表明其分子中有三种化学环境不同的氢原子,强度之比为3:2:1。则B的结构简式为__________________。
(3)若质谱图显示A的相对分子质量为74,红外光谱如图所示,则A的结构简式为____________。(4)准确称取一定质量的A和B的混合物,在足量氧气中充分燃烧,将产物依次通过足量的无水氯化钙和碱石灰,发现质量分别增重14.4g和26.4g。计算混合物中A和B的物质的量之比。 2002年诺贝尔化学奖的一半授予了美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一,以表彰他们“发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法”和“对生物大分子的质谱分析法”方面的贡献;另一半奖金授予了瑞士科学家库尔特·维特里希,以表彰他“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。下列关于2002年诺贝尔化学奖的叙述错误的是 [ ] A.美国、日本和瑞士的三位科学家对生物大分子的研究给新药的开发带来了革命性变化,为更快地诊断出癌症带来了希望
B.他们的研究可以确认核糖核酸的结构
C.他们的研究可以确认蛋白质结构并制作溶液中蛋白质分子的三维图像
D.他们的研究方向是人体内NaCl、葡萄糖等的结构某化合物的结构式(键线式)及球棍模型如下: 该有机分子的核磁共振氢谱图如下(单位ppm)。 下列关于该有机物的叙述正确的是 [ ]
A.该有机物在一定条件下不能发生消去反应
B.该有机物不同化学环境的氢原子有8种
C.键线式中的Et代表的基团为-CH3
D.该有机物属于芳香族化合物某化合物由碳、氢、氧三种元素组成,红外光谱图显示有三种共价键的振动吸收,核磁共振氢谱图显示有三个峰,峰面积比为6:1:1,则该有机物的结构简式是 [ ]
A.C2H5OCH3
B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2CH2OH
D.CH3CH2CHO
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